DE102005022175A1 - Multispectral lighting unit - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit, mit der Objekte mit weißem Licht oder Licht einer anderen definierten Wellenlänge möglichst homogen beleuchtet werden können. DOLLAR A Die erfindungsgemäße multispektrale Beleuchtungseinheit basiert auf einer Spektrometeranordnung, bei der anstelle des Fotodetektors eine lineare Anordnung von LEDs (4), die Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren und einzeln über Stromregler angesteuert werden, vorhanden ist. DOLLAR A Das von den entsprechend ihrer Peakwellenlänge spektral geordneten LEDs (4) emittierte Licht wird von einem spektralselektiven Bauelement in eine Lichtfaser (1) und/oder Beleuchtungsoptik eingekoppelt und in dieser gemischt, so dass an dessen Ausgang spektral und lateral homogenes Licht austritt. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit ist prinzipiell überall dort einsetzbar, wo spektral regelbare, homogene Lichtquellen erforderlich sind, deren Beleuchtungsbedingungen äußerst schnell und präzise verändert werden können. Mögliche Anwendungsgebiete sind beispielsweise die Mikroskopie und Endoskopie. Mit der Anordnung wird eine sehr kompakte, elektronisch spektral regelbare und nahezu beliebig schaltbare multispektrale Beleuchtungseinheit zur Verfügung gestellt.The present invention relates to a lighting unit with which objects can be illuminated as homogeneously as possible with white light or light of another defined wavelength. DOLLAR A The multispectral illumination unit according to the invention is based on a spectrometer arrangement in which, instead of the photodetector, a linear arrangement of LEDs (4) emitting light of different wavelengths and driven individually by current regulators is present. DOLLAR A emitted by the spectrally arranged according to their peak wavelength LEDs (4) light is coupled by a spectrally selective component in an optical fiber (1) and / or illumination optics and mixed in this, so that emerges at the output spectrally and laterally homogeneous light. DOLLAR A The lighting unit according to the invention is in principle applicable anywhere where spectrally adjustable, homogeneous light sources are required, the lighting conditions can be changed extremely quickly and accurately. Possible applications include microscopy and endoscopy. With the arrangement of a very compact, electronically spectrally adjustable and almost arbitrarily switchable multispectral lighting unit is provided.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit, mit dem Objekte mit weißem Licht oder Licht einer anderen definierten Wellenlänge möglichst homogen beleuchtet werden können. Die Änderung der Beleuchtungszustände kann dabei äußerst schnell und präzise, ohne jegliche, mechanisch bewegte Teile erfolgen.The The present invention relates to a lighting unit with which Objects with white Light or light of another defined wavelength possible can be illuminated homogeneously. The change the lighting conditions can be extremely fast and precise, without any, mechanically moving parts done.

Die nach dem Stand der Technik bekannten konventionellen Lichtquellen emittieren charakteristische Spektren entsprechend der Art der Lichterzeugung. So werden von Halogenlampen, die als Planck'sche Strahler gelten, Spektrum emittiert, die sich in Abhängigkeit vom angelegten elektrischen Strom ändern, wobei sich das Spektrum bei größeren Strömen zu niedrigeren Wellenlängen verschiebt. Während Hochdruck-Dampflampen ein Emissionsspektrum aus diskreten Linien abstrahlen, weisen die im wesentlichen kontinuierlichen Spektren von Xenon-Quecksilber-Lampen ausgeprägte lokale Spitzen auf. Von Laserquellen wird monochromatisches Licht hoher Kohärenz erzeugt.The conventional light sources known in the art emit characteristic spectra according to the type of light generation. Thus, halogen lamps, which are considered Planckian emitters, emit spectrum, depending on change from the applied electric current, whereby the spectrum at higher currents to lower wavelength shifts. While High-pressure steam lamps an emission spectrum of discrete lines radiate, have the essentially continuous spectra xenon mercury lamps have pronounced local peaks. From Laser sources monochromatic light of high coherence is generated.

Um mit den bekannten Beleuchtungssystemen eine beliebige Spektralverteilung zu erzeugen sind entweder Filtersysteme oder Spektrometer zur Selektion einzelner Wellenlängen erforderlich.Around with the known lighting systems any spectral distribution either filter systems or spectrometers for selection are to be generated single wavelengths required.

Die Kombination mehrerer Quellen führt in der Regel zu einer inhomogenen Ausleuchtung des Untersuchungsobjektes, die durch meist aufwendige und schwierig zu justierende optische Systeme ausgeglichen werden müssen.The Combination of multiple sources leads usually to an inhomogeneous illumination of the examination object, the usually complicated and difficult to adjust optical Systems must be balanced.

Die Nachteile konventioneller Beleuchtungsquellen liegen zum Beispiel in einer begrenzten spektralen Vielfalt, einer Trägheit beim Wechseln der Beleuchtungszustände sowie der doch recht erheblichen thermischen Belastung.The Disadvantages of conventional lighting sources are, for example in a limited spectral diversity, an inertia in the Changing the lighting conditions as well as the quite considerable thermal load.

Bei der in der EP 120 01 179 B1 beschriebenen Weißlichtquelle mit Leuchtdioden für Endoskope besteht die Lichtquelle aus zumindest zwei Leuchtdioden, die Licht in unterschiedlichen, vorzugsweise zueinander komplementären Spektralbereichen emittieren, so dass spektral additiv gemischtes Licht aus dem Beleuchtungssystem austritt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden als Weißlichtquelle drei Leuchtdioden verwendet, die Licht hoher Lichtstärke vorzugsweise im blauen, grünen und roten Spektralbereich emittieren. Dabei bieten Leuchtdioden (LED's) aufgrund ihrer geringen Baugröße den Vorteil, dass sie meist in das Gerät integriert werden und auf eine externe Beleuchtungseinheit verzichtet werden kann. LED's sind inzwischen mit großer Lichtstärke verfügbar, so dass sie für viele Anwendungen ausreichend hell sind. Die Leuchtdioden können dabei sowohl gepulst als auch kontinuierlich, einzeln oder gemeinsam angesteuert werden. Leuchtdioden haben darüber hinaus den Vorteil, dass im Falle der Applikation von farbigem Licht die Farbqualität von Licht einer Leuchtdiode besser ist, als wenn eine Weißlichtquelle mit einem Farbfilter verwendet wird.When in the EP 120 01 179 B1 described white light source with light-emitting diodes for endoscopes, the light source of at least two light-emitting diodes, which emit light in different, preferably mutually complementary spectral regions, so that spectrally additive mixed light emerges from the illumination system. In an advantageous embodiment, three light emitting diodes are used as the white light source, which emit light of high light intensity, preferably in the blue, green and red spectral range. Light emitting diodes (LED's) offer the advantage due to their small size that they are usually integrated into the device and can be dispensed with an external lighting unit. LEDs are now available with high brightness, so they are sufficiently bright for many applications. The LEDs can be pulsed as well as continuously, individually or jointly controlled. LEDs also have the advantage that in the case of the application of colored light, the color quality of light of a light emitting diode is better than when a white light source is used with a color filter.

Die US 5,489,771 A beschreibt eine LED-Standard-Lichtquelle als Kalibriersystem für die Foto- und Videomikroskopie. Die LED-Standard-Lichtquelle kann zur Bestimmung der Leistung der Mikroskopoptik oder zur Kalibrierung des Mikroskopsystems verwendet werden. Dazu werden wählbare Lichtintensitäten erzeugt, indem man die den LED's zugeführte Energie steuert. Um das von den LED's abgegebene, vorzugsweise grüne, gelbe und rote Licht zu homogenisieren, sind die LED's in einen Diffuser eingekapselt. Ein Teil des Lichtes der LED's wird zur Seite gestreut und trifft auf eine dort angeordnete Fotodiode, dessen Signal einem Steuerstromkreis zur Verfügung gestellt wird um die Lichtintensität der LED's zu steuern. Durch diese Methode der Regelung werden Änderungen in der Leistungsfähigkeit der LED's automatisch berücksichtigt. Durch die gezielte Ansteuerung kann ein definiertes Lichhtspektrum, beispielsweise einfarbiges Licht erzeugt werden, dass sowohl kontinuierlich als auch impulsmoduliert sein kann.The US 5,489,771 A describes a standard LED light source as a calibration system for photo and video microscopy. The standard LED light source can be used to determine the performance of the microscope optics or to calibrate the microscope system. Selectable light intensities are generated by controlling the energy supplied to the LEDs. In order to homogenize the preferably green, yellow and red light emitted by the LEDs, the LEDs are encapsulated in a diffuser. A portion of the light from the LEDs is scattered to the side and strikes a photodiode arranged there, the signal of which is provided to a control circuit to control the light intensity of the LEDs. This method of regulation automatically takes into account changes in the performance of the LEDs. The targeted activation of a defined Lichhtspektrum, for example, monochromatic light can be generated that can be both continuous and pulse-modulated.

Ein variables, mehrfarbiges LED-Beleuchtungssystem für ophthalmologische Anwendungen wird in der US 6,183,086 B1 beschrieben, dessen Farbe des abgestrahlten Lichtes variiert werden kann. Im Vergleich mit herkömmlichen ophthalmologischen Beleuchtungssystemen wird von den LED's weniger Hitze abgestrahlt und eine wesentlich höhere Lebensdauer erreicht. Das System besteht aus drei LED's unterschiedlicher Farbe, deren abgestrahltes Licht von einer Vorrichtung gemischt und über eine Lichtleitfaser zum ophthalmolgischen Gerät geleitet wird. Vorzugsweise werden dabei die Farbkombinationen: rotblaugrün oder rot-blau-gelb verwendet. Neben dem, durch Mischen der Lichtanteile entstehenden weißen Licht, kann mit dem System durch gezielte Steuerung auch bestimmtes farbiges Licht zur Beleuchtung erzeugt werden.A variable, multi-color LED lighting system for ophthalmic applications will be available in the US 6,183,086 B1 described whose color of the emitted light can be varied. Compared to conventional ophthalmic lighting systems, less heat is emitted from the LEDs and a much longer life is achieved. The system consists of three LEDs of different colors, whose radiated light is mixed by a device and passed through an optical fiber to the ophthalmic device. Preferably, the color combinations: red-blue-green or red-blue-yellow are used. In addition to the white light produced by mixing the light components, the system can also be used to generate specific colored light for lighting through targeted control.

Eine auf LED's basierende Beleuchtungseinheit für ein Überwachungssystem wird in der US 6,624,597 B2 beschrieben. Für das Beleuchtungssystem ist die Verwendung verschiedenfarbiger LED's vorgesehen, die von einem Prozessor entsprechend angesteuert werden um weißes oder farbiges Licht zu erzeugen. Da bisherige, monochrome Überwachungssysteme im wesentlichen nur zur Bestimmung von Größe und Form geeignet waren, können mit Farbsystemen wesentlich mehr Eigenschaften des zu überwachenden Objektes kontrolliert werden. Das beschriebene Überwachungssystem basiert auf einer Kamera, einer Beleuchtungseinheit und einem Prozessor, der die Beleuchtung des zu analysierenden Gegenstandes entsprechend steuert. Die Steuerung kann dabei beispielsweise durch Modulation von Impulsbreite, der Intensität oder anderer Parameter erfolgen. Durch die Erzeugung verschiedenster Farben kann die Beleuchtung an das jeweilige Objekt, die Umgebungsbedingen und die Kamera angepasst werden, um optimale Ergebnisse zu liefern. Außer einer kontinuierlichen Beleuchtung sind mit dem System auch Stroboskopeffekte realisierbar, die insbesondere an Fließbändern verwendet werden, um Veränderungen sofort sichtbar zu machen. Die auf LED's basierende Beleuchtungseinheit ermöglicht sogar eine Überwachung im ultravioletten oder infraroten Spektralbereich. Während viele Gegenstände unter UV-Licht fluoreszieren und dadurch leicht gekennzeichnet werden können, erfolgt die Überwachung unter IR-Licht im nicht sichtbaren Spektralbereich. Beleuchtungszustände können fast blitzschnell geändert werden, um eine schnelle Systemantwort zur Verfügung zu stellen.An LED based lighting unit for a surveillance system is used in the US 6,624,597 B2 described. For the lighting system, the use of different colored LED's is provided, which are driven by a processor accordingly to produce white or colored light. Since previous, monochrome monitoring systems were essentially only suitable for determining size and shape, it is possible with color systems to control significantly more properties of the object to be monitored. The monitoring system described is based on a camera, a lighting unit and a processor that controls the lighting of the object to be analyzed accordingly. The control can be done for example by modulation of pulse width, intensity or other parameters. By creating a variety of colors, the lighting can be adapted to the particular object, the environment and the camera to provide optimal results. In addition to continuous illumination, strobe effects can also be realized with the system, which are used in particular on conveyor belts to make changes visible immediately. The LED-based lighting unit even allows monitoring in the ultraviolet or infrared spectral range. While many articles fluoresce under UV light and thus can easily be labeled, monitoring under IR light takes place in the non-visible spectral range. Lighting conditions can be changed almost instantaneously to provide a fast system response.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein einfaches und kompaktes Beleuchtungssystem mit einer spektral regelbaren Lichtquelle zu entwickeln, mit dem ein Objektfeld möglichst homogen ausgeleuchtet werden kann. Das Beleuchtungssystem soll dabei von einer hohen spektralen Vielfalt, einer geringen Trägheit und geringen thermischen Problemen gekennzeichnet sein.Of the present invention, the object is based on a simple and compact lighting system with a spectrally adjustable light source to develop, with which an object field illuminated as homogeneously as possible can be. The lighting system should be characterized by a high spectral diversity, a low inertia and low thermal problems.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention Problem solved by the features of the independent claims. preferred Further developments and embodiments are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit ist prinzipiell überall dort einsetzbar, wo spektral regelbare, homogene Lichtquellen erforderlich sind, deren Beleuchtungsbedingungen äußerst schnell und präzise verändert werden können. Mögliche Anwendungsgebiete sind beispielsweise die Mikroskopie und Endoskopie.The Lighting unit according to the invention basically everywhere can be used where spectrally controllable, homogeneous light sources are required whose lighting conditions are changed extremely quickly and precisely can. Possible Applications include microscopy and endoscopy.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Dazu zeigenThe Invention will be described below with reference to an embodiment. Show this

1: den prinzipiellen Aufbau eines MMS-Spektrometers, 1 : the basic structure of an MMS spectrometer,

2: eine Auswahl von LED-Spektren (zwischen 370 nm und 960 nm), 2 : a selection of LED spectra (between 370 nm and 960 nm),

3: eine erfindungsgemäße, auf einer Spektrometeranordnung basierende multispektrale Beleuchtungseinheit, 3 a spectrometric multi-spectral illumination unit according to the invention,

4: eine programmierbare Schaltungsanordnung zur LED-Ansteuerung und 4 : a programmable circuit arrangement for LED control and

5: eine erfindungsgemäße, auf einer Monochromatoranordnung basierende multispektrale Beleuchtungseinheit. 5 a multispectral illumination unit based on a monochromator arrangement according to the invention.

Bei der, auf einer Spektrometeranordnung basierenden, multispektralen Beleuchtungseinheit ist anstelle des Fotodetektors eine lineare Anordnung von LED's, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren und einzeln über Stromregler angesteuert werden, vorhanden, wobei die LED's entsprechend ihrer emittierten Peakwellenlänge spektral geordnet sind. Deren emittiertes Licht wird von einem spektral selektiven Bauelement in eine Lichtfaser und/oder Beleuchtungsoptik eingekoppelt und in dieser gemischt, so dass an dessen Ausgang spektral und lateral homogenes Licht austritt.at the spectrometer-based, multispectral Lighting unit is a linear instead of the photodetector Arrangement of LEDs, emit the light of different wavelengths and individually via current regulator be driven, the LED's according to their emitted peak wavelength spectral are ordered. Their emitted light is emitted by a spectrally selective Component coupled in an optical fiber and / or illumination optics and mixed in this, so that at its output spectral and lateral homogeneous light emerges.

Zur Verdeutlichung der erfinderischen Lösung zeigt 1 den prinzipiellen Aufbau und Strahlverlauf eines MMS-Spektrometers.To clarify the inventive solution shows 1 the basic structure and beam path of an MMS spectrometer.

Das vom Objekt reflektierte Messlicht wird über eine Lichtleitfaser 1 eingekoppelt und durch den als spektral selektives Bauelement dienenden Spektrometerkristall 2 in seine spektralen Bestandteile aufgespaltet und auf dem Fotodetektor 3 abgebildet. Die simultan registrierten spektralen Anteile des Messlichtes werden entsprechend ausgewertet.The measuring light reflected by the object is transmitted via an optical fiber 1 coupled and serving as a spectrally selective device spectrometer crystal 2 split into its spectral components and on the photodetector 3 displayed. The simultaneously registered spectral components of the measuring light are evaluated accordingly.

Ersetzt man nun die Fotodiodenzeile durch eine lineare Anordnung von mehreren LED's, so kann man diese Anordnung als Beleuchtungsquelle verwenden. Die LED's emittieren ein schmalbandiges Lichtspektrum mit eindeutiger Peakwellenlänge. 2 zeigt dazu eine Auswahl von LED-Spektren (zwischen 370 nm und 960 nm). Es ist ersichtlich, dass von LED's Licht mit einer Vielzahl von Wellenlängen erzeugt werden kann.Replacing the photodiode array with a linear arrangement of several LED's, one can use this arrangement as a source of illumination. The LEDs emit a narrowband light spectrum with a clear peak wavelength. 2 shows a selection of LED spectra (between 370 nm and 960 nm). It can be seen that LED's can produce light of a variety of wavelengths.

Durch die, entsprechend ihrer Peakwellenlänge spektral geordneten LED's erreicht man, dass das von den LED's emittierte Licht zu einem großen Teil in die Lichtfaser und/oder Beleuchtungsoptik eingekoppelt wird. In dieser wird das Licht gemischt, so dass an dessen Ausgang spektral und lateral homogenes Licht austritt.By the, according to their peak wavelength spectrally ordered LED's one achieves that emitted by the LEDs Light to a great extent is coupled into the optical fiber and / or illumination optics. In this the light is mixed so that spectrally at its output and lateral homogeneous light emerges.

Durch die geringe Größe der einzelnen LED's von etwa 300 μm ist es möglich eine Vielzahl von LED's entsprechend ihrer Peakwellenlänge spektral geordnet vorzusehen, so dass ein Großteil des emittierten Lichtes in Lichtfaser und/oder Beleuchtungsoptik eingekoppelt wird. Je größer dieser Anteil wird, desto geringer sind die auftretenden Energieverluste. Ebenso ist es auch möglich, LED's mit einer Größe von z. B. 1 mm einzusetzen, um die Intensität der Quelle entsprechend zu erhöhen.Due to the small size of the individual LEDs of about 300 microns, it is possible to provide a plurality of LED spectrally sorted according to their peak wavelength, so that a large part of the emitted light is coupled into the optical fiber and / or illumination optics. The larger this proportion becomes, the lower the ene which occur ergieverluste. Likewise, it is also possible to use LEDs with a size of z. B. 1 mm to increase the intensity of the source accordingly.

Eine auf einer Spektrometeranordnung basierende multispektrale Beleuchtungseinheit wird in 3 dargestellt. Dabei ist anstelle des Fotodetektors 3 (in 1) eine lineare Anordnung von LED's 4, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren und einzeln über Stromregler angesteuert werden, vorhanden. Durch die entsprechend ihrer Peakwellenlänge spektral geordneten LED's 4 wird gewährleistet, dass das emittierte Licht von dem als spektral selektives Bauelement dienenden Spektrometerkristall 2 zu einem großen Teil in die Lichtleitfaser 1 oder Beleuchtungsoptik einkoppelt wird. Da der reale, als spektral selektives Bauelement fungierende Spektrometerkristall 2 eine ebene Anlagefläche für den Fotodetektor 3 hat, ist es auch kein Problem, dort eine auf einer Trägerplatine aufgebrachte LED's 4 zu adaptieren.A multispectral illumination unit based on a spectrometer arrangement is disclosed in US Pat 3 shown. It is instead of the photodetector 3 (in 1 ) a linear array of LEDs 4 , which emit light of different wavelengths and individually controlled by current regulator, available. By according to their peak wavelength spectrally ordered LED's 4 it is ensured that the emitted light from the serving as a spectrally selective device spectrometer crystal 2 to a large extent in the optical fiber 1 or lighting optics is coupled. Since the real, acting as a spectrally selective device spectrometer crystal 2 a flat contact surface for the photodetector 3 there is no problem, there is an applied on a support board LED's 4 to adapt.

Um die Effizienz der Beleuchtung zu erhöhen, wird man den Durchmesser der Lichtleitfaser 1 oder Beleuchtungsoptik gegenüber der Spektrometeranordnung erhöhen. Das von den aufgebrachte LED's 4 emittierte Licht wird vom Spektrometerkristall 2 in die Lichtfaser 1 eingekoppelt und in dieser gemischt, so dass an dessen Ausgang spektral und lateral homogenes Licht austritt.In order to increase the efficiency of the lighting, one gets the diameter of the optical fiber 1 or increase illumination optics with respect to the spectrometer arrangement. That of the applied LEDs 4 emitted light is from the spectrometer crystal 2 in the optical fiber 1 coupled and mixed in this, so that emerges at the output spectrally and laterally homogeneous light.

Die LED's werden hierbei einzeln über Stromregler angesteuert, wodurch es möglich ist, sehr flexibel ein gewünschtes Spektrum einzustellen. 4 zeigt dazu eine elektronische Schaltung zur Ansteuerung der LED's. Im dargestellten Beispiel erfolgt die Ansteuerung über einen CAN-Bus, mit dem 24 Kanäle bzgl. Stromfluss und Zeitverhalten (Pulsbetrieb) beliebig programmierbar sind.The LEDs are individually controlled by current regulators, which makes it possible to set a desired spectrum very flexibly. 4 shows an electronic circuit for controlling the LED's. In the example shown, the control takes place via a CAN bus, with the 24 Channels with regard to current flow and time behavior (pulse mode) can be programmed as required.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird als spektralselektives Bauelement ein Beugungsgitter 5 verwendet. Auch hier wird die Spektrometeranordnung, gemäß 5 mit umgekehrtem Strahlengang verwendet. Das emittierte Licht der entsprechend ihrer Peakwellenlänge spektral geordneten LED's 4 wird über das Beugungsgitter 5 zu einem großen Teil in eine Lichtleitfaser oder Beleuchtungsoptik einkoppelt. Durch die Verwendung sogenannter Abbildungsgitter (englisch: „imaging grating") ist es möglich, die LED's in einer „virtuellen Quelle" zu vereinen. Auch hier werden die LED's 4 einzeln über Stromregler angesteuert. Vorteil gegenüber der Ausführung gemäß 3 ist der größere Aperturwinkel, der vom Gesamtsystem erfasst wird. Je nach Größe des Beugungsgitter 5 und der gewünschten spektralen Aufspaltung kann eine hohe Sammeleffizienz erreicht werden. Beugungsgitter 5 können heutzutage optimal an die zu lösende Aufgabe angepasst werden.In a second exemplary embodiment, the spectrally selective component is a diffraction grating 5 used. Again, the spectrometer arrangement, according to 5 used with reversed beam path. The emitted light of the spectrally ordered LEDs according to their peak wavelength 4 is via the diffraction grating 5 is coupled to a large extent in an optical fiber or lighting optics. By using so-called imaging grating (English: "imaging grating"), it is possible to unite the LEDs in a "virtual source". Again, the LEDs are 4 individually controlled via current controller. Advantage over the execution according to 3 is the larger aperture angle captured by the overall system. Depending on the size of the diffraction grating 5 and the desired spectral splitting a high collection efficiency can be achieved. diffraction grating 5 Nowadays, they can be optimally adapted to the task to be solved.

Durch die einzeln über Stromregler ansteuerbaren LED's kann die spektrale Zusammensetzung des am Ausgang der Lichtfaser und/oder Beleuchtungsoptik ankommenden Lichtes auf äußerst effektive Art beeinflusst werden. Gemäß der 2 kann im Spektralbereich zwischen 370 nm und 960 nm prinzipiell jede Wellenlänge durch LED's erzeugt werden.By individually controllable via current regulator LEDs, the spectral composition of the light arriving at the output of the optical fiber and / or illumination optics light can be influenced in a very effective manner. According to the 2 In principle, any wavelength can be generated by LEDs in the spectral range between 370 nm and 960 nm.

Die erfindungsgemäße multispektrale Beleuchtungseinheit basiert auf einer Spektrometeranordnung mit einem Spektrometerkristall oder einem Beugungsgitter als spektralselektives Bauelement, welches mit umgekehrtem Strahlengang betrieben wird. Anstelle des Fotodetektors ist eine lineare Anordnung von LED's, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren und einzeln über Stromregler angesteuert werden, vorhanden.The inventive multispectral Lighting unit is based on a spectrometer with a spectrometer crystal or a diffraction grating as a spectrally selective Component which is operated with reverse beam path. Instead of the photodetector is a linear array of LEDs, the light of different wavelength emit and singly over Current controller can be controlled, available.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird eine sehr kompakte, elektronisch spektral regelbare und nahezu beliebig schaltbare multispektrale Beleuchtungseinheit zur Verfügung gestellt, die prinzipiell überall dort einsetzbar, wo spektral regelbare, homogene Lichtquellen erforderlich sind. Die Beleuchtungsbedingungen können dabei äußerst schnell und präzise verändert werden.With the inventive arrangement becomes a very compact, electronically spectrally adjustable and nearly any switchable multispectral lighting unit provided, the principle everywhere can be used where spectrally controllable, homogeneous light sources are required are. The lighting conditions can be changed very quickly and precisely.

Claims (4)

Multispektrale Beleuchtungseinheit basierend auf einer Spektrometeranordnung, bei der anstelle des Fotodetektors eine lineare Anordnung von LED's (4), die Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren und einzeln über Stromregler angesteuert werden, vorhanden ist, wobei die LED's (4) entsprechend ihrer Peakwellenlänge spektral geordnet sind, deren emittiertes Licht von einem spektralselektiven Bauelement in eine Lichtfaser (1) und/oder Beleuchtungsoptik eingekoppelt und in dieser gemischt wird, so dass an dessen Ausgang spektral und lateral homogenes Licht austritt.Multispectral illumination unit based on a spectrometer arrangement in which instead of the photodetector a linear array of LEDs ( 4 ), which emit light of different wavelengths and are individually controlled by current regulators, is present, whereby the LEDs ( 4 ) spectrally ordered according to their peak wavelength whose emitted light from a spectrally selective component in an optical fiber ( 1 ) and / or illumination optics is coupled and mixed in this, so that exits at the output spectrally and laterally homogeneous light. Multispektrale Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, bei der als spektralselektives Bauelement ein Spektrometerkristall (2) oder ein Beugungsgitter (5) Verwendung findet.Multispectral illumination unit according to Claim 1, in which a spectrometer crystal is used as the spectrally-selective component ( 2 ) or a diffraction grating ( 5 ) Is used. Multispektrale Beleuchtungseinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, bei der die Lichtfaser (1) und/oder Beleuchtungsoptik gegenüber einer Spektrometeranordnung einen größeren Durchmesser aufweist.Multispectral illumination unit according to at least one of Claims 1 and 2, in which the optical fiber ( 1 ) and / or illumination optics with respect to a spectrometer arrangement has a larger diameter. Multispektrale Beleuchtungseinheit nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei der durch die einzeln über Stromregler ansteuerbaren LED's (4) die spektrale Zusammensetzung des am Ausgang der Lichtfaser und/oder Beleuchtungsoptik ankommenden Lichtes beeinflusst werden kann.Multispectral illumination unit according to at least one of the preceding claims, in which by the individually controllable via current regulator LED's ( 4 ) the spectral composition of the light arriving at the output of the optical fiber and / or illumination optics can be influenced.
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