DE1904924A1

DE1904924A1 - Beleuchtungsvorrichtung fuer die Erzeugung von zwei mit ihren Mittelachsen parallelen Lichtbuendeln

Info

Publication number: DE1904924A1
Application number: DE19691904924
Authority: DE
Inventors: Karl Kohler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-01-31
Filing date: 1969-01-31
Publication date: 1970-07-30
Also published as: DE1904924B2

Description

Beleuchtungsvorrichtung für die Erzeugung von zwei mit ihren Mittelschsen paralellen Lichtbündeln.
Die Errindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für die im wesentlichen Erzeugung von zwei mit ihren Zittelachsen/parallelen Lichtbündeln, insbesondere zur Ausleuchtung der Bildrenster eines Sterio-Filmprojektors, dessen beide getrennten Filmstreifen mit geringem Abstand nebeneinander geführt sind, mit zwei zur Mittelebene dieser Mittelachsen symetrisch angeordneten Holspiegeln, in deren Brennpunkt eine Lichtquelle angeordnet ist.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (deutsche Patentschrift 1 172 949) ist jeweils einer der Honlspiegel mit seiner optischen Achse auf die genannte Mittelachse ausgerichtet, auf der auch jeweils eine getrennte Lichtquelle und Kondensorlinse angeordnet ist. ss liegt somit im wesentlichen eine paralellanadnung von zwei Beleuchtungsvorrichtungen vor, wie sie üblicher Weise für normale Filmprojektoren verwendet werden.
Nachteilig ist bei der bekannten Bauart die relativ kleine Lichtausbeute, welche, wenn ein bestimmter Lichtstrom am Bildfenster des Projektors erreicht werden soll, dazu zwingt, stärkere Lichtquellen, d.h. in der Regel größere Projektionslampen einzusetzen. Andererseits wird bei Sterco-Filmpojetoren angestrebt, die beiden getrennten Filmstreifen möglichst nahe nebeneinander zu führen, um die Größenabmessungen des Projekt-ors klein zu halten und dessen mechanieohen Aufwand bei der Bemessung der Wellen für die verschiedenen Schalt- und Umlenkrollen klein zu halten. Beinahe nebeneinandergeführten Filmstreifen müssen aber auch die Mittelachsen der von der Beleuchtungsvorrichtung abgegebenen Lichtbündel einen vorgegebenen geringen Abstand, der gleich dem Abstand der beiden Lichtquellen ist,aufweisen, so daß einer Verstärkung dieser Lichtquellen wegen der sich damit ergebenenden Vergrößerung der Glühlampenkolben Genzen gesetzt sind.
Darüber-hinaus ist für die Erzielung eines guten Stereoeffektes beim Betrachter Voraussetzung, daß die Helligkeit der beiden übereinander projizierten Teilbilder im Verhältnis zueinander konstant bleibt. Diese forderung setzt voraus, daß die nicht quellen immer die gleiche Helligkeit aufweisen, was bei Projetions-Glühlampen wegen Alterungserscheinungen und insbesondere nach Austauschen einer vorzeitig ausgefallenen Lampe schwierig ist und bei Verwendung der üblichen Kohle-Lichtbögen auch nicht angenähert erreicht werden wann.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Beleuchtungsvorrichtung zu schafen, welche den von der eingesetzten Lichtquelle erzeugten Lichtstrom mit shr großer Wirkungsgrad verwertet, zwei paralelle Lichtbündel mit relativ zueinander konstantem Lichtstrom erzeugt und zu-dem eine kurze axiale baulänge autweist.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht daß tür beide Hohlspiegel eine gemeinsame Lichtquelle vorgesehen ist, welche in der Mittelebene, sowie in einer hierzu senkrechten, die beiden Mittelachsen der aus der Vorrichtung austretenden Lichtbündel enthaltenden Qurebene liegt, daß die optischen Achsen der Hohlspiegel in der Querebene verlaufen und mit der Mittelebene jeweils einen spitzen Winkel einschließen, daß in ;jeden der von den Hohlspiegeln reflektierten StrahlenbündeD ein erster Umlenkspiegel mit Abstand von der Mittelebene auf deren von dem zugehörigen Hohlspiegel abgekehrten Seite angeordnet ist, der das Strahlenbündel auf einen auf der gleichen Seite der Mittelebene befindlichen, zweiten flmlenkspiegel reflektiert, welcher mit geringerem Abstand als der erste Umlenkspiegel von der Mittelebene in einer mit dieser einen spitzen Winkel einschließenden Ebene angeordnet ist, wobei die Hohlspiegel, die ersten und die zweiten Umlenkspiegel jeweils symetrisch bezüglich der Mittelebene angeordnet sind.
Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung kann erreicht werden, daß mehr als die Hälfte des von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstromes von den Hohlspiegeln erfaßt wird. Von dem restlichen Lichtstrom trftft ein erheblicher Teil- direkt auf die ssten Umlenkspiegel auf und verstärkt mindestens zum Teil die von der Vorrichtung abgegebenen Lichtbündel, so daß diese einen ungewöhnlich großen Wirkungsgrad besitzt. Gegenüber Beleuchtungsvorrichtungen mit zwei getrennten Lichtquellen ist bei der erlindungsgemäßen Ausbildung keine Begrenzung hinsichtlich der räumlichen Ausdehnung der Lichtquelle, insbesondere ihrer XolbenabmessunÓen, gegeben und die erzeugten, paralellen lichtbündel weisen nach einmaliger Justierung der verschiedenen S;ieOel immer einen gleich großen Lichtstrom auf, ohne daß sich relative Unterschiede bei Anderung des von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstromes einstellen würden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung er geben sich aus der nachstehenden beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung, In der lotrechten Mittelebene ist eine einzige Lichtquelle 2 angeordnet, Welche vorzugsweise der Lichtbogen einer Xenon-Hochdruckentlandungslampe ist, aber auch entsprechend dem Lichtbedarf und Anwendungszweck aus dem Glühfaden einer üblichen Projektionslampe oder Jod-Quarzlampe, oder aucn dem offenen Lichtbogen einer Kohlebogenlampe besthen kanne Beiderseits der Mittelebene 1 ist jeweils ein vorzugsweise elliptischer Hohlspiegel 3,3' so angeordnet, daß die Lichtquelle 2 in wesentlichen in seinem einem Brennpunkt sitzt und daß seine optische Achse 4,42 in einer zur Mittelebene 1 senkrechten, die Mittelachaen 5,51 der die Vorrichtung verlassenden Lichtstrahlen enthaltenden Ebene verlaufen, wobei die optische Achse jedes Hohlspiegels mit der Mittelachse einen spitzen Winkel t,t' einschließt, der vorzugsweise eine Wert von ca. 48° aufweist. Die Hohlspiegel 3,3' sind an ihren an die Mittelebene 1 angrenzenden Bereichen 6,6 abgeflacht, wodurch eine bessere Verwertung des von der Lichtquelle 2 abgegebenen Lichtstromes ermöglicht wird0 Ergänzend kann ein einstückiger oder aus zwei Teilen bestehender Hilfsspiegel (nicht dargestellt), der'zur Vermeidung von Absahattungen vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der Lichtquelle 2 angeordnet ist, vorgesehen werden. Dieser sphärisch ausgebildete Hilfsspiegel hat die Aufgabe, den von der Lichtquelle 2 ausgehenden und anderenfalls nicht zu aen Hohlspiegeln gelangenden Teil des Lichtstromes in die Lichtquelle zurück zu reflektieren.
in den von den Hohlspiegeln 4,4' nach Reflex-ion austretenden Lichtbündeln 7,7' sind bezüglich aer iiiitteleoene 1 zu-einander sometrische erste Umlenkspiegel 8,8' nit Abstand von dieser Mittelebene angeordnet. Die umlenkspiegel 8,8' liegen jeweils in lotrechten Ebenen, welche mit der Mittelebene solche, einander gleiche Winkel einschließen, daß die auftrefienden Lichtbündel auf zweite Umlenkspiegel 9,9t reflektiert werden, welche näher an der Mittelebene 1 liegen, wobei sich die benachbarten Kanten'dieser- Umlenkspiegel' wie in der Zeichnung veranachaulicht,im Grenzfall berühren können.
Die zweiten Umlenkspiegel 9,9t liegen ebenfalls in lotrechten Ebenen, welche mit der Mittelebene 1 einander gleiche Winkel t,t' einschließen. Der Wert dieser Winkel wird so gewählt, daß die Mittelachsen 5,5 der aus der Vorrichtung austretenden Jichtbündel zueinander paralell verlaufen. Diese Winkel t,t' liegen im allgemeinen nahe an 45° und betragen im vorliegenden Ausführungsbeispiel 400 Die ersten Umlenkspiegel 8,8' -und die zweiten Umlenkspiegel 9,9' bestehen vorzugsweise aus Planspiegeln, die als Kaltlichtspiegel ausgebildet sind, d.h. sie reflektieren das sichtbare Licht praktisch ohne Verluste, während sie :ür die wegen der Filmerwärmung schädliche Wärmes@@hlung mindestens zum größten Teil durchlässig sind, wobei die Warme von den Spiegeln oder einer dahinter angeordneten Fläche abgeführt wird.
bei Verwendung der Vorrichtung für die Projektion stereoskopischer filme sind an den Stellen 10,10' der austretenden nicht bündel die Bildfenster -des Projetors angeordnet, hinter denen die Filmstreifen vorbei geführt werden. Die Vorricktung nach der Erfindung ist natürlich nicht auf den genannten, bevorzugten Verwendungszweck beschräkt. Ebenso ist eine Abänderung der in der Zeichnung dargestellten Abmessungen der Spiegel und ihrer Abstände und Winkel zueinander in Anpassung an den jeweiligen Verwendungszweck möglich, wobei aber darauf u achten ist, daß die ansich sehr geoße Lichtausbeute nicht durch eine Abschattung, hervorgerufen durch in den Strallengang einstehende Teile, zu stark vermindert wir.
Die genannte hohe Lichtausbeute macht die errindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung auch für andere Anwendungsrälle als die Sterioskopische ProjekTion geeignet. Insbesondere können die beiden Lichtbündel durch eine nachgeschaltete Spiegel-oder Prismenanordnung zu einem einzigen vereinigt werden, das denn zur Ausleuchtung des Bildi.ensters eines Projektors, vorzugsweise eines Breitwndprojek tors, verwendet werden kann, oder auch für andere Beleuchtungszwecke, wie z.B. als optisches System eines Schinwerfers.

Claims

Patent ansprüche.

1.) beleuohtungsvorrichtung für die Erzeugung von zwei mit ihren Mittelachsen im wesentlichen paralellen Lichtbündeln, insbesondere zur Ausleuchtung der Bildfenster eines Stereo-Filmprojektors, dessen beiden getrennten Bilmstreifen mit geringem Abstand nebeneinander gef1iluXt sind, mit zwei zur Mittelebene dieser Mittelachsen symetrisch angeordneten Hohlspiegeln, in deren Brennpunkt eine Lichtquelle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Hohlspie¢L(3,3') eine gemeinsame Lichtquelle-(2) vorgesehen ist, welche in der Mittelebene (1) sowie in einer hierzu senkrechten, die beiden Mittelachsen (5, 5t) der aus der Vorrichtung austretenden Lichtbündel enthaltenden Querebene liegt, daß die optischen Achsen (4, 4') der Hohlspiegel (3-, 3') in der Querebene verlaufen und mit der Mittelebene (1) jeweils einen spitzen den Winkel (t,t') einschließen, daß in jedem der vongIohlspiegeln reflektierten Strahlenbündeln (7, 7t) ein erster Umlenkspiegel (S, 8') mit Abstand von der Mittelebene auf deren von dem zugehörigen hohlspiegel abgekehrten Seite angeordnet ist, der das Strahlenbündel auf einen auf der gleichen Seite der Mittelebene befindlichen, zweiten Umlenkspiegel (9, 9') reflektiert, welcher mit geringerem Abstand als der erste Umlenkspiegel von der Mittelebene in einer mit dieser einen spitzen Winkel (r, r') einschließenden Ebene angeordnet ist, wobei die Hohlspiege, die ersten und die zweiten Umlenkspiegel jeweils symetrisch bezüglich der Mittelebene angeordnet ind.

2.) Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Umlenkspiegel (8, 8') und /oder die zweiten umlenkspiege (9,9') als Kaltlichtspiegel ausgebildet sind.

3.) Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Umlenkspiegel (8, 8'; 9, 9') als Planspiegel ausgebildet sind.

4.) Beleuchtungsvorricntung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Umlenkspiegel (8, 8') in Ebenen liegen, welche mit der Mittelebene (1j jeweils einen Winlel von ca. 170 einschließen und daß die zweiten Umlenkspiegel (9, 9') in Ebenen liegen, welche mit der Mittelebene jeweils einen Winkel (r, rt) von ca. 400 einschließen.

5.) Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlspiegel (3, 3t) als elliptische bpiegel ausgobildet sind.

6.) Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daL die Hohlspiegel (3, 3') an den der Mittelebene (1) zugekehrten Kanten in zu dieser paralellen Ebenen eine Abflachung (6, 6t) aufweisen und daß die Hohlspiegel mit diesen A@@achungen unmittelbar aneinander grenzen.

7) Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, 5 oder 6, durch gekennzeichnet, daß der Winkel (t,t') der optischen Achse@ (4, 4') der Hohlspiegel (3, 3') mit der Mittelebene (1) einen Wert von ca. 48° aufweist.

8.) Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) durch den Lichtbogen einer Xenon-Hochdruckentladungslamp gebildet ist.

9.) Beleuchtungsvorrichtung nach Auspruch 1 oder 8, dadure gekennzeichnet, daß an der von dem Hohlspiegeln (3, 3') abgekehrten Seite der Lichtquelle (2) und zu dieser unmittelb@r ben@chbart mindestens ein Hilfsspiegel ange ordnet ist.

10.) Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Oberil%che des @ilfsspiegels sphärisch gekrümmt ist and daß der Mrümmungsmittelpunkt im wesentlichen der @rt der Bichtquelle (2) it.

11.) Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß eine Spiegel- und/oder Eriemenanordnung in der Strahlengang der aus den zweiten Umlenkspiegeln (9,9') austretenden Lichtbündeln vorge; @@en ist, welche diese zur Erzeugung eines einzigen Lichtbändels, beispelsweise für die Verwendung als Scheinwerfer oder für die Ausleudetung des Bildfensters eines Breitwand-@ilmprojemtors, dergestalt ablenkt, daß sich ihre @andbereiche ber@hren oder teilweise überdecken.

12.) Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vor@@rgehenden Ansprüche 1 - 4 und 6 - 10 für die Verwendung els Scheinwen@er, dadurch gekennzeichnet, daß die Mohl, piegel ( 3,3') als Parabolspiegel ausgebildet sind, daß die zweiten Umlenkspiegel (9,9') durch eine Sammellinse ersetzt sind, deren optische Achse in der Eittelebene (1) und der Querebene liegt und daß die Strahlenbündel ( 7,71), welche von den in Angenähert zur Mittelachse parallelen Ebenen liegenden ersten Umlenkspiegeln (8,8') ausgehen, auf die gleiche, der Lichtquelle (2) zugekehrte-Seite der Sammellinse auftreffen, welche die beiden Strhlellbündel zu einem einzigen Dichtbündelsvereinigt.