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Elektrische Projektionslampe
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Lampen und betrifft insbesondere elektrische Glühlampen, die in photographischen bzw. kinematographischen Projektoren verwendbar sind.
Die üblichen Projektoren, bei denen als Lichtquelle eine elektrische Glühlampe verwendet wird, sind entweder mit einem axial hinter der Lichtquelle angeordneten gewöhnlichen Reflektor ausgestattet, wobei direktes Licht von der Glühlampe und das vom Reflektor zurückgeworfene Licht in axialer Richtung eine Kondensorlinse, das im Bildfenster angeordnete, zu projizierende Filmbild und schliesslich die Projektionsoptik durchsetzt, oder sie enthalten einen zugleich in geeignetem Ausmass sammelnd wirkenden Reflektor, wobei dann die Mitverwendung einer Kondensorlinse entfällt.
Bei solchen Projektoren ergibt sich bei vorgegebener Lichtstärke der Lichtquelle die maximale Beleuchtungsstärke am Bildschirm, wenn die Lichtquelle bzw. die scheinbare Lichtquelle die Projektionoptik vollständig ausfüllt, d. h. wenn in beliebiger Richtung durch die beiden begrenzenden Öffnungen, nämlich durch das Bildfenster und die Projektionsoptik, nur die Lichtquelle bzw. die scheinbare Lichtquelle sichtbar ist. Da es praktisch nicht angängig wäre, diese Bedingung durch direkte Vergrösserung der Abmessungen der Lichtquelle zu erfüllen, muss ein angemessener Teil der Projektionsoptik durch die scheinbare, nämlich durch ein Kondensorsystem gesehene Lichtquelle, ausgefüllt werden.
Kondensorlinsen aus Glas leiden jedoch unter den Reflexionsverlusten an allen Grenzflächen zwischen Glas und Luft ; diese Reflexionsverluste nehmen zu den Rändern der Linse bzw. des Linsensystem hin zu, weil dort der Einfallswinkel der Lichtstrahlen am grössten ist. Dadurch wird die Ausleuchtung ungleichmässig. Überdies bewirkt ein Kondensor aus Glas störende chromatische Bildfehler.
Ein axial bündelnder Reflektor, der ohne Kondensorlinse verwendet wird, vermeidet zwar einige der geschilderten Nachteile, doch ergibt sich bei den üblichen Reflektorsystemen dieser Art der Mangel, dass infolge der zur AbstUtzung und elektrischen Speisung der Lichtquelle erforderlichen, schattenwerfenden Zuleitungsdrähte Dunkelbereiche auftreten, so dass auch hiebei keine gleichmässige Ausleuchtung erzielbar ist.
Weitere Schwierigkeiten ergeben sich bei Reflektorsystemen, bei welchen der Reflektor ausserhalb des Lampenkolbens angeordnet ist. So treten hiebei erhöhte Lichtverluste an den Grenzflächen zwischen Glas und Luft am Lampenkolben auf und ferner kann die auf diese Verluste zurückgehende Erwärmung zu einer Erweichung des Glaskolbens und zu einer Blasenbildung in diesem führen.
Die vorliegende Erfindung zielt deshalb darauf ab, eine verbesserte Projektionslampe zu schaffen, die weder Kondensorlinsen noch einen äusseren Reflektor erfordert.
Eine erfindungsgemässe Projektionslampe hat einen Glaskolben, in dem sich eine Lichtquelle und ein Reflektor befinden ; sie ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor die Gestalt eines unsymmetrisch zur Hauptachse eines gedachten Ellipsoids liegenden Ell1psoidsegmentes hat, von dem sich ein Brennpunkt innerhalb des Lampenkolbens und der zweite ausserhalb desselben befindet, wobei die Lichtquelle im erstgenannten Brennpunkt angeordnet ist.
Die Lampe kann gegebenenfalls einen lichtumlenkenden Schirm aus hitzebeständigem Material enthalten, der in unmittelbarer Nähe des zweckmässig wendelförmigen Glühfadens der Projektionslampe auf der dem ellipsoidischen Reflektor abgekehrten Seite des Glühfadens liegt und den diesem Reflektor abgekehrten Teil des Glühfadens teilweise umschliesst.
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Die erfindungsgemässe Bauweise für Projektionslampen bietet zahlreiche Vorteile. Insbesondere ergeben sich gegenüber Projektoren mit Kondensorlinsen geringere Lichtverluste. Verglichen mit bekannten Reflektoren, die ohne Kondensorlinse arbeiten, werden Schattenbildungen seitens der Zuleitungen vermieden. Da der Reflektor gemäss der Erfindung unterhalb des Glühfadens angeordnet werden kann, wird die Reflektoroberfläche durch die Hitzeentwicklung und den Wolframdampf weniger als sonst beschädigt. Da
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gen kann, wird die durchgelassene Lichtmenge weniger durch eine allfällige Schwärzung des Kolbens beeinträchtigt. Dies führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Konstanz des Lichtstromes während der gesamten Betriebsdauer.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden ferner durch die Anwendung eines Schirmes aus hitzebeständigem Material oberhalb des Glühfadens in unmittelbarer Nähe desselben die Wärmemengen und die Metalldämpfe vermindert. die vom Glühfaden in den Oberteil des Kolbens abgegeben werden.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung hervor. Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer erfindungsgemässen Projektionslampe. Fig. 2 zeigt in ähnlicher Weise eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung und Fig. 3 erläutert an einem Schema die Arbeitsweise einer erfindungsgemässen Lampe.
In allen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen verse- hen. Die Längsachse der Lampe ist mit Y-Y und die Projektionsrichtung oder optische Achse der Lampe ist mit X-X bezeichnet. Der Glühfaden der Projektionslampe kann in üblicher Weise als Doppelwendel ausgebildet sein, wie dies in Fig. 1 angedeutet worden ist, d. h. aus einem gewendelten Draht bestehen, der seinerseits in Form mehrerer grösserer Windungen nochmals gewendelt ist. Anderseits kann aber auch eine sogenannte biplanare Fadenanordnung verwendet werden. bei der Reinen gerader Stücke eines gewendelten Drahtes in zwei Ebenen angeordnet sind, wie dies Fig. 2 veranschaulicht.
Die in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemässe Projektionslampe besteht aus einem durchsichtigen, allseitig verschlossenen Glaskolben l, der an einem Ende mit einem opaken Überzug 2 versehen ist und am andern Ende einen Sockel 3 trägt. In diesem Glaskolben befindet sich das als Ganzes mit 4 bezeichnete Fa- dengestell.
Das Fadengestell 4 besteht aus den Zuleitungsdrähten 5 und 6, die den Glühfaden 7 haltem und mit diesem elektrisch leitend verbunden sind. Der Glühfaden hat bei diesem Beispiel, wie schon erwähnt, die Form einer Doppelwendel und besteht z. B. aus Wolfram.
DerLampensockel kann von beliebiger Bauart sein. Im dargestellten Beispiel enthält er einen das Einsetzen in die Fassung erleichternden Passstift 8 und mehrere Durchführungsdrähte 9, 10, 11 und 12, die in den Lampenkolben 1 eingeschmolzen sind. Die Zuleitungsdrähte 5 und 6 sind mit den inneren Enden der Durchfilbrungsdrähte 10 bzw. 11 verbunden. Durch Stützdrähte 14, die mit dem Durchführungsdraht 12 verbunden sind, wird ein Schirm 13 abgestützt, der sich in unmittelbarer Nähe des Glühfadens der Lampe befindet. Der Schirm 13 kann aus einem hitzebeständigen Material bestehen ; vorzugsweise wird er aus einem Metall, wie Molybdän oder Wolfram, hergestellt. Die genaue geometrische Gestalt und Anordnung des Schirmes 13 bezüglich des Glühfadens ist nicht kritisch.
Es empfiehlt sich aber, die Anordnung so zu treffen, dass der Schirm den Glühfaden 7 auf jener Seite, die sich in der Betriebslage der Lampe oben befindet, derart teilweise umschliesst, dass nur jener Teil des Glühfadens 7, der dem mit 15 bezeichneten Reflektor zugekehrt ist, unabgeschirmt bleibt. Infolge der zylindrischen Gestalt des Glühfadens 7 hat dann der Schirm 13 im allgemeinen einen halbkreisförmigen oder rinnenförmigen Querschnitt ; er kann aus einem etwa 75 Mikron starken Molybdänblech hergestellt und bei Lampenspannungen im Bereich von 105 bis 125 Volt in einem Abstand von etwa 1 mm von der Wendel angeordnet werden.
Gemäss der Erfindung hat der Reflektor 15 die Gestalt eines Teiles oder Segmentes eines Rotations- eliipsolds ; dieses Ellipsoidsegment liegt unsymmetrisch zur RotationsachseZ-Z der das Ellipsoid erzeugenden Ellipse, wie dies deutlicher in Fig. 3 erkennbar ist. Das den Reflektor 15 bildende (gedachte) Ellipsoid und infolgedessen auch das Ellipsoidsegment haben innerhalb des Lampenkolbens, vorzugsweise auf der Längsachse Y-Y der Lampe, einen ersten Brennpunkt Fi und ausserhalb des Lampenkolbens auf der opti-
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3deutlich erkennbar ist. Wie dargestellt, verlaufen die Längsachse Y-Y und die optische Achse X-X der Lampe senkrecht zueinander.
Der Reflektor 15 kann innerhalb des Lampenkolbens in beliebiger Weise abgestützt werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Reflektor 15 einen durch das bereits erwähnte Rotationsellipsoidseg- ment gebildeten Mittelteil 16 und einen zur Abstützung dienenden flanschartigen Randteil 17, der die
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strahlen im zweitenBrennpunktF gebündelt und gelangen schliesslich zur Projektionsoptik 28 des Projektors. Wie aus der Zeichnung erkennbar ist, kann der äussere Brennpunkt in günstiger Lage zwischen dem Bildfenster 27 und der Projektionsoptik 28 angeordnet werden.
Es ist ohne weiteres erkennbar, dass bei dieser optischen Anordnung die besonderen Vorteile der Erfindung optimal ausgenutzt werden. Wenn nämlich die Längsachse Y-Y der Lampe vertikale Lage hat, so wird das Licht durch eine vertikale Wandung des Lampenkolbens übertragen, die sich unterhalb der durch den Glühfaden gebildeten Lichtquelle befindet. Es wird somit jener Teil des Lampenkolbens vom Licht durchsetzt, der am wenigsten durch die Schwärzung des Lampenkolbens beeinflusst wird und der wesentlich kühler als der in unmittelbarer Nähe des Glühfadens liegende Kolbenteil ist. Ferner ergibt sich keine Schattenwirkung durch Zuleitungsdrähte, weil zwischen dem Glühfaden 7 und dem Reflektor 17 und auch im übrigen Strahlenweg keine Zuleitungsdrähte vorhanden sind.
Dem Fachmann sind noch zahlreicheabwandlungen der Erfindung ohne weiteres erkennbar. Beispielsweise müssen die Längsachse Y-Y und die optische Achse X-X der Lampe nicht unbedingt einen rechten Winkel miteinander einschliessen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrische Projektionslampe, in deren Kolben sich eine Lichtquelle und ein Reflektor befinden, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (15) die Gestalt eines unsymmetrisch zur Hauptachse eines gedachten Ellipsoids liegenden Ellipsoidsegmentes (16) hat, von dem sich ein Brennpunkt (F 1) innerhalb des Lampenkolbens und der zweite (F) ausserhalb desselben befindet, wobei die Lichtquelle im erstgenannten Brennpunkt angeordnet ist.