DE3235057A1

DE3235057A1 - Zeichen-projektionseinheit

Info

Publication number: DE3235057A1
Application number: DE19823235057
Authority: DE
Inventors: Richard M. 91367 Woodland Hills Calif. Altman
Original assignee: Industrial Electronic Engineers Inc
Current assignee: Industrial Electronic Engineers Inc
Priority date: 1981-11-18
Filing date: 1982-09-22
Publication date: 1983-06-01
Also published as: US4448504A; ES509598A0; IT8248579A0; FR2516669B1; IT1148579B; GB2110408A; GB2110408B; JPS5891424A; FR2516669A1; ES8308081A1

Description

Die Erfindung betrifft Zeichen-Projektionseinheiten, mit denen unterschiedliche Zeichen wahlweise auf einen gemeinsamen Schirmbereich .projiziert werden. Insbesondere betrifft die Erfindung Verbesserungen bezüglich der Linsenkonstruktion für solche Einheiten.

In der Vergangenheit wurden Zeichen-Projektionseinheiten eingesetzt, wobei eine große Vielzahl von Einheiten verwandt wird, um mehrstellige Zahlen, Wörter oder Symbole anzuzeigen. Bei einem Typ von Einheit nach dem Stand der .Technik weist jede Projektionseinheit einen rechteckförmigen Sichtschirm auf, welcher einen Bereich in einer Gesamtanzeigetafel ausfüllt und wobei jeder Bereich für einen einzelnen Buchstaben, Zahl oder Symbol reserviert ist. Indem die besondere Zahl oder Buchstabe ausgewählt wird, der von jeder Einheit projiziert wird, können verschiedene mehrziffrige Zahlen und Wörter angezeigt werden. Da jede Projektionseinheit fähig sein muß, irgendeinen aus

_#·* .·'·: :"··:· Γ: .-"323505 ΛΑ

einer relativ großen Auswahl von Buchstaben oder Ziffern

anzuzeigen, ist die innere Konstruktion kompliziert. Eine 5

weitere Schwierigkeit besteht darin, daß die Anzeigeeinheiten dicht nebeneinander angeordnet sein müssen, um einen üblichen Abstand zwischen den Ziffern und den Buchstaben vorzusehen.

Bei einer anderen aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtung wird die Schwierigkeit der Kompaktheit dadurch gelöst, daß Linsenplatten eingesetzt werden, die die ·> einzelnen Linsen einer Vielzahl von konvergierenden Projektionssystemen tragen, um die Vielzahl von Zeichen auf

einem gemeinsamen Anzeigeschirm zu überlagern. Zeichen-Projektionseinheiten dieser Art sind aus den US-PSen 3,041,600 und 3,244,071 bekannt. Bei diesen aus dem Stand der Technik bekannten Projektionseinheiten sind die ver-

„_n schiedenen Linsen, die auf den Linsenplatten ausgebildet sind, welche zusammen die Zeichen-Projektionseinheiten bilden, einzelne ;Linsen mit sphärischen Oberflächen. Diese sphärischen Linsenflächen ergeben eine relativ scharfe Anzeige eines Zeichens auf dem Sichtschirm, wenn alle Elemente in dem Projektionssytem richtig zueinander ausgerichtet sind. Jedoch können bei den bekannten Einrichtungen die sphärischen Linsensysteme eine Bildunschärfe oder einen Schatten auf dem Schirm erzeugen, solange die gesamten Elemente in dem System nicht richtig ausgerichtet sind.

Insbesondere sind im allgemeinen die Lichtquellen Fadenlampen,und bei der Herstellung der Lampen können die Fäden nicht in der gleichen Lage sein. Bei den bekannten Linsenausbildungen kann ein Teil des projezierten Lichtes außerhalb der Blende der Fronfcprojektionslinse wegen der falschen Lage des Fadens sein. Wenn dieses auftritt, ist das Bild auf dem Projektionsschirm nicht klar. Beim Stand der Technik ist es deshalb erforderlich, einen genauen

BAD ORIGINAL

Zusammenbau der Lichtquellen vorzusehen, wobei die jeweilige Lage der Lampen einzustellen ist, um sicherzustellen, daß die Fäden richtig positioniert sind, so 5

daß die Lichtprojektion in die Blende der Frontprojektionslinse einfällt. Wenn der Faden nicht richtig ausgerichtet ist, ergibt sich eine falsche Lichtprojektion und die könnte Schatten oder eine Bildunschärfe auf dem Schirm hervorrufen. Diese Schwierigkeit bleibt unglücklicherweise selbst nach dem ursprünglichen Zusammenbau der Projektionseinheit bestehen. Jedesmal, wenn eine Lampe ausgetauscht werden muß, muß eine Anzahl von Lampen ausprobiert werden und in einer Lage eingestellt werden, um die vorhergehend beschriebenen Schwierigkeiten zu vermeiden. 15

Durch die Erfindung werden die vorhergehend genannten Schwierigkeiten beim Stand der Technik dadurch überwunden, daß wenigstens eine oder mehrere asphärische Linsenflächen als Teil der Linsenprojektionseinheit verwandt werden. Durch die Verwendung von asphärischen Linsenflächen weist das Linsensystem eine wesentlich größere Blendenöffnung auf, so daß auch bei einer Fehlausrichtung der Fadenposition die Lichtprojektion innerhalb der Blendenöffnung der Frontprojektionslinse liegt. Im wesentlichen ergibt sich dadurch, daß eine größere Blendenöffnung vorgesehen ist, ein wesentlich kleinerer Bildfehler an den Ecken und in Richtung der Diagonalen, so daß eine größere Fehlausrichtung des Fadens zugelassen werden kann. Infolgedessen ist die besondere Ausbildung des Linsenprojektionssystems nach der Erfindung wesentlich weniger empfindlich in bezug auf die Fadenposition Selbst Lampen, die als unbrauchbare Lampen beim Stand der Technik betrachtet worden wären, ergeben Bilder, welche frei von Schatten und Unscharfen sind, da die größere Blendenöffnung eine beträchtlich geringere Strahlemberration über das Bildfeld ergibt.

Da die Linsenkonstruktion nach der Erfindung weniger

empfindlich in bezug auf die Fadenposition ist, können preiswertere Lichtquellen verwandt werden, obgleich diese

preiswerteren Lichtquellen normalerweise nicht so genau 5

in bezug auf die Fadenposition hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil bei dem Linsenprojektionssystem nach der Erfindung liegt darin, daß ein System geschaffen wird, welches etwas kürzer ist und mehr Licht liefert als die

Einrichtungen nach dem Stand der Technik, wodurch sich 10

eine zusätzliche Kompaktheit und Helligkeit bei dem

Linsenprojektionssystem ergibt.

Wie vorhergehend bereits erwähnt wurde, sind wenigstens

eine oder mehrere der Linsenflächen asphärisch. Insbe-15

sondere kann die vordere Fläche der hinteren Kondensorlinse eine asphärische Oberfläche aufweisen, ur.1 wenn es wünschenswert ist, mehr als eine asphärische Oberfläche zu haben, kann die vordere Fläche der hinteren Projektions-

__o linse auch eine asphärische Fläche aufweisen. Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weisen beide vorderen Flächen der hinteren Kondensorlinse und der hinteren Projektionslinse asphärische Oberflächen auf. Ferner sind bei dieser einen Ausführungsform alle Linsenkomponenten aus demselben Material hergestellt, um eine vollständige Gleichförmigkeit zu erreichen. Insbesondere sind alle Linsenkomponenten aus einem Polycarbonatmaterial geformt, obgleich es möglich ist, daß andere Linsenmaterialien und insbesondere andere Kunststofflinsenmaterialien verwandt werden können. Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Zeichen-Projektionseinheit, die die Ausbildung nach der Erfindung

zeigt und wobei die Einheit teilweise gebrochen ist, um die Struktur verkürzt zu zeigen,

Fig. 2 eine Sprengdarstellung des Linsenprojektionssystems nach der Erfindung,

Fig. 3 die Linsenelemente eines einzelnen Projektionssystems, wobei ein Strahlengang durch das Linsensystem dargestellt ist, und

Fig. 4 die Linsenelemente für den Projektionsabachnitt, wobei der Strahlengang von einem Film zu dem Sichtschirm gezeigt ist.

Es wird auf die Fig. 1 Bezug genommen, in der eine Zeichen-Projektionseinheit 10 dargestellt ist, welche ein äußeres Gehäuse 12 aufweist, das einen rechteckförmigen, lichtdurchlässigen Sichtschirm 14 hält, der sich über die Vorderseite des Gehäuses 12 erstreckend befestigt ist. Der Schirm 14 wird durch Haltelemente 16 in der Lage gehalten. Der Sichtschirm 14 empfängt Projektionen von Zeichen von rückwärts, wobei die Zeichen auf dem Schirm 14 jedoch von vorne betrachtet werden. Der Schirm 14 kann eine in herkömmlicher Weise mattierte Oberfläche auf der Schirmrückseite aufweisen.

An dem von dem Schirm 14 entfernt gelegenen Ende des Gehäuses kann eine kompakte Gruppe kleiner Lampen 18 in einer entsprechenden Gruppe von Fassungen 20 befestigt sein. Eine elektrische Verbindung zu den einzelnen Lampen kann mittels eines Anschlusses 22 hergestellt werden, welcher sich von der Rückseite einer jeden Fassung 20 erstreckt.

Zwischen der Vielzahl von Lampen 18 und dem Sichtschirm ist die Linsenkonstruktion 24 vorgesehen, die die asphärische Linsenkonstruktion nach der Erfindung bildet. Die Linsenkonstruktion 24 ist aus einer Vielzahl von einzelnen Elementen gebildet, wobei jedes Element eine Vielzahl von Elementen umfaßt, um eine Vielzahl von einzelnen Strahlen-

323505)

gangen zu schaffen, damit eine Vielzahl von konvergierenden Projektionssystemen zur wahlweisen Projektion irgendeines oder irgendeiner Anzahl einer Vielzahl von Zeichen auf den rechteckförmigen Sichtschirm 14 erzeugt werden. Die verschiedenen Elemente, die die Linsenkonstruktion 24 bilden, sind in einer Sprengdarstellung in Fig. 2 gezeigt.

Ausgehend von dem einzelnen Element der Linsenkonstruktion 24, welches den Lampen 18 am nächsten liegt, und dann fortschreitend in der Richtung zu dem Sichtschirm 14, sind folgende einzelnen Elemente vorgesehen. Das erste Element ist eine hintere Kondensorlinsenplatte 26, die eine Vielzahl von einzelnen, im wesentliche identischen Linsen 28 aufweist. Die einzelnen Linsen 28 sind einstückig in der Linsenplatte 26 ausgebildet. Nahe der hinteren Kondensorlinsenplatte 26 befindet sich eine vordere Kondensorlinsenplatte 30, welche auch zur Halterung bzw. Abstützung eines Filmelementes 32 dienfc. Der Film 32 kann eine Vielzahl von einzelnen Zeichen aufweisen, von denen ein jedes so positioniert ist, daß es der Lage einer einzelnen Linse 28 entspricht. Die vordere Kondensorlinsenplatte 30 weist eine einzelne, einheitliche Oberfläche auf,

-c wie es in Fig. 1 gezeigt ist, wobei einzelne Bereiche der Linseplatte 30 als vordere Kondensorlinsen für entsprechende hintere Kondensorlinsen 28 dienen. Die Linsenplatten 26 und 30 bilden deshalb zusammen das Kondensorsystem, um Licht von den einzelnen Lampen 28 an die Vielzahl von

3Q getrennten Stellen auf den Film 32 zu lenken, welcher die verschiedenen Zeichen aufweist. Vor dem Film 32 befindet sich das Projektionslinsensystem, um die einzelnen, auf dem Film 32 ausgebildeten Zeichen zu projizieren, damit sie auf dem vorderen Sichtschirm 14 betrachtet werden können.

Das Projektionslinsensystem umfaßt die hintere Projektionslinsenplatte 34 und die vordere Projektionslinsenplatte Jede dieser Linsenplatten umfaßt eine Vielzahl von Linsen, wie hintere Projektionslinsen 38, welche einstückig in der

BAD ORIGINAL

Linsenplatte 34 ausbildet sind, und vordere Projektionslinsen MO, welche einstückig in der Linsenplatte 36 ausgebildet sind.
5

Wie man in den Figuren 1 und 2 erkennen kann, weisen die vier Linsenplattenelemente 26, 30, 34 und 36 alle Rahmenbereiche auf, welche entsprechend als Rahmenbereiche 42, 44, 46 und 48 bezeichnet sind. Die Rahmenbereiche 42 bis 48 weisen alle Verriegelungsabschnitte auf, um den richtigen Zusammenbau der Vielzahl von Linsenplatten zu einer einheitlichen Linsenkonstruktion 24 sicherzustellen. Die Rahmenelemente 42 bis 48 stellen ebenfalls den richtigen Abstand zwischen den verschiedenen, einzelnen, einstückigen b

Linsen sicher, um die richtige Projektion der einzelnen Zeichen herbeizuführen. Ferner können zwischen den getrennten Linsenplatten andere Teile der Linsenkonstruktion richtig positioniert werden. Insbesondere, wie es vorhergehend angegeben worden ist, wird der Film 32 nahe der vorderen Kondensorlinsenplatte 30 positioniert, und der Film wird tatsächlich zwischen der vorderen Kondensorlinsenplatte 30 und der hinteren Projektionslinsenplatte 34 angeordnet. Zwischen der vorderen und der hinteren Projektionslinsenplatte 36 und 34 kann eine Vielzahl von anderen Elementen angeordnet werden.

Insbesondere, wie es in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Gitterelement 50 zwischen den Linsenplatten 34 und 36 angeordnet, welches eine Vielzahl von getrennten Durchgängen 52 aufweist, die an Zahl den einzelnen Projektionswegen entsprechen. Die getrennten Durchgänge 52 unterstützen die Anzeige der einzelnen Zeichen, indem zufällige Lichtübergänge zwischen den einzelnen Projektions-

35 wegen verringert werden.

Eine Vielzahl von Farbfiltern 54 bis 60 kann verwandt werden, um einen besonders gefärbten Hintergrund für die einzelnen

von dem Film 32 projizierten Zeichen zu schaffen. Insbesondere kann das Filter 54 ein Gelbfilter, das Filter 56 ein Blaufilter, das Filter 58 ein Grünfilter und das Filter 60 ein Rotfilter sein. Die einzelnen Filter weisen Ausschnitte auf, so daß im wesentlichen nur ein einziges Farbfilter an .jeder einzelnen Position vorhanden ist, welche den getrennten Zeichen auf dem Film 32 entspricht.

Eine Endgitterplatte 62 kann vorgesehen sein, um zusätz-10

lieh zufällige Lichtübertragungen zwischen den einzelnen Zeichen auszuschließen. In gleicher Weise kann außen auf der vorderen Projektionslinsenplatte 36 auch ein Gitterelement 64 vorgesehen sein, welches eine Vielzahl

von Öffnungen aufweist, die den einzelnen Zeichenpro-15

jektionswegen entsprechen und dazu beitragen, irgendwelche zufälligen Lichtübertragungen auszuschließen und zu trennen.

Bei der Linsenkonstruktion 24 sind die einzelnen Linsenplatten 26, 30, 34 und 36 jeweils in etwa sphärisch gekrümmt mit einem von der Mitte des Schirmes 14 ausgehenden Radius. Jedoch weisen die einzelnen, an diesen Linsenplatten ausgebildeten Linsen einzelne, gekrümmte Oberflächen auf, um die richtige Projektion der einzelnen

₂,_ Zeichen zu ergeben. Beim Stand der Technik sind diese einzelnen Linsen mit sphärischen Oberflächen ausgebildet. Bei der Linsenkonstruktion nach der Erfindung ist wenigstens eine und vorzugsweise zwei der Linsenflächen mit einer asphärischen Ausbildung versehen. Insbesondere weist die vordere Oberfläche einer jeden der einzelnen hinteren Kondensorlinsen 28 eine asphärische Ausbildung auf und zusätzlich haben die vordere Fläche einer jeden der einzelnen hinteren Projektionslinsen 38 eine asphräische Ausbildung. Dies ist besser im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 zu erkennen, welche Lichtstrahlenmuster durch eine der Vielzahl von einzelnen Linsenprojektionssystemen zeigt.

Figur 3 zeigt den vollständigen Strahlengang von einer

Ebene 66, welche die Lage des Fadens in der Lichtquelle darstellt, durch die hintere Kondensorlinse 28, die vordere Kondensorlinsenplatte 30 an einer besonderen Stelle, den Film 32 an einer Zeichenlage, die hintere Projektionslinse 38 und die vordere Projektionslinse Idealerweise wäre die Lichtquelle 38 richtig in einer Mittellage positioniert, um die Lichtprojektion durch das Linsensystem unter Einschluß eines einzelnen Zeichens zu schaffen, das sich auf dem Film 32 befindet, so daß ein klares und scharfes Bild des Zeichens auf dem Schirm 14 erhalten wird. Unglücklicherweise kann 'sich der Faden, der durch die Ebene 66 dargestellt ist, an

verschiedenen Stellen befindet, so daß Teile des durch 15

das System projizierten Lichtes außerhalb der effektiven Blendenöffnung der vorderen Projektionslinse 40 liegen. Wie vorhergehend beschrieben, bedeutet dies, daß bei Konstruktionen nach dem Stand der Technik der Faden während des Zusammenbauvorganges genau positioniert sein muß. Ferner muß immer dann, wenn eine einzelne Lampe ausgetauscht wird, eine Vielzahl von Lampen ausprobiert werden, bis die richtige gefunden ist, um sicherzustellen, daß das gesamte projizierte Licht innerhalb der Blendenöffnung

der vorderen Projektionslinse 40 fällt. 2b

Bei der vorliegenden Erfindung ist, wie es die Figuren 3 und 4 zeigen, wenigstens eine der Linsenflächen asphärisch, damit das Linsensystem gegenüber einer Fehlausrichtung des

3Q Fadens weniger empfindlich ist. Insbesondere weist wenigstens eine vordere Linsenfläche 68 einer jeden der einzelnen hinteren Kondensorlinsen 28 eine asphärische Oberfläche auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die vordere Fläche 70 der hinteren Projektionslinse ebenfalls mit einer asphärischen Oberfläche ausgebildet. Wie man in Fig. 3 erkennen kann, bewirkt die Verwendung der asphärischen Oberflächen selbst dann, wenn die effektive Lage des Fadens, wie es durch die Ebene 66 gezeigt ist,

außerhalb der Mitte ist, wie es durch von der Stelle unterhalb der Mitte ausgehende Lichtstrahlen gezeigt ist, daß sich die Lichtstrahlen, wenn sie durch die vordere Projektionslinse hindurchgehen, noch innerhalb der effektiven Blendenöffnung der Linse UO befinden. Die Gesamtöffnungsweite des Systems, wie in es Fig. 3 gezeigt ist, ist infolgedessen wesentlich größer als bei Systemen nach dem Stand der Technik, da aspärische Oberflächen verwandt werden, so daß selbst bei einer Fehlausrichtung der Fadenlage die Lichtprojektion innerhalb dieser größeren Gesamtöffnung liegt.

Auch die Verwendung der asphärischen Oberfläche 68 bei ο

der hinteren Kondensorlinse 28 bewirkt, daß das Licht richtig fokussiert wird, wenn es durch den Fi;ta 32 hindurch geht, welcher das einzelne, anzuzeigende Zeichen enthält. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, hilft dies, wenn das Licht

2Q richtig auf den Film 32 gelenkt wird, sicherzustellen, daß das durch den Projektionslinsenabschnitt des Systems projizierte Licht liefert, welches richtig auf den Sichtschirm 14 fokussiert wird. Die Verwendung der asphärischen Oberfläche 70 der hinteren Projektionslinse hilft wiederum, ein schärferes Bild auf den Sichtschirm 14 sicherzustellen. Beim Stand der Technik sind die Bereiche, in denen das Bild zur Unscharfe neigt, an den äußersten Ecken, wie z.B. längs der Diagonalen von der Mittellage her. Die Verwendung der asphärischen Oberflächen verringert beträchtlich die Strahlenaberrationen an diesen Eckenlagen und verbessert dadurch die Bildschärfe.

Bei der Erfindung ist wegen der Verwendung der asphärischen Oberflächen die Konstruktion wesentlich weniger empfindlich in bezug auf die Lage des Fadens, und sogar Lampen, welche beim Stand der Technik als unbrauchbar betrachtet worden sind, ergeben Bilder, die von Schatten und Unscharfe frei sind, da eine beträchtlich geringere Strahlenaberration

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y( "

aufgrund der Verwendung der asphärischen Linsen vorliegt. Allgemein kann festgestellt werden, daß, wenn eine Unscharfe an der Stelle der Blendenöffnung aufgrund einer Fehlausrichtung des Fagens auftritt, dieses einen Schatten oder eine Unscharfe auf dem Schirm erzeugen würde. Wenn eine Unscharfe auf dem Film vorliegt, würde dies eine Unscharfe auf dem Schirm ergeben.

Bei einem besonderen Beispiel eines Linsensystems, bei dem für alle Linsen in diesem System Polycarbonat verwandt wird, zeigt die folgende Tabelle die Eigenschaften der einzelnen Linsen und der allgemeinen Gleichung für

asphärische Oberflächen und die Konstanten für die zwei 15

besonderen, asphärischen Oberflächen.

ω σι

ω ο

to

CJi

σι

Element	Radien der ersten Linsen fläche	Radien der zweiten Linsen fläche	Mittendicke der und Ab stand zwischen den Linsen	lichter Öff nungsdurch messer der ersten Linsen fläche	lichter Öff nungsdurch messer der zweiten Linsen fläche	Diagonale der Blendenöffnung a ,2000	,3529	,2169	Material
14			,0000	Schirmdiagonale = 1,0600	,2874	,3283	Polycarbonat
40	,4633	-1,1360	1,8552	,2080	,2843	,2843	Polycarbonat
38	A(D	1,7714	,0570	,2756	,2808	Film
32	-2,6030	-2,6130	,4859	,2550	Polycarbonat
30	-2,6130	-2,6530	,1173	lichter Öffnungsdurch messer des Fadens = ,1092	Polycarbonat
28	A(2)	-9,1950	,0791
18			,0100
,0000
.0400
,0100
,0955
,1900

Maßangaben sind in inch

Brennweite des Kondensorsystems = 1,0422 F/No = ,9833
Brennweite des Projektionssystems = ,7116 F/No = 2,4041

co

co O

to

CJl

CJi

CJl

Fortsetzung der Tabelle

Positiver Radius bedeutet rechtsliegender Krümmungsmittelpunkt Negativer Radius bedeutet linksliegender Krüramungsmittelpunkt

Allgemeine Gleichung einer asphärischen Oberfläche Z:

Z =

(CURV)Y²

1 + (1-(1+K) (CURV)²Y²)

1/2

(A)Y^M + (B)Y⁶ + (D)Y¹⁰

mit Y = Höhe

Die Konstanten für ASPHSRE CURV = 1/R	4,52209783	A(	1) und K	A(2) sind A	•	6	B	0	C	0	D
A(D	5,84274054	-8	,11442	2,19256E+00	-6	,14582E+00	0	,OOOOOE+00	0	,OOOOOE+00
A(2)	-9	,46519	-4,94153E+OO	,54417E+02	,OOOOOE+00	,OOOOOE+00

GO hO OO

cn 0 cn

Man sieht ohne weiteres, daß die vorhergehende Tabelle und die Konstanten eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betreffen und daß andere Ausführungsformen der Erfindung unter Verwendung asphärischer Oberflächen ausgebildet werden können. Beispielsweise wurden weitere Ausführungsformen nach der Erfindung ausgebildet, welche eine verbesserte Arbeitsweise verglichen mit den Einrichtungen nach dem Stand der Technik zeigen, wobei eine ähnliche Ausbildung wie bei der bevorzugten Ausführungsform verwandt wurde, wobei die Kondensorlinse zwei getrennte Linsen und eine an der vorderen Oberfläche der hinteren Kondensorlinse ausgebildete, asphärische Oberfläche aufweist, und wobei die Projektionslinse zwei getrennte Linsen aufweist und eine asphärische Oberfläche als vordere Ober-

fläche der hinteren Projektionslinse ausgebildet ist. Bei diesen zusätzlichen Ausführungsformen können andere Materialien als Polycarbonat, wie z.B. Acrylmaterial und andere Kombinationen der Oberflächenausbildung verwandt

werden. 20

Bei einer anderen Ausgestaltung umfaßt eine Konstruktion die Verwendung einer einzelnen Kondensorlinse mit vorderen und hinteren asphärischen Oberflächen und einer Projektionslinse, welche drei getrennte Linsen aufweist und wobei 25

die vordere Fläche der hinteren Projektionslinse eine asphärische Oberfläche ist. Eine weitere Ausbildung umfaßt eine Kondensorlinse, die als zwei Linsen ausgebildet ist und wobei die hintere Oberfläche der vorderen Kondensor-

_ΟΛ linse und die vordere Oberfläche der hinteren KondenSOrlinse asphärische Oberflächen aufweisen, und wobei die Projektionslinse als zwei Linsen ausgebildet ist und die vordere und hintere Oberfläche der vorderen Projektionslinse asphärische Oberflächen sind und die vordere Ober- fläche der hinteren Projektionslinse eine asphärische Oberfläche aufweist.

30

Die Erfindung betrifft deshalb eine Linsenkonstruktion für Zeichen-Projektionseinheiten, wobei wenigstens eine der Linsen eine asphärische Oberfläche aufweist, um eine verbesserte Zeichenanzeige zu schaffen. Bei der dargestellten, besonderen Ausführungsform der Erfindung können insgesamt zwölf einzelne Zeichen angezeigt werden, wobei jedes Zeichen über einen getrennten Kanal übertragen wird. Bei der besonderen Ausführungsform sind die zwölf Kanäle am vorderen Schirm einander überlagert und in Abhängigkeit vom Anschalten der einzelnen Lampen können besondere oder Kombinationen der Zeichen auf dem vorderen Schirm dargestellt werden.

15

Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf eine besondere, konstruktive Ausführungsform und eine Anzahl anderer Beispiele von Linsenkonstruktionen beschrieben worden ist, wird darauf hingewiesen, daß verschiedene Anpassungen und Abänderungen vorgenommen werden können und daß die Erfindung lediglich durch die Ansprüche begrenzt ist.

35

Leerseite

Claims

Patentansprüche

einheit, welche eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Lichtquellen, eine Vielzahl von entsprechenden Kondensorlinsen, eine Vielzahl von entsprechenden Projektionslinsen und eine Vielzahl von entsprechenden Zeichen-Bildungsmitteln

2g aufweist, welche zwischen den Lichtquellen und den Projektionslinsen angeordnet ist, um eine Anzahl von getrennten und einzelnen, vollständigen Projektionssystemen innerhalb eines begrenzten Volumens auszubilden, dadurch g e k e η η zeichnet , daß vorgesehen sind, wenigstens eine Kondensorlinsenplatte 26, 30, in der eine VielzaM von einzelnen Kondensorlinsen (28) ausgebildet ist, wenigstens eine Projektionslinsenplatte (34, 36), in der eine Vielzahl von einzelnen Projektionslinsen ausgebildet ist, und daß jedes der vollständigen Projektionssysteme eine der einzelnen, in der Kondensorlinsenplatte ausgebildeten Linsen (28) und die entsprechende der einzelnen in der Projektionslinsenplatte ausgebildeten Projektionslinsen umfaßt, wobei wenigstens eine der Linsenflächen von jedem der vollständigen Pro-

jektionssysteme ais eine asphärische Fläche ausgebildet ist, wodurch das Projektionssystem weniger empfindlich in bezug auf die Lage der entsprechenden Lichtquelle (18) ist.

2. Linsenanordnung, . nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß eine der Oberflächen der Kondensorlinse als die asphärische Oberfläche ausgebildet ist.

3. Linsen anordnung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß asphärische Oberflächen an den · Kondensorlinsen und den

•,ρ- Projektionslinsen ausgebildet sind.

4. Linsen'anordnung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kondensorlinsen vordere und hintere Kondensorlinsenplatten (26, 30) und die Projektionslinse vordere und hintere Projektionslinsenplatten (34, 36) umfassen und daß die asphärische Oberfläche als eine der Oberflächen von einer der Kondensorlinsen ausgebildet ist.

5. Linsen.anordnung, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die asphärische Oberfläche als die vordere Oberfläche der hinteren Kondensorlinse (26) ausgebildet ist.

6. Linsen.anordnung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kondensorlinsen vordere und hintere Kondensorlinsenplatten (26, 30) und die Projektionslinsen vordere und hintere Projektionslinsenplatten (34, 36) umfassen und daß die asphärischen Oberflächen wenigstens als Oberflächen von einer der Kondensorlinsen und einer der Projektionslinsen ausgebildet sind.

7. Linsen.anordnung, nach Anspruch 6, dadurch ge-

kennzeichnet , daß die asphärischen Oberflächen die vorderen Oberflächen der hinteren Kondensorlinsen und der hinteren Projektionslinsen bilden.

8. Linsenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Konstruktionsdaten durch die folgenden Tabellen und Werte bestimmt sind:

10

25 30 35

cn

ω ο

Element Radien der
ersten Linsen
fläche Radien der
zweiten Linsen
fläche Mittendicke
der und Ab
stand zwischen
den Linsen lichter öff-
nungsdurch-
riBsser der
ersten Linsen
fläche lichter Öff
nungsdurch
messer der
zweiten Linsen
fläche Diagonale der
Blendenöffnung
= ,2000 ,3529 ,2169 Material 14 oo ,0000 Schirmdiagonale = 1,0600 ,2874 ,3283 Polycarbonat 40 ,4633 -1,1360 1,8552 ,2080 ,2843 ,2843 Polycarbonat 38 A(D 1,7714 ,0570 .,2756 ,2808 Film 32 -2,6030 -2,6130 ,4859 ,2550 Polycarbonat 30 -2,6130 -2,6530 ,1173 lichter Öffnungsdurch
messer des Fadens = ,1092 Polycarbonat 28 A(2) -9,1950 ,0791 18 ,0100 ,0000 .0400 ,0100 ,0955 ,1900

Maßangaben sind in inch

Brennweite des Kondensorsystems = 1,0422 F Brennweite des Projektionssystems = ,7116

/No = ,9833 F/No = 2,4041

CJI

ω
ο

(O CJI

to ο

CJi

Fortsetzung der Tabelle

Positiver Radius bedeutet rechtsliegender Krümmungsmittelpunkt Negativer Radius bedeutet linksliegender Krümmungsmittelpunkt

Allgemeine Gleichung einer asphärischen Oberfläche Z:

(CURV)Y²

1 + (1-(1₊K) (CURV)²Y²)

+ (A)Y⁴ + (B)Y⁰ + (D)Y

10 mit Y = Höhe

Die Konstanten für
ASPHXRE CURV s 1/R 4,52209783 A( 1) und
K A(2) sind
A • 6 B 0 C 0, D A(D 5,84274054 -8 ,11442 2,19256E₊OO -6 ,14582E₊OO 0 ,OOOOOE+00 0, 00000E₊OO A(2) -9 ,46519 -4,94153E₊OO ,54417E+02 ,00000E₊OO OOOOOE+00

ro co cj-i

9. Zeichen-Projektionseinheit, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von reihenförmig angeordneten Lichtquellen (18), eine Vielzahl von den Lichtquellen benachbart angeordneten Kondensorlinsen (28), die reihenförmig entsprechend der reihenförmigen Anordnung der Lichtquellen (18) angeordnet sind, eine Vielzahl von den Kondensorlinsen (28) benachbart angeordneten Projektionslinsen (38), die reihenförmig entsprechend der reihenförmigen Anordnung der Lichtquellen (18) angeordnet sind, unddurcn einen zwischen der Vielzahl von Kondensorlinsen (28) und der Vielzahl von Projektionslinsen (38) angeordneten Film (30), der eine Vielzahl von Zeichen in reihenförmiger Anordnung entsprechend der reihenförmigen Anordnung der Lichtquellen (18) aufweist, wobei die Lichtquellen (18), die Kondensorlinsen (26, 32), die Projektionslinsen (38, ¹IO) und der Film (30) eine Anzahl von getrennten und einzelnen", vollständigen Projektionssystemen innerhalb eines begrenzten Volumens bilden, die Vielzahl von einzelnen Kondensorlinsen als einheitliche Kondensorlinsenplatte ausgebildet ist, die Vielzahl von einzelnen Projektionslinsen als einheitliche Projektionslinsenplatte ausgebildet ist, und jedes der vollständigen Projektionssysteme eine der einzelnen Kondensorlinsen in der Reihenordnung und die entsprechende der einzelnen Projektionslinsen in der Reihenanordnung umfaßt und wenigstens eine der Linsenoberflächen von jedem der vollständigen Projektionssysteme als eine asphärische Oberfläche ausgebildet ist, wodurch das Projektionssystem weniger empfindlich bezüglich der Lage der entsprechenden Lichtquelle in der Reihenanordnung ist.

10. Zeichen-Projektionseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die asphärische Oberfläche eine der Oberflächen der Kondensorlinsen bildet.

323505

11. Zeichen-Projektionseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet ,daß eine asphärische Oberfläche sowohl an der Kondensorlinse als auch an

der Projektionslinse ausgebildet ist.

12. Zeichen-Projektionseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Kondensorlinsen vordere und hintere Kondensorlinsenplatten (26, 30) und die Projektionslinsen vordere und hintere Projektionslinsenplatten (34, 36) umfassen und daß die asphärische Oberfläche eine der Oberflächen von einer der Kondensorlinsen bildet.

13. Zeichen-Projektionseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die asphärische Oberfläche die vordere Oberfläche der hinteren Kondensorlinse bildet.

14. Zeichen-Projektionseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Kondensorlinsen vordere und hintere Kondensorlinsenplatten (26, 30) und die Projektionslinsen vordere und hintere Projektionslinsenplatten (34, 36) umfassen und daß die asphärischen Oberflächen Oberflächen von sowohl einer der Kondensorlinsen als auch einer der Projektionslinsen bilden.

15. Zeichen-Projektionseinheit nach Anspruch 14, da-

durch gekennzeichnet , daß die asphärischen Oberflächen die vorderen Oberflächen der hinteren Kondensorlinsen und der hinteren Projektionslinsen bilden.

16. Zeichen-Projektionseinheit nach Anspruch 15, da-

durch gekennzeichnet , daß die Konstruktionsdaten der Einheit durch die folgenden Tabellen und Daten gegeben ist:

α>
ο

Ol

Element Radien der
ersten Linsen-
fläche Radien der
zweiten Linsen
fläche Mittendicke
der und Ab
stand zwischen
den Linsen lichter öff-
nungsdurch-
mssser der
ersten Linsen
fläche lichter Öff
nungsdurch
messer der
zweiten Linsen
fläche Diagonale der
Blendenöffnung
= ,2000 ,3529 ,2169 Material 14 ,0000 Schirmdiagonale = 1,0600 ,2874 ,3283 Polycarbonat 40 ,4633 -1,1360 1,8552 ,2080 ,2843 ,2843 Polycarbonat 38 A(D 1,7714 ,0570 ,2756 ,2808 Film 32 -2,6030 -2,6130 ,4859 ,2550 Polycarbonat 30 -2,6130 -2,6530 ,1173 lichter Öffnungsdurch
messer des Fadens = ,1092 Polycarbonat 28 A(2) -9,1950 ,0791 1« ,0100 ,0000 ■ .0400 .0100 ,0955 ,1900

Maßangaben sind in inch

Brennweite des Kondensorsystems = 1,0422 F/No s ,9833
Brennweite des Projektionssystems = ,7116 F/No = 2

CO K) CO

ω
σι

»ο
ο

cn

Fortsetzung der Tabelle

Positiver Radius bedeutet rechtsliegender KrUmmungsmittelpunkt
Negativer Radius bedeutet linksliegender Krümmungsmittelpunkt

Allgemeine Gleichung einer asphärischen Oberfläche Z:

Z s

(CURV)Y²

1 + (1-(1+K) (CURV)²Y²)

+ (A)Y⁴ + (B)Y⁶ + (D)Y¹⁰

mit Y r Höhe

Die Konstanten für
ASPHKRE CURV = 1/R 4,52209783 A( 1) und
K A(2) sind
A •
• 6 B .0, C 0 D A(I) 5,84274054 -8 ,11442 2,19256E+00 -6 ,14582E+00 o, 00000BfOO 0 ,OOOOOE+00 A(2) -9 ,465.19 -4,94153E+OO ,54417E+02 OOOOO&t-OO ,OOOOOE+00

CO NJ CO