DE60314686T2 - Verfahren und Anordnung zur Steuerung der Helligkeit einer Glühlampe, und eine Lichtquelle mit einer Glühlampe - Google Patents

Verfahren und Anordnung zur Steuerung der Helligkeit einer Glühlampe, und eine Lichtquelle mit einer Glühlampe Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren für eine Lichtquelleneinheit mit einer Glühlampe, einer Lichtquellensteuereinheit und einer Lichtquelleneinheit und insbesondere ein Steuerungsverfahren für eine Lichtquelleneinheit mit einer Glühlampe mit einer Kennkurve, bei welcher sich eine Lichtmenge fast proportional einer Steuerspannung ändert, sowie eine Lichtquellensteuereinheit und eine Lichtquelleneinheit.
  • Bei einer Lichtquelleneinheit, bei welcher sich die Beleuchtungsstärke der Glühlampe ändert, besteht ein gewöhnlich angewandtes Verfahren darin, einen Spannungsstabilisator in der Lichtquelleneinheit mit der Glühlampe zu verwenden. 2 zeigt das einfachste Verfahren, bei dem eine Steuerspannung von 15Vc eine angelegte Spannung der Lampe von 7V derart ändert, dass sich ein Lichtstrom der Glühlampe von 10Lm ändert.
  • Weiter in 2 ist die an die Lampe angelegte Spannung von 7V proportional der Spannung der Steuerspannung von 15Vc, und die bei der maximalen Steuerspannung an die Lampe angelegte Spannung ist in einer solchen Weise eingestellt, dass sie zu einer Nennspannung der Lampe wird. Zwar hat eine solche Lichtquelleneinheit einen mäßigen Preis, weist jedoch den Nachteil auf, dass eine Beleuchtungsstärke Lx der Lampe für die Steuerspannung von 15Vc mit der Lichtmenge derselben nicht linear ist und sich in der in der Zeichnung gezeigten Weise exponentiell ändert und eine Feineinstellung zur Einstellung derselben auf eine vorgegebene Lichtmenge schwierig vorzunehmen ist.
  • Dagegen sind zur Änderung der Beleuchtungsstärke dieser Lampe proportional der Steuerspannung zwei Verfahren vorstellbar. Ein Verfahren besteht darin, eine Rücktransformation, welche zu der Nichtlinearität der Lichtmenge für die Steuerspannung korrespondiert, in die Steuerspannung umzuwandeln. Das andere Verfahren besteht darin, die Lichtmenge zurückzuleiten und ein Monitorlicht proportional der Steuerspannung zu gestalten. Durch diese Verfahren werden die Einheiten jedoch kompliziert, und dadurch wird es schwierig, die Steuereinheiten zu einem mäßigen Preis herzustellen.
  • Mit der vorliegenden Erfindung sollen ein Leistungsquellensteuerverfahren für eine Lichtquelle, bei welchem die Lichtmenge der Lampe in ein proportionales Verhältnis zu der Steuerspannung gesetzt wird, und ein Leistungsquellensteuerverfahren, das besonders einfach einzustellen und zu einem niedrigen Preis verfügbar ist, sowie die Steuereinheit und die Lichtquelleneinheit derselben geschaffen werden.
  • In 4 ist ein Prinzipblockschaltbild zur Erläuterung eines Grundprinzips der vorliegenden Erfindung gezeigt.
  • Das Schaltbild wird von einer ersten Steuerspannung 1V1, einem Quadratwurzelschaltkreis 2 zum Umwandeln der ersten Steuerspannung in eine Quadratwurzel, einer zweiten Steuerspannung 3V2, die eine Ausgangsspannung des Quadratwurzelschaltkreises ist, und einer elektrischen Konstantleistungsquelleneinheit 16 gebildet, die eine elektrische Leistung, die proportional der zweiten Steuerspannung V2 ist, zu einer Glühlampe 9 führt. Auf Grund dieser Struktur ist es möglich, den Lichtstrom 10Lm der Lampe proportional der Steuerspannung 1V1 sein zu lassen.
  • Wenn wir annehmen, dass die Nennspannung, die elektrische Nennleistung und der Nennlichtstrom der Lampe allgemein jeweils als V0, W0 und LM0 angenommen sind, werden der Leistungsverbrauch W und der Lichtstrom Lm für die angelegte Spannung V der Glühlampe dargestellt durch:
    Figure 00020001
  • Wenn ein Spannungsverhältnis der Lampe aus beiden Gleichungen von Gleichung (1) gestrichen wird, sind die folgenden Gleichungen gegeben:
    Figure 00020002
    und ein Lichtstromverhältnis der Lampe für einen Nennwert wird zu einem Wert, der nahe an der zweiten Potenz eines von der Lampe verbrauchten elektrischen Leistungsverhältnisses liegt. 5 zeigt ein Verhältnis des Quadrats des Leistungsverbrauchs und einer Beleuchtungsstärke und zeigt Messdaten mit einer Halogenlampe, die eine elektrische Nennleistung von 150W aufweist, wobei das Quadrat des Leistungsverbrauchs der Lampe auf der Abszissenachse und die Beleuchtungsstärke Lx der Lampe auf der Ordinatenachse gezeigt sind. Eine durchgehende Linie bezeichnet einen tatsächlichen Messwert, und eine gestrichelte Linie bezeichnet einen theoretischen Wert der Gleichung (2.b). Weiter in 5 reproduziert eine Näherungsgleichung der Gleichung (2.b) umso getreuer eine Emissionskennkurve des Lichts der Lampe, je näher sie an einer Geraden der gestrichelten Linie liegt. Aus dem Diagramm gemäß 5 ist vorstellbar, dass selbst dann, wenn die Emissionskennkurve der Lampe durch die Näherungsgleichung der gestrichelten Linie von Glei chung (2.b) dargestellt ist, und selbst wenn einige Fehler entstehen, für eine praktische Verwendung immer noch akzeptabel ist.
  • An Hand von 4 werden ein Grundprinzip und ein Mittel zum Erleuchten der Glühlampe proportional der Steuerspannung beschrieben, wobei die Emissionskennkurve des physischen Lichts der Glühlampe (und der Lichtstrom proportional dem Quadrat des Leistungsverbrauchs ist) und ein elektronischer Schaltkreis der herkömmlichen Art verwendet werden.
  • Bei der in 4 gezeigten elektrischen Konstantleistungsquelleneinheit 16 wird die zweite Steuerspannung 3V2, welche zu der elektrischen Nennleistung Wo der Lampe korrespondiert, als V2f angenommen, und die Leistungsversorgung wird als Null angenommen, wenn die zweite Steuerspannung 3V2 Null ist. Die elektrische Konstantleistungsquelle 16 ist proportional der zweiten Steuerspannung 3V2 und liefert die elektrische Leistung zu der Lampe. Wenn Gleichung (2.a) durch die zweite Steuerspannung 3V2 dargestellt wird, ist daher die folgende Gleichung gegeben:
    Figure 00030001
  • Weiter in 4 bezeichnet die Bezugsziffer 2 einen Quadratwurzelschaltkreis, welcher die Quadratwurzel der ersten Steuerspannung 1V1 nimmt und sie als V2 ausgibt. Unter der Annahme, dass der maximale Wert der zweiten Steuerspannung 3V2 als V2f angenommen wird, wenn die erste Steuerspannung 1V1 zu diesem Zeitpunkt als V1f angenommen wird, wird hier die Beziehung zwischen denselben folgendermaßen aufgestellt:
    Figure 00030002
  • Wenn Gleichung (4) an Stelle von Gleichung (3) eingesetzt wird und Gleichung (3) durch die erste Steuerspannung 1V1 dargestellt wird, ist daher das Verhältnis zwischen denselben gegeben durch:
    Figure 00030003
  • Wenn die Lampe durch die Schaltkreisstruktur des in 4 gezeigten Blockschaltbilds angesteuert wird, ist daher der Lichtstrom 10Lm der Lampe fast proportional der Änderung in der ersten Steuerspannung 1V1.
  • Aus der obigen Erläuterung geht hervor, dass die Glühlampe durch Kombination des Quadratwurzelschaltkreises 2 und der elektrischen Konstantleistungsquelleneinheit 16 ähnlich wie in dem in 4 gezeigten Blockschaltbild derart erleuchtet werden kann, dass der Lichtstrom 10Lm der Glühlampe auf Grund physikalischer Eigenschaften der Lichtemissionskennkurve der Glühlampe proportional der ersten Steuerspannung 1V1 ist.
  • Die Erfindung ist in den Hauptansprüchen definiert, auf die nunmehr eingegangen wird. Bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
  • In 1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer spezielleren Struktur auf der Basis des das Grundprinzip erläuternden, in 4 gezeigten Blockschaltbilds gezeigt.
  • Der Block wird von einem Stromerfassungssensor, welcher mit der Glühlampe in Reihe geschaltet ist, einem Multiplikationsschaltkreis zum Erzeugen einer Spannung Vw, welche proportional dem Produkt einer Spannung V der Lampe und einer Ausgangsspannung V1 des Stromerfassungssensors ist, einem Quadratwurzelschaltkreis zum Erzeugen einer Spannung V2, welche proportional der Quadratwurzel der Steuerspannung V1 ist; einem Fehlerverstärkungskreis zum Steuern eines Fehlers auf den Mindestwert durch Vergleichen der Ausgangsspannung Vw des Multiplikationsschaltkreises und der Ausgangsspannung V2 des Quadratwurzelschaltkreises, und einer Konstantspannungsquelleneinheit zum Zuführen der elektrischen Leistung gebildet, wobei die Einheit an eine Ausgangsklemme des Fehlerverstärkungskreises angeschlossen ist.
  • In diesem Schaltkreis wird der Lampenstrom I in die Spannung Vi umgewandelt, welche proportional dem Produkt des Stromerfassungssensors und des Glühlampenstroms I ist, und in dem Multiplikationsschaltkreis 13 wird die Spannung Vw erzeugt, die proportional dem Produkt der Spannung Vi und der Lampenspannung V ist. Diese Spannung Vw ist proportional dem Leistungsverbrauch W der Lampe.
  • Nunmehr wird eine erste Steuerspannung V1 einer Quadratwurzelberechnung an dem Quadratwurzelschaltkreis 2 unterworfen, wodurch eine zweite Steuerspannung V2 erzeugt wird. Die zweite Steuerspannung V2 und die Spannung Vw werden an dem Fehlerverstärkungskreis 4 verglichen, und die Konstantspannungsquelleneinheit 6 wird derart gesteuert, dass sich dieses Spannungsdifferential minimiert und dadurch die Spannung V erzeugt wird, die an die Lampe 9 angelegt werden soll.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockschaltbild der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist ein herkömmlicher Lampenansteuerkreis;
  • 3 ist ein Diagramm, welches eine Änderung der Lampenlichtmenge bei einer Lampenspannung (Halogenlampe mit 150W) zeigt, in welchem die Abszissenachse eine Lampenspannung zeigt und die Ordinatenachse die Beleuchtungsstärke einer Lampe (in Lux oder Lx) zeigt;
  • 4 ist ein das Grundprinzip erläuterndes Blockschaltbild der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist ein Diagramm, welches die Änderung der Lampenlichtmenge bei der elektrischen Lampenleistung zeigt, in welchem die Abszissenachse das Quadrat des Leistungsverbrauchs der Lampe zeigt, die Ordinatenachse die Beleuchtungsstärke der Lampe (in Lux oder Lx) zeigt, eine durchgehende Linie einen Messwert zeigt und eine gestrichelte Linie einen theoretischen Wert zeigt;
    Figure 00050001
  • 6 ist ein Steuerkreis gemäß der vorliegenden Erfindung (Halogenlampe mit 100W Leistung)
  • 7 ist ein Diagramm, welches die Lichtmenge der Lampe und eine Lampenspannung bei einer ersten Steuerspannung zeigt, wenn die Halogenlampe mit 100W Leistung in 6 angesteuert wird, in welchem die Abszissenachse die erste Steuerspannung zeigt, die linke Ordinatenachse die Beleuchtungsstärke der Lampe (in Lux oder Lx) zeigt und die rechte Ordinatenachse die Lampenspannung zeigt, die durchgehende Linie die Änderung der Lichtmenge der Lampe bei der ersten Steuerspannung V1 anzeigt und die gestrichelte Linie die Lampenspannung zeigt;
  • 8 ist der Steuerkreis gemäß der vorliegenden Erfindung (Halogenlampe mit 150W Leistung);
  • 9 ist ein Diagramm, welches die Lichtmenge der Lampe und die Lampenspannung bei einer ersten Steuerspannung zeigt, wenn die Halogenlampe mit 150W Leistung in 8 angesteuert wird, in welchem die Abszissenachse die erste Steuerspannung zeigt, die linke Ordinatenachse die Beleuchtungsstärke der Lampe (in Lux oder Lx) zeigt, die rechte Ordinatenachse die Lampenspannung zeigt, die durchgehende Linie die Änderung der Lichtmenge der Lampe bei der ersten Steuerspannung V1 zeigt, die gestrichelte Linie die Lampenspannung zeigt und die Kettenlinie einen theoretischen Wert (14) der Lichtmenge der Lampe bei der ersten Steuerspannung zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Erste Ausführungsform
  • 6 zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6 zeigt die Struktur der in dem Blockschaltbild gemäß 1 gezeigten Lichtmengensteuereinheit, in welcher eine Halogenlampe mit den Nennwerten 100W, 12V verwendet wird. Weiter in 6 erzeugt eine Spannung von 7V, die von einer Konstantspannungs-Leistungsquelleneinheit 6 an die Lampe angelegt wird, einen Strom 8I, der durch eine Lampe und durch einen Widerstand 11R (0,01 Ohm) läuft, der ein Stromerfassungssensor ist, und zu der Konstantspannungsquelleneinheit 6 zurück fließt. Dabei wird eine in der Lampe verbrauchte elektrische Leistung von 10W durch die folgende Gleichung dargestellt: W = I × (V – 0,01·I) (6)
  • Diese elektrische Leistung wird in Licht umgewandelt und wird in den Raum abgegeben. Das Verhältnis derselben ist an Gleichung (2.a) angenähert.
  • Der in die Lampe fließende Strom 8I wird von dem Stromerfassungswiderstand 11R (0,01 Ohm) in eine Stromerfassungsspannung 12Vi (= R × I = 0,01 · I) und eine Spannung 14Vw umgewandelt, die proportional der Stromerfassungsspannung 12Vi ist, und die Lampenklemmenspannung 7V wird in einem Multiplikationsschaltkreis 11 erzeugt. Die Spannung 14Vw ist proportional dem Leistungsverbrauch 10W der Lampe. Diese Spannung 14Vw wird in dem Multiplaktionsschaltkreis mit einer Konstanten normiert, beispielsweise mit der folgenden Gleichung: Vw = 5,0Vi × V = 5,0·10-2 I × V (7)so dass Vw für die Nennspannung V0 (12V), die elektrische Nennleistung Wo (100W) und den Nennstrom I0 (8,33A) der Lampe 5V wird.
  • Nunmehr wird eine erste Steuerspannung 1V1 in dem Eingangsbereich von 0V bis 5V in einem Quadratwurzelschaltkreis 2 einer Quadratwurzelberechnung unterworfen, wodurch eine zweite Steuerspannung 3V2 erzeugt wird. Dabei wird sie zwar folgendermaßen umgewandelt:
    Figure 00060001
    wird jedoch derart eingestellt, dass V2 5V wird, wenn V1 5V beträgt. Daher ändert sich V2 für den Eingangsbereich (0 bis 5V) von V1 ebenfalls von 0V auf 5V.
  • Die zweite Steuerspannung 3V2 und die Spannung 14Vw werden an einem Fehlerverstärker 4 verglichen, und die Konstantspannungsquelleneinheit wird derart gesteuert, dass dieses Spannungsdifferential minimiert wird, wodurch die Spannung 7V erzeugt wird, die an die Lampe angelegt werden soll. Dabei wird die folgende Gleichung aufgestellt: V2 = Vw (9).
  • Wenn I × V, Vw und V2 aus den Gleichungen (6), (7), (8) und (9) gestrichen werden, stellt sich der Leistungsverbrauch 10W der Lampe für die erste Steuerspannung 1V1 dar als:
    Figure 00070001
  • Wenn daher der Steuerkreis gemäß der in 6 gezeigten ersten Ausführungsform verwendet wird, ist der Leistungsverbrauch 10W der Lampe proportional einem Quadratwurzelwert der ersten Steuerspannung 1V1. Das Verhältnis des ausgesandten Lichtstroms 10Lm mit dem Leistungsverbrauch der Lampe von 10W wird durch Gleichung (2) dargestellt, und es ist bewiesen, dass das Verhältnis mit den Messdaten aufgestellt wird, die in 5 gezeigt sind.
  • Wenn beide Gleichungen (10) in die zweite Potenz erhoben werden und an Stelle von Gleichung (2) eingesetzt werden und der Leistungsverbrauch W der Lampe aus dieser Gleichung (2) gestrichen wird und der Lmo von Gleichung (2) als ausgesandter Nennlichtstrom Lm100W der 100W-Halogenlampe angenommen wird, erhält man folgende Gleichung: Lm = 0,2Lm100W × V1, 0V ≤ V1 ≤ 5V (11),so dass das ausgesandte Licht 10Lm der Lampe proportional der ersten Steuerspannung 1V1 wird.
  • Man beachte, dass in 6 die Bezugsziffer 15 den PWMC bezeichnet, der für einen Impulsbreitenmodulationsregler steht.
  • 7 sind die durch die Halogenlampe gemessenen Daten der Nennspannung 12V und der Nennleistung 100W in der Steuereinheit der in 6 gezeigten ersten Ausführungsform. Die Abszissenachse zeigt die erste Steuerspannung 1V, die linke Ordinatenachse zeigt die Beleuchtungsstärke Lx der Lampe, und die rechte Ordinatenachse zeigt die angelegte Spannung 7V der Lampe. Die durchgehende Linie zeigt die Messdaten, bei denen die Beleuchtungsstärke der Lampe mit Lx gemessen wird, die gestrichelte Linie zeigt die Messdaten der an die Lampe angelegten Spannung, und die Kettenlinie zeigt die theoretische Wertegleichung (11) für die Änderung in der Beleuchtungsstärke Lx der Lampe für die erste Steuerspannung 1V1. Aus den in 7 gezeigten Daten heraus wird bewiesen, dass die Aufgabe innerhalb einer Genauigkeit von annähernd 1,5% bis annähernd 6,5% in der Steuereinheit der in 6 gezeigten ersten Ausführungsform erfüllt wird, wodurch die Beleuchtungsstärke Lx der Lampe proportional der ersten Steuerspannung 1V1 sein kann.
  • Zweite Ausführungsform
  • 8 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ist ein Steuerkreis, in dem eine Halogenlampe mit Nennwerten von 150W und 15V verwendet wird. Die Struktur des Schaltkreises ist fast ähnlich der in 6 gezeigten. Die normierte Konstante des Multiplikationsschaltkreises 13 wird in einen Widerstand 4R geändert, so dass bei einer Nennleistung von 150W eine Normkonstantengleichung (7) folgendermaßen gegeben ist: Vw = 3,333·Vi × V = 3,333·10-2 I × V (12)und ähnlich wie bei der vorstehenden Beweisführung der Leistungsverbrauch 10W der Lampe für die erste Steuerspannung 1V1 dargestellt wird durch:
    Figure 00080001
  • Wenn dagegen vorausgesetzt wird, dass der Lmo von Gleichung (2) mit der gleichen Beweisführung wie der vorstehenden als ausgesandter Nennlichtstrom Lm150 genommen wird, stellt sich die Änderung der Lichtmenge für die erste Steuerspannung 1V1 mit folgender Gleichung dar: Lm = 0,2Lm150W × V1, 0V ≤ V1 ≤ 5V (14).
  • Man beachte, dass in 8 die Bezugsziffer 15 den PWMC bezeichnet, der für einen Impulsbreitenmodulationsregler steht.
  • 9 zeigt das Messergebnis mit der Halogenlampe mit Nennleistung 150W, wobei die Lampenspannung 7 und die Lampenlichtmenge Lx für die erste Steuerspannung 1V1 in der Schaltkreisstruktur der in 8 gezeigten zweiten Ausführungsform gemessen werden.
  • Das heißt, die Abszissenachse zeigt die erste Steuerspannung, die linke Ordinatenachse zeigt die Beleuchtungsstärke (in Lux oder Lx), und die rechte Ordinatenachse zeigt die Lampenspannung. Die durchgehende Linie zeigt die Änderung der Lichtmenge der Lampe für die erste Steuerspannung 1V1, und die gestrichelte Linie zeigt die Lampenspannung.
  • Die Kettenlinie zeigt die theoretische Wertegleichung (14) der Lampenlichtmenge für die erste Steuerspannung.
  • 9, welche die auf der 150W-Halogenlampe beruhende Ausführungsform zeigt, beweist, dass sie zwar einen etwas größeren Fehler als den der auf der 110W-Halogenlampe beruhenden Ausführungsform aufweist, wobei der Fehler innerhalb von 4% bis 8% liegt, sie die Aufgabe jedoch in ähnlicher Weise erfüllt.
  • Mit dem Fortschreiten der Bildverarbeitungstechnik sind die auf der Bildverarbeitung beruhenden Aufnahmeinstrumente und Produktionseinheiten weithin in Gebrauch gekommen. Um eine hinreichende Bildverarbeitung mit einem hohen Genauigkeitsgrad ausführen zu können, muss man unbedingt ein klares umrissenes Bild eines Untersuchungsobjekts erhalten, und deshalb ist die Einstellung der Steuerung für eine hinreichende Lichtmenge vonnöten. Jedoch ist mit der in 3 gezeigten Änderung der Lichtmenge, bei welcher die Lichtmenge mit dem herkömmlichen Lampenansteuerverfahren exponentiell nichtlinear vergrößert wird, die Einstellung der Steuerung einer hinreichenden Lichtmenge schwierig vorzunehmen. Als ein Beispiel für eine Anwendung der Lichtquelleneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung gibt es eine Beleuchtung durch ein Mikroskop, welches mit einer CCD-Kamera gebaut ist, die ein Bildeingabeteil dieser Einheiten ist. Als Anwendungsverfahren dafür gibt es das Verfahren zum Anbringen einer Halogenlampe an dem Tubus des Mikroskops derart, dass die Lichtmenge mit der Lichtmengensteuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung eingestellt wird, oder dasjenige zur hinreichenden Beleuchtung des Untersuchungsobjekts durch eine Lichtleitfaser von der Lichtquelleneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung und dergleichen. Diese Lichtmengensteuereinheiten oder die Lichtquelleneinheiten werden in das Lichtmengensteuersystem der Bildverarbeitungseinheit eingebaut, und die Lichtmenge wird mit der Steuerspannung derselben eingestellt. In diesem Fall kommen durch Verwendung der Lichtmengensteuereinheit oder der Lichtquelleneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie beispielsweise in 7 und 9 zu sehen sind, und bei welcher die Lichtmenge proportional der Steuerspannung ist, eine Verbesserung der Untersuchungsgenauigkeit, eine Vereinfachung des Steuerungssystems, eine Digitalisierung der Steuerung, eine Verbesserung der Steuergeschwindigkeit oder dergleichen als deren Wirkungen zustande.
  • Vorteile der Erfindung
  • Mit der Schaltkreisstruktur des in 1 gezeigten Blockschaltbilds wird die zweite Potenz W2 der elektrischen Leistung proportional der ersten Steuerspannung V1 zu der Lampe geliefert. Durch den Leistungsverbrauch W der Lampe, welcher mit dieser ersten Steuerspannung V1 gesteuert wird, wird auf Grund der Emissionskennkurve des physischen Lichts der Glühlampe ein Lichtstrom Lm emittiert, der mit Gleichung (2) dargestellt ist.
  • Dabei wird bei der in 6 gezeigten Schaltkreisstruktur der ausgesandte Lichtstrom Lm durch Gleichung (11) aus den Gleichungen (2) und (10) für die Halogenlampe mit Nennleistung 100W dargestellt und ändert sich fast geradlinig.
  • Bei der in 8 gezeigten Schaltkreisstruktur wird der ausgesandte Lichtstrom Lm durch Gleichung (4) aus den Gleichungen (2) und (10) für die Halogenlampe mit Nennleistung 150W dargestellt.
  • Der ausgesandte Lichtstrom Lm ändert sich ähnlich wie in den Gleichungen (11) und (14) bei der Steuerspannung V1 geradlinig. Wenn ein Beispiel der in 7 gezeigten Messung mit der in 6 gezeigten Steuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform, welche die Halogenlampe mit Nennleistung 100W ansteuert, und das Beispiel der Messung durch die in 8 gezeigte Steuereinheit gemäß der zweiten Ausführungsform, welche die Halogenlampe mit Nennleistung 150W ansteuert, in 3 verglichen werden, welche die Änderung der Beleuchtung bei Lieferung der Spannung V, die proportional einer Steuerspannung Vc ist, zu der Lampe zeigt, ist die Wirkung der vorliegenden Erfindung bemerkenswert, selbst wenn bei der Ausführungsform mit der 100W-Halogenlampe ein Genauigkeitsfehler von annähernd 1,5% bis annähernd 6,5% und bei der Ausführungsform mit der 150W-Halogenlampe ein solcher von annähernd 4% bis annähernd 8% besteht.

Claims (7)

  1. Steuereinheit für die Lichtmenge einer Glühlampe zum Steuern einer Lichtmenge einer Glühlampe mit einer Kennkurve, bei welcher eine Änderung in der Lichtmenge der Lampe annähernd proportional dem Quadrat eines Leistungsverbrauchs ist, mit: einem Stromerfassungssensor (11), welcher mit der Glühlampe in Reihe schaltbar ist; einem Multiplikationsschaltkreis (11) zum Erzeugen einer Spannung Vw, welche proportional dem Produkt einer Klemmenspannung V der Glühlampe und einer Ausgangsspannung V1 des Stromerfassungssensors (11) ist; einem Quadratwurzelschaltkreis (2) zum Erzeugen einer Spannung V2, welche proportional der Quadratwurzel einer Steuerspannung V1 ist; einem Fehlerverstärkungskreis (4) zum Steuern eines Fehlers auf den Mindestwert durch Vergleichen der Ausgangsspannung Vw des Multiplikationsschaltkreises (11) und der Ausgangsspannung V2 des Quadratwurzelschaltkreises (2); und einer Konstantspannungsquelleneinheit (6) zum Zuführen einer elektrischen Leistung zu der Glühlampe, wobei die Einheit an eine Ausgangsklemme des Fehlerverstärkungskreises angeschlossen ist.
  2. Steuereinheit für die Lichtmenge einer Glühlampe gemäß Anspruch 1, wobei der Stromerfassungssensor von einem Stromerfassungswiderstand R gebildet wird.
  3. Steuereinheit für die Lichtmenge einer Glühlampe gemäß Anspruch 2, wobei der Stromerfassungswiderstand R einen Wert von 0,01 Ohm aufweist.
  4. Steuereinheit für die Lichtmenge einer Glühlampe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lampe eine Halogenlampe ist.
  5. Steuereinheit für die Lichtmenge einer Glühlampe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, welche eine mikroskopische Halogenlampen-Lichtquelleneinheit zum Steuern der Lichtmenge einer Halogenlampe ist.
  6. Lichtquelleneinheit für eine Glühlampe, mit: einer Glühlampe mit einer Kennkurve, bei welcher eine Lichtmenge der Lampe fast proportional dem Quadrat eines Leistungsverbrauchs ist; und einer Steuereinheit für die Lichtmenge einer Glühlampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  7. Verfahren zum Steuern einer Lichtmenge einer Glühlampe, mit: dem Erfassen eines Stroms mit Hilfe eines Stromerfassungssensors (11), welcher mit der Glühlampe in Reihe geschaltet ist; dem Erzeugen einer Spannung Vw, welche proportional dem Produkt einer Klemmenspannung V der Glühlampe und einer Ausgangsspannung V1 des Stromerfassungssensors (11) ist; dem Erzeugen einer Spannung V2, welche proportional der Quadratwurzel einer Steuerspannung V1 ist; dem Steuern eines Fehlers auf den Mindestwert durch Vergleichen der Spannung Vw und Spannung V2 in einem Fehlerverstärkungsschaltkreis; und dem Zuführen einer elektrischen Leistung zu der Glühlampe mit Hilfe einer Konstantspannungsquelleneinheit, welche an eine Ausgangsklemme des Fehlerverstärkungskreises angeschlossen ist; wobei die Lichtmenge der Glühlampe durch das Steuern der Steuerspannung gesteuert wird.
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