DE4214262A1

DE4214262A1 - Verfahren, anordnung und vorrichtung zum homogenen ausleuchten von dias in projektoren

Info

Publication number: DE4214262A1
Application number: DE19924214262
Authority: DE
Inventors: Henning Dr Wolf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-03
Filing date: 1992-05-03
Publication date: 1993-11-04

Description

Stand der Technik

Bekannt sind Beleuchtungen für Diaprojektoren mit einer einzelnen Lichtquelle, einem Hochspiegel, einer Kondensorlinse (meist asphärisch) und einer Feldlinse. Diese gesamte Baugruppe wird auch als Kondensor des Projektors bezeichnet. Weiterhin enthält ein Projektor noch das Dia, das mitttels eines Objektivs auf der Leinwand abgebildet wird (Lit. 1: Seite 68 ff, 113 ff sowie insbesonders Seite 114 und Seite 116).

Das Ziel ist es, möglichst viel des Lampenlichtes in das Objektiv zu bringen und dabei das Dia gleichmäßig zu durchleuchten. Hierzu wird die Lampen wendel mittels des Kondensors auf das Objektiv abgebildet. Das Dia befindet sich in diesem Strahlengang. Sein Abstand zum Objektiv ist wegen der Fokussierung durch den Abstand der Leinwand von dem Objektiv und der Objektivbrennweite vorgegeben.

Nach dieser Anordnung sind nahezu alle Diaprojektoren aufgebaut.

Der Nachteil liegt für manche Anwendungen in der Baugröße. Das Kondensor system kann wegen der Mindestbrennweite optischer Linsensysteme nicht beliebig klein gebaut werden. Insbesonders für Anwendungen in kleinen Fahrzeugen, Handhabungsgeräten, Industrierobotern etc. wird eine möglichst kleine Masse und Baugröße gewünscht.

Beschreibung der Erfindung

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Verwendung möglichst vieler Einzellichtquellen zugrunde.

Diese Lichtquellen haben ihrerseits vorteilhafterweise eine keulenförmige Abstrahlcharakteristik für das Licht. In Fig. 1 sind einige solcher Lichtquellen beispielhaft für alle anderen denkbaren Lichtquellen aufgeführt. Im einzelnen sind dies: eine Miniaturlampe (1) mit eingebauter Kondensorlinse (2), eine Leuchtdiode (3) und das Ende eines Lichtleiters (4). Es ist jeweils der Teil des Strahlkegels (5) eingezeichnet, der in das Objektiv (6) mündet und somit wirksam zur Abbildung beiträgt.

Die Lichtquellen werden in einem flächenhaften Array angeordnet. Vorteil hafterweise werden sie so dicht wie möglich gepackt. Jede dieser Lichtquellen ist auf das Objektiv ausgerichtet. In Fig. 2 ist dies prinzipiell für Miniatur lampen in der Seitenansicht dargestellt. Wie man sieht, durchdringen sich die Strahlkegel (5) der Einzellichtquellen (1) ab einem gewissen Abstand (7) von den Lichtquellen und vereinigen sich in dem Objektiv (6).

In dem durchmischten Strahlbereich ist das Dia (8) positioniert. Man kann nun wie in Fig. 2 dargestellt, die Lichtquellen (1) in einem ebenen Array anordnen oder gemäß Fig. 3 in einer gewölbten Anordnung. Damit kann man einen Helligkeitsabfall am Bildfeldrand verhindern. Die entsprechenden Anordnungen sind in Fig. 4 und Fig. 5 für Leuchtdioden (3) und in Fig. 6 für Lichtleiter (4) dargestellt. In Fig. 6 ist der Abstand zwischen den Lichtleitern wegen der Übersichtlichkeit übertrieben groß dargestellt. Die Lichtleiter lassen sich viel dichter packen. Der Einfluß der Baugröße der Lichtquellen ist deutlich zu sehen: je kleiner die Lichtquellen sind, desto dichter lassen sie sich packen und mehr Lichtquellen können untergebracht werden. Weiterhin liegt der Ort, bei dem die Vermischung der Lichtstrahlen eintritt bei kleinen Abständen der Lichtquellen näher an den Lichtquellen. Das heißt, je kleiner die Lichtquellen sind, desto näher können sie am Dia plaziert werden bei gleicher Homogenität der Aus leuchtung und desto kleiner läßt sich somit der Projektor bauen.

In einer anderen Anordnung (Fig. 7) sind die Lichtquellen (1) parallel angeordnet und das Licht wird mit einer Feldlinse (9) in das Objektiv (6) gebündelt. Der Abstand (10) der Feldlinse vom Objektiv ist näherungsweise gleich ihrer Brennweite. Sie kann deshalb bei großer Objektivbrennweite und somit bei großem Abstand (11) des Objektivs vom Dia (8) relativ dünn und leicht ausgeführt werden.

Die mechanische Befestigung und Ausrichtung der Lichtquellen zum Beispiel in einer entsprechend gebohrten ebenen Platte oder Kugelschale ist mit den gängigen Methoden der Feinmechanik und Optik problemlos ausführbar und braucht hier ebenso wenig explizit ausgeführt werden, wie die Ausführung der elektrischen Kontaktierung.
(Lit. 1) Schröder, Gottfried: Technische Optik, Vogel Verlag, Würzburg, 7. Auflage 1990; ISBN 3-8023-00677-X.

Claims

1. Verfahren zum homogenen Ausleuchten von Dias in Bildprojektoren dadurch gekennzeichnet, daß viele Lichtquellen mit geringem Abstand voneinander verwendet werden und diese Lichtquellen so ausgerichtet sind, daß ihr Licht direkt in das Objektiv abgestrahlt wird, die Lichtstrahlen der Lichtquellen sich vermischen, das Dia sich in diesem Strahlengang befindet und durch die hohe Anzahl der Lichtquellen und der Vermischung der Lichtstrahlen eine homogene Ausleuchtung des Dias erzielt wird.

2. Vorrichtung zum homogenen Ausleuchten von Dias in Bildprojektoren dadurch gekennzeichnet, daß viele Lichtquellen mit geringem Abstand voneinander montiert und so ausgerichtet sind, daß ihr Licht direkt in das Objektiv abgestrahlt wird, die Lichtstrahlen der Lichtquellen sich vermischen, das Dia sich in diesem Strahlengang befindet und durch die hohe Anzahl der Lichtquellen und der Vermischung der Lichtstrahlen eine homogene Ausleuchtung des Dias erzielt wird.

3. Verfahren und/oder Vorrichtung gemäß den vorigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen eine gerichtete Abstrahlcharakteristik aufweisen.

4. Verfahren und/oder Vorrichtung gemäß den vorigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen einen eigenen Kondensor enthalten.

5. Verfahren und/oder Vorrichtungg gemäß den vorigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß bei Lichtquellen, die keine ausreichende Bündelung des Lichtes aufweisen für jede Lichtquelle ein eigener Kondensor vorgesehen wird z. B. in Form einer optischen Linse.

6. Verfahren und/oder Vorrichtung gemäß den vorigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen in einem ebenen Array angeordnet sind.

7. Verfahren und/oder Vorrichtung gemäß den vorigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen in einem gewölbten Array angeordnet sind.

8. Verfahren und/oder Vorrichtung gemäß den vorigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung des Arrays ein Teil einer Kugelfläche darstellt.

9. Verfahren und/oder Vorrichtung gemäß den vorigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Bündelung des Lichtes vieler Lichtquellen auf das Objektiv durch eine Feldlinse unterstützt wird.

10. Verfahren und/oder Vorrichtung gemäß den vorigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen Miniaturlampen mit eingebauter Kondensorlinse sind.

11. Verfahren und/oder Vorrichtung gemäß den vorigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen Leuchtdioden vorzugsweise mit hinreichend kleinem Abstrahlwinkel sind.

12. Verfahren und/oder Vorrichtung gemäß den vorigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen die Enden einzelner oder Gruppen von Lichtleitfasern sind.

13. Das Verfahren und/oder Vorrichtung gemäß den vorigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß das Dia ein optisches Gitter enthält.

14. Verfahren und/oder Vorrichtung gemäß den vorigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß das Dia als Flüssigkristall-Shutter ausgebildet ist und somit den Lichtstrom zeitlich und örtlich modulieren kann.