DE69725124T2 - Verfahren und vorrichtung zur lichtkontrolle - Google Patents

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Description

  • 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,
  • 3a3c 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 3ac 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 4145 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.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Steuern von Licht von einer oder mehr zentralen Lichtquellen (1) zu einem oder mehr Beleuchtungsorten über Lichtleiter (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Licht von der zentralen Lichtquelle oder den zentralen Lichtquellen (1) zu einer Steuereinrichtung (3) mit einer Vielzahl von elektrisch individuell gesteuerten mikromechanischen Verschlüssen, von denen jeder zumindest einen geschlossen 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 (4) bei dem nicht-geschlossenen Zustand der Mikroverschlüsse geleitet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht von der zentralen Lichtquelle oder den zentralen Lichtquellen (1) zu den Mikroverschlüssen der Steuereinheit über eine Vielzahl von optischen Führungen (5') geleitet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht von der zentralen Lichtquelle oder den zentralen Lichtquellen (1) über genau eine optische Führung (5') geleitet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das 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.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht zu dem Beleuchtungsort von der Steuereinheit über genau eine optische Führung (4') geleitet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht von der Lichtquelle (1) in dem Lichtkanal des Mikroverschlusses mittels eines oder mehr optischen Elemente (11) fokusiert wird und dann von der Steuereinheit zu den Lichtführungen über zusätzliche optische Elemente (13) geleitet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des Lichts bei zumindest einem Beleuchtungsort durch allmähliches Öffnen und Schließen einer verbundenen Blende gesteuert wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass 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.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass 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.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer von einem oder mehr der Mikroverschlüsse konstant ist, wobei es möglich ist, die relative Einschaltdauer von 0 bis 100% je nach Erfordernis zu regulieren.
  11. Vorrichtung zur Steuerung eines Lichts von einer oder mehr zentralen Lichtquellen (1) zu einem oder mehr Beleuchtungsorten über Lichtführungen, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Lichtquelle oder die zentralen Lichtquellen in einer derartigen Weise angeordnet sind, dass Licht von der zentralen Lichtquelle oder den zentralen Lichtquellen zu zumindest einer optischen Steuereinrichtung (3) 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 (4) bei dem offenen Zustand der Mikroverschlüsse geleitet wird, wobei jede Lichtführung eingerichtet ist, Licht von zumindest einem Mikroverschluss zu empfangen.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Lichtquellen eingerichtet ist, eine Vielzahl von Mikroverschlüssen über eine erste Linsenanordnung (11) zu beleuchten, wobei die Linsenanordnung (11) eine Vielzahl von Mikrolinsen umfasst, die in Bezug auf jeden Mikroverschluss derart angeordnet sind, dass das durch die Lichtquelle oder die Lichtquellen emittierte Licht auf die optische Achse oder in die Nähe der optischen Achse des Lichtkanals (12) der individuellen Mikroverschlüsse fokusiert wird.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokalebene der Fokussierungsoptikeinrichtungen bei der Einlassseite der Mikroverschlüsse vollständig oder annähernd mit den Blenden der individuellen Mikroverschlüsse übereinstimmt.
  14. Vorrichtung nach Ansprüchen 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die aktivierbaren Blendeneinrichtungen durch Platten gebildet sind, die schwenkend drehbar zu der Mikroverschlussanordnung sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass 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 Beleuchtungseinheit 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.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass 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.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der optischen Führungen eingerichtet ist, Licht von einer Vielzahl von Mikroverschlüssen zu empfangen.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine digitale Steuereinheit für eine individuelle elektrische Steuerung der individuellen Mikroverschlüsse umfasst, wobei die Steuereinheit ein Zuteilungsprofil (51', 56' und 56) für eine Vorderseitendedefinition der durch die optische Steuereinheit umfassten Mikroverschlüsse umfasst, die zu modulieren sind.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Mikroverschluss optisch mit einem Farbfilter verbunden ist.
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