DE69703116T2

DE69703116T2 - System zur verlängerung der nützlichen lebensdauer von farbigen gelen

Info

Publication number: DE69703116T2
Application number: DE69703116T
Authority: DE
Inventors: F. Esakoff; Raymond Foster; D. Kruschwitz
Original assignee: Applied Coatings Inc
Current assignee: Applied Coatings Inc
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2017-06-27
Also published as: DE69703116D1; US6004009A; EP0922183B1; ATE196354T1; WO1998000669A1; EP0922183A1; AU3508597A

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein System zur Verlängerung der Lebenszeit gefärbter Gele, die in einer optischen Zusammenstellung/Anordnung eingesetzt werden, beispielsweise ein Beleuchtungskörper zur bildmäßigen Darstellung eines Farblichtstrahls mit hoher Intensität an einem entfernten Ort. Insbesondere umfaßt die Erfindung eine Dünnschichtfolie mit einem Reflexionsband gegenüber sichtbarem Licht, das den gleichen Wellenlängenbereich umfaßt wie das Absorptionsband des gefärbten Gels, so daß dessen Ausbrennen oder Bleichen vermindert wird.

Hintergrund der Erfindung

Bei der Bühnen- und Studioindustrie setzt man verschiedene Gele vor Spot- und Raumleuchten ein, um eine Bühne mit verschiedenen Farben auszuleuchten. Beispielhafte Bühnenbeleuchtungsgeräte werden in US-A-5,446,637 und US-A-4,890,208 offenbart. Die in einem solchen Gerät eingesetzten Gele werden üblicherweise aus Kunststoff (wrap type) hergestellt oder aus Polyesterfolien mit darin enthaltenen Farbstoffen, die diese Folien für verschiedene Farben durchlässig machen. Insbesondere solche eingefärbten Gele, die mit Spot-Leuchten eingesetzt werden mit einer bläulichen oder grünlichen Einfärbung, haben eine begrenzte Lebenszeit, bevor sie verbleichen oder ausbrennen und ausgetauscht werden müssen. Grünliche Gele sind ganz besonders dafür bekannt, daß sie eine kurze Lebensspanne haben im Vergleich zu anderen Farben.
Der Austausch von jedem Gel, nachdem es ausgebleicht oder ausgebrannt ist, erfordert eine relativ aufwendige Arbeit, da die Bühnenleuchten üblicherweise in schwer zugänglichen Bereichen des Theaters angeordnet werden und es darüber hinaus viele von diesen gibt. So ist für den Austausch eines Gels durch einen Bühnenarbeiter zwischen einzelnen Szenen eine Leiter und ein Gerüst erforderlich. Auch wenn ein neues Gel nur wenige Pennies kosten mag, so kostet doch der Austausch während einer Show zuweilen mehrere Dollars. Darüberhinaus ist die Lebenszeit eines Gels um so kürzer, um so mehr Licht aus einer Spot-Leuchte oder einem anderen solchen Beleuchtungskörper austritt. Selbstverständlich suchen Hersteller von Spot-Leuchten immer nach Möglichkeiten, mehr Licht und eine höhere Energiedichte aus ihren Geräten herauszuholen. Es wäre deshalb wünschenswert, wenn man die brauchbare Lebenszeit eines gefärbten Gels verlängern und dessen Leistungsfähigkeit verbessern könnte, ohne die Menge an verfügbarem Licht zu vermindern. Die vorliegende Erfindung erfüllt dieses Bedürfnis dadurch, daß ein Substrat mit einer dünnen Folienbeschichtung mit bestimmten Reflexionseigenschaften zwischen dem eingefärbten Gel und der Lichtquelle des Leuchtkörpers, in dem man das Gel einsetzt, eingeführt wird.
Dünnfolientechnologie wird bereits seit vielen Jahren eingesetzt, um die Transmittanz und/oder Reflektanz einer beschichteten Oberfläche zu steuern. Durch Steuerung der Dicke und das Brechungsindexes von jedem Film in einem Stapel oder Anordnung solcher Folien, die eine Beschichtung ausmachen, kann man die Reflexions- und Transmissionseigenschaften einer solchen Beschichtung einstellen. Der Aufbau solcher Folien und die Prinzipien, die zum Erreichen dieser Ergebnisse eingesetzt werden, sind für einen Fachmann auf dem Gebiet der Dünnfolienbeschichtung auf verschiedenen Substraten bekannt. Siehe beispielsweise MacLeod, H.A., "Thin-Film Optical Filters" (McGraw-Hill Publishing Co., N.Y., 1989); Thelen, Alfred, "Design of Optical Interference Coatings" (McGraw-Hill Book Co., N.Y. 1989) und Heavens, O.S., "Optical Properties of Thin Solid Films" (Dover, N.Y. 1965)
Es existieren verschiedene Beschichtungsarten, und zwar basierend nicht nur auf der Art des eingesetzten Materials, das die Beschichtungen ausbildet, sondern ebenso basierend auf den spektralen Reflexionseigenschaften. So sind beispielsweise seit langem reflektive Beschichtungen bekannt, die im infraroten Bereich Licht durchlassen und praktisch das gesamte oder das meiste des sichtbaren Bereichs des Spektrums reflektieren. Solche Beschichtungen sind allgemein als "kalte Spiegel" bekannt.
Daneben sind auch solche Beschichtungen bekannt, die den infraroten Bereich des Spektrums durchlassen und nur einen Teil des sichtbaren Spektrums reflektieren. Diese Beschichtungen sind allgemein bekannt als "farbkorrigierende Kaltspiegel"-Beschichtungen. Daneben gibt es noch solche Beschichtungen, die infrarotes Licht reflektieren und sichtbares Licht hindurchlassen, und diese sind bekannt als "heiße Spiegel". Sie werden beispielsweise in sogenannten Overhead-Projektoren eingesetzt. Beschichtungen wie Optivex® sind käuflich erhältlich für den Einsatz in Filtern zur Reflexion von UV- aber Transmission von sichtbarem Licht. Manchmal werden sie eingesetzt, um eine Lichtspur zu setzen und in Museen, um das Verbleichen der Farbstoffe oder Pigmente zu verhindern, die in Bildern oder anderen Ausstellungsstücken zum Einsatz kommen.
Bei vielen kommerziellen Einsatzgebieten werden solche Beschichtungen auf Glassubstraten in Form von Reflektorplatten oder Filterplatten bereitgestellt. Siehe beispielsweise US-A-4,380,794. Solche Beschichtungen haben eine Vielzahl von Einsatzgebieten. Siehe beispielsweise US-A-5,169,229, die eine optische Beschichtung offenbart, die auf einem Kunststoffträger abgeschieden wurde, um das Substrat gegenüber schädlicher UV-Strahlung (ultraviolett) zu schützen.
Keines der zitierten Dokumente lehrt oder schlägt vor, daß eine dünne Folienbeschichtung effektiv und wirksam die Lebenszeit eines gefärbten Gels verlängert, das man in einer optischen Anordnung/Zusammenstellung oder einem Beleuchtungskörper einsetzt, der zur Bildung eines hochintensiven gefärbten Lichtstrahls an einem entfernten Ort adaptiert ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine optische Zusammenstellung, die ein rötlich, bläulich oder grünlich eingefärbtes Gel einsetzt. Die optische Zusammenstellung umfaßt eine Spiegel/Filter-Beschichtung auf einem Substrat, so daß die Beschichtung zwischen einer Lichtquelle und dem gefärbten Gel angeordnet ist. Die Spiegel/Filter-Beschichtung hat ein Reflexionsband, das in den gleichen Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtspektrums hineinfällt wie ein Absorptionsband des eingesetzten gefärbten Gels. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Verwendung einer solchen Spiegel/Filter-Beschichtung zur Verlängerung der Lebenszeit von bläulichen oder grünlichen Gelen, die in verschiedenen Bühnen- und Studio-Beleuchtungseinrichtungen zum Einsatz kommen einschließlich solcher Beleuchtungskörper, die üblicherweise in Theatern, beim Fernsehen und zur Gebäudeausleuchtung Verwendung finden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 zeigt eine berechnete Absorptionskurve für ein dunkelgrünes Gel im UV-, sichtbaren und IR-Wellenlängenbereich.
Die Fig. 2 zeigt das normalisierte Energiedichtespektrum eines 3200 K schwarzen Körpers ähnlich einer Wolfram-Halogen-Lichtröhre, die man bei Spot-Leuchten typischerweise findet.
Die Fig. 3 zeigt die berechnete Absorption eines grünen Gels im sichtbaren Wellenlängenspektrum für sowohl ein dunkelgrünes als auch ein gelbgrünes Gel, überlegt dem Spektrum nach der Fig. 2.
Die Fig. 4 zeigt eine berechnete Absorptionskurve eines Energiefilters, das erfindungsgemäß gestaltet wurde; der Energiefilter konnte zur Verlängerung der Lebenszeit eines grünlichen Gels eingesetzt werden.
Die Fig. 5 zeigt die berechnete Absorptionskurve für ein leichtblaues und dunkelblaues Gel im sichtbaren Wellenlängenspektrum, überlagert über die Absorptionskurve für ein erfindungsgemäßes Energiefilter.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Wie oben angegeben, betrifft die vorliegende Erfindung ein System zur Verlängerung der Lebenszeit blau, rot oder grün eingefärbter Gele, die in verschiedenen optischen Zusammenstellungen oder Beleuchtungsgeräten eingesetzt werden, insbesondere Beleuchtungskörper, die zur bildlichen Darstellung eines energiereichen gefärbten Lichtstrahls an einem entfernten Ort adaptiert sind. Die vorliegende Erfindung schließt eine Filter/Reflexions-Beschichtung ein mit einem Reflexionsband im gleichen Wellenlängenbereich wie ein Absorptionsband eines gefärbten Gels, so daß das Ausbrennen oder Ausbleichen des eingefärbten Gels deutlich vermindert wird.
Die vorliegende Erfindung läßt sich leichter verstehen durch Bezugnahme auf eine berechnete Absorptionskurve eines eingefärbten Gels. Beispielsweise hat ein dunkelgrünes Gel eine Absorptionskurve, die sich von 175 nm bis 3300 nm im UV-, sichtbaren und IR-Wellenlängenbereich erstreckt, wie die Fig. 1 zeigt. Wellenlängen von 175 bis 400 nm liegen im ultravioletten Bereich (UV), von 400 bis 700 nm im sichtbaren Bereich und bei 700 + im infraroten Bereich (IR).
Entfernung des IR-Lichtes, das von der Lichtröhre des Beleuchtungskörpers ausgestrahlt wird, verhindert nicht vollständig das Ausbleichen und Ausbrennen des in dem Beleuchtungskörper eingesetzten, eingefärbten Gels. Die meisten Bühnenlichter haben heutzutage kalte Spiegel in dem optischen System, um eine Projizierung des IR-Lichtes auf die Bühne und die Darsteller zu verhindern.
Das Entfernen von Licht im UV-Bereich vermindert nicht deutlich das Ausbleichen und Ausbrennen der belichteten eingefärbten Gele. Ein Optivex®-Filter, der von Bausch & Lomb Incorporated, Thin Film Technology Division (Rochester, NY) käuflich erhältlich ist, hält alle UV-Wellenlängen von 175 bis 400 nm zurück. Dieses Filter wird in einem üblichen Spot-Licht eingesetzt, und es wurde festgestellt, daß die Gele noch in der gleichen Weise ausbrannten.
Der Beleuchtungskörper kann verschiedene Lichtquellen einsetzen wie u. a. Wolfram-Halogen, Bogenlampe, Plasma. Üblicherweise wird bei einem Spot-Licht eine Wolfram-Halogen-Lichtröhre eingesetzt, die eine Energie ausstrahlt, die ähnlich einem schwarzen Körper einer Temperatur von 3200 K ist. Die Fig. 2 zeigt das normalisierte Energiedichtenspektrum für einen schwarzen Körper mit 3200 K. Bezugnehmend auf Fig. 2 kann man sehen, daß der größte Teil der Energie im sichtbaren Spektrum einer Wolfram-Lichtröhre, d. h. bei 400 bis 700 nm, in den Bereich zwischen 500 bis 700 nm fällt. Wenn man diese Kurve mit der Absorptionskurve beispielsweise eines grünen Gels überlagert, kann man sehen, daß das Gel eine hohe Absorption in den höchsten Energiebereichen der Lichtröhre im sichtbaren Spektralbereich hat. Die Fig. 3 zeigt die berechnete Absorption eines grünlichen Gels im sichtbaren Spektralbereich für ein dunkelgrünes Gel und zu Vergleichszwecken für ein gelbgrünes Gel, überlegt über das Spektrum nach Fig. 2. Es ist ersichtlich, daß der hochenergetische und Gel-Absorptionsbereich in einem Bereich von etwa 500 bis 700 nm liegt. Wenn die vollständige sichtbare Energie, die von der Lichtröhre ausgestrahlt wird, von dem Gel absorbiert wird, dann führt die Absorption zu einem Aufwärmen, Ausbleichen und schließlich Ausbrennen des Gels.
Die vorliegende Erfindung läßt sich auf ausreichend gesättigte Farben anwenden, die bestimmten Erfordernissen hinsichtlich der Sättigung (chroma) genügen. Der Ausdruck "ausreichend gesättigte Farbe" wird hier so verstanden, daß die Farbe ein Spektrum aufweist, bei dem die Absorption mindestens 90% oder darüber ausmacht über einen Bereich von mindestens etwa 40 nm im sichtbaren Spektralbereich, vorzugsweise eine Absorption von mindestens 95% über einen Bereich von mindestens 60 nm im sichtbaren Spektralbereich und bevorzugter eine Absorption von mindestens etwa 95% über einen Bereich von mindestens etwa 80 nm in dem sichtbaren Bereich. Beispielsweise hat das dunkelgrüne Gel nach Fig. 3 eine ausreichend gesättigte Farbe, wohingegen das gelbgrüne Gel für die vorliegende Erfindung nicht ausreichend gesättigt ist. Wie die Fig. 3 zeigt, hat das gelbgrüne Gel ein Absorptionspeak bei 90% oder darüber über einen Bereich von nur etwa 30 nm.
Die vorliegende Erfindung setzt deshalb eine Dünnfolienanordnung ein, die die Energie in den höchsten Absorptionsbereichen zurückweist, bevor diese auf das Gel trifft, so daß die LebensZeit des eingesetzten Gels verlängert werden kann. Ein typischer Filter zur Zurückweisung dieser Energie ist ein Spiegel oder ein Energiefilter, der speziell für die Absorptionsbereiche verschiedener Farbgele aufgebaut wird. Energiefilter sind üblicherweise im Handel erhältlich, und zwar von verschiedenen Bezugsquellen einschließlich Bausch & Lomb Incorporated, Thin Film Technology Division (Rochester, NY); OCLI (Santa Rosa, CA); DSI (Santa Rosa, CA) und High-End Systems (TX).
Erfindungsgemäß konnte ein Schutzfilter für bläuliche, grünliche oder rötliche Gele gestaltet und hergestellt werden, wobei die Anordnung aus dünnen Folien so ausgewählt ist, daß sie Licht im sichtbaren Lichtspektrum in einem Wellenlängenbereich zwischen etwa 400 und 700 nm reflektiert. Bei den in den Fig. 4 und 5 gezeigten Spektren der bläulichen und dunkelgrünen Gels sollte die Folienanordnung beispielsweise so gestaltet sein, daß der größte Teil der auf die Anordnung aus dünnen Folien auftreffenden Lichtenergie im Bereich zwischen 600 und 700 nm durch die Anordnung der dünnen Folien reflektiert wird und zwar vorzugsweise so, daß etwa 80% der auf die Anordnung aus dünnen Folien auftreffenden Lichtenergie im Bereich zwischen 630 und 750 nm durch die Anordnung der dünnen Folien reflektiert wird.
Die Ausdrücke "Bereich" oder "Spektrum", wie hier gebraucht, sind häufig austauschbar gegeneinander und sie beziehen sich auf beliebige kontinuierliche Wellenlängenbereiche des elektromagnetischen Spektrums, aufgespannt durch zwei bestimmte Wellenlängen.
Die Fig. 4 zeigt eine berechnete Anordnung eines Energiefilters, das zur Verlängerung der Lebenszeit von grünlichen Gelen eingesetzt werden kann. Das Reflexionsband des Filters fällt innerhalb des Absorptionsbandes des grünlichen Gels. Eine gleiche oder ähnliche Filteranordnung könnte für ein bläuliches Gel wie in Fig. 5 gezeigt eingesetzt werden. Hierbei handelt es sich um einen Graphen einer berechneten Absorption eines ausreichend gesättigten leichtblauen Gels und eines ausreichend gesättigten dunkelblauen Gels im sichtbaren Wellenlängenbereich, überlegt der Absorption eines erfindungsgemäßen Energiefilters.
In allgemeinen Worten, die Gestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung dünner Folien und die daran beteiligten Materialien und Verfahren sind einem Fachmann allgemein geläufig. Durch das Abwechseln von Materialien eines hohen Brechungsindexes mit solchen Materialien eines geringen Brechungsindexes kann ein Fachmann die gewünschten Reflexions- oder Transmissions-Eigenschaften erreichen, und zwar mittels gesteuerter konstruktiver und destruktiver Interferenz bei verschiedenen Wellenlängen.
Üblicherweise werden die Schichtbestandteile des Dünnfolienmehrschichtenelementes Brechungsindizes zwischen 1,36 und 4,0 und Dicken zwischen 10 und 1000 nm (0,01 bis 1 Mikrometer) aufweisen. Die Grenzen hängen jeweils von den gewünschten Ergebnissen ab, und zwar nicht nur von dem Brechungsindex des Materials mit dem geringeren Index, sondern auch von dem Brechungsindex des Materials mit dem höheren Index. Materialien mit geringerem Index, die für die Zwecke der Erfindung eingesetzt werden können, umfassen, ohne daß hierin eine Einschränkung liegt, MgF&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, ThO&sub2;, ThF&sub4;, SiO&sub2;, NdF&sub3;, Na&sub3;AlF&sub6; (Kryolith), NaF, MgO, LiF, LaF&sub3;, CeF&sub2; und AlF&sub3;.
Materialien mit höherem Brechungsindex werden aus verschiedenen Dielektrika gebildet, einschließlich, aber ohne daß hierin eine Beschränkung liegt, TiO&sub2;, Ti&sub2;O&sub3; und andere TixOy-Derivate, HfO&sub2;, CdS, CeO&sub2;, Ta&sub2;O&sub5;, ZnS und ZrO&sub2;. Im allgemeinen haben die Materialien mit "höherem Brechungsindex" Brechungsindizes im Bereich von 1,50 bis 2,40 wie abgeschieden. Bei der erfindungsgemäß geforderten Abscheidung auf der Anordnung haben die Beschichtungen bevorzugterweise eine Dicke von 40 bis 400 nm, wobei es wohl selbstverständlich ist, daß die tatsächliche Foliendicke durch den Brechungsindex des eingesetzten Materials und die gewünschten Spektraleigenschaften des Reflektors beeinflußt werden. Im allgemeinen kann die Dicke der Schichten, ohne daß hierin eine Beschränkung liegt, ein Viertel der Wellenlänge, die vollständig reflektiert werden soll, ausmachen.
Das Dünnschichtfilmmaterial kann auf verschiedene Weise abgeschieden werden. Physikalische Dampfabscheidung ist wohl das bevorzugte Verfahren. Es wird eine Anzahl von Schichten einer Dicke einer Viertel Wellenlänge aufeinander auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht, so daß Schichten gebildet werden, und zwar aus Material mit geringem Brechungsindex, das sich mit Schichten, die aus Material mit hohem Brechungsindex gebildet werden, abwechselt. Die Anzahl der Viertelwellenlängenschichten (jede mit einer optischen Dicke etwa gleich einer gewünschten Viertelwellenlänge), die auf dem Substrat abgeschieden werden, hängt von den gewünschten optischen Eigenschaften des Filters bei dem betroffenen eingefärbten Gel ab. Folglich kann die Anzahl der Schichten zwischen etwa 6 bis etwa 50 variieren, vorzugsweise etwa 10 bis 25. Die Erfindung im weitesten Sinn beschränkt sich nicht auf Filter mit irgendeiner spezifischen Anzahl von Schichten. Die Schicht, die unmittelbar an das Substrat anschließt, kann zu den Materialien mit geringem Brechungsindex gehören oder sie kann zu den Materialien mit dem hohen Brechungsindex gehören. In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Substrat aus Glas, und die geradzahligen Schichten bestehen aus Siliciumdioxid und die ungeradzahligen Schichten bestehen aus Titandioxid. Die Schichten in jeder Abfolge müssen nicht immer gleiche Brechungsindizes aufweisen.
Die Gestaltung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung läßt sich durch eine iterative Optimierungstechnik bestimmen, bei der die optischen Konstanten des Substrates und der eingesetzten Filmmaterialien bekannt sind und das gewünschte Reflexionsspektrum angegeben wird. Die Dicke von jeder Schicht wird dann aufgefunden. Um sicherzustellen, daß der Filter in einfacher und wirtschaftlicher Weise in wirtschaftlichen Mengen hergestellt wird, legt man die Schichtdicken innerhalb einer angegebenen Toleranz einer optimalen Dicke fest, so daß beliebige kleine Abweichungen bei jeder Schichtdicke nicht deutlich die Filterreflexionskurve beeinträchtigen. Für einen Fachmann ist es selbstverständlich, eine solche iterative Optimierungsoperation durchzuführen. Diese Operation schließt üblicherweise die Auswahl einer Gütefunktion und dann die Minimierung der Gütefunktion nach der Optimierungsroutine ein, so daß ein optimaler Satz an Gestaltungsparametern bestimmt wird. Beispielsweise diskutiert die US-A-4,536,063 die Art und Weise, mit der eine optische Beschichtungsgestaltung hinsichtlich der Gütefunktion ausgewählt und dann minimiert wird, so daß die gewünschte optische Beschichtungsanordnung erhalten wird.
Das Substrat kann aus Glas oder beliebigem Kunststoff hergestellt werden, das innerhalb der Temperaturzyklen, die man bei bestimmten optischen, zu gestaltenden Vorrichtungen annehmen kann, thermisch stabil ist. Zu diesem Zwecke kann man eine Vielzahl von Kunstoffmaterialien vorschlagen, und ohne daß dies eine vollständige Liste wäre, kann es sich um Polysulfone, Polyetherimide, Polyarylate, Acrylkunststoffe, Polyester und Polycarbonate handeln. Die tatsächliche Wahl des Materials hängt von der Lichtquelle, der Leistung, dem Einsatzgebiet der Lampe, den Kosten und der Lebenszeit der Lampe und anderen Erwägungen ab.
Ein Glas- oder Kunststoffsubstrat kann mit einer Filterbeschichtung auf einer oder beiden Seiten beschichtet werden und in den optischen Weg eines Spot-Lichtes eingebracht werden, um das Licht zu blockieren, bevor es das Gel erreicht. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Dünnfilmanordnung mit dem Energiefilter direkt auf das Gel selber aufgeschichtet werden.
Das Substrat selber kann flach oder konturiert sein in Abhängkeit von dem eingesetzten optischen System. Beispielsweise kann eine konturierte Gestalt vorteilhaft sein, wenn das Filter vor oder nahe einer Lampe angeordnet ist, um zu verhindern, daß die reflektierte Energie die Lichtröhre in der Lampe erreicht und diese nachteilig beeinträchtigt.
Die Filter zur Verlängerung der Lebenszeit von eingefärbten Gelen kann in einer Vielzahl von Beleuchtungsgeräten eingesetzt werden, wie beispielsweise gezeigt in US-A-5,446,637 und US-A-4,890,208, die beide durch Bezugnahme hier voll aufgenommen werden. Solche Beleuchtungsgeräte haben typischerweise einen konkaven oder ellipsoiden Reflektor mit einer Basis an einem Ende und einem Auslaß am anderen Ende, wobei der Reflektor entlang einer Längsachse im wesentlichen umgreifend symmetrisch ist. Der Reflektor reflektiert das Licht, das von den Fäden der Lampe, die in dem Reflektor angeordnet ist, emittiert wird und bildet einen Strahl, der bei einem vorbestimmten Ort abgebildet wird. Typischerweise wird das von den Lampenfäden emittierte Licht von dem Reflektor durch eine Gitteranordnung reflektiert, und zwar auf eine oder mehrere Linsen, die dann einen im allgemeinen gebündelten Strahl bilden, der durch ein oder mehrere eingefärbte Medien und entfernt von dem Beleuchtungsgerät abgebildet wird. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden Führungsmittel und ein drehbar gelagerter Halter zur Aufnahme von einem oder mehreren gefärbten Medien in einem Medienrahmen am vorderen Ende einer im allgemeinen zylindrischen Frontröhre des Beleuchtungsgerätes angeordnet. Andere Ausführungsformen sind selbstverständlich möglich. Beispielsweise kann man Spiegel einsetzen, um den Strahl in verschiedene Richtungen abzulenken. Die eingefärbten Medien können vor, nach oder zwischen den Linsen in einer optischen Anordnung vorgesehen werden. Ein Farbrad oder eine Farbscheibe mit einer Anzahl unterschiedlich gefärbter Filter kann eingesetzt werden oder man hat verschiedene gefärbte Folienstreifen, die von einem Rad abgewickelt oder darauf aufgewickelt werden können, so daß die Folien in einer Kombinationen einen umfassenden Bereich von Farben und Einfärbungen ermöglichen. In allen Fällen muß jedoch das erfindungsgemäße Filter zwischen der Lichtquelle und den eingefärbten Medien vorgesehen werden. Übliche Beleuchtungsapparaturen können leicht so angepaßt werden, daß sie in geeigneter Weise ein erfindungsgemäßes Energiefilter in den optischen Weg des Lichtstrahles halten. Beispielsweise kann man einen erfindungsgemäßen flachen Filter auf eine gefärbte Folie aufbringen (Sandwich). In technisch fortgeschritteneren Systemen wird ein erfindungsgemäßer flacher oder konturierter Filter näher an der Lampe angeordnet. Man kann z. B. eine Verschluß/Muster-Anordnung oder dergleichen im zweiten fokalen Bereich des Lampenreflektors mit Schlitzen so modifizieren, daß ein Filter in den projizierten Strahlenweg eingebracht werden kann. Üblicherweise werden solche Schlitze manchmal vorgesehen, um ein Mustergegenstück einzubringen.
Die folgenden Beispiele erläutern die erfindungsgemäßen Ausführungsformen. Die Beispiele dienen aber nicht zur Einschränkung des Schutzumfanges.

Beispiel 1

Es wurden 19 Proben von Rückweisungsfiltern im Bereich von 650 bis 850 nm hergestellt. Bei den Proben handelte es sich um 3 · 3" geschnittene Borosilikat-Glasstücke mit einer Mehrschichtenanordnung wie in der folgenden Tabelle 1 beschrieben. TABELLE 1
Es wurden Messungen mit jeder der 19 Proben durchgeführt. Es wurde ein Bandpaßfilter hergestellt, der einem Wolframfaden einer Lichtröhre in einem "Source 4"®-Spot-Licht gegenüberlag, hergestellt von ETC, Inc. (Middleton, WI), so daß die Energie nicht auf die Glasprobe reflektiert wurde. Die Rückseite der Proben hatten eine Antireflexionsbeschichtung, die dem Gel gegenüberlagen. Die durchschnittliche Durchlässigkeit über einen Bereich von 400 bis 600 nm war etwa 93%. Die Testproben 3 und 14 mit bläulichen oder grünlichen Gelen in Serie wurden auch auf einem Photospektrometer vermessen und ihre x/y-Farbkoordinaten und Lichtlevelunterschiede gegenüber einer 3200 K-Lichtquelle berechnet. Wie die Tabelle 2 unten zeigt, beeinträchtigten die Filter nicht nachteilig die von den Gels erzeugte Farbe. Die "empfundene Farbe" der Gele, wenn sie in Serie mit den Filtern eingesetzt wurden, wurde ebenso untersucht und für zufriedenstellend befunden. TABELLE 2
Die Werte für die vollständige Lichtabsorption bei den bläulichen und grünlichen Gelen wurden vor und nach dem Einsatz der Probenfilter ebenfalls berechnet, sowie zu Vergleichszwecken die gesamte Lichtenergie, die mit einem roten Gel absorbiert wurde. Die Tabelle 3 zeigt die berechneten relativen Lichtabsorptionswerte der eingefärbten Gele mit und ohne einen Filter bei Einsatz einer 3200 K-Lichtquelle.

TABELLE 3

Vermessenes Teil % Lichtabsorption

Grünes Gel 82,44
Grünes Gel mit Filter 44,87
Blaues Gel 71,98
Blaues Gel mit Filter 43,11
Rotes Gel 50,49
Die vorliegenden Beispiele zeigen verschiedene Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung, ohne diese jedoch in ihrem Umfang zu begrenzen. Für einen Fachmann ist es selbstverständlich, verschiedene andere Ausführungsformen oder Gestaltungen auszuführen, ohne sich von der Erfindung zu entfernen. Dementsprechend wird die Erfindung im folgenden nur mit Blick auf die Ansprüche definiert.

Claims

1. Optische Zusammenstellung mit einer Lampe, die so gestaltet ist, dass sie einen Strahl von gefärbtem Licht an einem entfernten Ort abbildet, umfassend

(a) eine Lichtquelle mit UV-, sichtbaren und IR-Wellenlängenkomponenten;

(b) ein hinreichend gesättigtes, bläulich, grünlich oder rötlich gefärbtes Gel;

(c) und zwischen der Lichtquelle und dem gefärbten Gel angeordnet ein Filter, das eine Gruppierung von Dünnfilmen aus dielektrischen Materialien mit abwechselnd hohem Brechungsindex und niedrigem Brechungsindex umfasst, welche auf der Oberfläche eines Substrats aufgebracht ist, wobei die Gruppierung so ausgewählt ist, dass ein gewünschtes Spektrum von sichtbarem Licht von dem Filter reflektiert wird, so dass das Filter eine Reflexionsbande aufweist, die in den gleichen Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtspektrums fällt wie eine Absorptionsbande für das gefärbte Gel.

2. Optische Zusammenstellung nach Anspruch 1, in der das Substrat das gefärbte Gel selbst ist.

3. Optische Zusammenstellung nach Anspruch 1, in der die Lampe einen oder mehrere Glühfäden aufweist und in der die Lampe innerhalb der konkaven Öffnung eines konkaven Ellipsoidreflektors angeordnet ist.

4. Optische Zusammenstellung nach Anspruch 1, in der das Substrat ein transparentes Kunststoff- oder Glasmaterial ist, das auf einer oder beiden Seite(n) mit der Gruppierung von Dünnfilmen beschichtet ist.

5. Optische Zusammenstellung nach Anspruch 1, in der die Gruppierung von Dünnfilmen so ausgewählt ist, dass sie Licht im sichtbaren Lichtspektrum im Wellenlängenbereich zwischen etwa 500 und 800 nm reflektiert.

6. Optische Zusammenstellung nach Anspruch 5, in der die Gruppierung von Dünnfilmen so ausgelegt ist, dass ein Hauptteil der Energie des Lichts, das auf die Gruppierung von Dünnfilmen im Bereich zwischen 600 und 700 nm einfällt, durch die Gruppierung von Dünnfilmen reflektiert wird.

7. Optische Zusammenstellung nach Anspruch 6, in der die Gruppierung von Dünnfilmen so ausgelegt ist, dass mindestens etwa 80% der Energie des Lichts, das im Bereich zwischen 630 und 750 nm auf die Gruppierung von Dünnfilmen einfällt, durch die Gruppierung von Dünnfilmen reflektiert wird.

8. Optische Zusammenstellung nach Anspruch 1, in der das Substrat aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polycarbonat-, Polysulfon-, Polyacrylat-, Polyacryl- und Polyetherimid-Polymer besteht.

9. Optische Zusammenstellung nach Anspruch 1, in der die Gruppierung von optische Beschichtungen von Dünnfilmen aus dielektrischen Materialien mit abwechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex sich abwechselnde Schichten aus einem Material sind, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus TiO&sub2; und SiO&sub2;, ZnS und MgF&sub2;, TiO&sub2; und MgF&sub2; und ZrO&sub2; und SiO&sub2; besteht.

10. Verfahren zur Verlängerung der nützlichen Lebensdauer eines hinreichen gesättigten, bläulich, grünlich oder rötlich gefärbten Gels, umfassend das Anordnen eines Filters in dem Lichtweg eines Lichtstrahls, um selektiv ein gewünschtes Spektrum von sichtbarem Licht auszublocken, bevor es das gefärbte Gel erreicht, wobei das Filter eine Gruppierung von Filmen umfasst, die auf einer oder beiden Seiten eines Glas- oder Kunststoffsubstrats aufgebracht ist.

11. Erzeugnis, umfassend ein hinreichend gesättigtes, bläulich, grünlich oder rötlich gefärbtes Gelmaterial, auf dem eine Gruppierung von Dünnfilmen aus dielektrischen Materialien mit abwechselnd hohem Brechungsindex und niedrigem Brechungsindex aufgebracht ist, wobei die Gruppierung so angepasst ist, dass sie ein gewünschtes Spektrum von sichtbarem Licht reflektiert, welches in den gleichen Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtspektrums wie eine Absorptionsbande des gefärbten Gels fällt.

12. Erzeugnis nach Anspruch 11, in dem das gefärbte Gelmaterial in Form einer Folie vorliegt.