DE102005004938B4 - Apparatus and method for generating illumination spectra for colored objects - Google Patents

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    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • H05B45/22—Controlling the colour of the light using optical feedback

Abstract

Einrichtung zur Erzeugung von Beleuchtungsspektren für farbige Objekte, enthaltend eine Bedieneinheit, eine angeschlossene Steuereinheit und damit verbundene Lichtquellen, deren Intensitäten durch Stromänderungen mittels programmtechnischer Einstellungen innerhalb der Steuereinheit veränderbar sind, und eine mit einer Ausgangsöffnung versehene Licht-Mischeinrichtung, die mit den Lichtquellen in Verbindung steht und die Beleuchtungsspektren ausgibt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lichtquellen von der Steuereinheit (46) beleuchtungsspektrumbezogene, auswählbare Halbleiterlichtquellen (5, 6, 7, 8) mit verschiedenen schmalbandigen Spektren (10, 11, 12, 13, 37) sind, die zumindest einen Teil des sichtbaren Spektralbereiches einschließen,
wobei die Steuereinheit (49) eine programmierbare Logikeinheit (28) enthält, die in Verbindung steht mit einem vorgeschalteten wiederbeschreibbaren Speicher (26) für gemessene Spektren-Daten der Halbleiterlichtquellen (5 bis 8) und mit einem nachgeschalteten Digital-Analog-Umsetzer (21) mit zugeordneten Stromquellen (32, 33, 34, 35) zur Ansteuerung der Halbleiterlichtquellen (5 bis 8) über Stromausgänge (22, 23, 24, 25), die zu den Halbleiterlichtquellen (5, 6, 7, 8) führen, deren Intensitäten...Device for generating illumination spectra for colored objects, comprising an operating unit, a connected control unit and associated light sources whose intensities are variable by current changes by means of program settings within the control unit, and a light mixing means provided with an output opening, which communicate with the light sources stands and outputs the illumination spectra,
characterized,
in that the light sources from the control unit (46) are illumination spectrum-related, selectable semiconductor light sources (5, 6, 7, 8) with different narrow-band spectra (10, 11, 12, 13, 37) which include at least part of the visible spectral range,
wherein the control unit (49) contains a programmable logic unit (28) which is connected to an upstream rewriteable memory (26) for measured spectra data of the semiconductor light sources (5 to 8) and to a downstream digital-to-analog converter (21) with associated current sources (32, 33, 34, 35) for driving the semiconductor light sources (5 to 8) via current outputs (22, 23, 24, 25) leading to the semiconductor light sources (5, 6, 7, 8) whose intensities ...

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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von Beleuchtungsspektren für farbige Objekte, wobei die Einrichtung eine Bedieneinheit, eine angeschlossene Steuereinheit und damit verbundene Lichtquellen, deren Intensitäten durch Stromänderungen mittels programmtechnischer Einstellungen innerhalb der Steuereinheit veränderbar sind, und eine mit einer Ausgangsöffnung versehene Licht-Mischeinrichtung, die mit den Lichtquellen in Verbindung steht und die Beleuchtungsspektren ausgibt, enthält.The The invention relates to a device and a method for generating of illumination spectra for colored objects, wherein the device is a control unit, a connected control unit and associated light sources, their intensities through current changes by means of program technical settings within the control unit variable and a light-mixing device provided with an exit opening, which is in communication with the light sources and the illumination spectra outputs.

Es gibt Verfahren, bei denen Objekte farblich unter Einsatz eines vorgegebenen Beleuchtungsspektrums an andere Objekte angepasst werden.

  • – Beispiele dafür sind:
  • – Anpassen der Farbpigmentmischungen an die ursprünglichen Farben beim Restaurieren von Bildern,
  • – farblicher Vergleich der neuen Zähne an die ursprünglichen Zähne beim Anpassen von Zahnersatz an die natürlichen Zähne,
  • – farbliche Anpassung eines neuen Lacks an den ursprünglichen Lack vor dem Nachlackieren von Autoteilen,
  • – Vergleich und Anpassung von neuen Wandfarben an vorhandenen Wandfarben in Innenräumen, insbesondere bei Ausbesserungsarbeiten.
There are methods in which objects are color matched to other objects using a given illumination spectrum.
  • - Examples are:
  • - Matching the color pigment blends to the original colors when restoring images,
  • - color comparison of the new teeth to the original teeth when fitting dentures to the natural teeth,
  • - Color adaptation of a new paint to the original paint before repainting of auto parts,
  • - Comparison and adaptation of new wall paints on existing wall paints in interiors, especially for repair work.

Ein Problem besteht darin, dass zur Durchführung der Vergleiche unterschiedliche Beleuchtungsspektren vorhanden sein können, die sich sogar in den einzelnen Einsatzbereichen unterscheiden und die die jeweilige Anpassung verfälschen können.One Problem is that to perform the comparisons different Lighting spectra may be present even in the different areas of application and the respective adaptation distort can.

Deshalb sind zur gleichartigen Bewertung Verfahren zur Bestimmung der Farbmaßzahlen – Farbmessung – in der Druckschrift DIN 5033, Teil 5, 6, 7 zur Bestimmung des farblichen Unterschieds sowie zur Bestimmung des Farbabstandes in den Druckschriften DIN 6174 und 6176, zur Bestimmung von zulässigen Farbtoleranzen für Autolacke in der Druckschrift DIN 6175 oder auch zur Bestimmung des Farbstichs mit weißen Proben in der Druckschrift DIN 55981 festgelegt.Therefore are for the same evaluation method for determining the Farbmaßzahlen - color measurement - in the Publication DIN 5033, part 5, 6, 7 for the determination of the color Difference and to determine the color difference in the publications DIN 6174 and 6176, for the determination of permissible color tolerances for car paints in the publication DIN 6175 or to determine the color cast with white Samples specified in the document DIN 55981.

Die bekannten Verfahren basieren auf der Annahme eines Normalbeobachters, für den nach der trichromatischen Theorie Normspektralwerte x, y, z in der Druckschrift DIN 5033 Teil 2 gemäß CIE 1931 festgelegt wurden. Die dabei ermittelten Normspektralwerte ermöglichen eine für die meisten Anwendungen ausreichende Beschreibung zur Reproduktion des Phänomens Farbe.The known methods are based on the assumption of a normal observer, for the according to the trichromatic theory norm spectral values x, y, z in the Publication DIN 5033 Part 2 defined in accordance with CIE 1931 were. The determined standard spectral values allow one for most applications sufficient description for reproduction of the phenomenon Colour.

Ein Problem besteht darin, dass sich eine Farbempfindung jedoch nicht messen lässt. Deshalb ist es erforderlich bzw. zweckmäßig, das Ergebnis der farblichen Anpassung von zwei Objekten visuell zu vergleichen.One The problem is that a color sensation is not can measure. Therefore, it is necessary or appropriate, the result of the color Compare visually matching two objects.

Um einem visuellen Vergleich gerecht zu werden, gibt es ein Verfahren zur Farbabmusterung von Proben unter unterschiedlicher Beleuchtung, wie es in der Druckschrift DIN 6173 Teil 1 beschrieben ist. Dort wird als Farbabmusterung die visuelle Beurteilung der Farbgleichheit oder Farbverschiedenheit von Muster und Probe bei Beleuchtung mit der gleichen Lichtart bezeichnet. Dabei kann grundsätzlich jede Lichtart als Farbabmusterlichtart vereinbart werden, wobei wegen des Vorkommens bedingtgleicher – metamerer – Farben das Abmusterungsergebnis stark von der gewählten Lichtart abhängt. Zur Beurteilung, ob eine Metamerie vorliegt, wird mehr als eine Farbabmusterungslichtart benutzt.Around To meet a visual comparison, there is a procedure for color matching of samples under different lighting, as described in the publication DIN 6173 Part 1. There Color matching is the visual assessment of color uniformity or color difference of pattern and sample when illuminated with referred to the same type of light. Basically every one can Lichtart be agreed as Farbabmusterlichtart, due to the occurrence of conditionally equal - metameric - colors the result of the screening depends strongly on the chosen light. to Assessing whether there is metamerism becomes more than one color matching light used.

Das vergleichende Abmusterungsverfahren farbkritischer Objekte erfolgt in Abmusterungskammern unter genormter Beleuchtung mittels definierten Farbabmusterungslichtarten von spektral definierten Leuchtstoffröhren. Durch den Einsatz der genormten Beleuchtung – einer Farbabmusterungslichtart – wird durch eine Begutachtung überprüft, ob der Farbeindruck unter der vorgegebenen Farbabmusterungslichtart als gleich bewertet wird.The comparative screening of color critical objects takes place in screening chambers under standardized lighting by means of defined Color matching light types of spectrally defined fluorescent tubes. By the use of standardized lighting - a color matching light - is through An appraisal checks if the Color impression under the given Farbabmusterungslichtart as is evaluated the same.

Ein Problem besteht darin, dass bei einer Beleuchtung mit einem anderen Spektrum als der genormten Farbabmusterungslicht art Unterschiede in der Farbempfindung auftreten können. D.h., obwohl die Farben unter Normbeleuchtung als visuell gleich bewertet werden können, werden Unterschiede erkannt. Das betrifft insbesondere die zur Zusammenstellung der Abmusterungslichtart eingesetzten Lichtquellen mit einem ungleichmäßigen Spektrum, beispielsweise bei Leuchtstoffröhren sowie Farbstoffe mit ausgeprägten Unterschieden des spektralen Reflexionsvermögens.One Problem is that when lighting with another Spectrum as the standardized color-matching light-type differences can occur in the color sensation. That is, although the colors under standard lighting can be assessed as visually equal Differences detected. This applies in particular to the compilation the type of illumination light source used with a nonuniform spectrum, for example, with fluorescent tubes as well as dyes with pronounced Differences in the spectral reflectance.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Bereitstellung der oben genannten Lichtarten technisch aufwendig und nicht flexibel ist.One Another problem is that the provision of the above mentioned types of light is technically complex and not flexible.

Eine Beleuchtungsanordnung, insbesondere eine Leuchte ist in der Druckschrift DE 102 16 645 A1 beschrieben. Die Beleuchtungsanordnung enthält eine Lampe und mindestens eine Leuchtdiode, die Licht mit unterschiedlichen Spektraleigenschaften abgeben. Dabei ist eine Einrichtung zum Mischen von Licht mit unterschiedlichen Spektraleigenschaften der verschiedenen Lichtquellen vorhanden, wobei zumindest die Leuchtdiode oder eine Gruppe von Leuchtdioden farbiges Licht abgeben. Es ist in der gleichen Einrichtung die Lampe vorhanden, wobei die Leuchtdioden und die Lampe unabhängig voneinander mittels jeweils einer Steuereinheit ansteuerbar sind.A lighting arrangement, in particular a lamp is in the document DE 102 16 645 A1 described. The illumination assembly includes a lamp and at least one light emitting diode that emit light having different spectral characteristics. In this case, there is a device for mixing light with different spectral properties of the different light sources, wherein at least the light-emitting diode or a group of light-emitting diodes emit colored light. It is present in the same device, the lamp, wherein the LEDs and the lamp are independently controlled by a respective control unit.

Die Austrittsöffnung der Einrichtung weist mindestens eine Prismenplatte auf, an der die erzeugten Spektren zu einem vorgegebenen, auf die jeweilige Tageszeit bezogenen Tageslicht vermischt werden.The outlet opening the device has at least one prism plate on which the generated spectra to a given, to the respective Daytime related daylight will be mixed.

Ein Problem besteht darin, dass mit der Beleuchtungsanordnung im Wesentlichen eine Raumbeleuchtung für Tageslicht zur jeweiligen Tageszeit erzeugt werden soll.One The problem is that with the lighting arrangement substantially a room lighting for Daylight should be generated at the respective time of day.

Eine Licht-Mischeinrichtung mit elektronischen Mitteln zur Steuerung der Farbe, der Farbtemperatur, der Größe und des Brennpunktes in Bezug auf vorbestimmte Signale aus einem Computersystem ist in der Druckschrift US 5 143 444 A beschrieben, wobei in der Licht-Mischeinrichtung ein Lichtstrahlenbündel mit breitem Spektrum bei einer Wellenlänge zwischen 380 nm und 700 nm durch einen Wärme absorbierenden Kondensor geschickt wird, um dabei die vorbestimmte Farbtemperatur zu steuern, und das Lichtstrahlenbündel ist in einen ersten blauen Farbstrahl, in einen zweiten grünen Farbstrahl und in einen dritten roten Farbstrahl geteilt. Die geteilten Farbstrahlen sind ausgebildet bei tatsächlich gleicher Brennweite und Intensität der jeweiligen Farbstrahlen, die mittels eines elektronischen Signals variiert werden. Die Farbstrahlen werden dann kombiniert, um ein vereinigtes Strahlenbündel von vorbestimmter Farbe auszubilden.A light mixing device with electronic means for controlling the color, the color temperature, the size and the focal point with respect to predetermined signals from a computer system is in the document US 5 143 444 A described, wherein in the light mixing means, a light beam having a broad spectrum at a wavelength between 380 nm and 700 nm is passed through a heat absorbing condenser to thereby control the predetermined color temperature, and the light beam is in a first blue color beam, in a second green color ray and divided into a third red color ray. The split color beams are formed with actually the same focal length and intensity of the respective color beams, which are varied by means of an electronic signal. The color beams are then combined to form a unified beam of predetermined color.

Das Computersystem ist als Steuereinheit mit programmtechnischen Mitteln versehen, die sowohl nur die Intensität der jeweiligen weißen Lichtquelle ändern, um bei Mischung verschiedene Farbspektren zu erhalten, als auch andere beteiligte optischen Bauelemente bewegen. In der Steuereinheit ist z.B. ein zugehöriger Kontroller für die Schrägstellung der Spiegel und für mechanische Parametereinstellungen der anderen Bauelemente vorhanden, aber keine den Lichtquellen zuzuordnenden gespeicherten Spektren-Daten, die aus einem Speicher entnommen und zu einem Beleuchtungsspektrum additiv überlagert werden können.The Computer system is as a control unit with programmatic means provided that change only the intensity of the respective white light source to to obtain different color spectra when mixing, as well as others moving involved optical components. In the control unit is e.g. an associated Controller for the inclination the mirror and for mechanical parameter settings of other components available, but no stored spectra data to be assigned to the light sources, taken from a store and become a lighting spectrum additive superimposed can be.

Mit vorhandenen Filter, Absorber, Linsen und Interferenzspiegel sind Bauelemente eingesetzt, die die Licht-Mischeinrichtung material- und kostenaufwendig erscheinen lassen.With existing filters, absorbers, lenses and interference mirrors are Components used, the material-consuming and costly light mixing device let appear.

Eine weitere Farbmischeinrichtung ist in der Druckschrift US 5 031 078 A beschrieben, in der Farblichtstrahlenbündel aus drei primären Farbquellen in einem vereinigten Lichtstrahlenbündel vereinigt sind. Jede der Farbquelleneinrichtungen kann einzeln gedimmt sein, um die Farbe des vereinigten Strahlenbündels zu steuern. Jedes primäre Farbstrahlenbündel kann durch den Einsatz von drehbaren dichroitischen Filtern variiert werden. Die Einrichtung soll fähig sein, tiefe gesättigte Farben und weißes Licht zu produzieren, wobei ein gutes Farbgleichgewicht und ausreichend Intensität erreicht werden sollen, wenn die dichroitischen Filter in zugeordnete Positionen gedreht werden.Another color mixing device is in the document US 5 031 078 A described, are combined in the color light beams of three primary color sources in a unified beam of light. Each of the color source devices may be individually dimmed to control the color of the merged beam. Each primary color beam can be varied by using rotatable dichroic filters. The device should be capable of producing deep saturated colors and white light while achieving good color balance and sufficient intensity as the dichroic filters are rotated into assigned positions.

Die Einstellung eines vorgegebenen Beleuchtungsspektrums erfolgt somit mit drei intensitätssteuerbaren Lichtquellen weißen Lichtes, das jeweils über drei nachgeordnete, drehbar gelagerte und winkeleinstellbare dichroitische Filter geführt ist, um ein rotes Lichtstrahlenbündel, ein blaues Lichtstrahlenbündel und ein grünes Lichtstrahlenbündel zu erreichen, die über Lichtwellenleiter vereinigt werden und zu dem gewünschten Beleuchtungsspektrum führen. Die Steuereinheit steuert dabei die Intensität der weißen Lichtquellen.The Setting a given illumination spectrum is thus carried out with three intensity controllable White light sources Light, each above three subordinate, rotatable and adjustable angle dichroic Filter led is to make a red ray of light, a blue ray of light and a green one Beam of light to reach over Optical fibers are combined and to the desired Lead lighting spectrum. The control unit controls the intensity of the white light sources.

Ein Problem besteht darin, dass vorgegebene Beleuchtungsspektren mit größerem Aufwand eingestellt werden müssen und somit immer mit einer Verzögerung bereitgestellt werden können.One Problem is that given illumination spectra with set more effort Need to become and thus always with a delay can be provided.

Ein kompaktes Gerät zur elektronisch gesteuerten Synthese von farbigem und weißem Licht für verschiedene Beleuchtungszwecke ist in der Druckschrift DE 37 09 025 A1 beschrieben, wobei das Gerät ein Farbenspiel mit Farben des Lichtspektrums und mit „weiß" ermöglicht. Der Wechsel von einer Farbe zu einer anderen Farbe kann durch eine elektronische Steuerung kontinuierlich, in beliebiger Reihenfolge, mit beliebiger Geschwindigkeit und mit frei wählbarer Intensität erfolgen. Dabei erzeugen drei voneinander unabhängig dimmbare Lichtquellen mit den Grundfarben ROT, GRÜN, BLAU in einer Lichtquellenanordnung diese Funktion. Das Licht der drei Lichtquellen wird mit Reflektoren gebündelt und durch Wärmeschutzfilter geführt. Es sind zur Vereinigung zu einem Lichtspektrum des Weiteren fünf Farbfilter und zwei Farbteilerspiegel vorgesehen.A compact device for the electronically controlled synthesis of colored and white light for various lighting purposes is in the document DE 37 09 025 A1 The device allows a play of colors with colors of the light spectrum and with "white." The change from one color to another color can be done by an electronic control continuously, in any order, at any speed and with freely selectable intensity three light sources with the basic colors RED, GREEN, BLUE in a light source arrangement, which are independently dimmable light sources, are bundled with reflectors and guided through heat protection filters.Furthermore, five color filters and two color divider mirrors are provided for combining into a light spectrum.

Ein Problem besteht darin, dass drei unabhängig voneinander dimmbare, also nur intensitätseinstellbare weiße Lichtquellen mit nur zwei Farbfiltern verschiedene Spektralfarben und weißes Licht erzeugen, wobei durch eine elektronisch gesteuerte Helligkeitsverteilung über die drei Grundfarben Rot, Grün, Blau eine Synthese von farbigem Licht und von weißem Licht erreicht wird. Die Steuereinheit ändert nur die zur Helligkeit proportionale Intensität.One Problem is that three independently dimmable, So only intensity adjustable white Light sources with only two color filters different spectral colors and white Produce light, with an electronically controlled brightness distribution over the three primary colors red, green, Blue a synthesis of colored light and white light is reached. The control unit only changes the brightness proportional intensity.

Eine Vorrichtung zum Erzeugen von Strahlung einer gewünschten Farbe durch additive Farbmischung mit drei Strahlungsquellen und mit einer optischen Anordnung zur Zusammenführung der Strahlung ist in der Druckschrift DE 103 04 199 A1 beschrieben, wobei die drei Strahlungsquellen jeweils abhängig von der gewünschten Farbe in ihrer Intensität steuerbar sind, wobei ferner zwei Stahlungsquellen einander gegenüber angeordnet sind, und wobei die dritte Strahlungsquelle so angeordnet ist, dass die aus der dritten Strahlungsquelle austretende Strahlung eine die ersten beiden Strahlungsquellen verbindende Gerade senkrecht schneidet, und wobei die optische Anordnung zumindest zwei dichroitische Mischfilter aufweist, von denen mindestens eines so angeordnet ist, dass die Strahlung aller drei Strahlungsquellen es mit einem Einfallswinkel von 45° trifft.A device for generating radiation of a desired color by additive color mixing with three radiation sources and with an optical arrangement for combining the radiation is disclosed in the document DE 103 04 199 A1 described, wherein the three radiation sources are each controllable in intensity depending on the desired color, further wherein two radiation sources are arranged opposite to each other, and wherein the third radiation source arranged so in that the radiation emerging from the third radiation source perpendicularly intersects a straight line connecting the first two radiation sources, and wherein the optical arrangement comprises at least two dichroic mixing filters, of which at least one is arranged so that the radiation of all three radiation sources is at an angle of incidence of 45 ° hits.

Ein Problem besteht darin, dass drei Lichtquellen weißen Lichtes eingesetzt werden, die in zueinander rechtwinkliger Anordnung aufgebaut sind, wobei im Zentrum befindliche, rechtwinklig zueinander angeordnete Rot-, Grün- und Blaufilter mit einem mittig angeordneten Zyanfilter kombiniert sind. Die Steuereinheit ändert auch in dieser Vorrichtung nur die Intensität der weißen Lichtquellen entsprechend dem gewünschten Ausgangsspektrum.One Problem is that three light sources of white light can be used, which are constructed in mutually perpendicular arrangement are located, located in the center, arranged at right angles to each other Red Green- and blue filter combined with a centrally located cyan filter are. The control unit changes also in this device only the intensity of the white light sources according to the desired Output spectrum.

Die zuletzt genannten Einrichtungen und Vorrichtungen gehen von Lichtquellen aus, die weißes Licht abstrahlen, das aber erst durch die den Lichtquellen nachgeordnete steuerbare optische Bauelemente außerhalb der Steuereinheit spektral verändert wird, wobei der Einsatz der optischen und weiteren zugehörigen Bauelemente einen erhöhten Materialaufwand darstellen und schließlich die Einstellung eines vorgegebenen Beleuchtungsspektrums verzögern. Die zugehörigen Steuereinheiten haben zwar einerseits die Aufgabe, die örtliche Lage und Winkellage der Bauelemente zu ändern und einzustellen, gehen aber andererseits auch nicht über eine Intensitätsänderung der weißen Lichtquellen hinaus.The The last-mentioned devices and devices are based on light sources off, the white Emitting light, but only by the light sources downstream controllable optical components outside the control unit is spectrally altered, the use of the optical and other associated components an increased cost of materials represent and finally delay the setting of a given illumination spectrum. The associated On the one hand, tax units have the task, the local one To change and adjust the position and angular position of the components but then again, not one intensity change the white one Light sources out.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von Beleuchtungsspektren für far bige Objekte anzugeben, die derart geeignet ausgebildet sind, dass in vereinfachter Weise vorgegebene Beleuchtungsspektren schneller sowie in sehr genauer Darstellung bereitgestellt werden können. Damit soll auch eine schnelle Verfügbarkeit weiterer vorgegebener Beleuchtungsspektren gewährleistet werden.Of the Invention is based on the object, a device and a method for the generation of illumination spectra for colored objects, which are formed so suitable that in a simplified manner predetermined illumination spectra faster and in very accurate Representation can be provided. This should also be a fast Availability be ensured further predetermined illumination spectra.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 9 gelöst.The The object is solved by the features of claims 1 and 9.

In der Einrichtung zur Erzeugung von Beleuchtungsspektren für farbige Objekte, die eine Bedieneinheit, eine angeschlossene Steuereinheit und damit verbundene Lichtquellen, deren Intensitäten durch Stromänderungen mittels programmtechnischer Einstellungen innerhalb der Steuereinheit veränderbar sind, und eine mit einer Ausgangsöffnung versehene Licht-Mischeinrichtung, die mit den Lichtquellen in Verbindung steht und die Beleuchtungsspektren ausgibt, enthält,
sind gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1
die Lichtquellen von der Steuereinheit beleuchtungsspektrumbezogene, auswählbare Halbleiterlichtquellen mit verschiedenen schmalbandigen Spektren, die zumindest einen Teil des sichtbaren Spektralbereiches einschließen,
wobei die Steuereinheit eine programmierbare Logikeinheit enthält, die in Verbindung steht mit einem vorgeschalteten wiederbeschreibbaren Speicher für gemessene Spektren-Daten der Halbleiterlichtquellen und mit einem nachgeschalteten Digital-Analog-Umsetzer mit zugeordneten Stromquellen zur Ansteuerung der Halbleiterlichtquellen über Stromausgänge, die zu den Halbleiterlichtquellen führen, deren Intensitäten über den Strom und/oder über eine Pulsweitenmodulation einschließlich der Veränderung der Einschaltdauer modulierbar sind,
wobei in der Licht-Mischeinrichtung die aus dem Speicher ausgewählten, in modulierte Ströme umgesetzten Intensitäten der von den angesteuerten Halbleiterlichtquellen abgestrahlten Spektren additiv überlagert werden und die Austrittsöffnung zur Ausgabe der ausgewählten Spektren als jeweiliges Beleuchtungsspektrum dient, und
wobei die Bedieneinheit zur Eingabe des vorgegebenen Beleuchtungsspektrums und zur Auslösung der additiven Überlagerung der ausgewählten Spektren vorgesehen ist.In the device for the production of illumination spectra for colored objects, which are a control unit, a connected control unit and associated light sources whose intensities are variable by current changes by means of program settings within the control unit, and provided with an output opening light-mixing device with the light sources communicates and outputs the illumination spectra,
are according to the characterizing part of patent claim 1
the light sources from the control unit include illumination spectrum related, selectable semiconductor light sources having different narrowband spectra that include at least a portion of the visible spectral range;
wherein the control unit contains a programmable logic unit which is connected to an upstream rewriteable memory for measured spectra data of the semiconductor light sources and to a downstream digital-to-analog converter with associated current sources for driving the semiconductor light sources via current outputs leading to the semiconductor light sources Intensities can be modulated via the current and / or via a pulse width modulation including the change in the duty cycle,
wherein in the light mixing means, the selected from the memory, converted into modulated currents intensities of the emitted from the driven semiconductor light sources spectrums are additively superimposed and the outlet opening for outputting the selected spectra serves as a respective illumination spectrum, and
wherein the operating unit is provided for inputting the predetermined illumination spectrum and for triggering the additive superimposition of the selected spectra.

Dabei ist eine energieversorgende Einkoppeleinrichtung an die Halbleiterlichtquellen geführt, wobei die Einkoppeleinrichtung von der Steuereinheit aktiviert wird.there is an energy-supplying coupling device to the semiconductor light sources led, whereby the coupling device is activated by the control unit.

Die Halbleiterlichtquellen können innerhalb der Licht-Mischeinrichtung ähnlich einer Kugeloberfläche strahlenförmig gerichtet angeordnet sein.The Semiconductor light sources can within the light mixing device similar to one spherical surface radial be arranged directed.

Die Licht-Mischeinrichtung kann eine der Ulbricht-Kugel ähnliche Kammer mit einer Austrittsöffnung oder einen Lichtmischstab darstellen.The Light mixing device can be similar to the integrating sphere Chamber with an outlet or represent a light mixing rod.

In der Steuereinheit befinden sich programmtechnische Mittel, die zur Erzeugung eines in die Bedieneinheit eingebbaren und variabel programmierbaren Beleuchtungsspektrums für die farbigen Objekte aus den gespeicherten und instruktionsmäßig ausgewählten, vorgegebenen Halbleiterlichtquellenspektren vorgesehen sind.In The control unit is programmatically means for Generation of a user-programmable and variably programmable Lighting spectrum for the colored objects from the stored and instructionally selected, given Semiconductor light source spectra are provided.

Die Steuereinheit kann auf einer Treiberplatine vorhanden sein, deren zentrales Bauelement ein Mikrokontroller als pro grammierbare Logikeinheit ist, die eingangsseitig mit der Bedieneinheit in Verbindung steht und eine Parametrier- und Bedienschnittstelle aufweist und ausgangsseitig mit dem Digital-Analog-Umsetzer zur Ansteuerung der intensitäts- und pulsweitenmodulierbaren Stromquellen für die Halbleiterlichtquellen versehen ist.The Control unit can be present on a driver board whose central component of a microcontroller as per programmable logic unit is, the input side is in communication with the control unit and has a parameterizing and operating interface and output side with the digital-to-analog converter for controlling the intensity and pulse width modulated current sources for the semiconductor light sources is provided.

Die programmierbare Logikeinheit kann als Bindeglied zwischen folgenden Funktionsgruppen – der Parametrier- und Bedienschnittstelle, dem Speicher, dem Digital-Analog-Umsetzer, der Bedieneinheit und einem Temperatursensor – dienen, wobei zur Ansteuerung der Funktionsgruppen jeweils zugehörige Kontroller als Funktionsblöcke – ein Schnittstellenkontroller, ein Speicher-Kontroller, ein Digital-Analog-Kontroller und ein Temperatur-Kontroller – implementiert sind, wobei die Funktionsblöcke die für die Steuerung der jeweiligen Funktionsgruppen notwendigen Protokolle bereitstellen, Daten auswerten und ein koordiniertes Zusammenspiel mit den Funktionsgruppen ermöglichen.The programmable logic unit can be used as Link between the following functional groups - the parameterization and user interface, the memory, the digital-to-analog converter, the control unit and a temperature sensor - are used, where for controlling the function groups respectively associated controllers as function blocks - an interface controller, a memory controller, a digital Analog controller and a temperature controller are implemented, the function blocks provide the necessary protocols for the control of the respective function groups, evaluate data and allow a coordinated interaction with the function groups.

In der programmierbaren Logikeinheit können ein Mikrokontroller mit einem Programmspeicher und ein Speicherkontroller implementiert sein.In the programmable logic unit can be a microcontroller with a program memory and a memory controller implemented be.

Das Verfahren zur Erzeugung von Beleuchtungsspektren für farbige Objekte mit einer Bedieneinheit, einer angeschlossenen Steuereinheit und damit verbundenen Lichtquellen, deren Intensitäten durch Stromänderungen mittels programmtechnischer Einstellungen innerhalb der Steuereinheit veränderbar sind, und einer mit einer Ausgangsöffnung versehene Licht- Mischeinrichtung, die mit den Lichtquellen in Verbindung steht und die Beleuchtungsspektren ausgibt,
weist gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 9 folgende Schritte auf:

  • – Festlegung (I) einer Anzahl von Halbleiterlichtquellen mit vorgegebenen unterschiedlichen schmalbandigen Spektren, wobei die Spektren über den sichtbaren Spektralbereich verteilt sind,
  • – Speicherung (II) der den einzelnen Halbleiterlichtquellen zugeordneten und spektral an unterschiedlichen diskreten Frequenzen gemessenen Halbleiterlichtquellen-Spektren in einem Speicher der datenverarbeitenden Steuereinheit,
  • – Vorgabe (III) mindestens eines ausgangsseitig zu erzielenden Beleuchtungsspektrums und dessen Daten-Speicherung in einem Speichermodul der datenverarbeitenden Steuereinheit, wobei zur Angleichung eines vorläufigen Ausgangsbeleuchtungsspektrums an das vorgegebene Ziel-Beleuchtungsspektrum ein mathematischer Algorithmus zur Ermittlung des Ziel-Beleuchtungsspektrums vorgesehen ist,
  • – Zusammenschaltung (IV) der von der Steuereinheit ausgewählten Halbleiterlichtquellen, die dem jeweils vorgegebenen Ziel-Beleuchtungsspektrum zugeordnet sind,
  • – Um- und Verschaltung (V) der Halbleiterlichtquellen-Spektren zu einem vorläufigen Beleuchtungsspektrum durch intensitäts- und pulsweitenmodulierte Signale,
  • – Zusammenführung (VI) der ausgewählten Halbleiterlichtquellen-Spektren der angesteuerten und strahlenden Halbleiterlichtquellen in der Licht-Mischeinrichtung und
  • – Austritt (VII) des erhaltenen Ziel-Beleuchtungsspektrums aus der Austrittsöffnung der Licht-Mischeinrichtung.
The method for generating illumination spectra for colored objects with an operating unit, a connected control unit and associated light sources whose intensities are variable by current changes by means of program settings within the control unit, and provided with an output opening light mixing means associated with the light sources in combination stands and outputs the illumination spectra,
according to the characterizing part of claim 9, the following steps:
  • Determining (I) a number of semiconductor light sources with predetermined different narrow-band spectra, the spectra being distributed over the visible spectral range,
  • Storage (II) of the semiconductor light source spectra assigned to the individual semiconductor light sources and spectrally measured at different discrete frequencies in a memory of the data processing control unit,
  • Specification (III) of at least one illumination spectrum to be achieved on the output side and its data storage in a memory module of the data processing control unit, a mathematical algorithm for determining the target illumination spectrum being provided for the purpose of equalizing a preliminary output illumination spectrum to the predetermined target illumination spectrum,
  • Interconnection (IV) of the semiconductor light sources selected by the control unit, which are assigned to the respective predetermined target illumination spectrum,
  • Conversion and interconnection (V) of the semiconductor light source spectra to a preliminary illumination spectrum by intensity and pulse width modulated signals,
  • - Merge (VI) of the selected semiconductor light source spectra of the driven and radiating semiconductor light sources in the light mixing device and
  • - Exit (VII) of the obtained target illumination spectrum from the outlet opening of the light mixing device.

Wahlweise kann eine Messung des aus der Austrittsöffnung abgestrahlten Beleuchtungsspektrums durchgeführt werden.Optional may be a measurement of the light emitted from the outlet opening illumination spectrum carried out become.

Innerhalb des Algorithmus kann das Spektrum einer einzelnen Halbleiterlichtquelle durch stückweise Interpolation mit Splinefunktionen zu jeweils einem interpolierten Spektrum modelliert werden, wobei als Splines Polynome dritten Grades nach der Gleichung f(λ) = a3 λ3 + a2 λ2 + a1 λ + a0 (GI)im Intervall λ0 ≤ λ < λ1
eingesetzt werden und eine Splinefunktion f(λ) dabei jeweils nur in einem Intervall λ0 ≤ λ < λ1 gilt sowie die Faktoren a3, a2, a1, a0 zu jedem Intervall durch Lösen des durch die Stützstellen und die Randbedingungen, nämlich die Stetigkeit an den Berührungspunkten, gegebenen Gleichungssystems ermittelt werden.Within the algorithm, the spectrum of a single semiconductor light source can be modeled by piecewise interpolation with spline functions into each one interpolated spectrum, using polynomials of third degree as splines according to the equation f (λ) = a 3 λ 3 + a 2 λ 2 + a 1 λ + a 0 (GI) in the interval λ 0 ≦ λ <λ 1
be used and a spline function f (λ) in each case only in an interval λ 0 ≤ λ <λ 1 and the factors a 3 , a 2 , a 1 , a 0 at each interval by solving the by the interpolation points and the boundary conditions, namely, the continuity be determined at the points of contact, given system of equations.

Die Ermittlung der interpolierten Spektren kann über einen Algorithmus durchgeführt werden.The Determination of the interpolated spectra can be performed via an algorithm.

Die interpolierten Spektren können wie analytische Funktionen behandelt werden, wobei die interpolierten Spektren der Halbleiterlichtquellen wahlweise zusammengefasst, abgeleitet und integriert werden und dabei die spektralen Eigenschaften der Halbleiterlichtquellen abbilden.The interpolated spectra can how analytic functions are handled, with the interpolated ones Spectra of semiconductor light sources optionally combined, derived and integrated and thereby the spectral characteristics of the semiconductor light sources depict.

Dabei kann der Zugriff auf die programmierbaren Spektren schneller bezüglich der bekannten Einrichtungen erfolgen, so dass die Intensitäts-Wellenlängen-Kurven (Spektren) und somit das vorgegebene Beleuchtungsspektrum präziser und auch wesent lich schneller als in den bekannten Einrichtungen einstellbar sind.there Access to the programmable spectra can be faster with respect to the known devices, so that the intensity-wavelength curves (Spectra) and thus the given illumination spectrum more precise and also wesent Lich faster than in the known devices adjustable are.

Die Erfindung ermöglicht es, den Aufbau einer bezüglich des Spektrums variablen Beleuchtung in einfacher Weise durchzuführen. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann für verschiedene Beleuchtungssituationen als transportables Gerät aufgebaut sein. Das Einsatzgebiet beschränkt sich dabei nicht nur auf das Nachstellen des Spektrums bekannter Lichtarten, sondern es können auch spezielle Spektren mit Lücken oder schmalen Bändern erzeugt werden, um farbliche Unterschiede farbiger Objekte besser nachweisen zu können.The Invention allows it, the construction of a re perform the spectrum variable lighting in a simple manner. The inventive device can for different lighting situations be constructed as a portable device. The application limited not only adjusting the spectrum of known types of light, but it can also special spectra with gaps or narrow ribbons be created to better color differences of colored objects to be able to prove.

Die Erfindung eröffnet die Möglichkeit, dass mit dem genannten handlichen und transportablen Gerät – der erfindungsgemäßen Einrichtung – farbkritische Körperfarben begutachtet bzw. verglichen werden können. Z.B. ist das Spektrum einer Abmusterungslichtart dabei äußerst flexibel und kann frei programmiert werden. Es ist auch möglich, damit andere Lichtarten zu simulieren oder eine Abmusterung auch unter spektral extremen Beleuchtungssituationen vorzunehmen. Farbliche Unterschiede können so eher beseitigt bzw. nachgebessert werden.The invention opens up the possibility that with the mentioned handy and portable device - the device according to the invention - color-critical body colors examined or compared who you can. For example, the spectrum of a Abwerferungslichtart is extremely flexible and can be freely programmed. It is also possible to use it to simulate other types of light or to perform a matching even under spectrally extreme lighting situations. Differences in color can be removed or corrected rather sooner.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die erfindungsgemäße Einrichtung zusätzlich durch Anpassung des Spektrums dazu genutzt werden kann, um Kontraste innerhalb eines farbigen Objektes – beispielsweise bei Mikroskopierverfahren – oder Unterschiede zwischen den farbigen Objekten – beispielsweise um Fälschungen zu erkennen – besser herauszufinden.One Another advantage of the invention is that the inventive device additionally by adjusting the spectrum can be used to contrasts within a colored object - for example in microscopy procedures - or differences between the colored objects - for example for fakes to recognize - better out.

Die Erfindung eröffnet des Weiteren die Möglichkeit, dass das modulierbare Beleuchtungsspektrum auch dazu verwendet werden kann, zweckgerichtet den Kontrast von farbigen Objekten mit spektral unterschiedlichem Reflexionsvermögen in vorgegebener Weise zu verstärken, was insbesondere für Mikroskopierverfahren zweckmäßig ist.The Invention opened Furthermore, the possibility that the modulable illumination spectrum can also be used for this Purposefully, the contrast of colored objects with spectral different reflectivity to reinforce in a predetermined way, which is especially for microscopy is appropriate.

Die Erfindung ermöglicht es auch, einen repräsentativen Querschnitt möglicher Beleuchtungssituationen nachzustellen, um damit Körperfarben visuell vergleichen zu können.The Invention allows it too, a representative one Cross section possible To adjust lighting situations to body colors visually compare.

Dem Verfahren zur Erzeugung von Beleuchtungsspektren für farbige Objekte kann eine Farbabmusterung folgen, bei der die Übereinstimmung des Farbeindruckes von Objekten bewertet wird. Dabei können die Farbempfindungen von zwei farbigen Objekten mit unterschiedlicher Körperfarbe unter dem Einfluss des Spektrums einer Beleuchtung gleich und somit metamer sein. Sollen die gleichen farbigen Objekte unter dem Einfluss unterschiedlicher Beleuchtungssituationen gleich aussehen, können die farbigen Objekte auch unter unterschiedlichen Beleuchtungsspektren abgemustert werden.the Method for generating illumination spectra for colored Objects can follow a color match, where the match the color impression of objects is evaluated. The can Color sensations of two colored objects with different body paint under the influence of the spectrum of a lighting equal and thus be metamer. Shall the same colored objects under the influence Different lighting situations can look the same colored objects even under different lighting spectra be phased out.

Die Erfindung ermöglicht es, farbige Objekte mit Beleuchtungsspektren aus einer variablen und programmierbaren Beleuchtungsanordnung zu beleuchten. Der Farbeindruck der farbigen Objekte kann dann unter der festgelegten Beleuchtung visuell verglichen werden.The Invention allows it, colored objects with illumination spectra from a variable and programmable lighting arrangement. The color impression The colored objects can then be under the specified lighting visually compared.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mittels mehrerer Zeichnungen näher erläutert.The Invention is based on an embodiment explained in more detail by means of several drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein funktionelles Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Erzeugung von Beleuchtungsspektren für farbige Objekte, 1 FIG. 2 a functional block diagram of a device according to the invention for generating illumination spectra for colored objects, FIG.

2 eine schematische Darstellung der Einrichtung nach 1 als Gerät im Einsatz, z.B. für eine Gemälderestaurierung zur Visualisierung von Gemäldefarbbereichen, 2 a schematic representation of the device according to 1 as a device in use, eg for a painting restoration for the visualization of painting color areas,

3 eine Darstellung eines gemessenen Schmalbandspektrums einer Leuchtdiode, 3 a representation of a measured narrowband spectrum of a light emitting diode,

4 eine Darstellung eines Beleuchtungsspektrums als Summe mehrerer unterschiedlicher Spektren von Leuchtdioden, 4 a representation of an illumination spectrum as the sum of several different spectra of light-emitting diodes,

5 ein Blockschaltbild einer Treiberplatine mit datenverarbeitender Steuereinheit zur Ansteuerung der Leuchtdioden, 5 a block diagram of a driver board with data processing control unit for controlling the LEDs,

6 ein Blockschaltbild der programmierbaren Logikeinheit – dem FPGA – als mehrfunktionaler Kontroller, 6 a block diagram of the programmable logic unit - the FPGA - as a multi-functional controller,

7 ein Bedienprogramm für ein Spektrallichtquellen-Muster mit sechzehn vorhandenen LED und vier ausgewählten LED, 7 an operating program for a spectral light source pattern with sixteen existing LEDs and four selected LEDs,

8 eine schematische Darstellung zur Durchführung des Verfahrens zur Erzeugung von Beleuchtungsspektren für die Bewertung farbiger Objekte und 8th a schematic representation of the implementation of the method for generating illumination spectra for the evaluation of colored objects and

9 eine Darstellung einer stückweisen Interpolation einer Spektralfunktion mit Polynomen dritten Grades. 9 a representation of a piecewise interpolation of a spectral function with third degree polynomials.

In 1 ist in einer schematischen Darstellung eine Einrichtung 1 zur Erzeugung eines Beleuchtungsspektrums 2 für farbige Objekte 3, 4 gezeigt, die enthält

  • – Lichtquellen 5, 6, 7, 8 mit jeweils einem vorgegebenen schmalbandigen Spektrum 10, 11, 12, 13, die unterschiedlich sind und zumindest einen Teil des sichtbaren Spektralbereiches einschließen,
  • – eine Steuereinheit 49 zur Ansteuerung der Lichtquellen 5, 6, 7, 8, deren Spektrum-Daten in mindestens einem Speicher 26 der Steuereinheit 49 abgelegt sind und die mit der Steuereinheit 49 in stromversorgungstechnischer Verbindung stehen,
  • – eine Licht-Mischeinrichtung 50, die mit den Lichtquellen 5, 6, 7, 8 in Verbindung steht und in der die ausgewählten, von den Lichtquellen 5, 6, 7, 8 abzustrahlenden Spektren 10, 11, 12, 13 gemischt werden und die eine Austrittsöffnung 14 zur Ausgabe der vermischten, ausgewählten Spektren 10, 11, 12, 13 als Beleuchtungsspektrum 2 aufweist, und
  • – eine Bedieneinheit 15 zur Eingabe des vorgegebenen Beleuchtungsspektrums 2 und zur Auslösung des Mischvorgangs der ausgewählten Spektren 10, 11, 12, 13.
In 1 is a schematic representation of a device 1 for generating a lighting spectrum 2 for colored objects 3 . 4 shown that contains
  • - Light sources 5 . 6 . 7 . 8th each with a predetermined narrowband spectrum 10 . 11 . 12 . 13 which are different and include at least part of the visible spectral range,
  • - a control unit 49 for controlling the light sources 5 . 6 . 7 . 8th whose spectrum data is stored in at least one memory 26 the control unit 49 are stored and with the control unit 49 are in power supply connection,
  • A light mixing device 50 that with the light sources 5 . 6 . 7 . 8th communicates and in which the selected, from the light sources 5 . 6 . 7 . 8th to be emitted spectra 10 . 11 . 12 . 13 be mixed and the one outlet 14 to output the mixed, selected spectra 10 . 11 . 12 . 13 as a lighting spectrum 2 has, and
  • - a control unit 15 for entering the given illumination spectrum 2 and for triggering the mixing process of the selected spectra 10 . 11 . 12 . 13 ,

Die vier Lichtquellen 5 bis 8 in 1 sind stellvertretend für eine vorgegebene Anzahl von Lichtquellen angegeben.The four light sources 5 to 8th in 1 are given for a given number of light sources.

Eine energieversorgende Einkoppeleinrichtung 16 ist an die Lichtquellen 5 bis 8 geführt, wobei die Einkoppeleinrichtung 16 von der Steuereinheit 49 aktiviert wird.An energy supplying coupling device 16 is to the light sources 5 to 8th guided, wherein the coupling device 16 from the control unit 49 is activated.

Die Steuereinheit 49 ist mit einer Stromversorgungseinheit 18 und einer Bedieneinheit 15 stromtechnisch verbunden.The control unit 49 is with a power supply unit 18 and a control unit 15 connected by electricity.

Zwischen der Licht-Mischeinrichtung 50 und den farbigen Objekten 3, 4 kann, wie in 2 gezeigt ist, eine strahlenbündelformende Optik 17 angebracht sein.Between the light mixer 50 and the colored objects 3 . 4 can, as in 2 is shown, a beam-forming optics 17 to be appropriate.

Wie in 1 gezeigt ist, können die Lichtquellen 5 bis 8 in einer Reihe an bzw. innerhalb der Licht-Mischeinrichtung 50 angeordnet sein.As in 1 shown, the light sources 5 to 8th in a row on or within the light mixing device 50 be arranged.

Die Lichtquellen 5 bis 8 können außerhalb, an und/oder auch innerhalb der Licht-Mischeinrichtung 50 angebracht sein.The light sources 5 to 8th may be outside, at and / or inside the light mixing device 50 to be appropriate.

Alternativ können, wie in 2 gezeigt ist, die Lichtquellen 5 bis 8 innerhalb der Licht-Mischeinrichtung 50 auch ähnlich einer Kugeloberfläche 9 strahlenförmig gerichtet angeordnet sein.Alternatively, as in 2 shown is the light sources 5 to 8th within the light mixing device 50 also similar to a spherical surface 9 be arranged directed radially.

Als Lichtquellen 5 bis 8 können vorzugsweise Leuchtdioden – LED – eingesetzt sein, die, wie in 3 gezeigt ist, insbesondere Schmalbandspektren 37 aufweisen können, die wellenlängenzugeordnet den Spektren 10, 11, 12, 13 entsprechen.As light sources 5 to 8th For example, light emitting diodes - LED - can be used, which, as in 3 is shown, in particular narrowband spectra 37 which are assigned to the wavelengths of the spectra 10 . 11 . 12 . 13 correspond.

Die Licht-Mischeinrichtung 50 kann eine Kammer mit einer Austrittsöffnung 14 oder einen Lichtmischstab darstellen, wobei in der Licht-Mischeinrichtung 50 sich die von der Steuereinheit 49 ausgewählten Spektren 10, 11, 12, 13, 37 zum vorgegebenen bzw. nachzubildenden Ziel-Beleuchtungsspektrum 2, wie vergrößert in 4 gezeigt ist, vermischen.The light mixing device 50 can be a chamber with an outlet opening 14 or a light mixing rod, wherein in the light mixing device 50 itself from the control unit 49 selected spectra 10 . 11 . 12 . 13 . 37 to the predetermined or imitated target illumination spectrum 2 as enlarged in 4 shown, mix.

Die Licht-Mischeinrichtung 50 kann z.B. eine Ulbricht-Kugel darstellen.The light mixing device 50 can represent eg an integrating sphere.

Die schmalbandigen Spektren 10, 11, 12, 13, 37 der Lichtquellen 5 bis 8, die hier für weitere Lichtquellen stellvertretend angeführt sind, können vor ihrer Montage gemessen und in einen Speicher 26, der mit der Steuereinheit 49 verbunden ist, als zugehörige Daten abgelegt sein.The narrowband spectra 10 . 11 . 12 . 13 . 37 the light sources 5 to 8th , which are listed here for other light sources, can be measured before being mounted and stored in a memory 26 that with the control unit 49 is connected, stored as associated data.

Die 5 und 6 werden im Folgenden gemeinsam betrachtet.The 5 and 6 will be considered together below.

Im Wesentlichen können sich programmtechnische Mittel in der Treiberplatine 27 in 5 befinden, die zur Erzeugung des in die Bedieneinheit 15 eingebbaren und variabel programmierbaren Ziel-Beleuchtungsspektrums 2 für die farbigen Objekte 3, 4 aus den gespeicherten und instruktionsmäßig ausgewählten, vorgegebenen Lichtquellenspektren 10, 11, 12, 13 vorgesehen sind.Essentially, programmatic resources can be found in the driver board 27 in 5 located in the control unit 15 input and variable programmable target illumination spectrum 2 for the colored objects 3 . 4 from the stored and instructively selected, predetermined light source spectra 10 . 11 . 12 . 13 are provided.

Die programmierbare Logikeinheit 28 steht mit einem Digital-Analog-Umsetzer 21 zur Ansteuerung der Lichtquellen 5 bis 8 über intensitäts- und pulsweitenmodulierbare Stromausgänge 22, 23, 24, 25 sowie mit einem EEPROM 26 für abgelegte Faktoren/Parameter zur Erzeugung der nachzubildenden Ziel-Beleuchtungsspektren 2 in Verbindung. Die Spektren 10, 11, 12, 13 für die Lichtquellen 5, 6, 7, 8 und 37 für weitere Schmalband-Lichtquellen können in dem Speicher 26, der als wiederbeschreibbarer Festwertspeicher – EEPROM – ausgebildet ist, abgelegt sein.The programmable logic unit 28 stands with a digital-to-analog converter 21 for controlling the light sources 5 to 8th via intensity and pulse width modulated current outputs 22 . 23 . 24 . 25 as well as with an EEPROM 26 for stored factors / parameters for generating the target illumination spectra to be imaged 2 in connection. The spectra 10 . 11 . 12 . 13 for the light sources 5 . 6 . 7 . 8th and 37 for other narrow band light sources may be in the memory 26 , which is designed as a rewritable read-only memory - EEPROM - be stored.

Die Steuereinheit 49 ist auf der Treiberplatine 27 enthalten, deren zentrales Bauelement die programmierbare Logikeinheit 28 – ein FPGA (engl. Field Programmable Gate Array) – als mehrfunktionaler Kontroller ausgebildet ist, wobei das FPGA 28 eingangsseitig mit einer Programmierschnittstelle 29 und mit der Bedieneinheit 15 in Verbindung steht sowie eine Parametrier- und Bedienschnittstelle 30 einschließlich eines Schnittstellen-Treibers 38 sowie eine RESET- und Takteinrichtung 31 aufweist und ausgangsseitig mit dem Digital-Analog-Umsetzer 21 zur Ansteuerung der pulsweitenmodulierbaren Stromquellen 32, 33, 34, 35 für die Lichtquellen 5, 6, 7, 8 versehen ist.The control unit 49 is on the driver board 27 whose central component is the programmable logic unit 28 - An FPGA (Field Programmable Gate Array) - designed as a multi-functional controller, the FPGA 28 on the input side with a programming interface 29 and with the control unit 15 is in communication as well as a parameterization and user interface 30 including an interface driver 38 as well as a RESET and clock device 31 has and the output side with the digital-to-analog converter 21 for controlling the pulse width modulated current sources 32 . 33 . 34 . 35 for the light sources 5 . 6 . 7 . 8th is provided.

Das FPGA 28 ist mit einem Ladespeicher 19 verbunden.The FPGA 28 is with a load memory 19 connected.

Das FPGA 28 steht vorzugsweise mit einem Temperatursensor 36 in Verbindung, der die Erwärmung der Einrichtung 1 registriert und entsprechende Signale übermittelt.The FPGA 28 is preferably with a temperature sensor 36 in connection, the warming of the device 1 registered and transmitted corresponding signals.

Das FPGA 28 dient als Bindeglied zwischen folgenden Funktionsgruppen: Der Parametrier- und Bedienschnittstelle 30, dem EEPROM 26, dem Digital-Analog-Umsetzer 21, der Bedieneinheit 15 und dem Temperatursensor 36. Zur Ansteuerung der genannten Funktionsgruppen sind jeweils eigene Kontroller als Funktionsblöcke implementiert: Ein Schnittstellenkontroller 42, ein EEPROM-Kontroller 43, ein Digital-Analog-Kontroller 45 und ein Temperatur-Kontroller 46. Die Funktionsblöcke stellen die für die Steuerung der jeweiligen Funktionsgruppen notwendigen Protokolle bereit und werten die Daten aus. Zusätzlich ist im FPGA 28 ein Mikrokontroller 47 ein Programmspeicher 48 und ein Speicherkontroller 44 implementiert. Die Funktionsblöcke ermöglichen ein koordiniertes Zusammenspiel der zuvor genannten Funktionsgruppen.The FPGA 28 serves as a link between the following function groups: The parameterization and user interface 30 , the EEPROM 26 , the digital-to-analog converter 21 , the operating unit 15 and the temperature sensor 36 , For controlling the said function groups own controllers are implemented as function blocks: An interface controller 42 , an EEPROM controller 43 , a digital-analogue controller 45 and a temperature controller 46 , The function blocks provide the necessary protocols for the control of the respective function groups and evaluate the data. In addition, in the FPGA 28 a microcontroller 47 a program memory 48 and a memory controller 44 implemented. The function blocks allow a coordinated interaction of the aforementioned Function groups.

Das Zusammenspiel gestaltet sich folgendermaßen: Wenn von der Parametrier- und Bedienschnittstelle 30 oder von der Bedieneinheit 15 Befehle zur Änderung des Ziel-Beleuchtungsspektrums 2 empfangen werden, werden die zugehörigen Spektral-Daten aus dem EEPROM 26 geholt. Die Spektral-Daten werden durch den Mikrokontroller 47 und den Speicherkontroller 44 algorithmisch aufbereitet und über den Digital-Analog-Kontroller 45 an den Digital-Analog-Umsetzer 21 gesendet. Eventuelle Temperaturein flüsse können – nach Einlesen des aktuellen Temperaturwertes durch den Temperatur-Kontroller 46 – mit in den Algorithmus einbezogen werden.The interaction is as follows: If from the parameterization and user interface 30 or from the control unit 15 Commands to change the target illumination spectrum 2 are received, the associated spectral data from the EEPROM 26 fetched. The spectral data is passed through the microcontroller 47 and the memory controller 44 algorithmically processed and via the digital-analogue controller 45 to the digital-to-analog converter 21 Posted. Possible temperature influences can - after reading the current temperature value by the temperature controller 46 - be included in the algorithm.

Im Allgemeinen haben die Leuchtdioden ein schmalbandiges Emissionsspektrum, z.B. ein Schmalbandspektrum 37. Das Schmalbandspektrum 37 kann gemessen und mathematisch geeignet dargestellt werden. Durch Mischung des Lichts mehrerer solcher in Intensität 39 und/oder Einschaltdauer (Pulsweitenmodulation) 40 modulierbarer Leuchtdioden – z.B. sechzehn LED –, wie in 7 gezeigt ist, mit unterschiedlichem Spektrum 10, 11, 12, 13, 37 kann ein variables quasikontinuierliches Spektrum als ein auf die farbigen Objekte 3, 4 auftreffendes Beleuchtungsspektrum 2 erzeugt werden.In general, the light-emitting diodes have a narrow-band emission spectrum, eg a narrow-band spectrum 37 , The narrowband spectrum 37 can be measured and represented mathematically suitable. By mixing the light of several such in intensity 39 and / or duty cycle (pulse width modulation) 40 modulable light emitting diodes - eg sixteen LEDs - as in 7 shown, with different spectrum 10 . 11 . 12 . 13 . 37 can have a variable quasi-continuous spectrum as one on the colored objects 3 . 4 incident illumination spectrum 2 be generated.

Ein angegebener mathematisch und signaltechnisch umgesetzter Algorithmus ermöglicht es, die Parameter – Intensität 39 und Einschaltdauer 40 – in der Treiberplatine 27 so abzuändern, dass das von den Lichtquellen 5 bis 8 abgegebene vorläufige gemischte Spektrum an ein vorgegebenes Ziel-Beleuchtungsspektrum – das Beleuchtungsspektrum 2 zur Bewertung – angepasst wird. Das variable Beleuchtungsspektrum 2 kann z.B. final eine variable Abmusterungslichtart für eine Begutachtung darstellen, in der die Bewertung der farbigen Objekte 3, 4 gemäß 2 durchführt wird. Durch Variation der Parameter – Intensität 39 und Einschaltdauer 40 – können damit eine Vielzahl von Beleuchtungssituationen in Form von variablen Abmusterungslichtarten nachgestellt werden.A specified mathematically and technically implemented algorithm makes it possible to determine the parameter intensity 39 and duty cycle 40 - in the driver board 27 to change that from the light sources 5 to 8th delivered preliminary mixed spectrum to a given target illumination spectrum - the illumination spectrum 2 for evaluation - is adjusted. The variable illumination spectrum 2 For example, it can finally display a variable matching light for a review, in which the rating of the colored objects 3 . 4 according to 2 is performed. By varying the parameter intensity 39 and duty cycle 40 - Can be adjusted so that a variety of lighting situations in the form of variable Abmusterungslichtarten.

Das in 8 als Blockbild dargestellte erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Schritte auf:

  • 1. Festlegung (I) einer Anzahl von Lichtquellen 5, 6, 7, 8 mit vorgegebenen unterschiedlichen schmalbandigen Spektren 10, 11, 12, 13, 37, wobei die Spektren 10, 11, 12, 13, 37 über den sichtbaren Spektralbereich verteilt sind,
  • 2. Speicherung (II) der Lichtquellen-Daten und der zugehörigen Lichtquellen-Spektren 10, 11, 12, 13, 37 in einem Speicher 26 einer datenverarbeitenden Steuereinheit 49,
  • 3. Vorgabe (III) mindestens eines ausgangsseitig zu erzielenden Beleuchtungsspektrums 2 und dessen Daten-Speicherung in dem Speicher 26 der datenverarbeitenden Steuereinheit 49,
  • 4. Zusammenschaltung (IV) der von der Steuereinheit 49 ausgewählten Lichtquellen 5 bis 8, die dem jeweils vorgegebenen Ziel-Beleuchtungsspektrum 2 zugeordnet sind,
  • 5. Um- und Verschaltung (V) der Lichtquellen-Spektren 10, 11, 12, 13 zu einem vorläufigen Beleuchtungsspektrum durch Änderungen von Intensität (Strom) 39 und/oder Einschaltdauer 40 der Pulsweitenmodulation, wie in 7 gezeigt,
  • 6. Zusammenführung (VI) der ausgewählten Lichtquellen-Spektren 10, 11, 12, 13 der eingeschalteten Lichtquellen 5 bis 8 in einer Licht-Mischeinrichtung 50 und
  • 7. Austritt (VII) des erhaltenen Ziel-Beleuchtungsspektrums 2 aus der Austrittsöffnung 14 der Licht-Mischeinrichtung 50.
This in 8th The block diagram of the inventive method has the following steps:
  • 1. Definition (I) of a number of light sources 5 . 6 . 7 . 8th with predetermined different narrow-band spectra 10 . 11 . 12 . 13 . 37 , where the spectra 10 . 11 . 12 . 13 . 37 distributed over the visible spectral range,
  • 2. Storage (II) of the light source data and the associated light source spectra 10 . 11 . 12 . 13 . 37 in a store 26 a data processing control unit 49 .
  • 3. specification (III) of at least one illumination spectrum to be achieved on the output side 2 and its data storage in the memory 26 the data processing control unit 49 .
  • 4. Interconnection (IV) of the control unit 49 selected light sources 5 to 8th , which correspond to the respective predetermined target illumination spectrum 2 assigned,
  • 5. Conversion and interconnection (V) of the light source spectra 10 . 11 . 12 . 13 to a preliminary illumination spectrum by changes of intensity (current) 39 and / or duty cycle 40 the pulse width modulation, as in 7 shown,
  • 6. Merging (VI) the selected light source spectra 10 . 11 . 12 . 13 the switched-on light sources 5 to 8th in a light mixing device 50 and
  • 7. exit (VII) of the obtained target illumination spectrum 2 from the outlet 14 the light mixing device 50 ,

Zusätzlich kann wahlweise eine Messung des Ziel-Beleuchtungsspektrums 2 durchgeführt werden.In addition, optionally, a measurement of the target illumination spectrum 2 be performed.

Die einzelnen Lichtquellen 5 bis 8 können spektral an unterschiedlichen diskreten Frequenzen gemessen werden. Zur Angleichung eines vorläufigen Ausgangsbeleuchtungsspektrums an ein festgelegtes Ziel-Beleuchtungsspektrum 2 ist ein mathematischer Algorithmus zur Ermittlung des Ziel-Beleuchtungsspek trums 2 vorgesehen. Dabei ist es im Hinblick auf eine höhere Genauigkeit zweckmäßig, das Ziel-Beleuchtungsspektrum 2 als kontinuierliches Spektrum zu behandeln.The individual light sources 5 to 8th can be measured spectrally at different discrete frequencies. To match a preliminary output illumination spectrum to a fixed target illumination spectrum 2 is a mathematical algorithm for determining the target illumination spectrum 2 intended. It is expedient with regard to a higher accuracy, the target illumination spectrum 2 to treat as a continuous spectrum.

Da die vorhandenen Spektren im Allgemeinen durch eine analytische Funktion schlecht beschrieben werden können, wird, wie in 9 gezeigt ist, mittels des Algorithmus das schmalbandige Spektrum 10, 11, 12, 13 einer einzelnen Lichtquelle 5, 6, 7 und/oder 8 durch stückweise Interpolation mit Splinefunktionen zu einem interpolierten Spektrum 41 modelliert. Als Splines kommen Polynome dritten Grades nach der Gleichung: f(λ) = a3 λ3 + a2 λ2 + a1 λ + a0 (GI)im Intervall λ0 ≤ λ < λ1
zum Einsatz. Eine Splinefunktion f(λ) gilt dabei jeweils nur in einem Intervall λ0 ≤ λ < λ1. Die Faktoren a3, a2, a1, a0 zu jedem Intervall können durch Lösen des durch die Stützstellen und die Randbedingungen, nämlich die Stetigkeit an den Berührungspunkten, gegebenen Gleichungssystems ermittelt werden. Für n Messwerte sind n-1 solcher Funktionen notwendig. Die Berechnung erfolgt über ein Computeralgebrasystem. Die Berechung kann aber ebenfalls durch einen Algorithmus innerhalb eines Anwendungsprogramms durchgeführt werden.Since the existing spectra can generally be described poorly by an analytical function, as in 9 is shown, by means of the algorithm, the narrow-band spectrum 10 . 11 . 12 . 13 a single light source 5 . 6 . 7 and or 8th by piecewise interpolation with spline functions to an interpolated spectrum 41 modeled. As splines, polynomials of the third degree come after the equation: f (λ) = a 3 λ 3 + a 2 λ 2 + a 1 λ + a 0 (GI) in the interval λ 0 ≦ λ <λ 1
for use. A spline function f (λ) in each case applies only in an interval λ 0 ≦ λ <λ 1 . The factors a 3 , a 2 , a 1 , a 0 for each interval can be determined by solving the system of equations given by the interpolation points and the boundary conditions, namely the continuity at the points of contact. For n readings, n-1 of such functions are necessary. The calculation is done by a computer algebra system. However, the calculation can also be performed by an algorithm within an application program.

So modellierte Funktionen können anschließend wie analytische Funktionen behandelt werden. Die interpolierten Spektren 41 mehrerer Lichtquellen 5 bis 8 können in der Steuereinheit 49 zusammengefasst, abgeleitet und integriert werden. Die interpolierten Spektren 41 geben die spektralen Eigenschaften der Lichtquellen 5 bis 8 weitgehend übereinstimmend wieder und sind genauer als bekannte Verfahren, die mit diskreten Werten arbeiten.Functions modeled in this way can then be treated like analytical functions. The interpolated spectra 41 several light sources 5 to 8th can in the control unit 49 summarized, derived and integrated. The interpolated spectra 41 give the spectral properties of the light sources 5 to 8th are largely consistent and more accurate than known methods that operate on discrete values.

Das transportable Gerät 1 erzeugt variable gemischte Beleuchtungsspektren 2 durch Überlagerung schmaler und in ihrer Intensität regelbarer spektraler Bereiche. Dadurch sind nahezu beliebige Beleuchtungsspektren möglich und es können andere Beleuchtungssysteme simuliert werden.The portable device 1 generates variable mixed illumination spectra 2 by superposition of narrow and in their intensity adjustable spectral ranges. As a result, almost any illumination spectra are possible and other lighting systems can be simulated.

11
EinrichtungFacility
22
Beleuchtungsspektrumillumination spectrum
33
Erstes farbiges Objektfirst colored object
44
Zweites farbiges Objektsecond colored object
55
Erste LichtquelleFirst light source
66
Zweite LichtquelleSecond light source
77
Dritte Lichtquellethird light source
88th
Vierte LichtquelleFourth light source
99
Kugeloberflächespherical surface
1010
Erstes Spektrumfirst spectrum
1111
Zweites Spektrumsecond spectrum
1212
Drittes Spektrumthird spectrum
1313
Viertes Spektrumfourth spectrum
1414
Austrittsöffnungoutlet opening
1515
Bedieneinheitoperating unit
1616
Einkoppeleinrichtunglaunching device
1717
Optikoptics
1818
StromversorgungseinheitPower supply unit
1919
Ladespeicherload memory
2121
Digital-Analog-UmsetzerDigital-to-analog converter
2222
Erster Stromausgangfirst current output
2323
Zweiter Stromausgangsecond current output
2424
Dritter Stromausgangthird current output
2525
Vierter Stromausgangfourth current output
2626
Wiederbeschreibbarer Speicher – EEPROM –rewritable Memory - EEPROM -
2727
Treiberplatinedriver board
2828
Programmierbare Logikeinheit – FPGA –programmable Logic Unit - FPGA -
2929
Programmierschnittstelleprogramming
3030
Parametrier- und Bedienschnittstelleparameterization and user interface
3131
RESET- und TakteinrichtungRESET and clock device
3232
Erste StromquelleFirst power source
3333
Zweite StromquelleSecond power source
3434
Dritte Stromquellethird power source
3535
Vierte StromquelleFourth power source
3636
Temperatursensortemperature sensor
3737
SchmalbandspektrumNarrowband spectrum
3838
Schnittstellen-TreiberInterface Driver
3939
Intensität – Strom –Intensity - current -
4040
Einschaltdauer, Pulsweitenmodulationduty, Pulse Width Modulation
4141
Interpoliertes Spektruminterpolated spectrum
4242
SchnittstellenkontrollerInterface controller
4343
EEPROM-KontrollerEEPROM controller
4444
Speicherkontrollermemory controller
4545
Digital-Analog-KontrollerDigital to analog controller
4646
Temperatur-KontrollerTemperature controller
4747
Mikrokontrollermicrocontroller
4848
Programmspeicherprogram memory
4949
Steuereinheitcontrol unit
5050
Licht-MischeinrichtungLight mixing device
(I)(I)
Festlegungestablishing
(II)(II)
Speicherungstorage
(III)(III)
Vorgabespecification
(IV)(IV)
Zusammenschaltunginterconnection
(V)(V)
Um- und VerschaltungAround- and interconnection
(VI)(VI)
Zusammenführungtogether
(VII)(VII)
Austrittexit

Claims (13)

Einrichtung zur Erzeugung von Beleuchtungsspektren für farbige Objekte, enthaltend eine Bedieneinheit, eine angeschlossene Steuereinheit und damit verbundene Lichtquellen, deren Intensitäten durch Stromänderungen mittels programmtechnischer Einstellungen innerhalb der Steuereinheit veränderbar sind, und eine mit einer Ausgangsöffnung versehene Licht-Mischeinrichtung, die mit den Lichtquellen in Verbindung steht und die Beleuchtungsspektren ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen von der Steuereinheit (46) beleuchtungsspektrumbezogene, auswählbare Halbleiterlichtquellen (5, 6, 7, 8) mit verschiedenen schmalbandigen Spektren (10, 11, 12, 13, 37) sind, die zumindest einen Teil des sichtbaren Spektralbereiches einschließen, wobei die Steuereinheit (49) eine programmierbare Logikeinheit (28) enthält, die in Verbindung steht mit einem vorgeschalteten wiederbeschreibbaren Speicher (26) für gemessene Spektren-Daten der Halbleiterlichtquellen (5 bis 8) und mit einem nachgeschalteten Digital-Analog-Umsetzer (21) mit zugeordneten Stromquellen (32, 33, 34, 35) zur Ansteuerung der Halbleiterlichtquellen (5 bis 8) über Stromausgänge (22, 23, 24, 25), die zu den Halbleiterlichtquellen (5, 6, 7, 8) führen, deren Intensitäten (39) über den Strom und/oder über eine Pulsweitenmodulation (40) einschließlich der Veränderung der Einschaltdauer modulierbar sind, wobei in der Licht-Mischeinrichtung (50) die aus dem Speicher (26) ausgewählten, in modulierte Ströme umgesetzten Intensitäten der von den angesteuerten Halbleiterlichtquellen (5, 6, 7, 8) abgestrahlten Spektren (10, 11, 12, 13) additiv überlagert werden und die Austrittsöff nung (14) zur Ausgabe der ausgewählten Spektren (10, 11, 12, 13) als jeweiliges Beleuchtungsspektrum (2) dient, und wobei die Bedieneinheit (15) zur Eingabe des vorgegebenen Beleuchtungsspektrums (2) und zur Auslösung der additiven Überlagerung der ausgewählten Spektren (10, 11, 12, 13) vorgesehen ist.Device for generating illumination spectra for colored objects, comprising an operating unit, a connected control unit and associated light sources whose intensities are variable by current changes by means of program settings within the control unit, and a light mixing means provided with an output opening, which communicate with the light sources and outputs the illumination spectra, characterized in that the light sources from the control unit ( 46 ) illumination spectrum-related, selectable semiconductor light sources ( 5 . 6 . 7 . 8th ) with different narrow-band spectra ( 10 . 11 . 12 . 13 . 37 ), which include at least part of the visible spectral range, the control unit ( 49 ) a programmable logic unit ( 28 ) associated with an upstream rewriteable memory ( 26 ) for measured spectra data of the semiconductor light sources ( 5 to 8th ) and with a downstream digital-to-analog converter ( 21 ) with associated power sources ( 32 . 33 . 34 . 35 ) for driving the semiconductor light sources ( 5 to 8th ) via current outputs ( 22 . 23 . 24 . 25 ) connected to the semiconductor light sources ( 5 . 6 . 7 . 8th ) whose intensities ( 39 ) via the current and / or via a pulse width modulation ( 40 ) are modulated including the change in the duty cycle, wherein in the light mixing device ( 50 ) from the memory ( 26 ), converted into modulated currents intensities of the driven semiconductor light sources ( 5 . 6 . 7 . 8th ) radiated spectra ( 10 . 11 . 12 . 13 ) are superimposed additive and the Austrittsöff opening ( 14 ) for the output of the selected spectra ( 10 . 11 . 12 . 13 ) as the respective illumination spectrum ( 2 ), and wherein the operating unit ( 15 ) for entering the predetermined illumination spectrum ( 2 ) and to trigger the additive superimposition of the selected spectra ( 10 . 11 . 12 . 13 ) is provided. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine energieversorgende Einkoppeleinrichtung (16) an die Halbleiterlichtquellen (5 bis 8) geführt ist, wobei die Einkoppeleinrichtung (16) von der Steuereinheit (49) aktiviert wird.Device according to claim 1, characterized in that an energy-supplying coupling device ( 16 ) to the semiconductor light sources ( 5 to 8th ) is guided, wherein the coupling device ( 16 ) from the control unit ( 49 ) is activated. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterlichtquellen (5 bis 8) innerhalb der Licht-Mischeinrichtung (50) ähnlich einer Kugeloberfläche (9) strahlenförmig gerichtet angeordnet sind.Device according to claim 1, characterized in that the semiconductor light sources ( 5 to 8th ) within the light mixing device ( 50 ) similar to a spherical surface ( 9 ) are arranged directed radially. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht-Mischeinrichtung (50) eine Ulbricht-Kugel ähnliche Kammer mit einer Austrittsöffnung (14) oder einen Lichtmischstab darstellt.Device according to claim 3, characterized in that the light mixing device ( 50 ) an Ulbricht sphere-like chamber with an outlet opening ( 14 ) or a light mixing rod. Einrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich programmtechnische Mittel in der Steuereinheit (49) befinden, die zur Erzeugung eines in die Bedieneinheit (15) eingebbaren und variabel programmierbaren Beleuchtungsspektrums (2) für die farbigen Objekte (3, 4) aus den gespeicherten und instruktionsmäßig ausgewähl ten, vorgegebenen Halbleiterlichtquellenspektren (10, 11, 12, 13, 37) vorgesehen sind.Device according to any preceding claim, characterized in that program-technical means in the control unit ( 49 ), which are used to generate one in the control unit ( 15 ) and variable programmable illumination spectrum ( 2 ) for the colored objects ( 3 . 4 ) from the stored and instructionally selected th, predetermined semiconductor light source spectra ( 10 . 11 . 12 . 13 . 37 ) are provided. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (49) auf einer Treiberplatine (27) vorhanden ist, deren zentrales Bauelement ein Mikrokontroller als programmierbare Logikeinheit (28) ist, die eingangsseitig mit der Bedieneinheit (15) in Verbindung steht und eine Parametrier- und Bedienschnittstelle (30) aufweist und ausgangsseitig mit dem Digital-Analog-Umsetzer (21) zur Ansteuerung der intensitäts- und pulsweitenmodulierbaren Stromquellen (32, 33, 34, 35) für die Halbleiterlichtquellen (5, 6, 7, 8) versehen ist.Device according to claim 5, characterized in that the control unit ( 49 ) on a driver board ( 27 ) whose central component is a microcontroller as a programmable logic unit ( 28 ), the input side with the operating unit ( 15 ) and a parameterization and operator interface ( 30 ) and the output side with the digital-to-analog converter ( 21 ) for controlling the intensity and pulse width modulated current sources ( 32 . 33 . 34 . 35 ) for the semiconductor light sources ( 5 . 6 . 7 . 8th ) is provided. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die programmierbare Logikeinheit (28) als Bindeglied zwischen folgenden Funktionsgruppen dient: Der Parametrier- und Bedienschnittstelle (30), dem Speicher (26), dem Digital-Analog-Umsetzer (21), der Bedieneinheit (15) und einem Temperatursensor (36), wobei zur Ansteuerung der Funktionsgruppen jeweils folgende zugehörige Kontroller als Funktionsblöcke implementiert sind: Ein Schnittstellenkontroller (42), ein Speicher-Kontroller (43), ein Digital-Analog-Kontroller (45) und ein Temperatur-Kontroller (46), wobei die Funktionsblöcke die für die Steuerung der jeweiligen Funktionsgruppen notwendigen Protokolle bereitstellen, Daten auswerten und ein koordiniertes Zusammenspiel mit den Funktionsgruppen ermöglichen.Device according to claim 6, characterized in that the programmable logic unit ( 28 ) serves as a link between the following function groups: The parameterization and operator interface ( 30 ), the memory ( 26 ), the digital-to-analog converter ( 21 ), the operating unit ( 15 ) and a temperature sensor ( 36 ), wherein the following associated controllers are implemented as function blocks for controlling the function groups: An interface controller ( 42 ), a memory controller ( 43 ), a digital-analogue controller ( 45 ) and a temperature controller ( 46 ), whereby the function blocks provide the protocols necessary for the control of the respective function groups, evaluate data and allow a coordinated interaction with the function groups. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der programmierbaren Logikeinheit (28) ein Mikrokontroller (47) mit einem Programmspeicher (48) und ein Speicherkontroller (44) implementiert sind.Device according to claim 7, characterized in that in the programmable logic unit ( 28 ) a microcontroller ( 47 ) with a program memory ( 48 ) and a memory controller ( 44 ) are implemented. Verfahren zur Erzeugung von Beleuchtungsspektren für farbige Objekte mit einer Bedieneinheit, einer angeschlossenen Steuereinheit und damit verbundenen Lichtquellen, deren Intensitäten durch Stromänderungen mittels programmtechnischer Einstellungen innerhalb der Steuereinheit veränderbar sind, und einer mit einer Ausgangsöffnung versehenen Licht-Mischeinrichtung, die mit den Lichtquellen in Verbindung steht und die Beleuchtungsspektren ausgibt, mit einer Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Festlegung (I) einer Anzahl von Halbleiterlichtquellen (5, 6, 7, 8) mit vorgegebenen unterschiedlichen schmalbandigen Spektren (10, 11, 12, 13, 37), wobei die Spektren (10, 11, 12, 13, 37) über den sichtbaren Spektralbereich verteilt sind, – Speicherung (II) der den einzelnen Halbleiterlichtquellen (5 bis 8) zugeordneten und spektral an unterschiedlichen diskreten Frequenzen gemessenen Halbleiterlichtquellen-Spektren (10, 11, 12, 13, 37) in einem Speicher (26) der datenverarbeitenden Steuereinheit (49), – Vorgabe (III) mindestens eines ausgangsseitig zu erzielenden Beleuchtungsspektrums (2) und dessen Daten-Speicherung in einem Speichermodul der datenverarbeitenden Steuereinheit (49), wobei zur Angleichung eines vorläufigen Ausgangsbeleuchtungsspektrums an das vorgegebene Ziel-Beleuchtungsspektrum (2) ein mathematischer Algorithmus zur Ermittlung des Ziel-Beleuchtungsspektrums (2) vorgesehen ist, – Zusammenschaltung (IV) der von der Steuereinheit (49) ausgewählten Halbleiterlichtquellen (5 bis 8), die dem jeweils vorgegebenen Ziel-Beleuchtungsspektrum (2) zugeordnet sind, – Um- und Verschaltung (V) der Halbleiterlichtquellen-Spektren (10, 11, 12, 13) zu einem vorläufigen Beleuchtungsspektrum durch intensitäts- und pulsweitenmodulierte Signale, – Zusammenführung (VI) der ausgewählten Halbleiterlichtquellen-Spektren (10, 11, 12, 13) der angesteuerten und strahlenden Halbleiterlichtquellen (5 bis 8) in der Licht-Mischeinrichtung (50) und – Austritt (VII) des erhaltenen Ziel-Beleuchtungsspektrums (2) aus der Austrittsöffnung (14) der Licht-Mischeinrichtung (50).A method for generating illumination spectra for colored objects with a control unit, a connected control unit and associated light sources whose intensities are variable by current changes by means of program settings within the control unit, and provided with an output opening light mixing device, which is in communication with the light sources and outputting the illumination spectra, with a device according to claims 1 to 8, characterized by the following steps: - determining (I) a number of semiconductor light sources ( 5 . 6 . 7 . 8th ) with predetermined different narrow-band spectra ( 10 . 11 . 12 . 13 . 37 ), the spectra ( 10 . 11 . 12 . 13 . 37 ) are distributed over the visible spectral range, - storage (II) of the individual semiconductor light sources ( 5 to 8th ) and spectrally measured at different discrete frequencies semiconductor light source spectra ( 10 . 11 . 12 . 13 . 37 ) in a memory ( 26 ) of the data processing control unit ( 49 ), - specification (III) of at least one illumination spectrum to be achieved on the output side ( 2 ) and its data storage in a memory module of the data processing control unit ( 49 ), wherein to adjust a preliminary output illumination spectrum to the predetermined target illumination spectrum ( 2 ) a mathematical algorithm for determining the target illumination spectrum ( 2 ), - interconnection (IV) of the control unit ( 49 ) selected semiconductor light sources ( 5 to 8th ), which correspond to the respective predetermined target illumination spectrum ( 2 ), - switching and interconnection (V) of the semiconductor light source spectra ( 10 . 11 . 12 . 13 ) to a preliminary illumination spectrum by intensity and pulse width modulated signals, - merging (VI) of the selected semiconductor light source spectra ( 10 . 11 . 12 . 13 ) of the driven and radiating semiconductor light sources ( 5 to 8th ) in the light mixing device ( 50 ) and - exit (VII) of the obtained target illumination spectrum ( 2 ) from the exit opening ( 14 ) of the light mixing device ( 50 ). Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise eine Messung des aus der Austrittsöffnung (14) abgestrahlten Beleuchtungsspektrums (2) durchgeführt wird.A method according to claim 9, characterized in that optionally a measurement of the from the outlet opening ( 14 ) radiated illumination spectrum ( 2 ) is carried out. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Algorithmus das Spektrum (10, 11, 12, 13, 37) einer einzelnen Halbleiterlichtquelle (5, 6, 7, 8) durch stückweise Interpolation mit Splinefunktionen zu jeweils einem interpolierten Spektrum (41) modelliert wird, wobei als Splines Polynome dritten Grades nach der Gleichung f(λ) = a3 λ3 + a2 λ2 + a1 λ + a0 (GI)im Intervall λ0 ≤ λ < λ1 eingesetzt werden und eine Splinefunktion f(λ) dabei jeweils nur in einem Intervall λ0 ≤ λ < λ1 gilt sowie die Faktoren a3, a2, a1, a0 zu jedem Intervall durch Lösen des durch die Stützstellen und die Randbedingungen, nämlich die Stetigkeit an den Berührungspunkten, gegebenen Gleichungssystems ermittelt werden.Method according to claim 9, characterized in that within the algorithm the spectrum ( 10 . 11 . 12 . 13 . 37 ) of a single semiconductor light source ( 5 . 6 . 7 . 8th ) by piecewise interpolation with spline functions for each interpolated spectrum ( 41 ) is modeled, where as splines polynomials of the third degree according to the equation f (λ) = a 3 λ 3 + a 2 λ 2 + a 1 λ + a 0 (GI) in the interval λ 0 ≤ λ <λ 1 are used and a spline function f (λ) in each case only in an interval λ 0 ≤ λ <λ 1 and the factors a 3 , a 2 , a 1 , a 0 for each interval by Solving the system of equations given by the interpolation points and the boundary conditions, namely the continuity at the points of contact, can be determined. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der interpolierten Spektren (41) über einen Algorithmus durchgeführt wird.Method according to claim 11, characterized in that the determination of the interpolated spectra ( 41 ) is performed via an algorithm. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die interpolierten Spektren (41) wie analytische Funktionen behandelt werden, wobei die interpolierten Spektren (41) der Halbleiterlichtquellen (5 bis 8) wahlweise zusammengefasst, abgeleitet und integriert werden und dabei die spektralen Eigenschaften der Halbleiterlichtquellen (5 bis 8) abbilden.Method according to claim 12, characterized in that the interpolated spectra ( 41 ) how analytical functions are treated, the interpolated spectra ( 41 ) of the semiconductor light sources ( 5 to 8th ) can be summarized, derived and integrated, and thereby the spectral properties of the semiconductor light sources ( 5 to 8th ) depict.
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