-
Technisches
Gebiet
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Steuern von Licht, wie es in dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegeben ist, sowie eine Vorrichtung, wie sie in dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 11 angegeben ist.
-
In Verbindung mit sogenannten Fernquellenbeleuchtungen,
bei denen eine oder mehrere Lichtquellen von dem Ort beabstandet
sind, wo die tatsächliche
Beleuchtung stattfinden soll, ist eine effektive Leitung von Licht
mit einem begrenzten oder gesteuerten bzw. kontrollierten Verlust
erforderlich. Verschiedene Typen von Lichtführungstechnologien werden in
dieser Verbindung verwendet, die an die dem aktuellen Erfordernis
entsprechende Aufgabe angepasst werden können. Beispiele derartiger
Anwendungen umfassen Endoskopie, Anzeigen und Beleuchtungsaufgaben
im Allgemeinen.
-
Da die Lichtführungstechnologie allmählich wirtschaftlich
attraktiv geworden ist, haben sich entsprechend die möglichen
Anwendungen erhöht,
wobei folglich Anwendungen einer Lichtführungsoptik beispielsweise
für Beleuchtungszwecke
insbesondere als eine interessante Alternative zu herkömmlichen
Technologien gefunden worden sind.
-
Es kann beispielsweise Anwendungen
geben, bei denen eine kleinere Anzahl zentraler Lichtquellen dezentrale
Lichtquellen ersetzen kann, wodurch als eine Alternative zu beispielsweise
einer großen
Anzahl herkömmlicher
Glühlampen oder
Beleuchtungseinheiten eine kleinere Anzahl zentraler Beleuchtungseinheiten
ausreicht, die weniger einem Verschleiß oder Vandalismus unterworfen
sein können,
in Bezug auf das Design bzw. den Entwurf der tatsächlichen
Lichtquelle bei dem Beleuchtungsort weniger anspruchsvoll sein können und
beträchtlich einfacher
gewartet werden können.
-
Diese Anwendungen haben jedoch bestimmte
Schwierigkeiten in Verbindung mit beispielsweise der Flexibilität des Gesamtsystems
aufgeworfen, da es schwierig ist, die genannten Vorteile mit Anforderungen
für ein
dynamischen Gesamtsystem zu kombinieren. Dies sollte so verstanden
werden, dass die Anwendung einer großen Anzahl dezentraler Lichtquellen
eine separate Steuerung der einzelnen Lichtquellen ermöglicht,
da die einzelnen Lichtquellen beispielsweise eingeschaltet, ausgeschaltet
und wechselseitig unabhängig
gedimmt werden können,
während
die Verwendung beispielsweise einer einzelnen zentralen Lichtquelle,
die eine Anzahl dezentraler Beleuchtungseinheiten über Lichtführungen
bereitstellt, diese Flexibilität
missen lässt.
-
Die Aufgabe der Erfindung ist, ein
zentrales Beleuchtungssystem bereitzustellen, das diese Nachteile
beseitigt und die gleichen möglichen
Verwendungen wie Systeme dezentraler Beleuchtungseinheiten aufweist.
-
Die US-Patentdruckschrift Nr. 5,434,756
offenbart ein Beleuchtungssystem, das insbesondere für Kraftfahrzeuge
nützlich
ist. Das Beleuchtungssystem umfasst zumindest eine zentrale Lichtquelle,
die mit einem Beleuchtungssystem eines Kraftfahrzeugs über Fasern
optisch verbunden ist. Das Licht wird zu den individuellen Beleuchtungsorten
ausgestrahlt bzw. emittiert und wird mittels eines speziellen Typs eines
optischen Schalters gesteuert, der gemäß der Erfindung aus einem Fasereingangsende
und einem Faserausgangsende besteht, die wechselseitig bewegt werden,
um die Intensität
des übertragenen Lichts
zu regulieren. Dieser Typ eines optischen Schalters wird jedoch
in einigen Fällen
durch einen mechanischen Makroschiebeverschluss ergänzt. Eine
Schwierigkeit bei diesem Beleuchtungssystem ist, dass die tatsächliche
Steuerung und Einstellung der individuellen optischen Fasern relativ
kompliziert sind, wobei außerdem
das Beleuchtungssystem keine zentrale Lichtsteuerung erlaubt, da
die verwendeten Lichtschaltertypen bei verschiedenen Punkten in dem
optischen Netzwerk eingefügt
sind. Eine Bewegung von optischen Fasern ist teuer, da ein Mechanismus
für jede
Faser erforderlich ist.
-
In der Druckschrift
US 5,184,883 ist ein Lichtsteuerungssystem
einer Art offenbart, die angepasst ist, eine Lichtverteilung in
Automobilen zu steuern. Das offenbarte System umfasst eine zentrale
Lichtquelle, die optisch mit einem Verschluss über Lichtführungen gekoppelt ist. Eine
Schwierigkeit des System ist, dass die Installierung und Wartung
in der Praxis einigermaßen
kompliziert und unkomfortabel ist, da alle Verschlusseinheiten bei
jeder lokalen Beleuchtungsposition platziert sein müssen. Somit muss
jede Installation einer Lichtführung
durch eine lokale Montage einer Verschlusseinheit und eines Steuerungskabels
zur Steuerung der Aktivierung des Verschlusses ergänzt werden.
Ein weiterer Nachteil ist, dass das System in Bezug auf Verschleiß oder Vandalismus
anfällig
ist, wobei elektrische Steuerungsleitungen und lokale Verschlüsse sorgfältig verkapselt
werden müssen.
-
Kurzzusammenfassung
der Erfindung
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 1
angegeben ist, das Licht von der zentralen Lichtquelle oder den
zentralen Lichtquellen zu einer Steuereinrichtung mit einer Vielzahl
von elektrisch gesteuerten Mikroverschlüssen, von denen jeder zumindest einen geschlossenen
Zustand und einen offenen Zustand aufweist, geleitet wird, von denen
das Licht weiter zu dem Beleuchtungsort oder den Beleuchtungsorten über eine
oder mehr optische Führungen
bei dem nicht-geschlossenen Zustand der Mikroverschlüsse geleitet
wird, wird eine zentrale Steuerung von Licht von einer zentralen
Lichtquelle zu einem entfernten Ort erreicht.
-
Somit ist ersichtlich, dass verschiedene
Typen von Mikroverschlüssen
mit mechanischen Blenden innerhalb des Bereichs der Erfindung verwendet werden
können,
da die Blendencharakteristik als solche nicht entscheidend ist.
Beispielsweise ist es innerhalb des Bereichs der Erfindung möglich, eine Blende
mit mehreren steuerbaren Verschlussstufen zu verwenden, so dass
die Blende selbst eine Steuerung der Intensität des durch die Blende übertragenen
Lichts bereitstellt.
-
Eine Lichtemissionseinrichtung soll
breit interpretiert werden, da eine Lichtemissionseinrichtung ebenso
eine Lichtführung
sein kann, wobei als Ergebnis das erfindungsgemäße Verfahren somit bei mehreren
Stufen implementiert werden kann. Dies bedeutet, dass das Licht
zentral unterteilt werden kann und dann in die Nähe des Beleuchtungsortes geführt werden
kann sowie einer weiteren Unterteilung oder Verarbeitung bei mehreren
zentralen Positionen unterzogen werden kann, sollte dies als geeignet
angesehen werden. Das Verfahren kann sozusagen in mehreren Hierarchien
implementiert werden.
-
Die Lichtquellen können beispielsweise Hochdruck-Quecksilberlampen,
ein Laser oder Lichtquellen sein, die ein Licht einer spezifischen
Farbe oder eines spezifischen Farbspektrums erzeugen.
-
Ein Beispiel einer Lichtführung kann
eine Glas- oder Kunststofffaserführung
sein, die Licht von einem Faserende zu einem anderen Faserende mit einem
relativ kleinen Verlust leitet. Andere Führungen, wie beispielsweise
Leuchtstoffröhren,
bei denen ein Teil der Intensität
des Lichts zwischen den Endpunkten an die Umgebung abgegeben wird,
können gleichsam
innerhalb des Bereichs der Erfindung verwendet werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit in seiner
Beschaffenheit eine Steuerung eines zentralen Kreuzfeldes für Licht,
wobei das Licht von dem Kreuzfeld über optische Führungen
geleitet wird; die Mikroverschlüsse
und das optische Linsenssystem, die in dem Kreuzfeld verwendet werden,
können
mittels der Mikrotechnologie verwirklicht werden.
-
Somit stellt die Erfindung die Möglichkeit
einer Minimierung optischer Verluste, die Möglichkeit, sehr anwendungsspezifische
und kompakte Entwürfe
zu erstellen, die in sehr unterschiedlichen Gebieten verwendet werden
können,
die Möglichkeit
zum Abstufen der injizierten Intensität in jeder der optischen Führungen,
die Möglichkeit
einer zentralen Steuerung der Lichtverteilung, die Möglichkeit
zum Erreichen eines sehr hohen Ein-/Aus-Verhältnisses, die Möglichkeit
eines Hinzufügens
einer Farbsteuerung bei jeder individuellen Lichtführung, die
Möglichkeit
zum Anpassen oder möglicherweise
zum Ändern jeder
Anwendung durch eine einfache Software-Anpassung, da die Anwahl
und Steuerung der individuellen Mikroverschlüsse rein elektrisch stattfindet,
bereit.
-
Das Verfahren ist insbesondere für die Verteilung
von sichtbarem Licht von Vorteil.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 2
angegeben ist, das Licht von der zentralen Lichtquelle oder den
zentralen Lichtquellen zu den Mikroverschlüssen der Steuereinheit über eine
Vielzahl von optischen Führungen
geleitet wird, wird ein praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung
erreicht.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 3
angegeben ist, das Licht von der zentralen Lichtquelle oder den
zentralen Lichtquellen über
genau eine optische Führung
geleitet wird, wird ein einfacher und vorteilhafter Aufbau gemäß der Erfindung
erreicht.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 4
angegeben ist, Licht zu zumindest einem Beleuchtungsort über eine
Vielzahl von Mikroverschlüssen
geleitet wird, wobei die Intensität des zu dem Beleuchtungsort
geleiteten Lichts von der Anzahl geöffneter Mikroverschlüsse abhängig ist,
wird eine einfache und gesteuerte Intensitätsregulierung in den individuellen Lichtführungen
bei dem Ausgang der Steuereinheit ermöglicht.
-
Somit stellt die Erfindung die Möglichkeit
sowohl einer Verteilung des Lichts als solches als auch einer Steuerung
der Intensität
von individuellen verteilten Lichtsignalen bereit.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 5
angegeben ist, das Licht zu dem Beleuchtungsort von der Steuereinheit über genau
eine optischen Führung geleitet
wird, wird ein einfaches und praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung
mit all den vorstehend genannten Vorteilen erreicht.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 6
angegeben ist, das Licht von der Lichtquelle in dem Mikroverschluss
der Steuereinheit mittels eines oder mehr optischer Elemente fokussiert
wird und dann von der Steuereinheit zu den Lichtführungen über zusätzliche optische
Elemente geleitet wird, ist es möglich, eine optimale
Steuerung des verteilten Lichts in Bezug auf die Steuereinheit sowie
auf Lichtführungskabel
zu erreichen.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 7
angegeben ist, die Intensität
des Lichts bei zumindest einem Beleuchtungsort durch allmähliches Öffnen und Schließen eines
verbundenen Mikroverschlusses gesteuert wird, wird eine flexible
Steuerung der Lichtintensität
bei dem Beleuchtungsort oder den Beleuchtungsorten erreicht, da
eine allmähliche
Steuerung der Blenden in der Steuereinheit eine einfache Steuerung
der Lichtintensität
bei den individuellen Beleuchtungsorten unter Verwendung weniger
Bauelemente erlaubt.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 8
angegeben ist, das Licht von der zentralen Lichtquelle oder den
zentralen Lichtquellen zu den Mikroverschlüssen der Steuereinheit über zumindest
eine eingefügte Blende
geleitet wird, deren Lichtdurchgang durch allmähliches Schließen der
Blende reguliert wird, ist es möglich,
die Lichtzufuhr zu der Steuereinheit zu regulieren.
-
Dies kann eine Möglichkeit beispielsweise in Verbindung
mit einer Ruhezustands- oder Energiesparbeleuchtung sein, bei der
das System als Ganzes gedimmt ist.
-
Die Möglichkeit ist jedoch vor allem
attraktiv, wenn das System als ein Unterteilungssystem arbeitet,
da die Erfindung somit ermöglicht,
dass das gesamte Untersystem, beispielsweise eine Instrumentenbeleuchtung,
gedimmt wird, ohne die zentrale Lichtemissionseinrichtung zu regulieren.
-
Die Möglichkeit ist ebenso in Verbindung
mit einer automatischen Regulierung eines Untersystems auf der Grundlage
einer Hintergrundbeleuchtung attraktiv, da das Verfahren somit durch
eine Steuerung der Beleuchtungsstufe des Untersystems auf der Grundlage
von Sensorsignalen implementiert werden kann, die die Hintergrundbeleuchtung
messen.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 9
angegeben ist, das Licht von der zentralen Lichtquelle oder den
zentralen Lichtquellen zu Beleuchtungsorten unter einer zeitlichen
Steuerung geleitet wird, wobei die Beziehung zwischen der Zeitdauer,
während
der ein oder mehr Mikroverschlüsse
offen und geschlossen ist, reguliert wird, um eine vorgegebene Intensität bei den
individuellen Mikroverschlüssen
bereitzustellen, wird ein einfaches und vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
der Erfindung erreicht. Eine Intensitätsregulierung kann somit sowohl
schnell als auch kontinuierlich unter Verwendung weniger Einrichtungen
ausgeführt
werden, da keine wesentlichen mechanischen oder elektrischen Änderungen
erforderlich sind, um gute Steuerungsergebnisse zu erreichen. Es
kann beispielsweise angemerkt werden, dass eine Softwareänderung
in der existierenden und erforderlichen Blendensteuerung in vielen
Fällen
ausreichend ist.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 10
angegeben ist, die Zeitdauer von einem oder mehr der Mikroverschlüsse konstant
ist, wobei es möglich
ist, die Einschaltdauer bzw. das Tastverhältnis von 0 bis 100% je nach
Erfordernis zu regulieren, wird ein einfaches und vorteilhaftes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung erreicht, da eine Dimensionierung auf das gewünschte Endergebnis
des gewünschten
Verfahrens relativ einfach ist, da das Ergebnis hauptsächlich durch
präzises
Regulieren eines Parameters, das heißt der Einschaltdauer bzw.
des Tastverhältnisses
erreicht wird.
-
Der Begriff Einschaltdauer bzw. Tastverhältnis soll
eine Öffnungszeit
in Bezug auf die gesamte Zeitdauer bedeuten.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 11
angegeben ist, die zentrale Lichtquelle oder die zentralen Lichtquellen
auf eine derartige Weise angeordnet sind, dass Licht von der zentralen
Lichtquelle oder den zentralen Lichtquellen zu zumindest einer optischen
Steuereinrichtung geleitet wird, wobei jede eine Vielzahl von elektrisch
individuell gesteuerten mikromechanischen Verschlüssen umfasst,
von denen jeder zumindest zwei Zustände, einen geschlossenen Zustand
und einen offenen Zustand, aufweist, von denen das Licht weiter
zu dem Beleuchtungsort oder den Beleuchtungsorten über optische
Führungen
bei dem offenen Zustand der Mikroverschlüsse geleitet wird, wobei jede
Lichtführung
eingerichtet ist, Licht von zumindest einem Mikroverschluss zu empfangen,
wird eine sehr vorteilhafte Vorrichtung für eine zentrale Steuerung der
Verteilung des Lichts zu Beleuchtungsorten erreicht, während zuvor
eine einfache Ein-/Aus-Steuerung
jeder individuellen optischen Führung
unter Verwendung eines Schalters erforderlich gewesen ist, der irgendwo
vor, hinter oder in der Lichtführung
eingefügt
ist.
-
Die Vorrichtung mit der vorteilhaften
Positionierung von elektrisch gesteuerten Mikroverschlüssen ermöglicht es,
die erforderliche elektrische Steuerung in sehr kompakten Einheiten
zu isolieren, da beispielsweise eine elektrische Verdrahtung zu
den Beleuchtungsorten gemäß der Erfindung
vollständig vermieden
ist.
-
Dies stellt Einsparungen in Bezug
auf Materialien und den Entwurf bereit und verbessert ebenso beträchtlich
die Sicherheit und Stabilität
in möglicherweise
feuchten und schmutzigen Umgebungen.
-
Ein Beispiel der Anzahl von Mikroverschlüssen in
einer Steuereinrichtung kann 500–1000 sein.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 12
angegeben ist, jeder Mikroverschluss einen Lichtkanal und eine verbundene,
elektrisch aktivierbare Blendeneinrichtung umfasst, wird ein vorteilhaftes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung erreicht.
-
Somit ist es gemäß der vorliegenden Erfindung
möglich,
ein sehr hohes Ein-/Aus-Verhältnis
zu erreichen, das heißt
die Beziehung dazwischen, wieviel Licht einen Mikroverschluss in
dem offenen Zustand beziehungsweise dem geschlossenen Zustand passier.
-
Der konkrete Typ eines Mikroverschlusses soll
somit ein Loch bedeuten, das einen Lichtkanal bildet, durch den
Licht ohne die Verwendung von Spiegeln übertragen werden kann, wobei
es möglich ist,
die Öffnung
mittels einer elektrisch aktivierbaren, mechanischen Blende mechanisch
zu blockieren und freizugeben.
-
Die Form des Lichtkanals kann an
die individuellen Anwendungen durch eine geeignete Variation beispielsweise
des Querschnitts angepasst werden.
-
Wenn zumindest eine der Lichtquellen
eingerichtet ist, eine Vielzahl von Mikroverschlüssen über eine erste Linsenanordnung
zu beleuchten, wobei die Linsenanordnung zumindest eine Mikrolinse
umfasst, die in Bezug auf jeden Mikroverschluss so angeordnet ist,
dass das Licht, das durch die Lichtquelle oder die Lichtquellen
emittiert wird, auf die optische Achse oder in die Nähe der optischen
Achse des Lichtkanals der individuellen Mikroverschlüsse fokussiert
wird, wird ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung
erreicht.
-
Das Licht von der Lichtquelle oder
von einer der Lichtquellen wird somit in den individuellen Mikroverschlüssen fokussiert, die
somit das zugeführte kontinuierliche
Licht bei einem Beleuchtungsort modulieren können.
-
Es ist somit herausgefunden worden,
dass für
viele kritische Beleuchtungszwecke eine ausreichende optische Energie
oder Intensität
von einer Lichteemissionseinrichtung bei mehreren Mikroverschlüssen zur
gleichen Zeit bereitgestellt werden kann. Erfindungsgemäß ist es
somit ausreichend, die verwendeten Mikroverschlüsse in kleinere Gruppen zu
unterteilen.
-
Es ist gleichsam herausgefunden worden, dass
ein kollimierter Lichtstrahl bei mehreren unterschiedlichen Mikroverschlüssen mit
minimalen Verlusten fokussiert werden kann.
-
Somit ist es erfindungsgemäß möglich, mehrere
Verschlüsse
mit einer Lichtquelle oder einer Lichtemissionseinrichtung in der
Form beispielsweise eines optischen Faserendes zu beleuchten.
-
Es ist gleichsam herausgefunden worden, dass
es möglich
ist, eine hohe Beleuchtungsintensität bei individuellen Beleuchtungsorten
durch eine individuelle Steuerung der Lichtführungen mit einer sehr kleinen
Schaltrate zu erreichen und aufrecht zu erhalten.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 13
angegeben ist, die Fokalebene der Fokussierungsoptikeinrichtungen
bei der Einlassseite der Mikroverschlüsse vollständig oder annähernd mit
den Blenden der individuellen Mikroverschlüsse übereinstimmt, wird ein praktisches
Ausführungsbeispiel
der Erfindung erreicht, da es diese Fokussierung auf die tatsächliche Blendeneinrichtung
unter anderem ermöglicht,
dass ein näherungsweise
unmittelbares Schalten in den individuellen Mikroverschlüssen ausgeführt wird, ohne
dass eine Wahrnehmung eines allmählichen Gleitschaltens
zwischen ein und aus bei dem betroffenen Beleuchtungsort gegeben
ist.
-
Des Weiteren kann die Blendeneinrichtung eine
kleinere Ausdehnung und dadurch eine kleinere Masse und Trägheit aufweisen,
wodurch die Schaltzeit minimiert wird.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 14
angegeben ist, die aktivierbaren Blendeneinrichtungen durch Platten
gebildet sind, die schwenkend drehbar zu der Mikroverschlussanordnung
sind, wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung
erreicht.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 15
angegeben ist, die Blendeneinrichtung jedes individuellen Mikroverschlusses
durch ein schwingendes Blendenelement gebildet ist, das zwischen
zwei Positionen hin und her bewegbar ist, wobei das schwingende Blendenelement
derart aufgehängt
ist, dass elastische Kräfte
bei einer Gleichgewichtsposition zwischen den zwei Positionen angewendet
werden, wobei die Beleuchtungseinrichtung zusätzlich eine Steuereinheit zur
Steuerung des schwingenden Blendenelements mittels elektrostatischer
Kräfte
umfasst, wobei das Blendenelement den Lichtkanal des Mikroverschlusses
in einer der zwei Positionen blockiert, ist es möglich, eine schnelle Modulation
zu erreichen, da die Eigenfrequenz des schwingenden Elements als
eine Funktion der Schwingungsparameter des Elements, wie beispielsweise
Masse, Elastizität
und Geometrie, sowie innere und äußere Kräfte die
Schaltzeit des Mikroverschlusses bestimmt.
-
Die Antwortzeit der individuellen
Mikroverschlüsse
auf ein gegebenes Steuersignal von der Steuereinheit wird somit
durch die Eigenfrequenz des schwingenden Systems verstärkt, das
somit auf die gewünschte
Schaltzeit dimensioniert werden kann.
-
Ein weiterer Vorteil des vorstehend
genannten Mikroverschlusstyps ist, dass es möglich ist, einen sehr hohen
Nutzungskoeffizienten des modulierten Lichts zu erreichen, da die
Modulation in einem rein hindurchlassenden Entwurf stattfindet.
-
Zusätzlich kann der besagte Mikroverschlusstyp
auf sehr kleine Schaltzeiten dimensioniert werden, die beispielsweise
erforderlich sind, wenn beispielsweise eine rein zeitliche Intensitätsmodulation
erwünscht
ist, beispielsweise in dem Fall einer Frequenzmodulation, um eine
Flimmerbeleuchtung zu vermeiden.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 16
angegeben ist, die optische Verbindung zwischen der Steuereinrichtung
und der Lichtquelle oder den Lichtquellen durch eine oder mehr Lichtführungen
gebildet ist, die eingerichtet sind, Licht von den Lichtquellen
zu empfangen und die Mikroverschlüsse der Steuereinheit zu beleuchten,
wird ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung
erreicht.
-
Optische Führungen sollen optische Fasern, Selfoc-Führungen
usw. bedeuten.
-
Wenn optische Führungen als Lichtemissionseinrichtungen
verwendet werden und wenn diese optisch mit einer Lichtquelle verbunden
werden, ist es möglich,
eine große
Lichtmenge zu dem Beleuchtungsort in einer optimalen Weise zu führen. Dies
ist insbesondere der Fall, wenn beispielsweise Bogenlampen als die
Lichtquellen verwendet werden, da diese bedeutend weniger gut definiertes
Licht emittieren als dies der Fall beispielsweise bei Lasern ist.
-
Es ist außerdem möglich, die Lichtmenge, die
in jede individuelle Lichtführung
injiziert wird, beispielsweise durch Verwenden unterschiedlicher Graufilter
in Abhängigkeit von
der räumlichen
Position der Injektionsoptik in Bezug auf den Bogen der Lichtquelle
abzustufen.
-
Die Verwendung von Lichtführungen,
wie beispielsweise von optischen Fasern, ermöglicht es, dass die Lichtquelle
oder die Lichtquellen zentral bei einer Entfernung von der Modulationseinrichtung
positioniert werden, was Wartung und Kühlung vereinfacht.
-
Ebenso wird ein zusätzlicher
Freiheitsgrad in der Positionierung der Lichtquellen erreicht, was
den Entwurf und die Konstruktion einfacher macht. Dies sollte als
ein Vorteil angesehen werden, insbesondere wenn man sich ins Gedächtnis ruft,
dass die physikalische Ausdehnung der Lichtquellen, wenn sie direkt über den
Verschlüssen
angeordnet sind, in Bezug auf die Dimensionierung eines Beleuchtungssystems
anspruchsvoll ist, wo eine relativ hohe Belichtungsauflösung gewünscht ist.
-
Eine Berücksichtigung des Platzes begrenzt somit
das Beleuchtungssystem auf einen kleinen Grad, da es einfacher sein
kann, Lichtführungsenden direkt über den
Mikroverschlussanordnungen anzuordnen als Lichtquellen, da Faserenden üblicherweise
eine kleinere Ausdehnung als die Lichtquellen aufweisen.
-
Wenn Lichtführungen oder optische Fasern als
Lichtemissionseinrichtungen verwendet werden, die physikalisch mit
einer Lichtquelle verbunden werden können, ist es ebenso möglich, sehr
kompakte Beleuchtungseinheiten herzustellen, die zu größeren Beleuchtungseinheiten
auf eine relativ einfache Weise zusammengebaut werden können, und
es ist ebenso möglich,
diese Beleuchtungseinheiten hauptsächlich unter Berücksichtigung
der physikalischen Beleuchtungsbedingungen, die möglicherweise
erforderlich sind, zusammen zu bauen, da die optische Übertragung
zwischen einer Beleuchtungsquelle und den individuellen Beleuchtungsorten
oder dem Gesamtbeleuchtungsort in Bezug auf die physikalische Position
der individuellen Beleuchtungseinheiten oder der erforderlichen
Position der Lichtquellen in dem Gesamtbeleuchtungssystem nicht
kritisch ist.
-
Es ist gleichsam möglich, die
Lichtquellen bei einer Entfernung von empfindlichen Bauelementen, die
in der Struktur eingebaut sein können,
zu platzieren, wobei aus diesem Grund die Operation der Gesamtoperation
stark verringert werden kann, was als spezieller Vorteil angesehen
werden sollte, wenn eine große
Anzahl von Laserquellen verwendet wird.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 17
angegeben ist, zumindest eine der optischen Führungen eingerichtet ist, ein
Licht von einer Vielzahl von Mikroverschlüssen zu empfangen, wird ein
vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
der Erfindung erreicht, da die Intensität des Lichts, das in die betreffende
optische Führung
oder die betreffenden optischen Führungen injiziert wird, durch
ein Öffnen
einer ausgewählten Anzahl
der Mikroverschlüsse
gesteuert werden kann, die die optische Führung oder die optischen Führungen
speisen.
-
Dies erlaubt eine sehr einfache,
feine und schnelle Steuerung von injiziertem Licht in den individuellen
Lichtführungen.
-
Die Erfindung ermöglicht es somit, eine direkte,
digital modulierte Lichtintensität
bei einem Beleuchtungsort bereitzustellen.
-
Ferner ist es durch Hinzufügen von
Farbfiltern in spezifischen Mikroverschlüssen oder Mikroverschlussgruppen
bei derselben Lichtführung
möglich,
eine Farbe und Intensität
unter einer einfachen digitalen Steuerung bei dem Beleuchtungsort,
der der Lichtführung
entspricht, zu ändern.
Die Steuerung dieses Prozesses ist außerdem bei der zugehörigen Implementierung
viel attraktiver, da die ziemlich umfangreiche Datensteuerung nur
bei einer oder bei einer sehr kleinen Anzahl der Einrichtungen für die Steuerung
des Lichts angewendet werden muss.
-
Es ist anzumerken, dass das vorstehend
beschriebene Ausführungsbeispiel
mit Lichtführungen kombiniert
werden kann, die nur durch genau einen Mikroverschluss beleuchtet
werden, wenn beispielsweise eine einfache Ein-/Aus-Steuerung für konkrete Beleuchtungszwecke
gewünscht
ist.
-
Wenn die Mikroverschlüsse der
Steuereinrichtung in einer kreisförmigen Vorderseiten- bzw. Flächenform
angeordnet sind, wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel erreicht, das
insbesondere deutlich wird, wenn die Beleuchtung der Steuereinrichtung
einen kreisförmigen
Querschnitt aufweist, da der Nutzungskoeffizient vergrößert wird.
-
Es ist anzumerken, dass das Vorderseiten- bzw.
Flächenprofil
einer Lichtemissionseinrichtung häufig kreisförmig ist, und es sollte gleichsam
hervorgehoben werden, dass die Flächenformen von Mikroverschlüssen natürlich an
beliebige Lichtemissionseinrichtungsflächenprofile angepasst werden können.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 18
angegeben ist, die Vorrichtung eine digitale Steuereinheit für eine individuelle
elektrische Steuerung der individuellen Mikroverschlüsse umfasst,
wobei die Steuereinheit ein Zuteilungsprofil für eine Vorderseiten- bzw. Flächendefinition
der durch die optische Steuereinheit umfassten Mikroverschlüsse umfasst,
die zu modulieren sind, wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
der Erfindung erreicht, da die programmierbare „Ausgangsfläche" an alle gewünschten gekoppelten Lichtführungsanzahlen,
Lichtführungspositionen
und Lichtführungsquerschnitte
angepasst werden kann.
-
Der Begriff Zuteilungsprofil soll
eine Abbildung eines Layouts auf die Mikroverschlüsse der Steuereinrichtung
bedeuten.
-
Diese einmalige Softwaredefinition
eines Ausgangsprofils ist von seiner Eigenschaft her außerordentlich
flexibel und kann unmittelbar verändert werden, wenn gegebene
optische Führungen
ersetzt werden oder wenn es gewünscht
wird, die Kombinationsanwahl bzw. -ansteuerung mehrerer Lichtführungen
zu verändern.
-
Wenn, wie es in Patentanspruch 19
angegeben ist, zumindest ein Mikroverschluss optisch mit einem Farbfilter
verbunden ist, wird ein besonders attraktives Ausführungsbeispiel
der Erfindung erreicht.
-
Somit kann gemäß der Erfindung ein Farbfilter über einer
Vielzahl von Mikroverschlüssen
platziert werden, genau wie individuelle Mikroverschlüsse mit
einem Farbfilter im Prinzip versehen sind.
-
Ebenso kann der Farbfilter beispielsweise zwischen
der Steuereinheit und einer oder mehr Lichtführungen eingefügt sein
genau wie ein Farbfilter zwischen der Steuereinheit und einem Teil
eines Lichtführungskreuzabschnittes
eingefügt
sein kann.
-
Somit ist es erfindungsgemäß möglich, beispielsweise
in Verbindung mit Kraftfahrzeugen oder entsprechenden Anwendungen,
die Farbe zentral „hinzuzufügen", wodurch ein zusätzlicher
Freiheitsgrad bei dem Entwurf des Beleuchtungssystems bereitgestellt
ist. Es ist ebenso möglich,
individuelle Lichtemissionseinrichtungen für mehrere Zwecke zuzuweisen,
da Farb-, Intensitäts-
und Ein-/Aus-Steuerung
zentral und vollständig
digital ausgeführt
werden kann. Eine weitere Möglichkeit
ist beispielsweise, die physikalische Position von Nebelschlussleuchten
zu vermeiden, da deren Funktion durch dieselbe Lichtemissionseinrichtung
erreicht werden kann, die das übliche
Rücklicht
bereitstellt, wobei die Intensität
zentral auf einfache Weise vergrößert werden
kann.
-
Es wird begrüßt werden, dass eine Farbänderung
bei einer einzelnen Lichtführung
ausgeführt werden
kann, und ebenso, dass es beispielsweise möglich ist, zwei oder mehr Farbfilter
jeweils zwischen einer entsprechenden Lichtführung und dem entsprechenden
Mikroverschluss oder den entsprechenden Mikroverschlüssen zu
platzieren und nachfolgend Lichtführungen zu einer Lichtführung, die
zu einem Beleuchtungsort leitet, beispielsweise mittels einer T-Kopplungseinrichtung
oder einer Stern-Kopplungseinrichtung zu verbinden, wodurch eine
Farbänderung
bei dem Beleuchtungsort durch eine einfache Anwahl bzw. Ansteuerung
einer anderen der Lichtführungen
mit einem anderen Farbfilter oder durch Öffnen eines anderen Satzes
von Farbfiltern/Mikroverschlüssen
für dieselbe
Faser ermöglicht
wird.
-
Es wird gleichsam begrüßt werden,
dass nicht nur reguläre
Abänderungen
erreicht werden können,
sondern auch Farbschattierungsänderungen
beispielsweise durch eine RGB-Modulation, wenn eine gerade Anzahl
von Mikroverschlüssen
mit verbundenen RGB-Filtern, beispielsweise sechs Rot-Filtern, sechs Grün-Filtern
und sechs Blau-Filtern, eine Lichtführung ansteuern.
-
Zeichnung
-
Die Erfindung ist nachstehend unter
Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
-
1a und 1b ein Gesamtbild eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
der Erfindung,
-
2 ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung,
-
3a–3c die Funktion eines weiteren
Ausführungsbeispiels
der Erfindung,
-
4a und 4b ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
-
5 eine
Querschnittsdarstellung einer kompakten Beleuchtungseinheit gemäß der Erfindung,
-
6 das
Lichtempfangsende eines optischen Steckers, der kein Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist,
-
7 das
Lichtempfangsende eines weiteren optischen Steckers, der kein Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist, und
-
8 den
optischen Stecker gemäß 6 in einer perspektivischen
Darstellung.
-
Beispiel
-
In 1a ist
eine Glühlampe
oder eine Lichtquelle 1 und eine verbundene Reflexionseinrichtung 2,
die derart positioniert ist, dass das von der Lichtquelle 1 emittierte
Licht zu einer Steuereinheit 3 in einer geeigneten Weise
geleitet wird, gezeigt. Das Licht wird in der Steuereinheit 3 zu
einer Vielzahl von Lichtführungen 4 verteilt,
wobei die Steuereinheit 3 zusätzlich zu der Verteilung des
Lichts zu den Lichtführungen 4 in
der Lage ist, das Licht in den individuellen Lichtführungen 4 einzuschalten,
auszuschalten und zu dimmen.
-
Optische Führungen sind breit als optische Fasern,
Selfoc-Führungen
usw. zu verstehen.
-
In 1b ist
ein alternatives Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt, bei dem das Licht von der Lichtquelle zu
der Steuereinheit 3 über
eine Lichtführung
oder ein Lichtführungsbündel 5 geleitet
wird.
-
In 2 ist
ein etwas spezifizierteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt.
-
Eine einzelne Lichtführung 5' leitet Licht,
das seinen Ursprung bei der Lichtquelle hat, zu einer Steuereinheit 3,
von der das Licht weiter zu einer Vielzahl von Lichtführungen 4' hindurchgeführt wird.
-
Die Steuereinheit 3 umfasst
eine Eingangsseite 10 und eine Ausgangsseite 20.
-
Das Licht wird von der Eingangsseite 10 über eine
oder mehr Öffnungen
zu einem Linsensystem geleitet, das eine Vielzahl von Linsen 11 umfasst,
von denen jede einen Teil des Lichts in eine entsprechende Blendenöffnung 12 in
einer Platte 14 fokussiert. Das Licht wird von der Blendenöffnung 12 zu
einem weiteren Linsensystem geleitet, das eine Vielzahl von Linsen 13 umfasst,
wobei das Licht von jeder Linse 13 in einer entsprechenden
Lichtführung 4' fokussiert wird.
-
Ferner ist eine Vielzahl von elektrisch
individuell anwählbaren
und aktivierbaren Blenden 15 in Verbindung mit den Blendenöffnungen 12 der
Platte 14 angeordnet, wobei die Blenden 15 in
der Lage sind, einen Lichtdurchgang in den Blendenöffnungen 12 auf
der Grundlage von elektrischen Steuersignalen zu gestatten und zu
blockieren. Die individuellen Blendenöffnungen 14 oder Löcher mit
verbundenen Blenden 15 werden häufig als Mikroverschlüsse aus Gründen der
Beschreibung bezeichnet.
-
Linsensysteme sowie Mikroverschlüsse können mittels
der Mikrotechnologie hergestellt sein.
-
Mikroverschlüsse oder Lichtventile sind
breit als Durchlasslicht-Blenden zu verstehen, die beispielsweise
durch mikromechanische Verschlüsse gebildet
sein können.
-
Die individuellen Mikroverschlüsse können beispielsweise
von dem Typ sein, der in der französischen Patentanmeldung Nr.
9412928 oder der entsprechenden EP-A 709 706 beschrieben ist, wobei es
entsprechend der vorliegenden Erfindung entscheidend ist, dass das
Licht, das zu modulieren ist, direkt durch den individuellen Mikroverschluss übertragen
wird, um einen minimalen Übertragungsverlust
zu erreichen.
-
Es sollte in diesem Zusammenhang
angemerkt werden, dass die in der vorstehend genannten Patentanmeldung
beschriebenen Mikroverschlüsse insbesondere
in Verbindung mit dieser Erfindung von Vorteil sind, da die Mikroverschlüsse eine
sehr kleine Anstiegs-/Abfallzeit aufweisen können, um eine flimmerfreie,
gleichmäßige Beleuchtung
zu erreichen.
-
Jedes Lichtventil weist zumindest
einen individuell anwählbaren
bzw. ansteuerbaren offenen und geschlossenen Zustand auf, wobei
die Zustände
eine minimale Dimmung bzw. eine maximale Dimmung des Lichts, das
durch den verbundenen Lichtkanal hindurchgeht, bereitstellen.
-
In diesem Zusammenhang weisen mikromechanische
Verschlüsse
den Vorteil auf, dass das Dimmen in den vorstehend genannten zwei
Zuständen
tatsächlich
optimal ist, da das Dimmen des Lichts physikalisch durch eine mikromechanische
Platte oder dergleichen bereitgestellt wird, welche in dem Zustand
des maximalen Dimmens den Lichtdurchgang einfach blockiert und in
dem Zustand des minimalen Dimmens prinzipiell kein Dimmen des Lichtstrahls
zur Folge hat.
-
Somit ist es gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel
möglich,
das Licht von einer Lichtquelle in der Form der Lichtführung 5' zu einer großen Anzahl
von Lichtführungen 4' zu verteilen.
-
Obwohl die Lichtführungen 4' den gleichen Durchmesser
in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aufweisen,
ist es ersichtlich, das der Durchmesser der individuellen Lichtführungen
an die konkrete Anwendung angepasst werden kann, wobei es ebenso ersichtlich
ist, dass mehrere Mikroverschlüsse
Licht in derselben Lichtführung
modulieren können.
-
In 3a–c ist die Funktion eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Erfindung gezeigt, wobei 3a eine
Steuereinheit 3 zeigt, die der in 2 gezeigten Steuereinheit in Bezug auf
die Eingangsseite entspricht.
-
Die Ausgangsseite ist jedoch in dem
Sinne modifiziert, dass alle Linsen 13 Licht zu derselben Lichtführung 4' gemäß diesem
Ausführungsbeispiel leiten.
-
Wie es ersichtlich ist, ermöglichen
alle Blenden 15 eine Lichtübertragung, wobei die Lichtintensität in der
Lichtführung 4' folglich maximal
ist.
-
In 3b ist
die gleiche Steuereinheit 3 gezeigt, wobei alle Blenden 15 mittels
einer nicht gezeigten Steuereinheit geschlossen sind, so dass die Lichtintensität in der
Lichtführung 4' minimal oder Null
ist, da die Übertragung
des Lichts durch die Blendenöffnung
unterbrochen ist.
-
In 3c ist
die gleiche Steuereinheit 3 gezeigt, bei der lediglich
einige der Blenden 15 geschlossen sind, so dass die Lichtübertragung
durch die Blendenöffnungen
eine verringerte Lichtintensität in
der Lichtführung 4' in Bezug auf
die maximale Übertragung
bereitstellt.
-
Die individuellen Blenden können somit
individuell angewählt
werden, wodurch eine beliebige Kombination von Blendeneigenschaften
ermöglicht ist.
Beispielsweise können
einige der Blenden für
individuelle Lichtführungen
angeordnet sein, wie es in 2 gezeigt
ist, wobei es möglich
ist, dass diese individuell ein- und ausgeschaltet werden, während andere
der Blenden für
eine einzelne Lichtführung
angeordnet sein können,
wie es in 3 gezeigt
ist, wodurch es möglich
ist, dass die Lichtintensität
in dieser Lichtführung
gesteuert wird, indem die Anzahl von offenen Blenden, die mit dieser
einzelnen Lichtführung
verbunden sind, variiert wird.
-
In 4a und 4b ist ein Beispiel gezeigt,
wie die Intensität
durch die individuellen Mikroverschlüsse gesteuert werden kann.
-
In 4a ist
ein Beispiel gezeigt, wie die individuellen Mikroverschlüsse zum
Regulieren der Intensität
des Lichts, das weiter zu den individuellen optischen Fasern geleitet
wird, gesteuert werden kann.
-
In den 4a und 4b ist der Zustand (die Position)
der individuellen Blende als eine Funktion der Zeit (ZEIT) gezeigt,
wobei der niedrige Zustand den geschlossenen Zustand des Blendenelements
anzeigt und der hohe Zustand den offenen Zustand des Blendenelements
anzeigt.
-
In dem gezeigten Beispiel wird das
Blendenelement mit einer konstanten Periode T gesteuert, wobei die
Einschaltdauer bzw. das Tastverhältnis
zur Steuerung der Intensität
des Lichts verwendet wird.
-
Wenn derartige Mikroverschlüsse mit
einer verbundenen Steuerung dimensioniert werden, ist sicherzustellen,
dass die Frequenz über
einem bestimmten Minimum, beispielsweise 50 Hz, liegt, wenn bei
dem Beleuchtungsort ein flimmerfreies Licht gewünscht ist.
-
In 4a ist
gezeigt, wie eine Blendeneigenschaft implementiert werden kann,
wobei die Einschaltdauer relativ hoch ist (in diesem Fall größer als 50%),
wodurch eine hohe Intensität
erreicht wird, während
die Einschaltdauer gemäß 4b relativ niedrig (unter
50%) ist, wodurch eine niedrige Intensität erreicht wird.
-
Es ist ersichtlich, das dieser Typ
einer Steuerung der individuellen Mikroverschlüsse mit anderen Steuerungsprinzipien
oder -strukturen innerhalb des Bereichs der Erfindung kombiniert
werden kann.
-
Es ist ebenso möglich, andere Typen einer Zeitregulierung
der Intensität
bei den Beleuchtungsorten innerhalb des Bereichs der Erfindung zu
verwenden. Ein Beispiel ist eine Intensitätsregulierung durch Regulieren
der Periodenzeit T und Beibehalten der Öffnungszeit der Mikroverschlüsse.
-
In 5 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Erfindung gezeigt, bei dem eine Beleuchtungseinheit 30 eine
Lichtquelle in der Form einer Lampe 31 mit einer verbundenen
Reflexionseinrichtung umfasst, welche eingerichtet ist, eine Kollimationsoptik 32 zu
beleuchten, die nachfolgend Licht zu einer Mikrolinsenanordnung 33 leitet,
die wiederum einfallendes Licht in eine Mikroverschlussanordnung 34 fokussiert.
-
Die Mikroverschlussanordnung 34 ist
zusätzlich
mit einer (nicht gezeigten) Steuereinheit verbunden, die in der
Lage ist, zu modulieren, das heißt, die individuellen Mikroverschlüsse ein-
und auszuschalten, und die ebenso in der Lage ist, gemeinsame Flächen der
Mikroverschlüsse
zu definieren, die gemeinsam eine Lichtführung, die mit der Beleuchtungseinheit
verbunden ist, beleuchten.
-
Die Beleuchtungseinheit ist schließlich mit einem
Eingriffsteil 35 versehen.
-
In 5 ist
gemeinsam mit der Beleuchtungseinheit 30 ein verbundener
optischer Stecker 36 gezeigt, der lichtempfangende Enden
von optischen Fasern 37 fixiert. Die optischen Fasern leiten weiter
zu Beleuchtungsorten, die nicht gezeigt sind.
-
Wenn er in der Beleuchtungseinheit 30 angebracht
ist, fixiert der Stecker 36 die optischen Fasern eindeutig
in Bezug auf die Mikroverschlussanordnung, wobei eine geeignete
digitale Steuerung der Mikroverschlussanordnung 34 die
gewünschte
Beleuchtung bei den Beleuchtungsorten sicherstellt.
-
Es sollte hervorgehoben werden, dass
das gezeigte Ausführungsbeispiel
zum Zwecke der Veranschaulichung vereinfacht ist, da in die Praxis
umgesetzte Strukturen mehrere hundert Mikroverschlüsse umfassen
können,
genau wie jede Lichtführung 37 in
der Praxis häufig
durch eine Flächenform beleuchtet
wird, die viele Mikroverschlüsse
umfasst.
-
Eine Beleuchtung einer einzelnen
optischen Faser 37 mit einer großen Anzahl von Mirkoverschlüssen stellt
beispielsweise die Möglichkeit
einer Steuerung und Abstufung der Lichtintensität auf eine einfache Weise bei
dem entsprechenden Beleuchtungsort durch Variieren der Anzahl von
offenen Mikroverschlüssen
in der Mirkoverschlussanordnung 34 bereit.
-
In 6 ist
ein Beispiel gezeigt, wie ein lichtempfangendes Ende eines optischen
Steckers 40 mit verbundenen optischen Führungen in der Form von beispielsweise
optischen Fasern aufgebaut sein kann.
-
Lichtempfangende Enden 41–45 und 41'–45' sind somit
wechselseitig in Bezug auf den Querschnitt des Steckers 40 fixiert,
so dass sie das lichtempfangende Ende des Steckers 40 bilden.
-
Der gezeigte Stecker 40 kann
beispielsweise für
eine Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen sein, wo eine
zentrale Lichtquelle die gezeigten lichtempfangenden Enden über eine
Beleuchtungseinheit gemäß der Erfindung
beleuchten.
-
Es sollte angemerkt werden, das es
erfindungsgemäß möglich ist,
die gezeigten optischen Kabel spezifisch für konkrete Anwendungen für eine Verwendung
mit ziemlich dem gleichen Beleuchtungsquellentyp aufzubauen.
-
Dies bedeutet beispielsweise, das
ein Produktprogramm mit unterschiedlich entworfenen, lichtempfangenden
Enden mit ein und derselben Beleuchtungseinheit 30 verwendet
werden kann, da die Anpassung der Beleuchtungseinheit an das optische Kabel
mittels Software durch Anwählen
anderer Sätze
von Mikroverschlüssen,
die dem verwendeten Stecker physikalisch entsprechen, ausgeführt werden
kann.
-
In 7 ist
ein Beispiel einer derartigen Anwendung gezeigt, bei der ein Stecker
des in 6 gezeigten Typs
mit vier lichtempfangenden Enden von optischen Fasern 46, 46', 47 und 47' versehen ist.
-
Diese optischen Führungen sollen beispielsweise
Licht zu einem Produkttyp leiten, der ein zusätzliches Beleuchtungserfordernis
in Bezug auf den Produkttyp aufweist, der demjenigen in 6 gezeigten entspricht.
-
Es sollte angemerkt werden, das eine
Beleuchtungseinheit, wie es vorstehend beschrieben ist, als eine
Standardeinheit in allen Produkttypen verwendet werden kann, wenn
lediglich die physikalische/mechanische Außenform beibehalten wird, da die
Anpassung der Beleuchtungseinheit an das optische Kabel softwaremäßig stattfinden
kann, wie es vorstehend beschrieben ist.
-
Um dieses Prinzip zu veranschaulichen,
sind einige Profile in den Zuteilungsprofilen in einer Mikroverschlussanordnung,
die derjenigen in 5 gezeigten
entspricht, als gestrichelte Kreise 51, 56 und 56' gezeigt, da
genau die Anzahl ausgewählter
Mikroverschlüsse
in den Kreisen 51, 56 und 56' gemeinsam die
entsprechenden Faserenden 41, 46 und 46' beleuchten.
Diese Zuteilungskreise können somit
einer gleichförmigen
oder zumindest zusammenwirkenden Steuerung in der Form beispielsweise einer
Intensitäts-
oder Farbsteuerung unterzogen werden, da alle Mikroverschlüsse in den
gezeigten Kreisen 51, 56 und 56' getrennt mit
genau einem Faserende verbunden sind. Es sollte wieder hervorgehoben
werden, dass diese Zuteilung softwaremäßig stattfinden kann, genau
wie die Mikroverschlüsse
außerhalb
der entsprechenden Zuteilungskreise typischerweise und vorteilhafterweise
vollständig
blockiert werden.
-
Jedes Zuteilungsprofil 51, 56 und 56' wird beispielsweise
durch 20–200
Mikroverschlüsse
angewählt
bzw. angesteuert, die aufeinanderfolgend einem koordinierten Steueralgorithmus
unterworfen werden, dessen Zweck es beispielsweise ist, dass alle
Mikroverschlüsse
in dem Zuteilungsprofil zur gleichen Zeit geöffnet oder geschlossen sind.
-
Wenn eine Intensitätsmodulation
gewünscht ist,
kann eines oder mehr der vorstehend genannten Zuteilungsprofile
beispielsweise frequenzmoduliert werden, wobei es eine Alternative
ist, eine Strategie hinsichtlich dessen zu bestimmen, welche Lichtpegel bei
den Beleuchtungsorten gewünscht
sind und welche Mikroverschlüsse
in dem Zuteilungsprofil für
diese Lichtpegel zu öffnen
oder zu schließen
sind.
-
In 8 ist
eine perspektivische Darstellung der Struktur eines Steckers gezeigt,
der dem in 6 gezeigten
Stecker entspricht.
-
Der gezeigte Stecker 60 umfasst
ein lichtempfangendes Ende 61 und verbundene optische Fasern 67,
von denen jede das zugehörige
lichtempfangende Ende 62 von dem Stecker 60 fixiert
hat.
-
Die mechanische Struktur des Steckers
kann in geeigneter Weise in Abhängigkeit
von der erforderlichen Dimensionierung und dem möglichen Erfordernis für eine Fixierung
des Steckers in der entsprechenden Beleuchtungseinheit sowohl in
der longitudinalen Richtung als auch der Drehrichtung des Steckers 60 bereitgestellt
werden.
-
Schließlich sollte angemerkt werden,
dass das vorstehend beschriebene Lichtsteuersystem in vorteilhafter
Weise für
die Steuerung von Licht in einem Kraftfahrzeug verwendet werden
kann, wobei es möglich
ist, eine zentrale Lichtquelle optional mit einem Sicherungssystem
für einige
oder alle Beleuchtungsanforderungen, die in dem Kraftfahrzeug vorhanden
sein können,
zu verwenden. Beispiele zusätzlich
zu den extern angebrachten Lichtern des Kraftfahrzeugs umfassen
eine Instrumentenfeldbeleuchtung, eine Innenbeleuchtung, eine Kontaktbeleuchtung
usw.. Die Erfindung ermöglicht
zum Teil eine vereinfachte Steuerung dahingehend, ob das Licht bei
den individuellen Beleuchtungseinrichtungen tatsächlich arbeitet bzw. funktioniert,
und vereinfacht teilweise die Wartung in erheblichem Umfang. Die
Steuerung des Lichts in dem Kraftfahrzeug kann somit vereinfacht
werden und mit reduzierten Kosten zentralisiert werden.
-
Die Erfindung kann jedoch für viele
andere Verwendungen herangezogen werden. Ein Beispiel sind Anzeigen,
bei denen genau eine Matrix von Faserenden beliebige Kombinationen,
beispielsweise Zeichen, mit einer Lichtquelle mit elektrischer Steuerung
beschreiben kann, während
die bekannten Prinzipien die Verwendung von separat angeordneten Faserenden
für jedes
gewünschte
Zeichen erfordern.
-
Ferner ist es möglich, Anzeigen beispielsweise
in der Form einer Flachfeldanzeige herzustellen, die in der Lage
ist, sich bewegende Bilder zu zeigen.
-
Ebenso sollte als Gesamtaspekt genannt werden,
dass die Erfindung eine einfache digitale Lichtsteuerung mit einer
sehr großen
Freiheit bei der Anpassung der individuellen Lichtsteuerungen an
die Verwendungen, die wünschenswert
sein können,
ermöglicht.
-
Es sollte hervorgehoben werden, dass
es innerhalb des Bereichs der Erfindung möglich ist, die Lichtsteuerung
in mehrere zentrale Steuereinheiten zu unterteilen, von denen jede
zugeführtes
Licht hierarchisch unterteilt.
-
Ein Beispiel einer Unterteilung kann
eine Haupteinheit sein, die Licht zu den Front- und Rücklichtern,
zu Parklichtern, zu Blinkanzeigen usw. des Kraftfahrzeugs verteilt,
genau wie eine einzelne Lichtführung
oder eine optische Faser Licht von der Haupteinheit zu einer Untereinheit
leitet, die beispielsweise in der Nähe der Instrumente des Kraftfahrzeugs
positioniert ist, von der eine Untereinheit Licht individuell zu
den individuellen Lichtern oder Positionen bei dem Instrumentenfeld
verteilt.
-
Diese hierarchische Unterteilung
ermöglicht eine
automatische Regulierung der Intensität und Farbe bei den individuellen
Beleuchtungsorten als eine Funktion einer Hintergrundbeleuchtung,
die in der Haupteinheit oder der Untereinheit gemäß dem beabsichtigtem
Zweck bereitgestellt sein kann.
-
Dies ist insbesondere von Vorteil,
wenn die Untereinheit beispielsweise eine Bildelementbeleuchtung
beispielsweise in einem Tachometer oder anderen, rein digital aufgebauten
Instrumenten bereitstellt, da jedes Bildelement in einer Anzeige
durch einen Mikroverschluss und einer verbundenen Lichtführung in
der Untereinheit gesteuert wird.
-
Insbesondere die Eigenschaft, dass
die Lichtfarbe bei den individuellen Bildelementen verändert werden
kann, indem ein Mikroverschluss für dieselbe Lichtführung mit
einem anderen Lichtfilter angewählt
bzw. angesteuert wird.
-
Es sollte angemerkt werden, das die
Erfindung nicht nur auf beispielsweise eine Beleuchtung von Kraftfahrzeugen
begrenzt ist, sondern ebenso für viele
andere Anwendungen gedacht ist, wie beispielsweise Verkehrszeichen,
bei denen eine Intensität
und ein Gegenstand digital beispielsweise als eine Funktion des
Verkehrs, des Wetters und dergleichen, gesteuert werden.
-
Weitere gedachte Anwendungen sind
beispielsweise innerhalb von Cockpits und Kabinen, Kraftfahrzeugen,
Flugzeugen, Zügen,
Carawans usw., Park- und Gartenbeleuchtung, Schwimmbädern (unter
Wasser), Kunstgegenständen
und Gebäuden
oder Umgebungen, die schwierig zugänglich sind oder in großem Umfang
exponiert sind.