Parallellicht erzeugen

[MarkusK]

Liebe Forumgemeinde,
für eine Kunstinstallation brauche ich eine Lichtquelle, die paralleles Licht, ähnlich der Sonne, erzeugt.
Eigentlich so etwas:
http://www.3bscientific.de/Parallellich ... 18687.html

Das wäre eigentlich ok, allerdings brauche ich für den Lichtstrahl einen Durchmesser von c.a. 10cm. Das Licht von diesem Licht ist vielleicht nur 2x3 cm.
Nochmals zum besseren Verständniss: Ich suche ein starkes Licht, welches z.b. im Abstand von 50cm einen Lichtkreis von 10cm Durchmesser auf eine Leinwand wirft. Bewege ich die Leinwand weiter weg (z.b. auf 2m), so möchte ich immer noch den gleichen Durchmesser von 10cm haben.

Hier wird nochmals erklärt, wie paralleles Licht erzeugt werden kann.
http://www.beyenbach.de/physik/optik.htm
Wenn man auf der Seite nach "parallele weit reichende Lichtbündel" sucht, kommt man zu einem Beispiel-Bild links

Nun war ich beim Optiker und habe dort mit einem Beamer und Konvexlinsen experimentiert, aber das Bild ist nie gleich groß geblieben. Falls jemand eine Idee, wo man so ein Licht kaufen kann, oder wie man es selber baut, so wäre ich super dankbar!

vielen Dank
mit freundlichen Grüßen
Markus Klasser

[VDX]

... Im Prinzip brauchst du einen alten Flak-Scheinwerfer mit etwas kleinerem Reflektorspiegel ... oder einen Flugzeug-Landescheinwerfer ... oder einen Laser

Viktor

[undineSpektrum]

Hallo,

paralleles Licht ... nichts ist so einfach wie es scheint... gibt´s genau genommen gar nicht. Das hat verschiedene physikalische Gründe.
Aber es kann angenähert realisiert werden, z.B. durch einen alten Diaprojektor.

Leider schreibst Du nicht genau was Du vorhast - so kann über eine sinnvolle Lösung nur spekuliert werden.

Wie weit soll denn die Leinwand maximal entfernt sein? Soll der Lichtfleck des Scheinwerfers ( "Spot" ) dabei scharf abgebildet sein oder einen scharfen, klar definierten Rand haben ? Welche Ansprüche hast Du in Bezug auf die Lichtfarbe?
Für einen Durchmesser von 10 cm ist ein Laser eher schlecht geeignet ... wenn er nicht erhebliche Ausgangsleistungen haben soll, was Probleme bei den Kosten und bei der Sicherheitsproblematik mit sich bringt...

Schreib´ doch mal genauer was Du vorhast...

Grüße,

Undine

[VDX]

... mit Lampen ists fast unmöglich, einen Lichtstrahl zu erzeugen, der sowohl in der Nähe als auch in der Ferne den gleichen Durchmesser behält ... dafür sind sie einfach zu 'unscharf'. Da brauchts einiges an Optik und eine sehr kleine, helle Punktlichtquelle und Blenden, um da was halbwegs paralleles hinzubekommen.

Wenns nur ein 'Lichtkreis' sein soll, dann kannst du entweder mit einem Laserpointer und einem rotierenden Doppelprisma oder zwei 90°-Spiegeln (á la Periskop) auf einer Drehachse den Strahl in einem 10cm-Radius abstrahlen ... oder gleich 20 Laserpointer in einem 10cm großen Ring anordnen. Das ist auch in 20m noch parallel ...

Oder du nimmst einen RGB-Showlaser mit Galvoscanner, der dir jedes 'Lichtmotiv' ausgeben kann ...

Viktor

[MarkusK]

Lieber Viktor, liebe Udine,
vielen Dank für Eure Antworten. Also ich schreib vielleicht erstmal genauer, was es werden soll.
Es gibt dieses Lichtquelle und sie leuchtet auf etwa 100 kleine Spiegelwürfel, angeordnet auf einem Kreis und jeweils mit einer Kantenlänge von etwa 5mm. ( falls möglich auch kleiner). Diese Würfel sind alle leicht unterschiedlich rotiert. Das ist mathematisch berechnet, damit über eine Umlenkung des Lichtes, in etwa 50cm Abstand ein Kreuz an die Wand geworfen wird. Die Mathe ist dabei so berechnet, dass dies nur bei Parallellicht funktioniert, wenn das Licht in einem Winkel kommt, dann wird kein Kreuz entstehen. Deshalb brauche ich auch diese Art von Licht. Später soll es dann mit Sonnenlicht funktionieren, was ja parallel ist.
Da das Kreuz möglichst scharf sein soll, wäre dann wohl eine scharfe Lichtquelle nötig.
HIer habe ich ein Bild der Würfel, was man sieht ist später dann etwa 11 x 8 cm groß. Es ist noch nicht die Finale Version, daher sind es hier nur viel weniger Würfel als später.
http://markuskison.de/in_out/wuerfelKopie.jpg

Gestern war ich beim Optiker und habe meine iPhone LED vor eine bikonvexe Lupe gehalten. Das hat schon funktioniert, der entstehende Kreis bleibt gleich groß, auch wenn ich weiter weg gehe. Aber er ist nicht scharf am Rand. Das könnte dann wahrscheinlich ein Problem bei meiner Abbildung werden, denke ich nun. Es wird wohl zu verschwommen.

Die Idee mit den 20 Laserpointern finde ich interessant. Da frag ich mich aber, ob das dann auch ein ganz ausgefüllter Spot wird, oder ob es zwischen den einzelnen Pointern noch Löcher gibt?

und so eine Doppelprisma hab ich gegoogelt, aber mir ist nicht ganz klar, wie das gemeint ist. Wahrscheinlich geht der Strahl in das Zentrum des Kreises und wird dann über die 2 Spiegel bzw. das Doppelprisma nach aussen gelenkt. So entsteht durch die Rotation dann ein Kreis. Aber es entsteht kein ausgefüllter Spot, oder? das wäre dann leider nicht das richtige.

Vielen Dank
mfg
Mark

[JETS]

...hätte da vielleicht nen suchtipp. Es gibt Projektoren zum vermessen von Bearbeitungswerkzeugen (Fräser etc.) Habe leider gerade keinen Hersteller im Kopf, aber diese Dinger projizieren parallel auf einen Schirm und es kann das Werkzeug dazwischen gestellt und das Schattenbild vermessen werden. Denke sowas sollte es auch mit 100mm Sichtfeld geben. googel da doch mal.

[PET2001]

Hallo Markus Klasser,

ich las kürzlich diesen Bericht - ...und der 189 Watt starke, laserähnliche Strahl...

http://www.diereferenz.de/ein-strahl-wi ... tahlbalken

Vielleicht kann es als Anregung dienen...

Viele Grüße
Willi

[dyak]

Du brauchst eine kleine Quelle.
Wenn es weiß seine soll Rate ich zu Entladungslampen. Siehe PVIP oder XBO.
http://en.wikipedia.org/wiki/Ultra-high ... mance_lamp
http://www.osram.de/osram_de/produkte/l ... /index.jsp
Bei einer XBO mit 6kW Nennleistung landest du dann schon bei 280 000 Lumen

[MarkusK]

Hallo und vielen Dank an alle.
nach einigem Research bin ich weiter. Der Sharpy ist toll, hab nur gerade gesehen, dass einer 5000 Euro kostet. Ein bisschen groß ist er auch. Dann bin ich in Richtung Punktlicht- LEDs gegangen und der Verkäufer meinte, warum nehmen Sie nicht einfach einen Laser und weiten ihn auf 10cm Durchmesser. Toll, wenn das geht!

also ich habe gerade bei der Firma http://www.qioptiq-shop.com/ nachgefragt und sie könnten mir die Linsen zusammenstellen, die aus einem Laserpointer eine Parallellicht-Quelle machen.

Jetzt suche ich einen Laserpointer, der im Dauerbetrieb funktioniert und wie ich schon im Forum gesehen habe, geht das nicht so leicht. Also falls jemand da was weiß... Danke!
Ich werde jetzt nochmals das Forum durchsuchen.

Thomann hat sowas gar nicht, also noch ein kleines (letztes ?) Problem
Danke und beste Grüße
Mark

[Hatschi]

Halli Hallo

Währe halt noch gut zu wissen wie "hell" du das ganze denn haben möchtst.

Ein erlaubter Laserpointer hat 1mW -> 0,001W!

Oder doch einen Xenonbrenner (35W) aus dem Autobereich. Die gibt´s schon billigst auf eBlöd mit Steuergerät. Qualitativ zwar nicht das Beste, aber ein kleinerer Lichtentstehungsort als selbst bei 10W Led´s was der Abbildungsschärfe zugute kommt.

Hatschi

[VDX]

... ich habe im Keller noch einen Strahler aus einem Flugzeug-Landescheinwerfer gefunden -- das Teil braucht normal 13V und 20A, ich hab's an ein 6V-Netzteil drangehängt, um die Strahlform zu sehen.

Der Reflektor bildet die etwa 12x3mm große Glühwendel ziemlich gut sichtbar auf einer 10m entfernten Wand ab ... allerdings ist sie dann fast 2x0.5m groß!

Mit einer entsprechend großen Linse mit passender Brennweite und einer Blende, um aus dem Rechteck einen Kreis zu machen, sollte das ziemlich gut funktionieren

Viktor

[Alexander470815]

Darfst du dir gerne mal ausleihen
http://www.taschenlampen-forum.de/lampe ... d-1-a.html
1,2° Abstrahlwinkel sind schon recht gut.

Den Spiegel aus dem Gerät kann man auch einzeln kaufen.
http://hosin.de/Specials/Spiegel/spiegel.html

Hab auch eine mehr oder weniger mobile Version gebaut, leider funktioniert die Zündung noch nicht so recht...

[undineSpektrum]

Hallo zusammen,

@MarkusK:

Das von Dir gezeigte Projekt hat eine gewisse Ähnlichkeit mit den Spiegeln für ein Sonnenkraftwerk, deren reflektiertes Licht einer Fläche von mehreren Fußballfeldern auf die Fläche eine DIN-A3-Blattes konzentriert wird - nur die Figur die Du erzeugen möchtest ist dabei ein Kreuz... mich erinnert das - nur in anderen Größenordnungen - an einen "spatial Modulator" in einem Projektor oder für Anwendungen der digitalen Holografie - nur auf einer Fläche von wenigen Quadratzentimetern in diesem Fall

Zur Lichtquelle:

Hatschi schrieb ja bereits den Einwand den ich jetzt auch gebracht hätte:
Zitat anfang:
"Währe halt noch gut zu wissen wie "hell" du das ganze denn haben möchtst.

Ein erlaubter Laserpointer hat 1mW -> 0,001W!"
Zitat ende...

Ich würde die Frage anders stellen : Wie groß ist denn das Kreuz was die Installation erzeugen soll? ( also damit meine ich etwa x Meter mal y Meter ... )
Wenn es sich dabei um Flächen im Quadratmeterbereich handelt, halte ich einen Laser als Lichtquelle - wie schon von mir und anderen hier geschrieben - nicht für das Mittel der Wahl. Die Strahlungsleistung beträgt wenige Milliwatt - selbst bei 50 mW und 532 nm Wellenlänge ist so eine Figur nur bedingt gut sichtbar - abgesehen von den Speckles ( das Lichtbild sieht dann so aus als bestünde es aus kleinen Punkten ) und die Qualität der Schärfe ist dabei auch nicht besonders groß - auch bei Lasern die nicht im TEM 00- Mode schwingen.

Wie Dir die Firma Qioptiq in Göttingen sicher mitgeteilt hat sind die entsprechenden Linsen für einen mit einer Strahlungsleistung von max. 5 mW erzeugenden Laser(pointer) sicherlich nicht so teuer ... es entsteht halt bei der Aufweitung und Strahlformung durch einen Anamorphoten ein ovales oder sogar eher rechteckiges Strahlprofil... allerdings ist auch dieses Licht nicht ganz parallel und mit den beschriebenen Leistungen auf der größeren Fläche vermutlich viel zu schwach dafür.

Ich würde Dir ebenso wie Viktor und andere Vorredner hier auch eher zu einem Scheinwerfer ausreichender Leistung bei kleiner lichtabstrahlender Fläche raten - am besten entwickelt hierfür sind XBO- oder auch HBO- Lampen. Eine mir persönlich gut bekannte und deshalb auch von mir bevorzugte Lampe ist die HBO - Lampe CS 52/2 mit einer Nennleistung von 50 Watt... als Privatkunde bekommst Du diese Lampe bei der Gesellschaft für lichttechnische Erzeugnisse ("GLE") in Berlin, allerdings benötigen diese Lampen zum Betrieb eine Vorschaltdrossel... die CS 52/2 findet vor allem in Projektoren und Beamern Verwendung und Ihr Brenner ist hinreichend klein (Lichtbogenlänge 1 - 2 mm ) , das steht aber auch auf der Seite von GLE.

Um zu vertretbaren Preisen eine vernünftige Optik zu bekommen hat es sich für Deine Durchmesser des Lichtkegels aus meiner Sicht bewährt einen Kondensor aus zwei Plankonvexlinsen aus einem alten Fotokopierer zu bauen, die haben Durchmesser von etwa 15 - 30 cm und Brennweiten im Bereich einiger Dezimeter. Der Kondensor für eine solche Lampe müsste dann aus mindestens zwei solchen plankonvexen Linsen bestehen, deren ebene Flächen jeweils nach außen zeigen. Die XBO- oder HBO- Lampe währe ca. im Brennpunkt anzuordnen und wenn das Licht auf der abgewandten Seite des Kondensors noch genutzt werden sollte sollte sich die Lampe im Mittelpunkt eines Hohlspiegels mit kurzer Brennweite ( z.B. der Spiegel Viktors Scheinwerfer oben ) befinden, weil hier die Strahlengänge durch Selbstbündelung ( Autokollimation ) durch sich selbst zurücklaufen und so das Licht in Richtung Kondensor lenken können.

Leider kenne ich Deiner Vorkenntnisse in punkto Laser und Optik nicht - aber von einem leistungsstarken Laser rate ich für dieses Projekt ausdrücklich ab - und das nicht nur wegen der Sicherheitsproblematik - auch wenn vielleicht der Einsatz eines Lasers als darstellerisches Mittel reizend und verführend ist.

Eine andere Idee ist eventuell auch noch das Spiegelfeld der Lichtquelle anzupassen und die Winkel anders zu berechnen wenn das Licht der vorgeschlagenen Lösungen nicht parallel genug ist.
Das kann ja eigentlich nicht so schwer sein, weil das Bild ja nur durch die Reflexion der Lichtkegel nach dem Reflexionsgesetz in unterschiedliche Richtungen erzeugt wird.
Leider weiß ich nicht ob es sich bei Deiner Anordnung um eine feste oder aber um eine bewegliche Anordnung mit beweglichen Spiegeln handelt... die ggf. optisch oder mechanisch einstellbar sind ?... und sind die Spiegel Metallspiegel oder sind es Glasspiegel? ... bei letzteren gibt´s auch bei einem Laser störende Reflexe, die selbst bei ausreichender Leistung ggf. das Vorhaben scheitern lassen ( Interferenz der an Glas- und der rückseitigen Metalloberfläche reflektierten Lichtwellen ... )

Soweit dazu erstmal. Leider kenne ich den darstellerischen Anspruch nicht ganz genau.
Für die Lösung mit der HBO- oder XBO- Lampe ist dabei denke ich die kostengünstigste dafür.

Grüße,

Undine

[coffeediver]

Später soll es dann mit Sonnenlicht funktionieren, was ja parallel ist.

Hallo Markus
Das Licht unseres Zentralgestirns kommt bei optimalen Wetterbedingungen bei uns mit einer Divergenz von ca. 4 Milliradiant an.
Die Abbildung eines 5 x 5 mm kleinen Spiegels ist in einem Abstand von 1 m dann 9 x 9 mm groß - in 20 m 85 x 85 mm.
Dies aber nur bei absolut wolkenfreiem Himmel.
Unter Laserfreaks werden solche Lichtquellen spöttisch "Taschenlampen" genannt.

Mein Vorschlag wäre - ein Testversuch mit nur 5 - 10 Spiegeln bei Schönwetter bevor größere Investitionen anstehen.

Gruß Andreas .

[tier]

Warum nicht einfach sowas: http://www.session.de/OMNILUX-PAR36-6,4 ... wgodzyQAPQ

Gruß

Tier

[VDX]

... das ist der gleiche Lampentyp wie der von mir gezeigte Flugzeuglandelicht-Scheinwerfer nur mit 30W statt 230W.

Eine von den schwächeren 30W-Lampen hatte ich in einer Taucherlampe drin - die haben einen Abstrahlwinkel von etwa 5-10°, so daß noch eine Ausgleichslinse für einen wirklich parallelen Strahl und eine Blende nötig ist ... evtl. eine Fresnell-Linse?

Viktor

[undineSpektrum]

Hallo zusammen,

Der Reflektorspiegel ist denke ich schon richtig... mit einem passenden Kondensor wie von mir beschrieben wird das erzeugte Licht dann optimal ausgenutzt... wenn´s denn wirklich ein künstliche Lichtquelle / Scheinwerfer sein soll.
Die großen Linsen aus alten Projektoren oder Kopierern tauchen immer wieder auf Flohmärkten oder aber auch in der "Bucht" ( so nennt Ihr das schweizer Auktionshaus ja hier wohl ... ) zu machbaren Preisen auf.

Hier zur Zeit beispielsweise:
http://www.ebay.de/itm/Grose-HQ-spezial ... 19e59d0ebb

Ich denke ganz persönlich dass das Projekt doch vielleicht noch etwas überdacht werden sollte ... besonders auch was die Berechnung und Einstellung der Spiegelanordnung betrifft...

Grüße,

Undine

[VDX]

... dann lieber gleich einen kompletten Diaprojektor, aus dem die Linse ursprünglich stammt -- da sind die anderen Linsen vom Kondensor auch gleich mit - gibt's in der "Bucht" zuhauf ab 10€ Sofortkauf ...

Viktor

[MarkusK]

Liebe Alle, liebe Udine
also zuerst mal vielen Dank für die ausführlichen Antworten, vor allem Udine für die lange!!!

Ich versuch mal auf alles einzugehen. Das erste ist wohl, dass Ich nicht klar genug gesagt habe, wie klein das alles sein soll.
Also die Spiegel werden gefräst und die Fläche mit allen Spiegeln ist dann etwa 10 x 10 cm groß (!). Das heißt mein Lichtstrahl braucht einen ebensolchen Durchmesser. Dann wird es im Ausstellungsraum gezeigt, relativ dunkel ohne Tageslicht.
Das Abbild so gleich groß sein, wie die Spiegel also auch 10 x 10 cm (!) wegen des Parallel-Lichtes.
Jetzt denke ich, dass ich dann eine Linse von c.a. 15 cm Durchmesser brauche. (Am Rand sind die Verzeichnungen größer, daher etwas 15 cm groß - richtig?)

Die Idee mit dem Laser ist vom Tisch, da ich doch weißes Licht brauche.

Also fokussiere ich folgende Lösung:
Was in der Größe gut wäre, ist wohl eine XBO- oder auch HBO- Lampe. Hab bei der GLE angerufen und nach der empfohlen Lampe gefragt. SDie melden sich gleich zurück, dann weiß ich mehr. Falls das mit dem Preis (incl. allem was ich brauche bis sie auch leuchtet ) so unter 150 Euro bleibt, wäre das SUPER. geb gleich Bescheid...

Alternative mit einer LED:
Bei LED1 hab ich diese LED empfohlen bekommen:
http://www.led1.de/shop/highpower-leds/ ... a7ise7f864

zusammen mit Netzteil, Kühler und ev. Linse bin ich da unter 50 Euro und alles ist schön klein.
Einziges Problem, dass es nicht wirklich ein Punktlicht ist und eventuell eine Schliere durch den Draht der Diode zu sehen sein könnte. Aber falls das trotzdem passt, dann ist das doch nicht schlecht, oder?

Zu der Parallelität unseres Zentralgestirns (@ Andreas): Danke, bin zuerst erschrocken, als ich gelesen habe, da ich dachte, das Licht ist super-parallel. Später wird der Abstand der Spiegel zur Abbildung etwa 50cm sein und da hab ich für 0.004 Radiant eine Verschiebung von 2mm berechnet. Das ist nicht gut, aber vielleicht kriege ich das noch hin, indem ich die Spiegel leicht nach innen wölbe um sie auf 50cm zu fokussieren. Danke für die Warnung im Voraus.

Also das wird spannend, aber ich glaube es klappt.
Danke!!!
lg
Markus

[tier]

Ich hoffe wir bekommen dann mal ein Bild zu sehen wenn das Projekt fertig ist.

Gruß

Tier

[VDX]

... hab' im PL-Forum gerade ein youtube-Video gefunden, bei dem sehr schön mit 'Parallel-Licht' (und einer Horde Quadcopter) 'gearbeitet' wurde!

http://www.youtube.com/watch?v=cseTX_rW3uM

Viktor

[Hatschi]

Halli Hallo

Da würde ich eher zu einer Cree XPE tendieren, dafür gibt es eine 4° Optik

Die 3° Optik kommt demnächst. Auch für die Luxeon Rebel gibt es 4° Optiken.

Hatschi

[Speedwing]

Wenn ich mal anmerken darf.Es gibt auch kleine Led Pinspots ca 30 Euro die haben auch 4 Grad mit ne opitik davor könnte man das vieleicht auch hin bekommen.

[MarkusK]

Vielen Dank soweit!!!
es hat eine Weile gedauert, bis ich dazu gekommen bin, daran weiterzuarbeiten. Aber es gibt was spannendes zu sehen.
Hier sind 2 Bilder. Ich habe ein "X" berechnet und dann mit einem Makerbot gedruckt. Dann Spiegel drauf. Und dann Parallellicht erzeugt mit einer OSRAM LED. War schon ganz gut. Vermutlich sind einige Spiegel beim Kleben verzogen, daher gibt es Abweichler. Vielen Dank an alle die mitgeholfen haben. Next Steps are: besseres Parallellicht mit einer Overhead-Projektor-Fresnel-Linse und Spiegelobjekt aus Alu fräsen und pollieren.

[undineSpektrum]

Donnerwetter... für einen Versuch ein gelungenes Werk...
Die Linse ist dabei eine Fresnelsche Linse in Form einer dünnen Folie... das ist also die beta-Test-Version....
Bin gespannt auf die endgültige Anordnung.

Grüße,

Undine

[MarkusK]

Danke Udine, es geht voran....