DE10210470A1

DE10210470A1 - Beleuchtungsanordnung

Info

Publication number: DE10210470A1
Application number: DE10210470A
Authority: DE
Inventors: Ralf Hinkel; Hartmut Wernich
Original assignee: WERNICH ILSE; Mobotix AG
Current assignee: Mobotix AG
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2003-10-16
Anticipated expiration: 2022-03-12
Also published as: DE10210470B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung mit einem Leuchtmittel und einem einen Istzustand erfassenden Zustandsmelder zur istzustandsabhängigen Signalabgabe. Hierbei ist vorgesehen, daß der Zustandsmelder zumindest eine Bildgebereinheit und die Istzustandserfassung eine Auswerteeinheit umfaßt, um ein Bild auszuwerten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das oberbegrifflich Beanspruchte. Damit befaßt sich die vorliegende Erfindung mit Beleuchtungsanordnungen.
Beleuchtungsanordnungen sind bekannt, bei denen ein einzelner Bewegungsmelder einen bestimmten Raumbereich integral erfaßt, um im Ansprechen auf erfaßte Bewegungen eine Lichtquelle einzuschalten. Verbreitet sind derartige Beleuchtungsanordnungen insbesondere im Außenbereich von Häusern usw. Die bekannten Anordnungen verwenden typisch Ultraschallsensoren oder dergleichen und sprechen nur integral an, d. h. es wird ein bestimmter Raumbereich vollständig überwacht. Dies ist nachteilig, wenn etwa eine häufige Bewegung in einem Bereich des Sensorsichtfeldes erwartet wird, bei welcher nicht geschaltet werden muß, während bei Bewegungen in anderen Bereichen des Sensorfeldes die Lichtquelle einzuschalten ist. Als Beispiele seien etwa Bewegungsmelder an Tiergehegen genannt, die nicht auf Tierbewegungen innerhalb des Geheges ansprechen sollen, sondern lediglich bei Hinzutreten einer Person an das Gehege von außerhalb, oder die Beleuchtung von Nischen oder dergleichen in öffentlichen Gebäuden wie Museen und Hotels, bei denen eine starke Bewegung über Korridore erfolgt, aber außerhalb der Korridore nur wenig Bewegungen auftreten, auf welche dann aber wie erforderlich Licht lokal angeschaltet werden muß.
Es ist zwar prinzipiell möglich, das Erfassungsfeld des Bewegungssensors durch Blenden und dergleichen einzugrenzen, dies ist aber mühsam und ungenau.
Es ist wünschenswert, die Einstellung des Sichtfeldes erleichtern zu können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereitzustellen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird in unabhängiger Form beansprucht. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
Damit schlägt ein erster wesentlicher Aspekt der Erfindung vor, daß bei einer Beleuchtungsanordnung mit einem Leuchtmittel und einem einen Istzustand erfassenden Zustandsmelder zur istzustandsabhängigen Signalabgabe der Zustandsmelder zumindest eine Bildgebereinheit umfaßt und die Istzustandserfassung eine Auswerteeinheit umfaßt, um ein Bild auszuwerten.
Mit anderen Worten ist es nicht mehr erforderlich, ein integrales Signal aus dem zu überwachenden Raum vorzusehen, sondern es wird vielmehr eine raumwinkelabhängige Signalerfassung vorgesehen, die es ermöglicht, durch eine digitalisierte Auswerteeinheit nicht ein integrales Signal, sondern ein differenziertes Bild zur Erzeugung eines abzugebenden Signals heranzuziehen.
Es ist besonders bevorzugt, wenn das Leuchtmittel ringförmig ausgebildet ist und die Bildgebereinheit zentral umgibt, denn in einem solchen Fall wird bei bereits eingeschaltetem Leuchtmittel typisch das Sichtfeld der Bildgebereinheit, bei der es sich etwa um eine CMOS-Kamera, ein CCD-Array oder dergleichen handeln kann, besonders gleichmäßig ausgeleuchtet werden.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Bildgebereinheit nicht nur eine räumlich spezifizierte Bildanalyse durchführen, sondern überdies bzw. stattdessen auch die zeitliche Veränderung des mit der Bildgebereinheit erfaßten Signals bestimmen. Es ist zum einen ohne weiteres möglich, bei entsprechend breitbandig spektral ansprechendem Bildgeber ein auf die Bildgebereinheit eingestrahltes gepulstes Signal, wie ein Infrarot-Fernbedienungssignal, zu detektieren. Dies ermöglicht es, etwa im Innenbereich eine Lichtsteuerung mittels einer Fernbedienung für die Lichthelligkeitsregulierung, Lichtein-/-ausschaltung usw., vorzusehen und/oder etwa das Öffnen oder Schließen eines Garagentores und dergleichen zu bewirken.
Die Auswertung auf zeitliche Veränderung des mit der Bildgebereinheit erfaßten Signals kann darüber hinaus auch Bewegungsdetektion ermöglichen, um etwa eine Einbruchssicherung vorzusehen, wobei gerade bei Dunkelheit, Dämmerung und dergleichen durch Auswertung einer Vielzahl von Pixelelementen Bewegungen trotz geringer Hintergrundhelligkeit noch gut erfaßbar sind.
Die Bildauswerteeinheit kann dazu ausgebildet sein, nicht nur die Bewegung eines massiven Körpers im Bildbereich zu erkennen, sondern auch das Eindringen von Rauchschwaden oder das Vorhandensein von Flammenherden zu erkennen. Es eignet sich dann ohne weiteres zum Brandmelder.
Das Vorsehen einer Bildgebereinheit insbesondere mit hinreichender spektraler Empfindlichkeit und einer räumlichen Auflösung, die es ermöglicht, Bilddetails zu erkennen, erlaubt somit, eine Vielzahl von Funktionen zu implementieren, insbesondere eine Brand- und/oder Rauch- und/oder Einbruchsüberwachung, eine Bewegungsmeldung, eine Leuchtmitteleinschaltung und dergleichen. Insbesondere ist es möglich, die Bildhelligkeit auszuwerten und dabei, falls vom Benutzer gewünscht, die Auswertung nur auf einem bestimmten, vorgebbaren Bildausschnitt zu basieren. Dies hat den Vorteil, daß die Bildhelligkeit an einer bestimmten Raumstelle bzw. an bestimmten Flächen des Raumes zur Regulierung der Raumhelligkeit verwendet werden kann. Es versteht sich, daß in einem solchen Fall bevorzugt die Anzahl erregter Leuchtmittel variabel ist und/oder einzelne Leuchtmittel mit einem Dimmer oder dergleichen in der Leuchtintensität im Ansprechen auf das abgegebene Signal verändert werden können. Die Festlegung der Auswertung kann dabei bevorzugt durch Übertragung des Bildes auf eine Datenverarbeitungsvorrichtung und Festlegung der vorgebbaren Bildausschnitte über die Datenverarbeitungsvorrichtung erfolgen. Dazu wird typisch an der Bildgebereinheit bzw. der Auswerteeinheit eine Schnittstelle vorgesehen sein, die es ermöglicht, Bilddaten zu senden und/oder auf vorgebbare Bildausschnitte und/oder im Einzelfall als relevant erachtete Zustände bezogene Signale zu empfangen.
Es ist möglich, neben dem ersten Bildgeber noch einen zweiten Bildgeber vorzusehen, insbesondere, um einen anderen Raumbereich zusätzlich zu überwachen, etwa um mehrere Raumbereiche mit möglichst hoher Auflösung erfassen zu können, ohne daß dabei Beeinträchtigungen der Qualität der erfaßten Bilder auftreten, etwa weil bestimmte, per se interessante Bereiche, die am Rande des ersten Bildgebers liegen, nur mit starker Verzerrung aufgenommen werden können.
Es ist möglich und wünschenswert, wenn zwei oder mehr Bildgeber vorgesehen sind, diesen jeweils unterschiedliche Aufgaben zuzuweisen. So kann das Bild eines ersten Bildgebers auf Bewegungen hin untersucht werden, um etwa in einen Raum eintretende Personen ermitteln zu können, während mit einem zweiten Bildgeber die Helligkeit an einem vorbestimmten Bereich, wie der Raummitte erfaßt wird.
Die Signalabgabe kann dazu ausgebildet sein, eine Helligkeitsregulierung, die Ein- und/oder Ausschaltung von Licht, eine Abgabe eines Alarmsignals, insbesondere per Datenfernübertragung, also per Funk und/oder über Telefonleitung vorzusehen, wobei auch eine Bildweiterleitung erfolgen kann und/oder es können Raumklimatisierungen vorgenommen werden, etwa um bei sehr starker Sonneneinstrahlung automatisch Rollläden abzusenken und/oder eine Abkühlung des Raumes zu ermöglichen. Es kann überdies ergänzend ein weiterer Sensor oder mehrere weitere Sensoren vorgesehen sein. Diese können Brand- und/oder Rauch- und/oder Gasmelder, Temperatursensoren, Helligkeitssensoren, Schallsensoren, wie Mikrophone usw. vorsehen. Dies ist vorteilhaft, weil auf diese Art und Weise eine integrierte Gebäudeverwaltung ermöglicht wird.
Die Erfindung wird im folgenden und beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben.
In dieser Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Beleuchtungsanordnung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 mit Bildgebern vorliegender Erfindung erfaßte Bilder und zugeordnete Ausschnitte
Nach Fig. 1 umfaßt eine allgemein mit 1 bezeichnete Beleuchtungsanordnung 1 ein Leuchtmittel 2 in Form ringförmigen Energiesparleuchte und einen istzustanderfassenden Zustandsmelder 3 zur istzustandsabhängigen Signalabgabe eines Signals, wobei der Zustandsmelder zwei Bildgebereinheiten 4a, 4b und eine Auswerteeinheit 5 umfaßt, um ein Bild auszuwerten. Die Beleuchtungsanordnung ist im vorliegenden Fall hinter einer Deckenverkleidung eingebaut und besitzt eine Tiefe von beispielsweise 15 cm und einen Durchmesser von etwa 55 cm.
In die Beleuchtungsanordnung 1 eingebaut ist das Leuchtmittel 2, bei dem es sich um eine ringförmige Energiesparleuchte handelt, der geeignete Reflektoren 2a zugeordnet sind, damit eine gleichmäßige Ausleuchtung eines Raumes, wie durch die Lichtkegel mit strichpunktierten Linien 6a, 6b angedeutet, erreicht wird.
Der Zustandsmelder weist zwei voneinander unabhängige CCD- Felder 4a, 4b auf, auf welche durch zugeordnete Optiken 4a1, 4b1 ein Bild des Raumes aufgenommen wird, in welchem die Beleuchtungsanordnung 1 untergebracht ist. Die Lichtfelder der Bildgebereinheiten 4a, 4b sind dabei nicht überlappend und es ist der Bildgeber 4a auf die Raummitte gerichtet, wie durch einen dort befindlichen Stuhl und Tisch angedeutet, während die Bildgerbereinheit 4b Bilder von einer Raumtüre erfaßt. Die Optiken der Bildgebereinheiten sind entsprechend ausrichtbar.
Die Felder der Bildgebereinheiten 4a, 4b sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus 640 × 480 Pixeln gebildet und weisen eine Lichtempfindlichkeit auf, die ausreicht, um auch bei sehr geringem Restlicht noch Konturen usw. zu erkennen.
Die Ausgangssignale der Bildgebereinheiten 4a, 4b werden an einen Zustandsmelder 5 gespeist, der wiederum mit einer elektrischen Leistungsregelung 7 für das Leuchtmittel 2 verbunden ist und weiter mit einer Datenfernübertragungsleitung DFÜ 8. Daß die gesamte Anordnung an eine Leistungsversorgung angeschlossen ist, wie durch Leitung 9 angedeutet, sei erwähnt.
Der Zustandsmelder 5 ist nun so ausgebildet, daß es möglich ist, Veränderungen in einem Bildausschnitt des Bildgebers 4b zu erfassen, wobei dieser Ausschnitt vorgebbar ist über die Datenfernübertragungsleitung 8 und im Beispiel, wie durch die strichpunktierte Linie in Fig. 2 links angedeutet, auf den Türrahmenbereich gesetzt ist. Der Zustandsmelder 5 ist dabei so angeordnet, daß bei Veränderungen in diesem Bereich einerseits das Leuchtmittel 2 erregt wird, d. h. eingeschaltet wird, und andererseits ein Bild vom Bildgeber 4b über die Datenfernübertragungsleitung an eine Überwachungszentrale geleitet wird (nicht gezeigt.
Weiter ist der Zustandsmelder 5 dazu angeordnet, die Gesamthelligkeit auf einem zentralen Bereich des Bildes, wie durch die strichpunktierte Linie in Fig. 2 rechts angedeutet, zu erfassen, die wiederum über die Datenfernübertragungsleitung 8 vorgebbar ist und im dargestellten Beispiel auf der Mitte eines Schreibtisches liegt.
Der Zustandsmelder 5 ist dazu angeordnet, bei Abweichungen von einem gleichfalls über die Datenfernübertragungsleitung 8 vorgebbaren Sollwert der mittleren Helligkeit die Intensität des Leuchtmittels 2 nachzustellen.
Die Beleuchtungsanordnung 1 wird betrieben wie folgt:
Nach dem Einbau der Beleuchtungsanordnung 1 in die Decke wird zunächst die Optik auf die gewünschten Raumbereiche gerichtet. Danach wird definiert, mit welchen Bereichen welche Funktionen verknüpft werden sollen. Dabei wird beispielsweise festgelegt, daß ein Öffnen der Raumtüre zu einem Einschalten des Lichtes führen soll, nicht aber eine Bewegung innerhalb des Raumes, sofern diese nicht im Bereich der Türe erfolgt; dies ist angedeutet durch den Vogelkäfig, wobei sich der Vogel nach der Vorgabe des Bildbereiches bewegen kann, ohne daß Licht eingeschaltet wird. Weiter wird eine gewünschte Ideal- Helligkeit für den Schreibtischzentralbereich mit diesem zusammen definiert.
Damit ist die Benutzung vorbereitet.
Wenn sich nun etwa im abgedunkelten Raum der Vogel innerhalb des Bauers bewegt, ist dies zwar als Bewegung durch Bildauswertung feststellbar. Da aber der Vogelkäfig außerhalb des auszuwertenden Bereiches liegt, erfolgt keine Signalabgabe auf eine Bewegung des Vogels.
Wenn dann bei dunklem Raum eine Person die Türe öffnet und in den Raum tritt, wird dies von der Bildgebereinheit 4b erfaßt und die Auswerteeinheit 5 stellt fest, daß eine Bewegung erfolgt ist. Es wird daraufhin das Licht eingeschaltet und zugleich ein Bild der in den Raum tretenden Person per Datenfernübertragung an eine Überwachungszentrale geleitet.
Gleichzeitig wird überprüft, ob die Helligkeit auf der zentralen Schreibtischfläche dem Sollwert entspricht. Wenn die Energiespar-Leuchtstoffröhre erst langsam heller wird, wird dabei festgestellt, daß der Vorgabewert noch nicht erreicht ist und es wird eine erhöhte Spannung in die Leuchtstoffröhre gespeist so lange, bis die gewünschte Helligkeit erreicht ist. Danach wird diese konstant geregelt.
Es versteht sich, daß Variationen möglich sind, daß es möglich ist, die Bildgeber bzw. Kameras sichtbar oder unsichtbar einzubauen, daß die Datenfernübertragung per LAN, ISDN, DFL oder auf andere Weise erfolgen kann, daß weitere Lampen innerhalb des Raumes in Abhängigkeit vom erfaßten Zustand oder dem abgegebenen Signal geschaltet werden können und daß weiter Zustandsmelder in der Beleuchtungsanordnung zur Auswertung durch die Auswerteeinheit 5 vorgesehen sein können, beispielsweise Rauchmelder, Temperatursensoren, Mikrophone und dergleichen.

Claims

1. Beleuchtungsanordnung 1 mit einem Leuchtmittel 2 und einem einen Istzustand erfassenden Zustandsmelder 3 zur istzustandsabhängigen Signalabgabe, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustandsmelder zumindest eine Bildgebereinheit und die Istzustandserfassung eine Auswerteeinheit 5 umfaßt, um ein Bild auszuwerten.

2. Beleuchtungsanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtmittel ringförmig ausgebildet ist und zumindest die Bildgebereinheit zentral umgibt.

3. Beleuchtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildauswerteeinheit dazu ausgebildet, daß eine zeitliche Veränderung des mit der Bildgebereinheit erfaßten Signales zu bestimmen.

4. Beleuchtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildauswerteeinheit dazu ausgebildet ist, ein eingestrahltes gepulstes Signal, insbesondere ein IR-Fernbedienungssignal, zu detektieren.

5. Beleuchtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildauswerteeinheit dazu ausgebildet ist, bewegungsbedingte Bildveränderungen zu erkennen.

6. Beleuchtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildauswerteeinheit dazu ausgebildet ist, Rauchschwaden und/oder Feuer zu erkennen.

7. Beleuchtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildauswerteeinheit dazu ausgebildet ist, die Bildhelligkeit mit auszuwerten.

8. Beleuchtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildauswerteeinheit dazu ausgebildet ist, die Auswertung nur in einem vorgebbaren Bildausschnitt vorzunehmen.

9. Bildauswerteeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter, insbesondere einem anderen Raumbereich zugeordneter Bildgeber vorgesehen ist.

10. Beleuchtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Bildgeber zur Erfassung erster und zweiter unterschiedlicher Zustände vorgesehen sind.

11. Beleuchtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalabgabe eine Helligkeitsregulierung, Lichtein-/-ausschaltung, Alarmsignalabgabe, insbesondere per Datenfernübertragung, insbesondere Bildweiterleitung per Datenfernübertragung und/oder Lüftung und/oder Klimatisierung bewirkt.

12. Beleuchtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Sensor, insbesondere aus der Gruppe Brand- und/oder Rauch- und/oder Gasmelder, Temperatursensor, Helligkeitssensor, Schallsensor, insbesondere Mikrophon, vorgesehen ist.