EP3503688B1

EP3503688B1 - Scheinwerfer

Info

Publication number: EP3503688B1
Application number: EP18214479.0A
Authority: EP
Inventors: Helge Hoffmann
Original assignee: Tobuschat Hans Ulrich
Current assignee: Tobuschat Hans Ulrich
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2022-08-03
Anticipated expiration: 2038-12-20
Also published as: EP3503688A1; DE102017130862A1; DK3503688T3

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer, der insbesondere für eine Beleuchtung einer Bühne oder einer Gebäudefassade vorgesehen ist.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind bewegliche Scheinwerferköpfe bekannt, die dem englischen Sprachgebrauch folgend häufig als Moving Heads bezeichnet werden. Derartige Scheinwerfer finden beispielsweise bei der szenischen Beleuchtung Verwendung und werden dort als sogenannte Wash-Lights oder Projektoren eingesetzt. Des Weiteren sind Spiegelscanner bekannt, bei denen ein beweglicher Spiegel so ansteuerbar ist, dass das von einem Leuchtmittel erzeugte Licht entsprechend einer Steuerung durch einen Benutzer abgelenkt wird. Außerdem sind balkenförmige Scheinwerfer in Form von länglichen Mehrfachanordnungen bekannt, die eine Vielzahl von Leuchtmitteln enthalten.
Während die erstgenannten Scheinwerfer üblicherweise zur Beleuchtung einer Bühne, eines Veranstaltungsorts oder dergleichen eingesetzt werden, sind die letztgenannten Scheinwerfer im Rahmen der Architekturbeleuchtung zur Erzielung von optischen Effekten an Gebäuden bzw. Gebäudefassaden gebräuchlich.
Bei diesen Scheinwerfern werden als Leuchtmittel zunehmend Leuchtdioden (LEDs) oder Gruppen von LEDs eingesetzt, da diese im Vergleich zu anderen Leuchtmitteln die Vorteile einer hohen Lebensdauer bei geringer Degradation der Helligkeit und hoher Stabilität des Farbortes über diese Lebensdauer bei gleichzeitig hoher Effizienz (Lichtausbeute bezogen auf die zugeführte elektrische Energie) bieten können.
Für LEDs lassen sich nachfolgend beschriebene Zusammenhänge feststellen. Die Effizienz einer LED sinkt mit zunehmender Stromstärke durch die LED. Die Lebensdauer der LED wird durch deren Sperrschichttemperatur und die Stromstärke durch die LED definiert und reduziert sich mit steigender Sperrschichttemperatur und Stromstärke. Die von der LED abgestrahlte Lichtmenge wird ebenfalls durch deren Sperrschichttemperatur und die Stromstärke durch die LED definiert. Auch diese reduziert sich mit steigender Sperrschichttemperatur, erhöht sich jedoch mit steigender Stromstärke.
Es ist daher wichtig die Verlustwärme mittels eines leistungsfähigen Kühlkonzepts effizient abzuführen und somit die Sperrschichttemperatur möglichst niedrig zu halten.
Eine Möglichkeit zur Kühlung von Leuchtdioden bei Scheinwerfern der genannten Art ist in der DE10 2011 053 493 A1 gezeigt. Dort wird für einen Scheinwerfer mit einer Mehrzahl von an einer Trägerplatte flächig verteilt angeordneten Leuchtdioden eine Kühleinrichtung zur Abführung von in den einzelnen Leuchtdiodenanordnungen anfallenden Verlustwärmeleistungen beschrieben, bei welcher eine Mehrzahl von strömungstechnisch parallel verlaufenden Strömungskanälen vorgesehen ist. Die einzelnen Strömungskanäle enthalten jeweils einen Kühlkörper, welcher von dem Teil-Luftstrom durch den Strömungskanal zur Übertragung von Wärme umströmt ist und welcher gut wärmeleitend mit der jeweils zugeordneten Leuchtdiodenanordnung in Verbindung steht.
Üblicherweise wird der Maximalstrom durch die LED so festgelegt, dass ein akzeptabler Kompromiss zwischen Helligkeit und Lebensdauer erreicht wird, welcher je nach Anwendung variieren kann. So kann zum Beispiel für Architekturscheinwerfer eine Optimierung bezüglich Lebensdauer, und bei Bühnenscheinwerfern für kurze Stroboskopeinsätze eine Optimierung bezüglich Helligkeit erfolgen. Dieser Maximalstrom wird bei bisher bekannten Scheinwerferausführungen bereits bei der Entwicklung des Scheinwerfers definiert und ist in der späteren Anwendung nicht mehr änderbar.
Die vom Anwender zumeist geforderte Regelung der Lichtintensität wird über eine Modulationsschaltung vorgenommen, bei welcher mittels Pulsbreitenmodulation der festgelegte Maximalstrom der LED moduliert wird. So ist aus der EP1195740 B2 eine Vorrichtung zur Beleuchtung bekannt, umfassend eine Vielzahl von Lichtstrahlern in zwei verschiedenen Farben, die an einen Stromkreis gekoppelt werden, der eine Stromquelle und eine gemeinsame Potenzialreferenz aufweist, einen Treiber für die Lichtstrahler, der zwei Schalter umfasst, die mit der Mehrzahl von Lichtstrahlern und dem Stromkreis und entsprechend mit jeweiligen Strompfaden der Lichtstrahler verbunden sind, ein Steuergerät zum periodischen und unabhängigen Öffnen und Schließen der zwei Schalter, wobei das Steuergerät eine veränderliche Adresse hat, um einen jeweiligen Anteil eines darauf zugewiesenen Eingangsdatenstroms zu identifizieren, wobei jeder Lichtstrahler eine LED ist und das Steuergerät eine Vielzahl von PWM-Signalen erzeugt, die eine einheitliche Frequenz haben, wobei jedes Signal einer jeweiligen Farbe der Mehrzahl von LEDs verschiedener Farben entspricht, wobei jedes genannte PWM-Signal bewirkt, dass jeder der zwei Schalter bei der einheitlichen Frequenz gemäß unabhängigen Arbeitszyklen geöffnet und geschlossen wird, und wobei der genannte Datenflussanteil Daten zum Bestimmen der jeweiligen Arbeitszyklen der zumindest zwei LEDs verschiedener Farbe umfasst.
Aus der US 2014/152187 A1 ist eine Schaltung mit einer Brückenschaltung, einem Wandler und einem Controller bekannt, der Strom von der ersten und zweiten Stromleitung eines Schalters erhält und ein gleichgerichtete Spannung erzeugt. Der Schalter ist in der Lage, in einem ersten Zustand, in dem der Schalter Strom zu ersten Stromleistung aber nicht zur zweiten Stromleitung leitete, in einem zweiten Zustand, in dem der Schalter Strom zur zweiten Stromleitung, aber nicht zur ersten Stromleitung leitete, und in einem dritten Zustand zu arbeiten, in dem der Schalter Strom sowohl zu ersten als auch zur zweiten Stromleitung leitet.
Aus der WO 2008/157772 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer vom Benutzer einstellbaren Intensitätssteuerung bekannt. Dazu weist die Vorrichtung einen von Benutzer betätigbaren Schalter auf, um die Lichtquelle ein- und auszuschalten und um ferner die Intensität des Lichtstrahls einzustellen.
Die US 8,058,815 B1 beschreibt LED-Treiber und zugehörige Controller, die für die Ansteuerung von Hochleistungs-LEDs ausgeführt sind. Mittels der LED-Treiber kann eine Stromerhöhung für die vorübergehende Beleuchtung der LEDs bei Pegeln erreicht werden, die ihre maximale Dauerstrombelastung überschreiten.
Aus der US 9,807,839 B1 ist ein Beleuchtungssystem bekannt, bei dem einzelne Lichtquellen mit einer ersten Betriebsleitung für die Mehrheit der Zeit ausgelegt sind, wobei jedoch die Möglichkeit besteht, die Betriebsleistung für eine erhöhte Lichtleistung für die gleichen Lichtquellen des Systems für einen geringen Anteil der kumulativen Betriebszeit der Lichtquellen zu erhöhen oder zu steigern.
Die EP 2 026 634 A1 beschreibt eine LED mit einer Stromsteuerschaltung, die verschiedene Steuerströme an ein LED-Array entsprechend der Blinkzeiten eines Schalters ausgeben kann, um die Intensität des von dem LED-Array emittierten Lichts zu modulieren.
Vor diesem Hintergrund hat sich der Erfinder nun die Aufgabe gestellt, derartige Scheinwerfer weiter zu verbessern, ohne dabei signifikante Änderungen in der maximalen Lebensdauer vorzusehen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
Gemäß der Erfindung wird ein Scheinwerfer gemäß Anspruch 1 angegeben.
Demnach wird beispielsweise in einem ersten Modus, der einem Normalbetrieb entspricht, eine übliche Begrenzung der Maximalintensität und des damit einhergehenden Maximalstroms so vorgenommen, dass eine angemessene Lebensdauer für den dauerhaften Betrieb mit Maximalintensität für die jeweilige Anwendung erreicht wird. Dies entspricht der an sich bereits bekannten Begrenzung des Betriebsstroms bezüglich des Normalbetriebs. Um nun jedoch die Möglichkeit für einen Betrieb mit einer geänderten Maximalintensität zu schaffen, kann der Scheinwerfer in einen zweiten Modus umgeschaltet werden, in dem die Leuchtdiode entweder mit höherer Maximalintensität bei gleichzeitig verringerter Lebensdauer und Effizienz oder mit niedrigerer Maximalintensität bei gleichzeitig erhöhter Lebensdauer und Effizienz betrieben wird.
Der Betrieb im zweiten Modus mit höherer Maximalintensität und dem damit einhergehenden höheren Maximalstrom verringert zwar die Lebensdauer der Leuchtdiode, kann aber durch lediglich kurzfristiges Aktivieren besondere Lichteffekte bewirken, die mit konventionellen Scheinwerfern nicht erreicht werden. Beispielsweise könnte zu Ende einer Veranstaltung eine Abschlusssequenz mit deutlich erhöhter Intensität dargestellt werden, was bei Besuchern einen besonderen Eindruck hinterlässt. Sofern sich der Betrieb in diesem zweiten Modus auf derartige kurzfristige Sequenzen beschränkt, ist die insgesamt zu erwartende Reduzierung der Lebensdauer typischerweise nicht signifikant. In anderen Anwendungsfällen wäre es möglich, beispielsweise bei starker Sonneneinstrahlung eine entsprechend höhere Lichtintensität bereitzustellen.
Ein weiteres Beispiel für den Betrieb im zweiten Modus mit höherer Maximalintensität wäre eine Architekturanwendung, bei welcher jeweils zur vollen Stunde ein Gebäude für wenige Sekunden mit hellen Lichtblitzen in Szene gesetzt werden soll, der Scheinwerfer grundsätzlich jedoch nicht mit einem erhöhten Maximalstrom betrieben wird. Die im Stand der Technik auftretenden Nachteile einer reduzierten Lebensdauer durch den dauerhaft erhöhten Maximalstrom sowie ein erhöhter Energieverbrauch, da die Effizienz der LED während der Betriebszeiten mit geringerer Helligkeit nicht optimal genutzt werden könnte, werden gemäß der Erfindung vermieden.
Alternativ könnte ein zweiter Modus mit niedrigerer Maximalintensität bezüglich Effizienz und Lebensdauer der Leuchtdiode sowie bezüglich Geräuschentwicklung des Scheinwerfers optimiert sein. Dieser würde dem Anwender in Einsatzgebieten, welche eine reduzierte Maximalintensität zulassen, die Möglichkeit geben, den Energieverbrauch und somit die Energiekosten zu reduzieren und durch die verbundene Reduzierung der Verlustleistung die Lautstärke eines beispielsweise für die Kühlung eingesetzten Lüfters zu verringern, was wiederum den Einsatz des Scheinwerfers in geräuschempfindlichen Umgebungen ermöglichen würde. Auch für diese Auslegung des zweiten Modus wären Anwendungen denkbar, welche von der Umschaltung in diesen Modus nur zeitweise Gebrauch machen.
So könnte z.B. für die Beleuchtung eines Theaterstücks für ruhigere Szenen, welche weniger Lichtintensität erfordern und weniger Geräuschkulisse tolerieren, vorübergehend in diesen effizienteren Modus mit geringerer Geräuschentwicklung gewechselt werden. Eine signifikantere Farbortverschiebung durch Änderung des Maximalstroms tritt bei Moduswechsel allenfalls bei geringen Intensitäten auf, wobei innerhalb eines Betriebsmodus eine Helligkeitsregelung farbtreu beispielsweise mittels zuvor erwähnter Modulationsschaltung erfolgen kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann jede Leuchtdiode mit einer Steuereinheit versehen sein. Ebenso ist es denkbar, Gruppen von Leuchtdioden mit einer Steuereinheit zu versehen oder entsprechend Leuchtdioden einer Farbcharakteristik mit einer Steuereinheit auszustatten.
Demnach ist es möglich, die Steuerung der maximalen Lichtintensität unterschiedlich komplex aufzubauen, wobei neben einer gruppenweisen Zuordnung insbesondere die Auswahl von bestimmten Leuchtdioden mit der gleichen Farbcharakteristik vorgesehen ist. So wäre es beispielsweise möglich, die weißes Licht abstrahlenden Leuchtdioden mit einer höheren Maximalintensität auszustatten, um beispielsweise Lichtblitze in weißer Farbe besonders eindrücklich auf die Besucher wirken zu lassen. Für andere Farben oder Farbmischungen wäre dies selbstverständlich ebenfalls möglich.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Maximalintensität gruppenweise gleich festgelegt Demnach können Betriebsströme gruppenweise gleich oder in etwa gleich gewählt werden, so dass die Verschleißwerte auch in etwa gleich sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist im ersten Betriebsmodus und im zweiten Betriebsmodus als Modulationsschaltung eine Schaltung zur Pulsbreitenmodulation vorgesehen, die mit jeweils einstellbarem Maximalstrom betreibbar ist.
Demnach erfolgt innerhalb eines jeden Betriebsmodus die farbtreue Regelung der Beleuchtungsstärke durch eine Pulsbreitenmodulationsschaltung. Eine derartige Modulationsschaltung erlaubt auf einfache Weise eine Regelung der Lichtintensität, ohne dass dabei Farbverschiebungen auftreten. Die abgestrahlte Lichtintensität kann beispielsweise mittels einer Modulationsschaltung farbtreu gesteuert werden. Somit ist die abgestrahlte Lichtintensität der Leuchtdioden in jedem Betriebsmodus bis zu der über den Maximalstrom einstellbaren Maximalintensität regelbar, ohne dass es dabei zu Farbabweichungen bei Variation der Helligkeit kommt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann darüber hinaus ein dritter Betriebsmodus vorgesehen sein.
Somit können die Betriebsmodi z.B. so gewählt sein, dass zwischen einem Normalbetrieb, einem Betrieb mit erhöhter Intensität und einem Stroboskopbetrieb umgeschaltet werden kann.
Dies ermöglicht es, den Scheinwerfer flexibel zwischen unterschiedlichen Helligkeiten zu betreiben, wobei der Stroboskopbetrieb hier so verstanden werden soll, dass nur ein sehr kurzer Lichtpuls mit großer Intensität erzeugt werden soll.
Dabei kann die Steuereinheit über eine Schnittstelle bezüglich der Maximalintensität programmierbar sein.
Die Verwendung einer programmierbaren Schnittstelle ist bei Scheinwerfern standardmäßig vorgesehen, so dass die vorgesehenen Maximalintensitäten und die damit einhergehenden Maximalströme auch seitens eines Benutzers oder einer Benutzerin programmierbar ausgestaltet werden können. Durch die programmierbare Schnittstelle kann somit ausgewählt werden, welche Maximalintensität beziehungsweise welcher damit einhergehende Maximalstrom vorgegeben werden soll, wodurch wiederum mehrere Modi realisierbar sind. Die unterschiedlichen Modi können somit nicht nur als diskrete Werte des Maximalstroms der Leuchtdioden verstanden werden, sondern durchaus auch kontinuierlich von außen veränderbar sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit mit einer Überwachungseinheit ausgestattet, die eine Betriebsdauer in einem Betriebsmodus mit reduzierter Lebensdauer aufzeichnet. Dabei kann beispielsweise bei Erreichen einer festlegbaren Schwelle ein Umschalten in einen Betriebsmodus mit geringerer Lebensdauer verhindert werden.
Um die Lebensdauer der Leuchtdioden des Scheinwerfers nicht über ein gewisses Maß zu reduzieren ist es gemäß dieser Ausführungsform vorgesehen, eine Überwachungseinheit in die Steuereinheit zu integrieren, so dass die Betriebsdauer im Betriebsmodus mit reduzierter Lebensdauer aufgezeichnet wird. Somit kann beispielsweise verhindert werden, dass der zweite Betriebsmodus zu häufig oder versehentlich aktiviert wird, was eine signifikante Reduktion der Lebensdauer zur Folge hätte.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Scheinwerfer einen Temperatursensor auf, der zur Festlegung der Maximalintensitäten heranziehbar ist.
Da auch die Temperatur der Leuchtdiode einen Einfluss auf die Lebensdauer hat, ist es gemäß dieser Vorgehensweise möglich, Maximalströme der Leuchtdiode in Abhängigkeit der Temperatur anzupassen.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: schematisch eine Leuchtdiode mit einer Steuerschaltung als Bestandteil eines Scheinwerfers gemäß der Erfindung,

Fig. 2: schematisch eine Leuchtdiode mit einer Steuerschaltung als Bestandteil eines Scheinwerfers gemäß einer Ausführungsform,
Fig. 3: ein Teil einer Steuereinheit nach Fig. 1 in einer schematischen Darstellung, und
Fig. 4: eine zweite Ausführungsform einer Steuereinheit nach Fig. 1 oder 2 in einer schematischen Darstellung.

In den Figuren sind gleiche oder funktional gleich wirkende Bauelemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist schematisch eine Leuchtdiode 5 dargestellt, die Bestandteil eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers bildet. Es versteht sich von selbst, dass ein tatsächlicher Scheinwerfer eine Vielzahl derartiger Leuchtdioden 5 umfassen kann. Die Leuchtdiode 5 ist mit einem Anschluss mit einem Potential verbunden, das in Fig. 1 mit V₁ bezeichnet ist. Der andere Anschluss der Leuchtdiode 5 ist mit einer Steuereinheit verbunden, deren erster Teil als erste Steuereinheit 10, deren zweiter Teil als zweite Steuereinheit 12 und deren dritter Teil als dritte Steuereinheit 14 bezeichnet wird.
Die Ausgänge der ersten, zweiten und dritten Steuereinheit 10, 12, 14 sind wiederum mit einem Potential verbunden, das in Fig. 1 mit V₂ bezeichnet ist. Die erste Steuereinheit 10, die zweite Steuereinheit 12 und die dritte Steuereinheit 14 sind jeweils mit einem Eingangssignal 16, 18 und 20 verbunden, die ihrerseits von einer programmierbaren Schnittstelle 22 gespeist werden. Durch entsprechende Steuersignale kann somit die programmierbare Schnittstelle 22 eine der ersten, zweiten oder dritten Steuereinheiten 10, 12 oder 14 auswählen, so dass dieser Zweig aktiviert ist.
Jede der ersten, zweiten oder dritten Steuereinheiten 10, 12 oder 14 kann einen Maximalstrom vorgeben, mit dem die Leuchtdiode 5 zwischen dem Potentialunterschied zwischen den Potentialen V₁ und V₂ betrieben wird. Im einfachsten Fall kann daher jede der ersten, zweiten oder dritten Steuereinheiten 10, 12 oder 14 einen Widerstand beinhalten, so dass durch Umschalten mittels der Schnittstelle 22 ein entsprechender Betriebsmodus auswählbar ist, wie unten unter Bezugnahme auf Fig. 3 näher erläutert wird. Zwischen den Potentialen V₁ und V₂ kann beispielsweise eine Spannungsquelle angebracht sein, so dass durch die Leuchtdiode 5 ein mittels des Widerstands vorgebbarer Maximalstrom fließt. V₂ könnte dabei einem Masseanschluss entsprechen, und V₁ mit einer positiven Spannung beaufschlagt werden. Für jeden Betriebsmodus kann über eine analoge Stromregelung oder über eine Modulationsschaltung die Helligkeit der Leuchtdiode 5 einstellbar sein.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird ein Beispiel zum besseren Verständnis, aber nicht zur Erfindung gehörend erläutert. Es ist wiederum eine Leuchtdiode 5 dargestellt, die einen Bestandteil eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers bildet. Die Leuchtdiode 5 ist mit der Steuereinheit 10 verbunden, die hier als einstellbare Stromquelle aufgebaut ist, so dass der zwischen den Punkten V₁ und V₂ fließende Strom mittels des Eingangssignals 16 vorgegeben wird. Das Eingangssignal 16 kann wiederum von einer programmierbaren Schnittstelle 22 gespeist werden. Durch entsprechende Steuersignale kann somit die programmierbare Schnittstelle 22 auswählen, welcher Strom vorgegeben werden soll, wodurch wiederum mehrere Modi realisierbar sind. Die unterschiedlichen Modi können somit nicht nur als diskrete Werte des Betriebsstroms der Leuchtdiode 5 verstanden werden, sondern durchaus auch kontinuierlich von außen veränderbar sein.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird ein beispielhafter Aufbau der ersten Steuereinheit 10 aus Fig. 1 näher erläutert. Man erkennt, dass der mit der Leuchtdiode verbundene Anschluss mit einem Widerstand RI verbunden ist, der über einen Schalter SI mittels einer Pulsbreitenmodulationsschaltung 24, die vom Signal 16 der programmierbaren Schnittstelle 22 gespeist wird, wechselseitig zwischen V₁ und V₂ hin und her schaltbar ist. Somit würde bei Potentialverhältnissen wie oben in Zusammenhang mit Fig. 1 angegeben nur dann Strom durch die Leuchtdiode 5 fließen, wenn der Schalter mit V₂ verbunden ist. Dies entspricht einem pulsbreitenmodulierten Maximalstrom durch den Widerstand RI, der über eine weitere Leitung 26 auch von außen einstellbar sein kann. Die erste Steuereinheit 10, die zweite Steuereinheit 12 und die dritte Steuereinheit 14 sind identisch aufgebaut, wobei lediglich für jede der ersten, zweiten und dritten Steuereinheit 10, 12 und 14 ein unterschiedlicher Widerstand RI vorgesehen ist, so dass die Leuchtdiode 5 je nach aktivierter erster, zweiter oder dritter Steuereinheit 10, 12 oder 14 mit einem unterschiedlichen Maximalstrom betreibbar ist. Bei diesem Maximalstrom wird die Leuchtdiode 5 mittels der Pulsbreitenmodulationsschaltung 24 in ihrer Intensität entsprechend gesteuert.
Im gezeigten Beispiel kann beispielsweise die erste Steuereinheit 10 dem Normalbetrieb der Leuchtdiode 5 entsprechen. Die zweite Steuereinheit 12 kann dabei eine höhere Lichtintensität aufweisen, was über einen geringeren Widerstand RI erzeugt werden kann. Dies ist jedoch statistisch betrachtet mit einer geringeren Lebensdauer verbunden. Die dritte Steuereinheit 14 kann wiederum einen noch geringeren Innenwiderstand aufweisen, so dass bei deren Aktivierung über das Signal 20 eine Art Stroboskopbeleuchtung mittels der Leuchtdiode 5 erreicht werden kann. Die zweite Steuereinheit 12 und die dritte Steuereinheit 14 sind dabei bis auf den Wert des Widerstands RI identisch zur ersten Steuereinheit 10 aufgebaut.
Erfindungsgemäß wird beispielsweise im ersten Modus, der einem Normalbetrieb entspricht, über die erste Steuereinheit 10 eine Einstellung des Maximalstroms so vorgenommen, dass eine angemessene Lebensdauer der Leuchtdiode 5 bei der gewählten Maximalintensität der abgestrahlten Lichtmenge erreicht wird. Dies entspricht der an sich bereits bekannten Begrenzung des Betriebsstroms bezüglich des Normalbetriebs mittels des Widerstands RI. Um nun jedoch die Möglichkeit einer höheren Maximalintensität zu schaffen, kann der Scheinwerfer in einen zweiten Modus umgeschaltet werden, in dem die Leuchtdiode mit höherer Maximalintensität mittels der zweiten Steuereinheit 12 bei gleichzeitig verringerter Lebensdauer betrieben wird. Der Betrieb im zweiten Modus verringert zwar die Lebensdauer der Leuchtdiode, kann aber durch lediglich kurzfristiges Aktivieren besondere Lichteffekte bewirken, die mit konventionellen Scheinwerfern nicht erreicht werden können. Sofern sich der Betrieb im zweiten Modus auf derartige kurzfristige Sequenzen beschränkt, ist die insgesamt zu erwartende Reduzierung der Lebensdauer der Leuchtdiode 5 typischerweise nicht signifikant. Ein Betreib im dritten Modus kann mittels der dritten Steuereinheit 14 erfolgen, beispielsweise um noch höhere oder auch geringere Intensitäten bereitzustellen. Letzteres entspricht beispielsweise einem Betrieb mit reduzierter Energieaufnahme oder einem Betrieb mit reduzierter Geräuschentwicklung durch geringeren Kühlbedarf, was üblicherweise mit reduzierten Geräuschen eines Lüfters einhergeht.
In jedem der Betriebsmodi kann bis zu dem jeweiligen Maximalstrom zusätzlich eine Intensitätssteuerung durchgeführt werden, wofür eine Modulationsschaltung, insbesondere eine Schaltung zur Pulsbreitenmodulation, oder eine Kombination aus der Modulationsschaltung und einer Schaltung zur Strombegrenzung vorgesehen sein kann, die mit dem einstellbarem Maximalstrom betreibbar ist.
In Fig. 4 ist in einer weiteren Ausführungsform die erste Steuereinheit 10 gezeigt, die um eine Überwachungseinheit 28 erweitert ist. Die Überwachungseinheit 28 wird beispielsweise mit einem Stromsignal 30 verbunden. Neben dem Aktivieren über ein Signal 32 kann die Überwachungseinheit 28 selbstverständlich noch mit weiteren Steuersignalen versehen sein. Die Überwachungseinheit 28 signalisiert an ihrem Ausgang 34 beispielsweise das Erreichen einer maximalen Betriebsdauer im vorgesehenen Betriebszustand. In wiederum anderen Ausführungsformen kann die Steuereinheit gemäß Fig. 4 noch um einen Temperatursensor erweitert werden, der ebenfalls für die Überwachung der Lebensdauer herangezogen werden kann. Des Weiteren ist es denkbar, über die Schnittstelle 22 einen programmierbaren Wechsel von Betriebsmodi auch über die Steuerung beispielsweise einer Stromquelle für die Leuchtdiode bereitzustellen.
Anstelle der gezeigten ersten, zweiten und dritten Steuereinheit 10, 12 und 14 ist es selbstverständlich auch möglich, lediglich zwei Steuereinheiten oder mehr als drei Steuereinheiten für eine Leuchtdiode vorzusehen. Somit ist es möglich, von einem Normalbetrieb mittels der ersten Steuereinheit 10 in wenigstens einen weiteren Betriebsmodus mittels der zweiten Steuereinheit 12 oder einen dritten Betriebsmodus mittels der dritten Steuereinheit 14 umzuschalten. Die weiteren Betriebsmodi können dabei eine höhere Lichtintensität aufweisen, so dass bei bestimmten szenischen Beleuchtungen besondere optische Effekte erzielt werden können.
Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.

Claims

Scheinwerfer, insbesondere für eine Beleuchtung einer Bühne oder einer Gebäudefassade, der eine Vielzahl von Leuchtdioden (5) als Lichtquellen enthält, wobei wenigstens ein Teil der Leuchtdioden (5) zwischen einem Betrieb in einem ersten Betriebsmodus mit einer ersten Maximalintensität sowie einem Betrieb in einem zweiten Betriebsmodus mit einer von der ersten Maximalintensität abweichenden zweiten Maximalintensität umschaltbar ist, wobei zur veränderbaren Steuerung einer abgestrahlten Lichtintensität des Teils der Leuchtdioden (5) als Bestandteil des Scheinwerfers mehrere Steuereinheiten (10; 12; 14) vorhanden sind, wobei die mehreren Steuereinheiten (10; 12; 14) für jeden Betriebsmodus einen durch Umschalten auswählbaren Maximalstrom zum Einstellen der jeweiligen Maximalintensität vorgeben, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Steuereinheiten (10; 12; 14) mit jeweils einer Modulationsschaltung eine Intensitätssteuerung des Teils der Leuchtdioden (5) bis zu dem jeweiligen Maximalstrom durchführen und mit der jeweiligen Modulationsschaltung innerhalb eines jeweiligen Betriebsmodus eine Helligkeit der Leuchtdioden (5) einstellbar ist.
Scheinwerfer nach Anspruch 1, bei dem jede Leuchtdiode (5) mit einer Steuereinheit (10; 12; 14) versehen ist, Gruppen von Leuchtdioden (5) mit einer Steuereinheit (10; 12; 14) versehen sind oder Leuchtdioden (5) einer Farbcharakteristik mit einer Steuereinheit (10; 12; 14) versehen sind.
Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem innerhalb eines Betriebsmodus eine Helligkeitsregelung farbtreu erfolgt.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem zur Steuerung der abgestrahlten Lichtintensität die jeweilige Modulationsschaltung eine Schaltung zur Pulsbreitenmodulation (24) ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem darüber hinaus ein dritter Betriebsmodus vorgesehen ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Betriebsmodi so gewählt sind, dass zwischen einem Normalbetrieb, einem Betrieb mit erhöhter Intensität, einem Betrieb mit reduzierter Energieaufnahme, einem Betrieb mit reduzierter Geräuschentwicklung oder einem Stroboskopbetrieb umschaltbar ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die jeweiligen Steuereinheiten (10; 12; 14) mit je einer Überwachungseinheit (28) ausgestattet sind, wobei die Überwachungseinheit (28) eine Betriebsdauer in einem Betriebsmodus mit reduzierter Lebensdauer aufzeichnet.
Scheinwerfer nach Anspruch 7, bei dem bei Erreichen einer festlegbaren Schwelle der Betriebsdauer ein Umschalten in einen Betriebsmodus mit geringerer Lebensdauer verhinderbar ist.
Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der einen Temperatursensor aufweist, der zur Festlegung der Maximalintensitäten heranziehbar ist.