DE4124794A1 - Beleuchtungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Beleuchtungsanlagen dieser Art stehen verbreitet in den genannten Anwendungsgebieten im Einsatz und sind von da­ her bekannt. Bei diesen Beleuchtungsanlagen sind die Leuchtkörper räumlich getrennt von den zugehörigen Schalt- und Dimmeinheiten angeordnet und über elektri­ sche Leitungen mit diesen verbunden. Bei der Film- und Fernsehbeleuchtungstechnik ist es z. B. üblich, daß die Leuchtkörper, insbesondere Scheinwerfer, fest instal­ liert oder an Tragschienenanordnung über der zu be­ leuchtenden Studiofläche hängen und über eine feste Ver­ kabelung, Stromschienen und/oder Schleppkabel indivi­ duell mit einer Versorgungsspannung zwischen 0 und 220 V gespeist werden. Diese individuellen Versorgungsspannun­ gen werden über weitere Kabel von einem Elektroinstalla­ tionsraum, in welchem die einzelnen Schalt- und Dimmein­ heiten zusammengefaßt untergebracht sind, herangeführt. Die Schalt- und Dimmeinheiten ihrerseits werden über Steuerkabel von einem wieder im Studio selbst angeordne­ ten Lichtregelpult durch einen Beleuchter fernbetätigt und entsprechend dessen optischer Wahrnehmung und nach Regieanweisungen eingestellt.

Als nachteilig wird bei einer derartigen Beleuchtungsan­ lage insbesondere der hohe Verkabelungsaufwand angese­ hen. Jeder Leuchtkörper benötigt zu seiner Versorgung drei Leitungsadern, nämlich einen Phasenleiter, einen Nulleiter und einen Schutzleiter, wovon zumindest der Phasenleiter bis zur Schalt- und Dimmeinheit geführt sein muß. Zwischen dem Lichtregelpult und den Schalt- und Dimmeinheiten sind außerdem entweder je Leuchtkörper eine oder zwei Steueradern oder eine gemeinsame Ringlei­ tung für eine Multiplex-Steuerung forderlich. Der Verka­ belungsaufwand addiert sich also mit der Zahl der Leucht­ körper. Bei mobilen Leuchtkörpern, wie an Schienen hän­ gend verfahrbaren Scheinwerfern, muß bei jeder Ortsverän­ derung des Leuchtkörpers auch dessen zugehörige Verka­ belung zumindest teilweise mit dem Leuchtkörper bewegt werden, da deren Zuordnung festgelegt ist. Dies führt zu einer eingeschränkten Mobilität und geringen Flexibili­ tät beim Einsatz der vorhandenen Leuchtkörper einer Be­ leuchtungsanlage.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Beleuchtungsanla­ ge der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Verkabelungsaufwand und die Brandlast verringert werden können und die eine vergrößerte Flexibilität und Mobili­ tät beim Einsatz der Leuchtkörper der Beleuchtungsanlage bietet.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch eine Beleuchtungsanlage der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Durch die Anordnung der einzelnen Schalt- und Dimmeinhei­ ten in oder an ihren zugehörigen Leuchtkörpern oder zu­ mindest in deren unmittelbarer Nähe wird neben einer funktionalen Zuordnung nun auch eine räumliche Zuordnung erreicht. Diese räumliche Zuordnung ermöglicht eine we­ sentliche Verminderung des Verkabelungsaufwandes, da nun alle Leuchtkörper parallel über ihre jeweilige Schalt- und Dimmeinheit mit einer gemeinsamen Versorgungs-Strom­ leiteranordnung, die z. B. konstant die Netzspannung von 220 Volt führt, verbunden sein können. Jeder Schalt- und Dimmeinheit individuell zugeführt werden nun lediglich noch die Steuerbefehle, wobei diese Steuerbefehlzufüh­ rung, wie im Anspruch 1 angegeben, auf unterschiedliche Arten erfolgen kann. Erfolgt die Steuerbefehlzuführung über eine eigene Steuerleitungsanordnung, müssen diese Steuerleitungen zwar noch zu jeder Schalt- und Dimmein­ heit geführt werden, jedoch ist eine solche Steuerlei­ tungsanordnung aufgrund der kleinen Leitungsquerschnit­ te, die hierfür ausreichen, vergleichsweise einfach her­ stellbar und veränderbar. Werden die Steuerbefehle über die Stromleiteranordnung für die Leuchtkörper oder über eine z. B. für die Versorgung von Stellmotoren vorhandene Niedervolt-Leitungsanordnung oder über eine drahtlose Übertragungsstrecke zugeführt, kann die Beleuchtungsanla­ ge sogar ohne Steuerleitungen realisiert werden. Die Aus­ wahl der Art und Weise der Steuerbefehlzuführung richtet sich nach den Umständen des jeweiligen Anwendungsfalles; elektrische oder elektronische Schaltungen und Bausteine für eine Steuerbefehlsübertragung über Leitungen, Infra­ rotstrahlung, Laserstrahl, Ultraschall oder Funk sind für sich z. B. aus der Haussicherungs- und Hausleittech­ nik und Fördertechnik bekannt und können unter entspre­ chender Anpassung hier eingesetzt werden.

Weiter schlägt die Erfindung vor, daß die von der zentra­ len Regeleinrichtung zu den einzelnen Schalt- und Dimm­ einheiten übertragenen Steuerbefehle digitale Signale oder Signalfolgen sind und daß jede Schalt- und Dimmein­ heit einen eigenen Empfangsbaustein aufweist. Dies ge­ währleistet eine hohe Störungsunempfindlichkeit und Si­ cherheit bei der Steuerbefehlzuführung und ermöglicht eine feine, hochauflösende Regelung der einzelnen Leucht­ körper, die für die praktischen Erfordernisse völlig aus­ reichend ist und einer stufenlosen analogen Regelung in keiner Weise unterlegen ist. Der Empfangsbaustein kann dabei ein externer oder in die Schalt- und Dimmeinheit integrierter Baustein sein.

Weiterhin ist vorgesehen, daß jedem Empfangsbaustein der Schalt- und Dimmeinheiten eine eigene Adresse zugeordnet ist und daß die digitalen Signale oder Signalfolgen ne­ ben den Steuerbefehlen auch Adreßdaten enthalten. Hier­ mit kann eine große Zahl von Leuchtkörpern individuell angesprochen und geregelt werden, ohne daß eine entspre­ chende Vergrößerung des Verkabelungsaufwandes auftritt. Die Zahl der ansprechbaren Leuchtkörper richtet sich le­ diglich nach der Anzahl der für die Adreßdaten zur Verfü­ gung stehenden Bits. Dabei ergibt jedes zusätzliche Bit eine Verdoppelung der ansprechbaren Adressen.

Um die Arbeit des Beleuchters in einem Studio zu erleich­ tern und um die bisher erforderliche große Zahl von Po­ tentiometern an einem Lichtregelpult zu reduzieren oder sogar gänzlich überflüssig zu machen, schlägt die Erfin­ dung vor, daß die zentrale Regeleinrichtung einen Digi­ talrechner mit zumindest einer Eingabe-Einheit aufweist. Außerdem werden hierdurch Automatisierungsmöglichkeiten für die Beleuchtungssteuerung eröffnet, die z. B. zu ei­ nem schnelleren Arbeitsablauf bei Film- oder Fernsehpro­ duktionen beitragen können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die zen­ trale Regeleinrichtung eine Ausgabeeinheit zur Anzeige des jeweiligen Zustandes der einzelnen Leuchtkörper. Ne­ ben der optischen Wahrnehmung der Beleuchtungswirkung der Leuchtkörper durch den Beleuchter kann somit auch eine weitere Informationsquelle zur Verfügung gestellt werden, anhand derer eine häufig komplizierte Beleuch­ tungseinstellung schnell erfaßt, beurteilt und erforder­ lichenfalls verändert werden kann.

Schließlich ist noch vorgesehen, daß die zentrale Regel­ einrichtung eine Speichereinheit zur abrufbaren Speiche­ rung von Schalt- und Dimm-Einstellungen für einzelne Leuchtkörper oder für Gruppen von Leuchtkörpern oder für alle Leuchtkörper umfaßt. Hierdurch wird vorteilhaft die Möglichkeit geschaffen, einmal erarbeitete und bewährte Beleuchtungseinstellungen in digitaler Form zu speichern und bei Bedarf einfach wieder abzurufen und somit eine frühere Beleuchtungseinstellung auch nach längerer Zeit und nach zwischenzeitlichen Änderungen der Einstellungen mit geringem Aufwand und mit hoher Genauigkeit zu repro­ duzieren.

Außer einer wesentlichen Verringerung des Verkabelungs­ aufwandes bietet die erfindungsgemäße Beleuchtungsanlage noch weitere Vorteile, unter anderem verminderte Hochfre­ quenz-Störungen, eine verringerte Brandlastgefahr und verringerte Leitungsverluste, die sämtlich infolge der drastischen Leitungsverkürzungen zwischen Schalt- und Dimmeinheit einerseits und Leuchtkörper andererseits er­ reicht werden. Außerdem können nun Scheinwerfer prak­ tisch beliebig verfahren, ausgetauscht und umgesetzt wer­ den, ohne daß lange Rüstzeiten benötigt werden. Dies schafft z. B. die bisher nicht vorhandene Möglichkeit, einen Leuchtkörper zeitlich kurz nacheinander in mehre­ ren Studios einer Produktionsstätte einzusetzen, so daß insgesamt weniger Leuchtkörper benötigt werden und damit weniger Investitionskosten hierfür anfallen. Die neue Be­ leuchtungsanlage ist zudem nachträglich problemlos erwei­ terbar und muß daher nicht von Anfang an in ihrer endgül­ tigen Maximalausführung installiert werden. Außer für Be­ leuchtungsanlagen mit ortsveränderlichen Leuchtkörpern eignet; sich die Erfindung selbstverständlich auch für fest installierte Leuchtkörper, die dann ebenso einfach und komfortabel individuell regelbar sind.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeich­ nung zeigen jeweils in schematischer Blockdarstellung:

Fig. 1 eine Beleuchtungsanlage in einer ersten Ausfüh­ rung,

Fig. 2 die Beleuchtungsanlage in einer zweiten Ausführung,

Fig. 3 die Beleuchtungsanlage in einer dritten Ausfüh­ rung und

Fig. 4 die Beleuchtungsanlage in einer vierten Ausfüh­ rung.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine erste Beleuchtungsanla­ ge, wobei hier zur Vereinfachung der Darstellung ledig­ lich zwei Leuchtkörper LK1 und LK2 dargestellt sind. In der Praxis ist die Zahl der Leuchtkörper selbstverständ­ lich wesentlich größer. Die Leuchtkörper LK1 und LK2 wer­ den über eine Stromleiteranordnung 10, 11, 12 mit elek­ trischer Energie, üblicherweise einer Wechselspannung von 220 Volt, versorgt. Bei dem Leiterpaar 10 der Strom­ leiteranordnung kann es sich beispielsweise um eine Stromschienenanordnung handeln, die zugleich tragende Funktion für die an ihr hängend befestigten Leuchtkörper LK1 und LK2 übernimmt. Die Leiterpaare 11 und 12, die je­ weils zu dem Leuchtkörper LK1 bzw. LK2 führen, sind dann z. B. Teil einer Scheinwerferabhängung. Eventuell noch erforderliche Schutzleiter sind hier nicht dargestellt. Die Scheinwerferabhängung kann dabei z. B. ein Verlänge­ rungsarm ("drop arm"), ein Pantograph oder Scherenhän­ ger, ein Teleskop oder dgl. bekanntes Bauteil sein.

Jedem Leuchtkörper LK1, LK2 ist jeweils ein Empfangsbau­ stein EB1 bzw. EB2 sowie je eine Schalt- und Dimmeinheit SDE unmittelbar zugeordnet. Mittels der zugehörigen Schalt- und Dimmeinheit ist die Lichtquelle des Leucht­ körpers LK1, LK2 in ihrer Helligkeit regelbar bzw. ein- und ausschaltbar, indem die über die Stromleiteranord­ nung 10, 11, 12 zugeführte Netzspannung durch die Schalt- und Dimmeinheit SDE entsprechend beeinflußt wird, bevor sie zu der Lichtquelle im Leuchtkörper LK1 bzw. LK2 gelangt. Ihre Steuerbefehle für die jeweils vor­ zunehmende Einstellung erhalten die Schalt- und Dimmein­ heiten SDE von einer zentralen Regeleinrichtung ZRE, von der aus die Regelung sämtlicher Leuchtkörper LK1, LK2 erfolgt. Die zentrale Regeleinrichtung ZRE gibt über eine Steuerleitungsanordnung 20, 21, 22 Steuerbefehle in vorzugsweise digitaler Form aus, die von den jeweils den Leuchtkörpern LK1, LK2 zugeordneten Empfangsbausteinen EB1, EB2 empfangen und an die zugehörige Schalt- und Dimmeinheit SDE weitergegeben werden. Dabei ist vorzugs­ weise jedem Empfangsbaustein EB1, EB2 eine eigene Adres­ se zugeordnet, so daß von der zentralen Regeleinrichtung gezielt jeder einzelne Empfangsbaustein EB1, EB2 ange­ sprochen und entsprechend jeder Leuchtkörper LK1, LK2 individuell geregelt werden kann. Für die Steuerbefehl­ zuführung wird so nur ein Steuerleitungspaar für alle Leuchtkörper LK1, LK2 benötigt.

Als Peripherie der zentralen Regeleinrichtung ZRE ist hier je eine Eingabeeinheit EE, eine Ausgabeeinheit AE und eine Speichereinheit SE vorgesehen. Mittels der Ein­ gabeeinheit, z. B. einer Tastatur, können die benötigten Adressen und Befehle in die zentrale Regeleinrichtung eingegeben werden und von dort nach entsprechender Aufbe­ reitung den Leuchtkörpern LK1, LK2 zugeführt werden. Die Ausgabeeinheit AE kann insbesondere dazu benutzt werden, die aktuellen Einstellungen der einzelnen Leuchtkörper LK1, LK2 anzuzeigen. Die Speichereinheit SE schließlich schafft die Möglichkeit, einmal vorgenommene Beleuch­ tungseinstellungen in digitaler Form zu speichern und später nach zwischenzeitlicher Änderung der Einstellun­ gen der Leuchtkörper LK1, LK2 problemlos wieder abzuru­ fen und schnell und genau zu reproduzieren.

Während bei dem Ausführungsbeispiel der Beleuchtungsanla­ ge gemäß Fig. 1 für die Übertragung der Steuerbefehle von der zentralen Regeleinrichtung ZRE zu den einzelnen Leuchtkörpern LK1, LK2 noch eine eigene Steuerleitungsan­ ordnung 20, 21, 22 verwendet wird, wird bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel der Beleuchtungsanlage gemäß Fig. 2 der Zeichnung die Stromleiteranordnung 10, 11, 12 außer zur Energiezuführung zu den Leuchtkörpern LK1, LK2 auch zur Übertragung der Steuerbefehle genutzt. Die einzelnen Leuchtkörper LK1, LK2 sind, wie auch bei dem zuvor be­ schriebenen Ausführungsbeispiel, über die Stromleiteran­ ordnung 10, 11, 12 mit elektrischer Energie, z. B. Netz­ spannung, versorgbar. Auch ist jedem Leuchtkörper LK1, LK2 wieder je ein Empfangsbaustein EB1 bzw. EB2 sowie je eine Schalt- und Dimmeinheit SDE unmittelbar zugeordnet, wobei die Anbringung des Empfangsbausteines EB1 bzw. EB2 sowie der Schalt- und Dimmeinheit SDE beispielsweise im oder am Gehäuse des Leuchtkörpers LK1, LK2 oder auch an dessen Abhängung erfolgen kann.

Auch bei dieser Beleuchtungsanlage ist wieder eine zen­ trale Regeleinrichtung ZRE mit ihren Peripheriegeräten nämlich Eingabeeinheit EE, Ausgabeeinheit AE und Spei­ chereinheit SE vorgesehen. Über ein erstes Steuerlei­ tungspaar 20 werden die von der zentralen Regeleinrich­ tung ZRE ausgegebenen Steuerbefehle in die Stromleiter­ anordnung 10, 11, 12 eingespeist, wobei hier eine kapa­ zitive Einkopplung als Beispiel dargestellt ist. Im Be­ reich des Leuchtkörpers LK1 werden aus dem zugehörigen Leiterpaar 11 für die Stromversorgung die von der zentra­ len Regeleinrichtung ZRE in die Stromleiteranordnung 10, 11, 12 eingespeisten Steuerbefehle wieder ausgekoppelt und über ein Steuerleitungspaar 21 dem zum Leuchtkörper LK1 gehörenden Empfangsbaustein EB1 zugeführt. In glei­ cher Weise werden am Leuchtkörper LK2 Steuersignale aus dem Stromleiterpaar 12 ausgekoppelt und über das Steuer­ leitungspaar 22 dem zugehörigen Empfangsbaustein EB2 zu­ geführt. Auf diese Weise gelangen die von der zentralen Regeleinrichtung ZRE ausgegebenen Steuerbefehle parallel zu allen in der Beleuchtungsanlage vorhandenen Empfangs­ bausteinen EB1, EB2. Aufgrund der in den Steuerbefehlen ebenfalls enthaltenen Adreßinformationen wird ein be­ stimmter Empfangsbaustein EB1, EB2 angesprochen, der dann den entsprechenden, der Adresse folgenden Steuerbe­ fehl an die Schalt- und Dimmeinheit SDE des betreffenden Leuchtkörpers LK1, LK2 weitergibt.

Bei dem in Fig. 3 der Zeichnung gezeigten dritten Aus­ führungsbeispiel der Beleuchtungsanlage wird eine separa­ te, z. B. für eine Motorenversorgung vorhandene, eine Nie­ dergleich- oder Niederwechselspannung führende Stromlei­ teranordnung 40 genutzt, die auch in einer Stromschienen­ anordnung untergebracht sein kann, welche zugleich tra­ gende Funktion für die an ihr hängend befestigte Leucht­ körper LK1 und LK2 übernimmt. Auch im Beispiel gemäß Fi­ gur 3 ist eine kapazitive Ein- und Auskopplung als Bei­ spiel dargestellt, wobei hier diese Einkopplung und Aus­ kopplung sowie die Identifizierung, Steuerung und Rege­ lung im übrigen so erfolgt, wie anhand des Beispiels ge­ mäß Fig. 2 zuvor beschrieben.

Bei dem in Fig. 4 der Zeichnung gezeigten vierten Aus­ führungsbeispiel der Beleuchtungsanlage schließlich wird für die Übertragung der Steuerbefehle keinerlei Leitungs­ anordnung mehr benötigt, da hier die Übertragung über drahtlose Übertragungsstrecken 31 bzw. 32 erfolgt.

Die Leuchtkörper LK1 und LK2 sind hier wieder, wie auch zuvor beschrieben, parallel über die Stromleiterpaare 11 und 12 mit der Stromleiteranordnung 10 zwecks Energiever­ sorgung verbunden, so daß an sämtlichen Schalt- und Dimm­ einheiten SDE die Netzspannung anliegt. Jeder Leuchtkör­ per LK1, LK2 und seine zugehörige Schalt- und Dimmein­ heit SDE besitzen wieder einen Empfangsbaustein EB1 bzw. EB2.

Auch hier ist wieder eine zentrale Regeleinrichtung ZRE mit zugehöriger Eingabeeinheit EE, Ausgabeeinheit AE und Speichereinheit SE vorgesehen. Die zentrale Regelein­ richtung ZRE gibt hier ihre Steuerbefehle und Adreßinfor­ mationen über die drahtlosen Übertragungsstrecken 31, 32 an die entsprechend ausgerüsteten Empfangsbausteine EB1, EB2 weiter. Bei den drahtlosen Übertragungsstrecken 31, 32 kann es sich beispielsweise um Infrarot-, Ultra­ schall-, Laser-, oder Funk-Übertragungsstrecken handeln.

Claims (6)

1. Beleuchtungsanlage mit mehreren einzeln schalt- und dimmbaren Leuchtkörpern, insbesondere für Film- und Fernsehstudios, Theater, Freilicht- und Konzertbüh­ nen, Mehrzweckhallen, Diskotheken, fliegende Bauten und dgl., wobei jedem Leuchtkörper eine eigene Schalt- und Dimmeinheit zugeordnet ist und wobei die Schalt- und Dimmeinheiten über eine zentrale Regelein­ richtung, wie Lichtregelpult, individuell betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Schalt- und Dimmeinheit (SDE) für einen be­ stimmten Leuchtkörper (LK1, LK2) unmittelbar in oder an diesem oder dessen Gehäuse oder Abhängung angeordnet ist und mit diesem eine bauliche und funktionale Einheit bildet,
• - daß jeder Schalt- und Dimmeinheit (SDE) über eine gemeinsame Stromleiteranordnung (10, 11, 12) eine konstante, zur Speisung der Lichtquelle des Leucht­ körpers (LK1, LK2) durch die jeweilige Schalt- und Dimmeinheit (SDE) veränderbare Versorgungsspannung (U) zuführbar ist und
• - daß jeder der Schalt- und Dimmeinheiten (SDE) indi­ viduell Steuerbefehle für die jeweils einzunehmen­ den Schalt- und Dimm-Einstellungen von der zentra­ len Regeleinrichtung (ZRE) über eine eigene Steuer­ leitungsanordnung (20, 21, 22) oder über die Strom­ leiteranordnung (10, 11, 12) oder über eine vorhan­ dene Niedervolt-Leitungsanordnung (40) oder über eine drahtlose Übertragungsstrecke (31, 32) zuführ­ bar sind.

2. Beleuchtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die von der zentralen Regeleinrichtung (ZRE) zu den einzelnen Schalt- und Dimmeinheiten (SDE) übertragenen Steuerbefehle digitale Signale oder Signal folgen sind und daß jede Schalt- und Dimm­ einheit (SDE) einen eigenen digitalen Empfangsbau­ stein (EB1, EB2) aufweist.

3. Beleuchtungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedem Empfangsbaustein (EB1, EB2) der Schalt- und Dimmeinheiten (SDE) eine eigene Adresse zugeordnet ist und daß die digitalen Signale oder Signal folgen neben den Steuerbefehlen auch Adreßdaten enthalten.

4. Beleuchtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Regeleinrich­ tung (ZRE) einen Digitalrechner mit zumindest einer Eingabe-Einheit (EE) aufweist.

5. Beleuchtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Regeleinrich­ tung (ZRE) eine Ausgabeeinheit (AE) zur Anzeige des jeweiligen Zustandes der einzelnen Leuchtkörper (LK1, LK2) umfaßt.

6. Beleuchtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Regeleinrich­ tung (ZRE) eine Speichereinheit (SE) zur abrufbaren Speicherung von Schalt- und Dimm-Einstellungen für einzelne Leuchtkörper (LK1, LK2) oder für Gruppen von Leuchtkörpern (LK1, LK2) oder für alle Leuchtkörper (LK1, LK2) umfaßt.