DE3871777T2

DE3871777T2 - Ueberwachungssystem fuer einen scheinwerfer.

Info

Publication number: DE3871777T2
Application number: DE8888311442T
Authority: DE
Inventors: Paul F Mardon
Original assignee: Pulsar Light of Cambridge Ltd
Current assignee: Pulsar Light of Cambridge Ltd
Priority date: 1988-03-09
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1993-01-14
Anticipated expiration: 2008-12-03
Also published as: ES2034266T3; EP0332783B1; US4899267A; DE3871777D1; EP0332783A1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf ferngesteuerte Multifunktions-Scheinwerfer und Steuersysteme für diese, mit denen einer oder mehrere solcher Scheinwerfer von einer entfernt liegenden Konsole gesteuert werden können.

Vorgeschichte der Erfindung

Ferngesteuerte Multifunktions-Scheinwerfer und ein Steuersystem für solche Lichtquellen werden in der US-Patentschrift 4 392 187 beschrieben, wobei die Farbe und die Lage des Strahles von jedem dieser Scheinwerfer in einem System von einer einzigen Steuerkonsole aus gesteuert werden können. Gemeinsam mit anderen Lichtsteuersystemen, wie zum Beispiel dem in der früheren US-Patentschrift 4 095 139 beschriebenen System, verwendet das System bei 4 392 187 zwischen der Steuerkonsole und den Scheinwerfern im System einen einzigen Übertragungsweg und serielle Datenströme, wobei jedes einen Precursor aufweist, der nur von einem von mehreren mit den Scheinwerfern zusammenwirkenden Datenempfängern erkannt wird, so daß serielle Daten zum Steuern der verschiedenen Scheinwerfer automatisch zu dem zutreffenden Scheinwerfer über dessen zugehörigen Empfänger ohne Ausüben irgendeines Einflusses auf die anderen Scheinwerfer geleitet werden.
Solche Systeme haben den Vorteil, daß für das gesamte System nur ein einziges Leiterpaar zum Übertragen der digitalen Steuersignale zu den verschiedenen Steuervorrichtungen innerhalb der verschiedenen Scheinwerfer benötigt werden. Damit ergibt sich eine beträchtliche Ersparnis im Umfang der zum Aufbau und zum Verbinden der Lichtquellen erforderlichen Verkabelung - aber die betreffenden Scheinwerfer eignen sich nicht zum Steuern durch analoge Steuersignale, wie sie aus einem Mischpult oder einer Konsole, einer Anzahl von Potentiometern, im allgemeinen in der Form von linearen Potentiometern, gewonnen werden können, von denen jedes einen Schleifkontakt zum Einstellen der Ausgangsspannung oder des Stromes von einem Minimum bis zu einem maximalen Wert nach Bedarf aufweist.
In einem Analogsystem müssen, falls in jeder Lichtquelle sechs Funktionen gesteuert werden müssen, jeder Lichtquelle die Steuersignale von sechs Potentiometern zum Beispiel über ein sechsadriges Kabel mit einer gemeinsamen Rückleitung zugeführt werden, die mit einem der der Lampe Betriebsstrom zuführenden leitenden Pfade verdoppelt werden kann.
Viele Anlagen bestehen, die Analogsignale als eine große Zahl von getrennten Kanälen erzeugen können. Komplett mit Steuerkonsole und Verdrahtung. Häufig ist jedoch eine Erneuerung oder ein Austausch einiger der Lichtquellen erwünscht, um Spezialeffekte zu erzeugen oder um solche Systeme durch Hinzufügen von neuen Scheinwerfern zu erweitern, und die Ausbildung eines verbesserten Multifunktionsscheinwerfers, der sich entweder von einem Vielkanal-Analogsteuersystem oder einem Eindraht-Digital-Steuersystem mit seriellen Daten steuern läßt, ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Auf diese Weise können einem bestehenden System neue Scheinwerfer in vollem Bewußtsein dessen hinzugefügt werden, daß diese neuen Scheinwerfer, falls und wenn die Multikanal-Konsole durch eine digitale Konsole ersetzt wird, immer noch in dem neuen System verwandt werden können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in einem verbesserten Multifunktionsscheinwerfer zur Verwendung mit beiden Bauarten des Steuersystems, wodurch N Betriebsarten mit Verwendung von nur n Kanälen von Steuersignalen - entweder analog oder digital - (wobei N größer als n ist) gesteuert werden können.
Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Ausbildung eines verbesserten Multifunktionsscheinwerfers mit steuerbaren Parametern, wie Strahllage und -farbe, der von einer herkömmlichen Vielkanal-Beleuchtungssteuerkonsole der eben beschriebenen Art gesteuert werden kann, die nur dafür entworfen ist, ein analoges Steuersignal einem geeigneten Regler zum Verändern der Lichtstärke von jedem aus einer Vielzahl von Scheinwerfern zuzuführen.
Eine weitere Aufgabe liegt in der Ausbildung eines Steuersystems für die Ströme zu einem zweipoligen Schrittmotor zum Ermöglichen von weichen Übergängen zwischen den stabilen Stellungen des Ankers.

Zusammenfassende Beschreibung der Erfindung

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung ist bei einem Scheinwerfer mit n einstellbaren Parametern (wie zum Beispiel der Strahllage und -farbe), von denen jeder mit einem im Scheinwerfergehäuse montierten zweipoligen elektrischen Schrittmotor verstellbar ist, ein erster Steuersignaleingang für den Scheinwerfer vorgesehen, über den n verschiedene analoge elektrische Signale für den Scheinwerfer zum Steuern der Drehstellung der n verschiedenen Schrittmotore zum Ermöglichen einer Fernsteuerung der n verschiedenen Parameter verwandt werden können, und ein zweiter Steuersignaleingang, über den ein einziger, Steuersignale als einen seriellen Datenstrom führender Übertragungsweg an den Scheinwerfer angeschlossen werden kann, und mit dem zweiten Steuersignaleingangsmittel zusammenwirkende und nur auf eine bestimmte Datenstromvormarke (precursor) ansprechende Empfängermittel sind vorgesehen, so daß der Scheinwerfer ausschließlich von einem Fernsteuermittel adressiert werden kann, das den geeigneten Precursor in bekannter Weise erzeugt und anschließend die erforderlichen Daten als einen seriellen Datenstrom überträgt, um damit einen oder einen anderen oder sämtliche der n steuerbaren Parameter des Scheinwerfers unter Verwendung von n verschiedenen Kanälen innerhalb der übertragenen Daten zu ändern.
Wo die Parametersteuerantriebe in dem Scheinwerfer zu ihrer Steuerung analoge Signale verlangten, enthält die Schnittstelle zum Erzeugen geeigneter Analogsignalwerte aus den einströmenden digitalen Daten im typischen Fall Digital/Analogwandlerschaltungsmittel.
Wo digitale Signale zum Steuern der Parameterantriebe in den Scheinwerfern verlangt werden, können Analog/Digitalwandlerschaltungsmittel zum Wandeln der auf n verschiedenen Steuerkanälen einlaufenden analogen Signale in digitale Signale vorgesehen werden.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Selektionsschaltungsmittel vorgesehen, so daß bei Empfang von Signalen an sowohl dem analogen als auch dem seriellen Dateneingangsmittel bei einer gegebenen Parametersteuerung zum Bestimmen der Drehstellung des jeweiligen Parameterantriebes der höhere Wert immer ausgewählt und verwandt wird.
Im typischen Fall beträgt der zum Erzielen eines vollständigen Wertebereiches von jedem der steuerbaren Parameter erforderliche Bereich der analogen Eingangssignale eine Spannungsänderung zwischen 0 V und 10 V. Auf diese Weise kann jeder Parameterantrieb mit einem 0 bis 10 V-Analogausgang von einer Multikanalsteuerkonsole von der Art, wie sie im allgemeinen in Theatern zum Steuern der Stärke einer entsprechenden Anzahl von herkömmlichen Scheinwerfern über eine Dimmergruppe gefunden wird, wobei ein Dimmer für jede Lampe und eine Steuerung auf der Konsole vorgesehen sind, wobei die letztere mit einem der Dimmer und deshalb mit der zugehörigen Lampe zusammenwirkt, gesteuert werden.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung in einem Scheinwerfer geeignet zur Fernsteuerung von einer Konsole durch deren Beaufschlagung mit elektrischen Steuersignalen zur Steuerung von unter anderem der Bewegung eines Parametersteuerelementes in dem Scheinwerfer von einer ersten in eine zweite Stellung, wird der Antrieb für das Element zum Verschieben des Elementes in die erste Stellung bei Werten nahe an und an einem Ende des möglichen Wertebereiches des Steuersignals auf dem für diesen Parameter geeigneten Kanal betätigt, und in eine zweite Stellung durch Werte an oder nahe am anderen Ende des möglichen Wertebereiches des Steuersignals für diesen Kanal, und ein Schaltungsmittel ist in dem Scheinwerfer zum Detektieren von Zwischenwerten des einlaufenden Signales und der Größe des Wechsels der Signalwerte vorgesehen, um damit ein ergänzendes Steuersignal zu erzeugen, falls während des dazwischenliegenden Wertebereichs die Größe der Änderung des Wertes während einer vorgewählten Zeitspanne unter eine vorgewählte Größe abfällt, und ein Antriebsmittel in dem Licht nur bei Erzeugen des ergänzenden Steuersignals auf die dazwischenliegenden Werte des einlaufenden Steuersignals anspricht, wodurch das Antriebsmittel zum Bewirken einer weiteren steuerbaren Funktion in dem Scheinwerfer veranlaßt wird, während das einlaufende Signal in Abhängigkeit von dem empf angenen tatsächlichen Zwischenwert in dem dazwischenliegenden Wertebereich verbleibt.
Das auf die dazwischenliegenden Signalwerte ansprechende Antriebsmittel kann das gleiche Antriebsmittel sein, auf das sich der Kanal bezieht, und die Erzeugung des ergänzenden Steuersignals bewirkt, daß sich das Antriebsmittel in einer anderen Weise verhält.
Alternativ kann der von den Zwischenwerten gesteuerte Antrieb ein vollständig getrenntes Antriebsmittel für eine andere Funktion sein, das nur bei Erzeugen des ergänzenden Steuersignals erregt wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Element ein Verschluß, der in die und aus der Bahn des Strahles bewegbar ist, und die Verschlußsteuerung wird in der Gegenwart des ergänzenden Steuersignals veranlaßt, den Verschluß zwischen dessen beiden Endstellungen mit einer Geschwindigkeit in Schwingungen zu versetzen, die durch den tatsächlichen Zwischenwert des Steuersignals bestimmt wird. Auf diese Weise kann der Scheinwerfer mit einer veränderlichen, von dem ausgewählten Wert in dem dazwischenliegenden Wertebereich bestimmten veränderlichen Blitzfrequenz blitzen.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann der Übergang zwischen zwei benachbarten Stellungen des Ankers des zweipoligen Schrittmotors durch Schalten der Änderung eines der beiden Ströme bei einer hohen Frequenz glatter als bisher gemacht werden, so daß M geschaltete Zeitspannen zwischen der ersten und der zweiten Stellung liegen und nacheinander der Anteil jeder geschalteten Zeitspanne, während derer sich der sich ändernde Strom an seinem neuen Wert befindet, erhöht wird und dadurch der Anteil jeder Zeitspanne, während derer der sich ändernde Strom an seinem Anfangswert befindet, abnimmt, so daß, falls der Motor ansprechen könnte, der Anker eine Reihe von M Schwingungen zwischen der ersten und der zweiten Stellung ausführen würde, wobei die Verweilzeit am und gerade nach dem Beginn der Sequenz zur ersten Stellung und die Verweilzeit am Ende der Sequenz mehr und mehr in Richtung auf die zweite Stellung tendiert.
Die Erfindung wird nun an einem Beispiel unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Dabei ist:
Fig. 1 eine Seitenansichtt des Innenraumes eines Scheinwerfers mit einem internen motorangetriebenen Mechanismus zum Ändern der Lichtabgabe vom Scheinwerfer,
Fig. 2 eine Aufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Innenraum,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer auf die Vorderseite des Scheinwerfers aufsetzbaren Haube zum Ändern der Strahlrichtung durch die motorangetriebene Steuerung eines Spiegels,
Fig. 4 eine Aufsicht auf einen zum vollständigen Abschalten des Lichts drehbaren Verschluß,
Fig. 5 eine Darstellung der allgemeinen Konstruktion der sogenannten Gobo-Scheibe und der in den Scheinwerfer eingebauten Farbfilterscheibe,
Fig. 6 die Darstellung eines typischen Mischpultes mit sechs Schiebersteuerungen und einer Hauptsteuerung zum Erzeugen von sechs Ausgangssignalen zwischen 0 und 10 V, die bisher normalerweise zum Antrieb von Reglern in einer Reglerbank zum Steuern der Lichtstärke von sechs Scheinwerfern verwandt wurden,
Fig. 7 ein Blockschaltbild der Eingangsschaltung, des Steuersystems und der Ausgangsantriebe für die motorangetriebenen Mechanismen im Scheinwerfer,
Fig. 8 die Darstellung der Energieversorgungseinheit für den Scheinwerfer,
Fig. 9 eine Analog/Digitalwandlerschaltung zur Verwendung mit dem Scheinwerfer,
Fig. 10 die Darstellung von Einzelheiten der Mikroprozessorverriegelung und des in der Steuerschaltung verwandten EPROM,
Fig. 11 die Darstellung einer von sechs ähnlichen Schaltungen zum Antrieb der sechs verschiedenen Motore in dem Scheinwerfer,
Fig. 12 die Darstellung von Einzelheiten der auf einer Leiterplatte im Scheinwerfer enthaltenen Schaltungen und insbesondere eine Darstellung der Auswahl der Adresse für den Scheinwerfer und der Verarbeitung der ankommenden digitalen analogen Informationssignale.

Einzelbeschreibung der Zeichnungen

Der interne Mechanismus eines Scheinwerfers mit verschiedenen motorangetriebenen Einrichtungen wird in Fig. 1 gezeigt. Die Mehrzahl der Bauteile sind auf einer Grundplatte 10 oder auf hochstehenden Spanten montiert, die ihrerseits auf der Grundplatte befestigt sind und als Teile 12, 14 und 16 vertikal von dieser ausgehen.
Von links nach rechts gesehen enthält die Anordnung eine Rükkenplatte 18, an der eine Leiterplatte 20 an Streben befestigt ist. Eine Drossel 22 ist für ein Gasableitrohr 24 vorgesehen, das an jedem Ende zwischen zwei federnden Leitern gehalten wird. Ein Leiterpaar, das selbst auf einer isolierenden Brücke 28 befestigt ist, wird bei 26 gezeigt. Die Brücke 28 ist auf einer vom ersten Spant 12 ausgehenden Platte 30 befestigt. Dies führt zu einer zusätzlichen Abstützung für einen Konkavspiegel 32, im typischen Fall ein Parabolspiegel, zum Fokussieren des von der Lampe 24 ausgehenden Lichtes in Richtung auf zwei auf einer Verlängerung der Platte 30 gehaltenen Sammellinsen 34 und 36. An ihrem vorderen Ende wird die Platte 30 kurz vor dem Spant 14 von einer Brükke 38 gehalten.
Eine Fokussierungslinse 40 wird in einer einstellbaren Halterung 42 getragen, und zwischen der Linse 40 und der Linse 36 sind vier Antriebsmotore auf zwei Spanten 14 und 16 zum Drehen verschiedener Elemente befestigt, die sämtlich den vom Scheinwerfer zu übertragenden Lichtstrahl beeinflussen.
Das erste drehbare Element ist eine von einem Motor 46 angetriebene Kreisscheibe 44 mit einer Anzahl von um sie herum auf einem Kreisbogen angeordneten kreisförmigen Öffnungen, von denen eine eine einfache kreisförmige Öffnung ist und andere verschiedene Obstruktionen in Form von Schablonen enthalten, mit denen der Strahl unterbrochen und ein Bild der Schablone im endgültigen Lichtfleck gebildet wird. Ein solches Rad wird Goborad genannt.
Am gleichen Spant 14 ist ein zweiter Motor 48 befestigt, der über ein Ritzel 50 den gezahnten Außenumfang 52 einer drehbaren Irisblende antreibt, die in einer Richtung zum Öffnen und in der anderen Richtung zum allgemeinen Verschließen einer durch die Blende gebildeten kreisförmigen Öffnung gedreht werden kann.
Wie bei sämtlichen Irisblenden ist das vollständige Unterbrechen des Lichtes unmöglich, und ein weiteres optisches Element in der Form einer auf dem zweiten Spant 16 getragenen und von einem dritten Motor 56 angetriebenen Scheibe oder Teilscheibe 54 ist vorgesehen. Dieses Element enthält eine kreisförmige Öffnung, durch die Licht unbehindert durchtreten kann. Das Element enthält aber auch einen vollständien Verschlußabschnitt, der bei Drehung in die Bahn des Strahls diesen vollständig verdunkelt und damit den Austritt jeglichen Lichtes vom Scheinwerfer verhindert. Das letzte drehbare Element ist eine weitere dem Goborad 44 ähnliche Scheibe 58 mit einer Anzahl von um sie herum angeordneten kreisförmigen Öffnungen, von denen eine klar ist, andere aber zum Erzeugen von verschiedenfarbigen Lichtstrahlen gefärbtes Glas oder gefärbten Kunststoff enthalten. Zum Antrieb des Farbfilterrades 58 ist ein vierter Motor 60 auf dem Spant 16 befestigt.
Da die Entladungslampe wie vielleicht auch einige der anderen Bauteile eine beträchtliche Menge Wärme erzeugen wird, ist ein Kühlgebläse 62 und ein für dieses vorgesehener Antriebsmotor 64 an der Rückseite des Gehäuses oberhalb der Drossel angeordnet.
Eine Wotan-Metallogenlampe Typ HMI 575 W/GS ist eine typische Gasentladungslampe.
Fig. 2 zeigt das in Fig. 1 dargestellte Gerät von oben und ermöglicht die Betrachtung eines Transformators 66 und eines Starterbauteils 68, die hinter der Drossel in Fig. 1 angeordnet sind. Zusätzlich läßt sich eine zweite Leiterplatte 70, auf der ein Mikroprozessor 72 und verschiedene andere Bauteile einschließlich von Kondensatoren wie 74 erkennen. Zum Identifizieren der den beiden Figuren gemeinsamen Bauteile sind in Fig. 2 die gleichen Bezugszeichen verwandt worden. In diesem Zusammenhang wird das andere Paar der gefederten leitenden Klammern (von denen nur das eine Paar 26 in Fig. 1 sichtbar ist) in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 27 bezeichnet.
Zur Vereinfachung werden die Halterung 42 für die Fokussierungslinse und die Linse 40 in Fig. 2 nicht gezeigt.
Für den Rest der Flutlichtdetails wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen.
Fig. 3 zeigt ein Gehäuse 76, das an der Vorderseite des die Grundplatte 10 enthaltenden Gehäuses befestigt ist, wobei das Linsengehäuse 42 in das Gehäuse 76 hineinragt.
In dem letzteren ist ein ebener Spiegel 78 angeordnet, der zentrisch auf seiner Rückseite an einer Kantenseite eines im allgemeinen rechteckförmigen Motorgehäuses 80 befestigt ist, dessen Spindel unverdrehbar an den zueinander parallelen Gliedern 82 und 84 einer Stütze befestigt ist, deren Basis an einer drehbaren Welle 86 befestigt ist, die von einer Lageranordnung 88 ausgeht, die an dem Ende des Gehäuses gehalten wird, das dem Ende gegenüberliegt, durch das das Linsengehäuse 42 durchtritt.
Die Welle 86 stellt die Abtriebswelle eines Motors 90 dar, der selbst außen auf der Stirnwand des Gehäuses 76 unverdrehbar befestigt ist.
Eine Drehung des Motors 90 bewirkt somit eine Drehung der Welle 86 und wiederum eine Drehung der Basis oder der Brücke 92, von der die Gelenke 82 und 84 ausgehen. Dies bewirkt unabhängig von der Neigung des Spiegels dessen Drehung um die Achse der Welle 86.
Falls der Motor 80 anstelle des Motors (oder zusätzlich zum Motor) 90 angetrieben wird, wird der Spiegel dann um die Achse der Abtriebswelle des Motors 80 gedreht, was gemäß der Darstellung in der Zeichnung immer unter einem rechten Winkel zu der Achse der Welle 86 erfolgt. Auf diese Weise kann die Neigung des Spiegels um die Achse des Motors 80 gesteuert und der aus der Linse 40 austretende Lichtstrahl damit so reflektiert werden, daß er auf irgendeinen einer großen Anzahl von Punkten fällt, wie dies durch die Drehung der Motore 80 und 90 vorgegeben wird.
Fig. 4 zeigt die Verschlußscheibe 54 von Fig. 1. Eine Öffnung 96 erlaubt den Durchtritt von Licht in einer unbehinderten Weise, sofern die Öffnung in den Weg des Strahles zwischen der Linse 36 und der Linse 40 gedreht worden ist. Sämtliche anderen Drehstellungen des Verschlusses 54 bewirken ein Unterbrechen des Strahls.
Fig. 5 zeigt die Konstruktion des Gobo- und des Farbfilterrades. Hier enthält jedes Rad eine kreisförmige Anordnung von kreisförmigen Öffnungen, von denen eine mit dem Bezugszeichen 98 bezeichnet worden ist. Im Fall des Goborades wird die Öffnung teilweise mit einem opaken Material abgedeckt, das ein Schema wie zum Beispiel einen Stern oder ein Kreuz oder ein Schema von kleinen Fenstern, durch die Licht durchtreten kann, bildet. Im Fall des Filterrades bildet jede Öffnung ein Fenster für eine Scheibe aus Farbglas oder Kunststoff oder einem anderen farbigen transparenten Werkstoff, so daß der den Scheinwerfer verlassende Lichtstrahl gefärbt wird. In beiden Fällen wird eine der Öffnungen vollständig offen gelassen, so daß das breite Spektrum weißen Lichtes von der Lampe 24 in einer ungehinderten Weise zur Linse 40 durchtreten kann.
Fig. 6 zeigt ein herkömmliches Schiebersteuerpult. Das Gehäuse trägt das Bezugszeichen 98, und sieben Linearpotentiometer sind in dem Gehäuse untergebracht. Jedes weist seine eigene unabhängige Steuerung 100, 102, 104, 106, 108, 110 bzw. 112 auf. Jedem Schieber ist eine gedruckte Darstellung von Zahlen im Bereich von 0 bis 10 (oder einem ähnlichen solchen Bereich) zugeordnet, und jedes der ersten sechs Potentiometer 100 bis 110 enthält einen Rückstellknopf (von denen einer das Bezugszeichen 114 trägt), mit dem der für das Potentiometer ausgewählte Stromwert übersteuert und der volle Wert für dieses Potentiometer durch einfaches Drücken des richtigen Knopfes übertragen werden kann. Das siebte Potentiometer und die Steuerung 114 liegen in der Form einer Hauptsteuerung vor, die das Signal auf sämtlichen Kanälen einfach vom niedrigst möglichen Wert bis zu jedem maximalen Wert erhöht, der durch den mit jedem Kanal zusammenwirkenden Schieber eingestellt wurde, durch einfaches Erhöhen der Hauptpotentiometersteuerung von der Nulleinstellung zur höchsten Einstellung.
Normalerweise sind die Potentiometer so angeordnet, daß sie den Ausgang der sechs Analogsignalausgänge steuern, die ihrerseits den Wert der sechs Reglereinheiten steuern, die selbst die Energiezufuhr zu den Lampen in sechs Scheinwerfern steuern. Auf diese Weise kann das in Fig. 6 gezeigte Dimmerpult die Helligkeit von sechs Scheinwerfern steuern, aber man sieht, daß das Pult keine Signale zum Steuern von irgendwelchen anderen Parametern, wie zum Beispiel Farbe oder Strahlstellung usw., liefert. Eine große Zahl von solchen Dimmersteuerpulten werden augenblicklich in Theatern und an Unterhaltungsplätzen eingebaut, und gemäß der vorliegenden Erfindung liegt eine Aufgabe in der Ausbildung von Flutlichtern, die mit solchen Multikanalreglersteuerungen gesteuert werden können, so daß die Notwendigkeit des Kaufes teurer zusätzlicher Steuereinrichtungen entfällt. Der Unterschied liegt darin, daß im Fall einer zum Beispiel in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Lampe die sechs Potentiometer 100 bis 110 tatsächlich die nur einem Flutlicht zuzuordnenden sechs Funktionen (unter der Annahme, daß das letztere mit sechs Antrieben zusammenwirkt, wie dies in den Figuren 1 bis 3 gezeigt wird) steuern. In einem Multikanalsteuersystem, bei dem zum Beispiel sechzig Linearpotentiometer der in Fig. 6 gezeigten Bauart vorhanden sind, anstelle der Steuerung der Stärke von sechzig Scheinwerfern, kann das Sechzig-Kanal-Steuerpult nun nur zehn Scheinwerfer steuern, aber zusätzlich zu der Steuerung der Lichtstärke beeinflußt das Steuerpult nun auch die Farbe jedes Strahles, die Stellung jedes Punktes und andere Parameter.
Die Erfindung ist nicht auf die Steuerung der Erzeugung von nur Analogsignalen, eines für jeden Kanal, beschränkt, sondern kann auch auf ein moderneres Steuerzentrum, das eine serielle Folge von Daten erzeugt, einwirken, wobei jedem Informationspaket in der Datenfolge ein Precursor oder eine Flagge vorausgeht, mit der das Paket identifiziert werden kann und mit der auch der mit dem Informationspaket zu steuernde Scheinwerfer eindeutig identifiziert wird. Das Steuerpult von Fig. 6 kann somit in der Tat sechs nacheinander zu übertragende digitale Informationssignale im Anschluß an einen geeigneten Precursor zum Steuern eines Scheinwerfers unter Verwendung eines einzigen Leiters zum Übertragen der Daten zu diesem Scheinwerfer erzeugen unter der Voraussetzung, daß der Scheinwerfer eine geeignete Schnittfläche enthält, um zuerst die für ihn bestimmten Daten zu identifizieren und um die digitale Information zu entschlüsseln, so daß geeignete Steuersignale für die Motore und/oder andere am Scheinwerfer vorhandene Einrichtungen erzeugt werden.
Fig. 7 ist ein Gesamtblockschaltbild eines vollständigen Steuersystems zur Aufnahme von entweder Analogsignalen auf sechs Kanälen oder digitaler Information in serieller Form. Zur Vereinfachung wird nur ein motorisierter Antrieb gezeigt, wobei Steuersignale nur für diesen einen Motorantrieb erzeugt werden. In der Praxis sind sechs Motorantriebe und Motorausgangsanschlußblöcke erforderlich.
Das Steuersystem enthält sechs DIN-Buchsen zur Aufnahme von sechs Analogsignalen auf sechs verschiedenen Kanälen. Die Buchsen tragen das Bezugszeichen 100.
Die Ausgänge von den Buchsen werden mit sechs Filterschaltungen 102 (siehe Fig. 12) gefiltert, und die gefilterten Ausgänge werden dann auf die Eingänge eines Eingangskanalwählers gegeben. Einzelheiten dieser Schaltung werden auch auf Fig. 12 gezeigt und später beschrieben. Die Kanalwählervorrichtung ist mit dem Bezugszeichen 104 bezeichnet, und das ausgewählte Analogeingangssignal wird einem Analog/Digitalwandler 106 zugeführt, dessen Einzelheiten in Fig. 9 gezeigt werden. Die tatsächliche Funktion des Analog/Digitalwandlers schließt die Verwendung eines Zählers auf der Platine der für diese Einrichtung ausgewählten besonderen integrierten Schaltung mit Mikroprozessor ein, und gemäß der Darstellung in Fig. 7 wird Information vom Mikroprozessor 72 wie auch zu diesem übertragen.
Der letztere wird mit einem im EPROM 108 enthaltenen Computerprogramm programmiert, so daß die Daten auf jeder der sechs Leitungen in der Folge ausgewählt werden, um jeden der sechs Motore zu steuern und um die digitale Information in der Form einer Folge von Steuerimpulsen zum Antrieb eines Motors über eine Datenverriegelung 110 einem geeigneten Motortreiber 112 und dann zum Motorausgangsanschlußblock 114 zu leiten. Der Mikroprozessor wählt zusätzlich die Verriegelungen über die Datenleitung 116 aus.
Der ausgewählte Mikroprozessor wird über einen externen Kristalloszillator 118 gesteuert, und eine Spannungsquelle zum Zurückstellen des Mikroprozessors bei einem Anschalten ist auch bei 120 vorgesehen. Einzelheiten der beiden Schaltungen 118 und 120 können in Fig. 10 gefunden werden.
Das programm vom EPROM 108 bestimmt die über die Vielfachleitung 122 entweder zu dem einen der acht Wähler 104 oder dem einen der zehn Wähler 124, der unter Verwendung eines DIL- Schalters 126 von Hand programmierbar ist, übertragenen Datenauswahlinformation. Die Einstellung des DIL-Schalters 126 bestimmt die über die Leitung 122 dem Mikroprozessor 72 zugeführte Kanalinformation.
Falls anstelle der Analogsignale der Scheinwerfer durch serielle Daten gesteuert werden soll, werden die alternativen Signale einer der beiden XLR-Buchsen 130 (siehe auch Fig. 12) zugeführt. Die andere ähnliche, parallel angeschlossene Buchse 130 dient als Anschluß für die gemeinsame serielle Datenleitung zum Speisen der Eingangsbuchse (äquivalent zur Buchse 130) auf dem nächsten Scheinwerfer in der Kette.
Die digitalen Signale werden vor ihrer Zuleitung zu dem seriellen Dateneingangsanschluß des Prozessors 72 durch einen Empfänger und eine Impulsformerschaltung 134 verstärkt.
Das im EPROM 108 gespeicherte Programm bewirkt, daß der Prozessor 72 auf die Impulse, die einem durch den DIL-Schalter 126 und 1 des 10-Wählers 124 vorgegebenen Precursor folgen, anspricht und diese überträgt. Sämtliche anderen einlaufenden seriellen Daten werden nicht berücksichtigt. Die dem identifizierten Precursor folgenden sechs Datensignale werden durch den gemäß dem EPROM-108-Programm tätigen Prozessor entschlüsselt und werden als Motordaten auf der Vielfachleitung 122 der Verriegelung 110 und danach den Motortreibern 112 zugeführt. Jede Abweichung der für einen bestimmten Motor vorgesehenen Daten vom vorhergehenden Datenpaket erscheint damit unmittelbar als ein Steuersignal für den betroffenen Motor zum Verstellen der Motorlage in die durch die neuen Daten bestimmte Lage.
Das EPROM 108 wird in einer konventionellen Weise unter Verwendung einer Adressenverriegelung 136 adressiert.
Eine Energieversorgung enthält zum Zuführen der verschiedenen Betriebsgleichspannungen zu den verschiedenen das Steuersystem bildenden Schaltungen einen Netztransformator 66 (siehe Fig. 2 und Fig. 8), eine Gleichrichter-, Glätt- und Regelschaltung 138.
Es wird nun Bezug genommen auf die mehr ins einzelne gehenden Schaltungen in Fig. 8 und folgenden.
In Fig. 8 speist der Transformator 66 eine Zweiweg-Brückengleichrichterschaltung, die Gleichrichterdioden D1-D4, einen Ableitwiderstand R10 und einen Serienspannungsvorwiderstand R13, Glättungskondensatoren C1 und C3 und einen Spannungsregler REG1 mit einem Rückkopplungskondensator C2 enthält.
Fig. 9 muß in Verbindung mit Fig. 10 gelesen werden, da die Analog/Digitalwandlerschaltung von einem Zähler abhängt, der nach Erreichen eines bestimmten Zählwertes ein Überlaufsignal erzeugt und im Prozessor 72 angeordnet ist. Das (von der ausgewählten ankommenden Leitung stammende) analoge Eingangssignal wird dem Emitter von P1 zugeführt.
Falls sich das ankommende Analogsignal auf 0 V befindet, wird der Emitter von P1 bei 5 V gehalten (siehe die Verbindung über den Eingangskanalwähler IC2 und den Gleichspannungsverstärker P2, N2). Falls das ankommende Signal +10 V beträgt, liegt die Wirkung der Eingangsdämpfungsglieder (siehe Fig. 12) darin, den Emitter von P1 auf 2,5 V zu halten.
Der Wert der Spannung am Emitter von P1 bestimmt die Zeit der Aufladung vom Kondensator C4-C6 und damit die Zeitspanne zwischen dem A/D-Start- und dem A/D-Stop-Signal und damit die Zahl der vom Zähler gezählten Impulse. Die Zahl der Impulse ist damit ein Maß für den Wert der ankommenden Analogspannung. Dieser wird vom Prozessor interpretiert, und ein der spezifischen Funktion dieses Motors zugeordneter Datenstrom wird über die Datenverriegelung 110 der zugehörigen Motortreiberschaltung 1/2 zugeleitet.
Fig. 10 zeigt die für den Prozessor ICI, die Adressenverriegelung IC2 und das EPROM IC3 erforderlichen Verbindungen.
Auch gezeigt wird die Erzeugung des An/Rückstellimpulses von C7, R5 und das Kristall X1 und die zugehörigen Kondensatoren C8, C9, die die Taktfrequenz des Prozessors bestimmen. Der ausgewählte Prozessor ist von der Bauart 80C31 mit dem elektronischen Schalter 74HC373. Das EPROM kann ein 27C16 oder 27C64 sein.
Fig. 11 ist ein Beispiel für sechs ähnliche Schaltungen. Jede von diesen ist an die 01, 02, 03, 05, 06 und 07 Ausgangsstifte des Prozessors ICI über die D0, D1, D2, D3, D4 und D5 Stifte des elektronischen Schalters IC4A angeschlossen, der seinerseits die Adressenleitungen 01, 02, 03 und 05 von den Schaltwählern IC3 und IC4 von Fig. 12 und die 01, 02 und 03 Eingänge zum Eingangskanalwähler IC2 von Fig. 12 bildet.
Der elektronische Schalter IC4A ist von der Bauart 40174 und die digitalen Signale bilden die Steuereingangssignale für die Wicklungstreiber A und B (IC5A und IC6A), die beide eine Vorrichtung der Bauart 3717 sind. Die Ströme zu den A- und B-Wicklungen des (nicht gezeigten) zweipoligen Schrittmotors werden von den Stiften 1 und 15 jeder Treibervorrichtung abgenommen und den Wicklungen über einen Anschlußblock zugeführt.
Jede der Motorwicklungstreiberschaltungen, wie zum Beispiel Fig. 11, enthält einen großen Entkopplungskondensator 74, im typischen Fall mit 1.000 µF. Einer dieser sechs Kondensatoren 74 wird auf der Leiterplatte 70 in Fig. 2 identifiziert.
Fig. 12 zeigt die Verbindungen zu den Stiften des DIL-Schalters 126, die beiden 4051-Vorrichtungen, die abhängig von der Spannung an den Stiften A0, A1, A2 und E eine Auswahl von 1 aus 10 ermöglichen. Die DIL-Ausgänge zum Beaufschlagen des DIL-IN-Anschlusses des Prozessors 72 wird von den Z-Stiften beider Schaltwähler IC3 und IC4 abgenommen. Die serielle Abgabe zum Beschicken der seriellen Dateneingabe des Prozessors 72 wird vom Ausgang des Tores ICI-B (eine Hälfte eines 4093) abgenommen, dessen verbundene Eingänge mit dem Kollektor des Transistors P1 in dem RS232/42-Empfänger 14 verbunden sind.
Das Analogsignal vom A/D-Wandler wird vom Z-Ausgang des Wählers 124 abgenommen, dessen sechs Eingangskanäle mit den Y1- Y6-Eingangsstiften verbunden sind. Die Stifte Y0 und Y7 sind an die +5 V- bzw. die 0 V-Leitung angeschlossen.
Die Adressierung für den Wähler 124 wird von den Signalen von den Eingangsstiften 01, 02 und 03 des Prozessors 72 abgeleitet. Diese Signale werden den Adressierungseingängen A0, A1 und A2 des Wählers 124 zugeführt.
Jede ankommende Analogspannung wird durch die Kombination eines der Widerstände R3-R13, eines der Widerstände R14-R19 und eines der Kondensatoren C4-C9 soweit abgeschwächt und gefiltert, daß die Spannung über dem Kondensator C4-C9 etwa 25 % der ankommenden Spannung beträgt.
Jeder Motor in dem Scheinwerfer ist ein zweipoliger Schrittmotor, und gemäß der Erfindung werden die erzielbaren normalen 200 x 1,80-Stufen um einen Faktor 4 auf 0,45º-Stufen durch weiteres Unterteilen der Ströme zu den beiden Wicklungen erhöht, so daß zwischen jedem Paar der Normalstellungen des Ankers entsprechend (I&sub1;,0) und (0,I&sub2;) zwei weitere Stellungen entsprechend (I&sub1;, ½I&sub2;) und (½I&sub1;, I&sub2;) definiert werden können.
Diese Stromzwischenwerte werden durch geeignete Signale vom Prozessor 72 zu den Treibern (IC5A, IC6A) erreicht. Dies ermöglicht das Erzielen einer glatteren Bewegung des angetriebenen Bauteils und ist für die Spiegelantriebe von Vorteil.
Die 0,45º-Unterteilungen können auf Wunsch durch Erzeugen von Signalen mit proportional abnehmender und zunehmender Dauer über einer kurzen Zeitspanne (worunter diejenige Zeit zu verstehen ist, die das Bauteil für eine Bewegung durch die 0,45º-Stufe benötigt) weiter unterteilt werden. Obwohl das Bauteil nicht auf die sich ergebende Schwingung, die sich ergeben sollte, ansprechen kann, liegt die Nettowirkung im Erzielen eines offensichtlich glatten Überganges zwischen je zwei um 0,45º auseinanderliegenden Stellungen. Falls damit annähernd hundert Steuerstromimpulse pro Sekunde erzeugt werden, läßt sich der glatte Übergang während zum Beispiel sechzehn aufeinanderfolgender Impulse erreichen, falls zu Beginn der sechzehn Impulsperioden der Treiberstrom IC für die zweite Wicklung augenblicklich auf den zum Erzielen der vollen 0,45º-Stufe nur während des letzten Sechzehntels des Intervalls benötigten Wert erhöht wird und während des nächsten der sechzehn Intervalle für die letzten zwei Sechzehntel des Intervalls usw., bis schließlich während des sechzehnten Intervalls der Strom für die zweite Wicklung auf dem zum Erzielen des vollen 0,45º-Schrittes erforderlichen Wert für die Gesamtheit der betroffenen Periode beibehalten wird.
Zwei Schwellwerte werden in dem EPROM-Programm zum Vergleich mit der Einstellung eines der Potentiometer in der Vielkanalsteuerung vorgesehen, so daß bei einer Stellung des Potentiometerschleifers innerhalb der ersten zwanzig Prozent seiner Bahn der Bauteilmotor seine Steuerungen vollständig in (angenommen) Uhrzeigerrichtung bewegt und innerhalb der letzten zwanzig Prozent seiner Bahn der Bauteilmotor sofort zu der maximalen Verschiebestellung in der entgegengesetzten (Gegenuhrzeiger-) Richtung bewegt wird. Durch Verbinden dieses mit dem Motor 56, der den Verschluß 54 steuert, kann der verbleibende Teil der Schieberbahn (das heißt zwischen den 20 %- und 80 %-Stellungen) zum Steuern einer Hilfsschaltung zum Erzeugen von Steuersignalen für einen anderen Parameter verwandt werden.
In einem typischen Fall wird eine Zeitverzögerung in das Programm eingebaut, so daß bei einer schnellen Bewegung des Schleifers durch den Wertebereich zwischen den 20 %- und den 80 %-Stellungen die Hilfsschaltung nicht getriggert wird, während, falls die Bedienung die Bewegung des Schleifers verlangsamt und für mehr als eine vorgegebene Zeit auf einem Wert zwischen den 20 %- und 80 %-Stellungen anhält, das System die Hilfsschaltung triggert und diese damit Steuersignale für den Motor 56 erzeugt, was bewirkt, daß der Motor zwischen seinen beiden Endstellungen schwingt, wobei die Schwingungsgeschwindigkeit (vollständige Schwingungen pro Sekunde) durch den genauen Zwischenwert, auf den der Schleifer eingestellt ist, gesteuert wird. Auf diese Weise kann der Verschluß 54 zum Beispiel zwischen der Öffnungs- und der Schließstellung auf bis zu fünfundzwanzig Schwingungen pro Sekunde schwingen, was zu einem stroboskopischen Effekt führt.
Das Kriterium, ob die zweite Steuerungsart gewählt werden soll, wird durch das Messen der Änderungsgeschwindigkeit des Eingangswertes (Spannungs- oder digitales Signal) über der Zeit bestimmt. Falls diese Änderungsgeschwindigkeit unter einer vorgegebenen Geschwindigkeit liegt, wird die zweite Betriebsart aktiviert. Falls sie oberhalb der vorgegebenen Geschwindigkeit liegt, wird die zweite Betriebsart gesperrt.

Claims

1. Ein Scheinwerfer mit n einstellbaren Parametern, von denen jeder mit einem im Scheinwerfergehäuse montierten zweipoligen elektrischen Schrittmotor einstellbar ist, gekennzeichnet durch ein erstes Steuersignaleingangsmittel, über das n verschiedene analoge elektrische Signale für den Scheinwerfer zum Steuern der Drehstellung der n verschiedenen Schrittmotore zum Ermöglichen einer Fernsteuerung der n verschiedenen Parameter verwandt werden können, ein zweites Steuersignaleingangsmittel, über das ein einziger, Steuersignale als einen seriellen Datenstrom führender Übertragungsweg an den Scheinwerfer angeschlossen werden kann, und mit dem zweiten Steuersignaleingangsmittel zusammenwirkende und nur auf eine bestimmte Datenstromvormarke (precursor) ansprechende Empfängermittel, so daß der Scheinwerfer ausschließlich von einem Fernsteuermittel adressiert werden kann, das die geeignete Vormarke (precursor) erzeugt und anschließend die erforderlichen Daten als einen seriellen Datenstrom überträgt, um damit einen oder einen anderen oder sämtliche der n steuerbaren Parameter des Scheinwerfers unter Verwendung von n verschiedenen Kanälen innerhalb der übertragenen Daten zu ändern.

2. Ein Scheinwerfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schnittstelle, die zum Erzeugen geeigneter analoger Signalwerte aus den ankommenden digitalen Daten ein Digital/Analogwandlerschaltungsmittel enthält.

3. Ein Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Analog/Digitalwandlerschaltungsmittel zum Wandeln der auf n verschiedenen Steuerkanälen einlaufenden analogen Signale in digitale Signale.

4. Ein Scheinwerfer nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch ein Selektionsschaltungsmittel, wodurch bei Empfang von Signalen an sowohl dem analogen als auch dem seriellen Dateneingangsmittel bei einer gegebenen Parametersteuerung der höhere Wert immer ausgewählt und zum Bestimmen der Drehstellung der jeweiligen Parametersteuerung verwandt wird.

5. Ein Scheinwerfer nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Erzielen eines vollständigen Wertebereichs jedes der steuerbaren Parameter erforderliche Analogsignaleingangsbereich ein Spannungswechsel über einem ausschließlichen Spannungsbereich ist, wodurch jede Parametersteuerung durch ein analoges Ausgangssignal über dem ausschließlichen Spannungsbereich von einer Mehrkanalsteuerkonsole derjenigen Bauart gesteuert werden kann, die zum Steuern der Stärke einer entsprechenden Anzahl von herkömmlichen Scheinwerfern über eine Bank von Dimmern verwandt wird.

6. Ein Scheinwerfer nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, geeignet zur Fernsteuerung von einer Konsole durch deren Beaufschlagung mit elektrischen Steuersignalen zur Steuerung von unter anderem der Bewegung eines Parametersteuerelementes in dem Scheinwerfer von einer ersten in eine zweite Stellung, wobei der Antrieb für das Element zum Verschieben des Elementes in die erste Stellung bei Werten nahe an und an einem Ende des möglichen Wertebereiches des Steuersignals auf dem für diesen Parameter geeigneten Kanal betätigt wird, und in eine zweite Stellung und Werten an oder nahe am anderen Ende des möglichen Wertebereiches des Steuersignals für diesen Kanal, gekennzeichnet durch Schaltungsmittel in dem Scheinwerfer zum Detektieren von Zwischenwerten des einlaufenden Signales und der Größe des Wechsels der Signalwerte, um damit ein ergänzendes Steuersignal zu erzeugen, falls während des Durchganges durch den dazwischenliegenden Wertebereich die Größe der Änderung des Wertes während einer vorgewählten Zeitspanne unter eine vorgewählte Größe abfällt, und ein Antriebsmittel in dem Licht nur bei Erzeugen des ergänzenden Steuersignals auf die dazwischenliegenden Werte des einlaufenden Steuersignals anspricht, wodurch das Antriebsmittel zum Bewirken einer weiteren steuerbaren Funktion in dem Scheinwerfer veranlaßt wird, während das einlaufende Signal in Abhängigkeit von dem empf angenen tatsächlichen Zwischenwert in dem dazwischenliegenden Wertebereich verbleibt.

7. Ein Scheinwerfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die dazwischenliegenden Signalwerte ansprechende Antriebsmittel das gleiche Antriebsmittel ist, auf das sich das einlaufende Signal bezieht, und die Erzeugung des ergänzenden Steuersignals bewirkt, daß sich das Antriebsmittel in einer anderen Weise verhält.

8. Ein Scheinwerfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das von den dazwischenliegenden Werten gesteuerte Antriebsmittel ein getrenntes Antriebsmittel für eine Funktion ist, die sich von derjenigen unterscheidet, auf die sich das einlaufende Signal bezieht, und daß das getrennte Antriebsmittel nur bei Erzeugung des ergänzenden Steuersignals zum Durchführen der Funktion erregt wird.

9. Ein Scheinwerfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das den Parameter steuernde Element ein in die Bahn des Strahles hinein- und aus dieser herausbewegbarer Verschluß ist und die Verschlußsteuerung in der Gegenwart des ergänzenden Steuersignals veranlaßt wird, den Verschluß zwischen dessen beiden Endstellungen mit einer Geschwindigkeit in Schwingungen zu versetzen, die durch den tatsächlichen Zwischenwert des Steuersignals bestimmt wird, wodurch der Scheinwerfer mit einer veränderlichen, von dem ausgewählten Wert in dem dazwischenliegenden Wertebereich bestimmten veränderlichen Blitzfrequenz blitzen kann.

10. Ein Scheinwerfer nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen zwei benachbarten Stellungen des Ankers des zweipoligen Schrittmotors durch Schalten der Änderung eines der beiden Steuerströme bei einer hohen Frequenz geglättet wird, so daß M geschaltete Zeitspannen zwischen der ersten und der zweiten Stellung liegen, und nacheinander der Anteil jeder geschalteten Zeitspanne, während derer sich der sich ändernde Strom an seinem neuen Wert befindet, erhöht wird und dadurch der Anteil jeder Zeitspanne, während derer der sich ändernde Strom an seinem Anfangswert befindet, abnimmt, so daß, falls der Motor ansprechen könnte, der Anker eine Reihe von M Schwingungen zwischen der ersten und der zweiten Stellung ausführen würde, wobei die Verweilzeit am und gerade nach dem Beginn der Sequenz zur ersten Stellung und die Verweilzeit am Ende der Sequenz mehr und mehr in Richtung auf die zweite Stellung tendiert.