DE10304199B4 - Vorrichtung zum Erzeugen von Strahlung einer gewünschten Farbe - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Erzeugen von Strahlung einer gewünschten Farbe durch additive Farbmischung mit drei Strahlungsquellen und einer optischen Anordnung zum Zusammenführen der Strahlung, wobei die Strahlungsquellen jeweils abhängig von der gewünschten Farbe in ihrer Intensität steuerbar sind und wobei die optische Anordnung zumindest einen ersten und einen zweiten dichroitischen Mischfilter aufweist, wobei der erste dichroitische Mischfilter zumindest eine Filterkante im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 600 nm, vorzugsweise im grünen Wellenlängenbereich, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Strahlungsquellen (2, 3, 4) mit einander zugewandten Lichtaustrittsflächen und mit Hauptaustrittsrichtungen längs einer ihre Lichtaustrittsflächen verbindenden Gerade angeordnet sind und eine dritte Strahlungsquelle (3; 4) mit einer Lichtaustrittsfläche so angeordnet ist, dass ein in Hauptaustrittsrichtung dieser Strahlungsquelle (3; 4) von ihrer Lichtaustrittsfläche ausgehender Strahl diese Gerade in einem Schnittpunkt im rechten Winkel schneidet, wobei der erste und nur dieser dichroitische Mischfilter im Bereich des Schnittpunktes und mit einem Winkel seiner Flächennormale von 45° zu den...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Strahlung einer gewünschten Farbe nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
  • Gattungsgemäße Farbmischvorrichtungen sollen in allen Gebieten der Beleuchtungstechnik einsetzbar sein, in denen farbiges Licht gefordert ist, beispielsweise für Bühnen- oder Diskothekenbeleuchtung, Dekoration oder Lichttherapie. Im Stand der Technik sind vielfältigste Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen von Strahlung bzw. Licht einer gewünschten Farbe bekannt. So beschreibt beispielsweise die Druckschrift DE 198 09 871 A1 einen Farbmischaufsatz, insbesondere zur additiven Farbmischung für verschiedene Farbleuchten, deren Intensitäten separat regelbar sind. Dabei weist der Farbmischaufsatz viele optische Elemente zum Zusammenführen des Lichts der unterschiedlichen Lichtquellen oder Farbleuchten wie verspiegelte Gehäuseelemente, Halbspiegelelemente und Diffusoren auf. Dieser Farbmischaufsatz nach dem Stand der Technik besteht aus einer großen Zahl von optischen Elementen, deren Anordnung gemessen an den Abmessungen einer einzelnen Lichtquelle außerordentlich viel Raum einnimmt. Auch ist damit homogenes Licht oder ein Lichtbündel einer bestimmten Farbe nur unter erheblichen Lichtverlusten realisierbar aufgrund der Verwendung mehrerer Diffusoren. Andere Vorrichtungen zum Erzeugen von Strahlung einer gewünschten (variierbaren) Farbe werden in den Druckschriften DE 37 09 025 A1 , DE 68 10 708 U und US 4 454 570 A vorgeschlagen. Auch die dort gezeigten Vorrichtungen zeichnen sich durch einen nachteilig großen Platzbedarf und/oder aufwendigen Aufbau mit einer verhältnismäßig großen Zahl optischer Elemente aus.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum möglichst verlustarmen Erzeugen von Strahlung einer gewünschten Farbe zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist und mit der die gewünschte Farbe schnell und zuverlässig einstellbar ist, wobei der Aufbau kompakt und platzsparend sein soll.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs gelöst.
  • Eine Vorrichtung mit diesen Merkmalen ermöglicht einen besonders kompakten Aufbau, bei dem die drei Strahlungsquellen in einer Ebene mit einander zugewandten Lichtaustrittsflächen und mit Winkeln der Hauptaustrittsrichtung ihrer Strahlung von jeweils 90° oder 180° zueinander angeordnet sind, während zwischen ihnen in einem Winkel von 45° zu den Hauptaustrittsrichtungen aller drei Strahlungsquellen genau einer der dichroitischen Mischfilter positioniert ist. Es entsteht somit ein kubusartiger Aufbau, wobei die der dritten Strahlungsquelle gegenüber liegende, frei bleibende Seitenfläche des Kubus eine Austrittsfläche für die Ausgangsstrahlung der gewünschten Farbe bildet.
  • Bei den dichroitischen Mischfiltern handelt es sich um Halbspiegel mit möglichst planparallelen Oberflächen, welche einfallendes Licht abhängig von dessen Wellenlänge reflektieren oder transmittieren. Diese dichroitischen bzw. dielektrischen Filter, die auch als (Halb-)Spiegel oder Strahlteiler bezeichnet werden, haben vorteilhafterweise einen Übergang von nahezu vollständiger Transmission zu Reflektion innerhalb eines schmalen Spektralbereichs. Dieser Übergangsbereich, der als sog. Filterkante bezeichnet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass Licht dieser Wellenlänge teilweise reflektiert, und teilweise transmittiert wird. Je nach Änderung des Lichteinfallswinkels verschiebt sich diese Kante, da das Transmissionsverhalten der Filter von der durchstrahlten Weglänge in den dielektrischen Filterschichten abhängt. Die Änderung der Weglänge und damit die Änderung der Lage der Filterkante ist dabei umso größer, je größer der Einfallswinkel ist. Das ist bei der vorliegenden Vorrichtung zu berücksichtigen bei der Wahl des einen dichroitischen Filters, welchen die Strahlung der verschiedenen Strahlungsquellen mit einem Einfallswinkel von im Wesentlichen 45° trifft.
  • Bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs erreicht Licht, das aus der dritten Strahlungsquelle austritt, die Austrittsfläche für die Ausgangsstrahlung auf direktem Weg nach Transmission durch den einen dichroitischen Mischfilter, den diese Strahlung mit einem Einfallswinkel von 45° trifft, die Strahlung einer der beiden anderen Strahlungsquellen erreicht die Austrittsfläche für die Ausgangsstrahlung nach einer möglichst vollständigen Reflexion am ersten dichroitischen Mischfilter, und die Strahlung der verbleibenden Strahlungsquelle passiert auf ihrem Weg zur Austrittsfläche für die Ausgangsstrahlung den ersten dichroitischen Mischfilter zweimal, wobei sie einmal transmittiert und einmal reflektiert wird und zwischen den zwei Passagen an dem zweiten oder einem weiteren dichroitischen Mischfilter reflektiert wird. Ein solcher Strahlungsgang führt zu einem homogenen Ausgangsbündel, in dem die Strahlung aller drei Strahlungsquellen zusammengeführt und bezüglich ihrer Farben additiv gemischt ist. Dabei hat jede Komponente des als Ausgangsstrahlung ausfallenden Lichts eine jeweils von der Strahlungsquelle ihres Ursprungs abhängige Farbe, weil mit jeder Strahlungsquelle, wie eben beschrieben, ein Strahlengang mit einer ganz spezifischen Anzahl von Transmissionen und/oder Reflexionen an dichroitischen Mischfiltern verbunden ist, was wiederum wegen der wellenlängenabhängigen Transmissions- und Reflexionseigenschaften dichroitischer Filter auch bei weißen Strahlungsquellen zu einer spezifischen Ausgangsfarbe führt. Das Ausgangsbündel setzt sich damit also aus drei Komponenten verschiedener Farbe zusammen und hat eine resultierende Farbe, welche durch Steuerung der Intensität der einzelnen Strahlungsquellen einstellbar und kontinuierlich veränderbar ist.
  • Im Hauptanspruch und an anderen Stellen dieser Schrift gemachte Winkelangaben – das bezieht sich auch auf die Formulierungen wie „senkrecht", „im rechten Winkel" oder auch „parallel" – sollen mög lichst exakt gelten, Abweichungen bis zu 6°, vorzugsweise nicht mehr als 3°, sollen aber zulässig sein. Betragsmäßig angegebene Einfallswinkel sollen als Mittelwerte zu verstehen sein unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die entsprechenden Strahlungsbündel kegelförmig divergent sein können. Die Begriffe „Lichtaustrittsfläche" und „Hauptaustrittsrichtung" beziehen sich im Zusammenhang mit den Strahlungsquellen auf jene Anteile der von der jeweiligen Strahlungsquelle emittierten Strahlung, die für die Herstellung der Ausgangsstrahlung verwendet werden. Optische Systeme wie Kondensoren, Blenden oder Reflektoren, welche die Strahlung vor Passieren der optischen Anordnung zum Zusammenführen der Strahlung verändern, sollen dabei zu den Strahlungsquellen gerechnet werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen angegeben Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.
  • Wenn die Filterkante des ersten dichroitischen Mischfilters im grünen Wellenlängenbereich liegt, wird die zu einer Strahlungsquelle gehörende Komponente der Ausgangsstrahlung im gleichen, grünen Wellenlängenbereich liegen, während die von den anderen beiden Strahlungsquellen ausgehenden Komponenten der Ausgangsstrahlung hauptsächlich längere oder kürzere Wellenlängen enthalten werden. Jede der drei Komponenten enthält damit hauptsächlich im Wesentlichen eine der drei Grundfarben Rot, Grün oder Blau, welche sich besonders gut zum additiven Farbmischen eignen. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zur Erzielung einer besseren Farbgenauigkeit der drei Komponenten zumindest einzelnen der Strahlungsquellen jeweils ein Rot-, Grün- oder Blau filter zugeordnet ist, welcher von der entsprechenden Strahlungsquelle ausgestrahltem Licht vor Passieren des ersten dichroitischen Mischfilters eine entsprechende Farbe gibt. Ein solcher Farbfilter kann selbst ein dichroitischer Filter sein, insbesondere kann er mit einem der dichroitischen Mischfilter identisch sein. Alternativ können zum gleichen Zweck auch farbige Lichtquellen zum Einsatz kommen, welche entsprechend farbiges Licht abstrahlen.
  • In besonders vorteilhafter Weise wird für den ersten dichroitischen Mischfilter ein Zyanfilter oder ein Orange-Gelb-Filter verwendet, vorzugsweise mit einer Filterkante im Bereich von 525 ± 20 nm. Dabei wird als Zyanfilter ein dichroitischer Filter bezeichnet, der eine Filterkante im grünen Wellenlängenbereich hat, unterhalb derer er im Wesentlichen vollständig transmittiert, während er Licht längerer Wellenlänge im Wesentlichen vollständig reflektiert. Dagegen wird ein dichroitischer Filter „Orange-Gelb-Filter" genannt, wenn er eine Filterkante mit ähnlicher Kantenlage aufweist, einfallendes Licht aber im Wesentlichen vollständig transmittiert, wenn es eine längere Wellenlänge hat, und im Wesentlichen vollständig reflektiert, wenn seine Wellenlänge kürzer ist. Die Formulierung „im Wesentlichen" berücksichtigt dabei hier und an entsprechenden Stellen, dass sowohl bei Transmission als auch bei Reflexion Verluste von bis zu größenordnungsmäßig 25%, vorzugsweise aber nicht mehr als 12%, einzukalkulieren sind.
  • Eine besonders einfache und zweckmäßige Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erhält man, wenn ein dritter dichroitischer Mischfilter zwischen dem ersten dichroitischen Mischfilter und der Lichtaustrittsfläche der dritten Strahlungsquelle zur Haupt austrittsrichtung dieser Strahlungsquelle senkrecht angeordnet ist, während der zweite dichroitische Mischfilter zwischen dem ersten dichroitischen Mischfilter und der Lichtaustrittsfläche jener Strahlungsquelle angeordnet ist, welche durch eine vom ersten dichroitischen Mischfilter aufgespannte Ebene von der dritten Strahlungsquelle getrennt ist, so dass ausschließlich der erste dichroitische Mischfilter schräg, mit einem Einfallswinkel der Strahlung der verschiedenen Strahlungsquellen von 45° angeordnet ist. Besonders zweckmäßigerweise ist dabei entweder der erste dichroitische Mischfilter als Zyanfilter, der zweite dichroitische Mischfilter als Rotfilter und der dritte dichroitische Mischfilter als Blaufilter oder aber der erste dichroitische Mischfilter als Orange-Gelb-Filter, der zweite dichroitische Mischfilter als Blaufilter und der dritte dichroitische Mischfilter als Rotfilter zu wählen. Die damit beschriebenen Ausführungen weisen eine dreikomponentige Ausgangsstrahlung aus einer roten, einer grünen und einer blauen Komponente auf, von denen jede aus jeweils einer der Strahlungsquellen stammt, wobei von der roten und der blauen Komponente jeweils eine vom ersten dichroitischen Mischfilter im Wesentlichen vollständig transmittiert, die andere reflektiert wird. Die verbleibende grüne Komponente gelangt auf zwei verschiedenen Wegen zur Ausgangsstrahlung, wobei sie den ersten dichroitischen Mischfilter jeweils zweimal passiert und dabei entweder zuerst transmittiert und dann reflektiert oder zuerst reflektiert und dann transmittiert wird. Davon abhängig wird sie auf ihrem Weg entweder vom zweiten oder vom dritten dichroitischen Mischfilter im Wesentlichen vollständig reflektiert und auf den ersten dichroitischen Mischfilter zurückgeworfen. Die zuletzt beschriebene Komponente der Ausgangsstrahlung erhält dadurch eine Farbe, die dem Wellenlängenbereich der Filterkante des ersten dichroitischen Mischfilters entspricht, weil nur Licht aus diesem Wellenlängenbereich vom ersten dichroitischen Mischfilter zu hinreichend großen Anteilen sowohl reflektiert als auch transmittiert werden kann.
  • Alle beschriebenen Ausführungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann man durch Anordnung der beteiligten Filter zwischen einer vorzugsweise jeweils quadratischen Bodenplatte und Deckplatte als kubusförmiges Farbmodul ausführen, wobei der erste dichroitische Mischfilter eine Raumdiagonale des Würfels ausfüllt. Zweckmäßigerweise kann hierfür die quadratische Boden- und Deckplatte jeweils in einer Diagonalen mit einer Führung für einen dichroitischen Mischfilter ausgestattet sein. Durch die Deck- und Bodenplatte kann störendes Streulicht vermieden werden. Zwei der sechs Oberflächen des Würfels werden durch die Deck- und Bodenplatte gebildet, von den vier verbleibenden Oberflächen bildet dann eine die Austrittsfläche für die Ausgangsstrahlung, während die übrigen drei Oberflächen zum Einstrahlen der Strahlung der drei Strahlungsquellen dienen.
  • Als Strahlungsquellen können bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beliebige Lichtquellen dienen, die zur möglichst verlustfreien Erzeugung hinreichend gebündelter Strahlung optische Elemente wie Blenden, Kondensorlinsensysteme oder Reflektoren aufweisen können.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen
  • 1 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 einen schematischen Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 3 eine Filterkurve für den im ersten Ausführungsbeispiel als Mischfilter verwendeten Zyanfilter und
  • 4 eine Filterkurve des im zweiten Ausführungsbeispiel als Mischfilter verwendeten Orange-Gelb-Filters.
  • In 1 ist eine im weiteren als Farbmodul bezeichnete erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen von Licht einer gewünschten Farbe schematisch dargestellt. Das Farbmodul 1 weist als Strahlungsquellen drei weiße Lichtquellen 2, 3, 4 auf, die mit einer Spannungsversorgungseinheit und einer Regeleinheit für die Einstellung ihrer Intensität bzw. Lichtstärke verbunden sind, wobei in der 1 beide Einheiten in der Versorgungs- und Regeleinheit 5 zusammengefasst sind. Kernstück des Farbmoduls 1 sind vier dichroitische Filter. Im vorliegenden Fall ist jeder der Lichtquellen 24 jeweils ein dichroitischer Filter 6, 7, 8 zugeordnet bzw. vor den Lichtquellen angeordnet, wobei der Filter 6 ein Grünfilter, beispielsweise mit Filterkanten einer Kantenlage von 505 ± 10 nm und 550 ± 10 nm, der Filter 7 ein Blaufilter mit einer Kantenlage von zwischen 485 nm und 515 nm ± 10 nm und der Filter 8 ein Rotfilter mit einer Kantenlage von 600–630 nm ± 10 nm ist. Ein Zyanfilter 9 dient als erster dichroitischer Mischfilter, er weist eine Kantenlage von 525 ± 20 nm auf und transmittiert im Wesentlichen unterhalb seiner Filterkante Wellenlänge, während er oberhalb dieser Wellenlänge reflek tiert.
  • Die Filter 68 sind jeweils senkrecht zueinander oder planparallel angeordnet, derart, dass der Grünfilter 6 im Winkel von 90° zu dem Blaufilter 7 und der Rotfilter 8 im Winkel von 90° zu dem Blaufilter 7 steht, während der Grünfilter 6 und der Rotfilter 8 planparallel einander gegenüber angeordnet sind. In der Aufsicht wird somit ein Viereck mit einer offenen Seite gebildet, wobei diese offene Seite eine Austrittsfläche 10 des Farbmoduls 1 darstellt. Der Zyanfilter 9 steht im Winkel von 45° zu den Filtern 68 und bildet mit dem Grünfilter 6 und dem Blaufilter 7 in der Aufsicht ein gleichschenkliges Dreieck.
  • Die konstruktive Ausgestaltung ist so vorgenommen, dass die Filter in Führungen einer nicht dargestellten Basis- oder Grundplatte und einer nicht dargestellten Deckplatte für einen exakten, winkelrichtigen Aufbau aufgenommen sind.
  • Das von der Lichtquelle 4 abgestrahlte und durch den Filter 8 transmittierte, nun rote Licht trifft auf den Zyanfilter 9 und wird dort im Wesentlichen vollständig reflektiert, da der Wellenlängenbereich der auftreffenden Strahlung oberhalb der Filterkante von 525 ± 20 nm liegt. Das von der Lichtquelle 3 abgestrahlte und durch den Filter 7 hindurchtretende blaue Licht wird im Wesentlichen vollständig durch den Zyanfilter 9 transmittiert, da der Wellenlängenbereich des blauen Lichts unterhalb der Filterkante von 525 nm liegt. Das rote Licht wird somit direkt am Mischfilter 9 zur Lichtaustrittsfläche 10 umgelenkt und das blaue Licht dringt durch den Mischfilter 9 nahezu ungehindert zur Lichtaustrittsfläche 10.
  • Das von der Lichtquelle 2 durch den dichroitischen Grünfilter 6 hindurchtretende Licht liegt wellenlängenmäßig im Bereich der Filterkante des Zyanfilters 9 und wird dort teilweise reflektiert und teilweise transmittiert, wobei das reflektierte Lichte auf den dichroitischen Blaufilter 7 fällt und das transmittierte Licht auf den dichroitischen Rotfilter 8. Der Blaufilter 7 und der Rotfilter 8 fungieren hier als zweiter und dritter dichroitischer Mischfilter. Das auf den Blaufilter 7 fallende Licht wird im Wesentlichen vollständig reflektiert, wobei es wiederum auf den Mischfilter 9 trifft und dort wieder teilweise reflektiert und teilweise transmittiert wird. Auch das auf den Rotfilter 8 fallende (grüne) Licht wird dort im Wesentlichen vollständig reflektiert und trifft wieder auf den Mischfilter 9, an dem es teilweise reflektiert und teilweise transmittiert wird. Ein beträchtlicher Teil des von der Lichtquelle 2 durch den Filter 6 gestrahlten grünen Lichts gelangt somit zur Austrittsfläche 10.
  • Wie oben ausgeführt wurde, wird aus der Lichtaustrittsfläche ein Licht ausgestrahlt, das eine homogene Mischfarbe aufweist. Abhängig von der Art der Lichtquellen 24 und der Filterkurven der dichroitischen Filter 68 kann eine gewünschte Farbe des aus der Lichtaustrittsfläche austretenden Ausgangsbündels eingestellt werden, wenn die Lichtstärke der einzelnen Strahlungsquellen individuell verändert wird. Dazu ist die Steuer- bzw. Regeleinheit 5 vorgesehen, mit der die Spannungsversorgung zu den einzelnen Lichtquellen 24 einzeln einstellbar ist. Die gewünschte Korrelation der resultierenden Farben zu den Einstellwerten der Steuereinheit wird bei der Herstellung des Farbmoduls berücksichtigt. Die Mischfarben können stufenlos, aber auch schrittweise ein stellbar sein.
  • Als Lichtquellen 24 können die unterschiedlichsten Leuchtmittel verwendet werden, beispielsweise Halogenlampen, Leuchtstofflampen oder dergleichen aber auch Leuchtdioden. Die Lichtquellen 24 können mit Spiegeln oder sonstigen optischen Hilfsmitteln versehen sein, vorzugsweise sind solche Lichtquellen 24 zu wählen, die eine gleichmäßige Ausleuchtung der Filter 69 mit sich bringen bei möglichst parallelem Strahlungsaustritt.
  • Weiterhin können je nach Leuchtmittel und Anwendungsfall zur Bearbeitung der Strahlengänge optische Aufbauten erstellt werden, zum Beispiel können Blenden direkt hinter den Leuchtmitteln in den Strahlengang eingefügt werden, um unerwünschte Reflexionen zu begrenzen bzw. auszublenden. Diese Blenden befinden sich zwischen den Leuchtmitteln und den Filtern 68 der Grundfarben Rot, Grün und Blau. Bei nicht planparallelem Lichteintritt kann nach Maßgabe des längsten Weges eine Korrektur des Strahlenweges erfolgen, um eine homogene Lichtmischung zu erreichen. An der Austrittsfläche 10 können gleichfalls Blenden oder andere optische Bauelemente vorgesehen werden.
  • Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist für jede Lichtquelle 2, 3, 4 ein Filter 6, 7, 8 vorgesehen. Es ist jedoch auch denkbar, dass in diesem Ausführungsbeispiel der Grünfilter 6 weggelassen wird und weißes Licht auf den Zyanfilter 9 gestrahlt wird.
  • In 2 ist als weiteres Ausführungsbeispiel ein anderes Farbmodul 11 dargestellt, das in seinem grundsätzlichen Aufbau gleich aufgebaut ist, bei dem jedoch der erste dichroitische Mischfilter ein ande rer ist und die Anordnung der Filter zueinander verändert ist. Die Wahl der unterschiedlichen Ausführungen sind abhängig von den gewählten Lichtquellen und von den gewünschten Mischfarben.
  • In 2 werden für die selben Bauelemente die selben Bezugszeichen verwendet. Der dichroitische Blaufilter 7 ist im Winkel von 90° zu dem Rotfilter 8 und dieser ist wiederum im Winkel von 90° zu dem Grünfilter 6 angeordnet. Blaufilter 7 und Grünfilter 6 stehen sich planparallel gegenüber. Die Austrittsfläche 10 wird nunmehr seitlich von dem Blaufilter 7 und dem Grünfilter 6 begrenzt. In einem Winkel von 45° zu diesen Filtern 68 ist als erster dichroitischer Mischfilter ein Orange-Gelb-Filter 12 angeordnet, dessen eine Oberfläche zu dem Rotfilter 8 und dem Grünfilter 6 und dessen andere Oberfläche zu dem Blaufilter 7 und der Lichtaustrittsfläche 10 gerichtet ist. Die Filterkurve des Orange-Gelb-Filters 12 ist in 4 dargestellt, die des bei der zuvor beschriebenen Ausführung verwendeten Zyanfilters 9 in 3. Im Gegensatz zu dem Zyanfilter, der Licht mit Wellenlängen unterhalb seiner Filterkante von etwa 525 nm transmittiert und langwelligeres Licht reflektiert, reflektiert der Orange-Gelb-Filter kurzwelligeres Licht und transmittiert es, wenn es eine Wellenlänge oberhalb seiner im gleichen Bereich liegenden Filterkante hat.
  • Auch bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lichtquellen 24 mit einer hier nicht gezeigten Spannungsversorgungs- und Steuereinheit verbunden.
  • Die Funktionsweise ist analog zu der des ersten Ausführungsbeispiels. Die durch den Blaufilter 7 hin durchtretende blaue Strahlung wird direkt an dem Orange-Gelb-Filter 12 zur Lichtaustrittsfläche 10 reflektiert, die durch den Rotfilter 8 fallende Strahlung wird von diesem ersten dichroitischen Mischfilter direkt durchgelassen und zur Lichtaustrittsfläche 10 transmittiert. Das von dem Grünfilter 6 gelieferte grüne Licht wird wie im ersten Ausführungsbeispiel von dem ersten dichroitischen Mischfilter, hier dem Orange-Gelb-Filter 12, teilweise transmittiert und teilweise reflektiert, gelangt davon abhängig auf einen der weiteren dichroitischen Mischfilter 7, 8, an denen die jeweilige Teilstrahlung wiederum zu dem ersten dichroitischen Mischfilter zurückreflektiert wird, an welchem wiederum ein Teil der jeweiligen Teilstrahlung zum Lichtaustritt transmittiert bzw. reflektiert wird. Anteile der Strahlung können hier wie auch im zuvor beschriebenen Beispiel erst nach mehreren Reflexionen zur Austrittsfläche 10 gelangen.
  • Auch bei diesem Ausführungsbeispiel könnte der Grünfilter 6 weggelassen werden, so dass weißes Licht von der Lichtquelle 2 auf den ersten dichroitischen Mischfilter, hier den Orange-Gelb-Filter 12 fällt. Selbstverständlich können in allen Ausführungsbeispielen die Lichtquellen 2, 3, 4 schon die Farbe der jeweiligen Filter aufweisen, beispielsweise kann die Lichtquelle 2 grünes Licht abstrahlen, wobei der Filter 6, wie schon oben beschrieben, weggelassen werden kann.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Erzeugen von Strahlung einer gewünschten Farbe durch additive Farbmischung mit drei Strahlungsquellen und einer optischen Anordnung zum Zusammenführen der Strahlung, wobei die Strahlungsquellen jeweils abhängig von der gewünschten Farbe in ihrer Intensität steuerbar sind und wobei die optische Anordnung zumindest einen ersten und einen zweiten dichroitischen Mischfilter aufweist, wobei der erste dichroitische Mischfilter zumindest eine Filterkante im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 600 nm, vorzugsweise im grünen Wellenlängenbereich, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Strahlungsquellen (2, 3, 4) mit einander zugewandten Lichtaustrittsflächen und mit Hauptaustrittsrichtungen längs einer ihre Lichtaustrittsflächen verbindenden Gerade angeordnet sind und eine dritte Strahlungsquelle (3; 4) mit einer Lichtaustrittsfläche so angeordnet ist, dass ein in Hauptaustrittsrichtung dieser Strahlungsquelle (3; 4) von ihrer Lichtaustrittsfläche ausgehender Strahl diese Gerade in einem Schnittpunkt im rechten Winkel schneidet, wobei der erste und nur dieser dichroitische Mischfilter im Bereich des Schnittpunktes und mit einem Winkel seiner Flächennormale von 45° zu den Hauptaustrittsrichtungen aller drei Strahlungsquellen (2, 3, 4) angeordnet ist, wäh rend der zweite dichroitische Mischfilter zwischen dem ersten dichroitischen Mischfilter und der Lichtaustrittsfläche einer der Strahlungsquellen (2, 3, 4) zur Hauptaustrittsrichtung dieser Strahlungsquelle senkrecht angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein, zwei oder drei aus einer Gruppe von einem Rot-, Grün- und Blaufilter (8, 6, 7) ausgewählte Farbfilter jeweils einer der drei Strahlungsquellen (4, 2, 3) zugeordnet sind, angeordnet zwischen dem ersten dichroitischen Mischfilter und der Lichtaustrittsfläche der jeweiligen Strahlungsquelle, zur Hauptaustrittsrichtung dieser Strahlungsquelle senkrecht.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine, zwei oder alle drei der Strahlungsquellen (2, 3, 4) farbige Lichtquellen sind, vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe von einer roten, einer grünen und einer blauen Lichtquelle.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbfilter (6, 7, 8) und/oder die farbigen Lichtquellen bezüglich ihrer Farben so den Strahlungsquellen (2, 3, 4) zugeordnet sind, dass die entsprechend gefärbte Strahlung der dritten Strahlungsquelle vom ersten oder vom ersten und vom zweiten dichroitischen Mischfilter im Wesentlichen vollständig transmittiert wird, während die gefärbte Strahlung einer der anderen Strahlungsquellen vom ersten dichroitischen Mischfilter im Wesentlichen vollständig so reflektiert wird, dass sie nach der Reflexion eine der Strahlung der dritten Strahlungsquelle entsprechende Strahlungsrichtung hat.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste dichroitische Mischfilter eine Filterkante von 525 ± 20 nm aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste dichroitische Mischfilter ein Zyanfilter (9) ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste dichroitische Mischfilter ein Orange-Gelb-Filter (12) ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter dichroitischer Mischfilter zwischen dem ersten dichroitischen Mischfilter und der Lichtaustrittsfläche der dritten Strahlungsquelle zu deren Hauptaustrittsrichtung senkrecht angeordnet ist, während der zweite dichroitische Mischfilter zwischen dem ersten dichroitischen Mischfilter und der Lichtaustrittsfläche der Strahlungsquelle angeordnet ist, die dadurch definiert ist, dass der erste dichroitische Mischfilter der Lichtaustrittsfläche dieser Strahlungsquelle eine andere Oberfläche zuwendet als der Lichtaustrittsfläche der dritten Strahlungsquelle.
  9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite dichroitische Mischfilter ein Rotfilter (8), der dritte dichroitische Mischfilter ein Blaufilter (7) ist.
  10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite dichroitische Mischfilter ein Blaufilter (7), der dritte dichroitische Mischfilter ein Rotfilter (8) ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anordnung zum Zusammenführen der Strahlung mit den dichroitischen Filtern und eventuell weiteren vorhandenen Farbfiltern ein kubusförmiges Farbmodul (1; 11) bildet, bei dem die Filter (6, 7, 8, 9) vorzugsweise zwischen jeweils einer zu den Filtern (6, 7, 8, 9) senkrechten Bodenplatte und Deckplatte angeordnet sind.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anordnung eine Austrittsfläche (10) aufweist, in deren Bereich eine oder mehrere Blenden und/oder ein optisches System zur Lichtstrahlveränderung angeordnet sind.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass den Strahlungsquellen (2, 3, 4) Blenden, Reflektoren und/oder optische Systeme zum Herstellen paralleler Strahlung zugeordnet sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010039683A1 (de) * 2010-08-24 2012-03-01 Osram Ag Projektionsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005004938B4 (de) * 2005-01-28 2008-01-24 Technische Universität Dresden Einrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Beleuchtungsspektren für farbige Objekte

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE6810708U (de) * 1968-12-09 1969-11-13 Michel Camille Berger Apparat zur erzeugung von verschieden gefaerbten lichtbuendeln
US4454570A (en) * 1981-03-09 1984-06-12 Wabco Westinghouse Compagnia Italiana Segnali S.P.A. Multiple colored searchlight signal unit
DE3709025A1 (de) * 1986-04-05 1987-11-12 Roebe Oltmanns Hansgeorg Kompaktes geraet zur elektronisch gesteuerten synthese von farbigem und weissem licht fuer verschiedene beleuchtungszwecke

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE6810708U (de) * 1968-12-09 1969-11-13 Michel Camille Berger Apparat zur erzeugung von verschieden gefaerbten lichtbuendeln
US4454570A (en) * 1981-03-09 1984-06-12 Wabco Westinghouse Compagnia Italiana Segnali S.P.A. Multiple colored searchlight signal unit
DE3709025A1 (de) * 1986-04-05 1987-11-12 Roebe Oltmanns Hansgeorg Kompaktes geraet zur elektronisch gesteuerten synthese von farbigem und weissem licht fuer verschiedene beleuchtungszwecke

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010039683A1 (de) * 2010-08-24 2012-03-01 Osram Ag Projektionsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung

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