DE4440048A1 - Lichtquellenregelungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtquellenrege­ lungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige herkömmliche Lichtquellenregelungsvorrichtungen die­ nen dazu, ein gewünschtes Beleuchtungsstärkenniveau beispiels­ weise an einem Arbeitsplatz trotz des Vorhandenseins unter­ schiedlicher Lichtquellen, wie einerseits elektrischer Licht­ quellen und andererseits Tageslicht, aufrechtzuerhalten.

Nimmt beispielsweise das durch die Fenster in ein Büro einfal­ lende Tageslicht zu, muß die von den im Büro befindlichen elektrischen Lichtquellen bewirkte Beleuchtungsstärke abneh­ men, um ein eingestelltes bisheriges Beleuchtungsstärkenniveau aufrechtzuerhalten. Nimmt andererseits das Tageslicht ab bzw. geben weitere elektrische Lichtquellen weniger Licht als vor­ her ab, muß die geregelte Lichtquelle in entsprechender Weise mit mehr Spannung versorgt werden, damit die gewünschte Be­ leuchtungsstärke aufrechterhalten werden kann.

Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild für eine dafür benötigte herkömmliche Lichtquellenregelungsvorrichtung.

Eine Spannungsversorgungseinrichtung 1 versorgt die zu regeln­ de Lichtquelle 2 mit einer geeigneten Versorgungsspannung. Wenn es sich bei der zu regelnden Lichtquelle um eine Leucht­ stoffröhre handelt, wird die Spannungsversorgungseinrichtung 1 üblicherweise als elektrisches Vorschaltgerät (EVG) bezeich­ net, welches darüberhinaus dynamisch ausgeführt sein wird, um an die Lichtquelle 2 eine variable Spannung zuführen zu kön­ nen. Die vom EVG abgegebene Spannung wird von einer an einer Schnittstelle 3 angelegten Steuerspannung, die beispielsweise zwischen 1 und 10 Volt betragen kann, gesteuert. Die Steuer­ spannung wird dabei von einer Signalverstärkereinrichtung 4 in Antwort auf ein von einer Lichtsensoreinheit 5 geliefertes Signal erzeugt. Die Lichtsensoreinheit 5 erzeugt ein Meßsig­ nal, welches proportional zu der an dem zu regelnden Ort vor­ herrschenden Beleuchtungsstärke ist. Dieses Signal wird an­ schließend von der Signalverstärkereinheit 4 in den oben er­ wähnten Steuerbereich zwischen 1 und 10 Volt verstärkt. Die Einheiten 2, 3, 4 und 5 bilden zusammen einen Regelkreis, durch den die an einem bestimmten Ort vorherrschende Gesamtbe­ leuchtungsstärke auf einem konstanten Niveau gehalten werden kann.

Herkömmliche Lichtquellenregelungsvorrichtungen gemäß dem Prinzipschaltbild der Fig. 1 weisen den Nachteil auf, daß sie neben der Lichtsensoreinheit 5 und der Spannungsversorgungs­ einrichtung 3 zusätzlich eine eigene Signalerverstärker­ einrichtung 4 benötigen, um das von der Lichtsensoreinheit ge­ lieferte Meßsignal in ein für die Ansteuerung der Spannungsversorgungseinrichtung geeignetes Steuersignal umzu­ setzen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lichtquellenregelungsvorrichtung mit vereinfachtem Aufbau an­ zugeben, die insbesondere mit weniger Baugruppen und somit ko­ stengünstiger realisiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Lichtsensoreinheit unmittelbar mit dem Spannungsversorgungsgerät, welches die Versorgungsspannung für die zu steuernde Lichtquelle bereit­ stellt, verbunden. Die Lichtsensoreinheit wirkt dabei als ver­ änderliche Lastimpedanz für einen in der Versorgungsspannungs­ einrichtung enthaltenen Spannungsversorgungssteuerschaltkreis, derart, daß dieser Schaltkreis in Abhängigkeit der durch die Lichtsensoreinheit bewirkten Lastimpedanz die Spannungsver­ sorgungseinrichtung so steuert, daß diese eine geeignete Ver­ sorgungsspannung an die zu regelnde Lichtquelle abgibt. Da die Lichtsensoreinheit somit unmittelbar mit der Spannungsver­ sorgungseinrichtung verschaltet ist, kann auf die Zwischen­ schaltung einer Signalverstärkereinheit verzichtet werden, so daß die gesamte Lichtquellenregelungsvorrichtung mit weniger Teilen und somit einfacher und kostengünstiger hergestellt werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung besitzt die Lichtsensoreinheit eine Lichtoptik, die den Erfassungsbereich eingrenzt und somit den Einsatz der Lichtsensoreinheit in einem Reflektorsystem einer Leuchtstoff­ röhre ermöglicht. Diese Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung weist den Vorteil auf, daß die Lichtsensoreinheit in­ tegral in einer Leuchtstoffröhre ausgebildet sein kann und so­ mit kein zusätzlicher Platz benötigt wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung weist die erfindungsgemäße Lichtquellen­ regelungsvorrichtung eine Einstellungseinrichtung auf, an der ein vorgegebenes Gesamtbeleuchtungsniveau einstellbar ist. Dies hat den Vorteil, daß der Benutzer ein individuelles Gesamtbeleuchtungsstärkenniveau einstellen kann, welches dann durch die erfindungsgemäße Lichtquellenregelungsvorrichtung beibehalten wird. Die Einstellungseinrichtung kann dabei bei­ spielsweise auch eine Fernbedienung mit umfassen, über die ein Benutzer, beispielsweise vom Arbeitsplatz aus, das gewünschte Beleuchtungsstärkenniveau einstellen kann.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Dabei zeigen die Zeichnungen im ein­ zelnen:

Fig. 1 eine herkömmliche Lichtquellenregelungsvor­ richtung, wie sie eingangs besprochen wurde;

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild einer bevorzugten Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Licht­ quellenregelungsvorrichtung; und

Fig. 3 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Lichtsensoreinheit.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Prinzipschaltbild einer be­ vorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Lichtsensoreinheit 21 über eine Signalübertragungsstrecke 22 mit einer Spannungsversorgungseinrichtung 23 verbunden. Wenn es sich bei der von der Spannungsversorgungseinrichtung 23 versorgten Lichtquelle 24 um eine Leuchtstoffröhre oder eine Gruppe von Leuchtstoffröhren handelt, kann die Spannungsversorgungseinrichtung 23 aus einem dynamischen EVG bestehen. Das dynamische EVG stellt an die Lichtquelle 24 die zur Einstellung der geeigneten Beleuchtungsstärke erforder­ liche Ausgangsspannung zur Verfügung.

Damit die Spannungsversorgungseinrichtung 23 aus der ihr zuge­ führen Grundversorgungsspannung von beispielsweise 230 Volt die geeignete Ausgangsspannung an die Lichtquelle 24 zur Verfü­ gung stellen kann, weist sie einen Versorgungs-Spannungs­ steuerschaltkreis 25 auf, welcher mit der Lichtsensoreinheit 21 über die Verbindungsleitungen 22 verbunden ist.

Der Versorgungsspannungssteuerschaltkreis 25 und die Lichtsen­ soreinrichtung 21 arbeiten dabei so zusammen, daß bei einem Anstieg der an dem zu regelnden Ort vorherrschenden Gesamtbe­ leuchtungsstärke die Ausgangsspannung für die geregelte elek­ trische Lichtquelle 24 verringert wird, um die Gesamtbeleuch­ tungsstärke auf einem voreingestellten Niveau zu halten.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Lichtquellenregelungsvorrich­ tungen weist die erfindungsgemäße Regelvorrichtung gemäß Fig. 2 keine eigene Signalverstärkereinrichtung auf, sondern die Lichtsensoreinheit 21 kann unmittelbar mit der Spannungsversorgungseinrichtung 23 verbunden werden. Auf die Zwischenschaltung einer Signalverstärkereinrichtung kann des­ halb verzichtet werden, da die Lichtsensoreinheit als Lastwi­ derstand für den in der Spannungsversorgungseinrichtung ent­ haltene Versorgungsspannungs-Steuerschaltkreis 25 wirkt. Bei sehr geringem Lichteinfall kann die Lichtsensoreinheit bei­ spielsweise so ausgelegt sein, daß sie eine sehr hohe Lastim­ pedanz für den Versorgungsspannungssteuerschaltkreis 25 dar­ stellt und dieser daher durch die Lichtsensoreinheit praktisch nicht belastet wird. Als Folge davon wird die Spannungsversorgungseinrichtung dahingehend gesteuert, daß sie die maximale Ausgangsspannung an die elektrische Lichtquelle 24 abgibt. Erhöht sich die von der Lichtsensoreinheit gemesse­ ne Beleuchtungsstärke kann sich die bewirkte Lastimpedanz ver­ ringern, wodurch der Versorgungsspannungssteuerschaltkreis 25 stärker belastet wird, was wiederum zu einer Abnahme der an die Lichtquelle abgegebenen Ausgangsspannung führt.

Selbstverständlich kann sich die durch die Lichtsensoreinheit bewirkte Lastimpedanz hinsichtlich der vorherrschenden Be­ leuchtungsstärke auch in umgekehrter Richtung verändern, d. h. die Lastimpedanz kann bei erhöhter Beleuchtungsstärke zunehmen und sich bei abnehmender Beleuchtungsstärke verringern. In diesem Fall muß der Versorgungsspannungssteuerschaltkreis 25 derart ausgelegt sein, daß er dieses Impedanzverhalten in eine geeignete, der Zu- oder Abnahme der Gesamtbeleuchtungsstärke entgegenwirkende Ausgangsspannung umsetzt.

Die Lichtquellenregelungsvorrichtung kann darüberhinaus eine Einrichtung aufweisen, in der ein vorgegebener gewünschter Ge­ samtbeleuchtungswert eingestellt werden kann. Diese Einstell­ einrichtung kann auch eine Fernbedienungseinrichtung mit ein­ schließen, so daß es beispielsweise möglich ist, vom Arbeits­ platz aus mittels einer Fernbedienung das gewünschte Beleuchtungsstärkenniveau einzustellen, wobei diese Einstell­ information beispielsweise mittels Infrarot-, Ultraschall oder Funksignalen an die Lichtquellenregelungsvorrichtung übertra­ gen werden kann.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Lichtsensoreinheit, wobei ausdrücklich darauf hinzu­ weisen ist, daß sich die vorliegende Erfindung auch auf die Lichtsensoreinheit als selbständige Einheit bezieht. Derartige Lichtsensoreinheiten können so ausgelegt sein, daß sie zum Nachrüsten bereits vorhandener Spannungsversorgungsein­ richtungen bzw. EVG′s benutzt werden können, indem die ent­ sprechende Lichtsensoreinheit einfach in die bereits vorhan­ dene Spannungsversorgungseinrichtung über eine vorgesehene Schnittstelle angeschlossen wird.

Die Lichtsensoreinrichtung gemäß Fig. 3 weist einen Plusan­ schluß 31 sowie einen Minusanschluß 32 auf. Zwischen diesen beiden Anschlüssen ist ein Transistor 33 verschaltet, dessen Kollektor mit dem Plusanschluß und dessen Emitter mit dem Mi­ nusanschluß verbunden ist. Die Basis des Transistors 33 ist über einen Widerstand 34, der vorzugsweise hinsichtlich seines Widerstandswertes einstellbar ist, mit dem Minusanschluß ver­ bunden.

Zwischen dem Basisanschluß und dem Kollektoranschluß des Tran­ sistors 33 ist ein lichtsensitives Element 35 verschaltet, welches vorzugsweise aus einem Fototransistor mit unbeschalte­ tem Gateanschluß besteht. Jedoch können selbstverständlich auch andere Arten bekannter Fotodetektoren, insbesondere Foto­ dioden, zur Anwendung kommen.

Der beispielhaft eingezeichnete Fototransistor 35 verstärkt einen durch Lichteinfall erzeugten Fotostrom, so daß ein zur einfallenden Beleuchtungsstärke proportionaler Emitter- Kollektorstrom fließt. Dieser Emitter-Kollektorstrom bewirkt über den Spannungsabfall am Widerstand 34, daß der Transistor 33 entsprechend der am Fototransistor 35 einfallen­ den Beleuchtungsstärke stärker oder weniger stark leitend wird. Diese verminderte oder verstärkte Leitfähigkeit des Transistors 3 über seine Kollektor-Emitterstrecke wirkt sich von den Anschlüssen 31 und 32 aus gesehen als Änderung der durch die Lichtsensoreinrichtung bewirkten Lastimpedanz aus.

Die in dem Schaltbild der Fig. 3 zusätzlich eingezeichnete Serienschaltung aus Kondensator 36 und Widerstand 37 parallel zu dem Fotodetektor 35 dient, ähnlich wie der veränderbare Wi­ derstand 34 zur Arbeitspunkteinstellung und/oder Zeitpunktein­ stellung und kann bei geeigneter Auslegung des Transistors 33 und des Fotodetektors 35 auch entfallen. Die ebenfalls zusätz­ lich eingezeichnete Diode 38 kann ebenfalls entfallen, da sie lediglich als Schutzdiode gegenüber Spannungen am Transistor 33 wirkt.

Durch die somit in Abhängigkeit von der vorherrschenden Be­ leuchtungsstärke durch die Lichtsensoreinrichtung bewirkte Lastimpedanz wird die von der Versorgungsspannungs­ steuereinrichtung 25 in Fig. 2 bereitgestellte Steuer­ spannung in einem Spannungsbereich von vorzugsweise weise 1 bis 10 Volt variiert. Durch die Steuerspannung wird die an die Lichtquelle 24 von der Spannungsversorgungsein­ richtung 23 abgegebene Ausgangsspannung dann derart beein­ flußt, daß bei Zunahme der Gesamtbeleuchtungsstärke die abge­ gebene Versorgungsspannung erniedrigt wird, und umgekehrt bei Verminderung der Gesamtbeleuchtungsstärke entsprechend erhöht wird, so daß insgesamt ein vorgegebenes, vorzugsweise ein­ stellbares Beleuchtungsstärkenniveau aufrechterhalten werden kann.

Claims (6)

1. Lichtquellenregelungsvorrichtung mit:
einer regelbaren Spannungsversorgungseinrichtung zum Be­ reitstellen einer Versorgungsspannung für eine elektri­ sche Lichtquelle,
einer Lichtsensoreinrichtung zum Erfassen der Gesamtbeleuchtungsstärke, die von der elektrischen Lichtquelle und einer weiteren Lichtquelle erzeugt wird,
wobei die regelbare Spannungsversorgungseinrichtung in Abhängigkeit der durch die Lichtsensoreinrichtung er­ faßten Gesamtbeleuchtungsstärke die Versorgungsspannung für die elektrische Lichtquelle regelt, so daß die Ge­ samtbeleuchtungsstärke einen vorgegebenen Wert aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsensoreinrichtung unmittelbar mit der Spannungsversorgungseinrichtung verschaltet ist und als Lastimpedanz für einen in der Spannungsversorgungsein­ richtung enthaltenen Spannungsversorgungssteuerschaltkreis wirkt, derart, daß eine Abweichung der momentanen Gesamtbe­ leuchtungsstärke von dem vorgegebenen Wert eine Änderung der Lastimpedanz zur Folge hat, die über den Spannungsversorgungs­ steuerschaltkreis eine entsprechende Änderung der Versorgungs­ spannung für die elektrische Lichtquelle bewirkt, durch die die Gesamtbeleuchtungsstärke wieder auf den vorgegebenen Wert gebracht wird.

2. Lichtquellenregelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellenregelungsvorrichtung für die Regelung von Leuchtstoffröhren als elektrische Lichtquellen ausgelegt ist.

3. Lichtquellenregelungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsensoreinrichtung eine Lichtoptik besitzt, die den Erfassungsbereich ein­ grenzt und somit den Einsatz im Reflektorsystem einer Leuchtstoffröhre ermöglicht.

4. Lichtquellenregelungsvorrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellenregelungsvorrichtung eine Einstellungsein­ richtung aufweist, an der die vorgegebene Gesamtbeleuch­ tungsstärke einstellbar ist.

5. Lichtquellenregelungsvorrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Spannungsversorgungseinrichtung ein elektri­ sches Vorschaltgerät (EVG) ist.

6. Lichtquellenregelungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsensoreinrichtung über eine 1 bis 10 V-Schnittstelle an das EVG ange­ schlossen ist.