DE3908148A1 - Farbwechsler fuer ein beleuchtungsgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Farbwechsler für ein Be­ leuchtungsgerät. Bei solchen Geräten handelt es sich beispielsweise um Farbwechselscheinwerfer oder der­ gleichen, wie sie in Theatern, im Zirkus, in Diskotheken und dergleichen eingesetzt werden.

Die meisten gängigen Farbwechsler arbeiten nach einem gemeinsamen Grundprinzip: im Strahlengang einer weißes Licht abgebenden Lichtquelle werden selektiv dikroiti­ sche Filterplatten angeordnet, so daß aus dem weißen Licht von jeder Filterplatte eine Farbkomponente rot, grün oder blau ausgefiltert wird. Die einzelnen Farb­ komponenten lassen sich einzeln bedämpfen, so daß das schließlich durch die zusammengesetzten Einzelkomponen­ ten erhaltene Licht die gewünschte Farbe aufweist. Das Dämpfen kann beispielsweise dadurch geschehen, daß ein dikroitisches Filter mehr oder weniger weit in den Strahlengang eingeschoben wird.

Die bislang bekannten Farbwechsler sind jedoch kon­ struktiv aufwendig, was insbesondere durch den Farb­ wechselmechanismus bedingt ist. Um eine gewünschte Kostenreduzierung zu erreichen, müßten erhebliche Vereinfachungen insbesondere in der Technik des Farbwechselmechanismus zur Verfügung stehen.

Es ist auch festgestellt worden, daß bei kompakten Farbwechslern die gewünschte Farbauswahl nur sehr schwierig zu realisieren ist. In der Praxis werden von den einzelnen dikroitischen Filterplatten nicht die Farbkomponenten in ihrer Gesamtheit gesperrt, sondern es gelangt immer noch ein beträchtlicher Anteil der an sich zu sperrenden Komponente durch die Filterplatte hindurch.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Farbwechsler der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art derart auszugestalten, daß der Farbwechsler mit im Vergleich zum Stand der Technik reduziertem Auf­ wand hergestellt werden kann, der Farbwechsler einen kompakten Aufbau besitzt und darüber hinaus auch eine exakte Farbsteuerung möglich ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung. Danach ist es wesentliches Merkmal der Erfindung, das dikroitische Filter bzw. die drei dikroitischen Filter für die einzelnen Farbkomponenten rot, grün und blau nicht-eben aus­ zugestalten, derart, daß das von der Lichtquelle abgegebene Licht praktisch stets senkrecht (normal) auf die Oberfläche des dikroitischen Filters fällt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegebenen. Besondere Vorteile bietet die Ausgestaltung der einzelnen Farbfilter­ elemente als zylindrische oder polygonförmige Rohr­ körper, die konzentrisch ineinander geschachtelt werden, wobei die Nähe des Rohrkörpers zu der Licht­ quelle maßgeblich ist für die jeweilige Dämpfung der entsprechenden Farbkomponente. Die Farbfilter­ elemente können auch Halbschalen gleichmäßigen Querschnitts oder auch Kugelhalbschalen sein. Bei der Ausführungsform mit konzentrischen Kugelhalb­ schalen wird eine kugelige Lichtquelle oder eine punktförmige Lichtquelle im Mittelpunkt der Halb­ schalen angeordnet. Die Halbschalen werden dann über konzentrische, ineinander geschachtelte Dreh­ achsen in die gewünschte Lage gebracht.

Durch die oben erwähnten, speziellen Ausführungs­ formen der Erfindung bieten sie stets die Mög­ lichkeit, die Filterelemente miteinander zu ver­ schachteln. Dadurch ergibt sich einerseits ein sehr kompakter Aufbau des Farbwechslers bzw. des Farbwechselscheinwerfers, andererseits kann man einen relativ einfachen Mechanismus zum Verstellen der Farbfilterelemente verwenden. Ein besonderer Vorteil ist darin zu sehen, daß ein Großteil der von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen senkrecht auf die einzelnen Farbfilterelemente auftrifft.

Von dem Erfinder wurde erkannt, daß die in der Praxis nur unvollkommene Selektivität beim Sper­ ren einzelner Farbkomponenten durch entsprechende dikroitische Filterplatten darauf zurückzuführen ist, daß nur ein kleiner Anteil des von der Licht­ quelle ausgesendeten weißen oder bereits vorge­ filterten Lichts unter rechtem Winkel auf die Filterplatten auftrifft, während ein Großteil der Strahlen unter einem von 90° verschiedenen Winkel auf die Platte auftrifft. Aufgrund des Brechungseffekts bei dikroitischen Filterplatten kommt es zu einer Farbänderung. Solche Farbände­ rungen sind insbesondere bei den voll- oder teil­ zylindrischen Filterröhrchen oder den kugeligen Filterelementen praktisch ausgeschlossen, da der Hauptteil der Strahlen etwa senkrecht auf die Filterfläche auftrifft.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Er­ findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Farbwechslers für einen Farbwechsel­ scheinwerfer,

Fig. 2 eine Ansicht des in Fig. 1 darge­ stellten Farbwechslers von oben,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte zweite Ausführungsform eines Farbwechslers,

Fig. 4 eine schematisierte Seitenansicht einer dritten Ausführungsform eines Farbwechslers, und

Fig. 5 eine Ansicht einer fünften Ausfüh­ rungsform eines Farbwechslers von oben.

In Fig. 1 ist schematisch ein Längsschnitt durch einen Farbwechsler für ein Beleuchtungsgerät dargestellt, bei dem es sich um einen Farbscheinwerfer handelt, dessen Einzelheiten hier jedoch der Einfachheit hal­ ber fortgelassen sind, soweit sie nicht Gegenstand der Erfindung sind.

Eine stabförmige Lichtquelle 2 gibt weißes Licht ab. Um die stabförmige Lichtquelle 2 herum sind konzen­ trisch vier dikroitische zylindrische Röhrchen 4, 6 und 8 angeordnet. Eine nicht dargestellte Lageranord­ nung dient zum sicheren Haltern und Führen der Röhr­ chen. Das innerste Röhrchen 4 ist ein Glasröhrchen, welches dikroitisch bedampft ist, um die Farbe Blau zu absorbieren. Das mittlere dikroitische Röhrchen 6 dient zum Sperren der Farbkomponente Grün, und das äußere Röhrchen 8 ist ein dikroitisches Röhrchen zum Sperren der Farbe Rot. Die drei Röhrchen 4, 6 und 8 können bezüglich der stabförmigen Lichtquelle 2 in den jeweiligen durch Doppelpfeile angedeuteten Rich­ tungen nach oben und nach unten versetzt werden, so daß sich die dikroitischen Röhrchen in mehr oder we­ niger großem Abstand von der Lichtquelle 2 befinden. Im dargestellten Fall nach Fig. 1 umschließt das Röhrchen 4 zum Sperren der Farbkomponente Blau die stabförmige Lichtquelle 2 fast vollständig, so daß die seitlich abgehenden Lichtstrahlen außerhalb des Röhrchens 4 nur noch die Komponenten Grün und Rot enthalten. Das Röhrchen 6 ist etwas angehoben, und das äußere Röhrchen 8 umschließt die Lichtquelle 2 nur etwa zur Hälfte. Demnach gelangt von der Licht­ quelle 2 nach außen nur Licht mit einem gedämpften Rotanteil und einem stark gedämpften Grünanteil.

Die konzentrische Anordnung der Röhrchen 4, 6 und 8 ist in Fig. 2 deutlich zu sehen. Durch jeweils zwei Pfeile sind die Funktionen der Filterröhrchen 4, 6 und 8 angedeutet. Die kürzesten Pfeile bedeuten Blaukomponenten, die nicht weiter als bis zu dem dikroitischen Röhrchen 4 gelangen.

In der Zeichnung sind die dikroitischen Röhrchen 4, 6 und 8 mit gewissem Abstand voneinander darge­ stellt. Der Abstand zwischen benachbarten Röhrchen muß aber nur gerade so groß sein, daß die gegensei­ tige Bewegung der Röhrchen nicht behindert wird.

An den oberen Rändern der dikroitischen Röhrchen 4, 6 und 8 sind Gewindespindeln 10, 12 bzw. 14 ange­ bracht, die von Spindellagern 18 aufgenommen werden. Die Spindellager 18 für die Spindeln 10, 12 und 14 werden an Tragarmen 20 einer Steuerung 16 gehalten. In den Tragarmen befinden sich Drehwellen, die mit einem Schneckenrad oder dergleichen an den einzel­ nen Gewindespindeln 10, 12 und 14 angreifen, so daß sich die Spindeln und mit ihnen die daran be­ festigten dikroitischen Röhrchen 4, 6 und 8 nach oben oder nach unten bewegen.

Aus Fig. 2 ist auch ersichtlich, daß die einzelnen von der stabförmigen Lichtquelle 2 abgehenden Strah­ len hauptsächlich senkrecht auf die dikroitischen Filterröhrchen fallen.

Fig. 3 zeigt eine gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 abgewandelte Ausführungsform. Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 die dikroi­ tischen Filterröhrchen zylinderisch sind, handelt es sich bei der Ausführungsform nach Fig. 3 um im Quer­ schnitt polygonförmige Filterröhrchen 204, 206 und 208. Nach Fig. 3 haben die einzelnen zueinander konzentrisch um die Lichtquelle 2 herum angeordneten Röhrchen einen achteckigen Querschnitt. Auch andere Querschnitte sind möglich. Durch einen solchen Aufbau wird ebenfalls erreicht, daß der Hauptteil der von der Lichtquelle 2 ausgehenden Strahlen praktisch senkrecht auf die Filterröhrchen auftrifft, obschon die Ausführungsform nach Fig. 3 diesbezüglich nicht so günstig ist wie die die zylindrischen Röhrchen 4, 6, 8 aufweisende Ausführungsform nach Fig. 1 und 2.

Nach Fig. 4 sind um eine am Ende eines Drehlagerstabs 26 befindliche kugelförmige Lichtquelle 302 herum konzentrisch drei Kugelhalbschalen verschiedener Durchmesser drehbar gelagert. Die Kugelhalbschalen sind halbierte Glaskugeln, die dikroitisch bedampft sind. Eine äußere Kugelhalbschale 304 dient als di­ kroitisches Filter zum Sperren der Farbe Rot. Eine mittlere Kugelhalbschale 306 dient zum Sperren der Farbkomponente Grün, und eine innere Kugelhalbschale 308 dient zum Sperren der Farbkomponte Blau.

Die drei Kugelhalbschalen 304, 306 und 308 sind se­ lektiv um eine durch die Lichtquelle 302 und das Drehlager 26 verlaufende Drehachse 24 herum selektiv drehbar. Dazu sitzt die äußere Kugelhalbschale 304 auf einer relativ kurzen Hohlachse 24 R, die mittlere Kugelhalbschale 306 sitzt auf einer Hohlachse 24 G, welche die Hohlachse 24 R durchsetzt, und die innere Kugelhalbschale 308 schließlich sitzt am Ende einer Drehwelle 24 b, die das Innere der Hohlachse 24 G durchsetzt. Sämtliche drei Kugelhalbschalen 304, 306 und 308 können um die Längsachse 24 gedreht werden, um ganz, teilweise oder überhaupt nicht im Strahlen­ gang der Lichtquelle 302 zu liegen. In der Zeichnung nicht dargestellt ist beispielsweise ein Reflektor, der das von der Lichtquelle 302 kommende Licht in eine bestimmte Richtung wirft.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Er­ findung. Die stabförmige Lichtquelle 2 ist zwischen einem Reflektor 22 und drei jeweils als zylindrische Halbschale ausgebildeten dikroitischen Filterelementen 104, 106 und 108 angeordnet. Bei diesem Ausführungs­ beispiel werden zur Farbauswahl die Halbschalen 104, 106 und 108 selektiv in die Zeichnungsebene hinauf und aus dieser heraus bewegt, d. h. parallel zu ihrer Längsachse verschoben.

In einer abgewandelten Ausführungsform können die zy­ lindrischen Halbschalen 104, 106 und 108 auch um ihre gemeinsame Längsachse gedreht werden, zum Beispiel mit einem Mechanismus, der dem in Fig. 4 dargestell­ ten Mechanismus zum Drehen der Kugelhalbschalen 304, 306 und 308 ähnelt.

Claims (9)

1. Farbwechsler für ein Beleuchtungsgerät, umfassend:

• - eine Lichtquelle (2, 302), die weißes Licht abgibt, und
• - eine mindestens ein dikroitisches Filter aufweisende Filteranordnung, die im Strahlengang der Lichtquelle plazierbar ist, um mindestens eine Farbkomponente des weißen Lichts zu sperren,

dadurch gekennzeichnet, daß das dikroitische Filter als nicht-ebenes Filterelement (4, 6, 8; 104, 106, 108; 204, 206, 208; 304, 306, 308) derart ausgebildet und bezüglich der Lichtquelle (2; 302) angeordnet ist, daß die von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen hauptsächlich etwa unter einem rechten oder annähernd rechten Winkel auf das Filterelement auf­ treffen.

2. Farbwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei, vorzugsweise drei Filterelemente (4, 6, 8; 104, 106, 108; 204, 206, 208; 304, 306, 308) im Strahlengang der Lichtquelle (2; 302) selektiv pla­ zierbar sind, von denen jedes eine Farbkomponente (R, G, B) zu sperren vermag.

3. Farbwechsler nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Filterelement als Rohrkörper (4, 6, 8; 204, 206, 208) ausgebildet ist, und daß Rohrkörper verschiedener Durchmesser ineinander gesetzt um die Lichtquelle (2) herum plazierbar sind, indem sie pa­ rallel zu ihrer Längsachse versetzt werden.

4. Farbwechsler nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rohrkörper Zylinder (4, 6, 8) sind.

5. Farbwechsler nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rohrkörper einen Polygon-Querschnitt (204, 206, 208) haben.

6. Farbwechsler nach einem der Ansprüche 1-5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) als stabförmige Lichtquelle ausgebildet ist.

7. Farbwechsler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Farbfilterelement die Form einer länglichen Schale (104, 106, 108) aufweist, die teilzylindrischen oder teil-polygonförmigen Quer­ schnitt aufweist, und die etwa konzentrisch um die vorzugsweise stabförmige Lichtquelle (2) herum ange­ ordnet sind.

8. Farbwechsler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente als Kugelhalb­ schalen (304, 306, 308) verschiedener Durchmesser aus­ gebildet sind, in deren Mittelpunkt sich die Licht­ quelle (302) befindet, die vorzugsweise punkt- oder kugelförmig ausgebildet ist, und daß die Kugelhalb­ schalen um eine gemeinsame Achse (24) drehbar sind, welche vorzugsweise durch die Lichtquelle (302) läuft.