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.
Lighting device for projection devices, in particular for motion picture devices. The present invention is a lighting device for Projek tion devices, especially those for the cinema projection, which is superior to the previously used A directions.
The lighting devices previously generally used for motion picture devices are usually set up in such a way that an image of the luminous field of the light source is generated by means of a lighting optics @eirf. This image is either on the image window or in the lens of the projection device.
If the luminous field is homogeneous and of sufficient size, an image is usually shown on the picture window, while if the luminous field is inhomogeneous and too small, only an image of the same in the projection lens, for example with incandescent lamp lighting, enables sufficiently uniform illumination. Occasionally, slightly modified facilities are also used without the basic structure being changed. The efficiency of all these devices is quite low and the uniformity of the picture window illumination is not always satisfactory.
Also, these facilities have higher requirements. does not do justice to the illumination, for example for special films.
The invention relates to a lighting device for projection devices, in particular for those of the motion picture devices, consisting of a light source and an optical device for real imaging of this light source in the vicinity of the.
Image window in which in the beam space between the light source and the image window two lens rasters, each consisting of a plurality of elementary lenses, are arranged and designed in such a way that an image is produced by each elementary lens e of the one raster. an elementary lens of the other grid in the sense of the light direction - on the picture window and against the sense of the light direction on the luminous field of the light source.
The shortcomings of the previous facilities are best seen when listing the advantages that can be achieved with the new lighting device. 1. The film bit illumination in the facility according to the invention is uniform in its uniformity regardless of the type, shape and size of the illuminated field of the projection light source used.
2. The efficiency of the projection lighting can be increased several times by adapting the lighting device according to the invention to the shape of the light field used and to the shape of the picture window.
3. The illumination aperture on the image field is the same size for all "geometric" luminous fluxes within the limits given by this aperture. If the new device is generally used, it is possible to simplify the keeping of copies in the film industry's rental business and thus to increase the quality of the projection image.
4. For the projection of colored films, especially of lenticular films, the new devices can be of particular importance because they allow the use of all known light sources of high luminance and do not require any special lamps.
In the drawing, for example, embodiments of the lighting device according to the invention are shown schematically. 1 shows a lighting device of the type previously used; Fig. 2 is a first embodiment of the lighting device according to the inven tion; Fig. 3-ö show lens grids to be used for the lighting device according to the invention; Fig. 7 shows details of the action of the lens grids; Fig. 8 is an explanatory figure;
9-11 are further embodiments of the lighting device; FIGS. 12 and 13 are improved embodiments of the lighting device, and FIGS. 14 and 15 are further explanatory figures.
The simple lighting device of the type previously used according to FIG. 1 shows a pure condenser lamp for motion picture devices, in which the luminous field 1 of the light source is mapped onto the image window 4 by means of a two-part condenser 2 and 3.
The image is made clear by a group of rays that meet in the center of the image window and which, with ideal, fault-free lighting optics, emanate from the center of the light field. This lighting device only provides uniform illumination of the picture window when the luminous field 1 is of such a size.
has that its image completely covers the picture window and the light field in this area, which is indicated by the dashed edge rays, has a homogeneous luminance. In order to work without loss of light on the picture window, the light field would have to be of a rectangular shape corresponding to the picture window, which can only be approximately achieved with specially designed lamp types.
Since besides that all lighting devices are afflicted with considerable imaging errors. Even illumination of the picture window can only be achieved if the size of the illuminated field is significantly overdimensioned. The losses arising here are not specified too high at 75% and mean a considerable amount of additional electrical energy.
which assumes the sum of several million kilowatt hours per year for all cinema theaters in the world. The transition from condenser lighting to mirror lighting is also unable to create any images here, since the causes causing the loss are the same in all previous lighting devices.
While the lighting device according to FIG. 1 results in a uniform image field illumination only with sufficient size and homogeneity of the light field, the projection light source, advice of both lighting devices according to the invention, the uniformity of the image field illumination regardless of the fulfillment of this condition.
This new device is shown in a first example in FIG. It consists primarily of a lighting device according to FIG. 1, but the beam path of this device is significantly changed by the addition of two specially designed and arranged lens grids 5 and 6.
Each of these lens grids consists of a large number of spherical elementary lenses, which are practically seamless. close to one another and which are assigned to one another in such a way that the connecting lines of the lens centers of the elementary lenses of one grid (5) with the lens centers of the corresponding elementary lenses of the other grid (6) all intersect in the center of the image window 4.
The focal length of the elementary lenses of the lens grid 5 is chosen so that: da.s primarily through the condensation: or 2, 3 ins! Image window 4 shown light field 1 through the Elemen tarlinsen of the grid 5 is now mapped into the Lin senraster 6. Each of the luminous field images produced in many numbers comes to lie on an elementary lens of the lenticular grid 6. These elementary lenses of the lens grid 6 have such a focal length that the elementary lenses of the lens grid 5 are imaged in the image window 4, where these images overlap one another.
The illumination of the picture window is thus done by depicting all of the individual lens elements of the grid 5 corresponding to the luminous disks by the lenticular lenses 6 on the picture window. The accuracy of their coverage on the film window is determined by the accuracy of the lens grid and their distance from each other and from the film window.
The size of the elementary lenses of the lenticular grid 5 is dimensioned such that the size of their images generated in the image window are equal to one another, and that these images just cover the image window sufficiently. Since the image field of the moving image strips is a rectangle, all elementary lenses of the "image field lens grid" 5 are delimited in a rectangular manner and are practically of the same size.
Their number is chosen so that the rectangles abut one another without any gaps, which is possible in the form of vertical rows and horizontal rows, for example.
Fig. 3 shows a plan view of an "image field lens grid" with an arrangement: the rectangular elementary lenses in vertically crossing, vertical rows and in lines. Fig. 4 is an arrangement in only vertical rows, Fig. 5 is an arrangement in only horizontal lines, the lenses each by half the height, respectively. Width in consecutive rows res.p. Lines are offset.
If the luminous field of the projection light source is approximately round in shape, such as the positive crater of a direct current arc lamp, for example, the shape of the elementary lenses of the "luminous field" lens 6 is also appropriately approximately round. There:
However, these elementary lenses should also adjoin one another practically without any gaps, according to him, the most favorable structure here is the honeycomb-shaped arrangement of hexagonal elementary lenses. Fig. 6 shows such a design of the "light field" lens head:
ters 6th through., the arrangement described., wherein the lens centers each have an elementary lens of the "Bildfel.d" -Lins.enrasters. and the corresponding elementary lens of the "Leuchtfel @ d" lenticular grid lie on <B> each </B> of a straight line passing through the center of the image field, it is determined that:
that the lens centers of all elementary lenses of the "image field" and the "luminous field" lens, enra, sters form similar point networks.
A comparison of FIGS. 3, 4, 5 and 6 shows that for an approximately round luminous field this requirement is best achieved by an arrangement: the "image field" lens, enrasters according to FIG. 5 in conjunction with the "luminous field" lens grid 6 is fulfilled.
Since through each elementary lens of the "Leehtfeld" lens grid 6, according to the imaging taking place, only those rays are passed to the image window 4 that have passed through the associated elementary lens of the "image field" lens @ enrasters mapped into the image window 4, so there is none Purpose (if the luminous field image designed on the elementary lenses of the "Leuehtfeld" lens grid is larger than these elementary lenses.
The luminous field size required for maximum image field illumination results from the size of an elementary lens of the "luminous field" lenticular grid that is imaged backwards through the entire optical device in the luminous element plane.
Conversely, however, this device can be used in connection with any smaller luminous surface 1 of the light source. Then the "letichtfeld" lens grid is not completely illuminated, but the individual luminous field images are separated from one another by gaps.
But each elementary lens of the "Leuehtfeld" -Liiisenraster creates an image of the associated element of the "Image Field" -Liiisenrastens on the image window. The uniform illumination of the image window is independent of the shape and size of the luminous field of the projection light source.
The illumination of the image field is optimal when the shape of the elementary lenses of the "Leiichtfeld" lens grid corresponds to the shape of the luminous field of the projection light source and the size of the luminous field corresponds to the size of an elementary lens of the "luminous field" imaged backwards onto the Leuehtfeld plane. -Lens grid matches. The efficiency is optimal if, in addition to the "image field" lens grid in a network of points similar to the "luminous field" lens grid, the center points of the elementary lenses create a seamless arrangement of image field images.
Fig. 7 shows at a a section of an image field grid, at ö the associated point network of the centers of the elementary lenses, at e, d, e and f for this point network some possible, gapless contiguous elements of the "Leuehtfeld" -Irinsenrastens, the shape 7e appears to be the most favorable for the use of a round light field.
The following relationships exist between the focal lengths and dimensions of the elementary lenses of the two lens rasters and between the distances between the lens raster and the image window and its size: According to FIG. 8:
A, the distance from the "image field" lenticular grid to the image window, A_ the distance from the "leuclite field" lens grid to the image window, f, the focal length of the elementary lenses of the "image field" lenticular grid, f., The focal length of the elementary lenses of the " Luminous field "lens grid, d1 the mesh size of the center point network in the" image field "lens grid, d, the mesh size of the central point network in the" luminous field "lens grid,
D is the diameter of the picture window (picture side or picture height), then:
EMI0004.0066
For example:
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 Up until now it was assumed that the primary lighting optics produced an ideal mapping of the center of the light field onto the center of the image which is not fully met by the optical devices used in practice.
Rather, all of these optical systems are subject to imaging errors. In the case of the spherical aberration error, which is mainly of interest here, the light field centers would not come to lie on the center of the individual elementary lenses of the “light field” lenticular raster when imaging through the "image field" lenticular grid. Is the light field just that big. so that its images lie entirely within the elementary lenses of the "light field" lens grid, the device works without loss.
If the luminous field of the light source becomes larger, due to the eccentric position of the luminous field images in relation to the lenses in the middle of the elementary lenses of the "luminous field" lens grid, parts of these elementary luminous fields may be cut off from the lens delimitation on one side, provided the delimitation of the elementary lenses is symmetrical in all directions takes place at the optical center point.
These losses can be eliminated in a simple manner in that the delimitation of the elementary lenses of the "luminous field" lens grid is chosen not symmetrical to the optical center, but rather symmetrical to the center of the luminous field images. The geometric center point is taken differently from the optical center point, the elementary lens.
This difference depends on the properties of the primary lighting device used in each case and is all the smaller, the more ideally the beam combination of these lighting devices for the center of the window is achieved.
With sufficient approximation, however, lossless illumination is usually achieved, even with a boundary that is symmetrical to the lens centers, by relocating the primary beam combination in the light field image through a condenser edge zone in the image field plane.
A comparison of FIGS. 1 and 2 shows that by adding the two lens rasters 5 and 6 in the arrangement and design according to the invention, the outer limitation of the lighting cone has remained practically unchanged. The light cone for the center of the picture window has remained the same, as far as only the outer shell is sought;
However, it is now divided into many elementary light cones, which are more or less vonein other .getrennt depending on the size of the luminous field, since the basis of this elementary cone is given by the luminous field images in the plane of the "luminous field" lens grid.
For the illumination of the picture window, only the spatial angle that is really filled with light is of importance as the sum of the partial spatial angles-1 of these elementary cones; For the gradation-changing effect of the lighting on the photographic image in the picture window that is to be projected, the directions of the rays of the elementary cones are important.
It therefore appears expedient to specifically define two new terms for describing the properties of the lighting device according to the invention.
The "Hüllapertur" is introduced as a B. lighting aperture for the picture window, which is given for the center of the picture by the outer cone of the elementary cones and their spaces. So that this "envelope aperture" can be used for a luminous flux calculation, the physical luminance of the light source is replaced by an "average luminance" of the device,
since the "Leuchtfel @ d" lens grid is effective as a substitute light source for the picture window illumination, depending on the degree of its illumination.
The "average luminance" is therefore dependent not only on the luminance of the projection light source but also on the surface filling of the "luminous field" lens grid by the luminous field images and reaches a maximum when the elementary lenses of the "luminous field" lenticular grid are completely exhausted are lit;
in this case it becomes equal to the luminance of the light source itself, at the same time the "envelope aperture" is also fully filled with light, since the luminous fields collide and the elementary cones touch each other. The "mean luminance" of the lighting device for a certain "envelope a.pertur" is in each case equal to the luminance of the light source which is reduced in relation to the sizes of the "luminous field image" and "luminous field raster element".
If, for example, the maximum luminous field size of the light source required for a "envelope a.pertur" of 1: 2.5 is 20 mm, at a luminance of 180 HKmm - the "average luminance" of this light source is equal to the true one Luminance of the light source itself.
If the luminous field is only 10 mm "with the same structure, the" envelope aperture "remains unchanged at 1: 2.5, but the result is an" average luminance "for the device of 90 HKmm-z. This lighting device can therefore with a given envelope aperture "can be operated with any light field size from 0 to 20 m, 112.
The new lighting device can be used without changing the structure of the double. Lenticular raster for each desired "Hiillapei-- ture" can be built, since as "Htillapei-t, ir" practically the "primary aperture" of the simple lighting device used to build the lighting device according to the invention is included, which window the light field of the light source on the image of the projection device.
All cinema projectors that are provided with the lighting device according to the invention may be set up in such a way that they all work with the same "envelope aperture" of, for example, 1: 2.5; you can use any current, d. H. of every light field size, and accordingly deliver different luminous fluxes. The change in gradation in the projection image is nevertheless the same for all devices and all film copies can be produced photographically in the same way.
If the projection area is small, thin coals and low currents are used; if the projection area is larger, or if colored films of low transparency are shown, one simply goes over to thicker coals with a correspondingly higher current and thereby increases the so-called "average luminance" in the projection device. If the maximum is reached here and even higher demands are made, the pure carbon is replaced by high intensity carbon with a higher primary luminance.
Here, too, a continuous change in the luminous flux of the projection device is possible simply by varying the leuclite field size, ie by appropriately wetting the carbon diameter and current intensity.
The possibility also appears to be of importance that a mixture of the core radiation and the cladding radiation of the crater field of high intensity lamps can be carried out here in a simple manner, whereby an average color temperature of both emitters is achieved for the projection lighting.
Since no requirements are placed on the shape and evenness of the Leuclitfeldfl @ ieho, the new lighting provision is also essential. in connection with other light sources, for example projection incandescent lamps, alternating current arc lamps, Flamr_2- arc lamps, high-pressure mercury lamps, etc. can be used in the same way and for normal film as well as for narrow film or wide-film projection through suitable design of the shape of the elementary lens or the lens grid with good efficiency to use.
So far, a lens condenser was used for the loan of the Z, lktingsweise of the present invention as the simplest device for the primary formation of the luminous field on the picture window. In view of the foregoing, there is no need for any special indication that all lighting devices that are customary for picture window lighting can be used accordingly.
In addition to the pure condenser lamps, pure Ilohl mirror lamps and concave mirror condenser lamps are used for cinema projection; With these lighting devices, the installation of two lens grids in the beam space is practically possible in exactly the same way.
rig. 9 shows the device according to the invention in connection with a pure mirror lamp for primary light field imaging. 10 shows the device according to the invention in connection with a mirror condenser lamp for primary light field imaging. Fig. 11 corresponds to Fig. 10, only the two lens grids are in the beam space between the mirror and condenser lens.
It is not always necessary that the point networks of the optical respectively. .geometric centers of the lens elements in both lens grids are the same, but if the lens grids such as in Fig. 2, 9 and 10 lie in a converging beam path, the distances between the centers of the lens elements of the lens grid 6 are smaller than the distances between the center points of the lens elements of grid 5. However, the requirement must be met that the center point networks are at least approximately the same, i.e. the figure whose corners form the center points of the respective lens grid must form at least approximately the same figures.
The structure of the lens grid is conceivable in ver different ways. Production in the form of two pressed glass panes or the like, each with a smooth side and a side with the previously defined lens structure as a surface, appears particularly suitable, so that two panes of the required elementary lens shape are combined to form a device.
The combination of the lens grid with a cooling cell in the beam path is also easy to implement, for example by using the lens grid disks directly as the end plates of a cell of the appropriate layer thickness.
In both cases, the plates must be adjusted to one another. In order to carry out this adjustment once and for all during manufacture, it is also possible to combine both grid disks with a thick glass plate in such a way that a lens grid is pressed into a suitably sized thick glass plate on both sides, which is especially important With regard to the application with cine film appears appropriate.
It is also noteworthy that with approximately the same light field shape, the same "lens grid" pair can be used for all projection devices, provided that it: is only always in the same distance and the correct position to the film window, as dictated by its construction.
If you choose normal film and a certain light field shape as well as a certain picture window distance, the same device is regardless of the other properties of the projection lamp, whether condenser lamp, mirror lamp or mirror condenser lamp, whether low or high current strength, whether homogeneous or inhomogeneous Light field, whether small or large primary aperture,
always usable in the same way. Therefore, this device appears, if the "primary aperture" of the lighting device is also taken the same for all projectors, as an ideal and univer selle lighting device for motion picture projection devices, as they are for all types of film, for black and white films, colored films and Lenticular film, can be used and a simple adjustment to their different light requirements just by changing the currents, respectively. the coal diameter allows.
In the described arrangement, besides the beam going along the optical axis, the other beams run obliquely through the grid plates. The optical path between the lenticular lenses increases the closer you get to the edge of the raster plates. The consequence of this is that, as a result of the imaging errors, the images of the light source for the lenses located on the periphery of the grid plates are no longer on the second grid plate.
For the same reason, the images of the lenses of the first grid plate are no longer made so exactly by the second grid plate.
It is therefore proposed to arrange the two grid systems on spherical shells, the common center of which is in the middle of the image window. In this way, the specified disadvantages, which are caused by the oblique beam passage through the raster lenses, are avoided.
In the drawing, a case of such an arrangement is shown in Fig. 12.
1 means the light source, 2 the reflection mirror. With 3, 4 the lenticular lenses attached to spherical shells are designated: 5 is the image window and 6 is the projection lens.
Advantageously, the lenses for the grid can also be attached to a suitable optical element of the illuminating beam path. According to FIG. 13, when a mirror and a simple condenser are used as light-collecting means, one lens grid is attached to the condenser lens 3 and the other lens grid is attached to the glass plate 4. In this figure, the light source is also denoted by 1, the mirror with 2 and the picture window with 5.
According to this device, the light source 1 and the second grid 4 lie in the conjugate planes a and a ', the condenser lens 3 with the first grid and the image window 5 in the conjugate planes <I> b </I> and b @.
With the devices as described, the direction of the rays between the main points of the elementary lenses arranged on the grid disks does not change. This fact, however, does not allow the louvre arrangement to be fully effective in many cases, because given the size of the lenticular lenses in plane 5 and given the distance between the two raster disks, the diameter of the elementary lenses in plane 6 due to the convergent beam direction kept smaller.
At plane 5 there is a very specific aperture angle for the illuminating light bundle, which is dependent on the diameter of the leuculite surface. The largest opening angle is denoted by a in the Ah formations. From the illustrations it is readily apparent that the light cone can only be fully exploited if the corresponding elementary lenses in level 6 are sufficiently large. to capture the entire light cone.
From Fig. 14 it can be seen that only one light beam with the opening angle ss ge is fused. The rest of the light hits the wrong elementary lens in level 6 and no longer passes through the image window.
This restriction can be arbitrary in that the beam path between the main points of the associated elementary lenses of planes 5 and 6 is changed by inserting refractive surfaces 7 and 8. In the event of a weakening of the convergent beam path, which under certain circumstances extends to a divergent beam path, an enlargement of the elementary lenses in plane 6, -, as can be seen from FIG. 15,
niöglicll. With a sufficiently large change in the direction of the rays between the main points of the elementary lenses, the elementary lenses in plane 6 reach such a size that the entire tuft is captured with the opening angle α.