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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere
ein Profil-Spotlight oder eine ähnliche
Beleuchtungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine Beleuchtungseinheit
unter Verwendung einer Entladungslampe gesteuert zu dimmen.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Ein
Theater, eine Halle, eine Schaufensterauslage oder ein ähnlicher
Ort wird in zahlreichen Fällen
von Beleuchtungseinheiten unter Verwendung von Halogenlampen beleuchtet.
Metallhalogenid-Lampen besitzen einen höheren Emissionswirkungsgrad
als Halogenlampen und können
eine größere Lichtmenge
bei geringerer Leistung emittieren, während sie nur minimale Wärme abstrahlen.
Allerdings sind Metallhalogenid-Lampen, bei denen es sich um Entladungslampen
handelt, elektrisch nur schwierig zu dimmen und eignen sich nicht
für Profil-Spotlights, bei denen
mehrere Beleuchtungseinheiten gleichzeitig auf verschiedene Weise
zu dimmen sind.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung
zu schaffen, die in der Lage ist, eine Mehrzahl von Entladungslampen verwendenden
Beleuchtungseinrichtungen in verschiedener Weise zu dimmen.
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Erfindungsgemäß umfasst,
wie im Hauptanspruch angegeben, ein Beleuchtungssystem eine Mehrzahl
Beleuchtungseinrichtungen, die miteinander in Kaskade angeordnet
werden können;
eine erste Steuereinrichtung, die mit mindestens einer der mehreren
Beleuchtungseinrichtungen verbunden ist, um diese zu steuern; und
eine Handeingabeeinrichtung, die an die erste Steuereinrichtung
gekoppelt ist, um einen manuell eingegebenen Befehl an die erste Steuereinrichtung
zu senden. Jede der mehreren Beleuchtungseinrichtungen umfasst ein
Gehäuse,
welches eine herausnehmbare Entladungslampe aufnimmt; einen im optischen
Weg der Entladungslampe an deren Frontseite angeordneten Verschlußmechanismus
zum physischen Öffnen
oder Schließen
des optischen Wegs, um dadurch das von der Entladungslampe ausgegebene
Licht zu dimmen; eine Linse zum Konvergieren-Lassen des durch den
Verschlußmechanismus
hindurchgegangenen Lichts; eine das Gehäuse, den Verschlußmechanismus
und die Linse aufnehmende Kapselung; und eine zweite Steuereinrichtung
zum Steuern des Verschlußmechanismus,
um dadurch das Licht zu dimmen. Ein Energieversorgungsteil und die
zweite Steuereinrichtung sind mit einem entsprechenden Energieversorgungsteil
und einer zweiten Steuereinrichtung über die Mehrzahl Beleuchtungseinrichtungen
in Kaskade geschaltet. Die erste Steuereinrichtung generiert ansprechend
auf den Befehl, ein Steuersignal, das bestimmt ist zum Festlegen
einer der mehreren Beleuchtungseinrichtungen, wodurch die mehreren
Beleuchtungseinrichtungen in gesteuerter Weise nach Maßgabe des über die
Handeingabeeinrichtung eingegebenen Befehls gesteuert gedimmt werden.
Jede der Beleuchtungseinrichtungen umfasst außerdem einen Energieversorgungsteil
zum Speisen von Energie zu der Entladungslampe und die zweite Steuereinrichtung
arbeitet, ansprechend auf ein Steuersignal zum Steuern des Energieversorgungsteils,
um dadurch die Energiezufuhr vom Energieversorgungsteil zur Entladungslampe
ein- und auszuschalten.
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Die übrigen Ansprüche beziehen
sich auf Weiterentwicklungen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der
Lektüre
der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden
Zeichnungen, in welchen zeigen:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm einer Beleuchtungsvorrichtung als Ausführungsform der
Erfindung;
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2 ein
schematisches Blockdiagramm einer spezifischen Konfiguration einer
Beleuchtungseinheit und einer Ballastbox, die in der dargestellten Ausführungsform
enthalten sind;
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3 ein
schematisches Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung; und
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4 ein
schematisches Blockdiagramm einer spezifischen Konfiguration aus
einer Beleuchtungseinheit und einer Ballastbox in der alternativen Ausführungsform.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nach 1 der
Zeichnungen ist eine Beleuchtungsvorrichtung als Ausführungsform
der Erfindung implementiert als beispielsweise Profil-Spotlightsystem.
Wie dargestellt, enthält
die Beleuchtungsvorrichtung N Beleuchtungseinheiten 10 (#1
bis #N) und eine Tastatur 12. N ist eine natürliche Zahl und
kann beispielsweise den Wert „6" haben. Der Beleuchter
kann die Beleuchtungseinheiten 10 über die Tastatur 12 in
gesteuerter Weise dimmen. Die Beleuchtungseinheiten 10 können daher
stark beleuchtende, ellipsenförmige
Spotlights liefern.
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Insbesondere
sind N-Ballastboxen (#1 bis #N) an die N-Beleuchtungseinheiten 10 angeschlossen.
Eine einzelne Steuerbox 16 ist mit den N-Ballastboxen 14 verbunden,
um diese kollektiv zu steuern.
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Wie
in 2 gezeigt ist, enthält jede Beleuchtungseinheit 10 ein
Reflektorgehäuse 18 und eine
Entladungslampe 20, die herausnehmbar in dem Gehäuse 18 untergebracht
ist. Die Entladungslampe 20 sollte vorzugsweise eine leistungsstarke Metallhalogenid-Lampe
sein. Eine drehbare Hülse 24 und
ein Linsentubus 26 befinden sich auf der optischen Achse 22 der
Entladungslampe 20 in der dargestellten Weise. Der Linsentubus 26,
der vorzugsweise eine konvexe Linse und eine plano-konvexe Linse
enthält,
kann von der Entladungslampe 20 stammendes Licht auf ein
zu beleuchtendes Zielobjekt bündeln.
Die Beleuchtungseinheit 10 mit dem Aufbau läßt sich
in der Weise realisieren, daß man beispielsweise
einen handelsüblichen
Source-Four (Handelsname) unter Verwendung einer Halogenlampe modifiziert.
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Die
Hülse 24 ist
um die optische Achse 22 drehbar, wobei sie ein austauschbares
Diarähmchen haltert.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
sollte die Hülse 24 vorzugsweise
in ihrem Iris-Schlitz einen beweglichen Iris-Verschluß 28 aufnehmen.
Zwischen die Lampe oder Lichtquelle 20 einerseits und den
Linsentubus oder die Sammellinse 26 andererseits ermöglicht der
Iris-Blendenverschluß 28,
das Licht 22 zu einem Fleck oder Spot mit gewünschtem
Durchmesser und einer scharfen Kante auf einem gewünschten
Gegenstand auszubilden. Ein Dauser-Verschluß 29 zum Dimmen ist
auf der optischen Achse 22 des Linsentubus 26 vor
diesem zusätzlich zu
dem Iris-Verschluß 28 oder
an dessen Stelle angeordnet. Der Dauser-Verschluß 29 sollte vorzugsweise
von dem Typ mit einem Paar von Blendenplatten sein, die hier nicht
dargestellt sind, von denen jede sechzehn Schlitze in Form eines Sägezahns
besitzt. Die Blendenplatten stehen einander auf gegenüberliegenden
Seiten des optischen Wegs 22 gegenüber. Ein nicht dargestellter
Antriebsmotor bewirkt, daß die
beiden Blendenplatten aufeinander zurücken oder voneinander abrücken, um
die Größe des optischen
Wegs 22 einzustellen, das heißt die Helligkeit des Lichts 22.
Auf Wunsch können
die beiden Blendenplatten ersetzt werden durch vier bis sechzehn Blenden-
oder Schlitzplatten, hier nicht dargestellt, angeordnet um den optischen
Weg herum, um zu diesem hin bewegbar und von diesem abrückbar zu sein.
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Ein
Blendentreiber 30 steuert die oben angesprochene Bewegung
der Verschlüsse 28 und 29. Der
Verschlußtreiber 30 enthält einen
Motor oder einen Elektromagneten (nicht dargestellt), um die Verschlüsse 28 und 29 anzutreiben,
wie dies schematisch durch Pfeile 72 angedeutet ist. Die
Ballastbox 14 der Beleuchtungseinheit 10 enthält eine
Verschlußsteuerung 34,
die über
eine Treiberleitung 32 an den Verschlußtreiber 30 angeschlossen
ist. Die Ballastbox 14 enthält zusätzlich eine Energiequelle 38,
die über
eine Energieversorgungsleitung 36 an die Entladungslampe 20 angeschlossen
ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Beleuchtungseinheit 10 und die dazugehörige Ballastbox 14 in
einer zugehörigen
Kapselung aufgenommen, wie in 2 durch
eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Die Treiberleitung 32 und
die Energieversorgungsleitung 36 sind abnehmbar an die
Beleuchtungseinheit 10 und die Ballastbox 14 über nicht
dargestellte Steckverbinder angeschlossen. Alternativ können die Beleuchtungseinheit 10 und
die Ballastbox 14 gemeinsam in einem einzigen Kapselgehäuse untergebracht
sein.
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Die
Energieversorgung 38 in der Ballastbox 14 enthält Ballast
und einen Leistungsschalter (nicht dargestellt) ohne Schmelzsicherung,
und sie spielt die Rolle einer Energieversorgungsschaltung zum Empfangen
elektrischer Leistung von beispielsweise einer üblichen 100-Volt-Stromversorgung 40,
vergleiche 1. Zu diesem Zweck ist die Energiequelle 38 mit
ihrer Eingangsseite 42 über
einen Netzschalter 44 an eine Versorgungsleitung 46 angeschlossen. Die
Versorgungsleitung 46 ist mit dem öffentlichen Stromnetz 40 verbunden.
Die Versorgungsleitung 46 ist auch mit der anderen oder
Ausgangs-Versorgungsleitung 48 verbunden. Diese Versorgungsleitung 48 ist
in lösbarer
Weise mit der Eingangs-Versorgungsleitung 46 einer
weiteren Ballastbox 14 in Kaskade verbunden, wie dies in 1 gezeigt
ist.
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Innerhalb
der Ballastbox 14 ist die Verschlußsteuerung 34 mit
ihrem Eingang 50 über
einen Betriebsartschalter 52 an eine Steuerleitung 54 angeschlossen,
die an einen in der Steuerbox 16 enthaltenen Steuerausgang 56 angeschlossen
ist, vergleiche 1. Der Betriebsartschalter 52 ist
ein Selektor, der es dem Beleuchter ermöglicht, entweder lokalen Steuerbetrieb
zum Betätigen
der Ballastbox 14 innerhalb der Reichweite des Beleuchters
oder eine Fernbetriebssteuerung zur Fernbetätigung auszuwählen. Der
Betriebsartschalter 52 bewirkt eine Einstellung auf den örtlichen
Betrieb, wenn er die in 2 dargestellte Stellung einnimmt,
bei Fernbetrieb nimmt er die entgegengesetzte Stellung ein. Der
Eingang 50 der Verschlußsteuerung 34 sollte
vorzugsweise der USITT-Norm (United States Institute for Theatre
Technology, Inc.), DMX-512-Protokoll
entsprechen, er kann beispielsweise über eine Schnittstelle RS-412
an einen Mehrzweck-Personal-Computer angeschlossen sein.
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Die
Verschlußsteuerung 34 besitzt
einen weiteren Steuerausgang, der an die Energiequelle 38 angeschlossen
ist. Die Verschlußsteuerung 34 dekodiert
einen Befehl, der an ihren Eingang 50 gegeben wird, um
ihn zu dekodieren, was weiter unten noch erläutert wird. Abhängig von
dem dekodierten Befehl steuert die Verschlußsteuerung 34 die
von der Energiequelle 38 der Lampe 20 zugeleitete
elektrische Energie über
die Steuerleitung 70, um die Lampe 20 einzuschalten,
auszuschalten oder blinken zu lassen, je nach Wunsch. Gleichzeitig
steuert die Verschlußsteuerung 34 den
Motor und/oder den Elektromagneten des Verschlußtreibers 30, damit
die Verschlüsse 28 und 29 geöffnet oder
geschlossen werden. Die Verschlußsteuerung 34 besitzt
zusätzlich
eine Ausgangssteuerleitung 58, die in lösbarer Weise mit der entsprechenden
Eingangssteuerleitung 54 einer weiteren Ballastbox 14 in
Kaskade verbunden ist, wie dies in 1 gezeigt
ist.
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Erneut
auf 1 bezugnehmend, besitzt die Steuerbox 16 M
Ausgangssteuerleitungen 56, wobei M eine natürliche Zahl
ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist also die Steuerbox 16 in der Lage, M Gruppen von N
Paaren von Beleuchtungseinheiten 10 und Ballastboxen 14 aufzunehmen.
Hieraus folgt, daß die
Beleuchtungsvorrichtung die Möglichkeit
bietet, maximal N × M
Beleuchtungseinheiten in beispielsweise einem Theater, einer Halle,
einem Schaufenster oder einem ähnlichen
Ort anzuordnen und kollektiv über
die Tastatur 15 zu steuern in Form von Blinken und Helligkeit/Dunkelheit.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
gibt es eine erste Gruppe mit Steuerkanälen #1 bis #6, eine zweite
Gruppe mit Steuerkanälen
#7 bis #12 usw.; eine fünfte
Gruppe enthält
#25 bis #30.
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Die
Steuerbox 16 enthält
einen Selektor 60 mit M Ausgängen #1 bis #M, von denen jeder
an eine spezielle Leitung von den Ausgangssteuerleitungen 56 angeschlossen
ist. Der Selektor 60 transferiert ein an seinem Eingang 62 angelegtes
Signal zu einer der M Ausgangssteuerleitungen 56 abhängig von
dem Signal. Der Eingang 62 ist an einen Befehlsgeber 64 angeschlossen,
dessen Eingang 66 mit dem Ausgang 68 der Tastatur 12 gekoppelt
ist. Ansprechend auf ein Ausgangssignal von der Tastatur 12 erzeugt der
Befehlsgeber 64 einen Befehl gemäß dem DMX-512-Protokoll zum
Steuern der individuellen Beleuchtungseinheit 10. Die Steuerbox 16 kann
in vorteilhafter Weise durch einen Mikrocomputer oder ein ähnliches
Verarbeitungssystem realisiert sein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Steuerbox 16 in einer Umkapselung unabhängig von
der Tastatur 12 und den Ballastboxen 14 aufgenommen.
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Die
Tastatur 12 enthält
nicht dargestellte Tasten, die von dem Beleuchter zu bedienen sind.
Wenn der Beleuchter irgendeine der Tasten betätigt, sendet die Tastatur 12 ein
entsprechendes Signal über
den Ausgang 68 an die Steuerbox 16. Die Tasten
beinhalten Auswahlschalter zur Bestimmung irgendeiner der Beleuchtungseinheiten 10,
außerdem
Dimm-Schalter zum Einschalten oder zum Dimmen der festgelegten Beleuchtungseinheit 10 und
zum Einstellen des Blinkintervalls der Beleuchtungseinheit 10.
Die Tastatur 12 kann zusätzlich eine Anzeige enthalten,
um die Zustände
der Steuerbox 16 anzuzeigen.
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Im
Betrieb schaltet der Beleuchter zunächst die Netzschalter 44 der
Ballastboxen 14 an, die den Beleuchtungseinheiten 10 zugeordnet
sind, um kollektiv gesteuert zu werden. Darüber hinaus bringt der Beleuchter
den Betriebsabschalter 52 in die Stellung für die Fernbedienung.
Anschließend
gibt der Beleuchter über
die Tastatur 12 eine Anzahl oder einen Kanal ein, die einer
der Beleuchtungseinheiten 10 zugeordnet ist, um diese einzuschalten,
auszuschalten, zum Blinken zu bringen, oder die Beleuchtungsstärke zu steuern.
Gleichzeitig gibt der Beleuchter ein, ob die bestimmte Beleuchtungseinheit 10 einzuschalten oder
auszuschalten ist, in einen blinkenden Zustand gebracht werden soll
und eine Beleuchtung bewirken soll. Signale bezüglich dieser bestimmten Bedingungen
werden von der Tastatur 12 über die Leitung 68 und
einer Leitung 66 an den Befehlsgeber 64 geleitet, welcher
die Eingangssignale umwandelt in ein Signal repräsentativ für die zu steuernde Beleuchtungseinheit 10 und
einen Befehl repräsentativ
für die
Steuerbedingungen. Der Befehl wird von dem Befehlsgeber 64 über den
Ausgang 62 zu dem Selektor 62 geleitet. Der Selektor 60 transferiert
den eingegebenen Befehl zu dem Ausgang 56, der der Gruppe
zugeordnet ist, welche die betroffene Beleuchtungseinheit 10 beinhaltet,
abhängig
von dem DMX-512-Protokoll.
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Der
von dem Befehlsgeber 64 ausgegebene Befehl wird anschließend zu
den N kaskadierten Ballastboxen 14 übertragen. In jeder Ballastbox 14 bestimmt
die Verschlußsteuerung 34,
ob der obige Befehl einen Befehl beinhaltet, der für die zu
der Ballastbox 14 gehörige
Beleuchtungseinheit 10 vorgesehen ist. Wenn ein solcher
Befehl ansteht, übernimmt
ihn die Verschlußsteuerung 34 und
dekodiert den Befehl. Die Verschlußsteuerung 34 steuert
basierend auf dem dekodierten Befehl die Energiezufuhr aus der Energiequelle 38 über die
Steuerleitung 70 zu der Lampe 20, um dadurch die
Lampe ein- oder auszuschalten oder in gewünschten Intervallen zum Blinken
zu bringen. Darüber
hinaus steuert die Verschlußsteuerung 34 den
Motor und/oder den Elektromagneten des Verschlußtreibers 30, um jeden
der Verschlüsse 28 und 29 in
einem gewünschten
Maß zu öffnen oder
zu schließen
und dadurch das Licht 22 mit der gewünschten Beleuchtungsstärke zu erhalten.
Auf diese Weise kann der Beleuchter jede der M Gruppen von N Beleuchtungseinheiten 10 unabhängig von
den anderen über
die Tastatur 15 dimmen.
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Nach
den 3 und 4 ist eine alternative Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung
identisch mit den obigen Ausführungsformen,
ausgenommen die folgenden Merkmale: wie dargestellt, enthält die beispielhafte
Ausführungsform
nicht die Tastatur 12 oder die Steuerbox 16. Jede
Ballastbox 14 enthält
keine Verschlußsteuerung 34.
Jede Beleuchtungseinheit 10 enthält einen Verschlußbetrieb 80 anstelle
des Verschlußtreibers 30.
Bei diesem Aufbau kann diese Ausführungsform dem Beleuchter die
Möglichkeit
geben, von Hand die jeweilige Beleuchtungseinheit 10 über die
zugehörige
Ballastbox 14 ein- oder auszuschalten oder zum Blinken
zu bringen. In den 3 und 4 sind gleiche
Bauelemente wie in den 1 und 2 mit gleichen
Bezugszeichen versehen und werden hier zur Vermeidung von Redundanz
nicht noch einmal erläutert.
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Wie
in 4 gezeigt ist, kann der Beleuchter die Energiequelle 38 für jede Ballastbox 14 durch Handbetätigung des
Netzschalters 44 ein- oder ausschalten. Die Verschlüsse 28 und 29 jeder
Beleuchtungseinheit 10 können jeweils in der gleichen
Weise wie in 2 konfiguriert sein. Bei dieser
Ausführungsform
sind die Verschlüsse 28 und 29 nicht
elektrisch über
den Verschlußtreiber 30 betrieben, sondern
sie werden von Hand über
die Verschlußbetätigung 80 bedient,
wie schematisch durch Pfeile 82 angedeutet ist. Auf Wunsch
kann entweder der Verschluß 28 oder
der Verschluß 29 weggelassen
werden.
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Im
Betrieb schaltet der Beleuchter von Hand den Netzschalter 44 der
Ballastbox 14 ein, der der zu steuernden Beleuchtungseinheit 10 zugeordnet
ist, um die Beleuchtungseinheit 10 einzuschalten, auszuschalten
oder zum Blinken zu bringen. Außerdem bringt
der Beleuchter den Betriebsartschalter 52 in 2 der
Ballastbox 14 in die Stellung für den örtlichen Betrieb (auf die Seite
des Überblendreglers).
In diesem Zustand kann der Beleuchter die Verschlüsse 28 und 29 über die
Verschlußbetätigung 80 zum
Dimmen auf ein gewünschtes
Maß öffnen oder
schließen.
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Zusammengefaßt: man
sieht, daß die
vorliegende Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung schafft, die
in der Lage ist, einem Beleuchter das gesteuerte Dimmen mehrerer
Beleuchtungseinheiten mit jeweils einer Entladungslampe in verschiedener Weise
zu ermöglichen.
Dieser unvorhersehbare Vorteil ergibt sich aus der Kombination eines
Dauser-Verschlusses, eines Iris-Verschlusses
oder einer ähnlichen
mechanischen Dimm-Einrichtung und einer Metalhalogenid-Lampe oder
einer ähnlichen
Entladungslampe.