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Bildwurfvorrichtung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, um bei Dunkelheit Bilder, Schriftzeichen od. dgl. zu Reklamezwecken über weite Entfernungen, z. B. aus Wolken usw., zu projizieren.
Bei bekannten Bildwurfvorrichtungen bildet ein als Kondensor dienender Spiegel eine Lichtquelle ab, und in das divergierende Bündel der reflektierten Strahlen wird eine Blende eingeschaltet, die das Licht nur in Form der gewünschten Schriftzeichen oder Bilder durchtreten lässt. Die Bilder oder Zeichen werden dann mittels eines Reflektors auf weit entfernte Flächen, z. B. Wolken, projiziert. Bildwurfvorrichtungen dieser Art befriedigen jedoch nicht, da beispielsweise im mittleren Teile des Bildes Schatten auftreten, die Bildränder unscharf ausfallen und die Bilder zu lichtschwach werden.
Für die in Betracht kommenden sehr weiten Entfernungen verlangt der Bildwurf einen Strahlenkegel von kleinster Divergenz. Einerseits muss eine ausreichende Lichtstärke erhalten bleiben, anderseits dürfen die Bilder oder Zeichen nicht zu ausgedehnt sein. In letzterem Falle würden sie sehr grosse Wolkenflächen von gleichmässiger Beschaffenheit, also eine nicht zu häufig vorkommende Projektionsfläche, erfordern.
Die vorliegende Erfindung benutzt als Lichtquelle den positiven Krater einer Bogenlampe, wobei unter günstigster Ausnutzung des hievon ausgehenden Lichtstroms ein projizierender Strahlenkegel von weniger als 50 Divergenz gewonnen werden kann, u. zw. bei kleinen Abmessungen des Bildwerfers im Vergleich zum Durchmesser und zur Brennweite der benutzten Spiegel.
Um bei Dunkelheit Leuchtzeichen-Schriften oder Bilder-auf weit entfernte Flächen, wie Bergwände, Wolken u. dgl., zu werfen, wird gemäss der Erfindung eine scheinbare Lichtquelle in Gestalt des wiederzugebenden Zeichens mittels eines Reflektors abgebildet, der die vom Brennpunkte ausgehenden Strahlen parallel reflektiert. Dazu wird beispielsweise ein Parabol- oder Manginspiegel. ver- wendet, dessen Öffnungsweite in bezug auf den Brennpunkt kleiner als 90 ist. Bei grösseren Öffnungwinkeln, die bei gewöhnlichen Scheinwerferparabolspiegeln etwa 120 betragen, würde das Bild durch Streuung unscharf werden.
Die scheinbare Lichtquelle von der Form der zu projizierenden Bilder oder Zeichen wird dadurch gewonnen, dass der positive Krater einer Bogenlampe mittels eines Hohlspiegels abgebildet und eine in Form der gewünschten Zeichen oder Bilder ausgeschnittene Schablone in den vom Hohlspiegel zurückgestrahlten Lichtkegel eingeschaltet wird. Die Schablone wird entweder an der engsten Stelle des Lichtkegels oder kurz vor derselben im konvergierenden Teil des Lichtkegels angebracht.
Durch die Schablonenöffnungen hindurch erfolgt eine intensive Strahlung, welche die scheinbare Lichtquelle in Form der gewünschten Zeichen liefert. Zugleich trifft die Erfindung Vorkehrung, dass man mehrere Schablonen, bei denen dieselben Zeichen oder Bilder in verschiedener Weise oder Grösse ausgestanzt sind, auswechseln kann. Ferner soll der zurückgestrahlte konvergierende Lichtkegel der-
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kegelquerschnitts anpasst. Dadurch wird es ermöglicht, die Grösse des Schablonenbildes nach der Wolkenhöhe und Wolkenformation zu wählen, wobei für niedrigere Wolken eine grössere Divergenz des projizierenden Strahlenkegels zugelassen werden kann.
Die Erfindung verwendet zur Abbildung des Kraters einen sphärischen Hohlspiegel, u. zw. soll der Abbildungsmassstab erfindungsgemäss kleiner als 1 : 4 sein. Dadurch wird, unter nicht zu starker
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Vergrösserung des Kraterbildes, die Lichtstärke möglichst wenig vermindert. Für die Abbildung des Ka1 ers wurden Parabolspiegel als nicht geeignet befunden. Elliptisch geschliffene Spiegel sind für einen kurzen Abbildungsmassstab dem Kugelspiegel nicht merkbar überlegen, dagegen teurer und haben unerwünschte Schattenwirkung, wenn sich die Schablone nicht genau am Bildort befindet. Ein Linsenkondensor würde einerseits chromatische Fehler usw. einführen, anderseits den Lichtstrom zu wenig ausnutzen.
Die Lichtstärke würde günstigstenfalls ein Zwanzigstel der bei einem Kugelspiegel gewinnbaren Lichtstärke betragen.
Die Erfindung ist durch die Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch die Rückstrahlung mittels eines Parabolspiegels und Fig. 2 die Rückstrahlung mittels eines sphärischen Spiegels. Fig. 3 veranschaulicht schematisch die Bildwurfvorrichtung und Fig. 4 einige zusammengesetzte Zeichen.
Der leuchtende Punkt oder die wirkliche Lichtquelle wird auf der Spiegelachse in einem Abstande a gleich vier Drittel der Brennweite f vom Parabolspiegelmittelpunkt 111 angeordnet. F bedeutet den Brennpunkt, A den leuchtenden Punkt oder die Lichtquelle.
Beim Parabolspiegel ergibt sich, dass die Lichtquelle A vom mittleren Teile des Spiegels etwa im Massstab 1 : 3, dagegen von den Randteilen nahezu im doppelten Verhältnis abgebildet wird. In Fig. 1 ist diese Erscheinung durch die Punkte A'und A" erläutert. Etwa bei A'liegt die Spitze des Lichtkegels vom mittleren Teile des Parabolspiegels, und ungefähr bei A" liegt die Spitze des in Betracht kommenden äusseren Strahlenkegels. Aus Fig. 1 ist leicht zu erkennen, dass an keiner Stelle eine enge Einschnürung des Lichtkegels eintritt.
In Fig. 2 ist angegeben, wie sich demgegenüber die Rückstrahlung beim sphärischen Spiegel gestaltet. Bei A befindet sich die wirkliche Lichtquelle, hier schon als Krater einer Bogenlampe dargestellt. Der Abstand a zwischen dem leuchtenden Punkt A und dem Spiegelmittelpunkt M ist hier ebenfalls gleich vier Drittel der Brennweite f.
Die Spitze des vom mittleren Teile des Spiegels ausgehenden Lichtkegels liegt etwa bei A'und die Spitze des äusseren Lichtkegels etwa bei A". Hier tritt also sehr deutlich in günstiger Weise eine enge Einschnürung des gesamten Lichtkegels ein. An dieser Einschnürungsstelle und vor ihr im konver- gierenden Strahlenkegelist der Raum scharf und praktisch gleichmässig ausgeleuchtet. Schattenwirkungen treten nicht auf. Bringt man in diesen Teil des Strahlenkegels einen Schirm, so erhält man auf ihm eine scharf begrenzte, gleichmässig helle Kreisfläche. Dagegen würde im divergierenden Strahlenkegel nur eine grössere schwächer und ungleichmässig helle Stelle erscheinen.
Die als engste Einschnürung des Strahlenkegels anzusehende Stelle hat gemäss Fig. 2 den Abstand a' vom Spiegelmittelpunkt M, u. zw. ist a'etwa 2'6mal so gross wie a. An dieser Stelle oder vor ihr im konvergierenden Strahlenbündel wird erfindungsgemäss die Bildschablone 8 angebracht.
Gemäss Fig. 3 befindet sich in der Achse des sphärischen Spiegels i die positive Kohle b, an die die negative Kohle c von unten her herantritt. Der Halbmesser des Spiegels i ist r, die Brennweite f gleich ein halb r. Der Abstand des Kraters L vom Spiegel i ist auch hier gleich vier Drittel f. Die Aussenstrahlen von der Lichtquelle A auf den sphärischen Spiegel i und die Aussenstrahlen des vom Spiegel i zurückgeworfenen Kraterbildes sind durch gestrichelte Linien angedeutet. Das Bild wird auf einen kleinen Planspiegel p geworfen, der es auf den als Reflektor wirkenden Parabolspiegel oder Manginspiegel j überträgt.
Auf den Reflektor j gelangt aber nicht der ganze Kraterlichtstrom, sondern an der engsten Einsehnürungsstelle des vom Spiegel i kommenden Lichtkegels oder kurz vorher ist die Schablone s angeordnet, welche vom Kraterlichtstrom nur Licht in Form der gewünschten Zeichen und Bilder durchlässt Die Bildschablone besteht zweckmässig aus gut wärmeleitendem Metall und kann an ihrem Rande beispielsweise mit wassergekühlten Rohren in Berührung stehen, die zur Ableitung der Wärme dienen.
Eine andere Kühlvorrichtung ist in der Zeichnung schematisch durch ein Gehäuse k angedeutet, dessen Mitteloff nungen !, m durch hitzebeständige Gläser verschlossen sind. Dem Gehäuse/c wird mitteis eines Rohres it Kühlwasser zugeführt, während das erwärmte Kühlwasser durch ein Rohr 0 abfliesst.
Die Bildschablone kann auch die Form eines laufenden Metallbandes haben, um Laufschritt, Wechselschrift oder bewegte Bilder zu projizieren.
Der Parabol- oder Manginspiegel j wirft die scheinbare Lichtquelle, welche ihm vom Planspiegel p her trifft, so zurück, dass der die Bilder oder Zeichen auf die entfernten Flächen werfende Strahlenkegel J eine Divergenz von weniger als 50 aufweist. Für sehr weit entfernte Flächen, wie z. B. hohe Wolken - insbesondere über 2000 m-, erhält man trotz des bei solchen Wolken diffusen Bildschirmes mittels der Vorrichtung immer noch genügend scharfe Bilder. Das ist auch dann der Fall, wenn man die Schablone s so wählt oder sie an eine solche Stelle des vom sphärischen Spiegel i kommenden Strahlenkegels setzt, dass die Divergenz des abbildenden Strahlenkegels J kleiner ist als 50.
Durch die grosse Wolkenentfernung wird in solchen Fällen die absolute Bildgrösse so erheblich. dass einereits die Unregelmässigkeiten der Wolken an Bedeutung verlieren, anderseits wegen der geringen Divergenz des Strahlenbündels J die Helligkeit des Bildes befriedigend bleibt.
Soll ein längeres Wort oder ein von der Kreisform stark abweichendes Bild projiziert werden, so verwendet die Erfindung einen sphärischen Kondensor, welcher aus zwei oder mehr Teilen derart
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oder sich berühren. Liegen die Mittelpunkte dieser einzelnen Kraterbilder auf einer Geraden, so entsteht ein langgestreckter ausgeleuchteter Raum, siehe Si und S2 in Fig. 4. Liegen die Mittelpunkte der ein- zelnen Kraterbilder auf den Ecken eines Quadrats, so entsteht ein gut ausgeleuchteter quadratischer Raum, siehe S3 in Fig. 4.
Der erfindungsgemäss als Reflektor verwendete Parabol- oder Manginspiegel j gibt die Zeichen oder Bilder (wenn man von der bei den benutzten Öffnungswinkeln unerheblichen Kcmmastreuung absieht) im Unendlichen genau wieder. Will man bei niedrigen Wolken eine grössere Divergenz als 50 für den abbildenden Strahlenkegel J zulassen, so kann man den Parabol-oder Manginspiegel j durch einen sphärischen Spiegel von entsprechender Brennweite ersetzen. In solchen Fällen bewirkt die sphärische
Aberration des sphärischen Spiegels nur eine im Vergleich zu den B ; ldabmessungen unerhebliehe Streuung.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung, um zu Reklamezweeken bei Dunkelheit Bilder oder Zeichen auf weit entfernten
Flächen, z. B. auf Wolken u. dgl., dadurch sichtbar zu machen, dass eine scheinbare Lichtquelle in Form der gewünschten Bilder und Zeichen aus dem Abbilde des positiven Kraters einer Bogenlampe herausgeblendet und mittels eines Reflektors auf die weit entfernten Flächen geworfen wird, dadurch gekenn- zeichnet, dass das reelle KraterbId von einem sphärischen Hohlspiegel (i) in ungefähr dreifacher Ver- grösserung entworfen und mittels einer Schablone (s) ausgeblendet wird, worauf die so gewonnene scheinbare Lichtquelle in Form der gewünschten Bilder und Zeichen mittels eines kleinen Planspiegels (p) seitlich auf einen im Unendlichen praktisch genau abbildenden Reflektor (j) abgelenkt wird.
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