DE2608957C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen kompakt aufgebauten Schreibprojektor, bei dem nacheinander entlang einer optischen Achse eine einen Reflektor aufweisende Lichtquelle, eine Aperturblende, ein ebener Spiegel, eine Fresnellinse, eine Bühne und Projektionskopf vorgesehen sind, durch den ein Abbild einer graphischen Information eines auf der Bühne befindlichen Diapositivs auf einen entfernten Bildschirm sichtbar und fokussierbar ist.

Bei einem bekannten derartigen Schreibprojektor (US-PS 31 76 578) ist auf der die Lichtquelle bildenden Projektor­ lampe eine diese teilweise bedeckende reflektierende Be­ schichtung vorgesehen.

Bekannt ist ferner ein ähnlicher Schreibprojektor ohne Umlenkspiegel (US-PS 31 26 786). Eine große Bühne von 25×25 cm erlaubt die Projektion von Durchsichtbildern in Briefbogengröße. Gewöhnlich ist eine Projektionsfläche von etwa 150×150 cm erforderlich. Um bei der Projektion in einem erleuchteten Klassenzimmer bzw. Vorlesungssaal eine ausreichende Ausleuchtung zu erreichen, sind die bei derartigen Schreibprojektoren eingesetzten Lichtquellen gewöhnlich auf mindestens etwa 500 Watt und in einigen Fällen auf mehr als 900 Watt ausgelegt.

Bekannt ist auch aus der US-PS 34 28 800 eine Lichtquelle mit einer Glühwendel, die sich im wesentlichen im inneren Brennpunkt eines die Form eines abgeschnittenen Ellipsoids aufweisenden Reflektors befindet, der eine diffus reflek­ tierende, leicht gehämmerte oder gerillte Oberfläche auf­ weist. Eine verbesserte Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung - wenngleich bei verringertem Wirkungsgrad - wird dabei durch die Verwendung einer mittigen Abschirmung erreicht, die die Direktstrahlung abblendet.

Bekannt ist ferner (US-PS 37 63 348), zur Verbesserung der gleichförmigen Erwärmung einer Fläche einen lang­ gestreckten Reflektor mit elliptischem Querschnitt zu verwenden und die Gleichmäßigkeit der Bestrahlung durch Verschieben einer punktförmigen Strahlungsquelle vom inneren Ellipsenbrennpunkt heraus in Richtung auf den äußeren Ellipsenbrennpunkt entlang der Reflektorachse und durch Bewegen der Fläche von dem äußeren Ellipsen­ brennpunkt in Richtung auf den inneren Ellipsenbrennpunkt hin zu verbessern. Hier wird unter Anordnung der Strahlungs­ quelle in Nähe der bestrahlten Fläche die reflektierte und die unmittelbare Strahlung kombiniert, um eine gleichmäßigere Strahlungsverteilung und damit eine gleichförmige Erwärmung zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kompakt aufgebauten Schreibprojektor gemäß der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, daß die relative Ausleuchtung an einem entfernt gelegenen Betrachtungsschirm beträchtlich gegenüber dem Stand der Technik verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der Merkmale gelöst, daß der Reflektor der Lichtquelle in Form eines abgeschnittenen, diffus reflektierenden, eine gehämmerte, metallische Innen­ oberfläche aufweisenden Ellipsoids mit einem inneren und einem äußeren Brennpunkt ausgebildet ist, daß die Lichtquelle einen axial angeordneten Glühfaden aufweist, der gegenüber dem inneren Brennpunkt zum äußeren Brennpunkt hin versetzt ist, wobei die Lichtquelle einen Brennfleck hoher Lichtintensität erzeugt, und daß die Aperturblende rechtwinklig zur optischen Achse an einem Punkt, der gegenüber dem äußeren Brennpunkt zum inneren Brennpunkt hin versetzt ist, und entlang der optischen Achse in der Ebene des Brennflecks hoher Lichtintensität angeordnet ist und einen geringeren Durchmesser als der Brennfleck hoher Lichtintensität aufweist.

Vorzugsweise liegen der äußere Brennpunkt bzw. die Aperturblende etwa 2,5 cm bzw. etwa 1,9 cm vom offenen Ende des Reflektors entfernt. Der Brennfleck hoher Lichtintensität weist einen Durchmesser von etwa 2,79 cm, vorzugsweise von 2,34 cm und die Öffnung der Aperturblende einen Durchmesser von maximal etwa 2,54 cm und minimal etwa 2,29 cm auf. Die Öffnungsfläche der Aperturblende beträgt maximal etwa 90% der Größe der Fläche des Brennflecks hoher Lichtintensität.

Mit dem erfindungsgemäßen Schreibprojektor ist eine beträchtliche Steigerung der relativen Ausleuchtung an einem entfernt gelegenen Betrachtungsschirm erreichbar.

Insbesondere ist eine Steigerung des Wirkungsgrades des erfindungsgemäßen Schreibprojektors durch erhebliche Senkung des Leistungsverbrauchs gegeben. Die üblicherweise erforderliche Lichtleistung von 200 Lumen läßt sich mit einer 350-W-Lichtquelle erreichen. Die überraschende Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung sorgt für eine vollkommene Auflösung der Bildteile in den Eckbereichen auch ohne Raumverdunklung. Weiterhin reduzieren diese Verbesserungen die Anforderungen an die Kühlung des Schreibprojektors und ermöglichen einen besonders kompakten, tragbaren Aufbau des Schreibprojektors, der sich leicht in Flugzeugen und anderen öffentlichen Verkehrsmitteln transportieren läßt, aber dennoch die Projektion von Durchsichtvorlagen in voller Briefbogengröße zuläßt.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schreibprojektors wird nun anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen ist

Fig. 1 eine Perspektivansicht des Schreibprojektors in der Arbeitsstellung,

Fig. 2 schematisch die Anordnung der wesentlichen Teile des Schreibprojektors und

Fig. 3 eine Darstellung der gegenseitigen Zuordnung der Lichtquelle, des Reflektors und der Aperturblende.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist der Schreibprojektor ein kastenförmiges, tragbares Gehäuse 10 auf, das an der oberen Fläche mit einer transparenten Bühne 11 für eine Vorlage und Jalousieschlitzen 12 versehen ist. Eine Seitenwand trägt einen kippbaren Träger 13 mit einem einstellbaren Projektionskopf 14, der in der hochgestellten Arbeitsstellung gezeigt ist, sowie einen Haltewinkel 15, der den Träger 13 in der zum Transport gekippten Lage hält.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist das Gehäuse 10 eine Lichtquelle 20, eine Aperturblende 21, einen ebenen Spiegel 22 sowie eine Fresnel-Kondensatorlinse 23 auf. Durch die Jalousieschlitze 24 kann Kühlluft eintreten und wird unter dem Druck eines nicht gezeigten Gebläses durch die Jalousieschlitze 12 an der oberen Fläche des Gehäuses 10 ausgeblasen.

Die Steuerung des Schreibprojektors erfolgt mittels einer Schalterleiste 16, die Einstellung der Lichtquelle 20 durch Hebel 17 und 18. Im Betrieb strahlt Licht von der Lichtquelle 20 durch die Aperturblende 21 zum Spiegel 22 und von dort durch die Fresnel-Kondensatorlinse 23 und die Bühne 11, auf der sich ein Durchsichtbild befindet. Das Licht gelangt dann in den Projektionskopf 14 hinein, der das Licht auf einen nicht gezeigten Bildschirm richtet und dort fokussiert.

Die umgelenkte Lichtstrahlführung ermöglicht eine verringerte Tiefe des Gehäuses 10 des kompakten Schreibprojektors, der sich bequem von Hand tragen läßt und z. B. ohne weiteres in den unter Flugzeugsitzen verfügbaren Raum paßt. Vor Einsatz des Schreibprojektors ist lediglich der kippbare Träger 13 mit dem einstellbaren Projektionskopf 14 aus dem Haltewinkel 15 heraus hochzuschwenken.

Wie Fig. 3 zeigt, weist die Lichtquelle 20 eine Lampe 26 mit einer Glühwendel 27 und einen Reflektor 28 in Form eines abgeschnittenen Ellipsoids mit einem inneren und einem äußeren Brennpunkt Fi bzw. Fo auf. Die Glühwendel 27 ist so symmetrisch wie möglich um die optische Achse A herum angeordnet und, wie Fig. 3 zeigt, gegenüber dem inneren Brennpunkt Fi zum äußeren Brennpunkt Fo des Reflektors 28 hin versetzt.

Die Innenfläche des Reflektors 28 ist diffus reflektierend mit leicht gehämmerter, metallischer Oberfläche ausgeführt. Vorzugsweise besteht der Reflektor 28 aus leicht versilbertem Glas oder Kunststoff, das bzw. der zwar für sichtbares Licht undurchlässig ist und es reflektiert, den wärmeerzeugenden Infrarotanteil jedoch wenigstens teilweise durchläßt, um die Möglichkeit einer Überhitzung in der Lichtquelle 20 so gering wie möglich zu halten.

Der äußere Brennpunkt Fo des Reflektors 28 befindet sich innerhalb des gestrichelt gezeichneten Teils der von dem Ellipsoid beschriebenen Ellipse. Die Lage der Aperturblende 21 fällt nicht mit dem äußeren Brennpunkt Fo zusammen. Die Aperturblende 21 ist vielmehr rechtwinklig zur optischen Achse A an einem Punkt, der gegenüber dem äußeren Brennpunkt Fo zum inneren Brennpunkt Fi hin versetzt ist, und entlang der optischen Achse A in der Ebene eines von der Lichtquelle 20 erzeugten Brennflecks hoher Lichtintensität angeordnet. Der gewünschte Ort läßt sich alternativ durch Ausmessen der an dem Bildschirm für unterschiedliche Stellungen der Aperturblende 21 erzeugten Beleuchtungsstärke und Auftragen einer Kurve für diejenige Stellung bestimmen, für die die Beleuchtungsstärke maximal wird.

Die Aperturblende 21 kann plattenförmig und ihre axial mittige Öffnungsfläche beliebig einstellbar sein, wobei sie einen geringeren Durchmesser als der Brennfleck hoher Lichtintensität aufweisen soll. Die Öffnungsfläche wird normalerweise kreisförmig sein, obgleich eine Rechteck- oder andere Gestalt ebenfalls eingesetzt werden kann.

Wird der Durchmesser der Öffnungsfläche der Aperturblende 21 auf weniger als den Minimaldurchmesser des Lichtstrahls reduziert, nimmt auch die die Projektionswand erreichende Lichtmenge ab. Überraschenderweise ergibt sich daraus jedoch auch eine verbesserte Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung und eine verbesserte Auflösung. In der Praxis hat es sich als wünschenswert herausgestellt, die Größe der Öffnungsfläche der Aperturblende 21 maximal auf etwa 90% der Größe der Fläche des Brennflecks hoher Lichtintensität zu begrenzen.

Ist einmal eine für einen speziellen Schreibprojektoraufbau geeignete Öffnungsfläche der Aperturblende 21 gefunden, so kann diese konstant bleiben und ergibt somit einen vereinfachten Aufbau.

Bei einer beispielhaften Ausführung des Schreibprojektors weist der diffus reflektierende Reflektor 28 mit gehämmerter metallischer Oberfläche in der Schnittebene des abgeschnittenen Ellipsoids einen Öffnungsdurchmesser von 4,44 cm auf. Der äußere Brennpunkt liegt etwa 2,54 cm von der Öffnungsebene des Reflektors 28 entfernt. Die Aperturblende 21 befindet sich 1,91 cm vor dem offenen Ende des Reflektors 28. Die Öffnungsfläche der Aperturblende 21 ist kreisförmig und hat einen Durchmesser von 2,34 cm, während der minimale Durchmesser des Brennflecks hoher Lichtintensität, der auf einer entsprechend angeordneten Zielfläche beobachtet wird, etwa 2,79 cm betrug. Die Gesamtlänge des axialen Lichtweges von der Aperturblende 21 zur Fresnellinse 23 beträgt 27,89 cm. Die Lampe 26 hat eine Leistung von 350 W, die Bühne 11 eine Fläche von 25×25 cm. Mit abgesenktem Projektionskopf ergibt sich eine Gesamthöhe des Schreibprojektors von nur 20 cm.

Das Licht aus dem Schreibprojektor wird auf dem Bildschirm in einer Entfernung fokussiert, die ausreicht, um eine Fläche von 150×150 cm auszuleuchten. Die Fläche wurde dabei in neun gleiche Teile geteilt und die Beleuchtungsstärke jeweils im Mittelpunkt der Teilfläche gemessen. Das Verhältnis der durchschnittlichen Ausleuchtung in den Eckflächen zu der der Mittelfläche ergab sich zu 44/100.

Ein Normaldurchsichtbild mit einem Auflösungsmuster aus in unterschiedlichen Abständen befindlichen Linien wurde auf die Bühne 11 aufgelegt und das Projektionsbild visuell geprüft. Unter Bedingungen, die eine Auflösung von 16 Linien/mm im Mittelbereich zulassen, beträgt die durchschnittliche Auflösung in den Außenbereichen 11,25 Linien/mm.

Zum Vergleich wurden entsprechende Messungen mit kreisförmigen Öffnungen unterschiedlicher Durchmesser durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle festgehalten. Zum Vergleich sind die mit einer Öffnung von 2,34 cm Durchmesser erhaltenen Werte ebenfalls aufgeführt.

Tabelle

Claims (4)

1. Kompakt aufgebauter Schreibprojektor, bei dem nacheinander entlang einer optischen Achse eine einen Reflektor auf­ weisende Lichtquelle, eine Aperturblende, ein ebener Spiegel, eine Fresnellinse, eine Bühne und ein Projektions­ kopf vorgesehen sind, durch den ein Abbild einer graphischen Information eines auf der Bühne befindlichen Diapositivs auf einen entfernten Bildschirm richtbar und fokussierbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß der Reflektor (28) der Lichtquelle (20) in Form eines abgeschnittenen, diffus reflektierenden, eine gehämmerte, metallische Innenober­ fläche aufweisenden Ellipsoids mit einem inneren und einem äußeren Brennpunkt (Fi bzw. Fo) ausgebildet ist, daß die Lichtquelle (20) einen axial angeordneten Glüh­ faden (27) aufweist, der gegenüber dem inneren Brennpunkt (Fi) zum äußeren Brennpunkt (Fo) hin versetzt ist, wobei die Lichtquelle (20) einen Brennfleck hoher Lichtinten­ sität erzeugt, und daß die Aperturblende (21) recht­ winklig zur optischen Achse (A) an einem Punkt, der gegenüber dem äußeren Brennpunkt (Fo) zum inneren Brenn­ punkt (Fi) hin versetzt ist, und entlang der optischen Achse (A) in der Ebene des Brennflecks hoher Lichtinten­ sität angeordnet ist und einen geringeren Durchmesser als der Brennfleck hoher Lichtintensität aufweist.

2. Schreibprojektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Brennpunkt (Fo) bzw. die Aperturblende (21) etwa 2,5 cm bzw. etwa 1,9 cm vom offenen Ende des Reflektors (28) entfernt liegen.

3. Schreibprojektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennfleck hoher Lichtintensität einen Durch­ messer von etwa 2,79 cm, vorzugsweise von 2,34 cm, und die Öffnung der Aperturblende (21) einen Durchmesser von maximal etwa 2,54 cm und minimal etwa 2,29 cm aufweisen.

4. Schreibprojektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsfläche der Aperturblende (21) maximal etwa 90% der Größe der Fläche des Brennflecks hoher Lichtintensität beträgt.