DE6810708U

DE6810708U - Apparat zur erzeugung von verschieden gefaerbten lichtbuendeln

Info

Publication number: DE6810708U
Application number: DE6810708U
Authority: DE
Inventors: Michel Camille Berger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-12-09
Filing date: 1968-12-09
Publication date: 1969-11-13

Description

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Michel Camille Berger 11.7.1969 H/m

Apparat zum Erzeugen verschieden gefärbter Lichtbündel

Die Neuerung betrifft einen Apparat zum selektiven Erzeugen eines Lichtbündels, das nach einer von mehreren möglichen Farben gefärbt ist und insbesondere zur Signalgebung und Beleuchtung dient.

Der neuerungsgemäße Apparat ist insbesondere zur Bildung von dreifarbigen optischen Signalen benutzbar, unter anderem für die Straßen- oder Eisenbahneignalisierung. Der Apparat kann auch zur Ausrüstung von Instrumentenbrettern, von Kontrollübersichtstafeln und ganz allgemein für alle Kontroll- und Warnζwecke dienen, die eine Signalisierung von mehreren Zuständen mit Hilfe von vereinbarten Farben erfordern. Der neuerungsgemäße Apparat kann jedoch auch zur Projizierung eines verschieden gefärbten Lichts benutzt werden, z.B. zur Beleuchtung eines Bühnenbildes oder eines Denkmals.

Es sind verschiedene dreifarbige Signale enthaltende Apparate bekannt. Diese besitzen im allgemeinen drei Fenster, deren jedes mit einer mit einem gefärbten Glas

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ausgerüsteten Lampe versehen ist. Die drei Fenster senden so Lichtbündel verschiedener Farben aus. Eine Steuervorrichtung gestattet, jede Lampe einzeln zum Aufleuchten zu bringen, um eine entsprechende Angabe zu liefern. Die Ausbildung ist praktisch für die Signalisierung und für die Instrumenten- und Kontrolltafeln die gleiche.

Außerdem sind verschiedene Apparate zur Projektion von gefärbten Lichtern bekannt. Diese weisen meistens eine Drehscheibe oder einen Schieber auf, wache mit gefärbten Filtern für verschiedene Farben versehen und vor eisest von einer in dem Apparat untergebrachten Lichtquelle ausgesandten weißen Lichtbündel varschieblich sind. Die Verschiebung des Filterhalters wird von Hand oder automatisch vorgenommen.

Die obigen zur Signalisierung dienenden Apparate sind verhältnismäßig sperrig, unschön, häufig geräuschvoll und störanfällig.

Die Neuerung bezweckt, diesen Nachteilen und Beschränkungen in einfacher Weise abzuhelfen. Hierfür ist der neuerungsgemäße Apparat dadurch gekennzeichnet, daß im Innern eines undurchsichtigen Gehäuses zwei Lichtquellen gegenüber Farbschirmen und zusammen mit Konkavspiegeln im rechten Winkel der Lichtbündel der Lichtquellen angeordnet sind, ein optischer Teiler auf dem Schnittpunkt dieser Lichtbündelachsen zentriert und auf der Winkelhalbierenden zwischen den Farbsohirmen eingesetzt ist, ferner im Gehäuse in Verlängerung einer dieser Bündelachsen außerhalb des optieohen Teilers ein Fenster ausgebildet ist und Schalteinrichtungen zum getrennten uLd gleichzeitigen Speisen der Lichtquellen vorgesehen sind.

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Der optische Teiler wird vorzugsweise von eines dichromatischen Filter gebildet. Bei eines dreifarbigen Apparat werden zweckmäßig zwei Lichtquellen vorgesehen, welohe Lichtbündel erzeugen, deren Farben swei versohieden^älften des sichtbaren Spektrums bezüglich des durehgelassenen Spektrums des dichromatischen Filters angehören, welches bekanntlich die Eigenschaft hat, die zu der durohgelaasenen Farbe komplementäre Farbe zu reflektieren.

Unter diesen Bedingungen sind die Lichtquellen so angeordnet, daß das Lichtbündel der einen durchgelassen und das der anderen reflektiert wird. Venn die beiden Lichtquellen gleichzeitig leuohten, erhält man ein Lichtbündel einer dritten Farbe, welche der Synthese der beiden je einer der beiden verschiedenen Hälften des sichtbaren Spektrums angehörenden Farben entspricht, und dessen*" Lichtstärke praktisch verdoppelt ist.

Der Apparat enthält noch zweckmäßig einen rotierenden Umschalter, welcher gestattet, die Lichtquellen in einer bestimmten Reihenfolge einzeln ader gleichseitig au speisen. Man kann so auf sehr einfache Veise zyklisch oder nichtzyklisch die drei Farben mit Hilfe von nur swei Lichtquellen erhalten.

Es hat sich gezeigt, daß die Zahl der möglichen

noch erheblich vergrößert werden kann, ohne die Zahl der

Lichtquellen entsprechend zu vermehren und ohne dem Platzbedarf merklich zu steigern oder dem Aufbau de« Apparates verwickelter zu machen. Eine solche

des Apparates ist duroh eine zusätzliche Lieatquiell·, ren Lichtbunde!achse mit einer der beides anderen Bftm**l~ achsen zusammenfällt sowie durch ein zweites diehrom*%£~ sches Filter, welches IMsga der saft»»» des Winkels der Achsen der gefärbten Liohtfeumdel net ist, gekennzeichnet. Je nachdem, ob unter Bertteksiea-

tigung der möglichen Auswahl eine, zwei oder drei Liohtquellen leuchten, kann man auf diese Weise sieben verschieden gefärbte Lichter erhalten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erzeugen die Lichtquellen rote, grüne und blaue Lichtbündel, während das diehromatisehe Filter, welches auf der gleiohen Seite das grüne und das blaue Licht empfängt, so ausgebildet ist, daß es diese Farben durchläßt und das Rot reflektiert, während das andere Filter, welches auf der gleiohen ^!§) Seite das rote und das grüne Licht empfängt, so ausgebildet ist, daß es diese Farben durchläßt und das Blau reflektiert. Man kann dann außer diesen drei Farben Zyanblau, Gelb, Rosa und Weiß erhalten.

Die Neuerung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise erläutert. Es stellen dar:

Fig. i eine schaubildliche Ansicht eines auf einem Fuß angebrachten Apparates für eine Verkehresignalgebung für Fußgänger,

/-» Fig. 2 ehe Vorderansicht dazu in größerem Maßstab,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie IH-III der Fig. 2, Fig. 4 ein elektrisches Schaltbild des Apparates,

Fig. 5 bis 7 Schemata zur Erläuterung der drei Betriebszustände des Apparates,

Fig. 8 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht eines Apparates zur Erzeugung von sieben Farben.

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Bei den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Apparat 1 zur Signalieierung für Fußgänger auf einen FuB 2 angebracht, weloher ein undurchsichtiges Gehäuse 3 trägt, in welchen zwei Lichtquellen angeordnet sind, weiche durch elektrische Laapen k und 5 gebildet werden, welche durch die Konkavspiegel 9, 10 konzentrierte Liohtbündel erzeugen, deren sieh schneidende Aohsen miteinander einen reohten Winkel bilden. Diese Liohtbündel treten durch die grün bzw. rot gefärbten Schirme 6 und 7 aus gefärbtem Glas. Ein durch ein diehromatisches Filter gebildeter optischer Teiler 8 ist auf den Schnittpunkt 0 der Liohtbündel zentriert und längs ihrer Winkelhalbierenden eingestellt. Das Filter 8, welches bekanntlich durch eine durchsichtige Platte gebildet wird, welche mit einer Metallauflage, z.B. aus Molybdän oder Kobalt, überzogen ist, ist so ausgebildet, daß es das Grün durchläßt und das Rot reflektiert. Das Gehäuse weist jenseits des Teilers 8 ein Fenster 11 auf, welches in der Achse des von der Lampe k ausgesandten Bündels angeordnet und mit einer als Fresnel-Linse ausgebildeten Linse 12 mit Richtwirkung versehen ist. Das Gehäuse 3 besitzt ferner eine Luke 13 mit einem Ausschnitt in Form von Buchstaben, welche z.B. das Wort STOP bilden. Zwischen der Lampe 5 und der Luke 13 ist ein roter Schirm angeordnet. In dem Gehäuse 3 ist der Mechanismus zur Speisung der Lampen untergebracht, welcher durch einen von einem Synchronmotor 16 angetriebenen rotierenden Umschalter 15 gebildet wird. Der rotierende Umschalter 15 weist (Fig. 4) zwei halbkreisförmige voneinander durch ungleiche Zwischenräume 21 und 22 getrennte Kontaktstücke 18 und 19 und ein sektorförmiges Schaltglied 23 auf, welches sich mit der von dem Motor 16 angetriebenen Achse ?Λ dreht. Bei der Drehung kommt der Arm des Schaltgliedes nacheinander mit den Kontaktstücken 18 und 19 in Beruh-

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rung. Die Breite dee Sohaltgliedes 23 ist größer als der Zwischenraum 21 und kleiner als der Zwischenraum 22. Es steht daher mit den beiden Kontaktstückea 18 und 19 in Berührung, wenn es an dem Zwischenraum 21 (stellung 23a) vorbeigeht, während es an dem Zwischenraum 22 (Stellung 23b) mit keinem Kontaktstück in Berührung steht. Die elektrischen Leiter sind in dem innerhalb des Fußes 2 angeordneten Rohr 17 untergebracht. Der Leiter 25 ist an die Achse 24 des Schaltgliedes 23 angeschlossen, und enthält einen Schalter 26. Der Leiter 27 ist panilel mit den Kon-U taktstüoken 18, 19 über die Lampen 4 und 5 verbunden.

Die Arbeitsweise ist folgende: Wenn die Lampe 4 allein leuchtet (Fig. 5), erzeugt sie jenseits des Schirms 6 ein grünes Bündel V, welches das dichromatische Filter β entsprechend den Eigenschaften derartiger Filter durchdringt uud hierauf durch die Linse 12 nach außen gerichtet wird. Wenn die Lampe 5 allein leuchtet (Fig. 6), wird das von dem Schirm 7 ausgesandte rote Bündel R durch das dichromatische Filter 8 entsprechend den Eigenschaften desselben reflektiert und hierauf durch die Linse 12 nach außen gerichtet. Wenn die beiden Lampen 4 und 5gleichzeitig leuchten (Fig. 7), ergeben das grüne und das rote Bündel V bzw. R du**ch Synthese ein gelbes Bündel J, welches durch die Linse 12 nach außen gerichtet wird. Während des Arbeitens befindet sich Z=B= der Ära des Sohaltgliedes 23 ursprünglich dem großen Zwischenraum 22 gegenüber, so daß die beiden Lampen erloschen sind. Wenn sich der Motor 16 dreht, kommt das Schaltglled 23 bei seiner Drehung in der Richtung des Pfeils F mit dem Kontaktstück 18 in Berührung, die Lampe 4 leuchtet auf, und ein grüne's Bündel wird ausgesandt. Bei der weiteren Drehung kommt das Schaltglied 23 dem kurzen Zwischenraum 21 gegenüber, so daß der Strom über die beiden Kontaktstücke 18 und 19 fließt, die

beiden Lampen % and 5 aufleuchten iod ein gelbes Bund·! ausgesandt wird. Beim näohsten Betriebszustand wird der Kontakt nur noch durch das Kontaktstück 19 hergestellt, so daß nur die Lampe 5 gespeist and ein rotes Bündel auegesandt wird. Man findet also hler die für Verkehrslichter übliche Pelge wieder.

Während der ganzen Dauer des Aufleuchtens der Lampe 5 tritt ein von, ihr ausgesandtes Sekundärbündel durch roten Schi» lh und hierauf tfuron dl* Lulle schrift in rot sichtbar wird.

Die Vorteile sind folgende:

Der Apparat weist nur ein einziges Fenster and eine einzige Linse auf, was weniger ermüdet und ein Vergessen verhindert, welches bei drei Fenstern mSglioh ist. Es sind nur zwei Lampen für drei Farben vorhanden. Der Apparat hat einen geringeren Platzbedarf und ein geringeres Gewicht als die üblichen Apparate, wodurch sein Gestehungspreie entsprechend gesenkt wird. Das gelbe Liohtbündel ist etwa doppelt so stark wie jedes der es bildenden Bündel. Dies ist bei der Signalisierung besonders wichtig, da es die Aufmerksamkeit auf die Annäherung des Rot lenkt. Die vor den Lampen angeordneten Farbfilter können übrigens verschiedene Farben oder verschiedene Weiterleitungsbänder haben und der gleiche Apparat kann für andere Zwecke als zur Signalisierung benutzt werden, z.B. zur Beleuchtung eines Gegenstandes, eines Denkmals oder einer Theaterszene.

Schließlich kann der Apparat mit verkleinerten Ausmaßen als dreifarbiges Signal zur Ausrüstung von Instrumentenbrettern, ÜbersichtskontroiItafein und auf allen Gebieten zur Kontrolle und Warnung benutzt werden, welche eine farbige optische Signalisierung in drei Betriebszuständen erfordert.

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Die Neuerung ist natürlich nicht auf das beschriebene Beispiel beschränkt, sondern kann abgewandelt werden.

So kann der optische Teiler anstatt durch ein dichromatisches Filter durch einen halbdurchsichtigen Spiegel gebildet werden. Ferner kann der den Umschalter in Umdrehung versetzende Motor durch eine Handbetätigung ersetzt oder ergänzt werden. Luken mit Aufschriften können auoh durch das grüne und das gelbe Bündel beleuchtet wer- ^- den. Die Längen der Kontaktstücke und der beiden Zwischenräume können verschiedene Bel3uchtungsdauern bewirken, wobei der Übergang von Rot auf Grün eine Aussendung von Gelb anstelle einer Auslöschung enthalten kann. Die gefärbten Schirme können fortfallen und durch Lampen mit gefärbten Wänden ersetzt werden.

Fig. 8, in welcher die gleichen Teile wie in den anderen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, zeigt die Ausführung eines Apparates mit sieben Farben. Dieser enthält ein dichromatisches Filter 8, welches in der Winkelhalbierenden des Winkels der vorhergehenden optischen Achsen angeordnet und auf 0 zentriert ist. Das

Filter 8 ist so ausgebildet, daß es das Rot reflektiert

und das Grün und das Blau durchläßt. Der so ausgebildete Apparat ermöglicht, die drei Farben Grün, Rot und Orange zu erhalten. Durch Hinzufügung einer zusätzlichen Lichtquelle 51 mit weißem Licht, eines dritten gefärbten Schirmes 52 blauer Farbe und eines zweiten dichromatischen Filters 53 ist es möglich, vier zusätzliche Farben zu erhalten, wie dies nachstehend erläutert ist.

Die Lichtquelle 51 enthält eisen Konkavspiegel 54, dessen

optische Achse mit der Achse X-X der Lichtquelle 5 zusammenfällt, wobei diese beiden Lichtquellen symmetrisch in Bezug auf die Achse Y-Y angeordnet sind. Der blaue Schirm 52 ist zu dem roten Schirm 7 in Bezug auf die Achse Y-Y symmetrisch. Das dichromatische auf den Punkt 0 zentrierte Filter 53 ist so gewählt, daß es das Blau reflektiert und das Grün und das Rot durchläßt. Dieses Filter besteht aus zwei Teilen 53a, 53b, welche zu dem Filter 8 senkrecht liegen und an dieses mit ihren Schmalseiten angeklebt sind. Die durch die Filter 8 und 53 gebildete Anordnung wird in einer durchbrochenen Fassung 55 gehalten. Das Fenster Ii ist nooh mit einer an der Linse 12 anliegenden Mattscheibe 56 versehen.

Die Lichtquellen 4, 5 und 51 werden parallel aus einer Spannungsquelle 57 über jeder Lichtquelle zugeordnete Schalter 58, 59, 60 gespeist, welche unabhängig voneinander z.B. von Hand betätigt werden können.

Unter diesen Bedingungen bewirkt die selektive Speisung der Lichtquellen 4, 5 und 51 die Aussendung folgender gefärbter Bündel:

Lichtquelle	ausgesandtes Licht	durchgelassenes Licht
k	grün	grün
5	rot	rot
51	blau	blau
k und 5	grün +rot	gelb
k und 51	grün + blau	zyanblau
5 und 51	rot + blau	rosa
k, 5 und 51	grün -ι- rot + blau	weiß

Wie man sieht, ermöglichen die vorgesehenen Mittel, in dem Rahmen der vorgesehenen Kombination die vier zusätzlichen Farben gelb, zyanblau, rosa und weiß zu erhalten.

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Der so ausgeführte Apparat kann insbesondere für Bühnenbeleuchtungen benutzt werden. Natürlich können auch die handbetätigten Schalter 58, 59, 60 durch Druckknopfschalter ersetzt werden, wobei dann das Steuerpult einen Druckknopf für jede Farbe aufweist und die den zusammengesetzten Farben entsprechenden Druckknöpfe gleichzeitig zwei oder drei Schalter bei Weiß betätigen.

Claims

S ohutzaasprtiche

1. Apparat zum selektiven Erzeugen eines in mehreren möglichen Farben gefärbten Lichtbündels, insbesondere zur Signalgebung und Beleuchtung, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern eines undurchsichtigen Gehäuses (3) zwei Lichtquellen (4, 5) gegenüber Farbschirmen (6, 7) und zusammen mit Konkavspiegeln (9, 10) im rechten Winkel der Lichtbündel der Lichtquellen (4, 5) angeordnet sind, ein optischer Teiler (8) auf dem Schnittpunkt (θ) dieser Lichtbündelachsen zentriert und auf der Winkelhalbierenden zwischen den Farbschirmen (6, 7) eingesetzt ist, ferner im Gehäuse (3) in Verlängerung einer dieser Bündelachsen außerhalb des optischen Teilers (8) ein Fenster (il) ausgebildet ist und Schalteinrichtungen zum getrennten und gleichzeitigen Speisen der Lichtquellen (4, 5) vorgesehen sind.

2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Teiler (8) aus einem dichromatischen Filter bestent.

3. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Teiler (8) aus einem hblbdurchlässigen Spiegel besteht.

4. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschirme (6, 7) je für die Strahlen einer verschiedenen Hälfte des sichtbaren Spektrums, z.B. rot und blaugrün, durchlässig sind und die Strahlen der komplementären Hälfte absorbieren.

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5. Apparat naeh Anspruch 1, dadmreh gekemmselohmet, da· ein rotierender Umschalter (25) zur vorbestimmten getrennten oder gleichseitigen Speisung der Lichtquellen (4, 5) vorgesehen ist.

6. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 5» iekennzelehnet durch mindestens eine Luke (13) Im Genaues im Lichtbereich mindestens einer der Lichtquellen ftt* ^njaA«jpi^_v gaben. ^k-- .-^

7. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da* eine dritte Lichtquelle (51) mit einem Konkavspiegel (5*) vorgesehen ist, deren Strahlenaehse mit einer der optischen Achsen der beiden anderen Lichtquellen (%, 5) zusammenfällt und noch ein zweites dichromatisohes Filter (53) senkrecht zum ersten Filter (8) zwischen den Farbschirmen (6, 7, 52) angeordnet ist.

3. Apparat nach Ansprach 7, dadurch gekesL&seiQhaet_§ daß eines der dichromatischen Filter aus swei Teilen (53·» 53b) besteht, die beiderseits des anderen Filters (8) sich senkrecht dazu erstrecken.

9. Apparat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschirme (6, 7, 52) der Lichtquellen (%, 5» 51) von reter, grüner und blauer Farbe sind und daß von einem der dichromatisohen Filter (53), dessen zum Fenster (ll) abge/ilegene Fläche den roten und grünen Farbschirmen (6, 7) zugekehrt ist, das Eot und Grün durchgelassen, während das Blau reflektriert wird und das andere dichromatisehe Filter (8) für Grün undl Blau transparent hingegen für Rot undurchlässig ist.

10. Apparat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

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Schalteinrichtungen (58, 59, 6o) zur unabhängigen oder gleichzeitigen Speisung der Lichtquellen vorgesehen sind.