DE3908148A1

DE3908148A1 - Colour changer for an illumination device

Info

Publication number: DE3908148A1
Application number: DE19893908148
Authority: DE
Inventors: Werner Voegeli
Original assignee: Acr Braendli & Voegeli AG
Current assignee: Acr Braendli & Voegeli AG
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1989-03-13
Publication date: 1990-09-20

Abstract

A compact arrangement, which is inexpensive to produce, for a colour changer of an illumination device contains in concentric arrangement around a light source (2) three dichroically vapour-coated glass tubes (4, 6, 8), of which in each case one tube filters one colour component (blue, green, red) out of the white light emitted by the light source (2). The tubes (4, 6, 8) can be adjusted parallel to their longitudinal axis by means of a suitable adjusting mechanism (10-20) in such a manner that they are totally, partially or not at all in the beam path of the light source (2). Chromatic aberrations are virtually ruled out since the main component of the light beams emitted by the light source (2) impinges perpendicularly onto the surface of the dichroic filter tubes (4, 6, 8). <IMAGE>

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.The invention relates to a color changer for a loading lighting device. Such devices are for example to change color headlights or same as in theaters, in the circus, in discotheques and the like can be used.

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.Most common color changers work after one common basic principle: in the beam path of a white Light emitting light sources are selectively dikroiti cal filter plates arranged so that from the white Light from each filter plate a color component red, is filtered out green or blue. The individual color components can be damped individually, so that the finally through the composite individual components th received light has the desired color. The Steaming can happen, for example, that a dicroic filter more or less in the Beam path is inserted.

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.However, the color changers known so far are con structurally complex, which is particularly due to the color change mechanism is conditioned. To a desired one Achieving cost reductions would have to be substantial Simplifications in particular in the technology of Color changing mechanism are available.

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.It has also been found that compact Color changers only very much the desired color selection is difficult to implement. Be in practice not from the individual dicro filter plates the color components blocked in their entirety, but there is still a considerable one Percentage of the component to be blocked through the filter plate.

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.The object of the invention is a color changer the type specified in the preamble of claim 1 to design such that the color changer with compared to the prior art reduced opening wall, the color changer has a compact structure and beyond exact color control is also possible.

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.This problem is solved by the in claim 1 specified invention. After that, it's essential Feature of the invention, the dicro filter or the three dicroic filters for each Color components red, green and blue not evenly shape such that that from the light source emitted light practically always vertical (normal) falls on the surface of the dicro filter.

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.Preferred embodiments of the invention are in specified in the subclaims. Special advantages offers the design of the individual color filters elements as cylindrical or polygonal tube bodies that are nested concentrically with the proximity of the tube body to the light source is decisive for the respective damping the corresponding color component. The color filters elements can even half shells Cross section or spherical half shells. At the embodiment with concentric spherical half will bowl a spherical light source or one point light source in the center of the half arranged shells. The half shells are then about concentric, nested rotation axes brought into the desired position.

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.Through the special execution mentioned above forms of the invention, they always offer the possibility ability to ver the filter elements together nest. On the one hand, this results in a very compact design of the color changer or Color changing headlights, on the other hand you can a relatively simple mechanism for adjustment of the color filter elements. A special The advantage is that a large part of the rays of light coming from the light source perpendicular to the individual color filter elements hits.

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.The inventor recognized that the in the Practice only imperfect selectivity in the lock ren of individual color components by appropriate dicroit filter plates is that only a small fraction of the light source emitted white or already pre filtered light at a right angle on the Filter plates strikes while much of the rays under one different from 90 ° Angle hits the plate. Because of the Refractive effect in dicro filter plates there is a color change. Such colors are particularly with the full or partial cylindrical filter tubes or spherical Filter elements practically excluded because of Main part of the rays approximately perpendicular to the Filter surface hits.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Er findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following, examples of the Er Finding explained in more detail with reference to the drawing. It demonstrate:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Farbwechslers für einen Farbwechsel scheinwerfer, Fig. 1 is a schematic view of a color changer for a color change headlights,

Fig. 2 eine Ansicht des in Fig. 1 darge stellten Farbwechslers von oben, Fig. 2 is a view of the presented in FIG. 1 Darge color changer from above,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte zweite Ausführungsform eines Farbwechslers, Fig. 3 is a plan view of a schematically illustrated second embodiment of a color changer,

Fig. 4 eine schematisierte Seitenansicht einer dritten Ausführungsform eines Farbwechslers, und Fig. 4 is a schematic side view of a third embodiment of a color changer, and

Fig. 5 eine Ansicht einer fünften Ausfüh rungsform eines Farbwechslers von oben. Fig. 5 is a view of a fifth embodiment of a color changer from above.

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.In Fig. 1, a longitudinal section through a color changer for a lighting device is schematically shown, which is a color spotlight, the details of which are omitted here for the sake of simplicity, unless they are the subject of the invention.

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.A rod-shaped light source 2 emits white light. Around the rod-shaped light source 2 concentrically four dicroitic cylindrical tubes 4 , 6 and 8 are arranged. A bearing arrangement, not shown, serves to securely hold and guide the tubes. The innermost tube 4 is a glass tube which is dicroitically vaporized to absorb the color blue. The middle dichroic tube 6 is used to lock the color green, and the outer tube 8 is a dikroitisches tube to lock the color red. The three tubes 4, 6 and 8 can with respect to the rod-shaped light source 2 in the direction indicated by double arrows Rich obligations by be moved up and down so that the dicro tubes are at a greater or lesser distance from the light source 2 . In the case shown in FIG. 1, the tube 4 encloses the rod-shaped light source 2 almost completely to block the color component blue, so that the laterally outgoing light rays outside the tube 4 only contain the components green and red. The tube 6 is slightly raised, and the outer tube 8 surrounds the light source 2 only about halfway. Accordingly, only light with a subdued red component and a strongly subdued green component reaches the outside from the light source 2 .

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.The concentric arrangement of the tubes 4 , 6 and 8 can be clearly seen in FIG. 2. The functions of the filter tubes 4 , 6 and 8 are indicated by two arrows each. The shortest arrows indicate blue components that do not get further than the dicroic tube 4 .

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. In the drawing, the dicro tubes 4 , 6 and 8 are at a certain distance from each other. The distance between adjacent tubes must only be so large that the opposite movement of the tubes is not hindered.

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.At the upper edges of the dicro tubes 4 , 6 and 8 , threaded spindles 10 , 12 and 14 are introduced , which are received by spindle bearings 18 . The spindle bearings 18 for the spindles 10 , 12 and 14 are held on support arms 20 of a controller 16 . In the support arms there are rotary shafts which engage with a worm wheel or the like on the individual threaded spindles 10 , 12 and 14 , so that the spindles and with them the dicroitic tubes 4 , 6 and 8 attached to them move up or down .

Aus Fig. 2 ist auch ersichtlich, daß die einzelnen von der stabförmigen Lichtquelle 2 abgehenden Strah len hauptsächlich senkrecht auf die dikroitischen Filterröhrchen fallen.From Fig. 2 it can also be seen that the individual rays emanating from the rod-shaped light source 2 mainly fall perpendicularly onto the dicro filter tubes.

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. FIG. 3 shows an embodiment modified compared to the embodiment according to FIGS. 1 and 2. While are cylindrically in the embodiment of FIGS. 1 and 2, the filter tubes dikroi tables, it is in the embodiment of Fig. 3 to cut in cross polygonal filter tubes 204, 206 and 208. According to FIG. 3, the individual mutually concentrically arranged around the light source 2 around tubes have an octagonal cross-section. Other cross sections are also possible. With such a construction it is also achieved that the main part of the rays emanating from the light source 2 strikes the filter tubes practically perpendicular, although the embodiment according to FIG. 3 is not as favorable in this respect as the embodiment having the cylindrical tubes 4 , 6 , 8 according to Fig. 1 and 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.According to FIG. 4, three spherical half-shells of different diameters are rotatably mounted around a spherical light source 302 located at the end of a rotary bearing rod 26 . The spherical half-shells are halved glass spheres that are dicro-coated. An outer spherical half-shell 304 serves as a filter for blocking the color red. A central spherical half-shell 306 serves for blocking the color component green, and an inner spherical half-shell 308 serves for blocking the color components blue.

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.The three spherical half-shells 304 , 306 and 308 can be selectively rotated selectively about an axis of rotation 24 extending through the light source 302 and the rotary bearing 26 . For this purpose, the outer spherical half-shell 304 sits on a relatively short hollow axis 24 R , the middle spherical half-shell 306 sits on a hollow axis 24 G , which passes through the hollow axis 24 R , and the inner spherical half-shell 308 finally sits at the end of a rotary shaft 24 b , which the inside of the 24 G hollow axle penetrated. All three spherical half-shells 304 , 306 and 308 can be rotated about the longitudinal axis 24 in order to lie completely, partially or not at all in the beam path of the light source 302 . For example, a reflector is not shown in the drawing, which reflects the light coming from the light source 302 in a certain direction.

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. Fig. 5 shows another embodiment of the invention. The rod-shaped light source 2 is arranged between a reflector 22 and three dicroitic filter elements 104 , 106 and 108 each formed as a cylindrical half-shell. In this embodiment, for example, the half-shells 104 , 106 and 108 are selectively moved up and out of the plane of the drawing for color selection, ie shifted parallel to their longitudinal axis.

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.In a modified embodiment, the cylindrical half shells 104 , 106 and 108 can also be rotated about their common longitudinal axis, for example with a mechanism which is similar to the mechanism shown in FIG. 4 for rotating the ball half shells 304 , 306 and 308 .

Claims

1. A color changer for a lighting device comprising:

- a light source ( 2 , 302 ) which emits white light, and
a filter arrangement having at least one dicroic filter, which can be placed in the beam path of the light source in order to block at least one color component of the white light,

characterized in that the dicroic filter is designed as a non-planar filter element ( 4 , 6 , 8 ; 104 , 106 , 108 ; 204 , 206 , 208 ; 304 , 306 , 308 ) and is arranged with respect to the light source ( 2 ; 302 ) that the light rays emanating from the light source mainly meet at a right or approximately right angle on the filter element.

2. Color changer according to claim 1, characterized in that two, preferably three filter elements ( 4 , 6 , 8 ; 104 , 106 , 108 ; 204 , 206 , 208 ; 304 , 306 , 308 ) in the beam path of the light source ( 2 ; 302 ) are selectively placeable, each of which can block a color component ( R , G , B ).

3. Color changer according to claim 2, characterized in that each filter element is designed as a tubular body ( 4 , 6 , 8 ; 204 , 206 , 208 ), and that tubular bodies of different diameters can be placed one inside the other around the light source ( 2 ) by they are offset parallel to their longitudinal axis.

4. Color changer according to claim 3, characterized in that the tubular body cylinders ( 4 , 6 , 8 ).

5. Color changer according to claim 3, characterized in that the tubular body has a polygon cross section ( 204 , 206 , 208 ).

6. Color changer according to one of claims 1-5, characterized in that the light source ( 2 ) is designed as a rod-shaped light source.

7. Color changer according to claim 1 or 2, characterized in that each color filter element has the shape of an elongated shell ( 104 , 106 , 108 ) which has a partially cylindrical or partially polygonal cross-section, and which is approximately concentric with the preferably rod-shaped light source ( 2nd ) are arranged around.

8. Color changer according to claim 1 or 2, characterized in that the filter elements as spherical half shells ( 304 , 306 , 308 ) of different diameters are formed, in the center of which is the light source ( 302 ), which is preferably point-shaped or spherical and that the spherical half shells are rotatable about a common axis ( 24 ), which preferably runs through the light source ( 302 ).