Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Variation der Leuchtdichte einer beleuchtbaren Bildfläche, welche Variation mit einer Blendenanordnung, die auf ein auf diese Bildfläche gerichtetes Lichtbündel wirkt, erzeugt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Solche Verfahren und Vorrichtungen finden in vielen optischen Geräten ihre Verwendung und haben ihre ganz besondere Bedeutung in der Beleuchtungstechnik. Insbesondere werden in der Medizin und für die technische Inspektion von Hohlräumen solche Beleuchtungsvorrichtungen eingesetzt, mittels welchen die notwendigen Untersuchungen und Manipulationen auch ohne direkten Sichtkontakt ausgeführt werden können, beispielsweise zusammen mit technischen oder medizinischen Endoskopen. Vorzugsweise enthalten solche Beleuchtungsvorrichtungen zusätzlich ein Wärmeschutzfilter, das zwischen der Lichtquelle und dem Eingang der Faseroptik angeordnet ist, um den Eintritt von Wärmestrahlung in die Faseroptik zu vermeiden. Solche Beleuchtungsvorrichtungen werden darum auch als Kaltlichtquellen bezeichnet.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Ausleuchtung eines Hohlkörpers durch Variation der Leuchtdichte am Ausgang der Faseroptik zu beeinflussen. Beispielsweise können durch Ändern der Speisespannung oder des Phasenanschnitts der Speisespannung der Lichtstrom oder die Lichtstärke der Lichtquelle gesteuert werden. Dabei wird aber auch die Farbtemperatur der Lichtquelle und folglich auch die Farbe des beleuchteten Objekts verändert, was besonders nachteilig ist, wenn das Bild des Spiegelinstruments fotografiert oder mit einer Fernsehkamera aufgenommen werden soll. Weiter ist es möglich, zwischen der Lichtquelle und dem Eingang der Faseroptik einen verschiebbaren Graukeil anzuordnen.
Der Bereich, in dem die Lichtintensität mit einem Graukeil geändert werden kann, ist jedoch begrenzt und ermöglicht insbesondere nicht den unbehinderten Durchtritt des Lichts und damit die maximale Ausleuchtung des Hohlraums. Auch die Verwendung der bekannten mechanischen Blenden ist mit Nachteilen verbunden. Eine Irisblende ändert den Durchmesser des Lichtbündels und damit den Lichteintritts- und den Lichtaustrittswinkel in bzw. aus der Faseroptik, und bei einer Sektoren- oder Fächerblende verbleibt auch bei voller \ffnung ein Sektor im Lichtbündel und verhindert, ähnlich wie der Graukeil, die maximalmögliche Ausleuchtung des Hohlraums.
Die konventionellen Sichel- bzw. Spaltblenden ermöglichen ebenfalls die Steuerung des Lichtstromes einer faseroptischen Lichtquelle bei konstanter Farbtemperatur. Dabei ist im Gegensatz zu Loch- bzw. Irisblenden die Winkelverteilung des Lichtes am Lichtleiteraustritt bedeutend weniger von der Blendenstellung abhängig, so dass für visuelle Anwendungen die Konstanz der Beleuchtungsstärkeverteilung auf dem Objekt vollauf genügt.
Im Bereich der Messtechnik und der Bildverarbeitung, welche sehr empfindlich auf Homogenitätsschwankungen sind, kann auch die Anwendung der Sichelblende problematisch werden. Insbesondere bei der Verwendung von einfachen Lichtleitern.
Beispielsweise ist eine Kaltlichtquelle und ein Verfahren zur Helligkeitsregelung in der DE-A 3 339 522 beschrieben. Das in dieser Schrift beschriebene Verfahren verwendet ein Regelglied zur Regelung der Lichtleistung sowie eine Impulsbreiten-Steuerungsschaltung zur Stabilisierung der Lichtquelle und kann nicht verhindern, dass sich beim Regeln der Lichtstärke die Farbtemperatur empfindlich ändert.
In der US-A 4 233 650 wird eine Blendenanordnung aus drei Ringen offenbart, mit welcher das Lichtbündel sektorweise abgedeckt werden kann. Damit kann die Lichtstärke kontinuierlich geregelt werden, ohne dass dabei die Farbtemperatur verändert wird. Mit dieser Blendenanordnung wird jedoch die räumliche Winkelverteilung des Lichtbündels und damit auch die räumliche Winkelverteilung der Leuchtdichte des beleuchteten Objekts asymmetrisch, was insbesondere bei einer elektronischen Bildauswertung zu Inhomogenitäten der Helligkeit im Beobachtungsfeld führt, da diese Winkelverteilung, bis auf schwache Verschmierungen und Beschneidungen durch die Totalreflexionsbedingung, der mittleren polaren Winkelverteilung entspricht, welche dem Lichtleiter vom Projektionssystem, d.h. Lampe, Kondensor, Blende, auf der Eintrittsseite angeboten wird.
Eine Veränderung der Winkelverteilung auf der Eintrittsseite des Lichtleiters hat unmitttelbar eine Veränderung der Verteilung der Beleuchtungsstärke auf das Objekt zur Folge.
Beim Abblenden mit Sichel- bzw. Spaltblenden am Lichtleitereintritt werden die Randwinkel des Lichtbündels in einer Dimension beschnitten und damit die Qualität der Beleuchtungsverteilung geändert.
In der EP-A 66 901 wird vorgeschlagen, zwischen Blendenanordnung und dem zu beleuchtenden Objekt ein faseroptisches Element, insbesondere ein Lichtfaserbündel, einzusetzen, welches die Helligkeitsunterschiede auf der Eintrittsfläche ausmittelt, indem durch die Verwendung von Fasern mit einem dünnen Fasermantel das Licht in den einzelnen Fasern untereinander gemischt wird und dadurch zu einer gleichmässigen Helligkeitsverteilung auf der Austrittsfläche führt. Mit dieser Massnahme kann die Beleuchtungsstärke erfolgreich homogenisiert werden, jedoch müssen wegen der Verwendung von dünnmanteligen Fasern Lichtverluste in Kauf genommen werden und die Winkelverteilung des Lichts kann auf der Eintrittsfläche nicht wesentlich geändert werden.
Es ist deshalb Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur kontinuierlichen Variation der Leuchtdichte einer Bildfläche zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen nicht aufweist und insbesondere eine über die gesamte Bildfläche gleichmässige Verteilung der Leuchtdichte erzeugt.
Insbesondere soll bei voller \ffnung der Lichtfluss von der Lichtquelle nicht behindert und beim Ändern der Beleuchtung weder die Farbtemperatur der Lichtquelle noch die räumliche Winkelverteilung des in die Faseroptik ein- oder austretenden Lichtbündels geändert werden und sollen die Lichtverluste auf ein Minimum reduziert werden.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einer Beleuchtungsvorrichtung der eingangs definierten Art gelöst, die durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils der Ansprüche 1 und 5 gekennzeichnet ist. Weitere Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das neue Beleuchtungsverfahren ermöglicht, das auf die Eintrittsfläche der Faseroptik fallende Licht stetig zu verändern, ohne die Farbtemperatur oder den Lichteintrittswinkel zu beeinflussen und ohne den maximalmöglichen Lichtfluss zu behindern. Hierbei erfolgt die Abdeckung des Lichtbündels nicht mehr mit einem Spalt, d.h. Keil oder Sichel, sondern durch mehrere Spalten gleichzeitig. Dadurch werden auch bei teilweise geschlossener Blende noch Lichtstrahlen mit grossem Winkel senkrecht zur Blende durchgelassen.
Entscheidend für die Wirksamkeit dieses Verfahrens sind die Winkel, unter welchen die Abstände der einzelnen spaltförmigen Blendenöffnungen für den Lichtleiter erscheinen. Durch die Verwendung einer Faseroptik mit lichtmischenden Fasern kann die Leuchtdichte der Austrittsfläche der Faseroptik homogenisiert werden.
Ein weiterer Vorteil dieser Neuentwicklung ist, dass die Abdunklung in Abhängigkeit der Blendenstellung bedeutend besser vorgegeben werden kann, da der Lichtstrom im Strahlenbündel lokal gesteuert wird und damit inhomogene Lichtstromverteilungen am Ort der Blende keine Gewichtung der Blendenstruktur verursachen können, d.h. beim Abblenden zu keinen lokalen Helligkeitsverschiebungen führen können.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Blendenanordnung auf einer drehbaren Scheibe angeordnet, welche mehrere parallel zueinander verlaufende Sichelöffnungen aufweist, welche in eine für das gesamte Lichtbündel offene Blendenöffnung münden.
Nachfolgend soll das Verfahren und eine besondere Ausführungsform für die Blendenanordnung mit Hilfe der Figuren beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf eine Beleuchtungsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens,
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur konventionellen Variation der Beleuchtungsstärke eines Lichtbündels,
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur erfindungsgemässen Variation der Beleuchtungsstärke eines Lichtbündels,
Fig. 4 eine bevorzugte Ausführungsform einer Blende zur erfindungsgemässen Blendenanordnung,
Fig. 5 ein Diagramm der Helligkeitsverteilung mit einer konventionellen Sichelblende,
Fig. 6 ein Diagramm der Helligkeitsverteilung mit einer erfindungsgemässen Doppelsichelblende,
Fig. 7 ein Diagramm der Helligkeitsverteilung mit einer erfindungsgemässen fünffachen Sichelblende.
In Fig. 1 ist schematisch die Aufsicht auf eine Beleuchtungsvorrichtung gezeigt, deren Abdeckung abgenommen ist. Die Vorrichtung enthält ein Gehäuse 1, das mittels einer Trennwand 11 in zwei Kammern 12, 13 unterteilt ist. In der ersten Kammer 12 und der Mitte der Trennwand benachbart, ist eine Lichtquelle 16 angeordnet. Diese Lichtquelle enthält einen Glaskolben 17 mit einem Glühbändel und einen Kaltlichtspiegel 18, der für Wärmestrahlung durchlässig ist. Der Sockel der Lichtquelle ist in eine \ffnung 19 in der Trennwand eingesetzt. Der Durchmesser dieser \ffnung ist wesentlich grösser als der Durchmesser des Lampensockels, um das Durchströmen von Kühlluft zu ermöglichen.
In der Vorderwand 20 des Gehäuses und praktisch der Lampe gegenüberliegend ist ein Anschlussstück 21 für eine Faseroptik 22 befestigt. Die Faseroptik kann in das Anschlussstück eingeschraubt, eingesteckt oder mit einem Bajonettverschluss gehaltert werden. Die Innenseite der Vorderwand und der Eintrittsfläche 23 der Faseroptik benachbart, ist ein zur Führung von Kühlluft vorgesehenes Kühlelement 24 angeordnet. Weiter ist vor der Eintrittsfläche der Faseroptik ein Interferenzfilter 25 eingebaut, mit einer der Lichtquelle zugewandten und IR-Strahlung reflektierenden Beschichtung. Der Kaltlichtspiegel 18 an der Lichtquelle 16 und das Interferenzfilter 25 vermindern den Anteil der IR-Strahlung in dem auf die Faseroptik auftreffenden und von dieser weitergeleiteten Licht.
Damit soll insbesondere eine Erwärmung der Faseroptik vermieden werden, weil bei länger einwirkender Wärme das zwischen den einzelnen Fasern befindliche Klebmittel erweichen und die Faseroptik nachteilig beeinflusst oder gar zerstört werden kann.
Im Weg des Lichtbündels entlang der Bündelachse 35 ist zwischen der Lichtquelle 16 und dem Interferenzfilter 24 eine erfindungsgemässe Blende 26 eingebaut. Die Blende ist als kreisförmige Scheibe ausgebildet und auf einer Drehachse 27 befestigt. Die Drehachse ist durch eine Führungsöffnung 28 in der Vorderwand des Gehäuses geführt und an ihrem freien Ende ist ein zum manuellen Betätigen vorgesehender Drehkopf 29 befestigt.
Die schematische Darstellung in Fig. 2 zeigt ein Lichtbündel 50, welches von der Lichtquelle 16 und insbesondere von der Lampe 17 und dem Spiegel 18 erzeugt wird und auf die Bildfläche resp. Eintrittsfläche 23 der Faseroptik gerichtet ist. Deutlich erkennbar sind die durch eine konventionelle Blende 26 erzeugten Abschattungen 52, welche den Einfallswinkelbereich stark reduzieren. Für einen beliebigen Punkt P auf der Bildfläche 23 wird der Winkelbereich des auftreffenden Lichtbündels stark eingeengt.
Demgegenüber bleibt der Winkelbereich des auf diesen Punkt P auftreffenden Lichts beim erfindungsgemässen Verfahren im wesentlichen erhalten, wie aus der Fig. 3 deutlich zu ersehen ist. Die in dieser Ausführungsform dargestellten Abschattungen 53 sind über den gesamten Winkelbereich des Lichtbündels gleichmässig verteilt und erzeugen eine entsprechend gleichmässig verteilte Beleuchtungsstärke. Da erfindungsgemäss die Blendenanordnung in einem Abstand von der Bildfläche 23 angeordnet ist, bei welchem jeder beliebige Punkt P auf dieser Bildfläche 23 aus jeder Blendenöffnung Licht des von jedem der von der Blendenanordnung 26 erzeugten Teillichtbündel 55 empfangen kann, ist auch die Helligkeit auf der gesamten Bildfläche 23 gleichmässig verteilt.
Weitere Inhomogenitäten des Lichtstroms werden durch die Verwendung eines lichtmischenden faseroptischen Bündels ausgeglichen.
Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Blende 26 mit neun sichelförmigen Blendenöffnungen 61. Diese Blende 26 weist eine erste Zone 62 auf, durch welche das Lichtbündel 50 ungehindert hindurchtreten kann. Eine zweite Zone 63 ist gross genug, um dem Lichtstrom des gesamten Lichtbündels 50 vollständig zu unterbrechen. Die sichelförmigen Blendenöffnungen 61 verjüngen sich zu dieser zweiten Zone 63 hin und erlauben durch einfache Drehung der Blendenscheibe 26 eine kontinuierliche Variation des Lichtstroms.
Die Wirksamkeit dieser bevorzugten Blende ist in den Fig. 5, 6 und 7 deutlich gemacht. In allen drei Diagrammen werden 80% des Lichtes eines vorgegebenen Lichtbündels abgeschattet. Die Werte für die Helligkeit der Bildfläche längs einer Schnittachse sind als Wertekurven dargestellt. Zur Verdeutlichung dieser Wertekurven ist deren dazugehörige zweidimensionale Verteilung daneben als Aufsicht veranschaulicht, wobei die Schwärzung den Helligkeitswerten des Diagramms entspricht. In Fig. 5 ist die ungleichmässige Helligkeitsverteilung, wie sie von einer konventionellen Sichelblende erzeugt wird, deutlich zu erkennen. Ebenso kann in Fig. 6 noch eine Ringstruktur erkannt werden, wie sie von einer erfindungsgemässen zweifachen Sichelblende erzeugt wird.
Trotz dieser erkennbaren Ringstruktur ist die Ausleuchtung bereits viel gleichmässiger über die gesamte Bildfläche verteilt als im vorhergehenden Fall. Keine erkennbaren Strukturen sind in der Fig. 7 zu erkennen, welche die Helligkeitsverteilung einer erfindungsgemässen Blende mit fünf sichelförmigen Blendenöffnungen zeigt.
Es versteht sich, dass in Weiterbildungen der obigen Erfindung die Geometrie der einzelen Blendenöffnungen 61 den gewünschten Erfordernissen entspricht und insbesondere linear oder logarithmisch verlaufende, keil- oder sichelförmige Blendenöffnungen verwendet werden. Ebenso können je nach Anwendungsgebiet mehrere solche Blenden hintereinander angeordnet sein, um in geeigneter Weise zusammenzuwirken.
Das vorliegende Verfahren und die dazugehörige besondere Blendenanordnung findet seine Verwendung insbesondere in der Beleuchtungstechnik und für die Licht-Intensitätsregelung in faseroptischen Beleuchtungseinrichtungen, wie sie beispielsweise in der CH-PS 677 696 beschrieben sind.
The present invention relates to a method for continuously varying the luminance of an illuminable image area, which variation is produced with an aperture arrangement which acts on a light beam directed onto this image area, and to an apparatus for carrying out this method.
Such methods and devices are used in many optical devices and are of particular importance in lighting technology. In particular, such lighting devices are used in medicine and for the technical inspection of cavities, by means of which the necessary examinations and manipulations can also be carried out without direct visual contact, for example together with technical or medical endoscopes. Such lighting devices preferably additionally contain a heat protection filter, which is arranged between the light source and the input of the fiber optics, in order to avoid the entry of heat radiation into the fiber optics. Such lighting devices are therefore also referred to as cold light sources.
There are various ways of influencing the illumination of a hollow body by varying the luminance at the output of the fiber optics. For example, the luminous flux or the luminous intensity of the light source can be controlled by changing the supply voltage or the phase angle of the supply voltage. However, the color temperature of the light source and consequently also the color of the illuminated object are changed, which is particularly disadvantageous if the image of the mirror instrument is to be photographed or taken with a television camera. It is also possible to arrange a movable gray wedge between the light source and the input of the fiber optics.
However, the range in which the light intensity can be changed with a gray wedge is limited and, in particular, does not allow the light to pass through unhindered and thus the maximum illumination of the cavity. The use of the known mechanical screens is also associated with disadvantages. An iris diaphragm changes the diameter of the light beam and thus the light entry and exit angle in or out of the fiber optics, and with a sector or fan diaphragm a sector remains in the light beam even when fully open and, like the gray wedge, prevents the maximum possible illumination of the cavity.
The conventional sickle or slit diaphragms also enable the luminous flux of a fiber optic light source to be controlled at a constant color temperature. In contrast to perforated or iris diaphragms, the angular distribution of the light at the light guide exit is significantly less dependent on the diaphragm position, so that the consistency of the illuminance distribution on the object is fully sufficient for visual applications.
In the field of measurement technology and image processing, which are very sensitive to fluctuations in homogeneity, the use of the sickle screen can also be problematic. Especially when using simple light guides.
For example, a cold light source and a method for brightness control are described in DE-A 3 339 522. The method described in this document uses a control element for regulating the light output and a pulse width control circuit for stabilizing the light source and cannot prevent the color temperature from changing sensitively when regulating the light intensity.
US Pat. No. 4,233,650 discloses a diaphragm arrangement consisting of three rings with which the light beam can be covered in sectors. This means that the light intensity can be continuously regulated without changing the color temperature. With this diaphragm arrangement, however, the spatial angular distribution of the light beam and thus also the spatial angular distribution of the luminance of the illuminated object become asymmetrical, which leads to inhomogeneities of the brightness in the observation field, in particular in the case of electronic image evaluation, since this angular distribution, except for slight smearing and cropping due to the total reflection condition , corresponds to the mean polar angular distribution which corresponds to the light guide from the projection system, ie Lamp, condenser, aperture, is offered on the entry side.
A change in the angular distribution on the entry side of the light guide immediately results in a change in the distribution of the illuminance over the object.
When dimming with sickle or slit diaphragms at the light guide entrance, the contact angles of the light bundle are cut in one dimension and thus the quality of the lighting distribution is changed.
In EP-A 66 901 it is proposed to use a fiber-optic element, in particular an optical fiber bundle, between the diaphragm arrangement and the object to be illuminated, which averages out the differences in brightness on the entrance surface by using the light in the individual by using fibers with a thin fiber cladding Fibers are mixed with each other and this leads to a uniform brightness distribution on the exit surface. With this measure, the illuminance can be successfully homogenized, however, due to the use of thin-clad fibers, light losses have to be accepted and the angular distribution of the light on the entrance surface cannot be changed significantly.
It is therefore the aim of the present invention to provide a method for continuously varying the luminance of an image area which does not have the disadvantages of the known methods and devices and in particular produces a uniform distribution of the luminance over the entire image area.
In particular, the light flow from the light source should not be obstructed at full opening and neither the color temperature of the light source nor the spatial angular distribution of the light bundle entering or leaving the fiber optics should be changed when the lighting is changed, and the light losses should be reduced to a minimum.
According to the invention, this object is achieved with a lighting device of the type defined in the introduction, which is characterized by the features of the characterizing part of claims 1 and 5. Further features result from the dependent claims.
The new lighting process enables the light falling on the entry surface of the fiber optic to be changed continuously without influencing the color temperature or the light entry angle and without impeding the maximum possible light flow. The light beam is no longer covered with a gap, i.e. Wedge or sickle, but through several columns at the same time. As a result, even with a partially closed diaphragm, light rays with a large angle are passed perpendicular to the diaphragm.
Decisive for the effectiveness of this process are the angles at which the distances between the individual slit-shaped apertures appear for the light guide. By using fiber optics with light-mixing fibers, the luminance of the exit surface of the fiber optics can be homogenized.
Another advantage of this new development is that the darkening can be specified much better depending on the aperture position, since the luminous flux in the beam is controlled locally and thus inhomogeneous luminous flux distributions at the location of the aperture cannot cause weighting of the aperture structure, i.e. cannot lead to local shifts in brightness when stopping down.
In the preferred embodiment, the diaphragm arrangement is arranged on a rotatable disk which has a plurality of sickle openings which run parallel to one another and which open into an diaphragm opening which is open to the entire light beam.
The method and a special embodiment for the diaphragm arrangement will be described below with the aid of the figures. Show it:
1 shows a schematic plan view of an illumination device for carrying out the method according to the invention,
2 shows a schematic illustration of the conventional variation of the illuminance of a light beam,
3 shows a schematic illustration of the variation according to the invention of the illuminance of a light beam,
4 shows a preferred embodiment of a diaphragm for the diaphragm arrangement according to the invention,
5 shows a diagram of the brightness distribution with a conventional sickle screen,
6 shows a diagram of the brightness distribution with a double sickle screen according to the invention,
7 shows a diagram of the brightness distribution with a five-fold sickle diaphragm according to the invention.
In Fig. 1, the top view of a lighting device is shown schematically, the cover of which has been removed. The device contains a housing 1, which is divided into two chambers 12, 13 by means of a partition 11. A light source 16 is arranged in the first chamber 12 and adjacent to the center of the partition. This light source contains a glass bulb 17 with an incandescent ribbon and a cold light mirror 18, which is transparent to heat radiation. The base of the light source is inserted into an opening 19 in the partition. The diameter of this opening is considerably larger than the diameter of the lamp base in order to allow cooling air to flow through.
A connector 21 for a fiber optic 22 is fastened in the front wall 20 of the housing and practically opposite the lamp. The fiber optic can be screwed into the connector, inserted or held in place with a bayonet catch. A cooling element 24, which is provided for guiding cooling air, is arranged on the inside of the front wall and the entry surface 23 of the fiber optics. Furthermore, an interference filter 25 is installed in front of the entrance surface of the fiber optics, with a coating facing the light source and reflecting IR radiation. The cold light mirror 18 on the light source 16 and the interference filter 25 reduce the proportion of IR radiation in the light impinging on and transmitted by the fiber optics.
This is particularly intended to prevent heating of the fiber optics, because if the heat is applied for a longer period of time, the adhesive between the individual fibers softens and the fiber optics can be adversely affected or even destroyed.
An aperture 26 according to the invention is installed in the path of the light bundle along the bundle axis 35 between the light source 16 and the interference filter 24. The diaphragm is designed as a circular disk and fastened on an axis of rotation 27. The axis of rotation is guided through a guide opening 28 in the front wall of the housing and at its free end a rotary head 29 provided for manual actuation is attached.
The schematic representation in FIG. 2 shows a light bundle 50, which is generated by the light source 16 and in particular by the lamp 17 and the mirror 18 and on the image surface, respectively. Entry surface 23 of the fiber optics is directed. The shadows 52 produced by a conventional diaphragm 26, which greatly reduce the angle of incidence range, are clearly recognizable. For any point P on the image surface 23, the angular range of the incident light beam is greatly narrowed.
In contrast, the angular range of the light incident on this point P is essentially retained in the method according to the invention, as can be clearly seen from FIG. 3. The shadows 53 shown in this embodiment are evenly distributed over the entire angular range of the light beam and generate a correspondingly uniformly distributed illuminance. Since, according to the invention, the diaphragm arrangement is arranged at a distance from the image area 23, at which any point P on this image area 23 can receive light from the partial light bundle 55 generated by each of the diaphragm arrangement 26, the brightness is also on the entire image area 23 evenly distributed.
Further inhomogeneities in the luminous flux are compensated for by using a light-mixing fiber-optic bundle.
FIG. 4 shows a preferred diaphragm 26 with nine crescent-shaped diaphragm openings 61. This diaphragm 26 has a first zone 62 through which the light beam 50 can pass unhindered. A second zone 63 is large enough to completely interrupt the luminous flux of the entire light bundle 50. The crescent-shaped diaphragm openings 61 taper towards this second zone 63 and, by simply rotating the diaphragm disk 26, allow the luminous flux to be varied continuously.
The effectiveness of this preferred aperture is made clear in FIGS. 5, 6 and 7. In all three diagrams, 80% of the light from a given light beam is shaded. The values for the brightness of the image surface along an intersection axis are shown as value curves. To illustrate these value curves, the associated two-dimensional distribution is also shown as a top view, the blackening corresponding to the brightness values of the diagram. 5, the uneven distribution of brightness, as is produced by a conventional sickle screen, can be clearly seen. Likewise, a ring structure can also be seen in FIG. 6, as is produced by a double sickle screen according to the invention.
Despite this recognizable ring structure, the illumination is already much more evenly distributed over the entire image area than in the previous case. No recognizable structures can be seen in FIG. 7, which shows the brightness distribution of a diaphragm according to the invention with five crescent-shaped diaphragm openings.
It goes without saying that in further developments of the above invention, the geometry of the individual aperture openings 61 corresponds to the desired requirements and, in particular, linear or logarithmic, wedge-shaped or crescent-shaped aperture openings are used. Likewise, depending on the field of application, several such screens can be arranged one behind the other in order to interact in a suitable manner.
The present method and the associated special diaphragm arrangement are used in particular in lighting technology and for light intensity control in fiber-optic lighting devices, as described, for example, in Swiss Patent No. 677,696.