DD150269A5 - METHOD AND APPENDIX FOR REALIZING THE DISPLAY OF VARIOUS INFORMATION - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf die farbige Anzeige von Informationen, wie beispielsweise auf einer aus farbigen Bildpunkten aufgebauten Lichtreklame. Durch die Erfindung wird bei hoeherem Wirkungsgrad und gleicher Leistungsaufnahme eine hoehere Flaechenhelligkeit und eine hochgradige Farbsaettigung erreicht. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dasz in der lichtanzeigenden Ebene mehrere lichtablenkende Mittel, wie Prismen, Linsen etc. in einer Gruppe so angeordnet sind, dasz immer benachbarte Refraktionsmittel verschiedener Lichtquellen in einer zyklisch alternierenden Reihenfolge miteinander optisch gekoppelt sind und die aus der lichtanzeigenden Ebene austretenden Lichtstrahlen ein Lichtbuendel von unterschiedlicher Grundfarbe bilden, das senkrecht zur lichtanzeigenden Ebene steht.The invention relates to the colored display of information, such as on a light sign made up of colored pixels. The invention achieves a higher surface brightness and a high degree of color saturation at a higher efficiency and the same power consumption. The essence of the invention is that in the light-indicating plane, a plurality of light-deflecting means, such as prisms, lenses, etc. are arranged in a group such that always adjacent refraction means of different light sources are optically coupled together in a cyclic alternating order and those from the light-indicating plane Emerging light rays form a Lichtbuendel of different basic color, which is perpendicular to the light-indicating plane.
Description
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Verfahren und Anlage zur farbigen Anzeige von InformationenMethod and system for color display of information
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zur Anzeige von verschiedenen Informationen in Farblicht, wie beispielsweise der Betrieb einer Lichtinformationstafel·The invention relates to a method and a system for displaying various information in colored light, such as the operation of a light information panel.
Zum besseren Verständnis desGegenstandes der Erfindung wird zunächst der auszustattende Mechanismus der farbmischung ausführlich behandelt und hieran anschließend erläutert, welche Verfahren und Anlagen mit Hilfe der neuen Methode ausgestaltet werden können«For a better understanding of the subject matter of the invention, the mechanism of color mixing to be equipped is first of all dealt with in detail and subsequently explained which processes and installations can be designed with the aid of the new method. "
Der Begriff der lichtanzeigenden Anlagen erstreckt sich im allgemeinen auf alle Anlagen, die durch einen Lichteffekt dem Betrachter eine Information mitteilen. ZuThe term of the light-indicating systems generally extends to all systems that inform the viewer by means of a lighting effect. To
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diesen Anlagen gehören solche Anlagen, die durch die Änderung der Farbe der Farbzusammensetzung und der Helligkeit eine Information liefern, und die mehr als eine Lichtquelle verschiedener Farben oder mehrere Lichtquellen der gleichen Farbe besitzen, die jedoch einzeln mit unterschiedlichen Farbfiltern ausgestaltet sind, wobei in die Bahn des Lichtstrahls modulierende Elemente, wie Spiegel, Lxchtumlenkungsmittel, durchsichtige oder lichtdurchlässige Mittel angeordnet sind. Ferner gehören hierzu Anlagen, die bestimmungsgemäß als Lichtanzeiger für den, innerhalb eines gegebenen Raumwinkels Betrachtenden (einer Person oder einem technischen Mittel) durch die Differenz, die zwischen-den zu unterschiedlichen Betriebszuständen gehörenden Helligkeitspegeln und Farbzusammensetzungen besteht, eine Information liefern.these installations include those which provide information by changing the color of the paint composition and the brightness, and which have more than one light source of different colors or multiple light sources of the same color, but which are individually designed with different color filters, into the web the light beam modulating elements, such as mirrors, Lxchtumlenkungsmittel, transparent or translucent means are arranged. Further, this includes equipment intended to provide information as a light indicator for the viewer (person or technical means) within a given solid angle, by the difference between the brightness levels and color compositions associated with different operating conditions.
Das am meisten charakterisierende Anwendungsgebiet derartiger Anlagen ist die aus farbigen Bildpunkten aufgebaute Lichtreklame, An der Anzeigefläche derartiger Anlagen können durch die geeignete Steuerung der Helligkeit und der Farbzusammensetzung die dem Realen recht nahestehende farbige Bilder angezeigt werden.The most characterizing field of application of such systems is the illuminated advertising made up of colored pixels. On the display surface of such systems, by means of the suitable control of the brightness and the color composition, the color images close to the real one can be displayed.
Das erwähnte, am meisten kennzeichnende Anwendungsgebiet stellt an derartige Lichtanzeiger folgende Forderungen:The mentioned, most characteristic field of application makes the following demands on such light indicators:
- einfache Steuerbarkeit der Helligkeit und der Färb zus amme ns e t ζ ung,- easy controllability of the brightness and the color combination,
- hohe Zuverlässigkeit,- high reliability,
- gute Lichtausbeutung und höhe Lichtintensität,- good light exploitation and high light intensity,
Zur Lösung dieser Forderungen hatte sich die in Fig. dargestellte Lösung am meisten verbreitet.To solve these demands, the solution shown in Fig. Had spread the most.
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Im Halter- und Abschirmungsrohr 1 sind drei Lichtquellen 2 angeordnet, wobei jeder Lichtquelle ein Reflektor 3 zugeordnet ist· Die Reflektoren reflektieren das Licht der Lichtquellen auf die an der Vorderplatte angeordnete lichtdurchlässige Platte 5· In der Bahn jedes einzelnen Lichtbündels ist ein Farbfilter 4 eingesetzt, Gemäß dem Gesetz der additiven Farbmischung läßt einer der Filter die roten (R), der andere die gründen (G) und der dritte die blauen (B) Lichtstrahlen durch· Durch die individuelle Intensitätsänderung und durch geeignete Mischung der Lichtbündel der G" rundfarben, R, G, B kann die Mehrheit der in der STatur vorkommenden Farbtöne hergestellt werden· Aus der Anordnung geht zwangsweise hervor, daß die drei, aus der Lichtquelle austretenden Lichtbündel weder miteinander parallel verlaufen können, noch mit der optischen Achse des Lichtanzeigers - die gleichzeitig die Hauptbetrachtungsrichtung darstellt - koinzidieren können.In the holder and shielding tube 1, three light sources 2 are arranged, each light source being associated with a reflector 3. The reflectors reflect the light from the light sources onto the transparent plate 5 arranged on the front plate. In the path of each individual light bundle, a color filter 4 is inserted; According to the law of additive color mixing, one of the filters leaves the red (R), the other the green (G), and the third the blue (B) light rays. By the individual intensity change and by suitable mixing of the light bundles of the G "round colors, R , G, B, the majority of the colors occurring in the scale can be produced · The arrangement forcibly proves that the three light beams emerging from the light source can not be parallel with each other, nor with the optical axis of the light indicator - which at the same time the main viewing direction represents - can coincide.
Es ist wphl ersichtlich, daß diese Tatsache gegenüber den optischen Charakteristiken des die Farbmischung sicherstellenden, lichtdurchlässigen Schirms recht strenge Forderungen stellt·It can be seen that this fact places quite stringent demands on the optical characteristics of the translucent screen ensuring color mixing.
Die gleichmäßige Farbmischung findet in dem Raumwinkelbereich der Betrachtung nur dann - und ausschließlich nur dann - statt, wenn alle Punkte des lichtdurchlässigen Schirms als sekundärer Strahler, unabhängig von der Richtung des einfallenden Lichtbündels eine kugel symmetrische sekundäre Strahlung erzeugen· Sollten die optischen Eigenschaften des Schirms vom Idealen abweichen, ergeben sich daraus gleichzeitig zwei Nachteile, und zwar:The even color mixing takes place in the solid angle range of the observation only then - and only then - if all points of the translucent screen as a secondary radiator, regardless of the direction of the incident light beam, produce a spherical symmetric secondary radiation. · If the optical properties of the screen of the Ideally, this results in two disadvantages, namely:
- die Lichtintensität nimmt in der Hauptrichtung der Betrachtung ab,the light intensity decreases in the main direction of consideration,
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- in den übrigen Richtungen verschiebt sich die Farbzusammensetzung.- In the other directions, the color composition shifts.
Die Erscheinung ist in Pig· 2 veranschaulicht.The phenomenon is illustrated in Pig · 2.
In Pig· 2a ist der ideale Pail auf den planaren Schnitt zweier Lichtbündel bezogen dargestellt. Daraus ist es ersichtlich, daß bei einer kugelsymmetrischen sekundären Strahlungscharakteristik innerhalb des ganzen Bereiches (180°) die von den beiden Strahlen hervorgerufenen sekundären Strahlungen im gleichen Verhältnis vermischt sind, Fig# 2b veranschaulicht den Pail, wenn die optischen Eigenschaften des Schirms von der Idealen abweichen· Zahlreiche Vorschläge sind bekannt, die danach strebten, den idealen Zustand unter Anwendung eines opalen, geätzten oder sandbestreuten Schirms, eventuell mit Schirmen unterschiedlicher Pormen und Zusammensetzung mit mehr oder weniger Erfolg zu erreichen. -In Pig · 2a, the ideal pail is shown in relation to the planar section of two light bundles. From this it can be seen that with a spherically symmetric secondary radiation characteristic within the whole range (180 °) the secondary radiations caused by the two beams are mixed in the same ratio, Fig. 2b illustrates the pail when the optical properties of the screen deviate from the ideals Numerous proposals are known which sought to achieve the ideal state using an opal, etched or sand-blasted screen, possibly with screens of different shapes and composition, with more or less success. -
Wir möchten jedoch auf einen weiteren grundsätzlichen ITachteil hinweisen· ,However, we would like to point out another fundamental IT disadvantage ·
Es ist offentsichtlich, daß die günstigsten Farbmischungs- und Lichtintensitätsverhältnisse in der Hauptrichtung der Betrachtung und in deren Umgebung sichergestellt werden müssen.It is obvious that the most favorable color mixing and light intensity ratios must be ensured in the main direction of the viewing and its surroundings.
Aus dem Vorhergesagten geht eindeutig hervor, daß sich die Umstände eben gegen die Hauptrichtung der Betrachtung am ungünstigsten gestalten, wobei diese ungünstigsten Verhältnisse nicht einmal zu Lasten des extremen Bereiche des Raumwinkels der Betrachtung verbessert werden können.It is clear from what has been said that circumstances are most unfavorable to the main direction of observation, and these unfavorable conditions can not even be improved to the detriment of the extreme range of the solid angle of observation.
Diese Erscheinung ist als ein äußerst großer Hachteil zu betrachten, da die Lichtreklamen in der Mehrheit der FälleThis phenomenon is to be regarded as a very large disadvantage, since the light advertisements in the majority of cases
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an aolchen Stellen angeordnet sind, wo die Umgebung selbst die Realisierung eines vollkommenen Betrachtungsbereiches (2 If ) ausschließt·are arranged at such locations where the environment itself excludes the realization of a perfect viewing area (2 If )
Die charakteristische Anwendung der Lichtreklamen besteht darin, daß diese an der Passade eines in der Mittellinie einer verkehrsreichen, frequentierten Straße liegenden Gebäudes angeordnet sind, wodurch der Raumwinkel der Betrachtung von der Umgebung selbst eingeschränkt wird· Die minimale Betrachtungsentfernung in Betracht nehmend, ergibt sich in der Mehrheit der Falle ein Raumwinkel der Betrachtung, der dem öffnungswinkel von 50 bis 70o eines Kegels entspricht·The characteristic application of the illuminated advertising is that they are located at the passe of a building lying in the center line of a busy, busy street, which limits the spatial angle of the view from the environment itself. Taking the minimum viewing distance into account, the figure shows Majority of the trap is a solid angle of consideration corresponding to the opening angle of 50 to 70o of a cone ·
Bei bekannten Anordnungen dieser Art geht die außerhalb des Raumwinkels von 50 bis 7Oo einfallende Lichtenergie verloren, d.h· sie wird überflüssig· Die dadurch verlorengehende Lichtenergie ist bedeutend·In known arrangements of this type, the light energy incident outside the solid angle of 50 to 70 is lost, that is to say superfluous. The light energy lost thereby is significant.
Wenn man innerhalb des Raumwinkelbereiches von 2 « die Verteilung der Lichtintensität als gleichmäßig betrachtet (der in den Vorangehenden als ideal betrachtete Fall), werden bei einem tatsächlichen Raumwinkel der Betrachtung Von 60° etwa nur 10 % der durch den Schirm hindurchgehenden Lichtenergie in den gewünschten Raumwinkel gelangen· 90 % werden als Verlust zerstreut·Considering the distribution of the light intensity as uniform within the solid angle range of 2 ° (the case considered ideal in the preceding), at an actual solid angle of 60 ° viewing, only about 10 % of the light energy passing through the screen becomes the desired solid angle · 90 % are dissipated as a loss ·
Durch die Erfindung wird bei höherem Wirkungsgrad und gleicher Leistungsaufnahme eine höhere Flächenhelligkeit und eine hochgradige Farbsättigung erreicht·The invention achieves a higher surface brightness and a high degree of color saturation with higher efficiency and the same power consumption.
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Darlegung dee Wesens der Erfindung; - Explanation of the nature of the invention; -
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtanzeiger zu entwickeln, bei welchem der erwähnte Verlust nicht auftritt und die gesamte, durch den Schirm hindurchgehende Iiichtenergie bei gleichzeitiger Sicherstellung der Farbmischung in den gewünschten Raumwinkel ( < 2 If) gelangt.The invention has for its object to develop a light indicator in which the mentioned loss does not occur and the entire, passing through the screen Iiichteergie while ensuring color mixing in the desired solid angle (<2 If) passes.
Der Erfindungsgedanke beruht auf der Erkenntnis, daß der Schirm des lichtanzeigers aus einer gebührenden Entfernung betrachtet auch dann als eine in homogener, gemischter Farbe leuchtende Fläche erscheint, wenn der Schirm nicht mit einer homogenen gemischten Farber leuchtet, sondern aus leuchtenden Flächenelementen von bestimmter Größe und unterschiedlichen Farben besteht (farbiges Fernsehen, farbige Druckertechnik),The idea of the invention is based on the recognition that the screen of the light indicator, viewed from a suitable distance, will appear as a surface illuminated in homogeneous, mixed color even if the screen does not glow with a homogeneous mixed color, but of luminous area elements of a certain size and different Colors exist (colored television, colored printer technology),
Bei der in bekannter Weise aus einer Lichtquelle, einem Spiegel und Farbfilter bestehenden Anordnung wird aus einer Gruppe von Refraktionsmitteln bestimmter Größe und Form ein Schirm gebildet, dessen Flächenelemente entsprechend der Größe der lichtbrechenden Mittel alternierend, in einer der Farbe der drei Lichtquellen leuchtet und der die durchgehende Lichtenergie in einen gewünschten Kaumwinkel gleichmäßig verteilt austrahlt.In the known arrangement of a light source, a mirror and color filter arrangement consisting of a group of refraction of a certain size and shape a screen is formed, the surface elements alternately according to the size of the refractive means, in one of the color of the three light sources lit and the continuous light energy evenly distributed in a desired low angle.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den Fig. 3 bis 13 der dazugehörigen Zeichnung werden verschiedene Ausführungsvarianten der Erfindung dargestellt.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In Figs. 3 to 13 of the accompanying drawings, various embodiments of the invention are shown.
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Wenn im Sinne der Pig· 3 zwei Prismen mit dem Brechwinkel <ό bzw, fi nebeneinander gelegt werden und auf beide Prismen - senkrecht zur gemeinsamen Halbierungsebene - parallel, monokromafieche Lichtbündel geleitet werden, werden die Lichtbündel entsprechend den Brechwinkeln mit den Winkel tf und cT gebrochen und anschliessend die Querschnitte A und B durchqueren· Abgesehen von den Grenzfällen, die durch die vollkommene Refraktion verursacht werden, kann sich die Richtung des Strahlganges umkehren, d.h·, daß sowohl die vom Querschnitt A ausgehenden, mit dem Einfallswinkel t* ankommenden Strahlen, wie auch die, aus dem Querschnitt B austretenden, unter dem Einfallswinkel or eintreffenden Strahlen auf der gemeinsamen Halbierungsebene senkrecht und miteinander parallel verlaufend aus den Prismen austreten (Pig· 4).If, in the sense of Pig. 3, two prisms with the refractive angle ό or fi are juxtaposed and parallel monocromal light bundles are passed onto both prisms perpendicular to the common halving plane, the light bundles are refracted corresponding to the refractive angles with angles tf and cT and then cross the cross sections A and B. Apart from the limiting cases caused by the perfect refraction, the direction of the beam path can be reversed, ie both the beams originating from the section A and arriving at the angle of incidence t * , such as also the rays emerging from the cross-section B and arriving at the angle of incidence o r on the common halving plane emerge perpendicularly and parallel to one another out of the prisms (Pig * 4).
Daher können Mit Hilfe der beschriebenen Anordnung zwei miteinander einen Winkel T* + cT einschließende Idchtbündel zu einem einzigen parallel verlaufenden Lichtbündel vereinigt werden·Therefore, with the aid of the arrangement described, two horizontal bundles enclosing an angle T * + cT can be combined to form a single parallel bundle of light.
Weise die aus den Querschnitten A und B austretenden Lichtbündel unterschiedliche Farben auf, z.B. rot und blau, wird das Oberteil des vereinigten parallelen Lichtbündels rot, das Unterteil dagegen blau sein, wobei diese theoretisch endlos parallel miteinander verlaufen.If the light beams emerging from the cross sections A and B have different colors, e.g. red and blue, the upper part of the combined parallel light beam will be red, the lower part, however, be blue, which theoretically run endlessly parallel to each other.
Wena jetzt bei dieser Anordnung in die Bahn sowohl des roten (oberen), wie auch des blauen (unteren) Lichtbündelteils je eine Sammellinse oder Streuungslinse eingesetzt wird, kommt der in der Pig. 5 oder β sichtbare Strahlgang zustande.Wena now in this arrangement in the path of both the red (upper), as well as the blue (lower) light beam part ever a converging lens or scattering lens is used, comes in the Pig. 5 or β visible radiance.
In beiden Fällen findet in den quergestrichelten Raumwinkelteilen die vollkommene Vermischung der roten undIn both cases, in the cross - hatched solid angle parts, the perfect mixing of the red and the red
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der blauen Farbe statt« Sollte jemand diese Anordnung, die als Lichtanzeiger dient, aus dem quergestrichelten Raumteil betrachten, wird er aus einer geringen Entfernung je einen, in roter bzw· blauer Farbe leuchtenden Punkt sehen· Wird jedoch in demselben Raumteil die Anordnung aus einer Entfernung, aas welcher der Abstand zwischen den beiden Lichtpunkten unter einem Gesichtswinkel, der kleiner ist als das Auflösungsvermögen des Auges, betrachtet, ist nur ein einziger Punkt zu sehen, der in einer der Mischung der zwei Farben entsprechenden Farbe - in unserem Fall lilafarbig - leuchtet.If someone looks at this arrangement, which serves as a light indicator, from the obliquely crossed part of the room, he will see from a small distance one point each, shining in red or blue color. However, in the same part of the room, the arrangement will be from a distance However, considering the distance between the two points of light at a visual angle smaller than the resolution of the eye, only one point is visible, which shines in a color corresponding to the mixture of two colors, in our case lilac-colored.
Der Raumwinkel der quergestrichelten Raumteile hängt von der geometrischen Dimension (Krümmung) der Sammellinse bzw» der Streuiiagslinse, sowie dem Brechindex ab· Das Maß der zur Realisierung des gewünschten Raumwinkels erforderlichen Idnse kann nach den Formeln der geometrischen Optik berechnet werden»The solid angle of the cross-hatched parts of the room depends on the geometrical dimension (curvature) of the convergent lens or the scattering lens and the refractive index. The dimension of the idnse required to realize the desired solid angle can be calculated according to the formulas of geometric optics.
In der Praxis kann die individuelle Herstellung und Anordnung der Prismen und Linsen mit Schwierigkeiten verbunden sein* Unter gewissen Beschränkgungen kann die durch die beiden Mittel hervorgerufene Wirkung auch derweise erzeugt werden, daß die konvexe oder konkave Fläche - wie aus der Fig. 7 ersichtlich ist - an einer oder beiden Flächen des lichtbrechenden Prismas ausgestaltet wird·In practice, the individual production and arrangement of the prisms and lenses may be associated with difficulties. Under certain restrictions, the effect produced by the two means may also be produced in such a way that the convex or concave surface, as can be seen in FIG. is formed on one or both surfaces of the refractive prism ·
Das in der Fig» 8 veranschaulichte Prismasystem ist durch die Multiplikation der in der Fig· 7 illustrierten zwei Prismen entstanden. Es ist ersichtlich, daß dieselbe Wirkung hervorgerufen wird, wie mit den in Fig· 7 dargestellten Prismen. Gleichzeitig ist aber dieses System zur Lenkung breiterer Idchtbündel in eine gemeinsame Richtung geeignet· Werden z.B· quadratische Prismen auch in der, auf der Ebene des Papiers vertikalen Richtung mul-The prism system illustrated in FIG. 8 was created by the multiplication of the two prisms illustrated in FIG. It can be seen that the same effect is produced as with the prisms shown in Fig. 7. At the same time, however, this system is suitable for guiding wider bundles of holes in a common direction. For example, if square prisms are also placed in the vertical direction at the level of the paper.
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tipliziert, entsteht ein zur Mischung zweier Farben geeigneter Schirm·When tipped, a screen suitable for mixing two colors is formed.
Selbstverständlich wird die'Multiplikation von einer Erscheinung begleitet, die in der Reihe der Überlegungen keineswegs außer Acht gelassen werden kann· Diese Erscheinung wird an Hand der Pig· 9 näher erläutert· Bei dem multiplizierenden Prismensystem fließt nur der Anteil Ba" des aus dem Querschnitt A austretenden Lichtbündels in die gewünschte Richtung fort, während der Anteil "bn außerhalb des nützlichen Raumteiles zerstreut wird· Das bedeutet, daß nur der Anteil -A^ des auf den Schirm einfallenden Lichtstrahls in die gewünschte Richtung gelenkt werden kann·Of course, the multiplication is accompanied by a phenomenon which can not be ignored in the series of considerations. This phenomenon is explained in more detail with reference to Pig. 9. In the multiplying prism system only the portion B a "of the cross section flows A leaving light beam in the desired direction, while the portion "b n is scattered outside the useful space part · This means that only the proportion -A ^ of the light beam incident on the screen can be directed in the desired direction ·
Bei der in der Pig. dargestellten Anordnung weist "a" einen kleineren Wert als "b" auf· Dadurch wird weniger als 50 % des durch den Querschnitt A hindurchströmenden Lichtstromes den Schirm durchdringen*When in the Pig. As a result, less than 50 % of the luminous flux passing through the section A will penetrate the screen *
Viel günstigere Verhältnisse können erreicht werden, wenn die Prismen gemäß Pig· 10 ausgebildet werden· Wie aus der Pig. ersichtlich ist, ist in diesem Pall "a" größer als "b". Dadurch kann mehr als die Hälfte des durch den Querschnitt A hindurchströemenden Lichtstromes in den gewünschten Raumwinkel gelangen·Much more favorable conditions can be achieved if the prisms are formed according to Pig · 10 · Like from the Pig. is apparent, in this Pall "a" is greater than "b". As a result, more than half of the luminous flux flowing through the cross section A can reach the desired solid angle.
Wird der Schirm zur Vermischung des Lichtes von drei Lichtquellen unterschiedlicher Parben, sowie zur Lenkung des Lichtes in den gewünschten Raumwinkel verwendet, beträgt der Anteil des durch den Schirm hindurchströemenden Lichtstromes bei der Anordnung nach Pig· IO noch immer nur etwa 50 %t d.h.· annähernd soviel, wie bei einer, aus einem lichtdurchlässigen Material gefertigten Lösung·If the shield is to mix the light from three light sources of different Parben, and used for directing the light into the desired solid angle, the proportion of the hindurchströemenden by the screen light flux is in the arrangement of Pig x IO still only about 50% t ie · approximately as much as with a solution made of a translucent material
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Obiges zusammenfassend, ermöglicht daher die erfinäungsgemäße Lösung, die durch den Schirm hindurchströmende gesamte Lichtmenge in den gewünschten Raumwinkel zu lenken, wodurch eine wesentlich bessere Ausbeutung der Lichtenergie erreicht werden kann·Summarizing the above, the solution according to the invention therefore makes it possible to direct the total quantity of light flowing through the screen into the desired solid angle, whereby a significantly better exploitation of the light energy can be achieved.
Falls die entsprechende Farbvennischung in einem, dem Kegel mit einem Öffnungswinkel von 60° entsprechenden Raumwinkel zu sichern istf ergibt die erfindungsgemäße Lösung mit den bekannten Lösungen verglichen eine neunmal größere Flächenhelligkeit, wobei die Leistung der Lichtquelle dieselbe bleibt.If appropriate in a Farbvennischung to secure the cone with an opening angle of 60 ° corresponding solid angle is f yields the solution of the invention with the known solutions, comparing a nine times greater surface brightness, wherein the power of the light source remains the same.
Bin Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung ist in Pig· 11 dargestellt·An embodiment of the solution according to the invention is shown in Pig 11.
Ähnlicherweise wie bei den bekannten Lösungen, enthält die zur Lichtanzeige dienende Anlöge, die in dem Lichtumlenkungsrohr 1 angeordneten Lichtquellen 2, die Reflektoren 3 und die Farbfilter 4· Alle drei Reflektoren sind derweise orientiert, daß die Lichtstrahlen der Lichtquellen über je einen Farbfilter auf die indentische Fläche der an der Stirnseite des Lichtanzeigers vorhandenen Fläche 5 reflektiert.werden· In der Ebene 5* sind mehrere lichtbrechende Prismen angeordnet, deren Brechwinkel entsprechend dem Winkel zwischen den Lichtbündeln und der Ebene 5* ausgestaltet ist· Darauffolgend werden die in der Ebene 51 angeordneten Prismen einzeln so verdreht, daß eine Gruppe der Prismen die Strahlen der Farbe (rot), die anderen die Strahlen der Farbe (grün) und die dritte Gruppe wiederum eine weitere Strahlenfarbe z.B· blau in den gewünschten Raumwinkel lenkt (Fig. 12). Zweckdienlich wird die beschriebene Anlage so ausgebildet, daß zuletzt zu den Stahlbündeln aller drei Farben Primsen in gleicher oder wenigstens annähernd gleicher Menge zugeordnet werden, und die zu den verschiedenenSimilar to the known solutions, the serving for light display Appendices, arranged in the light guide tube 1 light sources 2, the reflectors 3 and the color filter 4 · All three reflectors are oriented in such a way that the light beams of the light sources via a respective color filter on the indent The surface of the surface 5 present on the front side of the light indicator is reflected. In the plane 5 *, a plurality of refractive prisms are arranged whose refractive angle is designed according to the angle between the light beams and the plane 5 *. Subsequently, those are arranged in the plane 5 1 The prisms are individually rotated in such a way that one group of the prisms directs the rays of the color (red), the others the rays of the color (green) and the third group in turn directs another ray color into the desired solid angle (FIG. 12). Conveniently, the system described is designed so that at last to the steel bundles of all three colors of primers are assigned in the same or at least approximately the same amount, and to the various
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Farben gehörenden Prismen entlang der Oberfläche in einer, sich zylkisch ändernden Reihenfolge angeordnet aind.Color associated prisms are arranged along the surface in a, cylcically changing order aind.
Der auf die Ebene 5f bezogenei.Querschnitt der Prismen ist zweckdienlich so gewählt, daß je drei Prismen in der beschriebenen eingedrehten Stellung ein Hexagon bilden, d.h. jedes Prisma einen rhombischen Querschnitt mit Winkeln von 120° aufweist, da in diesem Fall die Oberfläche ohne Verlust mit den Prismen ausgefüllt werden kann (Pig. 13).The cross section of the prisms, referenced to the plane 5 f , is suitably chosen so that every three prisms in the described screwed position form a hexagon, ie each prism has a rhombic cross section with angles of 120 °, since in this case the surface is without loss can be filled with the prisms (Pig. 13).
Aus den Vorhergesagten geht es eindeutig hervor, welche Anordnung bei der erfindungsgemäßen Anlage getroffen werden lauß. In Kenntnis dieses Aufbaues wird die Erfindung in der Weise in die Praxis überführt, daß die an sich bekannten optischen Elemente si eingestellt und geordnet werden, daß die vorher beschriebene Anordnung realisiert wird· In diesem Fall realisiert sich daher die Erfindung nicht in der Gestaltung der optischen Elemente, viel eher in der Auswahl der geeigneten Elemente aus der Schar der bekannten Elemente, sowie in der lokalen - wenn auch empirischen - Anordnung derselben.It is clear from the predicted which arrangement will be made in the system according to the invention. Knowing this structure, the invention is put into practice in such a way that the known optical elements si are set and arranged so that the arrangement described above is realized · In this case, therefore, the invention is not realized in the design of the optical Elements, much more in the selection of suitable elements from the group of known elements, as well as in the local - albeit empirical - arrangement of the same.
Zur Durchführung des Verfahrens werden Lichtquellen (z.B. drei) unterschiedlicher Farben mit je einem Reflektor versehen, der die von den einzeln, z.B. der ersten, zweiten oder dritten Lichtquelle gelieferten Lichtenergie auf die lichtanzeigenden Ebenen und auf die in dieser Ebene bestimmte nützliche Fläche konzentriert. Auf dieser Fläche werden die Resultierenden, der aus den einzelnen Lichtquellen austretenden Lxchtenergien in ein einziges, aus der nützlichen Fläche austretendes Strahlbündel vereinigt. Entlang der lichtanzeigenden Fläche wird eine Schar von lichtumlenkenden MittelnTo carry out the method, light sources (e.g., three) of different colors are each provided with a reflector which is the same as that of the individual, e.g. the light energy supplied to the first, second or third light source to the light-indicating planes and to the useful surface determined in this plane. On this surface, the resultant, the Lxchtenergien exiting from the individual light sources are combined into a single, emerging from the useful surface beam. Along the light-indicating surface there will be a crowd of light-deflecting means
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(desweiteren Lichtablenker) so"~angeordaet, daß die benachbarten Lichablenker in einer sich zyklisch alternierenden Reihenfolge immer mit einer anderen Lichtquelle optisch gekoppelt sind (z.B· der Reihe nach mit der ersten, der zweiten, der dritten und wiederum mit der ersten Lichtquelle)· Die so erhaltenen IT lichtablenkenden Gruppen - wobei unter einer lichtablenkenden Gruppe die Gesamtheit der an gleicher Lichtquelle angeschlossenen Lichtablenker verstanden wird - werden so in die Betriebsstellung gebracht, daß die zu den einzelnen Gruppen gehörenden Lichtablenker mitlaufend verdrehend die (je Gruppe gemeinsame ) Winkelstellung der IdLchtablenker der einzelnen Gruppen solange geändert wird, bis die Fortschrittsrichtung der aus der lichtanzeigenden Ebene austretenden, ein Liehstrahlbünde1 «> bildenden Lichtbündel von unterschiedlichen Grundfarben auf der lichtanzeigenden Ebene senkrecht liegt oder die einfarbigen Lichtbündel auf konischen Bahnen forteoJireiten, bei denen die Achse der Kegel auf der lichtanzeigenden Ebene senkrecht verläuft.(furthermore light deflector) so that the adjacent light deflectors are always optically coupled in a cyclically alternating order with another light source (eg in series with the first, the second, the third and in turn with the first light source) The IT light-deflecting groups obtained in this way-the group of light deflectors being understood to be the entirety of the light deflectors connected to the same light source-are brought into the operating position such that the light deflectors belonging to the individual groups rotate along the angular position of the idle deflectors (per group) individual groups is changed until the direction of advancement of light beams emerging from the light-indicating plane and forming a beam of light rays of different primary colors is perpendicular to the light-indicating plane or the monochromatic light beams are traveling on conical tracks, in which the axis of the cones is perpendicular to the light-indicating plane.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel werden K χ H Lichtablenker verwendet, wobei H= eine natürliche Grundzahl ist und jede lichtablenkende Gruppe aus K Lichtablenkern besteht. Zweckmäßig wird als lichtablenkendes Mittel ein lichtbrechendes Mittel eingesetzt, entweder ein Prisma, eine Linse und/oder die Kombination der beiden« Die Lichtablenkung kann nicht nur anhand eines lichtbrechenden Mittels realisiert werden, auch flexible lichtleitende Bänder können erfolgreich gebraucht werden·In an advantageous embodiment, K χ H light deflectors are used, where H = a natural base number and each light-deflecting group consists of K light deflectors. A refractive means is expediently used as the light deflecting means, either a prism, a lens and / or the combination of the two. The light deflection can not only be realized by means of a refractive means, but also flexible light-conducting bands can be used successfully.
Ba allgemeinen wird der Betrieb nicht mit einer an Ort und Stelle vorgenommenen Montage auf empirischer Weise eichergestellt, sondern wird in Kenntnis der erforder-In general, the operation is not empirically established with an on-site assembly, but is made aware of the required
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lichen Aufbaues die Anlage projektiert und. unter Anwendung einer rationellen Produktionstechnologie hergeetellt·the system is configured and. produced using rational production technology ·
Bei der Projektierung der Anlage kann man von empirisch experimentierten optischen Systemen ausgehen· In Kenntnis des Obenbeschriebenen muß aber der hier dargelegten Versuctismethode nicht gefolgt werden· In Kenntnis der optischen Gesetze kann die richtige Wahl der Form und Anordnung der lichtablenkenden Mittel durch geometrische, optische Projektierungsapparate vorgenommen und moderne Rechner eingesetzt werden· Die Prismengruppen, Linsen und kombinierten optischen Systeme bestimmter Größe und vorteilhaften Brechwinkel können durch Gießen oder im Spritzgußverfahren aus Glas oder einem geeigneten Kunststoff, mit einem entsprechenden Werkzeug mit hoher Produktivität verfertigt werden. Die rhombische Form der elementaren Prismen (s· Pig· 13) ist auch in diesem Pail ala zweckmäßig zu betrachten, da das Werkzeug aus den regelmäßigen hexagonalen Prismen mosaikartig ausgestaltet werden kann·In designing the system, one can assume empirically experimented optical systems. However, in view of the above, the versatility method described here does not have to be followed. With knowledge of optical laws, the correct choice of shape and arrangement of the light-deflecting means can be made by geometric optical projection apparatus and modern computers can be used · The prism groups, lenses and combined optical systems of a certain size and advantageous breaking angle can be made by casting or by injection molding of glass or a suitable plastic, with a corresponding tool with high productivity. The rhombic shape of the elementary prisms (s · Pig · 13) is also useful in this Pail ala, since the tool from the regular hexagonal prisms can be designed like a mosaic ·
Die Herstellung des Werkzeuges kann unter Beachtung der Überlegung nach Pig· 9 und IO erleichtert werden· Die Lichtausnutzung kann dadurch vorteilhafter gestaltet werden, wenn die in Richtung des Inneren des Lichtanzeigers liegenden Platten der elementaren Prismen in einer Ebene liegen· Der Vollständigkeit halber soll noch erwähnt werden, daß die Tatsache, daß die lichtablenkenden Mittel entlang einer Ebene angeordnet sind, nicht unbediögt mit sich bringt, daß die in der Richtung der Ebene gerichtete Lichtaustrittsseite der lichtbrechenden Mittel von einer, mit der lichtanzeigenden Ebene parallel verlaufenden ebenen Fläche gebildet werden müssen.The production of the tool can be facilitated taking into account the consideration of Pig · 9 and IO · The light utilization can be made more advantageous if the lying in the direction of the interior of the light indicator plates of elementary prisms lie in one plane · The sake of completeness will be mentioned be that the fact that the light deflecting means are arranged along a plane, not unimportant brings with it that the directed in the direction of the plane light exit side of the refractive means must be formed by a plane parallel to the light-indicating plane surface.
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Im Gegenteil, entweder ist diese eine durch Verdrehen der flachen Ebenen der drei Prismen unter einem geeigneten Winkel gewonnene reliefartige Fläche oder die Oberfläche des elementaren lichtbrechenden Elements wird konkav oder konvex geformt·On the contrary, either this is a relief-like surface obtained by turning the flat planes of the three prisms at an appropriate angle, or the surface of the elementary refractive element is formed concave or convex ·
Selbstverstädnlich können neben der erfindungsgemäßen Gestaltung der in der Anlage vorgesehenen lichtablenkenden Mittel weitere, die Bildwirkung verbessernde ergänzende lösungen verwendet werden· Bei baknnten Anlagen werden in einer, mit der lichtanzeigenden Ebene parallel verlaufenden Ebene solche Schirmsysteme eingesetzt, die zur Verbesserung der Kontrastwirkung dienen, eine derartige Lösung ist z.B· in der HU-Patentanmeldung VI-1215 beschrieben· Mit solchen Mitteln kann selbstverständlich auch die erfindungsgemäße Anlage kombiniert werden·Of course, in addition to the design according to the invention of the light-deflecting means provided in the system, additional supplementary solutions improving the image effect can be used. In conventional systems, in such a plane parallel to the light-indicating plane, such screen systems are used which improve the contrast effect Solution is described, for example, in HU patent application VI-1215. It is of course also possible to combine the system according to the invention with such means.
Aus dem Vorhergesagten geht hervor, daß die erfindungsgemäße Anordnung in zahlreichen Versionen und Formen realisiert werden kann· Die gemeinsame Charakteristik besteht darin, daß entlang der vor der Lichtquelle liegenden Ebene (die lichtanzeigende Ebene) mehrere elementare lichtablenkende Mittel (Lichtablenker) in Gruppen angeordnet sind, und zwar so, daß die benachbarten Lichtablenker in einer zyklisch alternierenden Reihenfolge mit verschiedenen Lichtquellen optisch gekoppelt sind und die optischen Achsen der Lichtaustrittsflächen der mit derselben Lichtquelle optisch gekoppelten Lichtablenker zueinander parallel verlaufen·It is apparent from the foregoing that the arrangement of the present invention can be realized in various versions and forms. The common characteristic is that a plurality of elementary light-deflecting means (light deflectors) are arranged in groups along the plane in front of the light source (the light-indicating plane). in such a way that the adjacent light deflectors are optically coupled in a cyclically alternating sequence with different light sources and the optical axes of the light exit surfaces of the light deflectors optically coupled to the same light source run parallel to one another ·
Bei einer vorteilhaften 'Ausführungsform werden die Lichtablenker als lichtbrechende Mittel, z.B» durch Systeme aus Prismen, Linsen oder aus Kombinationen erselben gebildet. Vom Standpunkt der Fertigung betrachtet, ist die Aus-In an advantageous embodiment, the light deflectors are formed as refractive means, e.g., by systems of prisms, lenses, or combinations thereof. From the manufacturing point of view, the
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führungsform der mit drei Lichtquellen ausgeatalteten Anlage besonders günstig, bei der die, mit dem benachbarten lichtbrechenden Mitteln (deren Zahl immer drei beträgt) optisch gekoppelten unterschiedlichen Lichtquellen ein optisches System bilden und die drei, mit den verschiedenen Lichtquellen optisch gekoppelten Prismen entlang ihrer Kanten auf derweise zusammengebaut sind, daß der auf die lichtanzeigende Ebene bezogene resultierende Querschnitt der drei Prismen immer ein regelmäßiges Hexagon erbigt·In the embodiment of the system equipped with three light sources, the different light sources optically coupled to the adjacent refractive means (the number of which is always three) form an optical system and the three prisms optically coupled to the different light sources along their edges on the way are assembled so that the resulting cross-section of the three prisms relative to the light-indicating plane always inherits a regular hexagon.
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