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Die
Erfindung betrifft eine Dimmvorrichtung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 sowie einen Scheinwerfer mit einer Dimmvorrichtung.
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Eine
solche Dimmvorrichtung dient dazu, auf mechanische Weise die Helligkeit
eines von einem Scheinwerfer erzeugten Lichtfeldes zu dimmen, um die
Helligkeit des Lichtfeldes einzustellen und gegebenenfalls abzublenden,
und weist zu diesem Zweck ein oder mehrere Abschirmelemente auf,
die ausgebildet sind, das vom Scheinwerfer abgestrahlte Licht zumindest
teilweise abzuschirmen. Derartige Dimmvorrichtungen werden insbesondere
bei leistungsstarken Scheinwerfern, die beispielsweise als Tageslicht-Scheinwerfer
oder Keramik-Scheinwerfer ausgebildet sein können, eingesetzt, um die Helligkeit des
erzeugten Lichtfeldes einzustellen, und sind vorteilhaft beispielsweise
gegenüber
heutzutage bekannten elektronischen Vorschaltgeräten, die nur bedingt zum Dimmen
leistungsstarker Scheinwerfer eingesetzt werden können, da
sie Auswirkungen auf das Betriebsverhalten derartiger Scheinwerfer
haben und beim Dimmen eines Scheinwerfers dessen Farbtemperatur
verändern.
Bekannte elektronische Vorschaltgeräte ermöglichen daher nur ein Dimmen
in einem sehr eingeschränkten
Dimmbereich oder sehen überhaupt
keine Möglichkeit
zur Dimmen vor.
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Insbesondere
in Fernsehstudios ist es hierbei aber unerlässlich, ein Dimmen in einem
Dimmbereich zwischen 0% (keine Dimmung) und 100% (vollständige Abdunkelung)
bei homogener Lichtverteilung zu ermöglichen, um ein bestimmtes
Lichtfeld reproduzierbar einstellen zu können.
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Aus
der
DE 299 16 992
U1 ist eine mechanische Dimmvorrichtung in Form einer verstellbaren Jalousieblende
für Beleuchtungsgeräte, insbesondere
für Studioscheinwerfer,
bekannt, bei der eine Anzahl von Lamellen drehbar in einem Rahmen
gelagert ist. Durch einen manuell oder motorisch betätigbaren
Verstellmechanismus können
die Lamellen hierbei zwischen einer vollständig geschlossenen Stellung
der Jalousieblende, in der die Lamellen mit ihren Randbereichen überlappend
aufeinander liegen, bis zu einer vollständig geöffneten Stellung, in der die
Lamellen senkrecht zu der Frontscheibe des Scheinwerfers ausgerichtet
sind, verstellt werden. Durch die Winkelverstellung der Lamellen
kann damit bei konstanter Lichtstärke des Scheinwerfers die Helligkeit
des erzeugten Lichtfeldes von Null bei vollständig geschlossenen Lamellen
bis nahezu der vollen, von der Lampe abgegebenen Lichtstärke bei
geöffneten
Lamellen eingestellt werden. Das Lamellensystem kann hierbei entweder
mit parallel oder mit radial zueinander angeordneten Lamellen ausgebildet sein,
die, um auch bei leistungsstarken Scheinwerfern eine Verformung
der Lamellen aufgrund der erzeugten Hitze zu verhindern, mit einer
Keramikbeschichtung überzogen
sein können.
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Derartige
als Jalousieblenden ausgebildeten Dimmvorrichtungen können zu
einer nicht gewünschten
Beeinflussung des vom Scheinwerfer erzeugten Lichtfeldes führen. Insbesondere
erlauben solche Jalousieblenden zwar eine stufenlose Dimmung der Helligkeit
des erzeugten Lichtfeldes, verursachen aber Ungleichmäßigkeiten,
beispielsweise in Form von Streifenmustern, im erzeugten Lichtfeld,
die zudem abhängig
sind von der Fokuseinstellung des Scheinwerfers. Da die Jalousieblenden
darüber
hinaus Stützstrukturen
in Form von Stegen oder Achsen zur Halterung der Lamellen aufweisen
und die Lamellen zwar in ihrer Ausrichtung verändert, nicht aber aus dem Bereich
des vom Scheinwerfer abgestrahlten Lichts entfernt werden, ist eine
vollständige
Aufhellung, also ein Lichtfeld mit der maximalen vom Scheinwerfer
erzeugten Lichtstärke,
nicht möglich. Werden
feinere Lamellen verwendet, so lassen sich zwar die Streifenmuster
im Lichtfeld reduzieren, die maximal einstellbare Helligkeit wird
aber, bedingt durch die durch die größere erforderliche Anzahl der Lamellen,
weiter reduziert.
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Andere,
auch als „stepped
density filter" und „variable
density filter" bezeichnete
Dimmvorrichtungen verwenden Abschirmelemente beispielsweise in Form
von auf einer Glasscheibe angeordneten Graukeilen, die in eine Richtung
spitz zulaufen und zum Dimmen eines Scheinwerfers so in den Bereich
des abgestrahlten Lichts verschoben werden, dass zur Einstellung
einer großen
Helligkeit die Graukeile mit ihren schmalen Bereichen im Bereich
des Lichts positioniert sind und zur Einstellung einer geringen
Helligkeit die Graukeile mit ihrem breiten Bereich in das abgestrahlte
Licht verschoben werden, um einerseits eine schwache oder andererseits
eine starke Abschirmung des Lichts zu erreichen. Solche Abschirmelemente
können
beispielsweise als rechteckige, relativ zu einem Scheinwerfer verschiebbare
Platten oder als kreisförmige,
relative zum Scheinwerfer rotierbare Elemente ausgebildet sein,
wobei die Helligkeit durch eine Lageänderung des Abschirmelementes
relativ zum Scheinwerfer eingestellt wird. Weiterhin kann auf derartigen
Abschirmelementen, anstelle der Graukeile, auch eine sich kontinuierlich ändernde Grauverteilung
vorgesehen sein. Nachteilig bei derartigen Dimmvorrichtungen ist,
dass das verwendete Abschirmelement mindestens doppelt so breit
und hoch – bevorzugt
zum Einstellen einer sauberen Lichtverteilung im Lichtfeld sogar
um ein vielfaches größer – wie die
Lichtaustrittsöffnung
des Scheinwerfers ausgebildet sein muss.
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Aus
der
DE 199 46 015
A1 ist eine Dimmvorrichtung bekannt, bei der zur Einstellung
der Helligkeit eines von einem Scheinwerfer erzeugten Lichtfeldes
zwei Lochgitter eingesetzt werden, die zur Regulierung der Helligkeit
des Lichtfeldes relativ zueinander verschoben werden. Auf diese
Weise ist eine stufenlose Verstellung der Helligkeit des Lichtfeldes möglich, wobei
die Helligkeit jedoch nur in einem sehr kleinen Bereich reguliert
und nicht vollständig
abgedunkelt werden kann.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dimmvorrichtung
und einen Scheinwerfer mit einer Dimmvorrichtung zur Verfügung zu stellen,
die eine Einstellung der Helligkeit eines erzeugten Lichtfeldes
in einem weiten Bereich bei minimaler Beeinflussung der Lichtverteilung
im Lichtfeld und kompakter Bauweise erlauben.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Dimmvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist dabei
bei einer Dimmvorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass
das mindestens eine Abschirmelement durch eine das vom Scheinwerfer
abgestrahlte Licht zumindest teilweise abschirmende strukturierte
Maske ausgebildet ist und Mittel vorgesehen sind, das mindestens
eine Abschirmelement zur stufenweisen Einstellung der Helligkeit
des erzeugten Lichtfeldes des Scheinwerfers
- – entweder
in den Bereich des vom Scheinwerfer abgestrahlten Lichts zu bringen,
um die Helligkeit des erzeugten Lichtfeldes um eine Helligkeitsstufe
zu verringern,
- – oder
aus dem Bereich des vom Scheinwerfer abgestrahlten Lichts zu entfernen,
um die die Helligkeit des erzeugten Lichtfeldes um eine Helligkeitsstufe
zu erhöhen.
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Die
erfindungsgemäße Dimmvorrichtung weist
somit ein Abschirmelement auf, das in Form einer strukturierten
Maske ausgebildet ist, die, um die Helligkeit des erzeugten Lichtfeldes
zu regulieren, in den Bereich des vom Scheinwerfer abgestrahlten Lichtes
gebracht oder aus dem Bereich des Lichtes entfernt wird. Das Einbringen
der Maske in das vom Scheinwerfer abgestrahlte Licht bzw. das Entfernen der
Maske aus dem abgestrahlten Licht erlaubt dabei eine stufenweise
Einstellung der Helligkeit des Lichtfeldes, indem das Licht entweder
durch die Maske zumindest teilweise abgeschirmt oder, wenn die Maske
sich nicht im Bereich des abgestrahlten Lichtes befindet, unverändert durchgelassen
wird. Wesentlich ist hierbei, dass die Einstellung der Helligkeit nicht
durch eine Veränderung
des Wirkungsquerschnitts der Maske, wie beispielsweise bei einem Verschwenken
von Lamellen, bewirkt wird, sondern dadurch, dass die Maske entweder
vollständig
in das eingestrahlte Licht eingeführt wird, um das Licht zu beeinflussen,
oder vollständig
aus dem Bereich des Lichtes entfernt wird, um das Licht unverändert passieren
zu lassen.
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Vorteilhafterweise
weist die Dimmvorrichtung mehrere unterschiedliche Abschirmelemente auf,
die jeweils unterschiedliche Masken zur Einstellung der Helligkeitsstufen
des erzeugten Lichtfeldes ausbilden. Durch Überlagerung der unterschiedlichen
Abschirmelemente können
dann unterschiedliche Helligkeitsstufen des erzeugten Lichtfeldes
eingestellt werden, wobei jedes Abschirmelement durch einen Abschirmfaktor
beschrieben ist, der durch das Flächenverhältnis von lichtundurchlässigen Bereichen
der Maske zu der gesamten Fläche
der Maske bestimmt ist und somit das Verhältnis von abgeschirmten Licht
zum gesamten auf die Maske treffenden Licht angibt.
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Grundlegender
Gedanke ist hierbei, dass durch Überlagerung
unterschiedlicher Masken auf digitale Weise unterschiedliche Helligkeitsstufen
eingestellt werden können.
Durch Kombination der als Masken ausgebildeten Abschirmelemente
lässt sich dann
auf inkrementelle Weise die durch die Abschirmelemente bedingte
Abschirmung variieren, wobei diese Variation stufenweise durch Hinzufügen oder Entfernen
eines oder mehrerer Abschirmelemente erfolgt. Die durch die Kombination
und Überlagerung der
Abschirmelemente eingestellte Abschirmung zur Einstellung der Helligkeit
des Lichtfeldes lässt
sich hierbei durch einen gesamten Abschirmfaktor der überlagerten
Abschirmelemente beschreiben, der sich aus der Addition der Abschirmfaktoren
der einzelnen Abschirmelemente ergibt. Dieses gilt dann, wenn die
bei den unterschiedlichen Abschirmelementen vorgesehenen lichtundurchlässigen Bereiche
sich in ihrer Anordnung vollständig
voneinander unterscheiden, so dass bei Überlagerung der Abschirmelemente
die lichtundurchlässigen
Bereiche der einzelnen Abschirmelemente nicht überlappen. Sind die einzelnen
Abschirmelemente so ausgebildet, dass bei Überlagerung mit anderen Abschirmelementen
es zu einer Überlappung
zwischen den lichtundurchlässigen
Bereichen kommt, so ist diese entsprechend bei der Berechnung des
gesamten Abschirmfaktors zu berücksichtigen.
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Durch Überlagerung
der Abschirmelemente lassen sich dann unterschiedliche Helligkeitsstufen einstellen,
wobei die Abschirmelemente so ausgebildet sein können, dass die Abschirmung
auf lineare Weise, beispielsweise mit Helligkeitsstufen mit einer Helligkeit
von 0%–10%–...–100% der
maximalen Helligkeit des vom Scheinwerfer erzeugten Lichts, verändert werden
kann. Denkbar ist auch, die Abschirmelemente so auszubilden, dass
eine nicht-lineare Abstufung, beispielsweise eine dem Helligkeitsempfinden
des Auges nachgebildeten Stufeneinteilung möglich ist.
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Vorteilhafterweise
sind die Abschirmelemente der Dimmvorrichtung dabei so ausgebildet,
dass es zu einer vollständigen
Abschirmung des vom Scheinwerfer abgestrahlten Lichtes kommt, wenn sämtliche
Abschirmelemente der Dimmvorrichtung im Bereich des vom Scheinwerfer
abgestrahlten Lichts angeordnet sind. In diesem Fall überlagern sich
die Abschirmelemente derart, dass das Licht vollständig abgeschirmt
wird und es zu einer vollständigen
Verdunklung des eingestellten Lichtfeldes kommt.
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Vorteilhafterweise
sind die Masken darstellenden Abschirmelemente hierbei so strukturiert, dass
sie jeweils regelmäßig angeordnete
lichtundurchlässige
oder lichtteildurchlässige
und lichtdurchlässige
Bereiche aufweisen, mittels derer das auf ein Abschirmelement treffende
Licht teilweise abgeschirmt wird. Jede Maske kann hierbei eine gitter- oder
rasterartige Struktur aufweisen, die durch die regelmäßig angeordneten
lichtundurchlässigen
und lichtdurchlässigen
Bereiche gebildet ist. Grundlegend ist hierbei, dass eine fein ausgebildete
Struktur der Maske, beispielsweise in Form eines feinen Gitters
oder Rasters, eine homogene Beeinflussung des Lichtes und somit
ein homogenes Lichtfeld bewirkt. Je feiner hierbei die Struktur
der Maske gewählt
wird, desto gleichmäßiger ist
die Lichtverteilung im eingestellten Lichtfeld und desto geringer
ist der Einfluss der Abschirmelemente auf die Qualität des erzeugten Lichtfeldes
hinsichtlich seiner Homogenität.
Durch das Einbringen der Maske in das Licht des Scheinwerfers wird
somit prinzipiell eine Graustufe in der Helligkeit des eingestellten
Lichtfeldes erzeugt, dessen Intensität sich aus dem Flächenverhältnis der lichtundurchlässigen Bereiche
zu den lichtdurchlässigen
Bereichen der Maske ergibt. Je größer hierbei der Anteil der
lichtundurchlässigen
Bereiche auf der Maske, desto stärker
wird das auf die Maske treffende Licht abgeschirmt und somit die
Helligkeit des erfolgten Lichtfeldes reduziert und gedimmt. Grundsätzlich kann
das die Maske ausbildende Abschirmelement in diesem Zusammenhang
auch unregelmäßig, in
Form von ungleichmäßig über das
Abschirmelement verteilten Strukturen, strukturiert sein. Entscheidend
ist hierbei, dass jedes Abschirmelement so strukturiert ist, dass
das erzeugte, durch Überlagerung
der Abschirmelemente eingestellte Lichtfeld auf gewünschte Weise
gedimmt und dabei hinreichend homogen ist.
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Denkbar
ist auch, anstelle einer gitterartigen Maske das Abschirmelement
als graue, lichtteildurchlässige
Scheibe mit einem gleichmäßigen Grauwert
auszubilden, die somit keine Strukturierung, sondern einen einheitlichen
Grauwert aufweist. Bei Überlagerung
derartiger Abschirmelemente ergibt sich der eingestellte Abschirmfaktor
nicht durch eine Addition, sondern durch die Multiplikation der einzelnen
Abschirmfaktoren. Eine vollständige
Verdunkelung des Lichtfeldes ist, wenn ausschließlich lichtteildurchlässige graue
Scheiben vorgesehen sind, dann nicht möglich.
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Die
Dimmvorrichtung kann hierbei sowohl als graue Scheiben ausgebildete
Abschirmelemente als auch als strukturierte Masken ausgebildete
Abschirmelemente aufweisen, die dann zur Einstellung der Helligkeit
miteinander kombiniert werden können. Der
eingestellte Abschirmfaktor ergibt sich dann aus der Addition der
Abschirmfaktoren der strukturierten Masken multipliziert mit dem
Abschirmfaktor der grauen Scheiben.
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Zusätzlich können weiterhin
ein oder mehrere unterschiedliche Farbelement vorgesehen sein, die
zur Farbgebung in das vom Scheinwerfer erzeugte Licht eingebracht
werden. Mittels solcher Farbelemente können dann Farbeffekte hergestellt
oder die Farbtemperatur korrigiert werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Dimmvorrichtung als eine
gesonderte, in einem Gehäuse
angeordnete Einheit ausgebildet, die, um das von einem Scheinwerfer
abgestrahlte Licht zu beeinflussen, beispielsweise im Bereich einer
Lichtaustrittsöffnung
des Scheinwerfers, durch die das vom Scheinwerfer erzeugt Licht
den Scheinwerfer verlässt,
angeordnet werden kann. Die Dimmvorrichtung stellt somit ein separates
Modul dar, das vom Scheinwerfer lösbar ist und mit unterschiedlichen
Scheinwerfern betrieben werden kann. Denkbar ist in diesem Zusammenhang
alternativ auch, dass die Dimmvorrichtung in einen Scheinwerfer
integriert ist, so dass die Dimmvorrichtung keine gesonderte Einheit
darstellt und die Abschirmelemente innerhalb des Scheinwerfers in
das vom Scheinwerfer erzeugte Licht eingebracht werden, um die Helligkeit
des erzeugten Lichtfeldes einzustellen.
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Bevorzugt
sind das eine oder die mehreren Abschirmelemente der Dimmvorrichtung
dabei verschiebbar oder um eine Schwenkachse verschwenkbar in der
Dimmvorrichtung gelagert. Bei verschiebbarer Lagerung werden die
Abschirmelemente dann durch Verschieben in den Bereich des vom Scheinwerfer
abgestrahlten Lichts gebracht oder aus diesem entfernt. Bei verschwenkbarer
Lagerung der Abschirmelemente ist denkbar, die Schwenkachse entweder
senkrecht oder parallel zur Ausbreitungsrichtung des Lichts anzuordnen,
so dass die Abschirmelemente zum Einstellen der Helligkeit entweder – ähnlich wie
Flügeltore
eines Scheinwerfers – von links,
rechts, oben oder unten in den Bereich des Lichts geklappt werden
oder in einer sich parallel zu einer Lichtaustrittsöffnung des
Scheinwerfers erstreckenden Ebene verschwenkt werden.
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Zweckmäßigerweise
ist dann eine Antriebsvorrichtung zum Verschieben oder Verschwenken des
einen oder der mehreren Abschirmelemente vorgesehen, die in Abhängigkeit
von der einzustellenden Helligkeit die Abschirmelemente in den Bereich des
vom Scheinwerfer abgestrahlten Lichts bewegt oder aus dem Bereich
des vom Scheinwerfer abgestrahlten Lichts entfernt. Auf diese Weise
lässt sich mittels
der Dimmvorrichtung die Helligkeit des erzeugten Lichtfeldes stufenweise
variieren, indem durch Kombination der Abschirmelemente der gewünschte Abschirmfaktor
und somit die gewünschte Helligkeitsstufe
eingestellt wird. Die einzustellende Kombination der in das abgestrahlte
Licht verschwenkten Abschirmelemente richtet sich hierbei nach der
gewünschten
Helligkeit des Lichtfeldes, die sich aus der Überlagerung der einzelnen Abschirmelemente
und dem dadurch eingestellten Abschirmfaktor ergibt.
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Die
Antriebsvorrichtung kann elektromechanisch ausgebildet sein und
beispielsweise einen Elektromotor aufweisen, mittels dessen die
Abschirmelemente in das Licht bewegt oder aus dem Licht entfernt
werden. Der Elektromotor kann hierbei optional mit einem Getriebe
zusammenwirken und beispielsweise über einen Antriebsriemen, einen
Zahnriemen oder eine Kardanwelle mit den Abschirmelementen verbunden
sein. Anstelle des Elektromotors kann die Antriebsvorrichtung alternativ
auch bistabile Elektromagnete zur Verstellung der Abschirmelemente
aufweisen, wobei jeweils ein Elektromagnet auf ein Abschirmelemente
einwirkt und – abhängig vom
Zustand des Elektromagneten – das
Abschirmelement in das Licht einbringt oder aus dem Licht entfernt.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, die Abschirmelemente mittels Federn vorzuspannen,
um die Abschirmelemente in der Dimmvorrichtung auf diese Weise in
ihrer Lage zu halten und zu fixieren.
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Die
Antriebsvorrichtung kann darüber
hinaus eine elektronische Steuereinheit aufweisen oder mit einer
externen elektronischen Steuereinheit zusammenwirken, mittels derer
ein durch einen Benutzer vorgegebener Abschirmfaktor in eine zu
verwendende Kombination von Abschirmelementen umgesetzt wird. Die
elektronische Steuereinheit kann hierbei so ausgebildet sein, dass
sie einen eingestellten Zustand speichert und beispielsweise nach
einem Stromausfall automatisch wiederherstellt. Die elektronische
Steuereinheit kann weiterhin mit einem Bussystem, insbesondere unter
Verwendung der bei Systemen für
die Film- und Studiobeleuchtung gängigen DMX512- oder CAN-Standards,
und über
das Bussystem mit einem Lichtstellpult gekoppelt sein, so dass ein
Benutzer über
das Lichtstellpult die Helligkeit des Scheinwerfers einstellen kann.
In diesem Zusammenhang kann einem Benutzer dann auch ermöglicht werden,
die jeweils eingestellte Helligkeit auszulesen und den Betriebszustand
der Dimmvorrichtung abzufragen.
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Zusätzlich ist
auch denkbar und vorteilhaft, die Dimmvorrichtung über die
elektronische Steuereinheit mit einem elektronischen Vorschaltgerät zu verbinden
und über
das elektronische Vorschaltgerät eine
Regelung und Feineinstellung des Scheinwerfers vorzunehmen. Beispielsweise
ist dann möglich, dass
die Grobeinstellung der Helligkeit durch die Dimmvorrichtung vorgenommen
wird, während
die Feineinstellung durch das elektronische Vorschaltgerät erfolgt,
so dass praktisch eine stufenlose Regelung des Scheinwerfers möglich ist.
Beispielsweise kann in diesem Sinne ein Abschirmfaktor von 45% durch
die Abschirmelemente eingestellt werden und durch das elektronische
Vorschaltgerät
mittels einer zusätzlichen
Abschirmung von 2% dann auf einen Wert von 47% feineingestellt werden.
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Weiterhin
kann die elektronische Steuereinheit auch mit einem Sensor zur Erfassung
der Helligkeit des eingestellten Lichtfeldes, dessen Signal dazu
verwendet wird, die Helligkeit des Lichtfeldes automatisch zu regeln
und zu stabilisieren, oder einem Aufnahmegerät, insbesondere einer Kamera, die
Sollwerte für
die einzustellende Helligkeit vorgibt, zusammenwirken.
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In
einer weiteren Variante kann die Dimmvorrichtung auch mit einer
Betätigungsstange
verbindbar sein, mittels derer ein Benutzer auf mechanische Weise
die Helligkeit der Dimmvorrichtung einstellen kann. Solche Betätigungsstangen
sind insbesondere dann sinnvoll, wenn die Dimmvorrichtung mit einem an
einem Rigg angeordneten Scheinwerfer in großer Höhe über dem Boden verbunden ist,
und sind standardmäßig vorgesehen,
um die Neigung und Schwenkung von Scheinwerfern einzustellen. Die Betätigungsstange
kann dann, beispielsweise unter Verwendung einer so genannten Betätigungsglocke, gleichzeitig
auch mit der Dimmvorrichtung zusammenwirken und zum Einstellen der
Helligkeit des Scheinwerfers dienen.
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Das
eine oder die mehreren Abschirmelemente der Dimmvorrichtung können vorteilhafterweise
als metallische Maske ausgebildet sein, deren lichtundurchlässige Bereiche
durch metallische Flächen
gebildet sind. Die metallischen Flächen können hierbei beispielsweise
durch ein Stahlblech oder durch auf eine Glasscheibe aufgedampftes
Aluminium ausgebildet sein. Denkbar ist hierbei auch, die Abschirmelemente
mit einer keramischen Beschichtung zu versehen, um die Hitzbeständigkeit
der Abschirmelemente zu erhöhen.
Vorteilhafterweise ist die metallische Maske dabei gestanzt, geprägt, gezogen,
gelasert, gegossen oder gespritzt, wobei insbesondere die Herstellung
der Maske mittels eines Lasers kostengünstig und präzise erfolgen
kann. In einer besonders einfachen und kostengünstigen Variante können die
Abschirmelemente auch als bedruckte Scheiben ausgebildet sein.
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Für die Abschirmelemente
können
prinzipiell starre Glas- oder Kunststoffscheiben, aber auch flexible
Folien verwendet werden. Durch die Verwendung von Folien wird hierbei
eine besonders raumsparende Bauform der Dimmvorrichtung ermöglicht,
indem vorgesehen sein kann, die Folien, wenn sie nicht benutzt werden,
einzurollen und zum Abschirmen in den Lichtbereich auszurollen.
Als Folien ausgebildete Abschirmelemente können darüber hinaus beispielsweise auch
unterhalb des Scheinwerfers parallel zum Scheinwerfergehäuse angeordnet werden,
um dann zur Abschirmung um eine Scheinwerferkante herum in den Bereich
der Lichtaustrittsöffnung
des Scheinwerfers bewegt zu werden.
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Die
Aufgabe wird darüber
hinaus durch einen Scheinwerfer mit den Merkmalen des Anspruchs
26 gelöst.
Erfindungsgemäß weist
der Scheinwerfer hierbei eine Dimmvorrichtung der vorangehend beschriebenen
Art auf.
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Der
der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand
der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
Es zeigen:
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1A eine
perspektivische Ansicht eines Scheinwerfers mit einer im Bereich
einer Lichtaustrittsöffnung
des Scheinwerfers angeordneten Dimmvorrichtung;
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1B eine
schematische Querschnittansicht eines Scheinwerfers mit einer Dimmvorrichtung gemäß 1A;
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2 eine
schematische Teilschnittansicht einer Ausführungsform einer Dimmvorrichtung;
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3A–3D schematische
Darstellungen unterschiedlicher als Masken ausgebildeter Abschirmelemente;
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4A, 4B tabellarische
Auflistungen der einstellbaren Abschirmfaktoren in Abhängigkeit von
der Anzahl der verwendeten Abschirmelemente für unterschiedliche Ausführungsformen
der Abschirmelemente;
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5A–5D schematische
Darstellungen von unterschiedlichen als Masken ausgebildeten Abschirmelementen
zur Einstellung der Abschirmfaktoren gemäß 6 und
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6 eine
tabellarische Auflistung der mittels der Kombinationen der Abschirmelemente
gemäß 5A–5D einstellbaren
Abschirmfaktoren.
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1A und 1B zeigen
einen Scheinwerfer 1, der eine Lampe 17 aufweist,
die zusammen mit einem Reflektor 18 in einem Scheinwerfergehäuse 16 angeordnet
ist und im Zusammenwirken mit dem Reflektor 18 Licht LS
erzeugt und durch eine Lichtaustrittsöffnung 11 aus dem
Scheinwerfer 1 abstrahlt, um auf diese Weise ein Lichtfeld
L, L' zu formen.
In der Regel wird hierbei das Licht LS im Wesentlichen kegelförmig vom
Scheinwerfer 1 abgestrahlt, wobei der das Licht LS umfassende
Lichtkegel durch den so genannten Halbstreuwinkel, der den durch
den Lichtkegel aufgespannten Streuwinkel beschreibt, definiert ist.
Der Scheinwerfer 1 kann in diesem Zusammenhang insbesondere
einen Studioscheinwerfer für
Film oder Theater darstellen und als Hochleistungsscheinwerfer,
insbesondere Keramik- oder Tageslicht-Scheinwerfer ausgebildet sein. Am Scheinwerfergehäuse 16 ist
ein Bügel 18 verschwenkbar
angeordnet, über
den der Scheinwerfer 1 an einem Rigg, einem Stativ oder
einer anderen Haltevorrichtung befestigt werden kann.
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Die
Erfindung betrifft insbesondere Hochleistungsscheinwerfer, die mit
einer Leistung im kW-Bereich arbeiten und die nicht ohne weiteres
mittels elektronischer Vorschaltgeräte dimmbar sind. Aus diesem
Grunde werden bei derartigen Scheinwerfern herkömmlicherweise mechanische Dimmvorrichtungen
verwendet, mittels derer die Helligkeit des vom Scheinwerfer 1 erzeugten
Lichtfeldes L, L' einstellbar ist,
indem Abschirmelemente im Bereich des Lichtaustrittsöffnung 11 des
Scheinwerfers angeordnet werden und auf diese Weise die Helligkeit
des abgestrahlten Lichtes LF des Scheinwerfers 1 beeinflussen.
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Ein
wesentliches Qualitätsmerkmal
des durch den Scheinwerfer 1 erzeugten Lichtfeldes L, L' ist die Homogenität der Lichtverteilung,
also die gleichmäßige Helligkeit
im Bereich des Lichtfeldes L, L'.
Herkömmliche
Dimmvorrichtung, beispielsweise in Form von Jalousieblenden, die
zum mechanischen Dimmen des erzeugten Lichtfeldes L, L' eingesetzt werden,
haben hierbei den Nachteil, dass sie, bedingt durch die Ausbildung
der Lamellen, Streifen erzeugen und somit die Homogenität des eingestellten Lichtfeldes
L, L' nachteilig
beeinflussen. Dieses Problem wird durch die nachfolgend beschriebene,
vom Erfindungsgedanken Gebrauch machende Dimmvorrichtung, die anstelle
von Lamellen feinmaschig strukturierte oder als graue Scheiben ausgebildete Abschirmelemente
verwendet, gelöst.
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In 1A und 1B ist
eine Dimmvorrichtung 2 im Bereich der Lichtaustrittsöffnung 11 des Scheinwerfers 1 angeordnet
und über
Halteklauen 12, 13, 14, die im Bereich
der Lichtaustrittsöffnung 11 am
Scheinwerfergehäuse 16 bzw.
einer die Lichtaustrittsöffnung 11 einfassenden,
ringförmigen
Linsenfassung angeordnet sind, mit dem Scheinwerfer 1 verbunden.
Die Dimmvorrichtung 2 weist ein Gehäuse 25 auf, in dem
eine Durchtrittsöffnung 21 für das vom
Scheinwerfer 1 abgestrahlte Licht LS angeordnet ist, wobei
die Lichtaustrittsöffnung 11 des
Scheinwerfers 1 und die Durchtrittsöffnung 21 der Dimmvorrichtung 2 bündig aufeinander
angeordnet sind und somit das aus der Lichtaustrittsöffnung 11 abgestrahlte
Licht LS vollständig
in den Bereich der Durchtrittsöffnung 21 gelangt
und diese passiert. Das vom Scheinwerfer 1 abgestrahlte
Licht LS verlässt den
Scheinwerfer somit durch die Lichtaustrittsöffnung 11, durchdringt
die Durchtrittsöffnung 21 der Dimmvorrichtung 2 und
erzeugt ein entsprechendes Lichtfeld L, L'.
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Die
Dimmvorrichtung 2 ist ausgebildet und vorgesehen, die Helligkeit
des vom Scheinwerfers 1 erzeugten Lichtfeldes L, L' einzustellen und
somit auf gewünschte
Weise zu dimmen. Eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Dimmvorrichtung 2 ist in 2 dargestellt,
die eine Teilschnittansicht der Dimmvorrichtung 2 in der
Ebene der Durchtrittsöffnung 21 zeigt.
Die Dimmvorrichtung 2 weist mehrere Abschirmelemente 22 auf,
die um eine Schwenkachse 24 verschwenkbar in der Dimmvorrichtung 2 gelagert
sind. Weiterhin ist in der Dimmvorrichtung 2 eine Antriebsvorrichtung 23 vorgesehen,
mittels derer die Abschirmelemente 22 aus einer unteren
Position in der Dimmvorrichtung 2, in der sie nicht im
Bereich der Durchtrittsöffnung 21 und
somit nicht im Bereich des die Durchtrittsöffnung 21 passierenden
Lichts LS des Scheinwerfers 1 angeordnet sind, in eine
Schwenkrichtung S in eine obere Position verschwenkt werden können, um
in dieser oberen Position die Durchtrittsöffnung 21 so zu überdecken,
dass das vom Scheinwerfer 1 abgestrahlte und die Durchtrittsöffnung 21 passierende
Licht durch die Abschirmelement 22 tritt und durch die
im Bereich der Durchtrittsöffnung 21 angeordneten
Abschirmelemente 22 zumindest teilweise abgeschirmt wird.
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Die
Antriebsvorrichtung 23 kann hierbei beispielsweise als
Elektromotor mit oder ohne Getriebe ausgebildet sein, der über eine
Welle auf die Abschirmelemente 22 einwirkt und diese bewegt.
Denkbar ist auch, dass die Antriebsvorrichtung 23 anstelle
des Elektromotors bistabile Elektromagnete aufweist, die, abhängig vom
Schaltzustand, die Abschirmelemente 22 in die obere oder
untere Position verschwenken, wobei die Abschirmelemente 22,
um das Verschwenken in eine Richtung zu unterstützen, durch Federn vorgespannt
sein können.
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Um
die Helligkeit des vom Scheinwerfer 1 erzeugten Lichtfeldes
L, L' zu beeinflussen,
werden unterschiedliche Abschirmelemente 22 in den Bereich der
Durchtrittsöffnung 21 gebracht,
um das abgestrahlte Licht LS so abzuschirmen, dass die gewünschte Helligkeit
des Lichtfeldes L, L' eingestellt wird.
Die maximale Helligkeit des Lichtfeldes L, L' wird dabei erreicht, wenn kein Abschirmelement 22 im
Bereich der Durchtrittsöffnung 21 angeordnet
ist, sich sämtliche
Abschirmelemente 22 somit in der in 2 dargestellten unteren
Position außerhalb
der Durchtrittsöffnung 21 befinden.
Die maximale Abschirmung des Lichts LS wird hingegen erreicht, wenn
sämtliche
Abschirmelemente 22 in dem Bereich der Durchtrittsöffnung 21 gebracht
werden und somit das Licht LS maximal abgeschirmt und das Lichtfeld
L, L' maximal verdunkelt
wird. Wie schematisch in 1B dargestellt
ist, erhält
man so bei einer schwächeren
Abschirmung dann ein helleres Lichtfeld L, während bei einer stärkeren Abschirmung durch
die Abschirmelemente 22 ein entsprechend schwächeres Lichtfeld
L' eingestellt wird.
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Um
die Helligkeitsstufe der Dimmvorrichtung 2 einzustellen,
kann die Antriebsvorrichtung 23 eine elektronische Steuereinheit
aufweisen oder mit einer externen elektronischen Steuereinheit zusammenwirken,
die eine Benutzereingabe für
die einzustellende Helligkeitsstufe in eine geeignete Kombination von
Abschirmelementen 22 umsetzt und so die Dimmvorrichtung 2 steuert.
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Grundlegend
sind unterschiedliche Ausbildungsformen für die Abschirmelemente 22 gemäß 2 möglich. Insbesondere
können
die Abschirmelemente 22 hierbei eine gitter- oder rasterartige Struktur
aufweisen, wobei sich die durch die einzelnen Abschirmelemente einstellbare
Abschirmung anhand des Flächenverhältnisses
der lichtundurchlässigen
Bereiche zu den lichtdurchlässigen
Bereichen der Abschirmelemente 22 bemisst. Die Abschirmelemente
können
hierbei unterschiedlich ausgebildet sein, so dass sich durch Überlagerung
der einzelnen Abschirmelemente stufenweise unterschiedliche Abschirmungen
einstellen lassen.
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Die
durch die einzelnen Abschirmelemente und deren Kombination einstellbare
Abschirmung lässt
sich durch einen Abschirmfaktor charakterisieren, der für jedes
einzelne Abschirmelement 22 sich aus dem Flächenverhältnis von
lichtundurchlässigen zur
gesamten Fläche
des Abschirmelementes 22 ergibt. Der gesamte eingestellte
Abschirmfaktor einer Kombination von Abschirmelementen 22 ist
dann durch die Überlagerung
der einzelnen Abschirmelemente 22 bestimmt. Überlappen
sich die abschirmenden lichtundurchlässigen Bereiche der einzelnen Abschirmelemente 22 bei Überlagerung
der Abschirmelemente 22 nicht, so ergibt sich der gesamte
Abschirmfaktor durch die Addition der Abschirmfaktoren der einzelnen
Abschirmelemente. Überlappen
sich hingegen die lichtundurchlässigen
der einzelnen Abschirmelemente zumindest teilweise, so ist bei der Bestimmung
des gesamten Abschirmfaktors der Flächenanteil der sich überlappenden
Bereiche bei der Addition der einzelnen Abschirmfaktoren abzuziehen.
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Denkbar
ist in diesem Zusammenhang auch, die Abschirmelemente 22 als
graue Scheiben mit einem einheitlichen Grauwert auszubilden. Bei
Verwendung solcher grauer Scheiben ergibt sich der Abschirmfaktor
dann nicht, wie bei den strukturierten Scheiben, durch eine Addition,
sondern durch eine Multiplikation der Abschirmfaktoren der einzelnen Abschirmelemente 22.
Auch eine kombinierte Verwenddung von sowohl strukturierten Abschirmelementen 22 als
auch grauen Scheiben ist denkbar, wobei sich der gesamte Abschirmfaktor
dann durch Addition der Abschirmfaktoren der strukturierten Abschirmelemente 22 und
nachfolgende Multiplikation mit den Abschirmfaktoren der als graue
Scheiben ausgebildeten Abschirmelemente 22 ergibt.
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Die
Ausbildung der Abschirmelemente 22 und die Einstellung
der Helligkeit eines Lichtfeldes durch Überlagerung der Abschirmelemente 22 sollen nachfolgend
anhand von in 3A bis 3D dargestellten
Abschirmelementen und der tabellarischen Aufstellung in 4A und 4B näher erläutert werden.
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3A bis 3D zeigen
vier unterschiedliche Abschirmelemente 22A bis 22D,
die jeweils eine gerasterte, regelmäßig verteilte Struktur aufweisen, die
durch lichtdurchlässige
Bereiche 221 und lichtundurchlässige Bereiche 220 ausgebildet
ist. Die durch ein Abschirmelement 22A bis 22D dabei
jeweils erreichbare Abschirmung ist hierbei durch den Abschirmfaktor
der einzelnen Abschirmelemente 22A bis 22D beschreibbar,
der das Flächenverhältnis von lichtundurchlässigen Bereichen 220 zu
der gesamten vom Licht LS des Scheinwerfers 1 bestrahlten
Fläche eines
Abschirmelementes 22A bis 22D angibt und somit
den Anteil des durch das Abschirmelement 22A bis 22D abgeschirmten
Lichts darstellt.
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Das
erste Abschirmelement 22A gemäß 4A weist
einen Abschirmfaktor von 1/16 auf, bedingt durch den Flächenanteil
der lichtundurchlässigen
Bereiche 220 an der gesamten Fläche von 1/16 und durch die
daraus resultierende Abschirmung des auf das Abschirmelement 22A auftreffenden
Lichtes LS durch die lichtundurchlässigen Bereiche 220.
Mit anderen Worten: bei dem Abschirmelement 22A wird 1/16
des auf das Abschirmelement treffenden Lichts LS abgeschirmt. Die
Abschirmelemente 22B, 22C, 22D weisen
entsprechend Abschirmfaktoren von 1/8 (Abschirmelement 22B),
1/4 (Abschirmelement 22C) und 1/2 (Abschirmelement 22D)
auf. Die lichtundurchlässigen
Flächen 220 der
einzelnen Abschirmelemente 22A bis 22D sind dabei
so angeordnet, dass bei einer Überlagerung
der Abschirmelemente 22A bis 22D – wenn also
die einzelnen Abschirmelemente 22A im Bereich der Durchtrittsöffnung 21 der
Dimmvorrichtung 2 übereinander
angeordnet werden – sich
die lichtundurchlässigen Bereiche 220 der
Abschirmelemente 22A bis 22D nicht überlappen,
so dass sich die Abschirmfaktoren der einzelnen Abschirmelemente 22A bis 22D bei Überlagerung
addieren. Werden beispielsweise das Abschirmelement 22A und
das Abschirmelement 22B gleichzeitig in den Bereich der
Durchtrittsöffnung 21 gemäß 2 gebracht,
so dass sie sich überlagern
und gemeinsam abschirmend auf das die Durchtrittsöffnung 11 durchtretende
Licht LS wirken, so beträgt
der gesamte eingestellte Abschirmfaktor 3/8, entsprechend der Addition
der Abschirmfaktoren der Abschirmelemente 22A, 22B.
Werden sämtliche
Abschirmelemente 22A bis 22D überlagert, also in den Bereich
der Durchtrittsöffnung 21 gebracht,
so beträgt
der Abschirmfaktor 15/16, entsprechend dem Wert der maximal einstellbaren
Verdunklung. Bei der Ausführungsform
der Abschirmelemente 22A bis 22D gemäß 3A bis 3D wird
somit bei maximaler Verdunklung immer noch Licht LS durch die Abschirmelemente 22A bis 22D transmittiert,
so dass die Helligkeit des eingestellten Lichtfeldes L, L' einem Wert von 1/16
der maximalen Helligkeit entspricht.
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Denkbar
ist in diesem Zusammenhang auf, ein zusätzliches Abschirmelement vorzusehen,
das vollständig
lichtundurchlässig
(Abschirmfaktor 1) ist und, wenn es in die Durchtrittsöffnung 21 verschwenkt
wird, eine vollständige
Abdunkelung des Scheinwerfers 1 bewirkt.
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Vorteilhafterweise
sind die Abschirmelemente 22A bis 22D hierbei
so beschaffen, dass die Abschirmfaktoren der einzelnen Abschirmelemente 22A bis 22D jeweils über vielfache
des Faktors miteinander verknüpft
sind. Entsprechend entspricht bei dem in 3A bis 3D dargestellten
Ausführungsbeispiel
der Abschirmfaktor des Abschirmelementes 22B dem doppelten
Abschirmfaktor des Abschirmelementes 22A. Bei einer derartigen
Ausbildung der Abschirmelemente 22A bis 22D lassen
sich die Abschirmfaktoren der einzelnen Abschirmelemente dann durch
die Beziehung
Abschirmfaktor des i-ten Abschirmelementes =
2i-1/2N
angeben,
wobei N die Anzahl der insgesamt verwendeten Abschirmelemente bezeichnet.
Bei vier Abschirmelementen beträgt
der Abschirmfaktor des ersten Abschirmelementes entsprechend 1/16,
der des zweiten Abschirmelementes 1/8 usw. Soll jedoch bei Überlagerung
aller Abschirmelemente eine vollständige Verdunklung, also ein
Abschirmfaktor 1, erreicht werden, so sind die Abschirmelemente
in ihren Abschirmfaktoren anzupassen oder es ist ein zusätzliches
Abschirmelement vorzusehen.
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4A und 4B zeigen
zwei tabellarische Aufstellungen von einstellbaren Abschirmfaktoren
in Abhängigkeit
von der Anzahl und der Art der verwendeten Abschirmelemente. In
den einzelnen Spalten sind hierbei jeweils angegeben:
- – in
der ersten Spalte die Anzahl der verwendeten Abschirmelemente,
- – in
der zweiten Spalte die Anzahl der mit den verwendeten Abschirmelementen
einstellbaren Zustände,
also die Anzahl der einstellbaren Helligkeitsstufen,
- – in
Spalte 3 die kleinste inkrementelle Helligkeitsstufe,
- – in
Spalte 4 der größte einstellbare
Abschirmfaktor und
- – in
den Spalten 5–10
die Abschirmfaktoren der verwendeten einzelnen Abschirmelemente.
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Die
Abschirmelemente 22A bis 22D gemäß 3A bis 3D entsprechen
hierbei dem in der Tabelle gemäß 4A angegebenen
Fall mit vier Abschirmelementen (siehe Zeile 4 der Tabelle gemäß 4A).
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Bei
den in 4A und 4B dargestellten Ausführungsbeispielen
lassen sich durch Überlagerung
der Abschirmelemente die Helligkeit des Lichtfeldes L, L' zwischen einem maximalen
und einem minimalen Wert einstellen, wobei der maximale Wert der
Helligkeit des maximal vom Scheinwerfer 1 abgestrahlten
Lichts LS (entsprechend einer Abschirmung 0) und der minimale Wert
einer Verdunklung durch Überlagerung
sämtlicher
verwendeter Abschirmelemente (entsprechend einer Abschirmung mit
dem höchsten
einstellbaren Abschirmfaktor, siehe Spalte 4 in 4A und 4B )
entspricht. Durch jedes Abschirmelement lässt sich somit auf inkrementelle Weise
die Helligkeit des Lichtfeldes L, L' um eine durch den Abschirmfaktor bestimmte
Helligkeitsstufe verändern.
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Bei
dem in 4A dargestellten Fall sind die Abschirmelemente
so beschaffen, dass die maximal einstellbare Verdunklung nicht vollständig ist
(entsprechend dem maximal einstellbaren Abschirmfaktor gemäß Spalte
4), so dass auch bei Überlagerung sämtlicher
verwendeter Abschirmelemente ein residueller Anteil des Lichtes
LS die Abschirmelemente passieren kann. Vorteilhaft ist hierbei,
dass die größtmögliche Anzahl
an Helligkeitsstufen für
eine verwendete Anzahl von Abschirmelementen eingestellt werden
kann. Insbesondere wird bei dem in 4A dargestellten
Fall bei Verwendung von mehr als zwei Abschirmelementen im Vergleich
zum Fall der 4B bei gleicher inkrementeller
Helligkeitsstufe (siehe Spalte 3) ein Abschirmelement weniger benötigt.
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Die
Anzahl der einstellbaren Zustände,
also die Anzahl der unterschiedlichen einstellbaren Helligkeitsstufen,
bei Ausbildung der Abschirmelemente entsprechend 4A,
ergibt sich aus der Formel Z = 2N,wobei
N die Anzahl der verwendeten Abschirmelemente und Z die Anzahl der
einstellbaren Zustände beschreibt.
Dieses gilt für
den Fall der 4A, bei dem bei maximaler Verdunklung
ein residueller Anteil des Lichtes LS transmittiert wird, somit
keine vollständige
Verdunklung einstellbar ist. Die Abschirmfaktoren der einzelnen
Abschirmelemente, die entsprechend 3A bis 3D durch
die Strukturierung der Abschirmelemente eingestellt werden, sind hierbei
jeweils in den Spalten 5 bis 10 in 4A für unterschiedliche
Anzahlen von verwendeten Abschirmelementen angegeben.
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Bei
dem in 4B dargestellten Fall hingegen
sind die Abschirmelemente so ausgebildet, dass bei Überlagerung
sämtlicher
Abschirmelemente das Lichtfeld vollständig verdunkelt wird, die Helligkeit des
Lichtfeldes L, L' somit
den Wert Null annimmt (entsprechend dem maximalen Abschirmfaktor
von 1 gemäß Spalte
4).
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Für den in 4B dargestellten
Fall, bei dem die Abschirmelemente so ausgebildet sind, dass eine vollständige Verdunklung
bei Überlagerung
sämtlicher
Abschirmelemente eingestellt werden kann, ergibt sich die Anzahl
der einstellbaren Zustände,
also die Anzahl der Helligkeitsstufen, gemäß Z = 2(N-1) + 1,wobei N wiederum die Anzahl
der verwendeten Abschirmelemente und Z die Anzahl der einstellbaren Zustände beschreibt.
Die Abschirmfaktoren der einzelnen Abschirmelemente sind wiederum
jeweils in den Spalten 5 bis 10 in 4B für unterschiedliche Anzahlen
von verwendeten Abschirmelementen angegeben.
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Ein
anderes Ausführungsbeispiel
von vier unterschiedlichen Abschirmelementen 22A' bis 22D' ist in 5A bis 5D dargestellt.
Die Werte der durch die Abschirmelemente 22A' bis 22D' einstellbaren Abschirmfaktoren
entsprechen hierbei 1/8 (Abschirmelement 22A'), 1/4 (Abschirmelement 22B'), 3/8 (Abschirmelement 22C') und 5/8 (Abschirmelement 22B'). Die möglichen,
mit den in 5A bis 5D dargestellten Abschirmelementen 22A' bis 22D' einstellbaren
Kombinationen und den resultierenden Abschirmfaktoren sind in 6 tabellarisch aufgelistet,
wobei
- – in
Zeile 1 die eingestellte Helligkeitsstufe für die unterschiedlichen Kombination
der Abschirmelemente 22A' bis 22D',
- – in
Zeile 2 der eingestellte Abschirmfaktor,
- – in
Zeile 3 die eingestellte Transmission, entsprechend einem Wert von
1 minus dem eingestellten Abschirmfaktor und
- – in
Zeile 4 bis 7 die für
eine jeweilige Kombination verwendeten Abschirmelemente 22A' bis 22D', wobei ein
x die Verwendung eines Abschirmelementes 22A' bis 22D' angibt,
dargestellt sind.
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Bei
den in 5A bis 5D dargestellten Abschirmelementen
besteht die Besonderheit, dass das Abschirmelement 22A' mit in die
Abschirmelementen 22B' bis 22D' integriert
ist, indem die gitterförmige
Struktur des Abschirmelementes 22A' auch bei den Abschirmelementen 22B' bis 22D' verwirklicht
ist. Wie in 6 durch das in Klammern gesetzte
(x) angedeutet ist, wird das Abschirmelement 22A' daher nur für die Einstellung
der zweiten Helligkeitsstufe, entsprechend einem Abschirmfaktor
von 1/8, verwendet. Um die Helligkeitsstufen 3–9 einzustellen, werden lediglich
die Abschirmelemente 22B'–22D' entsprechend
der in 6 dargestellten Weise miteinander kombiniert,
wobei ein für
eine Kombination verwendetes Abschirmelement in 6 jeweils
durch ein x gekennzeichnet ist. Die maximal einstellbare Verdunklung
bei Kombination der Abschirmelemente 22B'–22D' entspricht einem Abschirmfaktor
von 1, so dass bei maximaler Verdunklung kein Licht LS mehr die überlagerten
Abschirmelemente 22B'–22D' gelangen kann
und die Helligkeit des erzeugten Lichtfeldes L, L' somit Null beträgt.
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Vorteil
der Abschirmelemente 22A' bis 22D' gemäß 5A bis 5D ist,
dass die Abschirmelemente auf einfache Weise durch Strukturierung
eines Blechs mit einem Laser gefertigt werden können. Voraussetzung hierfür ist, dass
alle Abschirmelemente 22A' bis 22D' eine gitterartige
Struktur aufweisen, was bei den Abschirmelementen 22A' bis 22D' dadurch verwirklicht
ist, dass das Gitter des Abschirmelementes 22A' auch bei den
anderen Abschirmelementen 22B' bis 22D' ausgebildet ist.
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Prinzipiell
ist die Flächeneinteilung
zwischen lichtundurchlässigen
Bereichen und lichtdurchlässigen
Bereichen bei den Abschirmelementen 22A–22D bzw. 22A'–22D' gemäß 3A–3D bzw. 5A–5D beliebig.
Grundlegend gilt, je kleiner die Rasterteilung gewählt wird,
desto homogener ist die eingestellte Lichtverteilung des Lichtfleldes
L, L'. Die Dimmvorrichtung 2 ist
dabei unabhängig
vom Halbstreuwinkel des vom Scheinwerfer 1 abgestrahlten
Lichtes LS, da die Dimmvorrichtung 2 lediglich auf die
Helligkeit des erzeugten Lichtfleldes L, L' einwirkt.
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Bei
Ausbildung der Abschirmelemente kann es vorteilhaft sein, den Abschirmfaktor
nicht homogen über
ein Abschirmelement zu gestalten, sondern den Abschirmfaktor über das
Abschirmelement zu variieren. Insbesondere kann es bei größeren Halbstreuwinkeln
eines Scheinwerfers, also bei aufgeweitetem Lichtfeld, und bei Verwendung
von Abschirmelementen mit einer vergleichsweise großen Dicke durch
schrägen
Lichteinfall in den Außenbereichen der
Abschirmelemente zu einer nachteiligen Beeinflussung des erzeugten
Lichtfeldes, insbesondere zu parasitären Mustern im Lichtfeld oder
zu einem Schatten im zentralen Bereich des Lichtfeldes kommen. Dieses
Problem kann dadurch gelöst
werden, dass die Abschirmelemente entsprechend ihrer Position im
Strahlengang des Lichtes angepasst werden, indem sie in ihren jeweiligen
Außenbereichen,
also in den äußeren, vom
Zentrum entfernten Bereichen eines jeden Abschirmelementes, aufgeweitet
werden. Die Aufweitung ist dabei für die hinteren, also zuletzt vom
Licht durchlaufenden Abschirmelemente größer zu wählen als für die vorderen Abschirmelemente. Grundsätzlich wird
somit berücksichtig,
dass ein Abschirmelement, das weiter hinten im Lichtkegel angeordnet
ist, sowohl in seiner Struktur als auch in seiner Gesamtfläche entsprechend
der größeren bestrahlten
Fläche
weiter ausgebildet sein muss als ein weiter vorne, näher an der
Lampe angeordnetes Abschirmelement. Die Strukturen der Abschirmelemente
sind dann relativ zueinander entsprechend der kegelförmigen Ausbreitung
des Lichts leicht versetzt und jeweils nach außen hin aufgeweitet.
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Wesentlicher
Vorteil der vorgestellten Dimmvorrichtung 2 ist, dass auf
mechanische Weise eine stufenweise Einstellung der Helligkeit des
erzeugten Lichtfleldes L, L' in
einem weiten Bereich bei einfachem Aufbau und geringem Platzbedarf
der Dimmvorrichtung 2 ermöglicht wird. Die inkrementelle
Größe der einstellbaren
Helligkeitsstufen ist dabei, wie aus 4A und 4B ersichtlich,
abhängig
von der Anzahl der verwendeten Abschirmelemente und desto kleiner,
je mehr Abschirmelemente verwendet werden.
-
Die
Abschirmelemente 22A–22D, 22A'–22D', 22 können hierbei
insbesondere durch eine metallische Maske ausgebildet sein, wobei
die Maske beispielsweise durch ein Edelstahlblech oder eine mit
Aluminium bedampfte Glasscheibe ausgebildet sein kann und vorteilhafterweise
durch Bearbeitung mit einem Laser auf einfache und kostengünstige Weise
hergestellt wird. Die Strukturierung der Maske wird hierbei vorteilhafterweise
so gewählt, dass
die Bearbeitung mit einem Laser ohne weiteres möglich ist, Formen, die mit
einem Laser nicht oder nur schwierig herzustellen sind, somit vermieden werden.
Insbesondere erfolgt in diesem Zusammenhang die Strukturierung der
Maske, wie in 3A–3D und 5A–5D dargestellt, durch
Verwendung eckiger oder quadratischer Formen, so dass runde Formen,
die mit einem Laser schwierig herzustellen sind, vermieden sind.
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Gänzlich anders
geartete Abschirmelemente, die vom Erfindungsgedanken Gebrauch machen, sind
denkbar. Insbesondere ist denkbar, die Abschirmelemente unregelmäßig zu strukturieren,
indem – entgegen
der in 3A bis 3D und 5A bis 5D dargestellten
Ausführungsbeispiele – gerade keine
regelmäßige Gitterstruktur
verwendet wird. Wesentlich ist hierbei, dass die Abschirmelemente abschirmend
auf das von einem Schweinwerfer erzeugte Licht wirken und durch
eine Überlagerung
der Abschirmelemente die Helligkeit des erzeugten Lichtfeldes stufenweise
einstellbar ist.
-
- 1
- Scheinwerfer
- 11
- Lichtaustrittsöffnung
- 12–14
- Halteklaue
- 15
- Abdeckelement
- 16
- Scheinwerfergehäuse
- 17
- Lampe
- 18
- Reflektor
- 19
- Scheinwerferbügel
- 2
- Dimmvorrichtung
- 21
- Durchtrittsöffnung
- 22
- Gitter
- 22A–22D
- Gitter
- 22A'–22D'
- Gitter
- 220
- Lichtundurchlässiger Bereich
- 221
- Lichtdurchlässiger Bereich
- 23
- Antriebsvorrichtung
- 24
- Schwenkachse
- 25
- Gehäuse
- L,
L'
- Lichtfeld
- LS
- Licht
- S
- Schwenkrichtung