DE1076489B - Einrichtung fuer die gleichzeitige Ausleuchtung mehrerer im Projektionsfenster einesBildprojektors nebeneinander-liegender Halbbilder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die gleichzeitige Ausleuchtung mehrerer im Projektionsfenster eines Bildprojektors nebeneinanderliegender Halbbilder, vorzugsweise für Einband-Stereo-Projektion, bei der der Beleuchtungsstrahlengang durch strahlenteilende Mittel, vorzugsweise Prismen oder Zylinderlinsen, in Teilstrahlengänge aufgespalten wird.

Bei manchen Projektionsanordnungen liegt die Aufgabe vor, zwei dicht nebeneinander befindliche Bildfelder gleichzeitig auszuleuchten, wobei die Strahlengänge nach Durchsetzen der Halbbilder optisch voneinander getrennt werden müssen. Als Beispiel für eine solche Aufgabe sei der Einband-Stereofiltn genannt, bei dem die Strahlengänge der beiden Halbbilder senkrecht zueinander polarisiert werden. Bei einer bereits ausgeführten Anordnung dieser Art werden die beiden Strahlengänge in Lichtrichtung hinter dem Objektiv durch Teilung der Austrittspupille gewonnen. Da das beleuchtende Büschel für jedes Halbbild die ganze Objektivöffnung ausfüllt, entsteht bei dieser Art der Pupillenteilung ein Lichtverlust, der mindestens den Faktor 2, meist jedoch einen noch größeren Wert erreicht.

Diesen Verlustfaktor kann man sich wie folgt entstanden denken: Wenn ein Halbbildpaar lediglich durch ein Objektiv projiziert wird, so entsteht auf dem Betrachtungsschirm das gleiche Halbbildpaar in entsprechend vergrößertem Maßstab. Durch eine Pupillenteilung werden zwei gleiche Halbbildpaare auf den Betrachtungsschirm projiziert, wobei die ursprünglich zur Verfügung stehende Lichtmenge sich auf zwei Bildpaare verteilt, jedes Bildpaar enthält also nur die Hälfte der ursprünglichen Ausleuchtung, jedes Halbbild also nur ein Viertel dieser Lichtmenge. Durch Vorschalten von Ablenkkeilen in Projektionsrichtung hinter das Objektiv erfahren die projizierten Halbbildpaare eine derartige gegenseitige Verschiebung, daß das linke Halbbild des einen Bildpaares auf das rechte Halbbild des anderen Bildpaares zu liegen kommt. Die Lichtmenge dieser beiden aufeinander projizierten Halbbilder beträgt daher das Doppelte des jedem Halbbild zukommenden Anteils, also die Hälfte der gesamten Lichtmenge. Zu beiden Seiten der übereinander projizierten Halbbilder verbleiben je ein Halbbild, die beispielsweise durch geeignet angeordnete Blenden aus dem Projektionsstrahl entfernt werden. Auch die Lichtmenge dieser beiden entfernten Halbbilder beträgt zusammen die Hälfte der ursprünglichen, weswegen theoretisch der Lichtverlustfaktor 2 auftritt. In der Praxis ist dieser Verlustfaktor größer, weil die Ablenkkeile und die gegebenenfalls zur Bilddrehung benutzten Prismen weitere Verluste erzeugen.

An Hand der Fig. 1 werden die geschilderten bekannten optischen Strahlengänge erörtert. In dieser Einrichtung
für die gleichzeitige Ausleuchtung

mehrerer im Projektionsfenster
eines Bildprojektors nebeneinanderliegender Halbbilder

Anmelder:

Zeiss Ikon Aktiengesellschaft,
Stuttgart-S, Dornhaldenstr. 5

Dipl.-Ing. Heinz Ulffers, Kiel-Wik,
ist als Erfinder genannt worden

Figur stellt der Hohlspiegel 1 mit der Austrittspupille AB das Beleuchtungssystem dar, das auch durch eine andere optische Einrichtung, z. B. durch einen Wabenkondensor, gebildet werden kann. In dem Trojektorfenster2 liegen nebeneinander die beiden Halbbilder CD und DB, die durch das Objektiv3 auf die Bildwand projiziert werden. Unmittelbar vor dem Projektorfenster liegt eine Bildfensterlinse 4, welche die Aus trittspupilleAB des Beleuchtungssystems in die Eintrittspupille FG des Projektionsobjektivs abbildet. Die Begrenzung des Beleuchtungsbüschels für das obere Halbbild CD wird durch den ausgezogenen Linienzug wiedergegeben, die für das untere Halbbild DE durch den gestrichelten Linienzug. Die Austrittspupille des Objektivs 3 wird durch zwei Prismen 6 und 7 geteilt, die in dem dargestellten Beispiel eine bilddrehende Wirkung besitzen. Hinter diesen Prismen liegen die nicht dargestellten Polarisatoren, welche als Lichtweiche für die Stereo-Betrachtung dienen. Da das von jedem Halbbild stammende Licht das ganze Objektiv ausfüllt, sind auch in dem jedes Prisma durchsetzenden Teillichtstrom Anteile von beiden Bildern enthalten. Da der Teillichtstrom jeder Pupillenhälfte jedoch nur eines der Bilder wiedergeben soll, muß das jeweils falsche Halbbild im weiteren Strahlenverlauf in nicht dargestellter Weise ausgeblendet werden. Hierdurch entsteht der obenerwähnte Lichtverlust.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, die Pupillenteilung unmittelbar am Projektorfenster, und zwar zwischen diesem und dem Objektiv 3 vorzunehmen. Eine solche Einrichtung erfordert jedoch spezielle Projektionsobjektive, welche

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die durch die Strahlenteilungsmittel, ζ. Β. Prismen, entstehenden Abbildungsfehler kompensieren. Diese Art der Teilung bringt außerdem optische Schwierigkeiten mit.sich, falls sehr lichtstarke und kurzßrennweitige Objektive mit kurzer Schnittweite verwendet werden sollen.

»Eine andere bekannte Anordnung der strahlenteilenden Mittel wird in Fig. 2 dargestellt. Vor dem Projektorfenster 2 Hegt ein Doppelprisma 5/ das die beiden beleuchtenden Teilbüschel so ablenkt, daß sie nebeneinanderliegen und zwei getrennte Projektionsobjektive mit den Eintrittspupillen F₁, G₁ und F₂, G₂ ausleuchte«. Diese Anordnung vermeidet zwar den eingangs geschilderten Lichtverlust, da die beiden Hälften des Doppelprismas 5 jeweils die volle Apertur A-B der Beleuchtungseinrichtung erfassen, so daß die Beleuchtungsapertur in jedem Teilstrahlengang erhalten bleibt. ■

Da die optischen Achsen der Projektionsobjektive aus Abbildungsgründen senkrecht zum Projektorfenster stehen müssen, werden die Objektive schräg durchstrahlt, so daß die Anforderungen an die Größe des scharf ausgezeichneten Bildfeldes, vor allem bei lichtstarken Projektionsobjektiven, sehr erheblich sind.

Um die Anforderungen an die zu verwendenden Objektive herabzusetzen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die strahlenteilenden Mittel in der Austrittspupille der Beleuchtungseinrichtung anzuordnen.

Bei reinen Spiegelbogenlampen ist diese Strahlenteilung ohne unerwünschte Schattenbildungen nur möglich, wenn ein Parabol-Spiegel verwendet wird, in dessen telezentrischem Strahlengang die Teilung vorgenommen wird. Derartige Anordnungen mit Parabol-Spiegeln sind jedoch in der Projektionstechnik nicht sehr verbreitet, da meist elliptische oder ellipsenähnliche Spiegel benutzt werden, die im kinotechnischen Sprachgebrauch als asphärische Spiegel bezeichnet werden.

Bei Anwendung dieser Strahlenteilung müßten also die üblichen Spiegel durch Parabol-Spiegel ersetzt werden. Dieser Austausch läßt sich vermeiden, wenn die Spiegelbeleuchtung durch ein Zwischenabbildungssystem, z. B. einen Wabenkondensor ergänzt wird. Ein solcher Wabenkondensor besteht nach Fig. 3 aus zwei Linsenrasterplatten8 und 9, die auf dem Projektorfenster einen Lichtfleck erzeugen, der in einfacher Weise an die Form dieses Fensters angepaßt werden kann. Die Rasterplatten sind als einfache Scheiben dargestellt, sie können jedoch auch mit zusätzlich brechenden Flächen kombiniert werden. Die Austrittspupille AB wird beim Wabenkondensor durch die ausgeleuchtete Fläche der Rasterplatte 9 dargestellt. Legt man dicht hinter diese Fläche ein Doppelprisma 10, so erhält man im Projektorfenster 2 bei geeigneter Bemessung dieses Prismas zwei Lichtflecke, die unmittelbar aneinander anschließen bzw. sich zur Vermeidung von Schattenkanten im Bild etwas überlappen. Der Wabenkondensor ist dabei so auszubilden, daß der Lichtfleck im Projektorfenster ohne das Prisma 10 die Größe eines der Halbbilder besitzt. Die Strahlengänge führen "; ,:nach. Durchsetzen des Projektorfensters entweder zu einem gemeinsamen oder zu zwei getrennten Projektionsobjektiven. In der Abbildung ist der letztere Fall dargestellt. Die Eintrittspupillen dieser Objektive sind

5.mit F₁, G₁ und F₂, G₂ bezeichnet. Die Bildfensterlinse 4 kann, je nach den optischen Bedingungen, insbesondere zur Anpassung an Objektive verschiedener Brennweiten, in nicht näher bezeichneter Weise auch geteilt mit prismatischer Wirkung in jedem Halbbild

ίο ausgeführt sein. Die Kennzeichnung der Strahlengänge entspricht der Fig. 1. Man erkennt, daß die Beleuchtungsapertur in jedem Teilbüschel im Schnitt der Zeichnungsebene nur halb so groß ist wie in Fig. 1, so daß die Anpassung an das Projektionsobjektiv wesent-.

Hch vereinfacht wird. Durch die erfindungsgemäße Einrichtung wird also erreicht, daß in jedem Teilstrahlengang nur Licht von dem ihm zugeordneten Halbbild enthalten ist, so daß der eingangs genannte Schwächungsfaktor nicht mehr auftritt.

Um eine einwandfreie Trennung beider Strahlengänge im Projektorfenster zu erhalten, kann es bei der Verwendung zweier Projektionsobjektive mit Rücksicht auf deren Fassungsteile vorteilhaft sein, die Anordnung der Fig. 3 gemäß Fig. 4 so abzuwandeln, daß jede der beiden Rasterplatten 8 und 9 des Wabenkondensors mit einem eigenen Teilungsprisma 11 bzw. 12 versehen wird. Die zweite Rasterplatte ist dabei dem Strahlengang entsprechend in zwei Teile zu zerlegen. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist auf Grund der vorstehenden Ausführungen ohne weiteres ersichtlich.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung für die gleichzeitige Ausleuchtung mehrerer im Projektionsfenster eines Bildprojektors nebeneinanderliegender Halbbilder, vorzugsweise für Einband-Stereo-Proj ektion, wobei der Beleuchtungsstrahlengang durch strahlenteilende Mittel, vorzugsweise Prismen oder Zylinderlinsen, in Teilstrahlengänge aufgespalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlenteilenden Mittel in der Austrittspupille der Beleuchtungseinrichtung angeordnet sind.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, deren Beleuchtungssystem einen Wabenkondensor enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlenteilenden Mittel in der Austrittspupille des Wabenkondensors liegen.

3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Strahlenteilungseinrichtung, die mit der ersten Rasterplatte kombiniert ist.

4. Beleuchtungseinrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von Bildfensterlinsen mit zusätzlich ablenkender Wirkung in jedem Teilstrahlengang.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 234775, 237 423.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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