DE700703C

DE700703C - Optical system

Info

Publication number: DE700703C
Application number: DE1936N0039559
Authority: DE
Inventors: Dr Pieter Martinus Van Alphen; Jan Bergmans
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1935-07-27
Filing date: 1936-06-20
Publication date: 1940-12-27

Description

Optisches System Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches System für möglichst gleichmäßige Beleuchtung eines kreisförmigen Kondensorsystems mittels des allseitig von einer linearen Lichtquelle ausgestrahlten Lichtes und ist dadurch gekennzeichnet, - daß mindestens eine zylindrische oder nahezu zylindrischeSpiegelfläche, deren Hauptrichtung parallel zur Längsachse der Lichtquelle verläuft und deren -Krümmun.gsachse nicht in die Lichtquelle fällt, in der unmittelbaren Nähe der Lichtquelle,derart angeordnet ist, daß der geringste Abstand zwischen Lichtquelle und Spiegeloberfläche kleiner als der Krümmungsradius .der Spiegelfläche ist, so -daß mindestens ein vergrößertes astigmatisches Bild der Lichtquelle in ihrer unmittelbaren Nähe erzeugt wird.Optical system The invention relates to an optical system for the most uniform possible illumination of a circular condenser system by means of of the light emitted from all sides by a linear light source and is thereby characterized, - that at least one cylindrical or nearly cylindrical mirror surface, whose main direction is parallel to the longitudinal axis of the light source and whose axis of curvature does not fall into the light source, in the immediate vicinity of the light source, like that is arranged that the smallest distance between the light source and mirror surface is smaller than the radius of curvature of the mirror surface, so that at least one enlarged astigmatic image of the light source is generated in its immediate vicinity.

Als Lichtquelle wird vorzugsweise- eine Superhöchdruckquecksilberdampfentladungsröhre verwendet, d. h. eine Entladungsröhre mit eingeschnürter Entladungsstrecke, welche im Betrieb einen Quecksilberdampfdruck von mehr als 6 Atm. aufweist. Dieser Druck -ist zweckmäßig höher als io Atm. und kann sogar mehr als ioo Atm. betragen.A super high pressure mercury vapor discharge tube is preferably used as the light source used, d. H. a discharge tube with a constricted discharge path, which a mercury vapor pressure of more than 6 atm during operation. having. This pressure - is appropriately higher than 10 atm. and can even exceed ioo atm. be.

Das erfindungsgemäße optische System kann unter anderem in Filmprojektionsapparaten verwendet werden. Es ist bei diesen Apparaten von großer Bedeutung, daß die Öffnung, an welcher der zu projizierende Film vorbeigeführt wird; das sog. Filmfenster, über ihre ganze Oberfläche möglichst gleichmäßig und mit einer möglichst großen Helligkeit beleuchtet wird, wobei es sich empfiehlt, keine Bilder der Lichtquelle in das Filmfenster fallen zu lassen.The optical system according to the invention can, inter alia, be used in film projection apparatus be used. It is of great importance with these devices that the opening, at which the film to be projected is passed; the so-called film window, above their entire surface as evenly as possible and with the greatest possible brightness is illuminated, whereby it is advisable not to have any pictures of the light source in the film window to drop.

Im obenstehenden ist angegeben, daß die Spiegelflächen zylindrisch öder nahezu zylindrisch ausgestaltet sind, während ihre Hauptrichtung parallel zu der Längsachse der Lichtquelle verläuft. Es wird einleuchten, -wie man den- Ausdruck zylindrische Spiegelflächen zu verstehen hat. Bei diesen Spiegelflächen verläuft die erzeugende Linie parallel zur Längsachse der Lichtquelle. Die Umdrehungslinie kann verschiedenartig, z. B. kreisförmig; geformt sein.In the above it is indicated that the mirror surfaces are cylindrical or are almost cylindrical in shape, while their main direction is parallel to runs along the longitudinal axis of the light source. It will be evident how one can use the expression has to understand cylindrical mirror surfaces. In these mirror surfaces runs the generating line parallel to the longitudinal axis of the light source. The line of revolution can be different, e.g. B. circular; be shaped.

Bei nahezu zylindrischen Spiegelflächen ,veicht diese Fläche nur wenig von einer.Zylinderfläche ab, @d. h. sie kann auch -in der Hauptrichtung parallel zur Längsachse .der Lichtquelle ein wenig .gekrümmt ausgestaltet sein. Sie behält aber dennoch die physikalischen -Eigenschaften eines Zylinderspiegels.In nearly cylindrical mirror surfaces, this surface softened only slightly from einer.Zylinderfläche, @dh it can also - .the in the main direction parallel to the longitudinal axis of the light source to be a little configured .gekrümmt. However, it still retains the physical properties of a cylinder mirror.

In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß eine linienförmige Lichtquelle an sich für eine wirtschaftliche Ausleuchtung eines kreisförmigen Kondensorsystems nicht ausreicht. Eine durchaus günstige Lösung dieses Problems wird erfindungsgemiiß mit Hilfe der oben angegeben Anordnung erreicht. Die Anordnung der Lichtquelle in der unmittelbaren Nähe der Krümmungsachse der Spiegeloberfläche, so daß der geringste Abstand zwischen Lichtquelle und Spiegeloberfläche kleiner ist als der Krümmungsradius dieser Oberfläche, weist den Vorteil auf, daß vergrößerte Bilder der Lichtquelle in der unmittelbaren Nähe der Lichtquelle selbst entstehen. Wegen der Tatsache, daß die Spiegeloberfläche zum mindesten annähernd zylindrisch ist, ist die oben angegebene Vergrößerung eigentlich eine Verdickung der Lichtquelle. 1dan hat auch zu bedenken,.daß die angegebene Lösung deshalb sehr günstig ist, weil die reflektierten Lichtstrahlen an der Lichtquelle selbst vorbei reflektiert werden. Ein Zurückwerfen der Lichtstrahlen in die Lichtquelle wäre, weil eine Superhochdruckquecksilberdampfentladungsröhre die auf sie treffenden Lichtstrahlen absorbiert, für die Wirtschaftlichkeit sehr ungünstig.In this connection it should be noted that a linear light source in itself for one economical illumination of a circular Condenser system is not sufficient. A very cheap solution to this problem is achieved according to the invention by means of the arrangement given above. The order the light source in the immediate vicinity of the axis of curvature of the mirror surface, so that the smallest distance between the light source and the mirror surface is smaller is than the radius of curvature of this surface, has the advantage of being enlarged Images of the light source are created in the immediate vicinity of the light source itself. Because of the fact that the mirror surface is at least approximately cylindrical is, the magnification given above is actually a thickening of the light source. 1dan also has to consider .that the given solution is very favorable because the reflected light rays are reflected past the light source itself. Reflecting the light rays back into the light source would be because of a super high pressure mercury vapor discharge tube absorbs the light rays hitting them, for the economy very much unfavorable.

Aus der Optik ist bekannt, daß eine zylindrische oder nahezu zylindrische Spiegelfläche ein astigmatisches Bild verursacht, d. h. daß durch die Spiegelwirkung ein Bild entsteht, welches in Richtung der Systemachse eine gewisse Ausdehnung hat. Dieses Bild ist also dreidimensional. Bei der Spiegelwirkung einer zvlindrischen oder nahezu zylindrischen Spiegelfläche verursacht der gerade oder nahezu gerade Spiegelschnitt parallel zur Längsachse der Lichtquelle ein virtuelles Bild hinter dem Spiegel, während Spiegelschnitte senkrecht zur Längsachse der Lichtquelle, welche erfindungsgemäß immer eine gewisse Krümmung aufweisen, ein reelles Bild vor der Spiegelanordnung zur Folge haben, sofern die Lichtquelle außerhalb der Brennweite des Spiegels angeordnet ist. Es hat sich ergeben, daß es für die lichttechnischen Eigenschaften des Systems am besten ist, wenn diese Bilder so nahe wie möglich aneinander herangerückt sind, so daß die oben angegebene Ausdehnung der astigmatischen dreidimensionalen Bilder, die von den reellen und virtuellen Teilbildern begrenzt werden, so klein wie möglich ist.From optics it is known that a cylindrical or almost cylindrical Mirror surface causes an astigmatic image, d. H. that by the mirror effect an image is created which has a certain extent in the direction of the system axis. So this image is three-dimensional. With the mirror effect of a cylindrical or almost cylindrical mirror surface causes the straight or almost straight Mirror section parallel to the longitudinal axis of the light source, a virtual image behind the mirror, while mirror cuts perpendicular to the longitudinal axis of the light source, which according to the invention always have a certain curvature, a real image in front of the Mirror arrangement result, provided the light source is out of focal length of the mirror is arranged. It turned out that it is for the lighting technology The characteristics of the system is best when these images are as close to each other as possible are moved closer, so that the above-mentioned expansion of the astigmatic three-dimensional Images that are delimited by the real and virtual sub-images, so small as is possible.

Es sei bemerkt, daß die Anordnung einer linearen Lichtquelle außerhalb der Krünimungsmittellinie einer mit der Lichtquelle zusammenarbeitenden Spiegelfläche an sich bekannt ist, z. B. aus den Schaufensterlampenbauarten. Hier wird aber nicht die Bildung einer lichtausstrahlenden Oberfläche, die von einem Kondensorsystem verarbeitet werden kann, beabsichtigt.It should be noted that the arrangement of a linear light source outside the center line of curvature of a mirror surface cooperating with the light source is known per se, e.g. B. from the shop window lamp types. But not here the formation of a light emitting surface created by a condenser system can be processed is intended.

Bei den üblichen Filmprojektionsapparaten, bei denen eine Glühlampe zur Verwendung kommt, wird der beabsichtigte Zweck dadurch erzielt, daß als Lichtquelle eine Lampe benutzt wird, welche meistens einen in einer Ebene ausgespannten, aus einer Anzahl nebeneinanderliegender Teile bestehenden Glühdraht besitzt. Hinter der Glühlampe wird ein sphärischer Spiegel angeordnet, der in manchen Fällen auf der Kolbenwand angebracht ist. Da der Krümmungsmittelpunkt dieses Spiegels meist etwa mit der Mitte des Glühdrahtes zusammenfällt, wird ein Bild der Glühdrahtwindungen zwischen dessen Windungen erzeugt.With the usual film projectors that use an incandescent lamp is used, the intended purpose is achieved by using as a light source a lamp is used, which usually has one stretched out in a plane has a number of adjacent parts existing filament. Behind A spherical mirror is placed on the incandescent lamp, which in some cases is on the piston wall is attached. Because the center of curvature of this mirror mostly coincides approximately with the center of the filament, a picture of the filament turns is created generated between its turns.

Ganz anders ist die Lage, wenn als lichtausstrahlendes Organ d?e vorerwähnte Lichtquelle verwendet wird. Wie bereits gesagt, ist es für die Filmprojektion wichtig, über eine möglichst homogen leuchtende Fläche als lichtausstrahlendes Organ verfügen zu können. Falls also als lichtausstrahlendes Organ eine lineare Lichtquelle verwendet wird, muß diese auf irgendeine Weise zu einer lichtausstrahlenden Fläche deformiert werden. Wenn man dazu die vorgenannten, bei Verwendung von Glühlampen bekannten Maßnahmen verwendet, so wird der gestellte Zweck nicht erzielt, denn einer solchen Anordnung würde der Nachteil anhaften, insbesondere wenn Gasentladungsröhren als Lichtquelle verwendet werden sollten, daß wegen der die Lichtquellen umhüllenden Glasröhren die verschiedenen linearen Lichtquellen zu weit voneinander liegen müßten, wodurch Lücken in der lichtausstrahlenden Fläche entstehen würden, welche für die gleichmäßige Beleuchtung des Filmfensters unerwünscht sind, und es ließe sich kein hellbeleuchtetes Zentrum erhalten.The situation is completely different if d? E mentioned above as the light-emitting organ Light source is used. As already said, it is important for film projection to have a surface that shines as homogeneously as possible as a light-emitting organ to be able to. So if a linear light source is used as the light emitting organ it must be deformed in some way into a light-emitting surface will. If you add the aforementioned, known when using incandescent lamps If measures are used, the stated purpose will not be achieved, because such a purpose Arrangement would have the disadvantage, especially if gas discharge tubes are used as Light source should be used that because of the enveloping the light sources Glass tubes the various linear light sources would have to be too far apart, whereby gaps would arise in the light-emitting surface, which for the Uniform illumination of the film window is undesirable, and it could not be brightly lit center preserved.

Da eine lineare Lichtquelle im allgemeinen in ihrer Längsrichtung bereits eine hinreichende Abmessung hat, erübrigt es sich meist, in dieser Richtung für den gestellten Zweck noch eine Vergrößerung zu schaffen. In der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung der Lichtquelle ist ihre Abmessung aber nur ,gering, so daß in dieser Richtung eine Vergrößerung, d. h. eine Verdickung, erwünscht ist. Dies wird, wie schon angegeben, erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß der Spiegelfläche eine zylindrische oder nahezu zylindrische Gestalt gegeben wird. Sehr vorteilhaft kann die Spiegelanordnung zwei kreiszylindrische Spiegeloberflächen enthalten, deren Krümmungsachsen nicht miteinander zusammenfallen. Vorzugsweise können diese Spiegeloberflächen einander in einer zu der Längsachse der Lichtquelle parallelen Geraden schneiden.As a linear light source generally in its longitudinal direction already has sufficient dimensions, it is usually unnecessary in this direction to create an enlargement for the stated purpose. In the perpendicular direction to the longitudinal direction of the light source, however, its dimensions are only small, so that an enlargement in this direction, d. H. a thickening is desired. this is, as already stated, achieved according to the invention in that the mirror surface a cylindrical or nearly cylindrical shape is given. Very advantageous the mirror arrangement may contain two circular cylindrical mirror surfaces, the Axes of curvature do not coincide with each other. These can preferably be mirror surfaces intersect each other in a straight line parallel to the longitudinal axis of the light source.

Wie bereits gesagt, werden nach der Erfin-@ Jung die Spiegelflächen in ganz geringer Entfernung von der Lichtquelle angeordnet. Der Abstand der Längsachse der Lichtquelle von den ihr am nächsten liegenden Spiegelteilen beträgt zweckmäßig höchstens 1,5 cm und von den entferntesten Spiegelteilen höchstens q. cm. Hierdurch wird erreicht, daß die von den Strahlen in senkrecht zur Längsachse der Lichtquelle liegenden Ebenen erzeugten Teilbilder der Lichtquelle- auch in deren unmittelbarer Nähe liegen, wodurch sowohl das von der Lichtquelle unmittelbar als auch das von den Teilbildern ausgestrahlte Licht vom Kondensorsystem-oder von einem etwaigen sonstigen zu verwendenden Linsensystem: gut verarbeitet werden kann.As already said, according to the Erfin- @ Jung, the mirror surfaces at a very short distance arranged by the light source. Of the Distance between the longitudinal axis of the light source and the mirror parts closest to it is expediently at most 1.5 cm and at most from the most distant mirror parts q. cm. This ensures that the rays of the rays in perpendicular to the longitudinal axis the light source lying levels generated partial images of the light source - also in their are in the immediate vicinity, whereby both that of the light source directly as also the light emitted by the partial images from the condenser system - or from one any other lens system to be used: can be processed well.

Es ist möglich; außer den bereits genannten optischen Hilfsmitteln, nämlich den Spiegelflächen und dem Kondensorsystem, -zwischen der Lichtquelle und dem Kondensorsystem noch andere Brechungsflächen vorzusehen.. Dies erfolgt zweckmäßig in solcher Weise, daß wenigstens in der Symmetrieebene senkrecht zu der Längsachse der Lichtquelle der Raumwinkel, innerhalb dessen die von der Lichtquelle und ihren Bildern ausgesandten Lichtstrahlen aufgefangen werden, größer als der Raumwinkel ist, innerhalb -dessen die Lichtstrahlen nach Brechung von dieser letztgenannten Fläche gerichtet werden, wodurch wenigstens in einer -Richtung eine Vergrößerung der Lichtquelle und ihrer Bilder erhalten wird.It is possible; except for the optical aids already mentioned, namely the mirror surfaces and the condenser system, -between the light source and to provide other refractive surfaces for the condenser system. This is expedient in such a way that at least in the plane of symmetry perpendicular to the longitudinal axis of the light source the solid angle within which that of the light source and its Images emitted light rays are captured, larger than the solid angle is, within -which the rays of light after refraction from this latter Surface are directed, whereby at least in one direction an enlargement the light source and its images.

Durch die Wirkung dieser zusätzlichen Reflexionsflächen wird also die vergrößernde Wirkung noch verstärkt. Man könnte z. B. zu diesem Zweck eine oder mehrere zusammenarbeitende Zylinderlinsen verwenden.The effect of these additional reflective surfaces is therefore the magnifying effect is reinforced. One could e.g. B. for this purpose one or use multiple cylindrical lenses that work together.

Wenn als Lichtquelle eine Superhochdruckquecksilberdampfentladungsröhre in einer eine Kühlflüssigkeit enthaltenden Hülle benutzt wird, so ist es möglich, die dem Kondensorsystem zugekehrte Seite der Hülle als Zylinderlinse auszubilden. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, daß die dein Kondensorsystem zugekehrte Seite der Hülle mittels einer zylindrisch gekrümmtenGlasplätte abgeschlossen wird. Bei einer solchen Anordnung dient die Kühlflüssigkeit in Zusammenwirkung mit der genannten Glasplatte als Linse. Es empfiehlt sich, zur Erzielung einer passenden Vergrößerung, den Krümmungsradius dieser Linse kleiner zu machen als den Abstand zwischen der Längsachse der Entladungsröhre und der Richtlinie der die Systemachse schneidenden Röhrenoberflächen. Dieser Abstand beträgt zweckmäßig nicht mehr als d. cm.If the light source is a super high pressure mercury vapor discharge tube is used in an envelope containing a cooling liquid, it is possible to to design the side of the envelope facing the condenser system as a cylindrical lens. This can e.g. B. be done in that the side facing your condenser system the envelope is closed by means of a cylindrically curved glass plate. at such an arrangement is used by the cooling liquid in cooperation with the aforementioned Glass plate as a lens. It is recommended to achieve a suitable magnification, to make the radius of curvature of this lens smaller than the distance between the Longitudinal axis of the discharge tube and the guideline that intersects the system axis Tube surfaces. This distance is expediently no more than d. cm.

Bei einer solchen Anordnung kann die Hinterwand der Entladungsröhre verspiegelt sein. Hingegen ist es auch möglich, der. Spiegel gesondert in geringer Entfernung von der Entladungsröhre anzuordnen. Dabei muß berücksichtigt werden, daß die Entladungsstrecke nicht mit der Krümmungsmittellinie der Spiegeloberfläche zusammenfällt.With such an arrangement, the rear wall of the discharge tube be mirrored. However, it is also possible to use the. Mirror separately in lower Distance from the discharge tube. It must be taken into account that the discharge path does not coincide with the center line of curvature of the mirror surface coincides.

Bei der Anordnung der Lichtquelle in Zusammenwirkung mit den vorgenannten Spiegelflächen, mit irgendeinem Brechungsmittel kombiniert oder nicht, kann symmetrisch in bezug auf die Systemachse ein Teil eines sphärischen - Spiegels 'angeordnet werden. Hierdurch wird erreicht, daß der Raumwinkel, in welchem die nicht eine der vorgenannten Spiegelflächen oder Kondensorflächen treffenden Lichtstrahlen austreten, beschränkt wird, was auf eine stärkere Zusammendrängung des ausgestrahlten Lichtbündels hinausgeht.When arranging the light source in cooperation with the aforementioned Mirror surfaces, combined or not with some refractive means, can be symmetrical A part of a spherical mirror can be arranged with respect to the system axis. This ensures that the solid angle in which the is not one of the aforementioned Exiting mirror surfaces or condenser surfaces, limited becomes what amounts to a stronger compression of the emitted light beam.

Die Erfindung wird an Hand einiger Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to a few figures.

In den Fig. ia, ib, ic, za, ab und ac ist der Strahlengang bei einer willkiirl:chen Anordnung eines glatten bzw. geknickten zylindrischen Spiegels in bezug auf die Lichtquelte in Zusammenwirkung mit einer Kondensorlinse veranschaulicht. Dabei ist den erfindungsgemäßen Ergebnissen keine Rechnung getragen. Sie dienen also hier nur zur Verdeutlichung der vorliegenden Verhältnisse: Diese Anordnungen, in denen die-Kondensorlinse nicht imstande ist, sowohl das von der Lichtquelle als das von ihren Bildern ausgestrahlte Licht zu verarbeiten, geben also zii erheblichen Lichtverlusten Anlaß.In Figs. Ia, ib, ic, za, ab and ac, the beam path is at one arbitrary arrangement of a smooth or bent cylindrical mirror in illustrated with respect to the light source in cooperation with a condenser lens. The results according to the invention are not taken into account. You serve So here only to clarify the present conditions: These arrangements, in which the condenser lens is incapable of both that from the light source and To process the light emitted by your pictures, therefore, give zii considerable Loss of light cause.

Die Fig. ia, il) und ic zeigen diesen Strahlengang für einen glatten Zylinderspiegel..)' mit einer Krümmungsmittellinie 117, wobei zwischen .dem Spiegel und der Kriimrnungsmittellinie parallel zu letzterer und in einer verhältnismäßig großen Entfernung von dem Spiegel eine lineare Superhochdruckquecksilb-erdampfentladungsr8hre L als Lichteluellv angeordnet ist. Wenn man den Strahlengang in einer Ebene senkrecht zu der Längsachse der Lichtquelle betrachtet, so ersieht man (Fig. ia), -daß die Lichtquelle L innerhalb eines ziemlich kleinen Raumwinkels a Lichtstrahlen aussenden kann, welche von dem Spiegel S reflektiert werden. Die innerhalb eines kleineren Raumwinkels b reflektierten Lichtstrahlen bilden in dieser Projektion ein verdicktes Bild Bit. Infolge der Tatsache, daß dieses Bild in einer verhältnisiniißig großen Entfernung von der Lichtquelle L liegt, ist es für den Kondensor C nicht mölich, sowohl die von der Lichtquelle L als die von dem erzeugten Bild RH ausgesandten Lichtstrahlen zu verarbeiten. Die Kondensor.-linse kann nämlich nicht zu gleicher Zeit sowohl auf die Lichtquelle L als auch auf das ziemlich weit von der Lichtquelle L entfernte Bild BH scharf eingegtellt werden. Des weiteren wird der Rand der Linse C- nicht in gleichem Maße beleuchtet wie ihr zentraler Teil. Bemerkt sei noch, daß die zylindrische Spiegelanordnung ein astigmatisches Bild zur Folge hat, dessen Begrenzungen von den in Fig. ia bzw. ib angegebenen Teilbildern BH und BV geformt werden. Außerdem kann diese Kondensorlinse die von der Lichtquelle L ausgesandten Lichtstrahlen nur über einen Winkel c verarbeiten, so daß die über einen Winkel von 36o°-a-c ausgesandten Lichtstrahlen als verloren zu betrachten sind.Figs. Ia, il) and ic show this beam path for a smooth one Cylinder mirror ..) 'with a center line of curvature 117, with between .dem mirror and the crime center line parallel to the latter and in a proportionate manner a linear superhigh pressure mercury vapor discharge tube at a great distance from the mirror L is arranged as Lichteluellv. If you look at the beam path in a plane perpendicular viewed to the longitudinal axis of the light source, one sees (Fig. ia) that the Light source L emit light rays within a fairly small solid angle a which are reflected by the mirror S. The one within a smaller one Light rays reflected at the solid angle b form a thickened one in this projection Image bit. As a result of the fact that this picture in a relatively large Distance from the light source L, it is not possible for the condenser C to both those emitted by the light source L and those emitted by the generated image RH Process light rays. The condenser lens cannot be equal Time to both the light source L and the fairly far from the light source L distant image bra can be brought into focus. It also becomes the edge of the lens C- not in illuminated to the same extent as its central part. Noticed let it be said that the cylindrical mirror arrangement results in an astigmatic image has, the limits of which are determined by the partial images BH and BV are shaped. In addition, this condenser lens can be that of the light source L Process emitted light rays only over an angle c, so that the over to consider light rays emitted at an angle of 36o ° -a-c as lost are.

Fig. ib gibt die Spiegelwirkung in der die lineare Lichtquelle enthaltenden Symmetrieebene. Es ist klar, daß hier der Spiegel S als ebener Spiegel wirkt, so daß von der Lichtquelle L ein virtuelles Bild BV in einem Abstand hinter dem Spiegel entsteht, welcher dein Gegenstandsabstand entspricht. Wenn aus dem äußersten Punkt P der Kondensorlinse die Lichtquelle und dieses Bild gesehen wird, wenn diese auf eine sich durch L erstreckende Ebene projiziert sind, so wird ein Bild nach Fig. ic erhalten. Es ist klar, daß dieses lichtausstrahlende Organ für den genannten Punkt P nicht günstig genannt werden kann, da sich im optischen Zentrum 0 kein lichtausstrahlender Teil vorfindet, vielmehr eine dunkle Lücke zwischen dem Bild BV und der Lichtquelle L besteht.Fig. Ib gives the mirror effect in the plane of symmetry containing the linear light source. It is clear that here the mirror S acts as a plane mirror, so that a virtual image BV of the light source L is created at a distance behind the mirror which corresponds to your object distance. If the light source and this image are seen from the outermost point P of the condenser lens, if these are projected onto a plane extending through L, then an image according to FIG. 1c is obtained. It is clear that this light-emitting organ cannot be called favorable for the point P mentioned, since there is no light-emitting part in the optical center 0, rather a dark gap between the image BV and the light source L exists.

In den Fig. 2a, 2b und 2c ist die Anordnung einer linearen Lichtquelle L in bezug auf einen geknickten zylindrischen Spiegel S dargestellt. Die in diesen Figuren angegebene Anordnung weist dieselben Nachteile wie die Anordnung nach Fig. ia, ib und ic auf. Die beiden Spiegelteile haben Krümmungsmittellinien Ill' bzw. hl". Die Lichtquelle L liegt in einer kleineren Entfernung von den Spiegelhälften als die genannten Krüminungsm?ttellinien. Da der Raumwinkel a, innerhalb dessen die Lichtquelle ihre Strahlen zu dem I Spiegel aussendet, größer als die Summe der beiden Hälften des Raumwinkels ist, in den der Spiegel seine Strahlen zu BH bzw. BH' zurücksendet, werden in BI,' bzw. 13H' zwei vergrößerte Bilder der Lichtquelle entstehen, welche beide über einen Winkel ihre Lichtstrahlen zu der Kondensorlinse C aussenden. Auch bei dieser Anordnung geht ein beträchtlicher Teil des ausgestrahlten Lichtes im Raum verloren. Da die verdickten Bilder in einer ziemlich großen Entfernung von der Lichtquelle liegen, ist die Kondensorlinse nicht imstande, sowohl die von der Lichtquelle als auch die von ihren Bildern ausgesandten Lichtstrahlen zu verarbeiten. Überdies geht ein wichtiger Teil des ausgestrahlten Lichtes verloren, da die Lichtquelle die Spiegeloberfläche S nur über einen Winkel a und das Kondensorsystem nur über einen Winkel c beleuchtet. Auch hier wird der zentrale Kondensorteil stärker als der Rand dieser Linse beleuchtet, da die Teilbilder BH und BH' nur über einen Winkel in der Richtung des Kondensors Licht aussenden.In FIGS. 2a, 2b and 2c, the arrangement of a linear light source L in relation to a kinked cylindrical mirror S is shown. The arrangement indicated in these figures has the same disadvantages as the arrangement according to FIGS. Ia, ib and ic. The two mirror parts have center lines of curvature III 'and hl ". The light source L lies at a smaller distance from the mirror halves than the aforementioned center lines of curvature The sum of the two halves of the solid angle is in which the mirror puts its rays to BH or BH ', two enlarged images of the light source will arise in BI,' and 13H ', both of which are over an angle emit their light rays to the condenser lens C. With this arrangement, too, a considerable part of the emitted light is lost in the room. Because the thickened images are quite a long way from the light source, the condenser lens is unable to process both the light rays emitted by the light source and the light rays emitted by its images. In addition, an important part of the emitted light is lost, since the light source illuminates the mirror surface S only over an angle a and the condenser system only over an angle c. Here, too, the central condenser part is illuminated more strongly than the edge of this lens, since the partial images BH and BH ' only cover an angle Emit light in the direction of the condenser.

Die Fig.2b bzw.2c zeigen ein Bild der Spiegelwirkung in der die Lichtquelle L enthaltenden Ebene. Durch die geknickte Spiegelform werden hinter dem Spiegel zwei virtuelle Bilder By' und BV' entstehen, welche in der Projektion nach Fig.2b zusammeniallen. Auch bei dieser Anordnung sind die Bilder astigmatisch, d. h. sie haben in Richtung der Systemachse eine gewisse Ausdehnung. Diese astigmatischen Bader werden hier von den Teilbildern BH -Bv' bzw. BH'-BV" begrenzt. Die Bilder bzw. die Lichtquelle werden, von dem äußersten Punkt P der Kondensorlinse C und in einer einzigen Ebene projiziert gesehen, entsprechend Fig. 2c aussehen. Es ist klar, daß auch hier kein geeignetes hellbeleuchtetes Zentrum entsteht, da sich zwischen den einander zugekehrten Enden der Lichtquelle L und den Bildern Bv' bzw. BV"' ein nicht lichtaussendendes Zentrum befindet.2b and 2c show a picture of the mirror effect in which the light source L containing plane. Due to the kinked shape of the mirror, behind the mirror two virtual images By 'and BV' arise, which in the projection according to Figure 2b together. With this arrangement, too, the images are astigmatic; H. she have a certain expansion in the direction of the system axis. This astigmatic Baders are limited here by the partial images BH -Bv 'and BH'-BV ". The images and the light source, respectively, from the outermost point P of the condenser lens C and seen projected in a single plane, look like FIG. 2c. It is It is clear that there is no suitable brightly lit center here either, since there is between the mutually facing ends of the light source L and the images Bv 'and BV "' non-light-emitting center is located.

In den Fig. 3a, 3:b, 3c und q. sind einige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen optischen Systems dargestellt. Die Lichtquelle ist in einer geringen Entfernung von der Spiegelfläche angeordnet, so daß letztere die von der Lichtquelle ausgesandten Lichtstrahlen über einen verhältnismäßig großen Raumwinkel auffängt und in dieser Weise die Wirtschaftlichkeit des Systems bedeutend erhöht. Die Krümmungsmittellinien dieser Spiegeloberflächen liegen in der unmittelbaren Nähe der Lichtquelle, was zu Bildern führt, die auch in einer geringen Entfernung von der Lichtquelle liegen, so daß das Kondensorsystem sowohl das von der Lichtquelle als auch das von den Bildern herstammende Licht nützlich verarbeiten kann. Durch diese Anordnung wird die Kondensorlinie auch über ihre ganze Oberfläche - gleichmäßig ausgeleuchtet.In Figs. 3a, 3: b, 3c and q. are some embodiments of the invention optical system shown. The light source is a short distance away arranged from the mirror surface, so that the latter is the emitted by the light source Receives light rays over a relatively large solid angle and in this Way significantly increases the economic efficiency of the system. The center lines of curvature these mirror surfaces are in the immediate vicinity of the light source what leads to images that are also at a short distance from the light source, so that the condenser system both that of the light source and that of the images can usefully process the resulting light. This arrangement becomes the condenser line even over its entire surface - evenly illuminated.

Fig. 3ä zeigt eine Anordnung, bei der die verschiedenen Teile, wie Lichtquelle, Spiegeloberfläche und Linse, etwa dieselben wie diejenigen nach Fig. 2a, 2b und 2c sind. Die Lichtquelle L liegt hier in einer bedeutend geringeren Entfernung von der Spiegelfläche S, wodurch es möglich ist, daß diese innerhalb eines viel größeren Winkels a, z. B. mit einem Wert von 18o°, die direkt von der Lichtquelle L ausgehenden Lichtstrahlen auffängt und zu zwei vergrößerten Bildern Bfl bzw. i BH' umformt. Diese Vergrößerung wird dadurch zustande gebracht, daß die Lichtquelle L in einer geringeren Entfernung als die Krümmungsl?nien M' bzw. M" von der Spiegelfläche liegt. Die genannten Bilder liegen in der unmittelbaren Nähe der Lichtquelle L, so ,daß es möglich wird, daß die von L, Bfl und BH' ausgesandten- Lichtstrahlen durch den Kondensor nützlich verarbeitet werden können. Wenn der Raumwinkel, innerhalb dessen die Lichtquelle ihre Lichtstrahlen direkt zu der Kondensorlinse strahlt, c genannt wird, so ist ersichtlich, daß hier von dem Raumwinkel von 360', innerhalb dessen eine nicht umschirmte lineare Lichtquelle ihr Licht ausstrahlen würde, nur ein Raumwinkel im Werte von 36o°- r8o°- C an direkt ausgestrahltem Licht verlorengeht, was auf einen beträchtlich wirtschaftlicheren Lichtgebrauch als die Anordnung nach Fig. za und 2a hinauskommt. Des weiteren strahlen die Bilder BH und Bj" über einen Winkel Licht in Richtung der Kondensorlinse C, die so angeordnet ist, daß sie über ihre ganze Oberfläche von diesen Bildern und die Lichtquelle gleichmäßig beleuchtet wird.Fig. 3a shows an arrangement in which the various parts such as light source, mirror surface and lens are approximately the same as those of Figs. 2a, 2b and 2c. The light source L is here at a significantly smaller distance from the mirror surface S, whereby it is possible that this is within a much larger angle a, z. B. with a value of 180 °, which intercepts light rays emanating directly from the light source L and transforms them into two enlarged images Bfl and i BH ' . This enlargement is brought about by the fact that the light source L is at a smaller distance than the lines of curvature M 'or M "from the mirror surface. The images mentioned are in the immediate vicinity of the light source L, so that it is possible to that the light rays emitted by L, Bfl and BH ' can be usefully processed by the condenser 360 ', within which an unshielded linear light source would emit its light, only a solid angle in the value of 36o ° - r8o ° - C is lost in directly emitted light, which amounts to a considerably more economical use of light than the arrangement according to FIGS Furthermore, the images BH and Bj ″ radiate light over an angle in the direction of the condenser lens C, the is arranged so that it is uniformly illuminated over its entire surface by these images and the light source.

Ein weiterer Vorteil einer solchen Anordnung ist aus den Fig. 3b und 3c ersichtlich. In Fig.3b ist wieder die Lage der Lichtquelle L in bezug auf die Spiegelfläche S und die Kondensorlinse C in einer die Lichtquelle enthaltenden Ebene dargestellt (Fig.3a). Der Spiegel S wirkt in dieser Projektion wieder entsprechend den Fig. Zb und ab als ein ebener Spiegel, wodurch zwei Bilder BV und BV' entstehen; welche in Fig. 3b zusammenfallen. Wenn diese Bilder zusammen mit der Lichtquelle aus dem Punkt P -der Kondensorlinse C gesehen werden, so wird ein Gesamtbild entsprechend Fig. 3c wahrgenommen. Wegen der geringen Entfernung der Lichtquelle in bezug auf den Spiegel sind die Enden der Bilder BV und BV"' und die Lichtquelle L .derart aneinander herangerückt, daß eine ziemlich gleichmäßig leuchtende FlächeF erhalten wird. Auch hier entstehen zufolge ,der zylindrischen Spiegelgestalt zwei astigmatische Bilden deren Begrenzungen in Richtung der Systemachse von den Teilbildern BH -BV bzw. BH'-Bi' ' gebildet werden.Another advantage of such an arrangement can be seen from FIGS. 3b and 3c. In Figure 3b, the position of the light source L is shown in relation to the mirror surface S and the condenser lens C in a plane containing the light source (Figure 3a). The mirror S acts in this projection again as shown in FIGS. Zb and ab as a plane mirror, whereby two images BV and BV 'arise; which coincide in Fig. 3b. If these images are seen together with the light source from the point P of the condenser lens C, an overall image is perceived as shown in FIG. 3c. Because of the small distance of the light source in relation to the mirror, the ends of the images BV and BV "'and the light source L are moved closer to one another in such a way that a fairly uniformly luminous surface F is obtained. Here too, the cylindrical mirror shape results in two astigmatic images whose boundaries in the direction of the system axis are formed by the partial images BH -BV or BH'-Bi '' .

Fig. g zeigt in vergrößertem Maßstabe eine Anordnung,- welche derjenigen nach Fig.3a identisch ist, bei welcher aber Maßnahmen getroffen sind, um den Raumwinkel, inn.erhalb dessen die Lichtstrahlen nach Fig.3a zur Beleuchtung des Filmfensters verlorengehen, bis auf Null herabzusetzen. Bei dieser Anordnung ist nämlich ein Teil eines kugeligen Spiegels .derart angeordnet, daß die äußersten der von den Bildern BH und BH' ausgehenden und durch die Kondensorlinse zu verarbeitenden Lichtstrahlen noch unbehindert hindurchgehen können, währendaußerhalb dieses Raumwinkels fallende Lichtstrahlen, die nicht durch den Spiegel S verarbeitet werden können, von dem genannten Kugelspiegel D in der Richtung der Lichtquelle zurückgeworfen werden und auf diese Weise von dem Spiegel S zu der Kondensorlinse gestrahlt werden. Der Krümmungsmittelpunkt dieses Hilfsspiegels D (117"'j liegt zweckmäßig in der unmittelbaren Nähe der Lichtquelle zwischen dem Spiegel und der Lichtquelle auf der Systemachse.Fig. G shows on an enlarged scale an arrangement - which of those according to Fig.3a is identical, but in which measures have been taken to reduce the solid angle, inside which the light rays according to Figure 3a for illuminating the film window get lost, decrease to zero. In this arrangement there is namely a Part of a spherical mirror so arranged that the outermost of the Images BH and BH 'outgoing light rays to be processed through the condenser lens can still pass through unhindered, while falling outside this solid angle Light rays that cannot be processed by the mirror S from the called spherical mirror D are reflected in the direction of the light source and in this way can be radiated from the mirror S to the condenser lens. The center of curvature this auxiliary mirror D (117 "'j is expediently in the immediate vicinity of the light source between the mirror and the light source on the system axis.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung im Querschnitt, bei der die Entladungsröhre L von einem eine Kühlflüssigkeit enthaltenden Gefäß G umgeben ist, von dem die der Kon-densorIinse zugekehrte Wand als eine zylindrische Begrenzung Z, deren Krümmüngsmittellinie K parallel zu der Längsachse der Lichtquelle L verläuft, aus Glas ausgebildet ist. Durch die Kühlflüssigkeit wird eine Zylinderlinse gebildet, die, weil ihr Krümmungsradius Kd kleiner ist als der Abstand zwischen der Längsachse der Lichtquelle L und der die Systemachse schneidenden Richtlinie d der Zylinderoberfläche Z, eine Verbreiterung der Lichtquelle und ihrer Nebenbilder herbeiführt.Fig. 5 shows an arrangement in cross section in which the discharge tube L is surrounded by a vessel G containing a cooling liquid, of which the the The wall facing the condenser lens as a cylindrical boundary Z, whose center line of curvature K runs parallel to the longitudinal axis of the light source L, is made of glass. A cylindrical lens is formed by the cooling liquid, which because of its radius of curvature Kd is smaller than the distance between the longitudinal axis of the light source L and the the system axis intersecting guideline d of the cylinder surface Z, a broadening the light source and its secondary images.

Claims

PATRNT CLAIMR: z. Optical system for the most uniform possible illumination of a circular condenser system by means of the light emitted on all sides by a linear light source, preferably a super high pressure discharge lamp, characterized in that at least one cylindrical or almost cylindrical mirror surface, the main direction of which runs parallel to the longitudinal axis of the light source and whose axis of curvature does not falls into the light source, in the immediate vicinity: the light source is arranged in such a way that the smallest distance between the light source and the mirror surface is smaller than the radius of curvature of the mirror surface corresponding in its magnitude at most to the length of the light source, so that at least one enlarged astigmatic Image of the light source in its immediate vicinity is generated. z. Optical system according to claim z, characterized in that .the mirror arrangement contains two circular cylindrical mirror surfaces, their. Axes of curvature do not coincide with each other. 3. Optical system according to claim a, characterized in that the two circular cylindrical mirror surfaces intersect one another in a straight line parallel to the longitudinal axis of the light source. q .. Optical system according to claim i, Z or 3, characterized in that the parts of the reflecting surfaces which are the smallest distance from the longitudinal axis of the light source are at most 1.5 cm and the most distant parts are at most q. cm from the longitudinal axis of the light source. 5. Optical system according to claim r to q., Characterized in that the discharge tube is bypassed by a vessel containing a cooling liquid, of which at least the part facing the condenser system is designed as a cylinder = lens whose radius of curvature is smaller than the distance between the Longitudinal axis of the discharge tube and the guideline of the cylinder surface that intersects the system axis. 6. Optical system according to claim 5, characterized in that the distance between the longitudinal axis of the light source and the guideline e'-ner of the refractive surfaces is at most q. cm, measured in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the light source.