DE1589336A1

DE1589336A1 - Method and arrangement for controlling light sources

Info

Publication number: DE1589336A1
Application number: DE19671589336
Authority: DE
Inventors: Lucke Dipl-Ing Herbert
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1967-09-21
Filing date: 1967-09-21
Publication date: 1970-04-02

Description

Verfahren und Anordnung zum-Steuern von Lichtquellen Zusatz zur Patentanmeldung Akto. t P 15 39-557.0 (VTa 66/1611) -Die Hauptpetentanmelduag betrifft ein Verfahren zum Steuern der Intensität von als Lichtquellen: dienenden Temperaturstrahlern, insbesondere von Glühlampen in Parbfernseh- und Filmstudioa, durch Ändern der Betriebesparnung, wobei eine gewünachte lichtfärbe durch additive Mischung de a lichtes vereehiedenfarbiger Lichtquellen erzeugt wird, deren Intensitäten getrennt derart steuerbar sind, daß die Farbtemperatur der Gesamtmlachung bei sich ändernder.Qesant-intensität konstant bleibt..Method and arrangement for controlling light sources Addendum to patent application Akto. t P 15 39-557.0 (VTa 66/1611) -Die Hauptpetentanmelduag relates to a method for controlling the intensity of light sources: temperature radiators, in particular incandescent lamps in TV and film studios, by changing the operating savings, with a wakened light color through additive mixing a light, mixed-color light source is generated, the intensities of which can be controlled separately in such a way that the color temperature of the overall laughter remains constant with changing qesant intensity.

Bin derartiges Verfahren kann beispielsweise in Studios engewendet werden, um Farbverfälschungen auf dem Schirmbild eines Fernsehgerätes bzw. auf einem Film zu vermeiden. Verwendet man zur Beleuchtung eines Studios Glühlampen, so ändert sich bei Steuerung der Helligkeit-durch Absenken der Spannung die Parbtemperatur mit der Spannung und, da bei Parbferuseh- und Farbfilmaufnahmen die Kameras und sonstige Übertragungseinrichtungen auf eine konstante Parbteaperatur (a.B. 350001) der Beleuchtung eingestellt sind, auch die Farbwiedergabe. Das Verfahren nach der Hauptpntentanmeldung ermöglicht es, beispielsweise durch. additive Mischung von rotem, blauem und grünem licht weißes Licht mit einer Farbtemperatur von 35000g zu erzeugen und die Intensität dieses Lichtes bei einer Helligkeitsänderung von 100 96 bis 0 96 ,stufenlos und ohne Änderung der Farbtemperatur zu steuern. Die einzelnen Lichtquellen werden wegen der Verschiebung des Strahlungsmaximums mit der Temperatur nach unterschiedlichen Funktionen ausgesteuert. Dabei sind zur einfachen Aussteuerung die Kennlinien der den einzelnen Lichtquellen zugeordneten Segelverstärker derart einander angepaBt, daß alle Regelverstärker mit einer gemein- samen Steuerspannung anateuerbar sind. Die gewünschten Kenn- linien lassen sich dabei besonders einfach durch Regelver- stärker erzeugen, die Transistoren enthalten. Die Anzahl der Bauelemente ist dabei ® selbst bei hoher Genauigkeit - nicht besonders hoch® Ein Beispiel derartiger Kennlinien ist die , sogenannte lichtlineare Steuerkeinie, bei der die Lampen- opanus.ug als Punktion der Steuerspannung etwa logarithmisch verläuft. Hai dem Verfahren nach dem Hauptpatent ist es erforderlich, die Lichtkegel der ®°inselnen Lichtquellen genau zu überlagern. Dies ist mit einfachen Mitteln nur d zu erreichen, wenn sich die Entfernung des anzustrahlenden Objekts von den Lichtquellen während einer Aufnahme nicht ändert. Aufgabe der.Erfindung le t es, dao Verfahren nach der Hauptpatent- eld mit oiaohen tteln #.nch dort anwendbar zu machen, w® sich der Abatd dos anzuatrahlonden Objekts von den licht- quellen ändertƒ Die Lösung besteht darin, daß das licht der verschiedent,vbfgen Lichtquellen vür dem Austritt aus der leuchte gemischt wird. In der Zeichnung 1 ot i n ]#ig. 't sie Anordnung zur Durchführung des Verfench .r .Raaptpa`@nt?eldung wiedergegeben. Nig. und y zoionusf@beiclele von .ordnungen zur Durchf ° deriid.gmB@n Vorf ens. In der ®rduRmg gh fig. 1 ioto Gläalampe °3 ein grünes ]Filter 4, der l°@ @1o 2 ein blnlaeo Filter 5 -und der Glüh- lampe 3 ein. rotes":@lte @m»tet. Die l amp: '! bin 3 werden über1762@ 41z d über lichdlsteuergeräte 7 aus einer @fechsels.suelle gespoiot, deren Leitungspole mit R und: Kp bezeichnet sind® Diese lichteteuergeräte 7 er- halten ihre Steuergrößen von den Regelverstärkern 8, denen ein Istvert an der Klemme a und ein Sollwert über die Klemme b zugeführt. wird. Der Sollwert wird für alle drei Regelverstärker 8 gemeinsam dem Steüerpotentiometer 9 entnommen. Die Regelverstärker 8 körnten derartige Steuerkennlinien haben, daS die Intensitäten der drei Lampen 1 bis 3 hinter den Filtern 4 bis 6 bei jeder Stellung des Potentiometers 9 zusammen immer weißes Licht mit konstanter Farbtemperatur ergeben, dessen Intensität jedoch von der Einstellung des Potentiometere 9 abhängt.. Die Lichtkegel der Lampen 1 bis 3 sind dabei so gerichtet, daß sich die von ihnen aus beleuchteten Flächen genau decken.. Die Leistung der einzelnen Lampen wird man umso höher @w-ählen, je stärker die Absorption der saugeordneten -Filter bis 6 ist.Bin Such a method can, for example, tight turns in studios, or to avoid a film to color distortion on the screen of a television set. If incandescent lamps are used to illuminate a studio, then when the brightness is controlled - by lowering the voltage, the parbe temperature changes with the voltage and, since the cameras and other transmission devices are set to a constant parbe temperature (aB 350001) for the lighting in Parbferuseh and color film recordings , also the color rendering. The procedure according to the main patent application makes it possible, for example by. Additive mixture of red, blue and green light to generate white light with a color temperature of 35000g and to control the intensity of this light with a brightness change from 100 96 to 0 96, continuously and without changing the color temperature. The individual light sources are controlled due to the shift of the radiation maximum with temperature according to different functions. The characteristic curves of the sail amplifiers assigned to the individual light sources are of this type for simple control adapted to each other so that all control amplifiers have a common all control voltage are controllable. The desired identification lines can be particularly easily produce stronger that contain transistors. The number of Components is ® even with high accuracy - not especially high® An example of such characteristics is so-called light linear control units, in which the lamp opanus.ug roughly logarithmic as a puncture of the control voltage runs. Hai the procedure according to the main patent it is necessary that To exactly overlay the light cone of the ® ° island light sources. this can only be achieved with simple means if the Distance of the object to be illuminated from the light sources does not change during a recording. The task of the invention is to provide the method according to the main patent e ld with oiaohen tteln # .nch to make it applicable there, w® the Abatd dos to be blasted object from the light sources changesƒ The solution is that the light of the different, different light sources for the exit from the light is mixed. In the drawing 1 ot in ] # ig. 't they arrangement to carry out des Verfench .r .Raaptpa` @ nt? eldung. Nig. And y zoionusf @ beiclele of .orders to Durchf ° deriid.gmB@n Vorf ens. In the ®rduRmg gh fig. 1 ioto Gläalampe ° 3 a green one ] Filter 4, the l ° @ @ 1o 2 a blnlaeo filter 5 -and the glow- lamp 3 on. red ": @ lte @m» tet. The l amp: '! bin 3 are sent via 1762 @ 41 z d via light control devices 7 from a @fechsels . suelle gespoiot, whose line poles marked with R and: Kp® These light control devices 7 keep their control variables from the control amplifiers 8, which an actual value at terminal a and a setpoint value via terminal b fed. will. The setpoint value is taken from the control potentiometer 9 together for all three control amplifiers 8. The control amplifiers 8 could have such control characteristics that the intensities of the three lamps 1 to 3 behind the filters 4 to 6 always result in white light with a constant color temperature in every position of the potentiometer 9, the intensity of which, however, depends on the setting of the potentiometer 9. The light cones of lamps 1 to 3 are directed in such a way that the surfaces illuminated by them coincide exactly.

Bei Verwendung einer .Anordnung wie sie bisher geschildert worden ist, muß zur Erzielung einer konstanten Farbtemperatur der Gesamtmischung bei sich ändernder Gesamt-Intensität das Licht aller Lampen gefiltert werden. Um den damit Yerbundenen Energieverlust herabzusetzen, ist nach einem weiteren Au®führungebeispiel nach der Hauptpatentanmeldung zusätzlich zu den Lampen 1,.2und 3 noch eine Lampe 10 mit-Liehtsteuergerät 7-und.Regelverstärker 8 vorgesehen (gestrichelt gezeichnet). Dieser Lampe 10, die vorzugsweise eine größere Leistung hat als die übrigen Lampen 1, 2 und 3 ist kein Filter vorgeschaltet. Beim Betrieb mit Nennspannung hat ihr licht die gewünschte Farbtemperatur. Wird die-Spannung zwar Steuerung der Helligkeit abgesenkt, so -sinkt auch die Farbtemperatur des Lichtes. Durch entsprechende Regelung der Lichtquelle 1 bis 3 kann nun diese Verschiebung der Farbtemperatur wieder ausgeglichen worden, so daß die resultierende Farbtemperatur de® Mischlichtes konstant bleibt. Die Farbfilter haben die gleichen Filtercharakteristiken wie die Farbfilter in der Aufnahmekamera. In einer Abwandlung zur Figur 1 sind die Filter nicht an den Liehtaustrittsöffnungen der Beleuchtungskörper angeordnet, sondern unmittelbar . an die Lichtquelle gelegt. Bei Quarz-Jod-Lampen sind bei-. epielaweise die Filter als zylindrische Hülsen ausgebildet. When using an arrangement as described so far, the light from all lamps must be filtered in order to achieve a constant color temperature of the overall mixture with changing overall intensity. In order to reduce the associated energy loss, according to a further embodiment according to the main patent application, in addition to lamps 1, 2 and 3, a lamp 10 with control device 7 and control amplifier 8 is provided (shown in dashed lines). This lamp 10, which preferably has a greater power than the other lamps 1, 2 and 3, is not preceded by a filter. When operated with nominal voltage, your light has the desired color temperature. If the voltage control of the brightness is lowered, the color temperature of the light also falls. By regulating the light source 1 to 3 accordingly, this shift in the color temperature can now be compensated for, so that the resulting color temperature of the mixed light remains constant. The color filters have the same filter characteristics as the color filters in the recording camera. In a modification of FIG. 1, the filters are not arranged at the light outlet openings of the lighting fixtures, but rather directly. placed on the light source . For quartz-iodine lamps are examples. For example, the filters are designed as cylindrical sleeves .

Es können auch Quarz-Jod-Lampen mit maoeegefärbten Gläskolben als Lichtquellen verwendet sein. It can be used quartz-iodine lamps with maoeegefärbten Gläskolben as light sources.

Hach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das licht der verschiedenfarbigen Lichtquellen 31 bis 33 vor dem Austritt aus der Leuchte 17 gemischt (Fig. 2). Hierzu können den verschic® denfarbigen Lichtquellen 31 bis 33 Bündel 18a bis 18c von Lichtleitfasern zugeordnet sein, die einen möglichst großen Teil des Lichtstromes erfassen und den Lichtstrom der Licht- quellen an die Lichtaustritteseite der leuchte 17 -leiten. Wie in Fig. 3 näher dargestellt ist, können als verschiedenfarbige Lichtquellen 31 bis 33 zylindrische Glühlangen, vorzugsweise Metallhalogenlampen dienen, die eine-Glühwendel 34 unct einen Quarzglaskolben 35 haben, der von einem rohrförmigen Darb- und/ad.er Wärmeschutzfilter 36 umgeben ist. Zwischen Lampe und rohrförmigem Filter entsteht auf diese Weise ein ring- förmiger Kanal 37 durch welchen Kühlluft geführt werden kann. Hierzu sind in Fg. 2 die Kanäle 37 über Schläuche 38 mit einem Lüfter 39 verbunden.According to the method according to the invention , the light from the differently colored light sources 31 to 33 is mixed before it emerges from the lamp 17 (FIG. 2). For this purpose, the different colored light sources 31 to 33 can be assigned bundles 18a to 18c of optical fibers which capture as large a portion of the luminous flux as possible and guide the luminous flux of the light sources to the light exit side of the lamp 17 . As shown in more detail in FIG. 3 , cylindrical incandescent lengths, preferably metal halogen lamps, which have an incandescent filament 34 and a quartz glass bulb 35 surrounded by a tubular Darb and / or heat protection filter 36 can serve as differently colored light sources 31 to 33 . In this way, an annular channel 37 is created between the lamp and the tubular filter, through which cooling air can be passed. For this purpose, the ducts 37 in FIG. 2 are connected to a fan 39 via hoses 38 .

An das zylindeförmige Filter 36 jeder Lichtquelle stoßen bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung vier lichtleitbündel 18a, deren lichteintrittefläahen 43 zylindermantelfürmig gei .-schliffen sind und sich so der Krümmung des rohrförmigen Filters-36 anpassen. Die Breite der lichtleitbündel 18a richtet sich nach dem sogenanaten kritischen Winkel des lichtleitbündels und hängt dadurch von der Decke der Einzelfasern sowie von den Brechungseigenschaften der verwendeten Glassorte ab. Man kann die Anordnung auch mit. zwei, drei, fünf oder mehr Lichtleitbiindeln ausführen. Zylindeförmige to the filter 36 of each light source bump in the illustrated in Fig. 3 embodiment, four light guide bundle 18a whose lichteintrittefläahen 43 zylindermantelfürmig gei.-Ground are and so adapt the curvature of the tubular filter-36. The width of the light guide bundle 18 is determined by the critical angle of the sogenanaten lichtleitbündels and thereby depends on the ceiling of the individual fibers and on the refractive properties of the type of glass used. You can also arrange with. make two, three, five or more fiber optic bundles.

Durch entsprechende Formung der Bündel 18a entsteht eine recht- eckige, runde oder quadratische lichtaustrittsfläche. Die-Bndflächen del(einzelnen Bündel 18a grenzen ,fugenlos aneinander. Vorzugsweise sind die lichtaustrittsenden 19a bis 1-9c der Lichtleitfasern der verschiedenen Bündel 18a bls 18c unter- einander vermengt (Fig. 2). Auf diese Weise ®rgibt sieh eine homogene hichtabstrahlfläche. Diese Fläche kann je nach Ver- jüngungsgrad der Bündel 18a kleiner oder größer sein als die Summe der Querschnittsflächen der Bündel 18a. Die Liehtaustrittsfläche strahlt das Licht in einem bestimmten 8treüwinkel ab, dessen Größe wiederum von den Abmessungen und Materialeiggaschaften der Einzelfasern abhängt. Folglich kanxi die lichtaustrittsfläche allein schon als Scheinwerfer wirkeng oder das. Austrittslicht kann über eine Linse 40 entsprechend konzentriert werden:(Fig2). Bei scharfer Abbildung der - Fläche ergibt eich mit einfachen.Mitteln ein Scheinwerfer mit exakt begrenztem Lichtkegel. Hei Verwendung einer Stufen- linse oder bei unscharfer Abbildung der lichtaustrittafläche sind die .Ränder des Lichtkegels ebehfalle unscharf: Aus fertigungstechnischen Gründen kann es vorteilhaft sein, den. Abschnitt der Lichtletfasern, in dem dielichtleiter der vor- sehiedensn Bündel untereinander gleichmäßig verteilt sinda ge-. sondert zu fertigen und die zu den einzelnen iichtquellan 31, 32-a 33-führenden Bündel daran anzusetzen (Fig. 3): An den Über- gangsflächen 42 kann eine optisch gut leitende glebeaanee ange- bracht werden, um Lichtverluste klein zu halten. Mit der erfindungegeaem Armordnung ist eine atufenlo»e Ver- änderung der Lichtfarbe und Helligkeit möglich. Sie kann: ohne mechanisch bewegt® Teile (Blendeng Jalousien) :arbeiten. Duroh die besondere Anordnung der Bündel der lichtleitfasean ist eine gute Ausnutzung den lichtetroaes ohne Spiegel möglicht gsgebe- nenfalle können auch Linsen entfallen. 33e». aunge®trahlte Licht hat praktisch keinen Infrarot Aateila ist also "Kaltlicht". Dieo ist für die Aufnahme-Belfuchtung besonders vorteilhaft. .- An®tell, einen Lüfters können die Belüftungsks"le auch-direkt i:n: die Abeaugleitungen einer -glaa-Anlage angeschlossen werden. _. By appropriately shaping the bundles 18a, a rectangular , round or square light exit surface is created. The bundles del (individual bundles 18a adjoin one another without joints . The light-emitting ends 19a to 1-9c of the optical fibers of the various bundles 18a to 18c are preferably below. mixed together (Fig. 2). In this way you will see one homogeneous radiating surface. This area can vary depending on the degree of taper of the bundle 18a may be smaller or larger than that Sum of the cross-sectional areas of the bundles 18a. The outlet surface emits the light in a certain 8treüwinkel from, whose size in turn depends on the dimensions and Material properties of the individual fibers depends. Hence kanxi the light-emitting surface alone acts as a spotlight or the exit light can via a lens 40 accordingly be concentrated : (Fig2). If the image of the - With simple means, surface results in a spotlight with exactly limited light cone. Hei use of a step lens or in the case of a blurred image of the light exit surface if the edges of the light cone are blurred: For manufacturing reasons, it can be advantageous to use the. Section of the optical fibers, in which the light guide of the these bundles are evenly distributed among one another. separate to manufacture and to the individual iichtquellan 31, 32-a 33-leading bundle to be attached (Fig. 3): gangways 42 can have an optically well-conducting glebeaanee . be brought to keep light losses small. With the arm arrangement according to the invention, an atufe n lo »e Change of light color and brightness possible. You can: without mechanically moved® parts (blinds with narrow diaphragms): work. Duroh the special arrangement of the bundle of optical fibers is one good use of the light space without a mirror Lenses can also be omitted. 33e ». aunge® radiated light has practically no infrared Aateila is "cold light". This is particularly advantageous for recording lighting. .- In addition to a fan, the ventilation blades can also-directly i: n: the outlet lines of a -glaa system are connected. _.

Claims

Claims . 1; Method for controlling the intensity of light sources used temperature radiators, especially incandescent lamps in TV and film studios by changing the operating tension, with the desired light color through additive Mixture of the bright different colored figure-eight sources whose intensities are separated boiled, that the color temperature of the overall smell in itself changing overall intensity remains constant, make patent registration act. i P 15 39 357.a (vPA- 66/16211), thus-identified draws the light of the different colored power sources (31 'to 33) Gate the exit from the lamp (17 ) mixed will. 2. Order to carry out the procedure characterized in that the different colored light quellen ( 31 to 33) ' bundles (18a, 18b, 18e) of I L chtleit- . fibers. assigned to the luminous flux of the light sources grasp and attach to the light exit side of the luminaire (17) conduct. 3, arrangement according to claim 2, characterized in that the Exit ends (19a to 19e) of the hichtleitfazern of the achieden bundles (18g, 18b, 18a) are singed together are. 4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized gekeelchuet, dthe bundle. (18e, bsw. 18a bnw. 18e) of the fiber optics so arranged that their light entry surfaces (43) enclose the light sources (31 bi® 33) in a cylindrical shape Fi8 '3) 0 3. Arrangement according to one of the claims. 2 to 4, thus identified draws that the borrowed sources (31 to 33) have an Itihlein- . Direction is assigned to a fan (39).

6. arrangement according to claim 5, characterized in that as Cooling device a RanmUimaanalge is used. 7. Arrangement according to claim 3, characterized in that the Section of the light guides in which the light guides of the different bundles (18a, 18b, 18e) mixed together are to the with via an optically highly conductive adhesive the individual light sources (31 or 32 or 33) connected Bundle of optical fibers is attached.