DE1950581B2 - Beleuchtungseinrichtung mit in ihrer Lichtstärke veränderbarer Lichtquelle - Google Patents

Description

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Kompensationslampe die Lichtstärke der Hauptlampe F i g. 8 ein Hilfsdiagramm zur Berechnung der

übertreffen kann. Überdies könnte die Beleuchtungs- numerischen Werte der in den Diagrammen des einrichtung statt nur einer Hauptlampe und einer Schaubildes gemäß F i g. 4 enthaltenen Größen.
Kompensationslampe auch mehrere Hauptlampen Das Diagramm nach F i g. 1 betrifft eine bekannte

und/oder mehrere Kompensationslampen aufweisen, 5 Lampe mit einem Glühfaden, dessen Normaltempedi& untereinander auch unterschiedlichen Farbentem- ratur bei Normalspannung 3000° K war. Die Spanperaturveränderungen ausgesetzt sein könnten. Ande- nungsskala läuft nach der Horizontalachse, und ist in rerseits könnte auch eine vereinfachte Lampeneinheit Prozent von der Normalspannung gradiert. Auch die verwendet werden, bei der entsprechend den übli- Vertikalachse ist in Prozent des Normalwertes grachen Lampen von Automobilscheinwerfern in einer io diert, und zwar mit Bezug auf die Kurve A des Licht-Lampe zweier Glühfäden vorgesehen sind, von denen flusses und mit Bezug auf die Kurve B der Färbender eine der Hauptlampe und der andere der Korn- temperatur. Man sieht, daß die eine Kurve nach oben pensationslampe entspricht. konkav ist, während die andere nach oben stark kon-

Damit das angestrebte Ergebnis erzielt wird, ist vex ist.

selbstverständlich vorausgesetzt, daß die Lichtflüsse 15 Es ist ebenfalls der Fig. 1 zu entnehmen, daß bei der beiden genannten Lampen zu einem gemeinsamen Herabsenkung der Spannung von deren Normalwert, Lichtfluß vereinigt werden. Durch eine geeignete Ab- der Lichtfluß nach der Kurve A sehr stark vermindert wägung zwischen den Lichtstärken der beiden Teil- wird, während dagegen die Farbentemperatur anfangs lichtflüsse kann man dann die Farbe des gesamten nur ziemlich langsam sinkt, später jedoch immer Lichtflusses — oder wie man üblicherweise sagt, des- ao schneller. Wenn die Spannung auf etwa 20% herabsen Farbentemperatur — trotz Veränderung der gesenkt worden ist, wird der Lichtfluß, womit gemeint Lichtstärke konstant halten. Es soll also die Farben- wird der Fluß des für das menschliche Auge wahrzusammensetzung bei einem Zustand konstant blei- nehmbaren Lichtes, in großen und ganzen gleich ben, welcher der normalen Farbentemperatur der Null wird. Gleichzeitig ist aber die Farbentemperatur Lampen entspricht, obgleich die Farbentemperatur 25 auf etwa 53% herabgesenkt worden. Unterhalb von der einen Lampe erhöht und der anderen Lampe ab- diesem Wert enthält die Strahlung von der Glühgesenkt worden ist. Es besteht somit ein Gleichge- lampe somit meistens infrarote Charakter, welche wichtsverhältnis zwischen an sich unterschiedlichen Strahlung für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. Farbentemperaturen, durch welches eine gewünschte Die Veränderung, die von der normalen Farbentem-Summen-Farbentemperatur beibehalten wird. Ein 30 peratur (100%) bis zu der eine rote und infrarote schwacher Lichtfluß in einem größeren Temperatur- Strahlung entsprechenden Farbentemperatur (53%) abstand von der normalen Betriebstemperatur kann stattgefunden hat, ist indessen derart stark, daß sie somit aufgrund der Fabenzusammensetzung einen nicht erlaubt werden kann. Auch eine bedeutend kleikleineren Temperaturabstand eines stärkeren Licht- nere Veränderung übersteigt weit den erlaubten flusses in anderer Richtung kompensieren und umge- 35 Toleranzbereich. Dies wird am leichtesten einzusehen, kehrt. falls man bedenkt, daß der Spannungswert, welcher

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise mit 100% bezeichnet wurde, 3000° K entspricht, und erläutert. Es zeigt daß der Toleranzbereich gleich + 100° C gesetzt

F ig. 1 ein Diagramm, welches über der veränder- wurde, was etwa 3,3% entspricht,
liehen Spannung einer Glühlampe sowohl die Ver- 4° Einzelne Angaben über die Verschiebung der veränderung der Farbentemperatur als auch die Ver- schiedenen Lichtwellenlängen und der relativen Eneränderung des Lichtflusses des von der Glühlampe er- gie, die durch sie bei verschiedenen Temperaturen des zeugten Lichtstrahles darstellt, Glühdrahtes vertreten werden, sind der Fig. 2 zu

F i g. 2 ebenfalls ein Diagramm, welches über der entnehmen. Die relative Energie ist dabei nach der Wellenlänge die spektrale Energieverteilung einer 45 senkrechten Achse abgesetzt worden, wobei der Nor-Kurvenschar unterschiedlicher Glühfadentemperatu- malwert angenommen wird, bei 1,0 zu liegen. Die ren darstellt, Kurven zeigen somit deren Veränderung bis zu dem

F i g. 3 ein der F i g. 2 entsprechendes Diagramm, Doppelten des Normalwertes. Die gleichzeitig vorin welchem außer einer ausgewählten Kurve des Dia- kommende Wellenlängenverschiebung wird längs der gramms der F i g. 2 zwei weitere, den Lichtfluß zweier 50 Horizontalachse abgelesen.

erfindungsgemäß gesteuerten Lampen veranschau- Die in F i g. 2 wiedergegebene Kurve, die für eine

lichende Kurven sowie eine dritte, die Summe der Farbentemperatur von 3000° K gilt, wird in F i g. 3 beiden letztgenannten Kurven wiedergebende Kurve mit einer punktierten Linie F wiedergegeben. Es wird dargestellt sind, die sich mit der aus dem Diagramm jetzt angenommen, daß eine Hauptlampe, deren Farder F i g. 2 ausgewählten Kurve im wesentlichen 55 bentemperatur durch Herabsenkung deren Spannung deckt, und deren Lichtfluß auf 2100° K vermindert worden

F i g. 4 eine Schemadarstellung einer ersten, ein- ist, eine Kompensation ihres Farbentemperaturverfach ausgebildeten erfindungsgemäßen Beleuchtungs- lustes mit Hilfe von einer Hilfslampe bekommen soll, einrichtung mit einem Schaltbild und zugeordneten welche die Farbentemperatur 32G0° K hat. Durch das Diagrammen, 60 früher angedeutete Gleichgewichtsverhältnis, welches

F i g. 5 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungs- selbstverständlich ungefährlich ist, kann man erreiform der Beleuchtungseinrichtung, chen, daß diejenige Lampe, deren Farbentemperatur

Fig. 6 ein Schaltbild einer dritten, weiter entwik- gleich 2100° K ist, einen Anteil des gesamten Lichtkelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Be- flusses geben soll, welcher 18% beträgt, während die leuchtungseinrichtung, 65 andere Lampe einen Beitrag zu dem gesamten Licht-

F i g. 7 ein Schaltbild einer vierten, weiter vervoll- fraß von etwa 82% geben soll. Die Kurve D in F i g 3 kommneten erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrich- hat jetzt einen Flächenintegral, der 18% des Flächentung, integrals der Kurve nach Fig.2 ist, welche für die

Temperatur 2100° K gilt, während die Kurve C einen Flächenintegral hat, der 82°/o des Flächenintegrals derjenigen Kurve vertritt, welche in F i g. 2 für 3200° K gilt. Falls man jetzt die beiden Kurven C und D addiert, so erhält man die Kurve E. Diese s schließt sich außerordentlich gut an die normale Farbentemperaturkurve an, welche mittels der punktierten Kurve F wiedergegeben wird. Geht man davon aus, daß die Kurve F mit Rücksicht auf Lichtenergieinhalt das maximale Licht für die Lampenkombination vertritt, so liegt natürlich der wirkliche Wert der Kurve E wesentlich niedriger als der der Kurve F. Die beiden Kurven geben indessen nur Relativwerte an, was bedeutet, daß deren Flächenintegrale gleich gemacht worden sind, damit man sie vergleichen können soll, um zu sehen, ob sie dieselbe Farbentemperatur haben oder wesentlich verschiedene Farbentemperaturen haben.

Eine einfache Regelvorrichtung, die für eine ziemlich grobe Handbetätigung der beiden Lampen benutzt werden kann, wird in F i g. 4 gezeigt. Die Hauptlampe ist dort mit 10 bezeichnet, und die Kompensationslampe mit 11. Beide diese Lampen sind zu einem Netz 12 über je einen Widerstand 13 bzw. 14 angeschlossen. Diese beiden Widerstände sind veränderlieh und werden gemeinsam mittels eines Betätigungsmittels betätigt, welches mittels der punktierten Linie 15 angedeutet worden ist. Der Widerstand 13 ist als einen üblichen Rheostat angeordnet, so daß bei Verschiebung von dessen Läufer 16 rechts in der Zeichnung der Widerstand sich vergrößert und infolgedessen die für den Glühfaden der Lampe 10 zurückbleibende Spannung sich vermindert. Der Netzleiter ist indessen nicht mit dem Ende des Widerstandes 14 der Kompensationslampe 11 verbunden, sondern mit einem zwischenliegenden Punkt 17. Wenn der Läufer 18 des Widerstandes 14 genau gegenüber diesem Anschlußpunkt 17 steht, erhält somit die Kompensationslampe ihre volle Spannung, aber sei es, daß man das Regelmittel 15 in der einen Richtung oder in der anderen Richtung verschiebt, so wird jedenfalls Widerstand in Reihe mit der Kompensationslampe 11 eingeschaltet, und ihr Strom sinkt ab. Der Zweck hiermit wird unten näher im Anschluß an F i g. 8 erklärt werden.

Bei Verschiebung des Läufers 16 über den Rheostat 13 verändert sich beispielsweise die Spannung nach der Kurve 19, und gleichzeitig verändert sich der Lichtfluß nach der Kurve 20. Die entsprechenden Kurven für die Funktion des Rheostatens 14 werden mit Bezug auf die Sparnung durch die Kurve 21 und mit Bezug auf den Lichtfluß durch die Kurve 22 vertreten. Die Kurve 22 ist in einer Weise berechnet worden, die dem folgenden zu entnehmen sein wird, so daß sie so nahe wie möglich eine Kompensation für die Änderung der Farbentemperatur der Hauptlampe 10 bewirken soll.

Bei der Wicklung des Widerstandes des Rheostatens 14 muß man darauf Rücksicht nehmen, daß insoweit erforderlich die Wicklungsumdrehungen innerhalb von verschiedenen Teilen verschieden dicht liegen. Durch diese Maßnahme erhält man eine Möglichkeit den Verlauf der Kurve 21 und 22 zu beeinflussen. Tn dem idealischen Falle soll nämlich die Kurve 21 nicht durch zwei gerade Linien zusammengesetzt worden sein, wie dies zwecks Vereinfachung der Darstellung in F i g. 4 gezeigt worden ist. Auch mit einer Spannungsveränderungskurve, die in dieser Weise durch zwei geradlinige Teile zusammengesetzt worden ist, erreicht man indessen ein ziemlich annehmbares Ergebnis.

Die jetzt beschriebene Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise: Bei vollem Licht gibt die Hauptlampe 10 einen Lichtfluß ab, entsprechend demjenigen, was in F i g. 2 mit dem Werte 1,0 bezeichnet wurde. Ihre Farbentemperatur ist dann gleich der Betriebs- oder Normalfarbentemperatur. Auch diese ist deshalb mit dem Werte 1,0 bezeichnet worden. In dieser Lage soll die Kompensationslampe 11 ebenfalls auf Betriebsfarbentemperatur abgestimmt sein, und ihr Lichtfluß soll vorzugsweise in der Größenordnung von etwa 0,1 liegen. Falls jetzt die Spannung der Hauptlampe 10 herabgesenkt wird, so vermindert sich der Lichtfluß von dieser Lampe; gleichzeitig verändert sich indessen auch deren Farbentemperatur. Um die Herabsenkung der Farbentemperatur zu kompensieren, muß die Kompensationslampe 11 eine höhere Spannung erhalten. Dabei steigt nicht nur die Farbentemperatur dieser Lampe, sondern auch deren Lichtfluß. Da die Kompensationslampe im Vergleich mit der Hauptlampe ziemlich klein ist, wird indessen ihre Lichtvergrößerung nicht gleich groß wie die Lichtflußminderung von der Hauptlampe, und der gesamte Lichtfluß hat sich infolgedessen vermindert. Wenn die Spannung der Hauptlampe 10 so weit herabgesenkt worden ist, daß ihre Farbentemperatur sich auf 0,9 herabgesenkt hat, ist das Moment von dei Hauptlampe am größten. Infolgedessen muß man dei Kompensationslampe die höchste Spannung in diesem Zustande erteilen, entsprechend der Lage 23 an deren Rheostat 14. Bei fortgesetzter Herabsenkung der Spannung der Hauptlampe 10 muß zwecks Aufrechterhaltung von der richtigen Farbenzusammensetzung auch die Spannung der Kompensationslampe vermindert werden, anfangs etwas stärker, danach aber etwas schwächer. Schließlich erreichen die Lampen eine Lage, in wecher die Hauptlampe vollkommen dunkel ist, während die Kompensationslampe immerfort mit einer Spannung und einer Farbentemperatur leuchtet, die identisch gleich denjenigen sind, die beim Beginn der Betätigung Geltung hatten.

In der Ausgangslage hatte in diesem Falle der gesamte Lichtfluß die Stärke von 1,0 + 0,1 =1,1, und in der Schlußlage, als nur die Kompensationslampe Träger von sichtbarem Licht war, war die Stärke 0,1 was bedeutet, daß die gesamte Lichtmenge sich ir

dem Verhältnis . des maximalen Lichtflusses vermindert hat. Dies ist unter normalen Umständen zufriedenstellend für diejenigen Lichtregiemaßnahmen die in Frage kommen können. Während dieser ganzen Veränderung des Lichtflusses war somit die Farbenzusammensetzung oder »die Farbentemperatur« konstant, und bei Wiedergabe der Aufnahme wire deshalb auch ein farbenrichtiges Bild erreicht

F i g. 5 zeigt eine weitere Entwicklung des Grundgedankens für die Vorrichtung nach der vorliegender Erfindung, so wie sie mittels F i g. 4 veranschaulich¹ worden ist. Bei dieser Vorrichtung sind sogenannte Variatoren 24 und 25 zwischen dem Netz 26 einer seits, und teils der Hauptlampe 27, teils auch dei Kompensationslampe 28 andererseits, eingeschalte worden. Diese Variatoren bestehen in dem einfach sten Falle aus gesteuerten Gleichrichtern, welche voi einem Aggregat gesteuert werden, das im Prinzii gleich beschaffen als das Aggregat nach F i g. 4 ist

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weshalb die verschiedenen darin enthaltenen Teile bestimmten Herabsetzung der Spannung der Hauptmit denselben Bezugsbezeichnungen versehen worden lampe zeigt diese vielleicht immerfort einen stärkeren sind. Zwecks Verbesserung des Regelvermögens des Anteil von rotem Licht, gleichzeitig ist aber die Rheostaten 14 ist indessen ein fester Widerstand 29 Lichtstärke der Hauptlampe derart stark vermindert in Reihe mit diesem Rheostat eingeschaltet worden, 5 worden, daß die Kompensationslampe einen immer wodurch es möglich geworden ist, die eine Klemme größeren Anteil des gesamten Lichtflusses abgibt, des Widerstandes 29 mit der einen Netzklemme und und falls man, auch nachdem dieser Zustand eindie andere Klemme des Widerstandes mit den beiden getreten ist, fortsetzen würde, die Spannung der Kom-Enden des Rheostaten 14 zu verbinden, wodurch die- pensationslampe zu vergrößern und die Spannung ser von einer festen Stromstärke durchlaufen werden io der Hauptlampe zu vermindern, dann würde das rötwird, welche mit der Belastung der Kompensations- liehe Licht der Hauptlampe eine vollkommen unterlampe 28 nicht veränderlich ist, und wodurch nur geordnete Rolle im Vergleich mit der allmählich ge-Steuerspannung ohne nennenswerten Stromverbrauch steigerten Lichtstärke der Kompensationslampe von dem Läufer 18 des Variators 25 entnommen spielen, und der gesamte Lichtfluß würde mit blauem wird. Dies bedeutet eine sichere und mehr zuverläs- 15 und violettem Licht von der Kompensationslampe sige Regelmethode. Da auch der Rheostat 13 der überbelastet werden. Es ist deshalb erforderlich, daß Hauptlampe 27 durch einen spannungsteilergeschal- bei einem gegebenen Wert des Spannungsverhältnisses teten Widerstand ersetzt worden ist, wird selbstver- zwischen den beiden Lampen die Spannung der ständlich auch dieser durch einen konstanten Strom Kompensationslampe nochmals herabgesetzt wird, so durchlaufen werden, und nur die Steuerspannung 20 daß diese in demjenigen Augenblick, wenn die ohne Stromverbrauch wird zu dem Variator 24 aus- Hauptlampe vollkommen dunkel geworden ist, ihre genommen. normale Farbentemperatur zurückgewonnen hat,

Die Vorrichtung kann noch weiter dadurch ver- was bedeutet, daß die Spannung der Kompensationsbessert werden, daß man die Steuerspannung für lampe in diesem Augenblick wieder auf ihren Andie Lampe 10 in Kaskadeschaltung die Steuerspan- 25 fangswert herabgesenkt sein soll. Dabei bildet das nung für die Kompensationslampe 11, siehe F i g. 6, Licht der Kompensationslampe das einzig zurückbestimmen läßt. Die Steuerspannung wird auch hier bleibende Licht.

zwischen den Leitern 12 erhalten, und die für Be- Es liegt keine Schwierigkeit vor, mit Leitung von trieb der Lampe erforderliche Spannung erhält man bekannten Kurven über die gegenseitige Abhängigvon dem Netz 26. Zwei Variatoren sind wie in dem 30 keit der Spannung und der Farbentemperatur und Falle nach F i g. 5 angeordnet worden, in diesem mit Kenntnis von der bei jeder besonderen Span-Falle wird aber nur der Variator 24 von dem Poten- nung vorhandenen Lichtstärke von jeder der Lampen tiometer 13 mit dem Läufer 16 gesteuert. Die Aus- diejenige Kurve zu berechnen oder graphisch zu gangsspannung von dem Variator 24 wird in diesem konstruieren, nach welcher die Spannung der Kom-Falle über die Leiter 30 zu einer Steuereinheit 31 35 pensationslampe in der oben angegebenen Weise versolcher Beschaffenheit geleitet, daß sie die Steuer- änderlich sein soll. Die Konstruktion der Kurve 22, spannuung zwischen den Leitern 30 in eine Steuer- F i g. 4, oder der Kurve 33, F i g. 6, ist deshalb eine spannung eines anderen Wertes zwischen einem Paar rein graphische Konstruktionsmaßnahme, die jeder von Leitern 32 umwandelt, die zu dem Variator 25 Fachmann leicht bewerkstelligen können soll, nachgehen. Die Steuereinheit 31 ist so beschaffen, daß 40 dem er Kenntnis von dem Prinzip der vorliegenden die ausgehende Spannung von dem Variator 24 nach Erfindung erhalten hat.

einem nicht linearen Verlauf in Übereinstimmung F i g. 7 zeigt ein komplettes Schaltschema über mit der Kurve 33 umgewandelt wird, deren Hori- eine Anordnung nach der Erfindung, die im Prinzip zontalachse die einkommende Spannung über die sich zu derjenigen im Blockdiagramm gezeigten An-Leiter 30 vertritt, und deren Vertikalachse die aus- 45 Ordnung nach F i g. 6 anschließt. Das Netz für Begehende Spannung über die Leiter 32 vertritt. Die trieb der Lampen ist hier mit 34 bezeichnet worden. Folgerung wird, daß die Lampe 10 mit einer ver- Dieses Netz wird vorausgesetzt, ein Wechselstromänderliche Spannung versehen wird, deren Wert von netz mit konstanter Spannung zu sein. Für jede der dem Variator 24 in Übereinstimmung mit der Ein- beiden Lampen 10 und 11 gibt es ein Paar von gestellung des Potentiometers 13 bestimmt wird, wäh- 50 steuerten Gleichrichtern 35 und 36 bzw. 58 und 59, rend gleichzeitig, jedoch in einem gesteuerten, nicht- welche in der üblichen Weise paarweise parallel mitlinearen Verhältnis, die Lampe 11 mit einer Span- einander aber in entgegengesetzten Richtungen genung versehen wird, die für Kompensation geeignet schaltet worden sind. Das eine Gleichrichterpaar wird ist. mit Hilfe des Steueraggregats 54 gesteuert, und das

Es soll vielleicht in diesem Zusammenhange er- 55 andere Gleichrichterpaar wird mit Hilfe des Steuerklärt werden, aus welchem Grunde die Kurve 33 in aggregate 60 gesteuert. Solche Steueraggregate sind F i g. 6 bzw. die Kurve 22 in F i g. 4 denjenigen Ver- für andere Zwecke schon bekannt. Sie arbeiten in lauf zeigt, die den betreffenden Abbildungen zu ent- solcher Weise, daß eine Veränderung der Spannung nehmen ist. Als die Spannung der Lampe 10 herab- der Eingangsseite des Steueraggregats eine Verändegesenkt wurde, ging ihre Farbenzusamniensetzung 60 rung der zeitlichen Verschiebung von Zündimpulsen in einen Zustand über, in welchem sie mehr rot und veranlaßt, die über die Leiter 55 und 56 den geweniger blau und violett enthielt Für Kompensation steuerten Gleichrichtern 35 und 36 zugeführt werden hiervon soll die Spannung der Kompensationslampe bzw. über entsprechende Leiter den gesteuerten erhöht werden, so daß sie eine Farbe zeigt, die ver- Gleichrichtern 58 und 59 zugeführt werden. Der hältnismäßig weniger rot und mehr blau und violett ⁶5 Steuerverlauf manifestiert sich in dem vorliegenden enthält. Anfangs vergrößert man deshalb die Span- Fall darin, daß die Gleichspannung, die dem Steuernung der Kompensationslampe, gleichzeitig als man aggregat 54 bzw. 60 über den Leiter 53 bzw. 63 zudie Spannung der Hauptlampe herabsetzt. Bei einer geführt wird, die Größe der ausgehenden Spannung

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bestimmt, welche nach den Gleichrichtern 35 und 36 zum Leiter 48 zu laufen. Eine zweite Stromkompo- bzw. 58 und 59 erhalten wird. Zwischen den ge- nente geht, falls der Weg durch ein in der Vorrichsteuerten Gleichrichterpaaren 35 und 36 bzw. 58 tung enthaltenes Zenerdiodenaggregat 80 offen ist, und 59, einerseits, und der Lampe 10 bzw. 11, an- in entgegengesetzter Richtung durch den Leiter 48, dererseits, ist ein Ausgleisfilter angeordnet worden, 5 den Widerstand 86 und den Widerstand 82 sowie den aus einer Reiheninduktion 38 mit Parallelkondensa- Leiter 81 und das Zenerdiodenaggregat 80 zum Kontor 39 bzw. aus einer Reiheninduktion 61 mit Par- densator 46. Zwischen den Leitern 69 und 48 ist allelkondensator 62 bestehend. Hiermit ist der Strom- eine weitere Batterie von für verschiedene Zündversorgungsweg zu den beiden Lampen 10 und 11 spannungen abgestimmten Zenerdioden 70 bis 74 klargestellt. Jetzt soll beschrieben werden, wie ihre io angeordnet worden. Jede der Zenerdioden 70 bis 74 Spannung geregelt wird. ist in Reihe mit einem Widerstand 75 bis 79 an-

Der Potentiometer 50 ist zur Gleichspannung zwi- geschlossen worden. Beide Batterien von Zener-

schen den Klemmen 51 angeschlossen, welche aus- dioden sind somit durch eine Anzahl von unter sich

schließlich als Steuerspannung benutzt wird. Es ist parallelgeschalteten aber für verschiedene Zünd-

ohne entscheidende Bedeutung für diese Erfindung, 15 spannungen abgestimmten Zenerdioden zusammen-

wie diese Steuerspannung erzeugt wird, sie kann aber gesetzt, jede mit ihrem individuellen Reihenwider-

vorzugsweise durch Gleichrichtung der Spannung des stand.

Netzes 34 nach geeigneter Herabtransformierung er- Die bisher beschriebene Vorrichtung funktioniert

zeugt werden. Der Läufer 52 des Potentiometers 50 wie folgt:

ist zur Leitung 53 angeschlossen, und diese Leitung 20 Bei Umstellung des Potentiometers 50 auf eine

geht zur Steuereinheit 54 und steuert in dieser Weise niedrigere Spannung für die Lampe 10 sinkt auch

die Spannung der Lampe 10. die Spannung über die Kondensatoren 45 und 46.

Von den Leitungsdrähten 37, zwischen denen die Bei voller Spannung an der Lampe 10 waren auch Lampenspannung herrscht wird auch Spannung zu die Spannungen über die Kondensatoren 45 und 46 einem Transformator entnommen, dessen Primär- 25 maximal, und sämtliche Zenerdioden waren dann wicklung 40 magnetisch zu zwei voneinander iso- stromführend. Derjenige Strom, den die Spannung lierten Sekundärwicklungen 41 und 42 geschaltet ist. über den Kondensator 45 sich bestrebt, durch den Jede Sekundärwicklung ist zu ihrem individuellen Widerstand 86 zu pressen, ist dann gleich groß wie Vollwellengleichrichter geschaltet, beispielsweise, wie derjenige Strom, den die Spannung über den Konin der Zeichnung gezeigt, zu einer Graetz-Brücke 43 30 densator 46 sich bestrebt, durch denselben Widerbzw. 44. Die Minusklemme der Brücke 43 ist zu der stand zu pressen, obgleich in entgegengesetzter Rich-Plusklemme der Brücke 44 angeschlossen, während tung. Diese beiden Stromkomponenten kompensieren die Plusklemme der Brücke 43 und die Minusklemme sich dann gegenseitig, und nur der Strom von den der Brücke 44 über ein Paar von Ausgleiskonden- Klemmen 51 fließt durch den Widerstand 86. Nachsatoren 45 und 46 miteinander verbunden sind, so 35 dem die Spannungen über die Kondensatoren 45 und daß eine negative Spannung beim Leiter 49 erhalten 46 auf Grund der Umstellung des Potentiometers 50 wird, so daß der Leiter 48 als Nulleiter arbeiten kleiner werden, wird aber die eine nach der anderen wird, und so daß eine positivev Spannung bei dem von den Zenerdioden in dem Aggregat 80 gelöscht. Leiter 47 erhalten wird. Diese Spannungen sollen für Infolgedessen vermindert sich auch die Stromkompo-Steuerung der Spannung der Lampe 11 benutzt wer- 40 nente schnell, welche die Spannung über den Konden, aber da sie direkt proportional zur Spannung densator 46 sich bestrebt, durch den Widerstand 86 der Lampe 10 sind, müssen sie zuerst einer Umwand- zu pressen. Die andere Stromkomponente von dem lung unterworfen werden, so daß die Spannung, die Kondensator 45 vermindert sich aber nicht gleich die Lampe 11 speist, sich an die im voraus mit schnell, da anfangs der Widerstand in dessen Kreis Kenntnis von den Eigenschaften der Lampen 10 und 45 nicht verändert wird. Ein allmählich zunehmender 11 bestimmte Form der Kurve 22 in F i g. 4 bzw. Strom wird deshalb durch den Widerstand 86 vom der Kurve 33 in F i g. 6 anschließt. Punkt 84 in Richtung auf den Leiter 48 fließen. Man

Das Steueraggregat 60 wird in diesem Falle durch erreicht somit die Wirkung, daß eine sich herabden Spannungsunterschied zwischen dem Leiter 48, setzende Spannung an die Lampe 10 eine ansteigende einerseits, und einem Leiter 63, andererseits, ge- 50 Spannung über den Widerstand 86 erzeugt. Wenn die steuert. Der Leiter 63 wird von einem Verstärker 64 letzte Zenerdiode in dem Aggregat 80 gelöscht worgespeist, dessen eine Eingangsseite durch den Leiter den ist. hat man Strommaximum durch den Wider-48 gebildet wird und dessen andere Eingangsseite stand 86 erreicht. Da der Spannungsabfall über den durch den Leiter 65 gebildet wird. In dem Leiter 65 Widerstand 86 mit Hilfe des Verstärkers 64 das ist ein Schutzwiderstand 66 eingeschaltet worden, 55 Steueraggregat 60 beeinflußt, ist auch die Spannung und das andere Ende dieses Widerstandes ist über der Lampe 11 zu ihrem Maximum vergrößert worden, den Leiter 83 mit dem Kontaktpunkt 84 verbunden. Bei fortgesetzter Spannungsherabsetzung der Zwischen dem Punkt 84 und dem Leiter 48 ist wei- Lampe 10 mit daraus folgender Spannungsherabsetter ein Widerstand 86 eingeschaltet worden, und der zung der Kondensatoren 45 und 46 tritt das zweite Strom durch diesen Widerstand bestimmt infolge- 60 Zenerdiodenaggregat in Betrieb. Die eine Diode wird dessen diejenige Spannung, die dem einen Eingangs- jetzt nach der anderen unleitend, was macht, daß die kreis des Verstärkers zugeführt wird. Außer dem- Spannung des Leiters 69 und deshalb auch über den jenigen Strom, der von den Gleichstromklemmen 51 Widerstand 86 weniger schnell als die Spannung über über den Widerstand 85 und den Widerstand 86 zum den Kondensator 45 herabfällt und somit auch we-Leiter 48 geführt wird, liegt auch eine Stromkompo- 65 niger steil als die Spannung der Lampe 10. Wenn nente von dem Kondensator 45 über die Widerstände die Spannung der Lampe 10 auf Null herabgesunken 68 und 67 sowie den Punkt 84 vor, und dieser Strom ist, fließt nur derjenige Strom durch den Widerstand hat außerdem eine Tendenz, über den Widerstand 86 86, welcher von den Klemmen 51 stammt, d. h. ein

Strom desselben Wertes a?s derjenige, welcher beim Anfang der Kerabtonuag des Lichtes herrschte. Die Lampe 11 hat somit in dieser Lage dieselbe Spannung wiederbekommen, wie sie hatte, als die Lampe 10 ihre maximale Spannung hatte.

F i g. 8 gibt schließlich eine graphische Methode für Bestimmung derjenigen Kurve an, nach welcher die Spannung der Kompensationslampe 11 veränderlich sein soll, und mit Leitung von welcher die Abmessimg der Zenerdioden sowie deren Widerstände stattfinden kann. Das Diagramm ist als ein sogenanntes Diagonaldiagramm ausgeführt worden. Es gibt somit vier Quadrante mit unter sich verschiedenen Zwecken. Die Quadrante oberhalb der Horizontalachse aber links von der Vertikalachse enthält eine Kurve G, welche mit Leitung der Eigenschaften der Hauptlampe 10 abgesetzt worden ist. Die Horizontalachse gibt die relative Farbentemperatur der Lampe an, während die Vertikalachse den relativen Lichtfluß der Lampe angibt. In derjenigen Quadrante, die rechts von der Vertikalachse und unterhalb von der Horizontalachse liegt, wird durch die Kurve H nach der Vertikalachse in Richtung abwärts der Lichtfluß der Hilfslampe im Verhältnis zum Maximalwert des Lichtflusses der Hauptlampe angegeben, und die Horizontal achse bildet eine direkte Fortsetzung der links von der Vertikalachse liegenden Skala. Diejenige Kurve, die bestimmt werden soll, liegt in derjenigen Quadrante, die unterhalb von der Horizontalachse, jedoch aber links von der Vertikalachse liegt. Diese Kurve / bildet somit Locus des Lichtflusses der Hilfslampe im Verhältnis zur Farbentemperatur der Hauptlampe, in Richtung abwärts nach der Vertikalachse herabgesetzt. Schließlich liegt eine reine Hilfskurve, die für die Konstruktion erforderlich ist, in derjenigen Quadrante, die oberhalb von der Horizontalachse, aber rechts von der Vertikalachse liegt. Diese Hilfskurve ist mit / bezeichnet worden.

Gegebene Kurven sind somit G und H. Gesucht ist die Kurve /. Die Kurve J ist nur eine Hilfskurve ohne andere Bedeutung für die Erfindung als diejenige, die der folgenden Beschreibung über die Anpassungskonstruktion zu entnehmen sein wird.

Bei dieser Anpassungskonstruktion geht man von einem gegebenen, beliebig gewählten Punkt an der Kurve G aus, beispielsweise von dem Punkt a. Eine horizontale Linie b wird von diesem Punkt zu einem vermuteten Punkt c an der Hilfskurve / gezogen, und von diesem Punkt wird eine senkrechte Linie abwärts gezogen, bis sie die Kurve H in dem Punkt d trifft. Man zieht jetzt teils eine senkrechte Linie e von dem Punkt a, teils auch eine horizontale Linie / von dem Punkt d. Falls der Punkt c richtig gewählt worden ist, so soll der Kreuzungspunkt g zwischen den Linien e und / an der Kurve / liegen. Die Kontrolle, daß die Konstruktion richtig ist, erhält man dadurch, daß man eine sogenannte Kontrolldiagonallinie h durch die Punkte c und g zieht. Falls diese durch Origo läuft, hat man zufälligerweise den Punkt c richtig gewählt, normalerweise kann man aber nicht damit rechnen, hiermit das erste Mal Glück zu haben, sondern man muß ein Anpassungsverfahren ergreifen, durch welches man sich allmählich den richtigen Punkten annähert. Nachdem man in dieser Weise einen ersten Punkt an der gesuchten Kurve / bestimmt hat, macht man dieselbe Anpassungskonstruktion mit Ausgang von einem zweiten Punkt an der Kurve G, und allmählich wird man dann den Locus für sämtliche erhaltenen Punkte g bekommen, welche insgesamt die gesuchte Kurve / bilden. Mit Leitung von dieser Kurve kann man danach diejenigen Teile der Vorrichtung konstruieren, die die richtige Spannung der Kompensationslampe in Abhängigkeit von der Spannung der Hauptlampe angeben sollen, so daß der gesamte Lichtfluß konstante Farbentemperatur erhält.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

Patentansprüche:

1. Beleuchtungseinrichtung, deren Lichtquelle

in ihrer Lichtstärke unter wenigstens angenäherter Beibehaltung der spektralen Zusammensetzung des Lichtstrahles änderbar ist, insbesondere im Zusammenhang mit Farbaufnahmen und farbigen Bildwiedergaben von Fernsehgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle aus mindestens einer Hauptlampe (10 bzw. 27) und mindestens einer dieser gegenüber wesentlich schwächeren Kompensationslampe (11 bzw. 28) besteht, die in ihrer Lichtstärke nut der Lichtstärke der Hauptlampe (10 bzw. 27) im Sinne einer Kompensation von deren Farbentemperaturinderungen, d. h. von deren lichtstärkeabhängigen Änderungen ihres Spektrums gegenüber dem Spektrum der voll eingeschalteten Hauptlampe, gekoppelt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lampen (10 und 11 kzw. 27 und 28) bei normaler Spannung wenigitens annähernd gleiche Farbentemperaturen, d. h. tine gleiche Zusammesetzung ihres Spektrums, aufweisen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der vollen Ein- »chaltung als auch der vollen Ausschaltung der Hauptlampe (10 bzw. 27) sine gleichartig vermin- «leite Helligkeit der Kompensationslampe (11 bzw. 28) zugeordnet ist und deren im Sinne der Einhaltung eines wenigstens angenäherten Gleichgewichtszustandes zwischen den Lichtflüssen beider Lampen gesteuerte Helligkeit bei teilweise verminderter Helligkeit der Hauptlampe (10 bzw. Ϊ7) ihren der normalen Spannung entsprechenden Höchstwert aufweist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Stromkreisen der Hauptlampe (10 bzw. 27) Und der Kombinationslampe (11 bzw. 28) je ein Regelwiderstand (13 bzw. 14) angeordnet und der feste Anschluß des der Hauptlampe (10 bzw. 27) Zugeordneten Regelwiderstandes (13) an dessen einem Ende vorgesehen ist, während der feste Anschluß des der Kombinationslampe (11 bzw. JZ8) zugeordneten Regelwiderstandes (14) an einer Zwischen den Enden dieses Widerstandes befindlichen Stelle (17) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer (16 und 18) der beiden symmetrisch gegenüberliegenden Regelta'iderstände (13 und 14) mechanisch (15) miteinander verbunden sind (F i g. 4).

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden Regelwiderstände (13 und 14) als Drahtschiebepotentiometer ausgebildet ist und im Sinne einer wenigstens angenäherten Beibehaltung der Farbentemperatur des gesamten Lichtflusses der Beleuchtungseinrichtung über den Änderungsbereich unterschiedlich steil gewickelte Drahtwindungen aufweist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelwiderstände (13 und 14) an je einen Variator (24 bzw. 25) und die Lampen (27 und 28) an den jeweils zugeordneten Variator (24 bzw. 25) angeschlossen sind (Fig. 5).

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein fester Widerstand (29) in Reihe mit dem die Spannung der Kompensationslampe (28) bestimmenden Widerstand (14) geschaltet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Betriebsspannung der Lampen (27 und 28) bestimmenden Regelwiderstände (13 und 14) an eine gegenüber der Betriebsspannungsquelle (26) niedrigere Steuerspannungsquelle (12) und die Lampen (27 und 28) über die durch die Steuerspannung gesteuerten Variatoren (24 und 25) an die Betriebsspannungsquelle (26) angeschlossen sind (F i g. 5).

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einen von einem Regelwiderstand (13) her gesteuerten, an die Betriebsspannung (26) angeschlossenen ersten Variator (24) einerseits eine der beiden Lampen (10 und 11) und andererseits ein Steuergerät (31) angeschlossen ist, welches einen zweiten, ebenfalls an die Betriebsspannung (26) angeschlossenen Variator (25) steuert, an den die andere Lampe (11 bzw. 10) angeschlossen ist (Fig.6).

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptlampe (10) unmittelbar an den ersten Variator (24) und die Kombinationslampe (11) an den zweiten Variator (25) angeschlossen ist (F i g. 6).

12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (54) an eine Gleichstromquelle (51) und die Lampen (10 und 11) über die Variatoren an eine Wechselstromquelle (34) angeschlossen sind (F i g. 7).

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Variatoren aus zwei in die Stromkreise der Lampen (10 und 11) parallel gegensätzlich eingeschalteten gesteuerten Gleichrichtern (35, 36 bzw. 58, 59) bestehen, die an je ein Steuergerät (54 bzw. 60) angeschlossen sind (Fig. 7).

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis der einen, vorzugsweise der Hauptlampe (10) nach derr Variator (35, 36) die Primärwicklung (40) eine« Transformators eingeschaltet ist, dessen Sekundärwicklung (41, 42) an einen Gleichrichter (43 44) angeschlossen ist, dessen Gleichstromzweif zur Steuerung des Steuergerätes (60) für dk andere Lampe (11) dient (F i g. 7).

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (43, 44) ar das Steuergerät (60) über eine Anzahl von mi Hilfe von Zündspannungswiderständen (75 bi: 79) gradierten Zenergleichrichtern (70 bis 74) an geschlossen ist, deren Gradierung im Sinne de: angestrebten Fehlerkompensation der Farbentem peratur gewählt ist (F i g. 7).

16. Einrichtung nach den Ansprüchen 14 unc 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Transfer mator zwei Sekundärwicklungen (41 und 42) auf weist, von denen jede an einen Satz von Zener gleichrichtern nebst Steuerspannungsregelwider ständen (70 bis 79 bzw. 80) angeschlossen ist, voi denen der eine Satz am Beginn des Regelbereich zur Steigerung der an der Kombinationslampi

(11) liegenden Betriebsspannung und der andere, Infolge der vorgenannten Schwierigkeiten einei

dem erstgenannten entgegengeschaltete Satz im aufnahmeseitigen Berücksichtigung einer durch Ände-

darauffolgenden restlichen Regelbereich zur Ver- rungen der Lichtstärke der Beleuchtungseinrichtung

minderung der an der Kombinationslampe (11) bedingten Änderung der Farbenverteilung im Spek-

liegenden Betriebsspannung dient (F i g. 7). 5 trum des Lichtstrahles der Beleuchtung ist man viel-

17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, da- mehr bestrebt, die Beleuchtungseinrichtung so ausdurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zener- zubilden, daß die spektrale Zusammensetzung des gleichrichtern und dem Steuergerät (60) für die ausgesendeten Lichtes bei allen praktisch angewen-Kombinationslampe (11) ein Verstärker (64) ein- deten Lichtstärken möglichst gleich bleibt,
geschaltet ist (F i g. 7). "> Da im Zusammenhang mit dem betroffenen Pro-

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 blem häufig der Ausdruck »Farbentemperatur« bebis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die an die nutzt wird und auch nachstehend verwendet werden Sekundärwicklungen (41 und 42) des Transfer- soll, sei hier zunächst eine Erläuterung dieses Ausmators angeschlossenen Gleichrichter (43 und 44) druckes gegeben. Bei einer üblichen Glühtemperatui als Dopp°lwellengleichrichter ausgebildet sind 15 des Glühfadens einer Glühlampe liegt dessen Tem-(F i g. 7). peratur etwa bei 3000° K. Bei dieser Temperatur gibi

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge- die Lampe ein Licht ab, dessen spektrale Zusamkennzeichnet, daß die Gleichrichter (43 und 44) mensetzung ein in der Regel als weiß bezeichnetes als Graetz-Brücken ausgebildet sind. Licht ergibt, obgleich dies objektiv nicht zutrifft.

20 Senkt man die Spannung der Glühlampe ab, so sinkt auch die Temperatur des Glühfadens, womit sich zu-

gleich dessen Farbe ändert. Bekanntlich wird das

Licht bei sinkender Temperatur des Glühfadens zunehmend rötlich. Hierzu sagt man, daß die Lampe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungs- 25 »eine niedrigere Farbentemperatur« erhalten hat. einrichtung, deren Lichtquelle in ihrer Lichtstärke Umgekehrt kann einer Lampe selbstverständlich auch unter wenigstens angenäherter Beibehaltung der spek- eine höhere Farbentemperatur erteilt werden, wobei tralen Zusammensetzung des Lichtstrahles änderbar sich der Hauptanteil des Farbenspektrums in Richist, insbesondere im Zusammenhang mit Farbaufnah- tung auf eine blaue oder violette Farbe verschiebt,
men und farbigen Bildwiedergaben von Fernsehge- 30 Im Bereich der normal vorkommenden Farbenräten, temperaturen läßt man im allgemeinen eine Toleranz

Beim Aufnehmen von Farblichtbildern und Färb- von etwa ±100° C zu, was bedeutet, daß bei Farbfilmen, die zur späteren Wiedergabe über Farbfern- aufnahmen und Temperaturänderungen der verwensehgeräte bestimmt sind, und auch in vielen ähnlichen deten Beleuchtungseinrichtung von 2:100° C noch Fällen muß die Lichtstärke einer gegebenenfalls vor- 35 keine störenden Farbenfehler auf den aufgenommehandenen Beleuchtungseinrichtung geregelt werden nen Farbaufnahmen zu befürchten sind. Dieser ToIekönnen. Im allgemeinen findet diese Regelung durch ranzwert gilt selbstverständlich nicht mehr bei Fareine Änderung der einer Glühlampe der Beleuch- bentemperaturen, die von der normalen Farbentemtungseinrichtung zugeführten Spannung statt. Vor peratur einer Lichtquelle stark abweichen,
allem bei Farbaufnahmen ist indessen zu beachten, 40 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eindaß sich die Farbenverteilung im Spektrum einer gangs genannte Beleuchtungsvorrichtung so zu verGlühlampe bei einer Änderung der zugeführten Span- vollkommnen, daß bei einer Änderung von deren nung ändert, und zwar im allgemeinen so, daß mit Lichtstärke durch Spannungsänderung des deren sinkender Spannung der Anteil ausgestrahlten roten Lichtquelle zugeführten Stromes die vorgenannte Lichtes beträchtlich zunimmt. Es wäre denkbar, diese 45 Farbentemperatur in einem möglichst großen Ände-Veränderung in der Farbenverteilung innerhalb des rungsbereich der Lichtstärke noch innerhalb der vor-Lichtes der Beleuchtungseinrichtung durch eine An- genannten Toleranz bleibt.

derung der Empfindlichkeit des Aufnahmegerätes für Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch

verschiedene Farben zu kompensieren. Ein solcher an gelöst, daß die Lichtquelle aus mindestens einer sich einfacher Weg kann aber insbesondere bei Film- 50 Hauptlampe und mindestens einer dieser gegenüber aufnahmen nicht beschritten werden, weil der für die wesentlich schwächeren Kompensationslamp^ besteht, Farbenempfindlichkeit maßgebliche Film während die in ihrer Lichtstärke mit der Lichtstärke der der Aufnahme bei Beleuchtungsänderungen nicht Hauptlampe im Sinne einer Kompensation von deren etwa ausgetauscht werden kann. Auch ein entspre- Farbentemperaturänderungen, d. h. von deren lichtchendes, durch die GB-PS 506 727 und CH-PS 55 stärkeäbhängigen Änderungen ihres Spektrums gegen-253 968 in der Reproduktionstechnik an sich zum über dem Spektrum der voll eingeschalteten Haupt-Ausgleich von Farbstichen in allerdings anderer lampe, gekoppelt ist.

Weise bereits bekanntgewordenes Handhaben ver- Die Erfahrung mit solchen Beleuchtungseinrich-

schiedener Abänderungsfiltereinrichtungen, nunmehr tungen hat gezeigt, daß es mit der vorgeschlagenen nämlich im Sinne einer Beibehaltung der Farbzusam- 60 Kombination zweier Lichtquellen verhältnismäßig mensetzung bei Beleuchtungsänderungen, wäre zu un- einfach möglich ist, die Farbentemperatur der insgepraktisch und ungenau. Schließlich kann man wäh- samt bewirkten Beleuchtung in einem sehr weiten rend einer Farbfernsehaufnahme auch nicht die Ver- Lichtstärkebereich innerhalb der vorgenannten ToIestärkung der drei Grundfarbenverstärker in einer ge- ranzen zu halten. Selbstverständlich schließt die vornügend angepaßten Weise ändern, weil die von regie- 65 genannte Unterscheidung zwischen »Hauptlampe« technischen Umständen abhängigen Änderungen der und »Kompensationslampe« nicht aus, daß nach einer Lichtstärke meist unerwartet und schnell und zudem entsprechenden Absenkung der der Hauptlampe zusehr häufig vorkommen. geführten Betriebsspannung di \ Lichtstärke der