DE708050C

DE708050C - Lighting device for recording and playing back video films

Info

Publication number: DE708050C
Application number: DEN38128D
Authority: DE
Inventors: Eduard Gerardus Dorgelo
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1935-05-14
Filing date: 1935-05-14
Publication date: 1941-07-10

Description

Beleuchtungsvorrichtung zur Aufnahme und Wiedergabe von Bildfilmen Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungsvorrichtung zur Aufnahme oder Wiedergabe von Bildfilmen mittels Geräten ohne Verschlußanordnung.Lighting device for recording and playing back video films The invention relates to a lighting device for recording or reproduction of picture films by means of devices without a shutter arrangement.

Man kann, was nicht den Gegenstand dieser Erfindung bildet, zu diesem Zweck gas- oder dampfgefüllte Entladungslampen verwenden und zur Speisung derselben einen Wechselstrom benutzen, dessen Frequenz ein ganzes Vielfaches, zweckmäßig das Doppelte, oder ein ganzzahliger Bruchteil, zweckmäßig die Hälfte, der Bildfrequenz ist. Es werden dabei vorzugsweise flüssigkeitsgefüllte Hochdruckquecksilb:erdampflampen mit eingeschnürter Entladungsbahn verwendet, die eine Gasfüllung und im Betrieb einen Quecksilberdampfdruck größer ,als 6 Atm., z. B. i 5o Atm., aufweisen und mit einer oder mehreren Glühelektroden versehen sind, die nur wenig aus einer sie umgebenden Quecksilberoder Amalgam enthaltenden verdampfbaren Metallmasse hervorragen. Mit derartigen Entladungslampen kann eine Oberflächenhelligkeit vOn 30000 Internationalen Kerzen pro Quadratmeter und mehr, z. B. ioo ooo Kerzen, erreicht werden, und es hat sich ergeben, daß ,auch das Lichtspektrum dieser Entladungslampen den für Projektionszwecke zu stellenden Bedingungen weitgehend genügt.What is not the subject of this invention, gas or vapor-filled discharge lamps can be used for this purpose and an alternating current can be used to feed them, the frequency of which is a whole multiple, suitably twice, or an integral fraction, suitably half, of the image frequency . Liquid-filled high-pressure mercury vapor lamps with a constricted discharge path are preferably used, which have a gas filling and, during operation, a mercury vapor pressure greater than 6 atm., E.g. B. i 50 atm., And are provided with one or more glow electrodes that protrude only slightly from a surrounding mercury or amalgam containing vaporizable metal mass. With such discharge lamps, a surface brightness of 30,000 international candles per square meter and more, e.g. B. ioo ooo candles can be achieved, and it has been found that the light spectrum of these discharge lamps largely satisfies the conditions to be set for projection purposes.

Bekanntlich ist es für -den einwandfreien Betrieb von Gasentladungslampen wegen ihrer negativen Charakteristik erforderlich, der Entladungslampe eine Impedanz 'vorzuschalten, wodurch, erreicht wird, daß je nach Wahl der Größe des wirksamen Vorschaltwiderstand@es die geeignete Stromstärke durch die Lampe eingestellt werden kann. Es. ist auch bekannt, daß beim Betrieb mit derartigen Lampen für allgemeine Beleuchtungszwecke bei der zwischen dem jeweiligen Erlöschen und der Wiederzündung der Lampe bestehenden Dunkelpause ein störendes Flackern des Lichts auftreten kann. Es ergab sich im Zusammenhang hiermit, daß die Dauer der Dunkelpause bei Lampen hohen Gasdruckes (etwa 3o mm Hg) größer ist .als bei solchen niederen Druckes (etwa i bis 5 mm).As is well known, it is essential for the proper operation of gas discharge lamps Because of their negative characteristics, the discharge lamp requires an impedance 'upstream, whereby, is achieved that depending on the choice of the size of the effective Ballast resistor @ the appropriate current intensity can be set through the lamp can. It. is also known that when operating with such lamps for general Lighting purposes between the respective extinguishing and re-ignition There may be a disturbing flickering of the light in the dark pause of the lamp. In connection with this, it emerged that the duration of the dark pause for lamps high gas pressure (about 30 mm Hg) is greater than at such low pressure (about i up to 5 mm).

Diese Erkenntnis wird dazu benutzt, um in Beleuchtungsvorrichtungen zur Aufnahme oder Wiedergabe von Bild- oder Bildtonfilmen der obengenannten, nicht den Gegenstand der Erfindung bildenden Art den (die) den als Lichtquelle verwendeten gas-oder dampfgefüllten Entladungslampen in üblicher Weise vorgeschalteten Widerstand. (Impedanz) gemäß der Erfindung bei einem gegebenen Lampenstrom einer Speisespannung entsprechen zu lassen, die derart gewählt ist, daß die Zeit der gesamten Dunkelperiode annähernd gleich der üblicherweise zur absatzweisen Fortschaltung des Films oder dei* Rückführung von optischen Ausgleichselementen notwendigen Zeit, d. h. wenigstens zoo,'o der Zeit, einer Beleuchtungsp:eriode ist. Hierdurch kannerreicht werden, daß eine Verschlußanordnung zur Erzielung der gewünschten Größe der Dunkelperiode sich grundsätzlich erübrigt.This knowledge is used in lighting devices for the recording or playback of picture or picture sound films of the above, not the subject of the invention the type (s) used as a light source Gas-filled or vapor-filled discharge lamps in the usual way upstream resistor. (Impedance) according to the invention at a given lamp current of a supply voltage to let correspond, which is chosen such that the time of the entire dark period approximately the same as that usually used for intermittent progression of the film or the time necessary for the return of optical compensation elements, d. H. at least zoo, 'o the time, a period of illumination is. This can achieve that a shutter arrangement to achieve the desired size of the dark period itself basically unnecessary.

An Hand der Figuren wird die praktische Verwertung des Erfindungsgedankens näher erläutert.The practical utilization of the inventive idea is shown on the basis of the figures explained in more detail.

Fig. i zeigt die Schaltung einer Entladungslampe, wenn nur ein Olunscher Widerstand vorgeschaltet worden ist.Fig. I shows the circuit of a discharge lamp, if only an Olunscher Resistance has been connected upstream.

Fig.2 zeigt dieselbe, wenn eine nur aus einer Induktivität bestehende Impedanz verwendet wird.FIG. 2 shows the same if one only consists of an inductance Impedance is used.

Fig. 3 zeigt den Verlauf der Speisespannung und der Spannung an den Lampenklemmen in Abhängigkeit von der Zeit im Falle, daßder Lampe ein Ohmscher Widerstand vorgeschaltet ist.Fig. 3 shows the course of the supply voltage and the voltage on the Lamp clamps as a function of time in the event that the lamp has an ohmic resistance is upstream.

In Fig. i ist die Entladungslampe 2 in Reihe mit einem Ohmschen Widerstand i an den Klemmen 3 und 4. einer Wechselstromquelle geschaltet.In Fig. I the discharge lamp 2 is in series with an ohmic resistor i connected to terminals 3 and 4 of an alternating current source.

Fig.2 zeigt das Schaltungsbild, wenn anstatt des Ohmschen Widerstandes eine Drosselspule 5 vorgeschaltet worden ist. Entsprechende Unterteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.Fig.2 shows the circuit diagram if instead of the ohmic resistance a choke coil 5 has been connected upstream. Corresponding parts are with the same reference numerals.

In Fik. 3 zeigt die ausgezogene Kurve 6 den Verlauf der Speisespannung in Abhängigkeit von der Zeit während einer halben Periode des Wechselstromes. Die strichpunktierte Linie 7 zeigt den entsprechenden Verlauf der Klemmenspannung an der Lampe. Mit E ist die Gipfelspannung des Wechselstromes bezeichnet. Ed ist die Durchschlagsspannung der Lampe, während Ei, die Brennspannung der Lampe darstellt. In jeder halben Periode leuchtet die Lampe also während einer Zeit L auf. Die Dunkelpause wird durch die Summe der ZeitenDl und D, gebildet. Werden die Zeiten anstatt in Zeitmaß in Winkelmaß angegeben, so ist die Zeit einer halben Periode gleich aa und die der Dunkelperiode Ist eine Dunkelpause erwünscht, die 2o% der Lichtperiode beträgt, so ist Ist weiter von der anzuwendenden Lampe die Durchschlagspannung und die Brennspannung bekannt, so läßt sich aus obiger Formel die Speisespannung berechnen. Aus der Speisespannung und der Brennspannung läßt sich der Spanmmgsunterschied, welcher in den Vorschaltwid erstand aufgenommen werden muß, durch einfache Subtraktion berechnen, wobei zu beachten ist, daß es sich hier um Effektivspannungen handelt, während oben die absoluten Momentanspannungen gemeint sind. Der berechnete Spannungsunterschied und die von der Lampe aufgenommene Strom.-stärke bestimmen in bekannter Weise den Wert des Widerstandes.In fig. 3 shows the solid curve 6 the course of the supply voltage as a function of time during half a period of the alternating current. The dash-dotted line 7 shows the corresponding curve of the terminal voltage on the lamp. The peak voltage of the alternating current is denoted by E. Ed is the breakdown voltage of the lamp, while Ei is the operating voltage of the lamp. The lamp therefore lights up for a time L in every half period. The dark pause is formed by the sum of the times D1 and D1. If the times are given in angular instead of time, then the time of half a period is equal to aa and that of the dark period If a dark pause is desired, which is 20% of the light period, so is If the breakdown voltage and the operating voltage of the lamp to be used are also known, the supply voltage can be calculated from the above formula. From the supply voltage and the operating voltage, the voltage difference, which must be included in the ballast resistor, can be calculated by simple subtraction, whereby it should be noted that these are effective voltages, while the absolute instantaneous voltages are meant above. The calculated voltage difference and the current absorbed by the lamp determine the value of the resistance in a known way.

Etwas anderes ist die Bestimmung des richtigen Wertes für den Vorschaltwiderstand, wenn insbesondereeineHochdruckquecksilberdampflampe verwendet wird. Für eine derartige Lampe liegen die Werte der Durchschlag- und Brennspannung in keiner Weise fest, sondern sind von der Arbeitstemperatur abhängig. Die Arbeitstemperatur jedoch wird wieder bestimmt von der aufgenommenen Energie und letztere von der angelegten Wechselspannung. Es hat sich jedoch ergeben, daß das Verhältnis der Durchschlag- und Brennspannung bei diesen Lampen annähernd konstant ist. Durch Benutzung dieser Eigenschaft kann der Wert des Widerstandes bestimmt werden. Wird vorausgesetzt, daß der Wert des Verhältnisses ist, so folgt aus Gleichung (i) oder wenn E = arc # sin # p -f- arc # sin . 2 p , aus welcher Formel sich p lösen läßt. . Der Wert von ist also bekannt. Eb kann nun ziemlich willkürlich, jedoch abhängig von der gewünschten Stärke des Lampenstromes gewählt werden. Für diesen Wert ergibt sich zwangsläufig ein bestimmter Wert für E. Zweckmäßig wird Eb möglichst hoch gewählt, damit von der verwendeten Lampe die höchsterzielbare Leistung erhalten wird. Die Differenz zwischen der Brenn- und der Speisespannung muß wieder durch den Widerstand aufgenommen werden. Aus dieser Spannungsdifferenz und der Stromstärke der Lampe läßt sich wieder in bekannter Weise der Wert des erforderlichen Widerstandes ermitteln.Determining the correct value for the series resistance is a different matter, especially if a high-pressure mercury vapor lamp is used. For such a lamp, the breakdown voltage and operating voltage values are in no way fixed, but are dependent on the working temperature. The working temperature, however, is again determined by the energy absorbed and the latter by the applied alternating voltage. It has been found, however, that the ratio of breakdown voltage and operating voltage is approximately constant in these lamps. Using this property, the value of the resistance can be determined. Assumes the value of the ratio it follows from equation (i) or when E = arc # sin # p -f- arc # sin. 2 p, from which formula p can be solved. . The value of so is known. Eb can now be chosen quite arbitrarily, but depending on the desired strength of the lamp current. For this value, a certain value for E. The difference between the burning and the supply voltage must be taken up again by the resistor. From this voltage difference and the current intensity of the lamp, the value of the required resistance can again be determined in a known manner.

In diesem Falle hat der Wert des Widerstandes einen zweifachen Einfluß auf die Dauer der Dunkelperiode. Erstens weil eine Änderung seines Wertes eine Änderung der daraus berechneten Speisespannung mit sich bringt, so daß sich bei gleichbleibender Durchschlag- und Brennspannung die Dunkelpause ändert. Zweitens weil eine Ab- oder Zunahme des Wertes des Vorschaltwiderstandes bei gleichbleibender Speisespannung eine Zu- oder Abnahme des Lampenstromes und dadurch der Betriebstemperatur herbeiführt, so daß die Zünd- und Brennspannung der Lampe sich um einen gewissen Betrag ändert. Dadurch ist es mit Hochdrucklampen möglich, die Größe der Dunkelperiode auf zweierlei Art zu ändern. Das zuletzt genannte Verfahren (Änderung .des Widerstandes bei gleichbleibender Speisespannung) eignet sich vorzüglich dazu, während des Betriebes die Größe der Dunkelperiode bis zu einem bestimmtenAusmaß zu ändern.In this case the value of the resistance has a twofold influence for the duration of the dark period. First, because a change in its value is a change the supply voltage calculated from it, so that with constant Breakdown voltage and burning voltage change the dark pause. Second, because an off or Increase in the value of the series resistance with constant supply voltage causes an increase or decrease in the lamp current and thereby the operating temperature, so that the ignition and operating voltage of the lamp changes by a certain amount. Through this it is possible with high pressure lamps, the size of the dark period to change in two ways. The last-mentioned procedure (modification of the resistance with constant supply voltage) is ideally suited for this purpose during operation change the size of the dark period to a certain extent.

Anstatt eines Widerstandes kann zum selben Zweck der Entladungslampe eine Drosselspule vorgeschaltet werden. Hiermit wird der Vorteilerzielt, daß die Energieverluste außer von denen in der Lampe sehr gering sind. Ein Nachteil jedoch ist, daß kleine Unterschiede in den Daten der verwendeten Lampe eine Phasenverschiebung der Lichtaussendung hervorrufen, so daß die Auswechslung der Lampe bisweilen eine Korrektion des Impeäanzwertes oder des Phasenverhältnisses zwischen der Wechselspannung und dem Filmantrieb erforderlich macht. Einfachheitshalber ist darum ,ein reiner Ohmscher Widerstand zu bevorzugen.Instead of a resistor, the discharge lamp can serve the same purpose a choke coil can be connected upstream. This has the advantage that the Energy losses other than those in the lamp are very small. One drawback, however is that small differences in the data of the lamp used cause a phase shift cause the light emission, so that the replacement of the lamp sometimes a Correction of the impedance value or the phase relationship between the alternating voltage and the film drive. For the sake of simplicity, it is therefore a pure one Ohmic resistance is preferable.

Claims

PATLNTANSPILUCTI: lighting device for recording or playback of picture films by means of devices without a shutter arrangement, in which a gas or vapor-filled Discharge lamp, preferably a liquid-cooled high pressure mercury vapor lamp is arranged with a constricted discharge path, which with a. Alternating current is fed, the frequency of which is an integer fraction, e.g. B. half. Or is a whole multiple or the same as the frame rate, 'and in which the (the) the lamp in the usual way-upstream resistance (impedance) at a given Lamp current corresponds to a supply voltage which is chosen such that the time the entire dark period is approximately the same as that usually used for switching of the film or the return of optical compensation elements necessary time, d. H. is at least 2o% of the time of an illumination period.