<Desc/Clms Page number 1>
Beleuchtungseinrichtung für Bildwerfer.
Man hat versucht, die Schatten der Halterung dadurch zu vermeiden, dass man das zu projizierende Strahlenbüschel teilt und mittels mehrerer Spiegel auf die zu belichtende Fläche wirft. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass an der zu projizierenden Stelle wegen der dort auftretenden sphärischen und chromatischen Fehler eine gleichförmige Ausleuchtung nicht zu erzielen ist. Abgesehen davon, ist das Bild der Lichtquelle zwischen Film und Objektiv gelegt, so dass Ungleiehförmigkeiten der Lichtquelle auf dem Schirm eine ungleichmässige Lichtverteilung hervorrufen. Diese Nachteile werden vermieden, wenn gemäss der Erfindung bei einer derartigen Beleuchtungseinrichtung die von einer Lichtquelle kommenden Beleuchtungsstrahlen, die in bekannter Weise, z.
B. durch einen geteilten Hohlspiegel in mehrere Lichtstrahlenbündel zerlegt sind, durch ein vorzugsweise auch senkrecht zur optischen Achse mehrgliedriges Kondensorsystem nach reeller Zwisehenbildung der Lichtquelle durch jeden der Spiegel und zugehörigen Kondensorteile in der Ebene des zu projizierenden Bildes so zur Überlagerung gelangen, dass Schatten von Teilen der Lichtquelle bzw. deren Haltemittel nicht im Bildfenster und auf dem Bildschirm in Erscheinung treten können. Es ist schon bei Linsensystemen bekannt, in der Nähe eines der Lichtquelle benachbarten Kondensor eine Ebene vorzusehen, die in die zu belichtende Fläche abgebildet wird. Bei derartigen Anordnungen handelt es sich nicht darum, eine schattenfreie Abbildung einer Lichtquelle zu erzielen, ausserdem treten grosse Lichtverluste auf, die gerade durch die Verwendung von Spiegelbogenlampen zu vermeiden sind.
Die gekennzeichnete Anordnung hat gegenüber den bekannten Anordnungen den Vorteil, dass sie bei hoher Liehtausbeute eine vollkommen gleichmässige Ausleuchtung der zu belichtenden Fläche ermöglicht und sämtliche Sehattenwirkungen, die von der Kohlenhalterung ausgehen, mit Sicherheit vermeidet.
In den Fig. 1-5 sind die wesentlichsten Merkmale der Erfindung an einzelnen Beispielen dargestellt. Fig. 1 zeigt das Prinzip der Lichtvermischung durch mehrere Liehtbüschel und die optische Abbildung einer Ebene eines jeden Liehtbüschels im allgemeinen, u. zw. unter Verwendung zweier Lichtquellen und zweier Hilfskondensoren. Fig. 2 zeigt die Erfindungsgedanken bei Verwendung einer einzigen Lichtquelle und eines einzigen, allerdings verhältnismässig grossen Hilfskondensors. In den Fig. 3 und 4 ist dargestellt, wie sich ein grosser Hilfskondensor durch einen erheblich kleineren ersetzen lässt.
Einige Möglichkeiten, besonders optische Mittel zur Erzeugung brauchbarer Bilder der Lichtquelle im Hilfskondensor ganz zu vermeiden, stellen die Fig. 5 und 6 dar. In diesen Fällen erfüllen die Hohlspiegel diesen Zweck.
Der Einfaehheit halber sind in allen Beispielen immer nr zwei Liehtbüschel dargestellt ; es bedeutet für den Fachmann aber keine Schwierigkeiten, das Verfahren auf beliebig viele Lichtbüschel auszudehnen. Ebenso ist es einfach, die in den Fig. 2-6 dargestellten Anordnungen mit mehreren Liehtquellen zu verwenden. Die Anzahl der Liehtbüsehel und der Lichtquellen hängt von dem besonderen Zweck ab, dem die Anordnung dienen soll. Ist beispielsweise die zu projizierende Fläche rechteckig, so wird man zweckmässig vier Lichtbüschel benutzen, da hiedurch eine möglichst ökonomische Ausnutzung einer einzigen Lichtquelle und eine besonders gute Mischung erzielt werden kann. In anderen Fällen wiederum kann die Beschaffenheit der Lichtquelle massgebend sein.
In manchen Fällen wird es notwendig sein, durch optische Abbildungen noch weitere reelle oder virtuelle Bilder der Lichtquelle zu erzeugen. Das Wesentliche der Erfindung soll daher nicht beeinträchtigt werden, wenn in den Beispielen in jedem Licht- büschel vor der zu projizierenden Fläche nur ein einziges reelles Bild der Lichtquelle auftritt. In allen Abbildungen haben gleiche Teile gleiche Bezugszeichen erhalten. Von den beiden Lichtbüscheln ist
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
büschel und optischen Teile gruppieren. Die Lichtquelle ist immer mit c bezeichnet, ihre optischen Abbilder erhielten denselben Buchstaben, aber fortlaufend gestrichen. Ebenso wurde bei der optisch abzu-
EMI2.2
ein Objektiv und mit q ein Projektionsschirm bezeichnet.
Die erfindungsgemäss zu beleuchtende Fläche befindet sich bei fI in der Nähe der Feldlinse o. Das Objektiv p entwirft von ihr ein Bild auf den Projektionssehirm q.
Fig. 1. Es ist d ein Kondensor, der von der Lichtquelle c ein reelles Bild cI im Hilfskondensor m
EMI2.3
der beiden Ebenen f in der zu projizierenden Ebene bei fI und ebenso auf dem Projektionsschirm q. Von den beiden Abbildern Cl entstehen dagegen zwei nebeneinanderliegende im Objektiv p.
Fig. 2. Es ist e ein Hohlspiegel, der von der Lichtquelle c zunächst ein Bild im Unendlichen-es
EMI2.4
schirm weiter abgebildet wird. In p liegen wieder durch Vermittlung der Feldlinse o die beiden Abode Für die praktische Ausführung ist es vorteilhafter, von einer Abbildung der Lichtquelle ins Unendliche nach der einen oder anderen Seite etwas abzuweichen und ebenso f fI nicht genau in die Brenn-
EMI2.5
Fig. 3. Der Hohlspiegel e entwirft wieder ein Bild von o im Unendlichen, während die Kollimatorlinse g wieder ein reelles Abbild, u. zw. in seinem Brennpunkt bei cl erzeugt. Der Hilfskondensor git ist hier verhältnismässig klein. Aus diesem Grunde sind zwei Prismen mit gleichen Winkeln k und i ! ange- ordnet, die das Liehtbüsehel so brechen, dass es von m aufgenommen werden kann. Die Ebene y liegt wieder im Brennpunkt von g, so dass das erste Abbild fI im Brennpunkt von m entsteht. Die Feldlinse o entwirft wie früher in p die beiden Abbilder eIl und p erzeugt von fI das Abbild/ auf den Projektionsschirm. Bei der praktischen Ausführung wird man zweckmässigerweise g und k bzw. l und m aus einem Stück anfertigen.
Fig. 4. Dieses Beispiel unterscheidet sich von dem nach Fig. 3 nur dadurch, dass das Lichtbüschel in den Hilfskondensor hineingespiegelt anstatt gebrochen wird. Diese Aufgabe fällt den beiden Planspiegeln 7t und t zu.
Fig. 5. Hier bezeichnet e je einen Hohlspiegel, die aus dem in Fig. 4 erwähnten durch Zerschneiden hervorgegangen sind. Jeder Teil ist um eine zur Zeiehenebene senkrechte Achse etwas geschwenkt und zur Lichtquelle c so eingestellt, dass bei er ein reelles Bild der Lichtquelle ohne Beihilfe einer Kollimatorlinse entsteht. Bei er ist wieder der Hilfskondensor m angeordnet, der f nach fl abbildet. Die Feldlinse o entwirft auch hier wieder zwei Abbilder der Lichtquelle in p und p erzeugt ebenfalls wieder von fI die Abbilder fII auf dem Projektionsschirm.
Fig. 6. Dieses Beispiel stimmt mit dem in Fig. 5 beschriebenen hinsichtlich des Hohlspiegels genau überein. Das Lichtbüschel wird aber in diesem Fall in einem einzigen Hilfskondensor durch k und i hineingespiegelt. Dadurch entsteht, wie leicht zu erkennen ist, zwischen den Lichtbüseheln ein erheblicher Zwischenraum, in dem sich ohne Lichtverlust Halter u. dgl. für die Lichtquelle unterbringen lassen. Der Strahlenverlauf zeigt ferner noch, dass der Hohlspiegel bis nahe an die optische Achse a, b heran nutzbar gemacht werden kann, was um so wichtiger ist, da bekanntlich gerade in dieser Gegend die Ausstrahlung bei manchen Lichtquellen, z. B. Bogenlampen, am günstigsten ist.
Bei Cl, also im Hilfskondensor, liegt wieder das erste Abbild der Lichtquelle und o erzeugt das zweite c'I wieder in p. Von f entwirkft m ein reelles Abbild bei fI und p erzeugt von ihm das zweite Abbild beize
Damit bei der Abbildung von c nach e infolge der kreisrunden Öffnung von p so wenig als möglich Licht verlorengeht, ist dafür Sorge getragen, dass die Abbilder Cl so nahe wie möglich beieinander liegen. Es ist dies leicht zu erreichen durch passende Wahl und Lage der optischen Elemente. Bei Verwendung von nur zwei Lichtbüscheln wird der Erfolg bezüglich der Helligkeit nicht immer ausreichend sein. Aus diesem Grunde sind mehr als zwei Lichtbüschel, z. B. vier, zu empfehlen.
In diesem Falle befinden sich dann vier Abbilder ein p und jedes hat nur einen entsprechend kleineren Teil auszufüllen. Die Hilfskondensoren in und die Prismen ! in den Beispielen 1, 3 und 5 sind in der Richtung a-b gesehen als Sektoren, ähnlich wie in Fig. 8 dargestellt, anzufertigen. Die Spiegel i in den Beispielen 4 und 6
EMI2.6
förmign Prismen l in Fig. 3, die sektorenförmigen Hilfskondensoren in in Fig. 1 und 5 bzw. die pyramidenförmigen Spiegel i in Fig. 4 und 6 so ausleuchten, dass unter Berücksichtigung der Vergrösserung von nach e die ganze Öffnung des Objektivs p vollkommen ausgenutzt ist. Damit ist die obere Grenze
<Desc/Clms Page number 3>
der Helligkeitssteigerung erreicht.
Durch vier Lichtbüschel ist auch die Vermischung restlieher Ungleichmässigkeiten bei f eine bessere geworden.
In manchen Fällen wird die zu projizierende Fläche t'eine rechteckige Form haben. Auch in diesem Fall erweisen sich vier Strahlenbüsehel, z. B. bei Hohlspiegellampen, als besonders vorteilhaft.
Die vier Flächen f sind dann infolge der optischen Abbildung ebenfalls rechteckig und haben in der Richtung a-b gesehen etwa das in Fig. 7 dargestellte Aussehen. Bei c ist dann die Lichtquelle anzunehmen. Wie einzusehen ist, kann in diesem Fall der Hohlspiegel e ebenfalls eine rechteckige Form haben oder es können vier kleinere rechteckige Hohlspiegel verwandt werden. Dies bringt aber den Vorteil, dass die Gefahr des Zerspringens des einen grossen oder der vier kleinen Hohlspiegel erheblich herabgesetzt ist, denn es fällt derjenige Teil eines runden Hohlspiegels fort, der vom Flammbogen einer Bogenlampe am leichtesten getroffen wird. Dieser Teil ist in Fig. 7 schraffiert dargestellt. Bei Vers endung von vier getrennten Hohlspiegeln kommt noch hinzu, dass kleinere Teile weniger leicht springen als grössere.
Als Folge der rechteckigen Form der vier Liehtbüschel können auch die Kollimatorlinsen fi in Fig. 2,3, 4 und die Prismen k in Beispiel 3 eine rechteckige Form, also ein ähnliches Aussehen wie Fig. 7 erhalten. Ebenso wie die Hohlspiegel können auch in Beispiel Fig. 1 die Kondensoren eine rechteckige Form erhalten und die gekennzeichneten Vorteile geniessen. Bei 'werden vorteilhaft entsprechende Masken angebracht.
Während sich im Beispiel 1 bei Verwendung mehrerer Lichtquellen der Vorteil grösstmöglicher Ausbeute des günstigsten Ausstrahlungsbereiches, z. B. einer Bogenlampe, ergab, allerdings ohne Rücksicht auf die Ökonomie des Betriebes, bringen die übrigen Beispiele mit Hohlspiegel eine weitgehende ökonomische Verwendung einer einzigen Lichtquelle. Damit geht zwar der Nachteil einher, dass mit zunehmendem Ausstrahlungswinkel, also nach dem Rande des Hohlspiegels hin die Intensität erheblich abnimmt. Aber die Erfindung beseitigt auch diesen Mangel.
Denn wie leicht zu erkennen ist, besteht in den Fig. 2-6 nach dem vorhergehenden an den Spitzen der Pfeile bei f die geringere und am anderen Ende die grössere Intensität. Bei/ erkennt man aber an den Pfeilen, dass in der zu projizierenden Fläche immer eine Stelle von grösserer Intensität des einen Büschels mit einer Stelle geringerer Intensität des anderen Büschel zusammenfällt, also ein Ausgleich des Intensitätsgefälles stattfindet.