DE29520700U1 - Color light module - Google Patents
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Description
Rudolf Hum
Schönlinderstr. &iacgr;
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29. Dezember 199529 December 1995
FARBLICHTMODÜLCOLOR LIGHT MODULE
Die Erfindung betrifft ein Farblichtmodul zur Erzeugung von Licht beliebiger Farbe und weißem Licht mit drei verschiedenfarbigen Lichtquellen (rot, grün, blau) und Reflektoren.The invention relates to a color light module for generating light of any color and white light with three different colored light sources (red, green, blue) and reflectors.
Es ist bekannt, farbiges Licht durch Verwendung von Farbfiltern zu erzeugen. Um eine bestimmte Farbe zu erzeugen, muß dann ein entsprechender Farbfilter vorhanden sein. Dies führt bei einer Vielzahl von Farbwünschen zu einer entsprechend großen Anzahl von Farbfiltern und einem manuellen oder mechanischen Wechseln der Farbfilter, wenn die Farben geändert werden sollen. Dies ist insbesondere nachteilig, wenn die Farben rasch geändert werden sollen. Beim Wechseln der Farbe kommt es beim Wechsel der Farbfilter zu einer abrupten Farbänderung. Auch ist keinerlei Feinabstimmung der Farben möglich, da sie durch die Farbfilter und ihre Farbabstufung vorgegeben ist.It is known to produce colored light by using color filters. In order to produce a specific color, a corresponding color filter must be present. If there are a large number of color requirements, this leads to a correspondingly large number of color filters and manual or mechanical changing of the color filters if the colors are to be changed. This is particularly disadvantageous if the colors are to be changed quickly. When changing the color, an abrupt color change occurs when the color filters are changed. Also, no fine-tuning of the colors is possible, since this is determined by the color filters and their color gradation.
Aus der DE 3 70 9 025 Al ist ein Gerät zur elektronisch gesteuerten Synthese von farbigem und weißem Licht für verschiedene Beleuchtungszwecke bekannt. Licht aus drei unabhängig voneinander dimmbare Lichtquellen wird durch Reflektoren gebündelt und über drei verschiedenfarbige Farbfilter {rot, grün, blau) und über zwei Farbteilerspiegel sowie eine ProjektionsoptikDE 3 70 9 025 Al discloses a device for the electronically controlled synthesis of colored and white light for various lighting purposes. Light from three independently dimmable light sources is bundled by reflectors and passed through three different colored color filters (red, green, blue) and through two color splitter mirrors and a projection lens.
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abgegeben. Die additive Lichtmischung der Farben erfolgt nacheinander, d.h. zuerst erfolgt die Mischung von rotem und grünem Licht und anschließend die Mischung der rot-grünen Mischfarbe mit blauem Licht. Durch die Verwendung der Farbteilerspiegel ergibt eine relativ große Bauform.emitted. The additive light mixing of the colors takes place one after the other, i.e. first the red and green light is mixed and then the red-green mixed color is mixed with blue light. The use of the color splitter mirror results in a relatively large design.
Die DE 4 209 882 Al offenbart einen Farbscheinwerfer, der über Dispersionsprismen farbiges und weißes Licht erzeugt. Mittels ringförmiger optischer Bauelemente wird dabei ein Ringspektrum erzeugt. Die Wahl der einzelnen Farben kann mittels einer Blende gesteuert werden, wobei sich die Farben außerhalb des Scheinwerfers zu einem homogenen Lichtkegel mischen. Durch die Prismenkonstruktion wird ein entsprechendes Volumen benötigt.DE 4 209 882 A1 discloses a color spotlight that generates colored and white light using dispersion prisms. A ring spectrum is generated using ring-shaped optical components. The choice of individual colors can be controlled using an aperture, with the colors mixing outside the spotlight to form a homogeneous light cone. The prism construction requires a corresponding volume.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Farblichtmodul bereitzustellen, mit dem die Erzeugung von Licht beliebiger Farbe und weißem Licht in beliebiger Intensität mit drei verschiedenfarbigen Lichtquellen (rot, grün, blau) möglich ist.The object of the invention is to provide a color light module with which the generation of light of any color and white light of any intensity is possible with three different colored light sources (red, green, blue).
Diese Aufgabe ist bei einem Farblichtmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Farblichtmoduls sind Gegenstand der Unteransprüche .This object is achieved in a color light module with the features of claim 1. Advantageous further developments of the color light module according to the invention are the subject of the subclaims.
Ein erfindungsgemäßes Farblichtmodul zur Erzeugung von Licht beliebiger Farbe und weißem Licht umfaßt somit drei verschiedenfarbige Lichtquellen {rot, grün, blau) und Reflektoren. Jede Lichtquelle ist in einem sie umschließenden Reflektorelement angeordnet, wobei die Reflektorelemente jeweils eine Austrittsfläche aufweisen. Die Reflektorelemente sind einander benachbart und die Austrittsflächen der Reflektorelemente begrenzen einen Mischraum, in dem eine additive Farbmischung erfolgt.A color light module according to the invention for generating light of any color and white light thus comprises three different colored light sources (red, green, blue) and reflectors. Each light source is arranged in a reflector element that encloses it, whereby the reflector elements each have an exit surface. The reflector elements are adjacent to one another and the exit surfaces of the reflector elements delimit a mixing space in which an additive color mixing takes place.
Mit einem erfindungsgemäßen Farblichtmodul können stufenlos beliebige Farben des Farbspektrums des weißen Lichts und weißes Licht durch Verändern der Intensität der drei verschiedenfarbigen Lichtquellen der Primärfarben (rot, grün, blau) einfach erzeugt werden. Die Lichtquellen können z.B. entsprechend einge-With a color light module according to the invention, any color of the color spectrum of white light and white light can be easily generated by changing the intensity of the three different colored light sources of the primary colors (red, green, blue). The light sources can, for example, be set accordingly.
färbte Leuchtmittel sein, oder es werden entsprechende Filter vor weißen Lichtquellen angeordnet. Durch Helligkeit und Farbton der Lichtquellen sowie die geometrischen Verhältnisse im Mischraum ist die Mischfarbe sowie deren Helligkeit bestimmt.colored light sources, or appropriate filters are placed in front of white light sources. The brightness and color tone of the light sources as well as the geometric conditions in the mixing room determine the mixed color and its brightness.
Das erfindungsgemäße Farblichtmodul besteht aus sehr wenigen, einfachen Bauteilen. Es ist auch sehr kompakt und einfach aufgebaut. Es werden drei Lichtquellen und jeweils ein Reflektorelement benötigt, die zusammen einen Gesamtreflektor bilden. Die Austrittsfläche der Reflektorelemente weist dabei eine beliebige Form auf und wird durch die Kanten des jeweiligen Reflektorelements begrenzt. Die Form der drei Reflektorelemente ist beliebig, wobei die verschiedenen Reflektorelemente auch nicht die gleiche Form aufweisen müssen. Sie können sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch ausgestaltet sein. Beispielsweise sind tetraederartige, halbkugelförmige oder ovale Körper verwendbar. Die benachbarte Anordnung der Reflektorelemente gewährleistet eine sehr kompakte Bauform. Die Art der Lichtquellen, die verwendet werden können, ist beliebig. Es können beispielsweise handelsübliche Glühbirnen oder Halogenlichtquellen eingesetzt werden. Die Lichtquellen können beliebig an das Reflektorelement befestigt werden und eine Leitung zur Lichtquelle von außen durch einen Zugang im Reflektorelement geführt sein. Die Befestigung kann z.B. durch Schraubfassungen oder Keramikstecksockel erfolgen bzw. könnte das Befestigungsmittel der Lichtquellen in den Reflektorelementen integriert sein. Die Befestigung der Lichtquellen könnte auch derart erfolgen, daß die Lichtquellen jeweils in Richtung des umschließenden Teils des Reflektorelements ausgerichtet sind.The color light module according to the invention consists of very few, simple components. It is also very compact and simple in design. Three light sources and one reflector element each are required, which together form an overall reflector. The exit surface of the reflector elements has any shape and is limited by the edges of the respective reflector element. The shape of the three reflector elements is arbitrary, although the different reflector elements do not have to have the same shape. They can be designed both symmetrically and asymmetrically. For example, tetrahedral, hemispherical or oval bodies can be used. The adjacent arrangement of the reflector elements ensures a very compact design. The type of light sources that can be used is arbitrary. For example, commercially available light bulbs or halogen light sources can be used. The light sources can be attached to the reflector element in any way and a line to the light source can be led from the outside through an access in the reflector element. The fastening can be done, for example, using screw sockets or ceramic plug-in bases, or the fastening means of the light sources could be integrated into the reflector elements. The fastening of the light sources could also be done in such a way that the light sources are each aligned in the direction of the enclosing part of the reflector element.
Das erfindungsgemäße Farblichtmodul kann sowohl zur Hintergrundbeleuchtung, wie auch als Strahler eingesetzt werden. Es kann selbst als Farblichtquelle für eine Leuchte dienen oder selbst als Leuchte verwendet werden. Einsatzgebiete liegen z.B. in der Verwendung als Leuchtmittel im täglichen Gebrauch, als Schaufensterbeleuchtung, bei Foto-/Filmaufnahmen, Verwendung als Scheinwerfer in Theatern/Bühnen oder Diskotheken, oder auch im medizinischen Bereich, z.B. in der Farblichttherapie. Außer-The color light module according to the invention can be used both for background lighting and as a spotlight. It can itself serve as a color light source for a lamp or can be used as a lamp itself. Areas of application include, for example, use as a light source in everyday use, as shop window lighting, for photo/film recordings, use as a spotlight in theaters/stages or discos, or also in the medical field, e.g. in color light therapy. In addition,
dem lassen sich durch entsprechende Ansteuerung des Farblichtmoduls Töne oder Musik in Farbe bzw. Farbkombinationsabläufe umwandeln. Auch kann das Farblichtmodul für Farbspiele verwendet werden. Das Farblichtmodul ist jeweils in beliebiger Größe verwendbar; d.h. es kann sowohl in sehr kleinem Maßstab wie auch im großen Maßstab eingesetzt werden.By controlling the color light module accordingly, sounds or music can be converted into color or color combination sequences. The color light module can also be used for color games. The color light module can be used in any size; i.e. it can be used on a very small scale as well as on a large scale.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt das Farblichtmodul mehr als drei Lichtquellen. Die Farbe der zusätzlichen Lichtquelle(n) ist dabei beliebig. Z.B. kann eine zusätzliche blaue Lichtquelle vorgesehen werden, um eine Verstärkung des Blauanteils zu erreichen, da das Farbempfinden des menschlichen Auges für die Farbe blau relativ schwach ausgeprägt ist. Die gleiche Wirkung, d.h. Verstärkung des Blauanteils, wird beispielsweise auch durch eine schaltungsmäßige Verstärkung der blauen Lichtquelle bzw. Verwendung einer blauen Lichtquelle größerer Leistung erreicht. Werden die Lichtquellen bei gleicher Intensität betrieben ergibt sich als Mischfarbe weiß; wird die Intensität allmählich in Richtung Null verringert, geht die Mischfarbe über grau in schwarz (schwarz = Lichtquellen sind ausgeschaltet) über. Durch die Verwendung mehrerer Lichtquellen kann auch die Form des Mischraums beeinflußt werden oder unterschiedliche Farbbereiche für das abgegebene Licht geschaffen werden.In one embodiment of the invention, the color light module comprises more than three light sources. The color of the additional light source(s) is arbitrary. For example, an additional blue light source can be provided in order to achieve an increase in the blue component, since the human eye's color perception of the color blue is relatively weak. The same effect, i.e. an increase in the blue component, can also be achieved, for example, by amplifying the blue light source in a circuit or by using a blue light source with a higher output. If the light sources are operated at the same intensity, the mixed color is white; if the intensity is gradually reduced towards zero, the mixed color changes from gray to black (black = light sources are switched off). By using several light sources, the shape of the mixing space can also be influenced or different color ranges can be created for the emitted light.
Weiterhin kann das Farblichtmodul bei einer durch drei teilbaren Anzahl von Lichtquellen vorteilhaft aus der gleichen Anzahl von roten, grünen und blauen Lichtquellen bestehen. Dies ermöglicht einfache geometrische Verhältnisse bei der Mischung der Farben. Die Abfolge der Farben der Lichtquellen ist dabei beliebig bzw. kann entsprechend den gewünschten Färb- und Intensitätsverhältnissen gewählt werden. Zweckmäßigerweise liegen sich Lichtquellen gleicher Farbe gegenüber, wodurch die Schattenbildung vermindert wird.Furthermore, the color light module can advantageously consist of the same number of red, green and blue light sources if the number of light sources is divisible by three. This enables simple geometric relationships when mixing the colors. The sequence of the colors of the light sources is arbitrary or can be selected according to the desired color and intensity ratios. It is expedient for light sources of the same color to be located opposite each other, which reduces the formation of shadows.
Zweckmäßig sind die rote, grüne und blaue Lichtquelle bezüglich eines Punktes, der in einer etwa in Abstrahlrichtung liegenden Mittelachse des Farbmoduls liegt, in einem Winkel von 120° an-It is advisable to position the red, green and blue light sources at an angle of 120° with respect to a point that lies in a central axis of the color module that is approximately in the direction of radiation.
I &PSgr; · I Ψ ·
t · · · fl t · · · fl
geordnet. Der Begriff Mittelachse ist in diesem Fall nicht mathematisch genau zu verstehen, da durch die beliebigen Gestaltungsmöglichkeiten der Reflektorelemente kein symmetrisches Gebilde mit einer genau definierbaren Mittelachse entstehen muß. Durch diese Mittelachse soll nur eine ungefähre Abstrahlrichtung angegeben werden. Diese Anordnung der Lichtquellen (rot, grün, blau) bezüglich der Mittelachse ermöglicht aufgrund der Symmetrie eine optimale Farbmischung. Bei einer durch drei teilbaren Anzahl von Lichtquellen können die jeweils zusammengehörenden Färbtripel (rot, grün, blau) im 120°-Winkel angeordnet sein.The term central axis is not to be understood in a mathematically precise way in this case, since the arbitrary design options of the reflector elements do not necessarily result in a symmetrical structure with a precisely definable central axis. This central axis is only intended to indicate an approximate direction of radiation. This arrangement of the light sources (red, green, blue) in relation to the central axis enables optimal color mixing due to the symmetry. With a number of light sources divisible by three, the corresponding color triplets (red, green, blue) can be arranged at a 120° angle.
Bei einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht ein dreidimensionales Reflektorelement jeweils aus drei dreieckförmigen Reflektorflächen und einer dreieckförmigen Austrittsfläche, die einen tetraederartigen Körper bilden. Etwa im Bereich der Spitze des tetraederartigen Körpers ist die Lichtquelle angeordnet. Die der Spitze gegenüberliegende Seite des tetraederartigen Körpers ist offen und bildet die Austrittsfläche. Die Reflektorelemente haben einen Punkt gemeinsam, der jeweils in einer Ecke der Austrittsfläche liegt. Die Austrittsfläche des tetraederartigen Körpers ist in Richtung der Mittelachse des Farblichtmoduls ausgerichtet. Dadurch ergibt sich ein Gesamtreflektor, der sich aus den einzelnen Reflektorelementen zusammensetzt. Die tetraederartigen Körper der Reflektorelemente sind relativ einfach herstellbar. Durch Verwenden von gleichschenkligen Dreiecken als Reflektorflächen oder symmetrischen Reflektorelementen ist ein einfacherer Strahlengang gegeben als bei der Verwendung von asymmetrischen Reflektoren. Dadurch ist auch die Abgrenzung des Mischraums vereinfacht und es lassen sich ästhetisch schöne Reflektoren gestalten, was besonders bei der Verwendung als Beleuchtungskörper, z.B. in Wohnbereichen oder auf Bühnen/Diskotheken von Bedeutung ist.In another advantageous embodiment of the invention, a three-dimensional reflector element consists of three triangular reflector surfaces and a triangular exit surface, which form a tetrahedral body. The light source is arranged approximately in the area of the tip of the tetrahedral body. The side of the tetrahedral body opposite the tip is open and forms the exit surface. The reflector elements have one point in common, which is located in a corner of the exit surface. The exit surface of the tetrahedral body is aligned in the direction of the central axis of the color light module. This results in an overall reflector that is made up of the individual reflector elements. The tetrahedral bodies of the reflector elements are relatively easy to manufacture. Using isosceles triangles as reflector surfaces or symmetrical reflector elements results in a simpler beam path than using asymmetrical reflectors. This also simplifies the demarcation of the mixing space and allows aesthetically pleasing reflectors to be designed, which is particularly important when used as lighting fixtures, e.g. in living areas or on stages/discos.
Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das dreidimensionale Reflektorelement ein Tetraeder mit identischen dreieckförmigen Reflektorflächen. Bei der Ver-In a further advantageous embodiment of the invention, the three-dimensional reflector element is a tetrahedron with identical triangular reflector surfaces.
wendung von drei farbigen Lichtquellen (rot, grün, blau) und drei gleichen Reflektorelementen ergibt sich ein besonders kompakter und einfacher Aufbau des Farblichtmoduls.The use of three colored light sources (red, green, blue) and three identical reflector elements results in a particularly compact and simple design of the colored light module.
Bei dem erfindungsgemäßen Farblichtmodul kann der Mischraum durch eine ebene Abschlußfläche begrenzt sein, die durch die freien Kanten der Austrittsflächen der Reflektorelemente begrenzt ist. Die freie Kante der Austrittsfläche ist dabei die Kante, die nicht mit den benachbarten Kanten der Reflektorelemente in Verbindung steht. Für den Fall, daß drei gleiche tetraederartige Reflektorelemente eingesetzt werden, ergibt sich als Abschlußfläche ein Dreieck. Das Farblichtmodul kann zusätzlich in einem Gehäuse untergebracht sein bzw. der Gesamtreflektor eine Verkleidung aufweisen.In the color light module according to the invention, the mixing space can be limited by a flat end surface that is limited by the free edges of the exit surfaces of the reflector elements. The free edge of the exit surface is the edge that is not connected to the adjacent edges of the reflector elements. If three identical tetrahedral reflector elements are used, the end surface is a triangle. The color light module can also be housed in a housing or the entire reflector can have a covering.
Vorzugsweise liegen die Lichtquellen in einer Ebene, die parallel zur Abschlußfläche ist. Dadurch ist der Strahlengang sehr einfach, insbesondere, wenn gleiche Tetraeder als Reflektorelemente eingesetzt werden. Der durch solch ein Farblichtmodul begrenzte Mischraum ist dann ebenfalls ein Tetraeder.Preferably, the light sources are located in a plane that is parallel to the end surface. This makes the beam path very simple, especially if identical tetrahedrons are used as reflector elements. The mixing space delimited by such a color light module is then also a tetrahedron.
Vorteilhaft ist ein erfindungsgemäßes Farblichtmodul auf der Beleuchtungsseite nach außen durch eine transparente Scheibe begrenzt. Dadurch ist der Mischraum abgeschlossen und ein Schutz der Reflektoren vor Schmutz oder Zerstörung möglich. Die Scheibe kann dabei als Projektionsfläche für das Mischlicht dienen.Advantageously, a color light module according to the invention is delimited on the lighting side by a transparent pane. This closes off the mixing space and protects the reflectors from dirt or damage. The pane can serve as a projection surface for the mixed light.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Sammellinse oder eine Zerstreuungslinse zur Ausrichtung des erzeugten Lichts vorgesehen. Dies ermöglicht die Verwendung des Farblichtmoduls als Strahler, insbesondere als Scheinwerfer auf Bühnen o.a., wo farbiges Licht zum Einsatz kommt.According to an advantageous development of the invention, a collecting lens or a diverging lens is provided for directing the light generated. This enables the use of the colored light module as a spotlight, in particular as a spotlight on stages or similar where colored light is used.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine oder mehrere Austrittsflächen und/oder die Abschlußfläche mit einer Blende versehen. Dadurch lassen sich eventuell an Kanten der Reflektorelemente entstehende Schatten oder StreifenIn an advantageous embodiment of the invention, one or more exit surfaces and/or the end surface is provided with a diaphragm. This allows any shadows or stripes that may appear on the edges of the reflector elements to be
verhindern bzw. ausblenden. Durch eine Blende an der Abschlußfläche des Mischraums kann ein Lichtstrahl mit gewünschter Begrenzung bzw. Form erzeugt werden.prevent or hide. A light beam with the desired limitation or shape can be generated by means of a cover on the end surface of the mixing chamber.
Die Reflektorelemente können jeweils einteilig sein. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung der Reflektorelemente, z.B. durch Gießen, wobei ggf. geeignete Reflektorschichten anschließend aufgebracht werden. Dabei könnte auch eine Fassung oder Halterung für die Lichtquellen eingegossen werden.The reflector elements can each be made from one piece. This enables the reflector elements to be manufactured cost-effectively, e.g. by casting, with suitable reflector layers subsequently applied if necessary. A socket or holder for the light sources could also be cast in.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Reflektorelemente zusammen einteilig. Ein so aufgebautes Farblichtmodul besteht aus wenig Einzelteilen und kann im wesentlichen in einem Schritt hergestellt werden, was die die Herstellungskosten reduziert und die Lagerhaltung vereinfacht .According to a further advantageous development of the invention, the reflector elements are made in one piece. A colored light module constructed in this way consists of few individual parts and can essentially be manufactured in one step, which reduces the manufacturing costs and simplifies storage.
Alternativ sind die Reflektorelemente jeweils mehrteilig. Dies ermöglicht eine größere Flexibilität und Variantenmöglichkeiten beim Zusammenbau.Alternatively, the reflector elements are made up of several parts. This allows greater flexibility and variety when assembling.
Vorzugsweise ist eine Einrichtung zur Einstellung der Helligkeit der Lichtquellen vorgesehen. Dies ermöglicht eine stufenlose Einstellung der verschiedenen Farben des Farblichtmoduls, d.h. eine stufenlose Farbwahl und Änderung der Farbeinstellung. Durch Änderung der Helligkeit läßt sich auch die Intensität der Mischfarbe beliebig einstellen und genau dieselbe Farbe kann wiederholt erzeugt werden. Als Einrichtung zur Einstellung der Helligkeit kann beispielsweise ein Dimmer für jede Lichtquelle vorgesehen werden.Preferably, a device for adjusting the brightness of the light sources is provided. This enables a continuous adjustment of the different colors of the color light module, i.e. a continuous color selection and change of the color setting. By changing the brightness, the intensity of the mixed color can also be adjusted as desired and exactly the same color can be created repeatedly. For example, a dimmer for each light source can be provided as a device for adjusting the brightness.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Einrichtung zur Einstellung der Helligkeit der Lichtquellen steuerbar. Dies ermöglicht eine Steuerung des Farblichtmoduls durch eine elektrische oder elektronische Schaltung. Eine Farbänderung kann z.B. zeitgesteuert oder per Rechner, durch ein Steuersignal gesteuert oder zufallsgesteuert sein. Z.B. können Lichtblitze in Diskotheken verwendet werdenIn a further preferred embodiment of the invention, the device for adjusting the brightness of the light sources is controllable. This enables the color light module to be controlled by an electrical or electronic circuit. A color change can, for example, be time-controlled or computer-controlled, controlled by a control signal or randomly controlled. For example, flashes of light can be used in discotheques
oder es kann eine akustische Steuerung, etwa durch Musik oder einzelne Töne, vorgesehen werden.or acoustic control, such as music or individual tones, can be provided.
Zweckmäßig sind eine oder mehrere Lichtquellen ausschaltbar. Dadurch wird die Kombination von nur zwei Farben bzw. die Erzeugung von nur einer Grundfarbe möglich.It is practical to switch off one or more light sources. This makes it possible to combine just two colors or to create just one basic color.
Die Erfindung wird im folgenden weiter anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und der Zeichnungen beschrieben. Sie ist nicht auf diese Darstellung und die angegebenen Zahlenwerte beschränkt. Die Ausführungsbeispiele dienen lediglich zu Erlauterungszwecken und sind als nicht einschränkend anzusehen. Vielmehr können sämtliche Merkmale allein oder in beliebiger Kombination, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen, verwendet werden.The invention is described further below using preferred embodiments and the drawings. It is not limited to this representation and the numerical values given. The embodiments are for explanatory purposes only and are not to be regarded as restrictive. Instead, all features can be used alone or in any combination, even independently of their summary in the claims.
In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Farblichtmoduls ;Fig. 1 is a block diagram of a color light module according to the invention ;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines aus drei Reflektorflächen zusammengesetzten Reflektorelements, der die Form eines Tetraeders aufweist;Fig. 2 is a perspective view of a reflector element composed of three reflector surfaces, which has the shape of a tetrahedron;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines aus drei in Fig. dargestellten Reflektorelementen zusammengesetzten Farblichtmoduls;Fig. 3 is a perspective view of a colour light module composed of three reflector elements shown in Fig.
eine Draufsicht des Farblichtmoduls von Fig. 3; eine Abwicklung eines aus drei Dreieckflächen zusammengesetzten Reflektorelements; eine perspektivische Ansicht des Reflektorelements von Fig. 5;a top view of the color light module from Fig. 3; a development of a reflector element composed of three triangular surfaces; a perspective view of the reflector element from Fig. 5;
eine Draufsicht eines Farblichtmoduls, der aus drei in Fig. 6 dargestellten Reflektorelementen zusammengesetzt ist;a plan view of a colour light module composed of three reflector elements shown in Fig. 6 ;
Fig. 8 eine Prinzipdarstellung einer Draufsicht eines aus sechs tetraederartigen Reflektorelementen zusammengesetzten Farblichtmoduls; undFig. 8 is a schematic diagram of a top view of a colour light module composed of six tetrahedral reflector elements; and
Fig. 9 eine Abwicklung eines der in Fig. 8 dargestellten Reflektoreleraente.Fig. 9 is a development of one of the reflector elements shown in Fig. 8.
Im folgenden wird auf die Fig. 1 bis 4 Bezug genommen und der Aufbau eines erfindungsgemäßen Farblichtmoduls beschrieben.In the following, reference is made to Figs. 1 to 4 and the structure of a color light module according to the invention is described.
Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt den Aufbau eines erfindungsgemäßen Farblichtmoduls. Drei parallel geschaltete farbige Lichtquellen 1 (rot), 2 (grün) und 3 (blau) sind jeweils über Dimmer 4 mit einer Versorgungsleitung 5 verbunden. Die Dimmer 4 dienen zur Einstellung der Helligkeit der einzelnen Lichtquellen und ermöglichen eine stufenlose Änderung der Mischfarbe und von deren Helligkeit. Selbstverständlich ist es auch möglich, mit nur einem Dimmer die Gesamthelligkeit der Lichtquellen einzustellen.The block diagram shown in Fig. 1 shows the structure of a color light module according to the invention. Three colored light sources 1 (red), 2 (green) and 3 (blue) connected in parallel are each connected to a supply line 5 via dimmers 4. The dimmers 4 are used to adjust the brightness of the individual light sources and enable a continuous change of the mixed color and its brightness. Of course, it is also possible to adjust the overall brightness of the light sources with just one dimmer.
In Fig. 2 ist ein Reflektorelement 11 dargestellt, das aus drei Flächen in Form gleichseitiger Dreiecke 7, 8 und 9 zusammengesetzt ist und einen auf einer Seite offenen Tetraeder 11 bildet. Die Dreieckfläche 7 wird durch die Kanten a, b und c begrenzt, die Dreieckfläche 8 durch die Kanten c, d und e und die Dreieckfläche 9 durch die Kanten b, e und f. Die offene Seite 10 des Tetraeders wird durch die Kanten a, d und f begrenzt und bildet die Austrittsfläche des Reflektorelements Im Bereich der Spitze 6 des Tetraeders 11 ist im Inneren des Tetraeders eine aus Fig. 2 nicht ersichtliche Lichtquelle angeordnet, die somit von den drei Reflektorseitenflächen 7, 8 und 9 umschlossen wird.Fig. 2 shows a reflector element 11 which is composed of three surfaces in the form of equilateral triangles 7, 8 and 9 and forms a tetrahedron 11 which is open on one side. The triangular surface 7 is limited by the edges a, b and c, the triangular surface 8 by the edges c, d and e and the triangular surface 9 by the edges b, e and f. The open side 10 of the tetrahedron is limited by the edges a, d and f and forms the exit surface of the reflector element. In the area of the tip 6 of the tetrahedron 11, a light source not visible in Fig. 2 is arranged inside the tetrahedron, which is thus enclosed by the three reflector side surfaces 7, 8 and 9.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen ein Farblichtmodul 12, das sich aus drei gleichen Reflektorelementen 11, 11' und 11'' mit Tetraederform mit gleichen Seitenflächen 7 (7', 7''), 8 (8', 8'7) und 9 (9', 9'') zusammensetzt. Die drei Reflektorelemente 11, 11' und H'' sind jeweils mit einer Ecke im Punkt 16 verbunden. Im Bereich der Spitzen 6, 6' und 6'' sind im Inneren der Reflektorelemente verschieden farbige Lichtquellen angeordnet (rot, grün, blau). Die offenen Seiten der Reflektorelemente (vgl. offene Seite 10 in Fig. 2) sind die Austrittsflächen undFig. 3 and Fig. 4 show a color light module 12, which is composed of three identical reflector elements 11, 11' and 11'' with a tetrahedral shape with identical side surfaces 7 (7', 7''), 8 (8', 8' 7 ) and 9 (9', 9''). The three reflector elements 11, 11' and 11'' are each connected to a corner at point 16. In the area of the tips 6, 6' and 6'', different colored light sources (red, green, blue) are arranged inside the reflector elements. The open sides of the reflector elements (cf. open side 10 in Fig. 2) are the exit surfaces and
begrenzen einen Mischraum 13, in dem eine additive Mischung des von den Lichtquellen ausgesandten Lichts erfolgt. Die drei jeweils freien Kanten a, a' und a'' bilden eine ebene Abschlußfläche 14, die den Mischraum 13 nach außen begrenzt. Der Mischraum 13 hat somit die gleiche Tetraedergestalt wie die drei Reflektorelemente 11, 11' und H''. Von der Abschlußfläche 14 des Mischraums 13 wird das gemischte Licht abgestrahlt.delimit a mixing chamber 13 in which an additive mixture of the light emitted by the light sources takes place. The three free edges a, a' and a'' form a flat end surface 14 which delimits the mixing chamber 13 to the outside. The mixing chamber 13 thus has the same tetrahedral shape as the three reflector elements 11, 11' and H''. The mixed light is emitted from the end surface 14 of the mixing chamber 13.
In Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Farblichtmoduls dagestellt. Die einzelnen Reflektorelemente 21 bestehen aus drei dreieckförmigen Reflektorflächen 24, 25 und 26. Fig. 5 zeigt eine Abwicklung eines solchen Reflektorelements 21. Die Reflektorfläche 24 wird durch die Kanten g1# h und i begrenzt, die Reflektorfläche 25 durch die Kanten g2, 1 und m und die Reflektorfläche 26 durch die Kanten i, k und 1. Dabei hat die Reflektorfläche 26 die Form eines gleichschenkligen Dreiecks und die beiden anderen Reflektorflächen 24 und 25 weisen jeweils gleiche Dreiecksform auf. Dies ermöglicht die Bildung eines ästhetisch schönen Farblichtmoduls. Fig. 5, Fig. 6 and Fig. 7 show a further embodiment of a coloured light module. The individual reflector elements 21 consist of three triangular reflector surfaces 24, 25 and 26. Fig. 5 shows a development of such a reflector element 21. The reflector surface 24 is limited by the edges g 1# h and i, the reflector surface 25 by the edges g 2 , 1 and m and the reflector surface 26 by the edges i, k and 1. The reflector surface 26 has the shape of an isosceles triangle and the other two reflector surfaces 24 and 25 each have the same triangular shape. This enables the formation of an aesthetically pleasing coloured light module.
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des Reflektorelements 21. Es ist aus den drei Dreiecksflächen 24, 25 und 26 zusammengesetzt, die zusammen einen tetraederartigen Körper bilden, der an einer Seite geöffnet ist. Die offene Seitenfläche 27 wird durch die Kanten h, k und m begrenzt. Im Inneren an der Spitze des Reflektorelements ist eine in Fig. 6 gezeigte Lichtquelle 29 angebracht. Die in Fig. 6 dargestellte Kante g setzt sich aus den beiden Kanten gx und g2 der Abwicklung des Reflektorelements 21 von Fig. 5 zusammen. Die Kante g entsteht aus Fig. 5 praktisch durch Hochklappen und Verbinden der beiden Reflektorflächen 24 und 25.Fig. 6 shows a perspective view of the reflector element 21. It is composed of the three triangular surfaces 24, 25 and 26, which together form a tetrahedron-like body that is open on one side. The open side surface 27 is limited by the edges h, k and m. A light source 29 shown in Fig. 6 is attached inside at the tip of the reflector element. The edge g shown in Fig. 6 is composed of the two edges g x and g 2 of the development of the reflector element 21 from Fig. 5. The edge g is created from Fig. 5 practically by folding up and connecting the two reflector surfaces 24 and 25.
Fig. 7 zeigt das aus drei Reflektorelementen 21, 21' und 21'' zusammengesetzte Farblichtmodul 22, wobei die Teile der Reflektorelemente 21', 21'' analog zu denjenigen des in Fig. 6 gezeigten Reflektorelements 21 bezeichnet sind. Die drei tetra-Fig. 7 shows the color light module 22 composed of three reflector elements 21, 21' and 21'', whereby the parts of the reflector elements 21', 21'' are designated analogously to those of the reflector element 21 shown in Fig. 6. The three tetra-
ederartigen Reflektorelemente 21, 21' und 21' ' sind in einem Punkt 30 verbunden, der jeweils gleichzeitig auch eine Ecke des tetraederförmigen Reflektorelements darstellt. Die Lichtquellen 29, 29' und 29'' sind jeweils in der Spitze der tetraederartigen Reflektorelemente 21, 21' und 21'' angebracht. Der Mischraum 23 ist durch die jeweils offenen Seiten der tetraederartigen Reflektorelemente begrenzt, von denen eine (27) in Fig. 6 gezeigt ist. Die drei jeweils freien Kanten k, k' und k'' bilden eine ebene Abschlußfläche 33, die den Mischraum 23 nach außen begrenzt. Das Farblichtmodul 22 dieses Ausführungsbeispiels ist im Vergleich zum vorherigen Ausführungsbeispiel nicht so geschlossen.The tetrahedral reflector elements 21, 21' and 21'' are connected at a point 30, which also represents a corner of the tetrahedral reflector element. The light sources 29, 29' and 29'' are each mounted at the tip of the tetrahedral reflector elements 21, 21' and 21''. The mixing chamber 23 is delimited by the open sides of the tetrahedral reflector elements, one of which (27) is shown in Fig. 6. The three free edges k, k' and k'' form a flat end surface 33, which delimits the mixing chamber 23 to the outside. The color light module 22 of this embodiment is not as closed as in the previous embodiment.
Durch die gestrichelten Linien in Fig. 5 sind zwei weitere Möglichkeiten für die Ausführung der beiden gleichen Dreiecke 24 und 25 eingezeichnet. Je nach Ausgestaltung der Winkel 31 und 32 der beiden gleichen Reflektorflächen 24 und 25, die im zusammengebauten Zustand an der Spitze 28 des tetraederförmigen Körpers liegen, ergibt sich ein eher offenes oder eher geschlossenes Farblichtmodul 22, wovon auch dessen Tiefe abhängig ist. Durch einen kleineren Winkel 31, 32 wird ein eher geschlossenes, durch einen größeren Winkel 31, 32 ein eher offenes Farblichtmodul 22 gestaltet. Vorteilhaft ist eine Gestaltung der Winkel derart, daß die Kante g des Reflektorelements 21 auf einer Gerade mit den Kanten h'' und m', die Kante g' des Reflektorelements 21' auf einer Gerade mit den Kanten h und m'' und die Kante g'' des Reflektorelements 21'' auf einer Gerade mit den Kanten h' und m liegt. Dadurch weist das aus drei Reflektorelementen 21, 21' und 21'' gebildete Farblichtmodul 22 eine geringere Anzahl von Kanten auf, was sich auf die Schattenbildung vorteilhaft auswirkt. Dies verdeutlicht nur andeutungsweise die fast unbegrenzten Gestaltungsmöglichkeiten des Farblichtmoduls, wobei als Reflektorelemente z.B. auch halbkugelförmige Reflektorelemente, halbovale Hohlkörper o.a. verwendet werden können.The dashed lines in Fig. 5 show two further possibilities for the design of the two identical triangles 24 and 25. Depending on the design of the angles 31 and 32 of the two identical reflector surfaces 24 and 25, which in the assembled state lie at the tip 28 of the tetrahedral body, a more open or more closed colored light module 22 is produced, on which its depth also depends. A smaller angle 31, 32 creates a more closed colored light module 22, and a larger angle 31, 32 creates a more open colored light module 22. It is advantageous to design the angles in such a way that the edge g of the reflector element 21 lies on a straight line with the edges h'' and m', the edge g' of the reflector element 21' lies on a straight line with the edges h and m'' and the edge g'' of the reflector element 21'' lies on a straight line with the edges h' and m. As a result, the colored light module 22, which is made up of three reflector elements 21, 21' and 21'', has a smaller number of edges, which has a positive effect on the formation of shadows. This only hints at the almost unlimited design possibilities of the colored light module, whereby hemispherical reflector elements, semi-oval hollow bodies, etc. can also be used as reflector elements.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbexspiel des erfindungsgemäßen Farblichtmoduls. Das Farblichtmodul 42 setzt sich ausFig. 8 shows a further embodiment of the color light module according to the invention. The color light module 42 consists of
W &bgr; S V V IV ^ V ^' ^ W ^ ^ ~ ^ ™W β S V V IV ^ V ^' ^ W ^ ^ ~ ^ ™
sechs Reflektorelementen 41 zusammen, die jeweils aus drei Dreieckflächen 44, 45 und 46 zusammengesetzt sind und einen tetraederartigen Körper bilden. Eine Abwicklung dieses Reflektorelements 41 ist in Fig. 9 abgebildet. Durch die Abwicklung ist die in Fig. 8 dargestellte Kante &eegr; wie im vorherigen Ausführungsbeispiel wieder als Ti1 und n2 dargestellt. Die Reflektorfläche 44 wird durch die Kanten &ogr;, &rgr; und Ti1 (n) begrenzt, die Reflektorfläche 45 durch die Kanten p, q und r und die Reflektorfläche 46 durch die Kanten r, s und n2 (n) . Der Übersicht halber wurde in Fig. 8 nur ein Reflektorelement mit Bezugszeichen versehen. Jeweils eine Ecke der sechs Reflektorelemente liegt in einem Punkt 47, den alle Reflektorelemente gemeinsam haben. Die Lichtquellen sind wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen im Inneren der Spitzen 48 der tetraederartigen Reflektorelemente 41 angebracht. Ein Mischraum 43 wird durch die jeweils offene Seite 50 der Reflektorelemente 41 begrenzt, wobei die offene Seite 50 eines Reflektorelements durch die Kanten o, q und s begrenzt werden und die Austrittsfläche des Reflektorelements bilden. Die jeweils freien Kanten q, q' usw. der Reflektorelemente bilden die Abschlußfläche 49, die den Mischraum 43 nach außen begrenzt. In Fig. 8 hat er die Form eines regelmäßigen Sechsecks. Bevorzugt werden Lichtquellen gleicher Farbe einander gegenüber angeordnet, wodurch Schattenbildung vermieden und eine sehr gute Farbmischung erreicht wird. Ein weiterer Vorteil ist die große Abschlußfläche 49, wodurch eine sehr gleichmäßige Farbmischung erreicht wird und ein dekoratives Erscheinungsbild entsteht. Dieses Ausführungsbeispiel verdeutlicht auch die Kombinationsmöglichkeiten der Lichtquellen des Farblichtmoduls, wenn mehr als drei Lichtquellen verwendet werden sollen.six reflector elements 41, each of which is composed of three triangular surfaces 44, 45 and 46 and forms a tetrahedral body. A development of this reflector element 41 is shown in Fig. 9. As a result of the development, the edge η shown in Fig. 8 is again shown as Ti 1 and n 2 as in the previous embodiment. The reflector surface 44 is limited by the edges ϳ, ρ and Ti 1 (n), the reflector surface 45 by the edges p, q and r and the reflector surface 46 by the edges r, s and n 2 (n) . For the sake of clarity, only one reflector element has been provided with a reference symbol in Fig. 8. One corner of each of the six reflector elements lies at a point 47 that all reflector elements have in common. As in the previous embodiments, the light sources are mounted inside the tips 48 of the tetrahedral reflector elements 41. A mixing chamber 43 is delimited by the open side 50 of the reflector elements 41, whereby the open side 50 of a reflector element is delimited by the edges o, q and s and forms the exit surface of the reflector element. The free edges q, q' etc. of the reflector elements form the end surface 49, which delimits the mixing chamber 43 to the outside. In Fig. 8, it has the shape of a regular hexagon. Light sources of the same color are preferably arranged opposite one another, which avoids shadows and achieves very good color mixing. A further advantage is the large end surface 49, which achieves very uniform color mixing and creates a decorative appearance. This embodiment also illustrates the possible combinations of the light sources of the color light module if more than three light sources are to be used.
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