DE4100654C2 - Infrarot-Scheinwerfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Infrarot-Scheinwerfer nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.

In der Sicherheitstechnik werden zur nächtlichen Sicherung von Anlagen Videoüberwachungssysteme kombiniert mit Infrarotscheinwerfern eingesetzt. Ein solcher Scheinwerfer besteht aus einer Vielzahl von Infrarot-Lumines­ zenzdioden (IR-Dioden). Die von einer IR-Diode ausgehende Infrarotstrahlung hat üblicherweise die Form eine Kegels. Als Bestimmungsgrößen für diese kegelförmige Abstrahlcharakteristik werden der Öffnungswinkel des Kegels (Abstrahlungsöffnungswinkel) und die Richtung der Kegelachse (Abstrah­ lungsrichtung) angegeben.

Bevorzugt werden die IR-Dioden eines IR-Scheinwerfers so angeordnet, daß sich eine um die Scheinwerferzentralachse rotationssymmetrische Abstrahlungscharakteristik ergibt. Die IR-Dioden sind dazu meist auf einer ebenen Trägerplatte angeordnet, wobei die Abstrahlungsrichtungen sämtlicher IR-Dio­ den, im Rahmen der Fertigungstoleranzen, parallel ausgerichtet sind.

Um die Abstrahlungscharakteristik des Infrarotscheinwerfers komplexeren Beleuchtungszwecken anzupassen, wird im DE 87 15 682 U1 vorgeschlagen, IR-Dioden unterschiedlicher Abstrahlungsöffnungswinkel zu verwenden. Diese Differenzierung im Bezug auf den Abstrahlungsöffnungswinkel reicht aber bei vielen Beleuchtungsaufgaben nicht aus. So wird z. B. beim Beleuch­ ten eines Zaunes entweder der nähere Bereich sehr viel stärker als der Fern­ bereich ausgeleuchtet, oder bei Ausrichtung auf den Fernbereich und ent­ sprechend eng gebündelter Abstrahlung wird der Nahbereich unzureichend ausgeleuchtet. Dies führt im Videobild zu starken Helligkeitsvariationen, wel­ che die Erkennbarkeit von Objekten mindern.

Aus dem DE 89 02 905 U1 ist ein Infrarot-Scheinwerfer mit zwei Bündeln von Lumineszenzdioden bekannt. Die Dioden des ersten Bündels sind im Brennpunkt eines Reflektors so angeordnet, daß das von ihnen ausgestrahlte Licht auf den Reflektor gelangt, die Dioden des zweiten Bündels sind so an­ geordnet, daß sie Licht in Richtung des vom Reflektor abgestrahlten Lichts ab­ strahlen. Die Dioden innerhalb desselben Bündels weisen unterschiedliche Abstrahlrichtungen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen IR-Scheinwerfer so auszu­ bilden, daß in Anpassung an den Beleuchtungszweck eine möglichst homo­ gene Ausleuchtung des zu beleuchtenden Objekts erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Dabei werden IR-Dioden gleicher oder unterschiedlicher Abstrah­ lungsöffnungswinkel auf einer oder mehreren ebenen Trägerplatten ange­ bracht, wobei die IR-Dioden in mindestens zwei verschiedene Abstrahlungs­ richtungen ausgerichtet sind. Durch die Wahl von Abstrahlungsrichtung und Abstrahlungsöffnungswinkel für die einzelnen IR-Dioden wird eine gesteigerte Flexibilität bei der Anpassung an den vorgegebenen Beleuchtungszweck er­ reicht. Dabei werden die IR-Dioden zu Gruppen zusammengefaßt, innerhalb derer die IR-Dioden in Abstrahlungsrichtung und Abstrahlungsöffnungswinkel übereinstimmen.

In einer bevorzugten Weiterbildung sind die IR-Dioden mit gleicher Abstrah­ lungsrichtung zusammengeschaltet, so daß deren Abstrahlungsleistung unab­ hängig von den übrigen IR-Dioden eingestellt werden kann. Es ist auch mög­ lich, die IR-Dioden mit gleicher Abstrahlungsrichtung weiter in Untergruppen aufzuteilen, und die IR-Dioden einer solchen Untergruppe zusammenzuschal­ ten.

Für die Realisierung unterschiedlicher Abstrahlungsrichtungen werden in ei­ ner Ausführung sämtliche IR-Dioden auf eine ebene Trägerplatte gebracht, z. B. auf eine ebene Platine, wobei die IR-Dioden jedoch um die entsprechen­ den Winkel geneigt auf der Trägerplatte fixiert werden.

Für eine andere Möglichkeit, verschiedene Abstrahlungsrichtungen zu erhal­ ten, werden mehrere ebene Trägerplatten, z. B. ebene Platinen, verwendet, wobei diese gegeneinander um die gewünschten Winkel geschwenkt werden können. Die IR-Dioden sind hierbei so angeordnet, daß die Abstrahlungsrich­ tung jeder einzelnen IR-Diode senkrecht zu der Trägerplatte steht, auf der sie angebracht ist. In einer vorteilhaften Ausführung werden die IR-Dioden so ge­ wählt, daß alle, welche sich auf derselben Trägerplatte befinden, gleiche Ab­ strahlungsöffnungswinkel besitzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Anwendung auf ein zu be­ leuchtendes Objekt in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigt:

Fig. 1a eine schematische Darstellung eines IR-Scheinwerfers mit auszu­ leuchtendem Objekt in einer Seitenansicht,

Fig. 1b eine schematische Darstellung des Strahlenverlaufs in einer Aufsicht,

Fig. 2a die Anordnung eines Diodenfeldes eines IR-Scheinwerfers zur Ausleuchtung des Objekts gemäß Fig. 1,

Fig. 2b eine schematische Darstellung der Abstrahlungsrichtungen der Infra­ rot-Lumineszenzdioden.

Fig. 1a zeigt als Beispiel für ein auszuleuchtendes Objekt einen senkrechten Zaun Z mit einer Höhe von 3,50 m Höhe in zwei Ansichten, und zwar in Fig. 1a von der Seite und in Fig. 1b von oben betrachtet. Gezeigt ist lediglich ein Ausschnitt des gesamten Zauns, den man sich als über den rechten und lin­ ken Bildrand hinaus fortgesetzt vorzustellen hat. Zum Zwecke der Videoüber­ wachung soll die Umgebung bis zu einem Abstand von 4 m links und rechts des Zaunes Z bis zu einer Höhe, die in etwa der Zaunhöhe entspricht, homo­ gen ausgeleuchtet werden. Dieser Bereich ist in Fig. 1b schraffiert eingezeich­ net.

Dazu sind entlang des Zauns Z im Abstand von jeweils 50 m und in einer Hö­ he von 4 m über dem Boden baugleiche erfindungsgemäße IR-Scheinwerfer IRS angebracht. Der Aufbau dieser IR-Scheinwerfer IRS wird in der Fig. 2 im einzelnen beschrieben.

Die beiden Linien G1, G2 in Fig. 1a deuten die Umhüllende des von einem IR-Scheinwerfer IRS beleuchteten Bereichs an.

Wie in Fig. 2b gezeigt wird, umfassen die erfindungsgemäßen IR-Scheinwer­ fer IRS IR-Dioden D mit unterschiedlichen Abstrahlungsöffnungswinkel. In diesem Zusammenhang sind die Linien A1, A2 bzw. die Linien A3, A4 die Umhüllenden des von den IR-Dioden D mit kleinem bzw. mit großem Abstrah­ lungsöff­ nungswinkel ausgeleuchteten Bereichs.

Anhand der Fig. 2a und 2b wird der Aufbau eines solchen IR-Scheinwer­ fers im einzelnen erläutert.

Fig. 2a zeigt das Diodenfeld des IR-Scheinwerfers. Die IR-Dioden D sind auf drei ebenen Trägerplatten T1, T2, T3 angeordnet, die gegeneinander ver­ schwenkt sind. Die Verschwenkung der Trägerplatten T1, T2, T3 ist in Fig. 2b dargestellt.

Auf der ersten Trägerplatte T1 befinden sich 300 IR-Dioden D mit einem Ab­ strahlungsöffnungswinkel von ±8 Grad, auf der zweiten Trägerplatte T2 150 IR-Dioden D mit einem Abstrahlungsöffnungswinkel von ebenfalls ±8 Grad und auf der dritten Trägerplatte T3 75 IR-Dioden D mit einem Abstrahlungsöff­ nungswinkel von ±25 Grad. Die Abstrahlrichtung jeder einzelnen IR-Diode steht senkrecht zu der ebenen Trägerplatte, auf der sie angebracht ist. Zur Erläuterung der unterschiedlichen Abstrahlungsrichtungen der IR-Dioden D im Bezug auf den auszuleuchtenden Zaun Z, wie er in der Fig. 1 abgebildet ist, dient Fig. 2b.

Alle drei ebenen Trägerplatten T1, T2, T3 stehen senkrecht zur Zaunebene. Die erste Trägerplatte T1 steht darüberhinaus vertikal, so daß die darauf an­ gebrachten IR-Dioden D die horizontale Abstrahlungsrichtung AR1 aufwei­ sen. Die zweite Trägerplatte T2 ist gegenüber der ersten um 4 Grad geneigt, so daß die Abstrahlungsrichtung AR2 der darauf angebrachten IR-Dioden D gegenüber der Horizontalen um 4 Grad nach unten verkippt ist. Die dritte Trä­ gerplatte T3 ist gegenüber der ersten Trägerplatte T1 um 8 Grad geneigt, so daß die Abstrahlungsrichtung AR3 der darauf angebrachten IR-Dioden D ge­ genüber der Horizontalen um 8 Grad nach unten gekippt ist.

Entsprechend dieser Ausrichtung dienen die IR-Dioden D auf der 1. Träger­ platte T1 vorwiegend zur Ausleuchtung des Fernbereichs, die IR-Dioden D der zweiten T2 und dritten Trägerplatte T3 vorwiegend zur Ausleuchtung des Mittel- bzw. des Nahbereichs des IR-Scheinwerfers.

Zusätzlich zu diesen rein konstruktiven Maßnahmen kann die Abstrahlungslei­ stung der IR-Dioden D auf den einzelnen Trägerplatten T1, T2, T3 getrennt reguliert werden.

Mit der beschriebenen Ausführung des IR-Scheinwerfers wird eine homogene Beleuchtung des gewünschten Bereichs um den Zaun erreicht.

Claims (6)

1. Infrarot-Scheinwerfer, der Beleuchtung von Außenanlagen zum Zwecke der Videoüberwachung dienend, mit einer Anzahl von Infra­ rot-Lumineszenzdioden (IR-Dioden), die auf einer oder mehreren ebe­ nen Trägerplatten (T₁, T₂, T₃) in Zeilen angeordnet sind, wobei IR- Dioden (D) gleicher oder unterschiedlicher Abstrahlungsöffnungswin­ kel zum Einsatz gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ zahl der IR-Dioden (D) in Gruppen von IR-Dioden (D) unterteilt ist, bei denen die IR-Dioden (D) einer jeden Gruppe jeweils nur eine einzige Abstrahlungsrichtung aufweisen und mindestens zwei Gruppen von IR-Dioden (D) vorhanden sind, die eine voneinander verschiedene Abstrahlungsrichtung aufweisen.

2. Infrarot-Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen jeweils getrennt voneinander schaltbar sind.

3. Infrarot-Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die IR-Dioden (D), die den gleichen Abstrahlungsöffnungswinkel ausweisen, in die gleiche Abstrahlungsrichtung ausgerichtet sind.

4. Infrarot-Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einsatz einer in einer festgelegten Ebene verlaufenden ebe­ nen Trägerplatte (T₁, T₂, T₃) zur Erzeugung anderer Abstrahlungs­ richtungen als solche senkrecht zu der Trägerplatte (T₁, T₂, T₃) die IR- Dioden (D) um die entsprechenden Winkel geneigt auf der Trägerplat­ te (T₁, T₂, T₃) fixiert sind.

5. Infrarot-Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei ebene Trägerplatten (T₁, T₂, T₃) zum Einsatz gelangen, wobei die Abstrahlungsrichtung jeder IR-Diode (D) senk­ recht zu der Trägerplatte verläuft, auf der die IR-Diode (D) angebracht ist, und die Trägerplatten (T₁, T₂, T₃) gegeneinander verschwenkbar sind.

6. Infrarot-Scheinwerfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf derselben Trägerplatte (T₁, T₂, T₃) angebrachten IR-Dio­ den (D) gleiche Abstrahlungsöffnungswinkel aufweisen.