Beleuchtungseinrichtung für die Projektion von Stehbildern Die Erfindung betrifft eine für de Projektion von Stehbildern dienende Beleuchtungseinrichtung, mit einer Lichtquelle mit Spiegeloptik, deren Licht strom über einen einschwenkbaren konvexen und einen ebenen, in den Strahlengang einschwenkbaren Umlenkspiegel auf das Stehbild gelenkt wird.
Derartige Beleuchtungseinrichtungen sind be- -kannt. Sie weisen den Vorteil auf, das gesamte Licht, das zur Projektion von Laufbildern zur Verfügung steht, auch zur Beleuchtung von Stehbildern ausnut zen zu können.
Alle Lichtquellen weisen in ihrer leuchtenden Fläche eine gewisse Struktur auf, die bei einer Ab bildung der Lichtquelle im Bildfenster auf der Bild- wand sichtbar wird. Bei Kohlebogen#llampen ist der Krater der Lichtquelle bekanntlich rotationssymme- trisch, ihre Leuchtdichte fällt aber von der Mitte zum Rand hin ab.
Auch diese ungleichmässige Ausleuch- tung des Bildfensters wird störend empfunden. Bei Gasentladungslampen ist die Struktur der Licht quelle jedoch so stark, dass sie die Projektion von Stehbildern wesentlich ungünstig beeinflusst.
Es wurzle bereits vorgeschlagen, an Stelle eines einfachen Konvexgpiegels einen Rasterspiegel zu ver wenden. Ein solcher Rasterspiegel bewirkt zwar eine gleichmässigere Lichtverteilung, hat jedoch den Nach teil; dass verhältnismässig viel Licht durch Streuung verlorengeht.
Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde, unabhängig von der vorhandenen Lichtquel- lenstruktur das Stehbild gleichmässig auszuleuchten und gleichzeitig einen erheblich höheren Wirkungs- grad zu erzielen als die vorgenannte Einrichtung mit einem Rasterspiegel.
Diese Aufgabe wird gemäss vorliegender Erfin dung dadurch gelöst, dass zwischen den beiden Um lenkspiegeln ein aus zwei Linsenrasterplatten beste- hendes Zwischenabbildungssystem derart angeordnet ist, dass es weder das zum Konvexspiegel zielende, noch das vom ebenen Umlenkspiegel wegführende Strahlenbüschel abschattet.
Jede Linse der dem ebenen Spiegel benachbarten Rasterplatte bildet zweckmässig die entsprechenden Linsen der anderen Rasterplatte auf dem Stehbild fenster ab. Dann überlagern sich in diesem Bild fenster ebenso viele Linsenbilder wie Einzellinsen vorhanden sind, so dass das Bildfenster unabhängig von der Lichtverteilung und der Struktur der Licht quelle gleichmässig ausgeleuchtet wird:.
Um eine gute Lichtausbeute zu erzielen, kann das Zwischenabbildungssystem so ausgebildet sein,
dass das Verhältnis des ausgeleuchteten Durchmessers der dem Bildfenster benachbarten Rasterplatte zum Abstand dieser Rasterplatte von der dem Stehbild benachbarten Kandensorlinse etwa gleich dem Wert der relativen Öffnung des Projektionsobjektivs für das Stehbild ist.
Da Projektionsobjektive für Stehbilder meist keine hohe Lichtstärke aufweisen, ist es zweckmässig, eine gute optische Lichtausbeute mit der angegebenen Anordnung der Rasterplatten zu erzielen.
Eine gleichmässige Ausleuchtung dies. Stehbildes, setzt ferner eine bestimmte Mindestzahl von Einzel linsen der beiden Rasterplatten voraus.
Versuche haben ergeben, dass man bei einer Projektionsein- richtung im Sinne der vorliegenden Erfindung aus geht und bei Lichtquellen mit starker Struktur, z. B.
Gasentladungslampen, mindestens etwa fünfu dzwan- zig wirksame, das heisst vom Projektionsbüschel durchsetzte Linsen benötigt.
Die Anzahl der Linsen darf nicht zu gross gewählt werden, da die Begren- zungskanten der Einzellinsen in einer gewissen, durch die Art der Herstellung bedingten Breite Licht streuen und damit Lichtverluste hervorrufen. Diese sind na- turgemäss umso grösser, je höher die Zahl der Raster linsen gewählt wird.
Vorzugsweise sind je Rasterplatte mindestens fünfundzwanzig und höchstens hundert Einzellinsen vorhanden. Die bekannten Linsenrasterplatten setzen sich aus sphärischen Einzellinsen zusammen, die sämtliche auf der einen Plattenseite angeordnet sind.
Eine Vereinfachung dien Herstellungsweise solcher Rasterplatten kann erzielt werden, wenn die Raster linsen als Zylinderlinsen ausgebildet werden, die der art auf beiden Seiten jeder Rasterplatte angeordnet werden, dass die Zylinderachsen der auf der Vorder- und Rückseite der Rasterplatte angeordneten Linsen einen Winkel von 90 miteinander bilden. Im Sinne einer günstigen, wirtschaftlichen Fertigung dieser Rasterplatten liegt ist es von Vorteil,
wenn die Ein zellinsen der Rasterplatten untereinander nicht ver- setzt sind, so dass die Werkzeuge für die eine Platte auch für die andere benutzt werden können. Bei ver- setzten Einzellinsen müsste die Pressform aus, einzel nen Stempeln, und zwar aus je einem für jede Ein zellinse zusammengesetzt werden, wodurch die Her stellungsweise natürlich wesentlich verteuert würde.
Die Linsenform bekannter Wabenkondensoren für die Kinoprojektion wird auf der einen Raster platte rechteckig, auf der anderen dagegen sechseckig gewählt. Da eine optimale Ausleuchtung des. Bild- fensters nur durch.Anpassung der Wabenkondensor- linsen möglich ist, und Stehbilder meist nur in qua dratischer bzw. rechteckiger Form vorliegen, erhal ten die Einzellinsen beider Rasterplatten vorzugsweise entweder eine quadratische oder rechteckige Form.
Um die Beleuchtungseinrichtung an die jeweilig vor liegende Form 'der Stehbilder anpassen zu können, sind zweckmässigerweise Rastercplatten mit quadra tischen gegen solche mit rechteckiger Form der Rasterlinsen in der Beleuchtungseinrichtung leicht auswechselbar auszubilden.
In manchen Fällen ist :es erwünscht, gleichzeitig zwei Abbildungsstrahlengänge für die Stehbildpro- jektion zur Verfügung zu haben, weil sich damit ver schiedenartige Überblendungseffekte erzielen lassen. Zu diesem Zweck können in Projektionsrichtung hinter der letzten Rasterplatte strahlenablenkendie Mittel vorgesehen sein, die den Strahlengang in zwei Hälften aufteilen.
Zur Ausleuchtung der beiden Steh- bild:ex reichen die halbierten Beleuchtungsbüschel aus, sofern jede Einzellinse der Rasterplatten die volle Fläche des Bildfensters ausleuchtet.
Anhand der beiliegenden Zeichnung werden Aus führungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine der bekannten Beleuchtungseinrich- tungen für Stehbilder, Fig. 2 das erste Ausführungsbeispiel entsprechend vorliegender Erfindung, Fig. 3 und 4<B>je</B> eine Rasterplatte in Ansicht bzw.
in perspektivischer Darstellung, Fig. 5 die geometrischen optischen Verhältnisse bei Benutzung eines Zwischenabbildungssystems und Fig. 6 eine Beleuchtungei.nrichtung für eine- Dop- pelgtehbild-Projektion als zweites Ausführungsbei spiel.
Die bekannte Beleuchtungseinrichtung nach Fig.1 weist die Gasentladungslampe 1 als Lichtquelle den Hauptspiegel 2 und den Hilfsspiegel 3 auf. Der Lichtbogen der Lampe 1 wird bei der Kinoprojektion durch den Hauptspiegel im Bildfenster 4 abgebildet. Bei der Vorführung eines Stehbildes 7 wird in den Strahlengang der Lichtquelle der Konvexspiegel 5 derart eingeschaltet, 'dass das Projektionslicht über den ebenen Umlenkspiegel 6 auf dieses Stehbild 7 fällt.
In der Projektionsrichtung ist vor dem Steh bild 7 die Kondensorlinse 8 angeordnet, die den Strahlengang im Projektionsobjektiv 9 konzentriert. Die Brennweite des Konvexspiegels 5 wird dabei so gewählt, dass das bei der Kinoprojektion auf dem Projektionsfenster 4 liegende Bogenbild der Licht quelle etwa in die Ebene des, Stehbildes 7 verlagert wird.
Nur bei dieser Art 'der Abbildung wird der Schatten des Hilfsspiegels 3 der Gasentladungslampe 1 bzw. des nicht dargestellten Kohlenhalters der Kohlebogenlampe im Stehbild nicht sichtbar.
Nach Fig. 2 sind nun zwischen die Umlenkspiegel 5 und 6 die Linsenrasterplatten 10 und 11 geschal tet, und zwar derart, dass sie weder den zum Kon- vexspiegel 5 zielenden, noch den vom ebenen Um lenkspiegel wegführenden Lichtstrom abschatten. Jede Linse der Rasterplatte 10 bildet die Lichtquelle 1 in der ihr entsprechenden Einzellinse der Raster platte 11 ab. Jede Einzellinse der Rasterplatte 11 bildet ihrerseits die entsprechende Linse der Platte 10 in 'dem Stehbildfenste:r ab.
Der Strah lengang dieser letzteren Abbildung ist durch Schraf- fur hervorgehoben. Auf dem Stehbild 7 über lagern sich somit :ebenso viele Linsenbinder als Ein zellinsen auf der Rasterplatte vorhanden sind, so dass die Fläche des Stehbildes unabhängig von der Lichtverteilung im beleuchteten Lichtbüschel gleich mässig ausgeleuchtet wird.
Die Rasterplatte, die in Fig. 3 in einer Vorder ansicht dargestellt ist, weist Rasterlinsen mit quadra tischer Umrissform auf. Beide Rastoirplatten erhal ten dieselbe quadratische Form; lediglich in ihrem Durchmesser körnen sich die beiden Rasterplatten voneinander unterscheiden.
Die in Fig. 4 gezeigte Rasterplatte in perspekti vischer Darstellung, weist an Vorder- und Rückseite je eine Zylinderlinsenrasterung auf, wobei die Achsen der Zylinderlinsen der vorderen Flächa senkrecht auf den der Linsen der hinteren Fläche stehen.
An Hand der Fig. 5 wird die optisch-geometrische Bedingung :erörtert, dass das Verhältnis, des ausge leuchteten Durchmessers d der Rasterplatte 11 zum Abstand a zwischen dieser Rasterplatte und: der Kondensorlinse 8 zahlenmässig etwa gleich der rela tiven Öffnung des Projektionsobjektivs 9 sein soll.
In Fig. 6 ist eine Beleuchtungseinrichtung für Doppelstehbild@Projektion gezeigt, bei welcher der Beleuchtungsstrahlengang nach Durchgang durch die beiden Rasterplatten 10 und 11 durch den Keil 12 in zwei Hälften ausgespaltet wird. Die beiden ge trennten Strahlenbüschel werden über die ebenen Umlenkspiegel 13 und 14 den beiden Stehbildem 15 und 16 zugeleitet. Entsprechende Projektionsob jektive 17 bzw. 18 sind diesen Stehbildern zugeord net.
An Stelle des Ablenkkeils 12 kann auch ein Doppelprisma mit unterschiedlichen Ablenkwinkeln über die gesamte Oberfläche der Rasterplatte 11 ge legt werden.
Mit der beschriebenen Beleuchtungseinrichtung lassen sich bei gleichen Betriebsstromstärken wesent lich höhere Lichtströme als mit anderen bekannten Einrichtungen erzielen und damit besonders günstige Voraussetzungen für idie Projektion von Breitschirm- Stehbildem schaffen, bei denen die Bildflächen ge genüber den bisher üblichen quadratischen Stehbil- dernetwa verdoppelt sind. Diese höheren Lichtströme bedeuten anderseits eine zusätzliche Wärmebelastung des Stehbildes.
Um seine Bildschicht dabei nicht zu gefährden, kann mindestens einer der beiden Um lenkspiegel 5 und 6 mit einem an sich bekannten wärmedurchlässigen Spiegelschicht versehen sein. Für besonders hohe Ansprüche kann es zweckmässig sein, darüberhinaus noch ein Wärmereflexionsfilter in den Strahlengang einzuschalten. Dieses Filter kann bei spielsweise auf einer der Rasterplatten angebracht oder auch als selbständige Filterscheibe vorgesehen sein.
Lighting device for the projection of still images The invention relates to a lighting device used for the projection of still images, with a light source with mirror optics, the light stream of which is directed onto the still image via a pivotable convex and a flat deflecting mirror pivotable into the beam path.
Such lighting devices are known. They have the advantage that all the light that is available for projecting moving images can also be used to illuminate still images.
All light sources have a certain structure in their luminous surface, which becomes visible on the screen when the light source is shown in the picture window. In carbon arc lamps, the crater of the light source is known to be rotationally symmetrical, but its luminance drops from the center to the edge.
This uneven illumination of the picture window is also perceived as disturbing. In the case of gas discharge lamps, however, the structure of the light source is so strong that it has a significantly unfavorable effect on the projection of still images.
It has already been suggested that a raster mirror be used instead of a simple convex mirror. Such a grid mirror causes a more even light distribution, but has the disadvantage; that a relatively large amount of light is lost through scattering.
The present invention is based on the object of uniformly illuminating the still image independently of the existing light source structure and at the same time achieving a considerably higher degree of efficiency than the aforementioned device with a grid mirror.
According to the present invention, this object is achieved in that an intermediate imaging system consisting of two lenticular lens plates is arranged between the two deflecting mirrors in such a way that it shadows neither the beam aimed at the convex mirror nor the bundle of rays leading away from the flat deflecting mirror.
Each lens of the grid plate adjacent to the flat mirror expediently forms the corresponding lenses of the other grid plate on the still picture window. Then as many lens images are superimposed in this image window as there are individual lenses, so that the image window is evenly illuminated regardless of the light distribution and the structure of the light source :.
In order to achieve a good light yield, the intermediate imaging system can be designed so
that the ratio of the illuminated diameter of the grid plate adjacent to the image window to the distance between this grid plate and the candensor lens adjacent to the still image is approximately equal to the value of the relative opening of the projection objective for the still image.
Since projection lenses for still pictures usually do not have a high light intensity, it is expedient to achieve a good optical light yield with the specified arrangement of the grid plates.
Even illumination this. Still picture, also requires a certain minimum number of individual lenses of the two grid plates.
Tests have shown that a projection device within the meaning of the present invention is based on and with light sources with a strong structure, eg. B.
Gas discharge lamps, at least about twenty-five effective, that is, lenses penetrated by the projection bundle, are required.
The number of lenses must not be too large, since the delimiting edges of the individual lenses scatter light in a certain width determined by the type of manufacture and thus cause light losses. These are naturally greater, the higher the number of raster lenses is selected.
Preferably there are at least twenty-five and at most a hundred individual lenses per grid plate. The known lenticular lens panels are composed of spherical individual lenses, all of which are arranged on one side of the panel.
A simplification of the production method of such grid plates can be achieved if the grid lenses are designed as cylindrical lenses which are arranged on both sides of each grid plate in such a way that the cylinder axes of the lenses arranged on the front and back of the grid plate form an angle of 90 with one another . In terms of a cheap, economical production of these grid plates, it is advantageous
if the individual lenses of the grid plates are not offset from one another so that the tools for one plate can also be used for the other. In the case of offset individual lenses, the press mold would have to be composed of individual punches, namely one for each individual lens, which would of course make the production process much more expensive.
The lens shape of well-known honeycomb condensers for cinema projection is chosen to be rectangular on one grid plate and hexagonal on the other. Since optimal illumination of the image window is only possible by adapting the honeycomb condenser lenses, and still images are usually only available in a square or rectangular shape, the individual lenses of both grid plates are preferably either square or rectangular in shape.
In order to be able to adapt the lighting device to the respective shape of the still pictures, it is advisable to design grid plates with square tables to be easily exchangeable for those with a rectangular shape of the lenticular lenses in the lighting device.
In some cases: it is desirable to have two imaging beam paths available for the still image projection at the same time, because this allows various dissolving effects to be achieved. For this purpose, the means which divide the beam path into two halves can be provided behind the last grid plate in the direction of projection.
To illuminate the two still images: ex, the halved lighting bundles are sufficient, provided that each individual lens of the grid plates illuminates the entire area of the image window.
Based on the accompanying drawings, exemplary embodiments of the invention are explained in more detail. It shows: FIG. 1 one of the known lighting devices for still pictures, FIG. 2 the first exemplary embodiment according to the present invention, FIGS. 3 and 4 each a grid plate in view or view.
in a perspective representation, FIG. 5 the geometric optical relationships when using an intermediate imaging system and FIG. 6 an illumination device for a double-sided image projection as a second exemplary embodiment.
The known lighting device according to FIG. 1 has the gas discharge lamp 1 as the light source, the main mirror 2 and the auxiliary mirror 3. The arc of the lamp 1 is imaged in the cinema projection through the main mirror in the image window 4. When a still image 7 is presented, the convex mirror 5 is switched into the beam path of the light source in such a way that the projection light falls on this still image 7 via the flat deflecting mirror 6.
In the projection direction, the condenser lens 8 is arranged in front of the standing image 7, which concentrates the beam path in the projection lens 9. The focal length of the convex mirror 5 is selected so that the arc image of the light source lying on the projection window 4 during the cinema projection is shifted approximately into the plane of the still image 7.
Only with this type of image is the shadow of the auxiliary mirror 3 of the gas discharge lamp 1 or the carbon holder (not shown) of the carbon arc lamp not visible in the still image.
According to FIG. 2, the lenticular lens plates 10 and 11 are now switched between the deflecting mirrors 5 and 6, in such a way that they neither shade the light flux aimed at the convex mirror 5 nor the luminous flux leading away from the flat deflecting mirror. Each lens of the grid plate 10 forms the light source 1 in the corresponding individual lens of the grid plate 11 from. Each individual lens of the grid plate 11 in turn forms the corresponding lens of the plate 10 in the still picture window: r.
The beam path of this latter figure is emphasized by hatching. On the still image 7 are thus superimposed: as many lens binders as there are single-cell lenses on the grid plate, so that the area of the still image is evenly illuminated regardless of the light distribution in the illuminated light bundle.
The grid plate, which is shown in Fig. 3 in a front view, has lenticular lenses with quadra tables outline shape. Both Rastoir plates get the same square shape; The two grid plates can only differ from one another in their diameter.
The grid plate shown in Fig. 4 in perspekti vischer representation, has on the front and back each a cylinder lens grid, the axes of the cylinder lenses of the front surface are perpendicular to the lenses of the rear surface.
On the basis of Fig. 5, the optical-geometric condition: Discussed that the ratio of the illuminated diameter d of the grid plate 11 to the distance a between this grid plate and: the condenser lens 8 should be numerically approximately equal to the relative opening of the projection lens 9 .
6 shows a lighting device for double standing image projection, in which the lighting beam path is split into two halves by the wedge 12 after passing through the two grid plates 10 and 11. The two ge separated bundles of rays are fed to the two still images 15 and 16 via the flat deflecting mirrors 13 and 14. Corresponding Projektionsob lenses 17 and 18 are these still images zugeord net.
Instead of the whipstock 12, a double prism with different deflection angles over the entire surface of the grid plate 11 can be placed.
With the lighting device described, significantly higher luminous fluxes than with other known devices can be achieved with the same operating currents and thus create particularly favorable conditions for the projection of wide-screen still images in which the image areas are approximately doubled compared to the previously usual square still images. On the other hand, these higher luminous fluxes mean an additional thermal load on the still image.
In order not to endanger his image layer, at least one of the two order deflecting mirrors 5 and 6 can be provided with a heat-permeable mirror layer known per se. For particularly high demands, it can also be useful to include a heat reflection filter in the beam path. This filter can be attached to one of the grid plates, for example, or it can be provided as a separate filter disk.