DE10026285A1 - System von Beleuchtungseinheiten - Google Patents

Abstract

Es wird ein System, bestehend aus mehreren Beleuchtungseinheiten vorgeschlagen, die in einem frei wählbaren oder einem vorbestimmten Muster angeordnet werden können, wobei jede der Beleuchtungseinheiten (1) mindestens eine Lichtquelle (7a) oder eine Gruppe (7) von Lichtquellen und eine Steuereinrichtung (6) als dezentrale Intelligenz für die mindestens eine Lichtquelle aufweist und mit einer Energieversorgung (2) verbunden ist, und wobei die Steuereinrichtung (6) eine Empfangsvorrichtung (9) zum Empfangen von Steuersignalen für die Steuerung der mindestens einen Lichtquelle (7a) von einer externen Steuereinheit (3) aufweist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das erfindungsgemäße System als großflächige Illuminationsvorrichtung beispielsweise an der Fassade (10) eines Gebäudes oder dergleichen verwendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System aus mehreren Beleuchtungseinheiten sowie die Verwendung eines solchen Systems als großflächige Illuminationsvorrichtung.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Illuminationsvorrichtungen in unter­ schiedlichen Größen und Ausführungen bekannt. Neben verschiedenen kleineren Illuminationsvorrichtungen bzw. Displays zur Anzeige von Informationen, Werbung und dergleichen, wie beispielsweise Leiterplatinen mit mehreren darauf in einem bestimmten Muster angeordneten Leuchtdioden, welche einzeln von einer zentralen Steuereinheit angesteuert werden, gibt es auch bereits einige Vorrichtungen für großflächige Anzeigen bzw. Großdisplays.

Derartige Großdisplays können zum Beispiel durch Zusammenfügen mehrerer Leiter­ platinen mit Leuchtdioden aufgebaut sein. Allerdings ist die Größe einer solchen Anordnung aus Stabilitäts- und Kostengründen begrenzt. Außerdem können mittels einer solchen Anordnung keine "transparenten" Displaysysteme aufgebaut werden, die die Fassade eines Gebäudes oder dergleichen, an der sie angebracht sind, erkennbar lassen.

Anstelle der Verwendung von mit Leuchtdioden bestückten Leiterplatten ist es aus der DE 199 14 281 C1 beispielsweise auch bekannt, lichtemittierende Module einzusetzen, die zur Kombination und zum Aneinanderfügen an andere lichtemittierende Module des gleichen Typs geeignet sind. Ein aus mehreren solcher Modulen zusammengebautes Display weist gegenüber einem Großdisplay aus mehreren Leiterplatten insbesondere eine größere Stabilität auf und kann auch kostengünstiger hergestellt werden.

Eine weitere Möglichkeit für großflächige Anzeigen ist zum Beispiel in der DE 44 30 608 C2 offenbart. Hier wird eine große Projektionsfläche in Form einer flexiblen Tuchwand verwendet, auf die mit Hilfe von mehreren Projektoren Bilder projiziert werden können. Zur Anbringung der Tuchwand an Gebäuden sind allerdings spezielle Konstruktionen erforderlich, die die Tuchwand straff halten.

Auch diese beiden oben genannten herkömmlichen Illuminationsvorrichtungen haben den Nachteil, daß sie die Fassade eines Gebäudes oder dergleichen, an der sie angebracht sind, überdecken, so daß die Fassade nicht mehr erkennbar ist.

Weiter ist aus der DE 40 39 034 A1 ein Großdisplay bekannt, bei dem die Gebäude­ fassade unverändert erhalten bleibt und das relativ kostengünstig installiert werden kann. Das in der DE 40 39 034 A1 offenbarte Großdisplay nutzt wenigstens einen Teil einer Gebäudefront mit regelmäßig angeordneten Fenstern oder Fenstergruppen, die als Bildpunkte der Anzeige verwendet werden, und im oder am Gebäude angebrachte, jedem Fenster zugeordnete Lichtquellen, die selektiv geschaltet werden können. Wie in der einzigen Figur dieser Druckschrift dargestellt, kann so zum Beispiel die aktuelle Uhrzeit in digitaler Schreibweise durch die selektiv beleuchteten Fenster der Gebäudefront angezeigt werden. Dieses herkömmliche Großdisplay ist aber naturgemäß auf einzelne Gebäudefronten beschränkt, die eine geeignete Anordnung von Fenstern oder Fenster­ gruppen in ausreichender Anzahl aufweisen.

Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche insbesondere als Großdisplay verwendet werden kann, wobei die Vorrichtung die Gebäudefassade oder dergleichen optisch nahezu unbeeinträchtigt läßt und die Vorrichtung an jeder beliebigen Gebäudefassade oder dergleichen angebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein System aus mehreren Beleuchtungseinheiten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die mehreren Beleuchtungseinheiten des erfindungsgemäßen Systems können in einem frei wählbaren oder einem vorbestimmten Muster angeordnet werden. Außerdem weist jede der Beleuchtungseinheiten mindestens eine Lichtquelle oder Gruppe von Lichtquellen und eine als dezentrale Intelligenz dienende Steuereinrichtung für die mindestens eine Lichtquelle auf und ist mit einer Energieversorgung verbunden. Die Steuereinrichtung ist mit einer Empfangsvorrichtung zum Empfangen von Steuersignalen fvir die Steuerung der mindestens einen Lichtquelle von einer externen Steuereinheit versehen. Durch die im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen vorgenommene Dezentralisierung der Intelligenz in die einzelnen Beleuchtungseinheiten können Systemeinheiten kleinerer Fläche gebildet werden, die durch optisch kaum wahrnehmbare Verbindungen oder gar drahtlose Verbindungen angesteuert und mit Energie versorgt werden können, so daß mit dem erfindungsgemäßen System auf einfache Weise sogenannte transparente Großdisplays aufgebaut werden können.

Vorzugsweise werden als Lichtquellen Leuchtdioden verwendet, die sowohl in nur einer Farbe für einfarbige Beleuchtungen als auch in wenigstens zwei unterschiedlichen Farben für mehrfarbige Beleuchtungen bzw. Beleuchtungen veränderbarer oder einstellbarer Farbe in den Beleuchtungseinheiten vorgesehen sind.

Gemäß der bevorzugten Verwendungsform der vorliegenden Erfindung wird das erfindungsgemäße System als großflächige Illuminationsvorrichtung beispielsweise an einer großflächigen Gebäudefassade verwendet.

In einer ersten Ausführungsform sind die Beleuchtungseinheiten dabei einzeln von innen oder außen an der Gebäudefassade beispielsweise mittels Klebung befestigt. Die Leitungsverbindungen können in diesem Fall zum Beispiel über ein flexibles Trägermaterial ebenfalls durch Kleben befestigt werden. In einer alternativen Ausführungsform sind die Beleuchtungseinheiten dagegen an einem netzartigen Draht­ geflecht angebracht, welches seinerseits an der Gebäudefassade anbringbar ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinheit des in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Systems; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Verwendung des in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Systems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Das erfindungsgemäße System wird zunächst anhand der Fig. 1 und 2 näher beschrieben. Eine bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Systems wird daran anschließend unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte System weist insgesamt n Beleuchtungseinheiten 1 auf. Jede Beleuchtungseinheit 1 ist dabei mit einer Energieversorgung 2 verbunden (11), wobei vorzugsweise mehrere Beleuchtungseinheiten 1 mit einer gemeinsamen Energieversorgung 2 verbunden sind. Die Verbindung 11 zwischen den Beleuchtungs­ einheiten 1 und den Energieversorgungen 2 erfolgt üblicherweise über geeignete Leitungsverbindungen. Alternativ zu Leitungsverbindungen können auch andere bekannte Kopplungen zur Energieübertragung, wie beispielsweise Induktivitätskopplungen, eingesetzt werden. Außerdem ist es auch möglich, die Energie und die Daten über eine gemeinsame Verbindung zu den Beleuchtungseinheiten zu übertragen, indem beispiels­ weise die Dateninformationen der Energieübertragung aufmoduliert werden.

Ferner ist es anstelle der Verbindung mit externen Energieversorgungen 2 grundsätzlich ebenso denkbar, daß die einzelnen Beleuchtungseinheiten 1 über eigene Energie­ versorgungen, wie Batterien, Solarzellen oder dergleichen verfügen, auch wenn derartige eigene Energiequellen bei dem bevorzugten Einsatzgebiet des Systems als Großdisplays weniger geeignet sind.

Die Beleuchtungseinheiten 1 sind ferner mit einer externen Steuereinheit 3 verbunden (12). Diese Verbindung 12 kann sowohl über Leitungsverbindungen als auch drahtlos, beispielsweise mittels Infrarotstrahlen oder einer Funkverbindung, realisiert werden. Die externe Steuereinheit 3 übermittelt den einzelnen Beleuchtungseinheiten 1 Steuersignale für den Betrieb jeder einzelnen Beleuchtungseinheit. Die Adressierung der Beleuchtungs­ einheiten 1 kann dabei sowohl physikalisch, d. h. als x-y-Matrix, als auch logisch, d. h. über eine logische Adressierung, erfolgen.

Die Datenverbindung 12 kann außerdem nicht nur in der einen Richtung von der externen Steuereinheit 3 zu den Beleuchtungseinheiten 1, sondern zusätzlich auch in der umgekehrten Richtung von den Beleuchtungseinheiten 1 zu der externen Steuereinheit 3 vorgesehen sein. Über diese Rückkopplung können beispielsweise Informationen über den Betriebszustand oder über Fehlfunktionen der Beleuchtungseinheiten 1 an die externe Steuereinheit 3 übermittelt werden.

Die externe Steuereinheit 3 ist außerdem mit wenigstens einer Eingabevorrichtung 4 und einer Ausgabevorrichtung 5, wie zum Beispiel einer Anzeige, versehen. Über die Eingabevorrichtung(en) 4 kann die externe Steuereinheit 3 programmiert und vom Benutzer gewünschte Beleuchtungsmuster eingegeben werden. Über die Ausgabe­ vorrichtung(en) kann der Benutzer seine Eingaben kontrollieren und es werden ihm verschiedene Kontrollparameter, wie beispielsweise Betriebsanzeigen der Beleuchtungs­ einheiten 1 oder Fehlerinformationen, angezeigt.

Über die externe Steuereinheit 3 wird zunächst nur die grundlegende Ansteuerung der Beleuchtungseinheiten 1 gesteuert, d. h. vorzugsweise die Helligkeit und die Farbe des von jeder Beleuchtungseinheit 1 zu erzeugenden Lichtes. Zur Umsetzung dieser Basisansteuerung verfügt jede Beleuchtungseinheit 1 über eine eigene Logikschaltung, wie dies unten anhand von Fig. 1 erläutert wird.

Wie in Fig. 2 dargestellt, besteht jede Beleuchtungseinheit 1 im wesentlichen aus einer Steuereinheit 6 und wenigstens einer Lichtquelle 7a bzw. wenigstens einer Gruppe 7 von Lichtquellen 7a. Als Lichtquellen 7a werden vorzugsweise Leuchtdioden eingesetzt, wobei im Rahmen der Erfindung grundsätzlich auch beliebige andere Lichtquellen, wie Glühlampen, Leuchtstofflampen und dergleichen, verwendet werden können. Aufgrund des günstigen Wirkungsgrades und ihrer hohen Lebenserwartung sind aber insbesondere Leuchtdioden für die bevorzugte Verwendung des Systems in Großdisplays geeignet.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist jede Beleuchtungseinheit 1 eine Gruppe 7 von Leuchtdioden auf, die Leuchtdioden 7a in verschiedenen Farben, insbesondere in zwei oder drei unterschiedlichen (Grund-)Farben, aufweist. Durch eine geeignete Ansteuerung der Leuchtdioden 7a der unterschiedlichen Farben lassen sich in bekannter Weise sämtliche beliebige Farben erzeugen. Beispielsweise enthalten die Steuersignale von der externen Steuereinheit 3 Daten von 3 × 10 Bit für die Farbanteile der drei unterschiedlichen Farben. Selbstverständlich sind aber auch Beleuchtungseinheiten 1 mit Leuchtdioden 7a in nur einer Farbe möglich, um bei Bedarf einfarbige Beleuchtungen einer vorgegebenen Farbe zu realisieren.

Die Ansteuerung der Lichtquellen 7a erfolgt durch einen in der Steuereinheit 6 integrierten Controller oder Mikrocontroller 8 entsprechend den von der externen Steuereinheit 3 zu der Beleuchtungseinheit 1 übermittelten Steuersignalen. Die über­ mittelten Steuersignale werden in der Steuereinrichtung 6 der Beleuchtungseinheit 1 durch eine entsprechende Empfangsvorrichtung 9 empfangen, gegebenenfalls digitalisiert und dem Controller 8 zugeführt.

Anhand des der Beleuchtungseinheit 1 übermittelten Steuersignals, das Informationen über die gewünschte Farbe und die gewünschte Helligkeit enthält, ermittelt der Controller 8 die entsprechende Ansteuerung der einzelnen Lichtquellen 7a der Beleuchtungseinheit 1.

Ferner kann die Steuereinrichtung 6 der Beleuchtungseinheit 1 auch eine Speicher­ vorrichtung (nicht dargestellt) aufweisen, um die von der externen Steuereinheit 3 übermittelten Informationen zu speichern. Auf diese Weise ist es möglich, zeitliche Abfolgen von Ansteuerungen der Lichtquellen 7a zwischenzuspeichern, und die Datenverbindung zwischen der externen Steuereinheit 3 und der Beleuchtungseinheit 1 wird nur zeitweise anstatt ständig benutzt.

Außerdem kann die Empfangsvorrichtung 9 zugleich auch als Sendevorrichtung ausgebildet sein, um, wie oben erwähnt, Informationen von den Beleuchtungseinheiten 1 zur externen Steuereinheit 3 zu übermitteln.

Das erfindungsgemäße System zeichnet sich somit gegenüber herkömmlichen Systemen durch eine Dezentralisierung der Logik für die Ansteuerung der Lichtquellen 7a aus. Jede Beleuchtungseinheit 1 ist mit einer eigenen Logik versehen und kann deshalb als intelligenter, adressierbarer Bildpunkt in einem Großdisplay benutzt werden, wie dies unten erläutert wird.

Eine bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Systems ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Fig. 3 zeigt die Fassade 10 eines großen Gebäudes, wie beispielsweise eines großen Bürokomplexes oder dergleichen, an der ein erfindungsgemäßes System von Beleuchtungseinheiten 1 angebracht ist. Die vorliegende Erfindung ist aber selbst­ verständlich nicht auf diese spezielle Verwendung beschränkt. Der Fachmann wird ohne weiteres weitere Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung erkennen, ohne den durch die Ansprüche definierten Schutzumfang zu verlassen.

Das System besteht aus einer Vielzahl von Beleuchtungseinheiten 1, die matrixartig über einen Teil der Gebäudefassade 10 verteilt sind. In der Ansicht von Fig. 3 sind nur die gerade lichtemittierenden Beleuchtungseinheiten 1 durch entsprechende Bildpunkte dargestellt. Die übrigen Beleuchtungseinheiten 1 sind weggelassen.

Jede Beleuchtungseinheit 1 der oben anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Art bildet einen Bildpunkt des in Fig. 3 dargestellten Großdisplays. Die einzelnen Bildpunkte haben beispielsweise eine Fläche von etwa 1 bis 2 cm², und die einzelnen Bildpunkte sind beispielsweise in einem Rastermaß von etwa 40 cm angeordnet. Das Verhältnis von aktiver Fläche, d. h. der durch die Pixel bzw. die Beleuchtungseinheiten benötigten Fläche, zu passiver Fläche, d. h. der unbenutzten Fläche bzw. der sichtbaren Fläche des Hintergrundes, ist also sehr klein.

Die die Bildpunkte des Großdisplays bildenden Beleuchtungseinheiten 1 sind gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem netzartigen Drahtgeflecht an den Kreuzungspunkten des Netzes angebracht. Das zur Befestigung der Beleuchtungs­ einheiten 1 verwendete Drahtnetz dient gleichzeitig als Verbindung 11 der Beleuchtungseinheiten 1 zur Energieversorgung 2 und als Datenverbindung 12 zur externen Steuereinheit 3. Das Drahtnetz kann mittels üblicher Befestigungsmittel, wie Schrauben, Nieten, etc., an der Gebäudefassade 10 befestigt werden.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Beleuchtungseinheiten 1 direkt an der Gebäudefassade 10 angebracht. Vorzugsweise sind die Beleuchtungseinheiten 1 dabei innen oder außen an Fenster der Gebäudefassade 10 angebracht, insbesondere geklebt. Die einzelnen Beleuchtungseinheiten 10 sind in diesem Fall zum Beispiel mit flexiblen Leiterplatten versehen, die eine einfache Befestigung an der Gebäudefassade und eine einfache Ankopplung 11, 12 zur Energie- und Datenübertragung ermöglichen.

Das Großdisplay, welches das erfindungsgemäße System von Beleuchtungseinheiten 1 verwendet, zeichnet sich dadurch aus, daß es sehr flexibel, d. h. insbesondere unabhängig von der jeweiligen Gebäudefassade, einsetzbar ist und daß es die Gebäudefassade 10 wegen der unausgefüllten Abstände zwischen den Beleuchtungseinheiten 1 in ihrem Aussehen kaum beeinträchtigt. Es wird sozusagen ein transparentes Großdisplay vorgesehen.

Mit den Beleuchtungseinheiten 1 des Großdisplays können in bekannter Weise durch eine entsprechende Ansteuerung der einzelnen Bildpunkte sowohl stehende als auch bewegte Bilder (z. B. Laufschrift) erzeugt werden.

Claims (10)

1. System, bestehend aus mehreren Beleuchtungseinheiten (1), wobei jede der Beleuchtungseinheiten (1) mindestens eine Lichtquelle (7a) oder Gruppe (7) von Lichtquellen und eine Steuereinrichtung (6) als dezentrale Intelligenz für die mindestens eine Lichtquelle aufweist und mit einer Energieversorgung (2) verbunden ist, und wobei die Steuereinrichtung (6) eine Empfangsvorrichtung (9) zum Empfangen von Steuersignalen für die Steuerung der mindestens einen Lichtquelle (7a) von einer externen Steuereinheit (3) aufweist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (7a) Leuchtdioden sind.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsvorrichtung (9) der Steuereinrichtung (6) zur Übertragung der Steuersignale von der externen Steuereinheit (3) physikalisch ansteuerbar ist.

4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsvorrichtung (9) der Steuereinrichtung (6) zur Übertragung der Steuersignale von der externen Steuereinheit (3) logisch adressierbar ist.

5. Verwendung des Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche als großflächige Illuminationsvorrichtung.

6. Verwendung des Systems nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Illuminationsvorrichtung zur Anzeige von Standbildern und/oder bewegten Bildern und/oder zur gestalterischen Illumination geeignet ist.

7. Verwendung des Systems nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das System an einer großflächigen Fassade (10) eines Gebäudes oder dergleichen angebracht ist.

8. Verwendung des Systems nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheiten (1) einzeln von innen oder außen an der Gebäudefassade (10) befestigt sind.

9. Verwendung des Systems nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheiten (1) an einem netzartigen Drahtgeflecht angebracht sind, welches an der Gebäudefassade (10) anbringbar ist.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtgeflecht sowohl als Verbindung der Beleuchtungseinheiten (1) mit der Energieversorgung (2) als auch zur Übertragung der Steuersignale von der externen Steuereinheit (3) zu den Empfangsvorrichtungen (9) der Beleuchtungseinheiten (1) dient.