CH209388A - Beleuchtungsvorrichtung für Projektionsgeräte, insbesondere für Laufbildgeräte. - Google Patents

Beleuchtungsvorrichtung für Projektionsgeräte, insbesondere für Laufbildgeräte.

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CH209388A
CH209388A CH209388DA CH209388A CH 209388 A CH209388 A CH 209388A CH 209388D A CH209388D A CH 209388DA CH 209388 A CH209388 A CH 209388A
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lenses
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Inventor
Aktiengesellschaft Zeiss Ikon
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Zeiss Ikon Ag
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/208Homogenising, shaping of the illumination light

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Description


  Beleuchtungsvorrichtung für Projektionsgeräte, insbesondere für     Laufbildgeräte.       Gegenstand der vorliegenden Erfindung  ist eine     Beleuchtungsvorrichtung    für Projek  tionsgeräte,     insbesondere    solche für die Kino  projektion, die den bisher verwendeten Ein  richtungen überlegen ist.  



  Die für     Laufbildgeräte        bisher    allgemein  verwendeten     Beleuchtungseinrichtungen    sind  meist so eingerichtet, dass mittels einer Be  leuchtungsoptik     @eirf        Abbild    des     Leuchtfeldes     der Lichtquelle erzeugt wird. Dieses Abbild  liegt     entweder    auf dem Bildfenster oder im  Objektiv der Projektionseinrichtung.

   Ist das       Leuchtfeld    homogen und von genügender  Grösse, so erfolgt s eine Abbildung meist auf  dem Bildfenster, während bei     inhomogenem     und zu kleinem Leuchtfeld nur eine Abbil  dung desselben in das Projektionsobjektiv,  zum Beispiel bei     Glühlampenbeleuchtung,     eine genügend gleichmässige Ausleuchtung er  möglicht. Gelegentlich finden auch etwas ge  änderte     Einrichtungen    Verwendung, ohne dass  an dem Grundsätzlichen des Aufbaues etwas  Wesentliches geändert ist.    Der Nutzeffekt aller dieser Einrichtungen  ist recht gering und auch die Gleichmässig  keit der     Bildfensterausleuchtung        ist    nicht  immer befriedigend.

   Auch     werden,        diese    Ein  richtungen höheren     Anforderungen.    an die       Ausleuchtung    zum Beispiel für Spezialfilme  nicht gerecht.  



  Gegenstand der Erfindung ist eine     Be=          leuchtungsvorrichtung    für Projektionsgeräte,  insbesondere für solche der     Laufbildgeräte,     bestehend aus     einer    -Lichtquelle und einer       optischen        Einrichtung    zur reellen Abbildung  dieser Lichtquelle in die Nähe des.

   Bildfen  sters, bei welcher im Strahlenraum zwischen  der     Lichtquelle    und dem Bildfenster zwei  je aus     -einer    Vielzahl von Elementarlinsen  bestehende     Linsenraster    derart angeordnet  und ausgebildet sind, dass durch je eine     Ele-          mentarlins,e    des einen Rasters     eine    Abbildung  je. einer Elementarlinse des andern Rasters  im Sinne der     Lichtrichtung    - auf das Bild  fenster     und    entgegen dem Sinne der Licht-           richtung    auf das Leuchtfeld der Lichtquelle  erfolgt.  



  Die Mängel der     bisherigen    Einrichtungen  treten am besten bei einer Aufzählung der  mit der neuen Beleuchtungsvorrichtung er  reichbaren Vorteile in Erscheinung  1. Die     Filmbitdausleuchtung    bei der er  findungsgemässen Einrichtung ist in ihrer  Gleichmässigkeit unabhängig von der Art, der  Form und der Grösse des     Leuchtfeldes    der  verwendeten Projektionslichtquelle.  



  2. Der Nutzeffekt der Projektionsbe  leuchtung kann durch die Anpassung der er  findungsgemässen Beleuchtungsvorrichtung  an die Form des     verwendeten    Leuchtfeldes  und an die Form des Bildfensters mehrfach  gesteigert werden.  



  3. Die     Beleuchtungsapertur    am Bildfeld  ist für alle "geometrischen"     Lichtströme     innerhalb der     durch    diese     Apertur        gegebenen          CTrenzen    gleich gross. Bei allgemeiner Ver  wendung der neuen     Einrichtung    kann eine  Vereinfachung der Kopienhaltung im     Ver-          leihbetrieb    der Filmindustrie und damit eine  Erhöhung der Qualität des Projektionsbildes  ermöglicht werden.  



  4. Für die     Projektion    von farbigen Fil  men, insbesondere von     Linsenrasterfilmen,     können die neuen Vorrichtungen von beson  derer Bedeutung sein, da sie die Verwendung  aller bekannten Lichtquellen hoher     Leucht-          dichte    ermöglichen und     keinerlei    Spezial  lampen erforderlich machen.  



  In der Zeichnung sind beispielsweise Aus  führungsformen der Beleuchtungseinrichtung  gemäss der Erfindung schematisch dargestellt.  Es zeigen:       Fig.    1 eine Beleuchtungsvorrichtung der  bisher verwendeten Art;       Fig.    2 ist eine erste     Ausführungsform    der  Beleuchtungsvorrichtung gemäss der Erfin  dung;       Fig.    3-ö zeigen für die erfindungsge  mässe Beleuchtungsvorrichtung zu verwen  dende Linsenraster;       Fig.    7 zeigt Einzelheiten über die Wir  kung der     Linsenraster;          Fig.    8 ist     eine    Erläuterungsfigur;

           Fig.    9-11 sind weitere Ausführungs  formen der     Beleuchtungseinrichtung;          Fig.    12 und 13 sind verbesserte Ausfüh  rungsformen der Beleuchtungseinrichtung,  und       Fig.    14 und 15 sind weitere     Erläuterungs-          figuren.     



  Die einfache Beleuchtungsvorrichtung von  der bisher verwendeten Art nach     Fig.    1 zeigt  eine reine     Kondensorlampe    für     Laufbildge-          räte,    bei der das Leuchtfeld 1 der Lichtquelle  vermittels eines zweiteiligen     Kondensors    2  und 3 auf das     Bildfenster    4 abgebildet wird.

    Die     Abbildung    ist durch eine Schar von  Strahlen verdeutlicht, die sich in der Bild  fenstermitte treffen und die bei einer idealen,  fehlerfreien     Beleuchtungsoptik    von der       Leuchtfeldmitte        ausgehen.    Diese     Beleuch-          tungsvorrichtung    gibt nur dann eine gleich  mässige     Ausleuchtung    des Bildfensters, wenn  das Leuchtfeld 1 eine solche Grösse.

   besitzt,  dass seine Abbildung das Bildfenster voll       überdeckt    und das Leuchtfeld in diesem Be  reich, der durch die gestrichelten Rand  strahlen angedeutet ist, eine homogene  Leuchtdichte     besitzt.    Um ohne Lichtverlust  am Bildfenster zu arbeiten,     müsste:    das  Leuchtfeld     seihst    von einer     dem        Bildfenster          entsprechenden    rechteckigen Form sein, was  sich nur durch besonders ausgebildete Lam  pentypen annähernd erreichen lässt.

   Da ausser  dem alle     Beleuchtungsvorrichtungen    mit er  heblichen     Abbildungsfehlern    behaftet sind,  ist. eine     gleichmässige        Bildfensterausleuchtung     nur bei     starker        Überdimensionierung    der       Leuchtfeldgrösse    erreichbar. Die hier entste  henden Verluste sind mit 75     %    nicht zu hoch       angegeben    und bedeuten einen recht erheb  lichen Mehraufwand an elektrischer Energie.

    der für sämtliche Kinotheater der Welt die  Summe von mehreren     Millionen        Kilowatt-          stunden    pro Jahr annimmt. Auch der Über  gang von der     Kondensorbelcuchtung    zur  Spiegelbeleuchtung vermag hier keine     Ab-          bilfe    zu schaffen, da die den Verlust veran  lassenden Ursachen bei allen bisherigen     Be-          lcuchtungsvorrichtungen    die gleichen sind.

        Während die     Beleuchtungsvorrichtung     nach     Fig.    1 eine     gleichmässige        Bildfeldaus-          leuchtung    nur bei     genügender    Grösse und  Homogenität des     Leuchtfeldes,    der     Projek-          tionslichtquelle    ergibt,     Rat    beider erfindungs  gemässen     Beleuchtungsvorrichtung,die    Gleich  mässigkeit     der        Bildfeldausleuchtung    unab  hängig von der Erfüllung dieser Bedingung.  



  Diese neue     Vorrichtung    ist in     Fig    2 in  einem ersten Beispiel dargestellt. Sie besteht  primär aus     einer        Beleuchtungsvorrichtung     nach     Fig    1, doch ist :der Strahlengang dieser       Einrichtung    durch die     Hinzunahme    zweier  besonders ausgebildeter und angeordneter  Linsenraster 5 und 6 wesentlich verändert.  



  Jedes dieser Linsenraster besteht aus  einer Vielzahl von sphärischen Elementar  linsen,     :die    praktisch     lückenlos.    aneinander  schliessen und die so     einander    zugeordnet sind,  dass die Verbindungslinien der Linsenmitten  der     Elementarlinsen    des einen Rasters (5) mit  den Linsenmitten der entsprechenden     Ele-          menta.rlinsen    des andern Rasters (6) sich  sämtlich in der Mitte des Bildfensters 4  schneiden.  



  Die Brennweite der Elementarlinsen des  Linsenrasters 5 ist so gewählt,     dass        :da.s    primär  durch den     Kondens:or    2, 3 ins! Bildfenster 4  abgebildete     Leuchtfeld    1 durch die Elemen  tarlinsen des Rasters 5     nunmehr    in das Lin  senraster 6 abgebildet wird. Jedes der in Viel  zahl entstehenden     Leuchtfeldbilder    kommt  auf eine Elementarlinse des Linsenrasters 6  zu liegen. Diese Elementarlinsen     des    Linsen  rasters 6 haben     eine    solche Brennweite, dass  die Elementarlinsen des     Linsenrasters    5 in das  Bildfenster 4 abgebildet werden, wo sich  diese Bilder gegenseitig überdecken.

   Die     Aus-          leuchtung    des     Bildfensters    geschieht also  durch Abbildungen aller der den einzelneu  Linsenelementen     des    Rasters 5 entsprechen  den Leuchtscheiben durch die Rasterlinsen 6  auf dem Bildfenster. Die Genauigkeit ihrer  Deckung auf dem Filmfenster wird dabei       durch    die Genauigkeit der     Linsenraster    und  ihres Abstandes untereinander und vom Film  fenster bestimmt.

   Die Grösse der Elementar  linsen des Linsenrasters 5 wird so bemessen,    dass die Grösse ihrer     im    Bildfenster     erzeugten     Abbilder     untereinander    gleich ist, und dass  diese     Abbilder    das:     Bildfenster    gerade aus  reichend überdecken. Da das Bildfeld der       Laufbildstreifen    ein Rechteck ist, :so werden  sämtliche Elementarlinsen des     "Bildfeld-          linsenrasters"    5 rechteckig begrenzt und  praktisch von     gleicher    Grösse genommen.

   Ihre  Zahl wird so     gross    gewählt, dass die Rechtecke  lückenlos aneinander stossen, was in Form von  zum     Beispiel    senkrechten Reihen und waag  rechten Zeilenermöglicht ist.  



       Fig.    3 zeigt eine Aufsicht auf ein "Bild  feldlinsenraster" mit Anordnung :der recht  eckigen     Elementarlinsen        in    sich senkrecht  kreuzenden, senkrechten Reihen und in Zeilen.       Fig.    4 gibt eine Anordnung in nur senkrech  ten Reihen,     Fig.    5 eine Anordnung     in    nur       waagrechten        Zeilen,    wobei die Linsen jeweils  um die halbe Höhe     resp.    Breite in     aufenn-          anderfolgenden    Reihen     res.p.    Zeilen versetzt  sind.  



  Ist das Leuchtfeld der     Projektionslicht-          quelle    von annähernd     runder    Form, wie zum  Beispiel der positive Krater     einer    Gleich  strombogenlampe, so ist     :die    Form der Ele  mentarlinsen des     "Leuchtfeld"-Lins:enrasters     6     ebenfalls        zweckmässig    annähernd     rund.    Da:

    jedoch auch diese     Elementarlinsen        praktisch     lückenlos     aneinaudersthliessen    sollen, so er  gibt     sich,    hier als günstigster Aufbau die       wabenförrmige    Anordnung sechseckig ausge  bildeter     Elementarlinsen.        Fig.    6 zeigt eine       solche        Ausbildung    des     "Leuchtfeld"-Linsen-          ras:

  ters    6.     Durch.,die    beschriebene     Anordnung.,     wobei die     Linsenmitten    je einer Elementar  linse des     "Bildfel.d"-Lins.enrasters.    und der  entsprechenden Elementarlinse des     "Leucht-          fel@d"-Linsenrasters    auf<B>je</B>     einer    durch die       Bildfeldmitte    gehenden Geraden liegen, ist  festgelegt,     :

  dass,    die     Linsenmitten    sämtlicher       Elementarlinsen    des     "Bildfeld"-    und des       "Leuchtfeld"-Lins,enra,sters        ähnliche    Punkt  netze     bilden.     



  Ein     Vergleich    der     Fig.    3, 4, 5     und    6 zeigt,  dass für ein     annähernd        rundes    Leuchtfeld  diese Forderung am besten durch eine An  ordnung     :des        "Bildfeld"-Lins,enrasters    gemäss           Fig.    5     in    Verbindung mit dem     "Leuchtfeld"-          Linsenraster    gemäss     Fig.    6 erfüllt wird.  



  Da durch jede Elementarlinse des       ..Leuehtfeld"-Linsenrasters    6 zufolge der  stattfindenden Abbildung nur die Strahlen  zum Bildfenster 4 geleitet werden, die durch  die zugehörige, ins Bildfenster 4 abgebildete  Elementarlinse des     "Bildfeld"-Lins@enrasters     gegangen sind, so hat es keinen Zweck,       (wenn    das auf den Elementarlinsen  ,des     "Leuehtfeld"-Linsenrasters    entworfene       Leuchtfeldabbild    grösser ist als diese Elemen  tarlinsen.

   Die für eine     maximale    Bildfeld  beleuchtung erforderliche     Leuehtfeldgrösse          ergibt    sich aus der Grösse einer durch die ge  samte     optische    Vorrichtung rückwärts in     di-          LeuchtTeIdebene    abgebildeten Elementarlinse  des     "Leuchtfeld"-Linsenrasters.     



  Umgekehrt jedoch kann diese Einrichtung  in Verbindung mit jeder kleineren     Leucht-          fläche    1 der Lichtquelle verwendet werden.  Dann ist zwar das     "Letichtfeld"-Linsenraster     nicht vollkommen ausgeleuchtet, sondern die  einzelnen     Leuchtfeldbilder    sind durch Lücken  voneinander getrennt.

   Aber jede Elementar  linse des     "Leuehtfeld"-Liiisenrasters        erzeugt     ein Abbild des     zugehörigen    Elementes     des          .,Bildfeld"-Liiisenrasters    auf dem     Bildfenster.     Die gleichmässige     Ausleuchtung    des     Bild-          fensters    ist unabhängig von Form und Grösse  des     Leuchtfeldes    der     Projektionslichtquelle.     



  Die Beleuchtung des Bildfeldes wird op  timal, wenn die Form der Elementarlinsen  des     "Leiichtfeld"-Linsenrasters    ,der Form      & s     Leuchtfeldes der Projektionslichtquelle ent  spricht und die Grösse des Leuchtfeldes mit  der Grösse einer rückwärts auf die     Leuehtfeld-          ebene    abgebildeten Elementarlinse des       "Leuchtfeld"-Linsenrasters    übereinstimmt.    Der Nutzeffekt wird optimal, wenn ausser  dem in dem     "Bildfeld"-Linsenraster    bei einem  dem     "Leuchtfeld"-Linsenraster    ähnlichen  Punktnetz die Mittelpunkte der Elementar  linsen eine lückenlose Anordnung von Bild  feldabbildern entsteht.  



       Fig.    7 zeigt bei     a    einen Ausschnitt aus  einem     Bildfeldraster,    bei     ö    das zugehörige  Punktnetz der Mitten der Elementarlinsen,  bei     e,    d, e und f für dieses Punktnetz einige  mögliche,     lückenlose        aneinanderstossende    Ele  mente des     "Leuehtfeld"-Irinsenrastens,    wobei  die Form gemäss 7e für die     Verwendung    eines  runden Leuchtfeldes am günstigsten er  scheint.  



       Zwischen        den    Brennweiten und Abmessun  gen der Elementarlinsen der beiden Linsen  raster sowie zwischen den     Abständen    der Lin  senraster vom Bildfenster und dessen Grösse  bestehen folgende Beziehungen:  Ist nach     Fig.    8:

   A, der Abstand     voin          "Bildfeld"-Linsenraster    zum Bildfenster, A_  der Abstand \vom     "Leuclitfeld"-Linsenraster     zum Bildfenster, f, die Brennweite der     Ele-          mentarlinsen    des     "Bildfeld"-Linsenrasters,          f.,    die Brennweite der Elementarlinsen des       "Leuchtfeld"-Linsenrasters,        d1    die Maschen  grösse des     Mittelpunktnetzes    im "Bildfeld"  Linsenraster,     d,    die Maschengrösse des Mittel  punktnetzes im     "Leuchtfeld"-Linsenraster,

       D der Durchmesser des Bildfensters (Bild  seite     resp.    Bildhöhe), so gilt:  
EMI0004.0066     
    Zum Beispiel:  
EMI0004.0067     
  
    A, <SEP> = <SEP> 300 <SEP> mm
<tb>  _4@, <SEP> = <SEP> 240 <SEP> mm <SEP> @ <SEP> f7 <SEP> = <SEP> 75 <SEP> mm <SEP> d, <SEP> = <SEP> 7,5 <SEP> mm
<tb>  D <SEP> = <SEP> 30 <SEP> mm <SEP> J <SEP> f<B><I>,</I></B> <SEP> = <SEP> 48 <SEP> mm <SEP> c<I>4</I>z <SEP> = <SEP> 6,0 <SEP> mm       Bisher wurde vorausgesetzt,     dass    die pri  märe     Beleuchtungsoptik    eine ideale Abbil  dung der     Leuchtfeldmitte    auf die Bildmitte    ergibt, eine Voraussetzung, die durch die       praktisch    verwendeten optischen Einrich  tungen nicht voll erfüllt ist.

   Vielmehr sind      alle diese     optisclhen    Systeme mit Abbildungs  fehlern behaftet. Bei dem hier hauptsächlich  interessierenden Fehler der sphärischen Aber  ration würden die     Leuchtfeldmitten    bei der  Abbildung durch das     "Bildfeld"-Linsenraster     nicht auf die Mitte der einzelnen Elementar  linsen der     "Leuchtfeld"-Linsenraster    zu lie  gen kommen. Ist das     Leuchtfeld    nur so gross.  dass seine Abbilder ganz innerhalb der Ele  mentarlinsen des     "Leuchtfeld"-Linsenrasters     liegen, so arbeitet die     Einrichtung    ohne Ver  lust.

   Wird das Leuchtfeld der Lichtquelle  grösser, so werden zufolge der exzentrischen  Lage der     Leuchtfeldabbilder    zu den Linsen  mitten der Elementarlinsen des, "Leuchtfeld"  Linsenrasters eventuell Teile dieser     Elemen-          tarleuchtfelder    von     dem    Linsenbegrenzung  einseitig abgeschnitten, sofern die Begren  zung der     Elementarlinsen    nach allen Rich  tungen symmetrisch zum optischen Mittel  punkt erfolgt.

   Eine Beseitigung dieser Ver  luste ist in einfacher     Weise    dadurch möglich,  dass die Begrenzung der     Elementarlinsen    des       "Leuchtfeld"-Linsenrasters        nichtsymmetrisch     zum optischen Mittelpunkt, sondern symme  trisch zum Mittelpunkt der     Leuchtfeldbilder     gewählt wird. Der geometrische Mittelpunkt  wird verschieden von dem optischen     Mittel-          punkt,der    Elementarlinsen genommen.

   Diese  Verschiedenheit richtet sich nach den Eigen  schaften der jeweils verwendeten primären  Beleuchtungseinrichtung und ist um so ge  ringer, je idealer die Strahlenvereinigung  dieser     Beleuchtungseinrichtungen    für die       fen:stermitte    erreicht     ist.     



  Mit genügender     Annäherung    wird jedoch       meist        eine    verlustlose Ausleuchtung auch bei  einer zu den     Linsenmitten    .symmetrischen       Begrenzung    dadurch     erreicht,,    dass     bei    der       Leuchtfel,dabbildung    die primäre Strahlen  vereinigung durch eine     gondensorrandzone     in .die     Bildfeldebene    verlegt wird.  



  Ein Vergleich der     Fig.    1 und 2 zeigt,     .dass     durch die Hinzunahme der beiden Linsen  raster 5 und 6 in der erfindungsgemässen An  ordnung und Ausbildung die äussere Begren  zung des Beleuchtungskegels     praktisch        un-          verändert    geblieben     ist.    Der Lichtkegel für    den Mittelpunkt des     Bildfensters        ist    derselbe  geblieben, soweit nur die äussere     Hülle    be  trachtet wird;

   jedoch     ist    er nunmehr in     viele          Elementarlichtkegel    zerteilt, die je nach       Leuchtfeldgrösse    mehr oder weniger vonein  ander .getrennt sind, da die Basis dieser Ele  mentarkegel durch die     Leuchtfeldabbilder     in der Ebene des     "Leuchtfeld"-Linsenrasters          gegeben    wird.  



  Für die Beleuchtung des Bildfensters ist  nur der wirklich mit Licht erfüllte Raum  winkel als     Summe    der     Teilraumwinke-1    dieser  Elementarkegel von     Bedeutung;    für die       gradationsändernde    Wirkung der Beleuch  tung auf das im Bildfenster liegende     photo-          graphische    Bild, das     pojiziert    werden soll,  sind die     Strahlenrichtungen    der Elementar  kegel von Wichtigkeit.

   Es erscheint daher  zweckmässig, zwei neue Begriffe für     die          Schilderung    der Eigenschaften der     erfin-          dungsmässigen        Beleuchtungseinrichtung    be  sonders zu definieren.  



  Als     B.eleuchtungsapertur    für das Bild  fenster werde die     "Hüllapertur"    eingeführt,  die für die Bildmitte durch den     äussern    Ke  gelmantel der Elementarkegel und ihrer       Zwischenräume    gegeben     ist.    Damit bei einer       Lichtstromberechnung    nun diese     "Hüllaper-          tur"    verwendet werden kann, werde die       physikalische    Leuchtdichte der Lichtquelle  ersetzt durch eine     "mittlere        Leuchtdichte"    des  Gerätes,

   da als Ersatzlichtquelle für die       Bildfensterbeleuchtung    das     "Leuchtfel@d"-Lin-          senra,ster    je nach dem Grad seiner     Ausleuch-          tung    wirksam wird.  



  Die     "mittlere        Leuchtdichte"    ist also     ausser     von der Leuchtdichte der Projektionslicht  quelle noch von der Flächenausfüllung des       "Leuchtfeld"-Linsenrasters    durch die     Leucht-          feldabbilder    abhängig und erreicht ein Maxi  mum, wenn die     Elementarlinsen        des        "Leucht-          feld"-Linsenrasters    je vollkommen ausge  leuchtet sind;

   sie wird     in    diesem Falle gleich  der Leuchtdichte der Lichtquelle selbst,  gleichzeitig     wird    auch die     "Hüllapertur"    voll  von Licht erfüllt, da die Leuchtfelder     anein-          anderstossen    und dadurch die Elementarkegel       einander        berühren.         Die "mittlere Leuchtdichte" der Beleuch  tungsvorrichtung für eine bestimmte     "Hüll-          a.pertur"    ist jeweils gleich der im Ver  hältnis der Grössen von     "Leuchtfeldabbild"     und     "Leuchtfeldrasterelement"    verminderten  Leuchtdichte der Lichtquelle.  



  Beträgt zum Beispiel die für eine "Hüll  a.pertur" von 1 :2,5 erforderliche maximale       Leuchtfeldgrösse    der Lichtquelle 20 mm\, so  ist bei einer Leuchtdichte von 180     HKmm        -'          dieser    Lichtquelle die     "mittlere    Leuchtdichte"  des Gerätes gleich .der wahren Leuchtdichte  der     Lichtquelle    selbst.  



  Ist beim gleichen Aufbau das Leuchtfeld  nur 10 mm", so bleibt die     "Hiillapertur"    un  verändert 1 :2,5, jedoch     ergiebt    sich eine       "mittlere    Leuchtdichte" des Gerätes von     mir     90     HKmm-z.    Diese     Beleuchtungsvorrichtung          kann    also bei vorgegebener     "Hüllapertur"     mit jeder     Leuchtfeldgrösse    von 0 bis 20     m,112          betrieben    werden.  



  Die neue Beleuchtungsvorrichtung kann  ohne Änderung des Aufbaues der der Doppel.  linsenraster für jede gewünschte     "Hiillapei--          tur"    aufgebaut werden, da als     "Htillapei-t,ir"          praktisch    die     "primäre        Apertur"    der zum  Aufbau der erfindungsmässigen Beleuch  tungsvorrichtung benutzten einfachen Be  leuchtungseinrichtung eingeht, die das  Leuchtfeld der Lichtquelle auf das Bild  fenster des     Projektionsgerätes    abbildet.  



  Sämtliche Kinoprojektoren, die mit der  erfindungsmässigen Beleuchtungsvorrichtung  versehen sind, mögen so eingerichtet sein, dass  sie alle mit einer gleichen     "Hüllapertur"    von  zum Beispiel 1<B>:2,5</B> arbeiten; sie können dabei  mit jeder Stromstärke, d. h. jeder     Leuchtfeld-          grösse,    betrieben werden und liefern demge  mäss verschiedene Lichtströme. Die     Grada-          tionsänderung    im Projektionsbild ist dennoch  für alle Geräte die gleiche und es können alle  Filmkopien     photographisch    gleichartig her  gestellt werden.  



  Ist die     Projektionsfläche    klein, so werden  dünne Kohlen und geringe Stromstärken ver  wendet; ist die Projektionsfläche grösser, oder  werden farbige Filme geringer Transparenz  vorgeführt, so geht man einfach zu dickeren    Kohlen mit entsprechend höherer Strom  stärke über und erhöht dadurch die     soge-          nannte        "mittlere    Leuchtdichte" im Projek  tionsgerät. Ist hier das Maximum erreicht  und werden noch höhere Anforderungen ge  stellt, so ersetzt man die     Reinkohlen    durch       Hoehintensitätskohlen    mit höherer primärer  Leuchtdichte.

   Auch hier ist dann eine kon  tinuierliche     Lichtstromänderung    des Projek  tionsgerätes allein durch Variation der       Leuclit;feldgrösse,    also durch passende     Be-          niessung    von Kohlendurchmesser und Strom  stärke, möglich.  



  Von Bedeutung erscheint auch die Mög  lichkeit, dass hier in einfacher Weise eine  Mischung der Kernstrahlung und der     Mantel-          strahlung    des     Kraterfeldes    von     Hoehintensi-          tätslampen        durchfübrbar    ist, wodurch für die  Projektionsbeleuchtung eine mittlere     Farb-          temperatur    beider Strahler erreicht wird.  



  Da an die Form und Gleichmässigkeit der       Leuclitfeldfl@ieho    keinerlei Anforderungen  gestellt werden, so ist die neue     Beleuehtungs-          vorrielituilg    auch. in Verbindung mit andern  Lichtquellen, zum Beispiel Projektionsglüh  lampen,     Wech@selstrombogenlampen,        Flamr_2-          bogenlampen,        Quecksilberhochdrucklampen          usw.    in gleicher Weise anwendbar und sowohl  für Normalfilm als auch für Schmalfilm  oder     Breitfilmprojektion    durch passende Aus  gestaltung der Form der Elementarlinsen- der  Linsenraster mit gutem Nutzeffekt zu ver  wenden.  



  Bisher wurde zur Darleung der     Wir-          Z,        lktingsweise    der vorliegenden Erfindung als  einfachste Einrichtung für die primäre Ab  bildung des Leuchtfeldes auf das Bildfenster  ein     Linsenkondensor    benutzt. Es bedarf nach  dem Vorhergehenden keines besonderen Hin  weises, dass hier alle für die     Bildfenster-          beleuelit:ung        üblichen    Beleuchtungseinrich  tungen sinngemäss verwendbar sind.  



  Neben den reinen     Kondensorlampen    sind  für die Kinoprojektion reine     Ilohlspiegellam-          pen    und     Hohlspiegel-Kondensorlampen    in  Gebrauch; bei diesen Beleuchtungseinrich  tungen ist der Einbau zweier Linsenraster  im     Strahlenraum    praktisch in genau gleicher           Weise    möglich.

       rig.    9 zeigt die erfindungs  gemässe Einrichtung in Verbindung mit einer  reinen Spiegellampe zur primären     Leucht-          feldabbildung.        Fig.    10     zeigt    die erfindungs  mässige     Einrichtung    in Verbindung mit einer       Spiegelkondensorlampe    zur primären     Leucht-          feldabbildung.        Fig.    11 entspricht     Fig.    10,  nur liegen die beiden Linsenraster im Strahlen  raum zwischen Spiegel und     Kondensorlinse.     



  Es ist nicht immer notwendig, dass die  Punktnetze der optischen     bezw.    .geometrischen  Mittelpunkte der Linsenelemente in beiden       Linsenrastern    gleich sind, sondern     wenn    die  Linsenraster wie zum Beispiel in     Fig.    2, 9  und 10 in konvergierendem Strahlengang lie  gen, so sind die Abstände der Mittelpunkte  der Linsenelemente des Linsenrasters 6 klei  ner als die Abstände der Mittelpunkte der  Linsenelemente des Rasters 5. Jedoch muss  die Forderung erfüllt sein, dass die Mittel  punktnetze mindestens annähernd gleich  sind, also die Figur, deren Ecken die Mittel  punkte der jeweiligen Linsenraster bilden,  muss mindestens annähernd die gleichen Fi  guren bilden.  



  Der Aufbau der Linsenraster ist     in    ver  schiedener     Weise    denkbar. Besonders geeignet  erscheint die     Herstellung    in Form zweier       Pressglasscheiben    oder dergleichen mit je  einer glatten Seite und je einer Seite mit  der vorher festgelegten Linsenstruktur als  Oberfläche, so dass zwei Scheiben der jeweils  erforderlichen     Elementarlinsenform    zu einer  Einrichtung     zusammengesetzt    werden.

   Gut  ausführbar ist auch die Kombination der Lin  senraster mit einer im Strahlengang vorhan  denen     Kühlküvette,    indem die Linsenraster  scheiben zum     Beispiel    direkt als Abschluss  platten     einer        Küvette    der passenden Schicht  dicke verwendet werden.

   In beiden Fällen  muss eine gegenseitige Justierung der Platten  zueinander vorhanden     sein.    Um diese Justie  rung ein für allemal gleich bei der Herstel  lung durchzuführen, ist auch die Vereinigung  beider     Rasterscheiben    mit einer dicken Glas  platte so möglich,     dass    in eine passend be  messene dickere     Glasplatte    auf beiden Seiten  je ein Linsenraster     eingepresst    ist, was beson-         ders    im     Hinblick    auf die Anwendung beim  Schmalfilm zweckmässig erscheint.  



  Bemerkenswert ist noch, dass bei     annähernd     gleicher     Leuchtfeldform        das    gleiche "Linsen  raster"-Päar für alle     Projektionsgeräte    ver  wendet werden kann,     sofern        es:    sich nur  immer in dem seiner     Konstruktion        zugmunde     gelegten gleichen Abstand und der richtigen  Lage zum Filmfenster befindet.  



  Bei Festlegung auf     Normalfilm    und eine       bestimmte        Leuchtfeldform    sowie einen be  stimmten     Bildfensterabstand    ist die gleiche  Einrichtung ohne Rücksicht auf die sonstigen  Eigenschaften der Projektionslampe, ob     Kon-          densorla#mpe,    Spiegellampe oder     Spiegelkon-          densorlampe,    ob geringe oder hohe Strom  stärke, ob homogenes oder     inhomogenes     Leuchtfeld, ob     kleine    oder grosse     primäre          Apertur,

      immer     in    gleicher     Weise    verwend  bar. Daher     erscheint    diese Einrichtung, wenn  die     "primäre        Apertur"    der Beleuchtungsein  richtung ausserdem noch für alle Projektoren  gleich genommen wird, als, ideale und univer  selle     Beleuchtungseinrichtung    für Laufbild  Projektionsgeräte, da sie für alle Filmarten,  für     Schwarz-weiss-Filme,    farbige Filme und       Linsenrasterfilme,    verwendet werden kann  und eine einfache Anpassung an deren ver  schiedenen Lichtbedarf allein durch Änderung  der Stromstärken     resp.    der Kohlendurch  messer ermöglicht.  



  Bei der     beschriebenen        Anordnung    ver  laufen ausser     dem,die    optische     Achse    entlang  gehenden Strahl die übrigen Strahlen schief  durch die     Rasterplatten.    Die optische Weg  läuge     .zwischen    den Rasterlinsen wird also  immer grösser, je mehr man sich dem Rande  der     Rasterplatten    nähert. Die Folge davon  ist,     Üass    infolge der Abbildungsfehler die  Bilder der Lichtquelle für die an der Periphe  rie der     Rasterplatten    liegenden Linsen nicht  mehr auf -der zweiten Rasterplatte liegen.

    Aus     Jemselben    Grunde werden auch     die    Ab  bildungen der     Linsen    der ersten Rasterplatte  durch die     zweite        Rasterplatte        nicht    mehr so  exakt     vorgenommen.     



  Es, wird daher vorgeschlagen, die beiden       Rastersysteme    auf Kugelschalen     anzuordnen,         deren gemeinsamer Mittelpunkt in der Mitte  des Bildfensters liegt. Hierdurch     werden    die  angegebenen Nachteile, die sieh durch den  schrägen     Strahlendurchtritt    durch die Raster  linsen ergeben, vermieden.  



  Auf der Zeichnung ist in     Fig.    12 ein Bei  spiel einer solchen Anordnung dargestellt.  



  1 bedeutet die Lichtquelle, 2 den Refle  xionsspiegel. Mit 3, 4 sind die auf Kugel  schalen angebrachten Rasterlinsen bezeichnet:  5     ist    das Bildfenster und 6 das Projektions  objektiv.  



  Mit Vorteil kann man auch die Linsen  für die Raster auf einem     geeigneten    optischen  Glied des     Beleuchtungsstrahlenga.nges    an  bringen. Nach     Fig.    13 wird bei     Verwendung     eines Spiegels und eines einfachen     Kondensors     als lichtsammelnde     Mittel    das eine Linsen  raster auf der     Kondensorlinse    3, das andere  Linsenraster auf der Glasplatte 4 angebracht.  In dieser     Figur    ist weiterhin mit 1 die Licht  quelle, mit 2 der Spiegel und mit 5 das Bild  fenster bezeichnet.

   Gemäss dieser Einrichtung  liegen die Lichtquelle 1 und das zweite Raster  4 in den konjugierten Ebenen a und a', die       Kondensorlinse    3 mit dem ersten Raster und  das Bildfenster 5 in den konjugierten     Ebenen     <I>b</I>     und        b@.     



  Bei den Einrichtungen, wie beschrieben,  erfährt .die     Strahlenrichtung    zwischen den  Hauptpunkten der auf den Rasterscheiben  angeordneten Elementarlinsen     keine    Ände  rung. Diese Tatsache aber lässt die: Raster  scheibenanordnung in vielen Fällen nicht zur  vollen Wirksamkeit kommen, da bei gege  bener Grösse der Rasterlinsen in der Ebene 5  und bei gegebenem Abstand der beiden  Rasterscheiben infolge der konvergenten       Stra.hlenrichtung    der     Durchmesser    der Ele  mentarlinsen in der Ebene 6 kleiner gehalten       m    erden muss.

   An der Ebene 5 ergibt sich  für das     Beleuchtungslichtbüschel    ein ganz       bestimmter        Offnungswinkel,    der abhängig  ist von dem Durchmesser der     Leuclitfliiclie.     Der grösste Öffnungswinkel ist in den Ah  bildungen mit a bezeichnet. Aus den Abbil  dungen ist ohne weiteres ersichtlich, dass der  Lichtkegel nur dann voll ausgenützt werden    kann, wenn     die    entsprechenden Elementar  linsen in der Ebene 6 genügend gross sind.  um den gesamten Lichtkegel zu fassen.  



  Aus     Fig.    14 ist ersichtlich, dass nur ein       Lichtbüsehel    mit dem Öffnungswinkel     ss    ge  fusst wird. Das übrige Licht trifft auf die  falsche     Elementarlinse    in der Ebene 6 und  gelangt nicht mehr durch     das    Bildfenster.  



  Diese Beschränkung lässt sich dadurch       belieben,    dass der Strahlenverlauf zwischen  den Hauptpunkten der einander zugeordneten  Elementarlinsen der Ebenen 5 und 6 durch       Einfügung    von brechenden Flächen 7 und 8  eine     Veränderung        erfährt.    Bei einer Ab  schwächung des konvergenten     Strahlenver-          laufes,    die sich unter     Umständen    bis zu einem       divergenten        Strahlenverlauf    erstreckt, ist  eine Vergrösserung der Elementarlinsen in  der Ebene 6,     -,vie    aus der     Fig.    15 ersichtlich,

         niöglicll.    Bei genügend grosser Veränderung       der        Strahlenrichtung        zwischen    den Haupt  punkten der Elementarlinsen erreichen die  Elementarlinsen in der Ebene 6 eine derartige  Grösse, dass das gesamte     Büschel    mit dem       Öffnungswinkel    a     gefa,sst    wird.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für La.ufbildgerä te, bestehend aus einer Licht quelle und einer optischen Einrichtung zur reellen Abbildung dieser Lichtquelle in die Nähe des Bildfensters, dadurch gekennzeich- net, dass im Strahlenraum zwischen der Licht quelle und dein Bildfenster zwei je aus einer Vielzahl von Elementarlinsen bestehende Linsenraster derart angeordnet und ausge bildet sind,
    dass durch je eine Elementarlinse des einen Rasters eine Abbildung je einer Elementarlinse des andern Rasters im Sinne der Lichtrichtung- auf das Bildfenster und entgegen dein Sinne der Lichtrichtung auf das Leuchtfeld der Lichtquelle erfolgt. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Elementar linsen der Linsenraster von sphärischer Beschaffenheit sind.
    2. Vorrichtung nach Patentanspruch. und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elementarlinsen der Linsenraster unter sich je von gleicher Form und Grösse sind und praktisch lückenlos an einanderstossen.
    3. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Form der Elemen tarlinsen des einen Linsenrasters, die auf das Bildfenster abgebildet werden, der Form des Bildfensters angepasst ist und die Foxen der Elementarlinsen :des andern Linsenrasters, die in die Lichtquelle ab gebildet werden, der Form des Leucht- feldes dieser Liohtquelle angepasst ist. 4.
    Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-3, dadurch gekenn zeichnet, da3 die Abmessungen der Ele mentarlinsen, die auf :das Bildfenster ab gebildet werden, :den im Verhältnis des Massstabes dieser Abbildung geänderten Abmessungen des Bildfensters ent sprechen. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-4, dadurch gekenn zeichnet dass die optischen Mittelpunkte der Elementarlinsen in beiden Linsen rastern gleiche Punktnetze bilden.
    6. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-4, dadurch gekenn zeichnet, :dass die optischen Mittelpunkte der Elementarlinsen in beiden Linsen rastern ähnliche Punktnetze bilden. 7. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-4, dadurch gekenn zeichnet, dass die geometrischen Mittel punkte der Elementarlinsen in beiden Linsenrastern gleiche Punktnetze bilden. B. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-4, dadurch gekenn zeichnet, dass die geometrischen Mittel punkte der Elementarlinsen in beiden Linsenrastern :ähnliche Punktnetze bil den. 9.
    Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüclhen 1-4, :dadurch gekenn- zeichnet, dass@ die optischen Mittelpunkte und die geometrischen Mittelpunkte der Elementarlinsen in wenigstens einem der beiden Linsenraster nicht zusammen fallen. 10. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Elementarlinsen beider Linsenraster rechteckig begrenzt und in sich kreuzenden senkrechten Reihen und in Zeilen angeordnet sind. 11.
    Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-8, dadurch gekenn zeichnet, :dass die Elementarlinsen in bei den Linsenrastern rechteckig begrenzt sind und in jedem Linsenraster in auf ein- anderfolgenden senkrechten Reihen oder in Zeilen um den halben Durchmesser der Elemente versetzt angeordnet sind. 12.
    Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Elementarlinsen des "Bildfeld"-Linsenrasters rechteckig be grenzt und in aneinanderfolgenden Zeilen oder Reihen um den halben Durchmesser der Elemente versetzt angeordnet sind, während die Elementarlinsen des "Leucht- feld"-Lins:enra3ters sechseckig begrenzt und zu einem Wabenmuster zusammen geschlossen sind.
    13. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das "Leuchtfeld" der Projektionslichtquelle von homogener Beschaffenheit ist.
    14. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das "Leuchtfeld" der Projektionslichtquelle von inho:mogener Beschaffenheit ist. 15. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-8, dadurch gekenn zeichnet, dass: insbesondere für :
    die Projek tion von Linsenrasterfilmen am Ort des Bildfensters eine Feldlinse angeordnet ist, die das dem Bildfenster zunächstlie- gende Linsenraster in das Projektions objektiv abbildet. 16. Vorrichtung nach Patentanspruch und U nteransprüchen 1-8, dadurch gekenn zeichnet, dass die beiden Linsenraster als einheitliche Scheiben aus Pressglas her gestellt sind.
    17. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-8, dadurch gekenn zeichnet, dass die beiden Linsenraster die Begrenzungsflächen einer einzelnen dik- ken Glasplatte bilden. 18. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-8, dadurch gekenn zeichnet, da.ss durch zusätzlich brechende Flächen eine Veränderung des Strahlen- verlaufes zwischen den Rasterscheiben erzielt wird.
    19. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Rasterelemente der ersten und zweiten Rasterplatte auf Kugelflächen angeordnet sind, deren Krümmungsmittelpunkte in der Ebene der auszuleuchtenden Bildfensterebene liegt.
    20. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-8, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Rasterelemente der ersten und zweiten Rasterplatte auf Kugelflächen angeordnet sind, deren Krümmungsmittelpunkte in einer zur auszuleuchtenden Bildfensterebene kon jugierten Ebene liegt. 21..
    Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Rasterelemente auf kon zentrischen Kugelflächen angeordnet sind deren gemeinsamer Krümmungsmittel- punkt in dem auszuleuchtenden Bild fenster liegt. 22. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Rasterlinsen unmittel bar auf den optischen Gliedern des Be- leuchtungsstrahlenganges angebracht sind. 28.
    Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-8, dadurch gekenn zeichnet, dass die beiden Linsenraster die Ab@schlussplatten einer Kühlküv ette bil den.
CH209388D 1937-01-27 1937-12-30 Beleuchtungsvorrichtung für Projektionsgeräte, insbesondere für Laufbildgeräte. CH209388A (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1005287B (de) * 1954-09-01 1957-03-28 Optische Werke Steinheil Gmbh Beleuchtungsanordnung fuer Spektralgeraete
DE1079945B (de) * 1956-09-03 1960-04-14 Dresden Feinmess Wabenkondensor zur Verwendung in einer Kinospiegellampe

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1005287B (de) * 1954-09-01 1957-03-28 Optische Werke Steinheil Gmbh Beleuchtungsanordnung fuer Spektralgeraete
DE1079945B (de) * 1956-09-03 1960-04-14 Dresden Feinmess Wabenkondensor zur Verwendung in einer Kinospiegellampe

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