DE2408615A1

DE2408615A1 - Einrichtung zum erzeugen eines lichtbuendels veraenderbarer farbe

Info

Publication number: DE2408615A1
Application number: DE19742408615
Authority: DE
Inventors: John Mcdonald Bentley
Original assignee: Rank Organization Ltd
Current assignee: Rank Organization Ltd
Priority date: 1973-02-22
Filing date: 1974-02-22
Publication date: 1974-09-05
Also published as: BE811408A; ZA741171B; IT1009174B; GB1426756A; ES423516A1; AU6585274A; FR2219376A1; JPS5030376A; IL44257A0; NL7402349A; US3912361A

Description

The Rank Organisation Limited, London S.W.I (Großbritannien)

Einrichtung zum Erzeugen eines Lichtbündels veränderbarer Farbe

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erzeugen eines Lichtbündels veränderbarer Farbe, bei welcher ein Primärlichtbündel lediglich durch einen Teil eines zusammengesetzten Filter fällt, welches eine Anzahl von Bereichen unterschiedlicher Farbe aufweist. Die Einrichtung gemäß der Erfindung eignet sich vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich für Mehrstrahlprojektoren.

Gemäß der Erfindung enthält eine solche Einrichtung eine Steuervorrichtung zur wahlweisen Verstellung der Relativlage zwischen dem Primärlichtbündel und dem Filter, so daß das Primärlichtbündel nur einen dieser Bereiche oder einstellbare Teile benachbarter Bereiche durchsetzt, um die Farbzusainmensetzung des

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Bündels, das das Filter durchsetzt hat, zu ändern, und durch eine Vorrichtung zum Integrieren des Lichtbündels, nachdem es das Filter durchsetzt hat.

Die Steuervorrichtung, die vorzugsweise von Hand betätigbar ist, ermöglicht die Anteile verschiedener Farben in dem vom Filter durchgelassenen Lichtbündel nach Wunsch zu ändern, so daß sowohl die Farbsättigung als auch der Farbton des austretenden Lichtbündels nach Wunsch stetig geändert werden kann. Die Steuervorrichtung bewirkt vorzugsweise eine Verschiebung des Filters in einer zum Primärlichtbündel senkrechten Ebene und das Filter hat zweckmässigerweise die Form einer ebenen Platte oder Scheibe.

Die Einrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß in einer Einstellung der Steuervorrichtung, zweckmässigerweise einer "neutralen" oder Ruhestellung, die Farbe des das Filter durchsetzenden Primärlichtbündels, das gewöhnlich aus weißem (unbuntem} Licht besteht, unverändert bleibt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Filter dementsprechend einen mittleren transparenten, farblosen Bereich und neben diesem eine Anzahl von peripheren Bereichen verschiedener Farbe? in einer Einstellung der Steuervorrichtung durchsetzt das Primärbündel lediglich den mittleren Bereich. Der mittlere Bereich kann einen Bereich aus klarem Glas oder Kunststoff oder alternativ eine Durchbrechung im Filter enthalten. Der mittlere Bereich ist vorzugsweise kreisförmig und das Primärlichtbündel hat einen kreisförmigen Querschnitt , der im wesentlichen gleich dem des mittleren Bereiches ist.

Das Filter kann eine quadratische Platte enthalten, die durch geradlinige, im wesentlichen radial bezüglich der Mitte der Platte verlaufende Grenzen in Bereiche unterschiedlicher Farbe unterteilt ist.

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Die Steuervorrichtung kann in beliebiger Weise ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Steuervorrichtung ein nach Art eines Kugelgelenkes bewegliches, von Hand betätigbares Glied in Form eines Steuerknüppels auf, das einem entsprechenden Servomechanismus zugeordnet ist, so daß die Auslenkung des Betätigungsgliedes aus einer mittleren "neutralen" Ruhelage in eine beliebige, gewünschte Richtung eine Verlagerung des Filters bezüglich des Primärlichtbündels in einer Richtung und um einen Betrag entsprechend der Auslenkung des Betätigungsgliedes aus einer neutralen Stellung bewirkt. Wenn also das Filter in der Mitte einen transparenten (farblosen) Bereich hat und das Betätigungsglied aus seiner mittleren Stellung zunehmend in radialer Richtung ausgelenkt wird, wird das Primärlichtbündel in zunehmendem Maße einen oder mehrere periphere gefärbte Bereiche durchsetzen, so daß die Sättigung der Farbe des austretenden Bündels entsprechend zunimmt.

Nach dem Durchsetzen des Filters wird die Farbe des Lichtbündels über seinen Querschnitt im allgemeinen sowohl bezüglich der seitlichen Lage als auch der Strahlrichtung im Bündel ungleichförmig sein. Die Integriervorrichtung bewirkt dann eine gleichmässige Mischung der Farbanteile des Bündels, um ein Ausgangslichtbündel zu erzeugen, das eine im wesentlichen homogene Farbverteilung und vorzugsweise eine willkürliche Verteilung der Lichtstrahlrichtungen hat.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird von einem Faseroptiklichtleiter Gebrauch gemacht, den das Lichtbündel durchläuft, nachdem es durch das Filter gefallen ist. Der Faseroptiklichtleiter enthält vorzugsweise lichtleitende Fasern, deren Relativlage zwischen dem Eingangs- und Ausgangsende des Lichtleiters willkürlich vertauscht ist. Vorzugsweise sind eines oder beide Enden des Faseroptiklichtleiters "vergraut", d.h. die Enden der Fasern enden willkürlich in verschiedenen

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Ebenen, so daß die Strahlrichtungen in dem aus dem Lichtleiter austretenden Lichtbündel willkürlich verteilt sind; ein durch die Einrichtung erzeugtes Ausgangslichtbündel, das auf eine Fläche geworfen wird, beleuchtet dort einen Bereich mit Licht gleichmäßiger Farbe.

Eine Faseroptik wird vorzugsweise auch dazu verwendet, das Licht zum Filter zu ,Leiten, und bei einer bevorzugten Aus führung s form der Erfindung enthält die Vorrichtung, die das Licht durch das filter fallen läßt, einen Faseroptiklichtleiter, der von einer Lichtquelle zum Filter führt.

Die Verwendung von Faseroptiklichtleitern, die zum Filter und von diesem weg führen, erleichtert den Einbau der Einrichtung gemäß der Erfindung in einen optischen MehrStrahlprojektor, der im allgemeinen mehrere erfindungsgemäße Einrichtungen zum Erzeugen von Lichtbündeln veränderlicher Farbe der beschriebenen Art enthalten wird; die Steuervorrichtungen der verschiedenen Einrichtungen können dann nebeneinander angeordnete, von Hand bedienbare Betätigungsglieder enthalten, die die Färbzusammensetzung der verschiedenen Bündel individuell zu steuern gestatten.

Im folgenden werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Einrichtung zum Erzeugen eines Lichtbündels veränderlicher Farbe gemäß der Erfindung und

Figur 2 eine Draufsicht auf das in der Einrichtung gemäß Figur 1 verwendete Filter.

Die in Figur 1 als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte Einrichtung zum Erzeugen eines Lichtbündels veränderbarer Farbe enthält eine Lichtquelle 1 und einen Eingangs-Faseroptik-

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lichtleiter 2, durch den das Licht von einer Lichtquelle durch ein mehrfarbiges Filter 3 geleitet wird, das die Form einer ebenen Glasplatte hat, deren Ebene senkrecht zur Richtung des aus dem Eingangs-Faseroptiklichtleiter 2 austretenden Lichtbündels, das einen kreisförmigen Querschnitt hat, verläuft. Nach dem Durchsetzen des Filters 3 durchläuft das Lichtbündel einen integrierenden Faseroptiklichtleiter 4, dessen lichtleitende Fasern zwischen dem Eingangs- und Ausgangsende des Lichtleiters willkürlich vertauscht sind, so daß das aus dem integrierenden Faseroptiklichtleiter 4 austretende Lichtbündel 5 eine gleichmässige Farbe hat.

Das Filter 3 hat einen mittleren, kreisförmigen transparenten Bereich 6, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem kreisförmigen Durchmesser des aus dem Eingangs-Faseroptiklichtleiter austretenden Lichtbündels ist. Der Bereich 6 ist klar (farblos) und besteht entweder aus farblosem Glas oder einem kreisförmigen Loch in der Mitte des plattenförmigen Filters 3. Der klare mittlere Bereich 6 ist von einer Anzahl peripherer Bereiche 7 unterschiedlicher Farben umgeben. Benachbarte Bereiche 7 sind durch lineare Grenzen getrennt, die im wesentlichen in radialer Richtung bezüglich der Mitte des plattenförmigen Filters 3 verlaufen, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine quadratische Form hat (Figur 2) .

Die peripheren Bereiche 7 des Filters 3 enthalten im allgemeinen intensiv gefärbte Glasbereiche, die die verschiedenen Primärfarben durchlassen, entsprechend dem gewünschten Bereich von Farben, der mit der Einrichtung erzeugt werden soll. Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel haben die verschiedenen Bereiche folgende Farben (beginnend mit dem nach oben weisenden Sektor und fortschreitend in Uhrzeigerrichtung):Rot, dunkelblau, hellblau, grün und gelb. Bei manchen Ausführungsformen der Erfindung kann es zweckmäßig sein/ ein Filter vorzusehen, das noch weitere periphere Bereiche aufweist, die an-

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dere Farben als die Primärfarben durchlassen.

Das plattenförmige Filter 3 ist in einer geeigneten Anordnung gelagert, die in Figur 1 nur schematisch dargestellt ist, so daß das Filter in seiner Ebene, d.h. senkrecht zur Richtung des auf es vom Eingangs-Faseroptiklichtleiter 2 auffallenden Lichtbündels gesteuert in jeder gewünschten Richtung in der Ebene um irgendeinen gewünschten Betrag verschoben werden kann. Wie in Figur 1 dargestellt ist, kann das Filter durch Betätigungsvorrichtungen 8 in senkrecht aufeinanderstehenden Richtungen in seiner Ebene unter Steuerung durch eine von Hand bedienbare Steuervorrichtung 9 verschoben werden, die einen von Hand betätigbaren Steuerhebel 10 enthält, der aus der dargestellten neutralen Stellung von Hand in irgendeine gewünschte Richtung bewegt werden kann, um eine entsprechende Verlagerung des Filters 3 zu bewirken. Die Richtung der Bewegung des Steuerhebels 10 bestimmt also die Richtung, in der das Filter verlagert wird und der Betrag, um den der Steuerhebel IO aus seiner neutralen Stellung verstellt wird, bestimmt den Betrag der Verlagerung des Filters 3 in der betreffenden Richtung.

Wenn der in beliebigen Richtungen bewegbare Steuerhebel 10 sich in seiner neutralen Ruhestellung befindet, ist das Filter 3 symmetrisch bezüglich des Eingangs-Faseroptiklichtleiters 2 angeordnet und das auffallende Primärlichtbündel vom Eingangs-Faseroptiklichtleiter 2 durchsetzt lediglich den klaren mittleren Bereich 6 des Filters 3. In diesem Falle hat das von der Einrichtung erzeugte Ausgangslichtbündel 5 dann die gleiche Farbe wie das von der Lichtquelle 1 erzeugte Licht, das bei diesem Ausführungsbeispiel weißes Licht ist.

Wenn der Steuerhebel 10 aus einer neutralen Ruhestellung in eine bestimmte Richtung verstellt wird, wird das Filter 3 in der entsprechenden Richtung um einen Betrag verschoben, der

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proportional der Auslenkung des Steuerhebels 10 ist, so daß das auf das Filter 3 vom Eingangs-Faseroptiklichtleiter 2 auffallende Licht nun zum Teil durch einen oder mehrere der gefärbten peripheren Bereiche 7 des Filters 3 und zum Teil durch den mittleren, klaren Bereich 6 fällt. Die relativen Anteile der gefärbten Bereiche zum mittleren klaren Bereich, die vom Lichtbündel erfaßt werden, hängen von der Verlagerung des Filters 3 und damit von der Auslenkung des Steuerhebels IO ab. Eine Mischung von zwei Farben läßt sich durch eine solche Verlagerung des Filters 3 bewirken, daß das Eingangslichtbündel durch Teile aneinander angrenzender unterschiedlich gefärbter Bereiche 7 des Filters fällt. Nach dem Durchsetzen des Filters 3 enthält das Lichtbündel Anteile verschiedener Farben, die in dem integrierenden Faseroptiklichtleiter 4 gemischt werden , um ein Ausgangs-Lichtbündel 5 gleichmässiger Farbe zu erzeugen.

Bei der dargestellten Einrichtung wird der Farbton des Ausgangslichtbündels durch die Anordnung der unterschiedlich gefärbten peripheren Bereiche 7 des Filters und die Richtung der Auslenkung des Steuerhebels 10 bestimmt, während die Farbsättigung

oder Farbtiefe durch den Betrag der Auslenkung des Steuerhebels aus einer neutralen Stellung bestimmt wird.

Um eine willkürliche Verteilung der Richtungen der das Ausgangslichtbündel 5 bildenden Strahlen zu gewährleisten, ist das Ausgangsende des integrierenden Faseroptiklichtleiters 4 vorzugsweise unregelmässig (vergraut), d.h. daß die einzelnen optischen Fasern des Faseroptiklichtleiters 4 in willkürlich verschiedenen Ebenen enden. Wenn also das Ausgangslichtbündel 5 zur Beleuchtung einer Fläche, wie eines Projektionsschirmes, verwendet wird, entsteht ein beleuchteter Bereich gleichmässiger Farbe und Intensität, der sich für Farbvergleiche eignet.

In einem Mehrstrahlprojektor kann eine Anzahl von lichtbündelerzeugenden Einrichtungen der scheraatisch in Figur 1 dargestell-

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ten Art angeordnet sein und die Steuerhebel IO der verschiedenen Einrichtungen können sich in einer gemeinsamen Steuerkonsole befinden, so daß der Farbton und die Farbsättigung jedes farbigen Ausgangslichtbündels 5 in der beschriebenen Weise einzeln gesteuert werden kann.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß das Filter 3 leicht gegen eine andere Filterplatte mit anderen Anordnungen und Farbkombinationen der gefärbten Bereiche 7 ausgetauscht werden kann. Selbstverständlich kann man auch andere optische Anordnungen verwenden, um ein Lichtbündel durch das Filter fallen zu lassen und um das Lichtbündel, das das Filter durchsetzt hat, zur Mischung der Farbanteile des Bündels zu integrieren.

Im Weg des die Einrichtung durchsetzenden Lichtbündels , z.B. zwischen dem Eingangs-Faseroptiklichtleiter 2 und der Lichtquelle 1 oder dem Filter 3 kann eine Irisblende verstellbarer Öffnung vorgesehen sein.

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Claims

P a te ntansprüche

Einrichtung zum Erzeugen eines Lichtbündels veränderbarer Farbe, mit einer Vorrichtung, welche ein Eingangslichtbündel lediglich durch einen Teil eines zusammengesetzten Filters fallen läßt, welches eine Anzahl von Bereichen unterschiedlicher Farbe aufweist, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (8,9,10) zu einer solchen wahlweisen Verstellung der Relativlage zwischen dem Eingangslichtbündel und dem Filter (3), daß das Eingangslichtbündel nur einen der Bereiche (6,7) oder einstellbare Teile benachbarter Bereiche (6,7) unterschiedlicher Farbe des Filters (3) durchsetzt, um die Farbzusammensetzung des vom Filter durchgelassenen Lichtbündels zu ändern, und durch eine Vorrichtung (4) zum Integrieren des Lichtbündels, nachdem es das Filter durchsetzt hat.

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2.)Einrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (8,9,10) das Filter (3) in verschiedenen, wählbaren Richtungen und um wählbare Beträge durch Steuerung von Hand in einer Ebene senkrecht zum Eingangslichtbündel zu verstellen gestattet.
3.) Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , daß das Filter (3) einen mittleren und transparenten Bereich (6) und eine Anzahl neben diesem mittleren Bereich liegender peripherer Bereiche (7) unterschiedlicher Farben enthält und daß das Lichtbündel bei einer Einstellung der Steuervorrichtung ausschließlich durch den mittleren Bereich (6) fällt.
4.) Einrichtung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet , daß der mittlere Bereich (6) kreisförmig ist und daß das Eingangslichtbündel einen kreisförmigen Querschnitt, der im wesentlichen gleich dem des mittleren Bereiches ist; daß das Filter (3) eine quadratische Platte enthält, die in Bereiche (7) unterschiedlicher Farben durch lineare Grenzen unterteilt ist, die im wesentlichen radial bezüglich der Mitte der Platte verlaufen.
5.) Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Integrieren des Lichtbündels, das das Filter (3) durchsetzt hat, einen Faseroptiklichtleiter (4) enthält, bei dem die relative Lage der lichtleitenden Fasern zwischen dem Eingangs- und Ausgangsende des Lichtleiters willkürlich wechselt.

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6.) Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Leiten eines Lichtbündels durch das Filter einen Faseroptiklichtleiter (2) enthält, der sich von einer Lichtquelle (1) zum Filter (3) erstreckt.
7.) Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Weg des die Einrichtung durchlaufenden Lichtbündels eine Irisblende mit verstellbarer Öffnung angeordnet ist.
8.) Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (8,9,10) ein von Hand bedienbares, universell bewegliches Betätigungsglied (10) enthält, das mit einem Servomechanismus derart zusammenwirkt, daß eine Verstellung des Betätigungsgliedes (10) aus einer neutralen oder Ruhelage in irgendeiner gewünschten Richtung eine Verlagerung des Filters (3) bezüglich des Lichtbündels in einer entsprechenden Richtung und um einen Betrag bewirkt, der proportional der Auslenkung des Steuergliedes aus einer neutralen Stellung ist.
9.) Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem optischen Mehrstrah!projektor zusammen mit mindestens einer weiteren solchen Einrichtung, wobei die Steuervorrichtungen der einzelnen Einrichtungen nebeneinander angeordnete Steuerglieder aufweisen, die eine selektive Steuerung der Farbzusammensetzung aller Lichtbündel erlauben.

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