DE3917101A1 - Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit wenigstens einer Lichtquelle und mit einer elektronischen Steuervorrichtung zur Steuerung der Helligkeit des erzeugten Lichts.

Zur Einstellung der Helligkeit der Beleuchtung in Räumen sind sogenannte Dimmer bekannt, mit Hilfe derer die Hellig­ keit der Lampen der Beleuchtung stufenlos eingestellt werden kann. Weiterhin sind Beleuchtungsvorrichtungen für Diskos, Bühnen, Partyräume od.dgl. bekannt, bei denen zur Variation der Lichtfarbe drehbare Scheiben mit verschiedenfarbigen Filtergläsern vor den jeweiligen Beleuchtungskörpern gedreht werden können. Die Variation der Lichtfarben ist begrenzt auf die Zahl der verwendeten Filtergläser, im allgemeinen vier oder sechs. Darüber hinaus ist eine kontinuierliche Veränderung der Lichtfarbe nicht möglich, da durch eine Drehbewegung lediglich ein Filterglas einer Farbe durch ein Filterglas einer Farbe durch ein Filterglas der anderen Farbe ersetzt werden kann.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen, bei der die Hellig­ keit und Lichtfarbe für den flexiblen Einsatz praktisch beliebig eingestellt und verändert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zusätzlich Mittel zur beliebigen, kontinuierlichen Einstel­ lung der Lichtfarbe vorgesehen sind. Durch die große Variabi­ lität des erzeugten Lichts und erzeugbaren Lichteffekte der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ist nicht nur ein Einsatz in Wohn- und Freizeiträumen, sondern auch in anspruchsvollen Büros, für Warendekorationen, Waren­ oder Kunstartikelpräsentationen und Freizeitgestaltung möglich. Besondere Lichteffekte können auch durch gleich­ zeitige Veränderung von Helligkeit und Lichtfarbe erzielt werden. Standardeinstellungen können beliebige, frei wählbare Lichtverhältnisse schaffen, wobei die Licht-Design-Möglich­ keiten von klassisch bis futuristisch praktisch unbegrenzt sind. Die Lichtverhältnisse können optimal an die jeweiligen Anforderungen angepaßt werden, wobei auch physiologische Elemente berücksichtigt werden können, je nachdem, welche Tätigkeit im Augenblick ausgeübt wird, z.B. Büroarbeit, Konversation, Meditation od.dgl.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Beleuchtungsvorrichtung möglich.

Eine besonders vorteilhafte Anordnung zur kontinuierlichen Einstellung der Lichtfarbe ergibt sich dadurch, daß wenig­ stens zwei, vorzugsweise drei Lichtquellen von verschiedener Farbe vorgesehen sind, wobei eine das Licht dieser Licht­ quellen spektral überlagernde Mischeinrichtung nachgeschaltet ist. Die Lichtquellen können dabei zweckmäßigerweise durch Lampen unterschiedlicher Farbe oder zugeordnete Filter unterschiedlicher Farbe gebildet werden, wobei insbesondere drei Lichtquellen spektral sich zu im wesentlichen weißem Licht ergänzende Farbe aufweisen, insbesondere Rot, Grün und Blau. Dies macht es möglich, daß zur Einstellung der Helligkeit und der Lichtfarbe des Lichts am Ausgang der Mischeinrichtung für jede Lichtquelle lediglich ein Steuer­ kanal für die jeweilige Helligkeit vorgesehen sein muß. Durch diese einfache Anordnung kann jede beliebige Hellig­ keit und jede beliebige Lichtfarbe eingestellt werden, wobei auch durch Variation eines oder mehrerer Steuerkanäle die Lichtfarbe kontinuierlich verändert werden kann.

Zur Erzeugung zusätzlicher Lichteffekte ist zweckmäßiger­ weise eine Servoeinheit zur mechanischen Positionsverände­ rung wenigstens einer der Lichtquellen vorgesehen, wobei diese Servoeinheit zur Verschiebung der Lampen und/oder Verschiebung oder Verschwenkung von den Lampen zugeordneten Linsen, Spiegeln oder optischen Gittern ausgebildet sein kann. Hierdurch kann nicht nur das Licht kontinuierlich verändert werden, sondern das Licht kann auch noch für Spezialeffekte gleichzeitig unterschiedliche Farben an­ nehmen. Dies ermöglicht interessante Lichtspiele und An­ wendungen in der Werbung sowie für Bühneneffekte.

Zur Vorgabe von Normeinstellungen der Beleuchtung und zur Erleichterung des Anwählens bestimmter Beleuchtungszustände weist die Steuervorrichtung eine digitale Speichereinrich­ tung auf, in der Steuerbefehle zur Vorgabe fest eingestell­ ter Helligkeiten, Lichtfarben und/oder Lichtquellenpositionen abgelegt sind, wobei diese Steuerbefehle durch elektrische Eingabesignale auslösbar sind. Für dynamische Lichteffekte weist die Steuervorrichtung einen Funktionsgenerator auf, der in Abhängigkeit von Eingangssignalen die Helligkeiten, Lichtfarben, Lichtquellenpositionen und/oder Funktions­ abläufe derselben steuert. Insbesondere bei digitaler Aus­ führung des Funktionsgenerators kann dieser auf den digi­ talen Speicher einwirken bzw. Adressen desselben sequentiell aufrufen. In einer einfacheren Ausführung kann dieser Funk­ tionsgenerator jedoch auch direkt auf die Steuerkanäle bzw. auf die Servoeinheit einwirken.

Es ist auch möglich, verschiedene Funktionsabläufe des Funktionsgenerators durch Steuerbefehle des digitalen Spei­ chers auszulösen, das heißt, durch Anwählen einer Adresse des Speichers, z.B. mittels einer Taste oder einer Tastatur, wird durch einen entsprechenden Steuerbefehl ein bestimm­ ter Funktionsablauf des Funktionsgenerators ausgelöst.

Zur Auslösung von Steuerbefehlen des digitalen Speichers oder Funktionen des Funktionsgenerators sind Eingabetasten oder -schalter vorgesehen. Dabei können Standardfunktionen wie Warmton-Raumlicht für Lesebeleuchtung, Weiß-Licht für Arbeitsvorgänge oder bestimmte Funktionen des Funktions­ generators durch fest belegte Tasten der Eingabetastatur abgerufen werden.

Zur Erzeugung weiterer Lichteffekte ist wenigstens ein licht- und/oder schallsensitiver Sensor vorgesehen, dessen Ausgangssignale zur Auslösung von Steuerbefehlen des digi­ talen Speichers und/oder Funktionen des Funktionsgenerators mit diesem verbunden ist. Dabei kann eine Mustererkennungs­ einheit diesem Sensor oder diesen Sensoren nachgeschaltet sein, um die akustischen Schwingungen im Raum und/oder die Lichtverhältnisse im Raum in bestimmte Licht- bzw. Farbenmuster mittels des Funktionsgenerators oder des digi­ talen Speichers umzusetzen. Die Adaption des Lichts nach Farbe und Helligkeit entsprechend Charakteristiken von aku­ stischen oder optischen Raum-Signalen kann unmittelbar oder wiederum über bestimmte Funktionen, wie Dämpfungs­ funktionen oder Zeitfunktionen, erfolgen. So kann die Be­ leuchtungsvorrichtung beispielsweise mit bedämpfter Wirkung und variabel zeitverzögert nach der Hüllkurve von Musik Lichtvariationen durchführen. Die akustische Adaptions­ funktion gestattet die Realisierung verschiedener Medita­ tionsprogramme, bei denen die Variation des Lichts nach meditativen Aspekten in Abhängigkeit von Musik und Licht im Raum erfolgt. Im einfachsten Falle kann durch den opti­ schen Sensor auch lediglich eine automatische Anpassung an die Raumhelligkeit, z.B. an das Licht von Fernseh-Bild­ röhren, erfolgen.

Alle Funktionen und Einstellungen der Beleuchtungsvorrich­ tung können zweckmäßigerweise über eine drahtlose Fern­ bedienung, z.B. eine IR-Fernbedienung, für die elektronische Steuervorrichtung abgerufen werden, die mit den Eingabe­ tasten oder -schaltern versehen ist. Hierdurch wird eine bequeme Anpassung und Änderung der Lichtverhältnisse an die individuellen Wünsche ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild einer Beleuchtungsvorrichtung als Ausführungsbeispiel.

Eine elektronische Steuervorrichtung 10, auf die später noch näher eingegangen wird, ist eingangsseitig mit einem akustischen Sensor 11 und einem optischen Sensor 12 ver­ sehen. Drei Ausgangskanäle dieser elektronischen Steuer­ vorrichtung 10, die den Farbkomponenten Rot (R), Grün (G) und Blau (B) entsprechen, sind über eine beispielsweise als Phasenanschnittsteuerung ausgebildete Helligkeits-Steuer­ vorrichtung 13 und eine dieser nachgeschaltete Leistungs­ stufe 14 mit einer Lampeneinheit 15 verbunden, die drei Lichtquellen aufweist. Hierbei kann es sich entweder um drei Farb-Glühlampen der Farben Rot, Grün und Blau handeln, die als Halogen-Niederspannungslampen oder als 220 V-Lampen ausgebildet sind, oder es handelt sich um einfarbige weiße Lampen, wobei die Farben durch entsprechende Filter erzeugt werden.

Ist die Ausgangsleistung der Helligkeits-Steuervorrichtung im Hinblick auf die Leistung der Lampeneinheit 15 ausrei­ chend, so kann die Leistungsstufe 14 selbstverständlich entfallen. Weiterhin können anstelle der Farben Rot, Grün und Blau auch drei andere Farben treten, die sich durch Überlagerung zu einer weißen Farbe vereinigen lassen. Im einfachsten Falle können auch unter deutlicher Einschränkung der Variabilität nur zwei Lampen vorgesehen sein. Eine größere Anzahl von Lampen verschiedener Farben ist selbst­ verständlich ebenfalls möglich.

Das in den drei genannten Farben vorliegende Ausgangslicht der Lampeneinheit 15 wird einer Licht-Mischeinrichtung 16 zugeführt, wo das Licht bei gleicher Intensität der drei Farben zu weißem Licht vereinigt wird. Hierbei kann es sich um eine bekannte Anordnung von halbdurchlässigen und reflektierenden Spiegeln handeln. Das von dieser Licht- Mischeinrichtung 16 abgestrahlte Licht wird noch einer optischen Einheit 17 zugeführt, wo ein gewünschter Abstrahl­ winkel, eine Fokussierung oder diffuse Eigenschaften einge­ stellt werden. Auch dies kann wiederum mittels Linsen, Spiegeln oder optischen Gittern erfolgen. Beispielsweise kann auch eine Ausgangslinse an der Licht-Mischeinrichtung 16 die optische Einheit 17 ersetzen.

Ein drahtloses Fernbedienungsgerät 18, das beispielsweise Infrarot- oder Kurzwellenstrahlung aussendet, ist mit einer Eingabetastatur 19 versehen, wobei einzelne Tasten oder Schalter auch mit festen Funktionen bzw. Steuerbefehlen belegt sein können. Die ausgesandte Strahlung kann von einer Empfangseinrichtung 20 empfangen und in elektrische Steuersignale umgesetzt werden. Diese wirken zum einen auf die elektronische Steuervorrichtung 10 und zum anderen auf eine Servoeinheit 21 ein. Diese Servoeinheit 21 dient zur Veränderung der Positionen der Lampen der Lampeneinheit 15 untereinander und/oder zur Veränderung der Positionen und Neigungen der Spiegel, Linsen und Gitter in der Licht- Mischeinrichtung 16 oder in der Lampeneinheit 15. Ein nicht dargestellter Zugriff kann auch auf die optische Einheit 17 erfolgen.

Das Prinzip der beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung besteht darin, daß bei einer bestimmten Intensität jeweils der drei verschiedenfarbigen Lichtbestandteile durch Überlagerung in der Licht-Mischeinrichtung 16 weißes Licht erzeugbar und von der optischen Einheit 17 abstrahlbar ist. Dies erfolgt beispielsweise bei gleicher Intensität der Licht­ bestandteile. Verändert man nun die Intensität eines Licht­ bestandteils, so entsteht am Ausgang nicht nur eine andere Lichtintensität, sondern auch eine andere Lichtfarbe. Durch Variation der drei Lichtbestandteile Rot, Grün und Blau kann somit jede beliebige Helligkeit und Lichtfarbe erzeugt werden, und zwar lediglich durch Veränderung der einzelnen Lichtintensitäten mittels der Helligkeits-Steuervorrichtung. Verändert man nun die Positionen der Lampen zueinander mittels der Servoeinheit 21 oder verändert man die Posi­ tionen oder Winkel der Spiegel, Linsen oder Gitter in der Licht-Mischeinrichtung 16 oder in der Lampeneinheit 15, so erfolgt keine exakte Überlagerung mehr, und das Licht tritt wieder in seinen ursprünglichen Farbanteilen aus. Dies ist durch gestrichelte Linien am Ausgang der Licht- Mischeinrichtung 16 angedeutet. Hierdurch lassen sich zu­ sätzliche Lichteffekte erzeugen, wobei z.B. auch nur eine Lampe bewegt wird, so daß bei den beiden anderen noch eine Überlagerung des Lichts stattfindet.

In der elektronischen Steuervorrichtung 10 sind ein digi­ taler Speicher 22, ein vorzugsweise ebenfalls digitaler Funktionsgenerator 23 und zwei Mustererkennungseinheiten 24 enthalten, wobei die beiden Mustererkennungseinheiten 24 jeweils eingangsseitig mit den Sensoren 11 und 12 ver­ bunden sind. Die Ausgänge dieser Mustererkennungseinheiten 24 sind sowohl mit dem digitalen Speicher 22 als auch mit dem Funktionsgenerator 23 verbunden, die wieder unterein­ ander verbunden sind. Im digitalen Speicher 22 ist eine Vielzahl von Intensitätswerten abgelegt, wobei jeweils drei Intensitätswerte der Helligkeits-Steuervorrichtung 13 zur Einstellung der Helligkeiten der drei Komponenten gleichzeitig zugeführt werden. Das Anwählen von Adressen dieses Speichers führt somit jeweils zur Erzeugung von drei Intensitäts-Steuersignalen für die Helligkeits-Steuer­ vorrichtung 13. Gleichzeitig können unter manchen Adressen noch zusätzliche Steuersiganle für die Servoeinheit 21 abgelegt sein, die dieser über die Empfangseinrichtung 20 zugeführt werden. Auf diese Weise kann eine sehr große Anzahl von Lichtzuständen in diesem Speicher 22 abgelegt sein. Beispielsweise lassen sich auf diese Weise durch fest belegte Tasten der Eingabetastatur 19 verschiedene, immer wiederkehrende Lichteinstellungen vornehmen, z.B. Warmton-Raumlicht für die Lese-Beleuchtung, Weiß-Licht für Arbeitsvorgänge oder Funktionen, auf die noch näher eingegangen wird.

Mittels des Funktionsgenerators 23 lassen sich vorbestimmte Lichtabläufe und Lichtspiele einstellen. Die entsprechenden Funktionen können entweder direkt durch das Fernbedienungs­ gerät 18 am Funktionsgenerator 23 eingeschaltet werden, oder es werden entsprechende Adressen des digitalen Speichers 22 angewählt, über deren Speicherinhalt wiederum die Funktio­ nen des Funktionsgenerators ausgelöst werden. Der Funktions­ generator selbst kann wiederum direkt auf die Helligkeits- Steuervorrichtung 13 einwirken, oder er spricht nachein­ ander Adressen des digitalen Speichers 22 an, über die die Steuerung der Helligkeits-Steuervorrichtung 13 erfolgt.

Die Signale des akustischen Sensors 11 und optischen Sensors 12 werden den Mustererkennungseinheiten 24, 25 zugeführt, die die Signale entweder in Ansprechsignale für Adressen des digitalen Speichers umwandeln oder in Signale für den Funktionsgenerator 23, wo sie nochmals graduell oder zeit­ lich verändert werden, bevor Adressen angesprochen werden. Hierdurch können beispielsweise die Farbe und die Hellig­ keit des Ausgangslichts mit bedämpfter Wirkung und variabel zeitverzögert nach der Hüllkurve von Musik Variationen durchlaufen. Dies gestattet die Realisierung beispielsweise von verschiedenen Meditations-Programmen, Lichtspielen od.dgl. Hierbei kann selbstverständlich auch eine Steuerung der Servoeinheit 21 mit enthalten sein. Entsprechende Varia­ tionen und Abläufe in Abhängigkeit des Lichteinfalls im optischen Sensor 12 sind ebenfalls möglich. Im einfachsten Falle bewirkt der optische Sensor lediglich eine automati­ sche Anpassung an die Raumhelligkeit, beispielsweise an das Licht von Fernseh-Bildröhren.

In einer einfacheren Ausführung kann entweder auf den digi­ talen Speicher oder den Funktionsgenerator auch verzichtet werden. Ebenfalls kann in einer einfacheren Ausführung die Fernbedienung entfallen, wobei dann die Eingabetastatur 19 an der elektronischen Steuervorrichtung 10 angeordnet oder mit dieser über Kabel verbunden sein kann.

Es ist selbstverständlich auch möglich, die einzelnen Kompo­ nenten, nämlich die elektronische Steuervorrichtung 10, die Helligkeits-Steuervorrichtung 13, die Leistungsstufe 14 und die Empfangseinrichtung 20, in einem Elektronikgerät zu vereinigen. Dieses kann wiederum mit den übrigen optischen Elementen eine bauliche Einheit bilden.

Claims (16)

1. Beleuchtungsvorrichtung mit wenigstens einer Lichtquelle und mit einer elektronischen Steuervorrichtung zur Steuerung der Helligkeit des erzeugten Lichts, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Mittel (13, 16) zur beliebigen, kontinuier­ lichen Einstellung der Lichtfarbe vorgesehen sind.

2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens zwei, vorzugsweise drei Licht­ quellen (15) von verschiedener Farbe vorgesehen sind, wobei eine das Licht dieser Lichtquellen (15) spektral überlagernde Mischeinrichtung (16) nachgeschaltet ist.

3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lichtquellen (15) durch Lampen unterschied­ licher Farbe oder zugeordnete Filter unterschiedlicher Farbe gebildet werden.

4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Lichtquellen (15) spektral sich zu im wesentlichen weißem Licht ergänzende Farben aufweisen, insbesondere Rot, Grün und Blau.

5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuer­ vorrichtung (10) zur Einstellung der Helligkeit und der Lichtfarbe des am Ausgang der Mischeinrichtung (16) aus­ tretenden Lichts für jede Lichtquelle einen Steuerkanal für die jeweilige Helligkeit aufweist.

6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Servoeinheit (21) zur mechanischen Positionsveränderung wenigstens einer der Lichtquellen (15) vorgesehen ist.

7. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Servoeinheit (21) zur Verschiebung der Lampen und/oder Verschiebung oder Verschwenkung von den Lampen zugeordneten Linsen, Spiegeln oder optischen Gittern ausgebildet ist.

8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (10) eine digitale Speichereinrichtung (22) aufweist, in der Steuerbefehle zur Vorgabe fest eingestellter Hellig­ keiten, Lichtfarben und/oder Lichtquellenpositionen abgelegt sind, wobei diese Steuerbefehle durch elektrische Eingabe­ signale auslösbar sind.

9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (10) einen Funktionsgenerator (23) aufweist, der in Ab­ hängigkeit von Eingangssignalen oder Eingabesignalen die Helligkeiten, Lichtfarben, Lichtquellenpositionen und/oder Funktionsabläufe derselben steuert.

10. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgenerator (23) Steuer­ befehle des digitalen Speichers (22) aufruft.

11. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Funktions­ abläufe des Funktionsgenerators (23) durch Steuerbefehle des digitalen Speichers (22) auslösbar sind.

12. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgenerator (23) digital ausgebildet ist.

13. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Eingabetasten oder -schalter zur Auslösung von Steuerbefehlen des digitalen Speichers (22) oder Funktionen des Funktionsgenerators (23) vorgesehen sind.

14. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein licht­ und/oder schallsensitiver Sensor (11, 12) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignale zur Auslösung von Steuerbefehlen des digitalen Speichers (22) und/oder Funktionen des Funk­ tionsgenerators (23) mit diesem verbunden ist.

15. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Sensor (11, 12) eine Mustererkennungs­ einheit (24, 25) nachgeschaltet ist.

16. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine drahtlose Fern­ bedienung (18, 20) für die elektronische Steuervorrichtung vorgesehen ist, die mit den Eingabetasten oder -schaltern (19) versehen ist.