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Schein- oder Bildwerferanlage mit Kondensorlinse.
Die Erfindung bezieht sich auf Schein-oder Bildwerferanlagen mit ehromatisch nicht korrigierter Kondensorlinse bei der als Lichtquelle eine oder mehrere Hochdruckmetalldampflampen dienen. Durch die Verwendung solcher Entladungsröhren, vorzugsweise Hochdruckqueeksilberdampflampen mit Gasfüllung, die im Betrieb einen Quecksilberdampfdruck grosser als 6 Atm. (z. B. 150 Atm. ) aufweisen und mit einer oder mehreren Glühelektroden versehen sind, die nur wenig aus einer sie umgebenden Quecksilber oder Amalgam enthaltenden verdampfbaren Metallmasse hervorragen, lassen sieh erhebliche Vorteile, insbesondere für die Projektion von Bildfilmen erreichen. Mit derartigen Röhren kann z. B.
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auch das Lichtspektrum genügt im allgemeinen den für Projektionszwecke zu stellenden Bedingungen.
Es zeigt sich jedoch, dass die linienförmige Gestalt der Entladungsbahn für manche Zwecke, wie z. B. die gleichmässige Beleuchtung des rechteckigen Filmfensters in einem Filmprojektor, störend wirkt. Dieser Nachteil kann beispielsweise dadurch behoben werden, dass hinter der Entladungsbahn eine Spiegelanordnung vorgesehen wird, mit der zwei oder mehrere Nebenbilder der Entladungsbahn erzeugt werden, wodurch erreicht wird, dass die Kondensorlinse, statt yon einer linienförmigen, von einer mehr oder weniger fläehenartigen Lichtquelle ausgeleuchtet wird. Es kann dies auch mittels mehrerer, nebeneinander angeordneter Entladungsbahnen erreicht werden.
Es ergibt sich aber trotz dieser Massnahme für die Verwendung in Schein-oder Bildwerferanlagen noch ein unangenehmer Umstand. Die Lichtbündel weisen, nachdem sie die Kondensorlinse passiert haben, blaue Ränder auf, so dass durch die Projektion auf eine Ebene, wie insbesondere bei Filmprojektion, dunkle Flecken oder Streifen entstehen.
Es ist im allgemeinen schon bekannt, zur gleichmässigen Zerstreuung von Liehtstrahlen, einen durchsichtigen Glaskörper im Lichtwege anzuordnen, welcher selbst lichtzerstreuend wirkt (Milchglaskolben), oder dessen Oberfläche lichtzerstreuend wirkt (mattierter oder satinierter Glühlampenkolben). Auch hat man schon vorgeschlagen bei Projektionsgeräten im Lichtwege eine mattiert Glasscheibe anzuordnen. Dies führt aber zu einem erheblichen Lichtverlust, da der Streuungswinkel ungefähr 1800 beträgt, wodurch viele Lichtstrahlen ausserhalb des Randes der Kondensorlinse fallen und daher nicht mehr von ihr verarbeitet werden.
Die Erfindung besteht nun darin, dass bei den oben angegebenen Sehein-oder Bildwerferanlagen. wobei ein wenigstens in dem Wege der direkt ausgesandten Lichtstrahlen, zumindestens an seiner Oberfläche lichtzerstreuender, lichtdurchlässiger Körper angeordnet ist, dadurch ein homogenes Lichtbündel hervorgerufen wird, dass dieser Körper mit seiner lichtzerstreuenden Oberfläche mit einem lichtdurchlässigen Stoff in Berührung ist, welcher eine grössere optische Dichte als Luft aufweist.
Unter "homogen" ist hiebei an erster Stelle nicht zu verstehen, dass die Lichtstärke in einer Ebene senkrecht zur Hauptrichtung des Bündels überall annähernd gleich gross ist, sondern dass die Farbenverteilung des Lichtes annähernd dieselbe ist, oder wenigstens derartig, dass die oben erwähnten Ubelstände der Brechung verringert werden, so dass sie bei der Projektion nicht störend empfunden werden.
Durch die erfindungsgemässe Massnahme kann der oben angegebene Streuungswinkel von 1800 bis auf z. B. 600 herabgesetzt werden. Die durch die Streuung hervorgerufenen Lichtverluste können so praktisch ausgeschaltet werden.
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der Dichte dieses Körpers aufweist. Hiedurch werden die Streuungsverluste auf ein Mindestmass herabgesetzt. Vorteilhaft kann zu diesem Zwecke die zur Kühlung der Entladungsröhre dienende Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, dienen.
Der lichtzerstreuende Körper kann verschiedenartig sein. So ist es erfindungsgemäss möglich, die vorhandene Kondensorlinse mindestens einseitig zu mattieren, oder in einer andern Weise lichtzerstreuend auszuführen. Da durch diese Massnahme ein Teil des zerstreuten Lichtes seitlich abweicht, und somit nicht benutzt wird, ist es in den Fällen, in denen eine sehr grosse Lichtausbeute erwünscht wird, empfehlenswert, zwischen der Entladungsröhre und der Kondensorlinse eine Glasscheibe anzuordnen, die selbst in oben angegebener Weise lichtzerstreuend ausgeführt ist.
Ordnet man die Glasscheibe an jener Stelle, an welcher die ausgestrahlten Lichtbündel stark konzentriert sind, an, so werden diese, von ihr seitlich abgelenkten Liehtstrahlen zufolge der Reflexion des die Lichtquelle und Kondensorlinse enthaltenden Gehäuses die Kondensorlinse noch erreichen, so dass praktisch kein Lichtverlust auftritt.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der die Verhältnisse nur schematisch angegeben sind, näher erläutert.
Fig. 1 stellt eine Anlage für Bildwerferzwecke dar, die insbesondere für Filmprojektion geeignet ist. Mit einer Spiegelanordnung 2 arbeitet eine Liehtqelle 1 (z. B. eine Superhochdruckquecksilberdampflampe) derart zusammen, dass neben der Lichtquelle 1 zwei Bilder 3 und 4 entstehen. Selbstverständlich können auch mehrere Entladungsröhren nebeneinander angeordnet sein, die so mit einer geeigneten Spiegelanordnung zusammenarbeiten. In dieser Figur sind von den, von der Lichtquelle 1 und ihren Bildern ; ; und 4 nach der Kondensorlinse 5 ausgesandten Lichtbündeln nur die Begrenzungs- linien eingezeichnet.
Somit ist der in Fig. 1 a angegebene Wert der Breite des Lichtbündels in der Ebene des Bildfensters (b2) kleiner als der in den Fig. 2,3 und 4 eingezeichnete Wert & i, welcher sieh unter Berücksichtigung der Randstreuung ergibt. Wird zur Konzentration des ausgesandten Lichtes in der Nähe der Lichtquelle eine chromatisch nicht korngierte Kondensorlinse J angeordnet, so ergibt sieh, dass in dem Filmfenster 6, dessen mittlerer Teil 8 hauptsächlich von zwei Lichtbündeln und dessen Ränder 7 von nur einem Lichtbündel beleuchtet werden, dunkle Streifen 9 auftreten, welche eine nichthomogene Beleuchtung dieses Fensters und somit der Vorführungswand verursachen.
Dies geht ohne weiteres aus den Fig. 1 a und 1 b hervor, in denen die Zonen, die nur von einem Bündel, die Zone, welche von zwei Bündeln bestrahlt werden und die dunklen Streifen eingezeichnet sind. Diese dunklen Flecken oder Streifen werden durch die Lichtbrechung, die infolge der chromatisch nicht korrigierten Linse 5 entstandenen, kurzwelligen (blauen) Bänder des Spektrums verursacht.
Wird nun entweder die nach der Lichtquelle zugekehrte Seite der Kondensorlinse 5, oder eine Glasscheibe 10, die zwischen der Lichtquelle 1 und der Kondensorlinse 5 angeordnet sein kann, lichtzerstreuend ausgeführt, so. wird dadurch der geschilderte Übelstand, d. h. die dunklen Flecken oder Streifen 9, nicht oder praktisch nicht auftreten. Die Glasscheibe 10 oder, wenn diese Glasscheibe nicht vorhanden ist, die Kondensorlinse steht an der der Lichtquelle zugekehrten Seite in Berührung mit der Kühlflüssigkeit zur Kühlung der Lichtquelle, welche eine optische Dichte, grösser als diejenige von Luft, aufweist.
Hiedurch wird eine seitliche Streuung des Lichtes, welche zu Lichtverluste Anlass geben könnte, praktisch ausgeschaltet. Überdies besteht die Möglichkeit, dass ein Teil der seitlich abgelenkten Lichtstrahlen noch von der Kondensorlinse aufgefangen und verarbeitet wird. Es hat sieh in der Praxis erwiesen, dass das Vorhandensein der Glasscheibe 10 auch die Gefahr eines Springens der Linse 5 verringert.
In den Fig. 2,3 und 4 sind die relativen Lichtintensitäten längs des Schnittes A. -A (Fig. 1b) angegeben.
Fig. 2 zeigt die Verhältnisse, wenn eine glatte Kondensorlinse 5 mit einer Lichtquelle 1, ihren Bildern 3 und 4 und einem Spiegel 2, ohne Glasscheibe 10 zusammen arbeitet. Als Abszisse ist in Fig. 2 die Breite b1 des die Wandung, in welcher das Filmfenster angeordnet ist, treffenden Liehtbündels eingetragen. Das Filmfenster weist eine kleinere Breite b auf. In dieser Figur lässt sich die Zone 8, in welcher sieh zwei Bündel einander überlappen, und die nur von einem Bündel herstammenden Zonen 7 erkennen. Gerade am Übergang der Zonen 7 in die Zone 8 entstehen die dunklen Streifen 9, die bei der Vorführung eines Filmes als störend empfunden werden.
Bei einer solchen Anordnung sind also die dunklen Streifen und somit die erheblichen sprunghaften Intensitätsunterschiede für eine gute Projektion von Nachteil.
Wird in an sieh bekannter Weise zwischen der Lichtquelle und dem Filmfenster eine mattierte Fläche angeordnet, so ist der Verlauf der Lichtintensität wie in Fig. 3 gezeigt. Obwohl Homogenität über die Breite des Filmfensters 6 besser ist, als ohne lichtzerstreuende Fläche (Diagramm Fig. 2), ist die Intensität bedeutend geringer, was durch die seitlichen Liehtverluste verursacht wird.
Die Verhältnisse werden bedeutend verbessert, wenn man zwischen der Lichtquelle 1 und ihren Bildern ; ; und 4 und der Kondensorlinse 5 die in Fig. 1 eingezeichnete lichtzerstreuende Glasscheibe 10 so anordnet, dass sie zumindest an der, der Lichtquelle zugekehrten Seite, vorzugsweise jedoch an beiden
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Seiten, in Berührung mit einem Stoff steht, welche eine kleinere optische Dichte als die Glasscheibe selbst aufweist. Das zur Seite abgelenkte Licht wird zum grössten Teil doch noch von der Kondensorlinse 5 aufgefangen und verarbeitet. Zu diesem Zweck kann die Kühlflüssigkeit für die Lichtquelle dienen. In Fig. 4 ist der Intensitätsverlauf angegeben. Über den grössten Teil der Breite b des Filmfensters ist die Intensität konstant, und bedeutend grösser als im vorhergehenden Falle (Fig. 3).
Die sprunghaften Intensitätsunterschiede (Fig. 2) und somit die dunklen Streifen 9 sind verschwunden und es wird eine praktisch homogene Beleuchtung erhalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sehein-oder Bildwerferanlage mit Kondensorlinse, bei der als Liehtquelle eine oder mehrere Hochdruckmetalldampflampen mit eingeschnürter Entladungsbahn dienen, wobei zur Erzeugung eines homogenen LichtbÜndels ein wenigstens in dem Wege der direkt ausgesandten Lichtstrahlen, zumindestens an seiner Oberfläche liehtzerstreuender, liehtdurehlässiger Körper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Körper mit seiner liehtzerstreuenden Oberfläche mit einem lichtdurchlässigen Stoff in Berührung ist, welcher eine grössere optische Dichte als Luft aufweist.