DE896126C

DE896126C - High intensity arc lamp for projection purposes

Info

Publication number: DE896126C
Application number: DEG5556A
Authority: DE
Inventors: Edgar Dr-Ing Gretener
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-03-31
Filing date: 1951-03-31
Publication date: 1953-11-09

Description

Hochintensitätsbogenlampe für Projektionszwecke Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungsvorrichtung für Bildprojektion, insbesondere unter Verwendung einer Hochintensitätsbogenlampe mit Blasbogen.High intensity arc lamp for projection purposes The invention relates on a lighting device for image projection, in particular using a high-intensity arc lamp with a blowing arc.

Die Bemessung von Beleuchtungssystemen für Bildprojektion mit dem Bestreben, den von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrom vollständig für die Beleuchtung des Bildfeldes auszunutzen, bereitet gewisse Schwierigkeiten, wenn man dabei die Größe der einzelnen Bauteile des Beleuchtungssystems in tragbaren Grenzen halten will. Dies gilt besonders für den Spiegeldurchmesser bei solchen Systemen, welche zur Sammlung der von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen Hohlspiegel verwenden, weshalb in folgendem auf diesen Fall Bezug genommen wird. Es gilt aber selbstverständlich in gleicher Weise für Beleuchtungssysteme, welche für den gleichen Zweck eine Kondensorlinse oder ein Linsensystem vorsehen.The dimensioning of lighting systems for image projection with the Endeavor to completely use the luminous flux emanating from the light source for lighting Exploiting the field of view poses certain difficulties if one uses the Keep the size of the individual components of the lighting system within acceptable limits want. This is especially true for the mirror diameter in systems which use concave mirrors to collect the light rays emanating from the light source, which is why reference is made in the following to this case. But it goes without saying in the same way for lighting systems which use a condenser lens for the same purpose or provide a lens system.

Die Schwierigkeiten gehen besonders anschaulich aus einem Beispiel hervor, welches an Hand der Fig. i erläutert werden soll. Der Abstand A zwischen dem positiven Krater i der Bogenlampe und dem zu beleuchtenden Bildfenster 2 des Projektors darf ein bestimmtes Maß nicht unterschreiten, um die Verwendung einer Positivkohle von hinreichend großer nutzbarer Länge zu gestatten. Da man Krater i und Bildfenster 2 in die beiden Brennpunkte des Hohl:. spiegelsystems verlegt, ist bei gegebenem Kraterdurchmesser cpk der Positivkohle 3 und der bekannten Größe des Filmbildes B auch schon Axialvergrößerung Va und Brennweite des Hohlspiegels f gegeben. Als Axialvergrößerung bezeichnet man die Vergrößerung des Hohlspiegels für ein achsnahes Lichtbündel q.. Für die Axialvergrößerung gilt Daraus ergibt sich Legen wir dem Beispiel eine Bogenlampe mit ioo A Bogenstrom zugrunde, so ist cp k = 7 mm.The difficulties emerge particularly clearly from an example which is to be explained with reference to FIG. The distance A between the positive crater i of the arc lamp and the image window 2 of the projector to be illuminated must not fall below a certain level in order to allow the use of a positive carbon of sufficiently large usable length. Since you have crater i and image window 2 in the two focal points of the hollow: mirror system, for a given crater diameter cpk of the positive carbon 3 and the known size of the film image B, there is also an axial magnification Va and focal length of the concave mirror f. The axial magnification is the magnification of the concave mirror for a light beam q close to the axis. The following applies to the axial magnification This results in If the example is based on an arc lamp with 100 A arc current, then cp k = 7 mm.

Der Durchmesser des Filmbildes beträgt 26 mm, so daß die Axialvergrößerung betragen muß. Da bei Normalfilmprojektoren der Abstand A nicht kleiner als etwa 6o cm gemacht werden sollte, ergibt sich bei einer Axialvergrößerung V" von 3,7 die Brennweite f des Hohlspiegels zu Beträgt der Aufnahmewinkel y" des Hohlspiegels beispielsweise 8o°, so ergibt sich daraus ein -Spiegeldurchmesser D von etwa 7o cm. Ein derartig, großer Hohlspiegel würde eine für den praktischen Betrieb untragbare Größe der Lampe erfordern. Es sei dabei nur erwähnt, daß die heute für ioo-Ampere-Lampen gebräuchlichen Spiegel im Durchschnitt Durchmesser zwischen 35 bis q0 cm aufweisen. Die Verwendung solch kleiner Spiegel bei gleichem Aufnahmewinkel zpd folgert wegen der kleineren Brennweite und des unveränderten Abstandes A eine zu starke AXialvergrößerung. Das projizierte Bild der Lichtquelle ist erheblich größer als das zu beleuchtende Bildfenster. Das Überstehen von Teilen dieses Bildes über die Bänder des Filmbildes bedeutet natürlich einen Lichtverlust und verursacht außerdem eine unerwünschte Erwärmung des Bildfensterrahmens.The diameter of the film image is 26 mm, so that the axial enlargement must be. Since the distance A should not be made smaller than about 60 cm in normal film projectors, the focal length f of the concave mirror results with an axial magnification V ″ of 3.7 If the recording angle y ″ of the concave mirror is, for example, 80 °, this results in a mirror diameter D of about 70 cm. Such a large concave mirror would require a lamp that is unacceptable for practical use The mirrors commonly used for 100 ampere lamps have an average diameter of between 35 to q0 cm. The use of such small mirrors with the same recording angle zpd results in an excessive axial magnification due to the smaller focal length and the unchanged distance A. The projected image of the light source is considerably larger The protrusion of parts of this image beyond the bands of the film image naturally means a loss of light and also causes undesirable heating of the picture window frame.

Gegenstand der Erfindung ist eine Hochintensitätsbogenlampe zur Ausleuchtung eines Bildfensters eines Projektors. Diese Hochintensitätsbogenlampe ist erfindungsgemäß ausgezeichnet durch die Anwendung eines Blasbogens mit Beleuchtungseinrichtung, welche aus einem Hohlspiegel, einem Ablenkspiegel und einem Kondensor besteht, wobei der- Ablenkspiegel den vom Hohlspiegel ausgehenden Lichtkegel so ablenkt, daß außerhalb des Strahlenganges zwischen dem Hohlspiegel und dem Ablenkspiegel ein Zwischenbild der Lichtquelle entsteht, welches durch den Kondensor in das Bildfenster des Projektors abgebildet wird.The invention relates to a high-intensity arc lamp for illumination a picture window of a projector. This high intensity arc lamp is in accordance with the invention distinguished by the use of a blowing arc with lighting device, which consists of a concave mirror, a deflecting mirror and a condenser, wherein the deflecting mirror deflects the light cone emanating from the concave mirror so that outside of the beam path between the concave mirror and the deflecting mirror an intermediate image The light source is created, which is passed through the condenser into the image window of the projector is mapped.

An Hand der nachstehend beschriebenen Beispiele wird gezeigt, wie die Erfindung gestattet,. die eingangs erwähnten Nachteile zu vermeiden, so daß es möglich ist, eine Projektionslampe zu bauen, welche bei erträglichen Abmessungen eine bestmögliche Ausnutzung des vom Bogen abgestrahlten Lichtstromes gestattet.The examples described below show how the invention allows. to avoid the disadvantages mentioned above, so that it is possible to build a projection lamp with tolerable dimensions the best possible utilization of the luminous flux emitted by the arch is possible.

Fig. 2 bis 6 veranschaulichen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Fig. 2 zeigt schematisch einen Meridianschnitt einer Projektionslampe mit geknicktem Strahlengang; Fig. 3 zeigt ebenfalls schematisch einen Meridianschnitt einer Projektionslampe mit geknicktem Strahlengang, bei der die Achsen des Hohlspiegels und des Projektors einen Winkel von weniger als 9o° einschließen; Fig. 2 a und 3 a zeigen den Ablenkspiegel mit der Spur des auffallenden Lichtbündels in Draufsicht; Fig. q. zeigt schematisch den Strahlengang in einem Hohlspiegel mit vier Brennpunkten; Fig.5 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Lampe mit geknicktem Strahlengang unter Verwendung einer ringförmigen Kathode; Fig. 6 zeigt schematisch im Schnitt eine Projektionslampe mit geknicktem Strahlengang bei gleichzeitiger Ausbildung des Ablenkspiegels als Infrarotfilter; Fig. 6 a zeigt schematisch im Schnitt eine Projektionslampe mit geknicktem Strahlengang mit zusätzlicher Infrarotfilterung im Kondensor.FIGS. 2 to 6 illustrate exemplary embodiments of the subject matter of the invention. Fig. 2 shows schematically a meridional section of a projection lamp with a bent Beam path; 3 likewise shows schematically a meridional section of a projection lamp with a bent beam path with the axes of the concave mirror and the projector enclose an angle of less than 90 °; Fig. 2a and 3a show the deflecting mirror with the track of the incident light beam in plan view; Fig. Q. shows schematically the beam path in a concave mirror with four focal points; Fig.5 shows in perspective Representation of a lamp with a bent beam path using an annular one Cathode; Fig. 6 shows schematically in section a projection lamp with a bent Beam path with simultaneous formation of the deflecting mirror as an infrared filter; Fig. 6 a shows schematically in section a projection lamp with a bent beam path with additional infrared filtering in the condenser.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. i ist die positive Kohle beispielsweise eines Blasbogens, wie er weiter unten erwähnt wird, mit dem lichtaussendenden Krater 2. Der Krater 2 befindet sich im Brennpunkt eines Hohlspiegels 3. Das von der Oberfläche dieses Hohlspiegels ausgehende Strahlenbündel q. würde in 5' ein Bild des Kraters 2 entwerfen, wird aber durch den Ablenkspiegel6 so abgelenkt, daß das Bild in 5 entsteht. Die positive Kohle i wird durch ein Loch 7 des Ablenkspiegels 6 hindurchgeführt. Dadurch bleibt die Länge der Kohle i ohne Einfluß auf den Abstand zwischen Krater 2 und dem vom Hohlspiegel entworfenen Bild 5. Krater und Bild können erheblich näher aneinander herangerückt werden, und der erforderliche Durchmesser des Hohlspiegels 3 kann auf ein tragbares Maß beschränkt bleiben. Ferner kann die Kohle i so lang gemacht werden, wie es für eine ausreichende Brenndauer notwendig ist. Letzteres ist besonders wichtig, da der Durchmesser des lichtaussendenden Kraters 2 durch die Apertur der Projektionsoptik und die Größe des Filmbildes auf einen absoluten Höchstwert begrenzt ist, der etwa in der Größe von 6,5 mm liegt. Will. man den Lichtstrom der Lampe steigern, so kann das nur durch Steigerung der Leuchtdichte des Kraters erfolgen. Bei Verwendung einer Blasbogenlampe ist dies durch Erhöhung der Strombelastung ohne weiteres möglich, bedingt aber einen entsprechend gesteigerten Abbrand der positiven Kohle.Fig. 2 shows an embodiment of the invention. i is the positive one Coal for example a blower arch, as it is mentioned below, with the light-emitting crater 2. The crater 2 is located at the focal point of a concave mirror 3. The beam q emanating from the surface of this concave mirror. would Draw an image of the crater 2 in 5 ', but is deflected by the deflecting mirror 6 in such a way that that the image in 5 arises. The positive carbon i is through a hole 7 of the deflection mirror 6 passed through. As a result, the length of the coal i has no effect on the distance between crater 2 and image 5 created by the concave mirror. Crater and image can be moved much closer together, and the required diameter of the concave mirror 3 can remain limited to an acceptable level. Furthermore, the Charcoal can be made for as long as is necessary for a sufficient burning time is. The latter is particularly important because of the diameter of the light-emitting crater 2 through the aperture of the projection optics and the size of the film image on one absolute maximum value is limited, which is about 6.5 mm in size. Want. one can only increase the luminous flux of the lamp by increasing the luminance of the crater. When using a blown arc lamp, this is due to the increase the current load is easily possible, but requires a correspondingly increased Burning of the positive coal.

Das Bild 5 des positiven Kraters 2 wird nun durch einen Kondensor 8 in das Bildfenster 9 projiziert. Diese Anwendung einer Zwischenabbildung bietet besondere Vorteile, da das Zwischenbild 5 näher an die Lichtquelle herangerückt werden kann als das Bildfenster selbst. Der Ablenkspiegel6 kann als Planspiegel ausgebildet werden, was die optisch korrekteste Lösung darstellt und außerdem den kleinsten Kostenaufwand mit sich bringt. Es kann aber statt dessen ohne weiteres ein Hohlspiegel mit entsprechend geformter Oberfläche in den Strahlengang eingefügt werden, welchem besondere Aufgaben im Rahmen des optischen Systems übertragen werden können. Eine besonders raumsparende Ausgestaltung der Lampe erhält man, wenn man den Ablenkspiegel so anordnet, daß die optischen Achsen des Hohlspiegels und des Projektors in einer vertikalen Ebene liegen. Dadurch wird erreicht, daß der von der positiven Kohle beanspruchte Platz und der zusätzlich für ihre Bedienung und Auswechslung notwendige Raum unterhalb der Projektionslampe liegen und somit in den nach den Seiten hin-sehr beschränkten Raumverhältnissen einer Vorführkabine zur Verfügung stehen.The image 5 of the positive crater 2 is now through a condenser 8 is projected into the image window 9. This application of an intermediate mapping provides special advantages, since the intermediate image 5 is moved closer to the light source can be used as the image window itself. The deflecting mirror 6 can be used as a plane mirror be trained, which is the most optically correct solution and also the brings with it the lowest cost. It can, however, without further ado a concave mirror with a correspondingly shaped surface is inserted into the beam path which special tasks are assigned within the framework of the optical system can. A particularly space-saving design of the lamp is obtained if you arrange the deflecting mirror so that the optical axes of the concave mirror and the projector lie in a vertical plane. It is thereby achieved that the space taken up by the positive charcoal and the additional space used to service it and replacement necessary space below the projection lamp and thus in the space of a demonstration booth, which is very limited towards the sides be available.

Eine Beleuchtungseinrichtung mit geknicktem Strahlengang, bei dem die Achsen von Hohlspiegel und Projektionssystem in einer senkrechten Ebene liegen, eignet sich für praktischen Betrieb nur bei Verwendung eines Blasbogens als Lichtquelle. Beim Blasbogen wird die Entladung bekanntlich durch einen von der Positiverhaltung ausgehenden konzentrischen Luftstrom unabhängig von der räumlichen Lage des Bogens in den zylindrischen Raum vor dem Positivkrater konzentriert. Die oben beschriebene senkrechte Anordnung der positiven Kohle bereitet daher keinerlei Schwierigkeiten. Im Gegensatz dazu würde bei einer normalen Beckbogenlampe die Anodenflamme durch den thermischen Auftrieb nach oben brennen und Kohlehalterung und Spiegel gefährden.A lighting device with a bent beam path in which the axes of the concave mirror and the projection system lie in a vertical plane, is suitable for practical operation only when using a blower arc as a light source. In the case of a blow arc, the discharge is known to be caused by one of the positive maintenance outgoing concentric air flow regardless of the spatial position of the arch concentrated in the cylindrical space in front of the positive crater. The one described above vertical arrangement of the positive carbon therefore does not cause any difficulties. In contrast, with a normal Beck arc lamp, the anode flame would through the thermal lift burn upwards and endanger the carbon holder and mirror.

Die Raumersparnis kann besonders groß gemacht werden, wenn man den Winkel, den die Achse des Hohlspiegels und die optische Achse des Projektors miteinander einschließen, kleiner macht als go°. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. Die Achse io des Hohlspiegels ii schließt mit der Achse 12 des hier nicht weiter gezeigten Projektionssystems den Winkel a ein, welcher kleiner ist als go°. Dadurch liegt der Hohlspiegel ii mit dem von seiner Oberfläche ausgehenden Strahlenbündel 13 in dem oberhalb des Zwischenbildes 14 und des Kondensors 15 befindlichen freien Raum, während der Hohlspiegel ii nach hinten kaum über den Ablenkspiegel 16 hinausragt. Die positive Kohle 18, welche wiederum durch ein Loch ig im Spiegel 16 hindurchgeführt wird, ist nach hinten geneigt und leichter zugänglich als bei senkrechter Stellung. Außerdem verringert die Anordnung die erforderliche Größe des Ablenkspiegels 16; wie aus Fig. 3 a hervorgeht. Die Spur 2o der auf den Ablenkspiegel 16 auftreffenden Einhüllenden des vom Hohlspiegel ausgehenden Strahlenbündels nähert sich um so mehr der Kreisform, als der Winkel f3 zwischen der Ebene des Ablenkspiegels 16 und der optischen Achse io des Hohlspiegels ii sich vergrößert. Dieser Winkel ergibt sich aber als f3 = go° - a/2. Die versteilerte Anordnung des Ablenkspiegels wirkt sich auch insofern vorteilhaft aus, als sie die Ablagerung von Staub und sonstiger Fremdkörper verringert.The space savings can be made particularly large if you use the Angle between the axis of the concave mirror and the optical axis of the projector include, makes smaller than go °. This is shown in FIG. 3. The axis io of the concave mirror ii closes with the axis 12 of the projection system not shown here the angle a, which is smaller than go °. As a result, the concave mirror ii is located with the beam 13 emanating from its surface in the one above the Intermediate image 14 and the condenser 15 located free space, while the concave mirror ii barely protrudes beyond the deflecting mirror 16 to the rear. The positive coal 18, which in turn is passed through a hole ig in the mirror 16 is to the rear inclined and more accessible than in a vertical position. Also decreased the arrangement the required size of the deflecting mirror 16; as can be seen from Fig. 3a. The track 2o of the envelope of the concave mirror impinging on the deflecting mirror 16 The outgoing bundle of rays approaches the circular shape all the more than the angle f3 between the plane of the deflecting mirror 16 and the optical axis io of the concave mirror ii enlarges. However, this angle results as f3 = go ° - a / 2. The steep one Arrangement of the deflecting mirror is also advantageous in that it has the Deposits of dust and other foreign bodies are reduced.

Zur Erzielung einer möglichst hohen Lichtausbeute und gleichzeitig einer gleichmäßigen Verteilung der Lichtintensität über das Bildfeld wird zweckmäßigerweise ein Hohlspiegel verwendet, welcher in jedem Meridianschnitt vier Brennpunkte aufweist.To achieve the highest possible light output and at the same time a uniform distribution of the light intensity over the image field is expedient a concave mirror is used, which has four focal points in each meridional section.

Ein solcher Hohlspiegel zur Verwendung in Projektionslampen, welcher in dem schweizerischen Patent 262 324 vom i. Oktober 1949 ausführlich beschrieben ist, besitzt als Erzeugende der Spiegeloberfläche einen Teilbogen einer Ellipse. Ihre Hauptachse schließt mit der optischen Achse des Hohlspiegels, die gleichzeitig Rotationsachse ist, einen kleinen Winkel ein. Ihre beiden Brennpunkte liegen nicht mehr auf der optischen Achse des Systems und bilden bei der Drohung um die Rotationsachse zwei Brennkreise, deren Ebenen zur optischen Achse senkrecht stehen. Dadurch weist der Spiegel in jedem Meridianschnitt zwei objektseitige und zwei bildseitige Brennpunkte auf, welche jeweils paarweise den Hälften der Spiegelkurve zugeordnet sind. In dem in Fig. 4 dargestellten Meridianschnitt befinden sich die zugeordneten objektseitigen und bildseitigen Brennpunkte auf entgegengesetzten Seiten, bildseitige Brennpunkte und zugeordnete Spiegelhälfte auf der gleichen Seite der Spiegelachse.Such a concave mirror for use in projection lamps, which in the Swiss patent 262 324 from i. Described in detail in October 1949 is, has a partial arc of an ellipse as the generating line of the mirror surface. Its main axis closes with the optical axis of the concave mirror, which is at the same time Axis of rotation is a small angle. Your two focal points do not lie more on the optical axis of the system and form at the threat of the axis of rotation two focal circles whose planes are perpendicular to the optical axis. This shows the mirror in each meridional section has two object-side and two image-side focal points which are assigned in pairs to the halves of the mirror curve. By doing The meridional section shown in FIG. 4 is the assigned object-side and image-side focal points on opposite sides, image-side focal points and assigned mirror half on the same side of the mirror axis.

Dadurch wird beispielsweise der Brennpunkt 25 durch die von der Spiegelhälfte 2i' reflektierten Lichtstrahlen 37 punktuell im Brennpunkt 26 abgebildet. Das gilt analog für die Brennpunkte 24 und 27 und die Spiegelhälfte 21". Die Zuordnung von Spiegelhälften und Brennpunkten läßt sich leicht experimentell nachweisen. Blickt man unter Zwischenschaltung einer kleinen Lochblende z. B. vom Brennpunkt 26 gegen den Spiegel 21, so sieht man nur den oberen Teil der Spiegelfläche leuchtend. Legt man eine flächenförmige Lichtquelle so in die objektseitige Brennebene 22, daß die beiden Brennpunkte eines jeden Meridianschnittes jeweils auf gegenüberliegenden Punkten ihres Randes liegen, so erhält man, wie in der erwähnten Patentschrift näher ausgeführt ist, eine sehr gleichmäßige Verteilung der Beleuchtungsintensität in der Bildfeldebene 23.As a result, for example, the focal point 25 is through that of the mirror half 2i 'reflected light beams 37 shown at specific points in the focal point 26. That is true analogously for the focal points 24 and 27 and the mirror half 21 ″. The assignment of Mirror halves and focal points can easily be demonstrated experimentally. Looks one with the interposition of a small pinhole z. B. from focal point 26 against the mirror 21, one sees only the upper part of the mirror surface shining. Lays a planar light source so in the object-side focal plane 22 that the both focal points of each meridional section on opposite sides Points of their edge lie, so you get, as in the patent mentioned in more detail is executed, a very even distribution of the lighting intensity in the image field plane 23.

Die beste Lichtausnutzung bei gleichzeitig homogener Ausleuchtung des Bildfeldes erhält man, wenn man die Axialvergrößerung des Spiegels so groß wählt wie das Verhältnis der Durchmesser der flächenförmigen Lichtquelle und des auszuleuchtenden Bildfeldes.The best light utilization with homogeneous illumination at the same time of the image field is obtained if the axial magnification of the mirror is chosen to be so large like the ratio of the diameter of the planar light source and the one to be illuminated Field of view.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, gibt es eine zur optischen Achse des. Systems vertikale Ebene 36, in welcher sämtliche Beleuchtungskegel der verschiedenen Bildfeldpunkte eine gemeinsame Basis besitzen. In dieser Ebene wird zweckmäßigerweise eine Aperturblende angebracht, welche die Apertur der vom Hohlspiegel ausgehenden Lichtbündel der Apertur der Projektionsoptik anpaßt. So kann alles Licht, welches für die Projektion ohne Nutzen ist, abgeblendet und eine überflüssige Erwärmung von Film und Projektionsobjektiv vermieden werden.As can be seen from Fig. 4, there is one to the optical axis of the system vertical plane 36 in which all the cones of illumination of the various image field points have a common ground. An aperture diaphragm is expediently located in this plane attached, which is the aperture of the light beam emanating from the concave mirror of the aperture adapts to the projection optics. So all light, which is necessary for the projection without Benefit is dimmed and a superfluous heating of the film and projection lens be avoided.

Eine weitere Abblendung überschüssigen Lichtes und damit eine Verhinderung unerwünschter Erwärmung des Bildfensterrahmens kann erreicht werden, indem man in der Ebene des Zwischenbildes eine Bildfeldblende anbringt, welche der Form des Bildfensters angepaßt ist.A further dimming of excess light and thus a prevention unwanted heating of the picture window frame can be achieved by in the plane of the intermediate image attaches a field stop which corresponds to the shape of the image window is adapted.

Soll die mittels eines Hohlspiegels mit vier Brennpunkten erhaltene' homogene Ausleuchtung des Zwischenbildes mit gleicher Strenge auf das Bildfenster übertragen werden, so muß ein Kondensor verwendet werden, welcher in jedem Meridianschnitt den Rand des Zwischenbildes punktuell auf den Rand des Filmbildes abbildet.Should the 'obtained by means of a concave mirror with four focal points homogeneous illumination of the intermediate image with the same severity on the image window are transmitted, a condenser must be used, which is in each meridional section images the edge of the intermediate image selectively on the edge of the film image.

Ganz besondere Vorteile bietet eine Blasbogen-Lampe mit geknicktem Strahlengang bei Verwendung einer ringförmigen Kathode. Eine solche Ringkathode gestattet es, bei höchster Stromdichte kleinste Bogenlängen zu verwirklichen, wobei bis zu höchsten Belastungen ein einwandfreier Betrieb gewährleistet ist, ohne daß die bei Verwendung einer negativen Stiftelektrode gefürchtete Pilzbildung an ihrem Brennende auftritt. Der besondere Vorteil des Kathodenringes in einer Lampe mit geknicktem Strahlengang besteht darin, daß ein großer Teil des Ringes außerhalb des Strahlenganges liegt, wie aus dem nachstehend beschriebenen Beispiel hervorgeht.A blown arc lamp with a bent one offers very special advantages Beam path when in use an annular cathode. Such Ring cathode allows the smallest arc lengths to be achieved with the highest current density, perfect operation is guaranteed up to the highest loads without that the dreaded fungus formation when using a negative pin electrode their burning occurs. The particular advantage of the cathode ring in a lamp with a kinked beam path is that a large part of the ring is outside of the beam path, as can be seen from the example described below.

In Fig. 5 ist eine solche Anordnung in perspektivischer Darstellung schematisch gezeigt. 7o ist der teilweise im Schnitt gezeichnete Hohlspiegel, 71 die positive Kohle, die in der Positivhalterung 72 geführt ist und deren hinteres Ende 73 durch ein Loch 74 im Ablenkspiegel75 hindurchragt. Die Positivhalterung ist bei einem Blasbogen bekanntlich so ausgebildet, daß ein von ihr ausgehender Luftstrom koaxial den Raum vor der positiven Kohle umgibt. Dadurch bildet sich der Bogen zwischen dem positiven Krater und dem inneren Rand der Ringkathode 76 als intensiv leuchtender Zylinder aus. Die Flammengase werden durch ein Absaugrohr 77 und das Gebläse 78 abgeführt. Das Absaugrohr greift durch ein im Mittelpunkt des Hohlspiegels 7o befindliches Loch hindurch.Such an arrangement is shown in perspective in FIG shown schematically. 7o is the concave mirror 71, partially drawn in section the positive coal, which is guided in the positive holder 72 and its rear End 73 protrudes through a hole 74 in the deflection mirror 75. The positive bracket is known to be designed in a blower arch so that one emanating from it Air flow coaxially surrounds the space in front of the positive carbon. This forms the Arc between the positive crater and the inner edge of the ring cathode 76 as intensely shining cylinder. The flame gases are discharged through an exhaust pipe 77 and the fan 78 discharged. The suction tube engages through a at the center of the Concave mirror 7o located hole through it.

Der Übersichtlichkeit der Darstellung halber ist in der Zeichnung sowohl bei der Positivhalterung. als bei der Ringkathode dieTragkonstruktion weggelassen, ebenso die Halterung der Spiegel 70 und 75, des Kondensors 79 und des Bildfensterrahmens 8o.For the sake of clarity, the drawing shows both the positive bracket. the support structure is omitted than in the case of the ring cathode, as is the mounting of the mirrors 70 and 75, the condenser 79 and the picture window frame 8o.

Die Ringkathode 76 liegt dem Krater der positiven Kohle 71 so gegenüber, daß der Bogen auf ihrem inneren Rand ansetzt, Sie wird während des Betriebes langsam gedreht, wodurch die Verdampfungsprodukte aus der positiven Kohle, welche sich auf dem Ringrand ansetzen, laufend aus dem Entladungsraum herausgeführt werden und an der Luft oder in den äußeren Teilen des konzentrischen Luftstromes verbrennen. Der Durchmesser des Kathodenringes ist so groß gewählt, daß er um den Ablenkspiegel 75 herumgreift. Dadurch können sämtliche Einrichtungen, welche zur Halterung, zur Drehung und zum Vorschub des Ringes und zur Zündung des Bogens notwendig sind, hinter der reflektierenden Ebene des Ablenkspiegels 75 angebracht werden. Sie liegen dementsprechend nicht im Strahlengang, wodurch eine unerwünschte Abschattung von Licht vermieden wird.The ring cathode 76 is opposite the crater of the positive carbon 71 in such a way that that the bow starts on its inner edge, it becomes slow during operation rotated, eliminating the evaporation products from the positive carbon that is on start at the edge of the ring, are continuously led out of the discharge space and on burn in the air or in the outer parts of the concentric air flow. Of the The diameter of the cathode ring is chosen so that it is around the deflection mirror 75 reaches around. As a result, all facilities that are used to support Rotation and to advance the ring and to ignite the arc are necessary behind the reflective plane of the deflecting mirror 75 can be attached. They are accordingly not in the beam path, which avoids unwanted shading of light will.

Die Kombination einer Lampe mit Ringkathode mit einem Ablenkspiegel zur Erzeugung eines geknickten Strahlenganges gemäß vorliegender Erfindung gestattet es also, die Vorteile beider Konstruktionen voll auszunutzen.The combination of a lamp with a ring cathode and a deflecting mirror allowed to generate a kinked beam path according to the present invention So it is to take full advantage of the advantages of both constructions.

Steigt der von der Lichtquelle ausgehende Lichtstrom über einen bestimmten Wert an, der etwa bei. =o ooo Lumen liegt, so muß ein Wärmefilter in den Strahlengang eingeschaltet werden, welches die infrarote Wärmestrahlung aus dem für die Projektion nutzbaren sichtbaren Lichtstrom ausscheidet, sonst erleidet der Film bei der Projektion Beschädigungen. Die Anordnung einer Hochintensitätsbogenlampe mit geknicktem Strahlengang, wie sie der Gegenstand dieses Patentes ist, gestattet die Ausscheidung der infraroten Strahlung auf elegante Weise, wie in Fig. 6 gezeigt ist. 28 ist der Hohlspiegel, 29 das durch den Ablenkspiegel 30 umgelenkte Zwischenbild. Der Ablenkspiegel3o ist mit einem Belag versehen, welcher infrarotes Licht (in der Zeichnung gestrichelt dargestellt) durchtreten läßt, sichtbares Licht (in der Zeichnung durch ausgezogene Linien dargestellt) dagegen reflektiert. Die Herstellung und Bemessung derartiger Schichten ist bekannt; sie werden zumeist durch Aufdampfen im Hochvakuum hergestellt. Hinter der Fläche des infrarotdurchlässigen Ablenkspiegels wird dann vorteilhafterweise eine Absorptionsfläche 31 angebracht, welche die ausgefilterte Wärmestrahlung absorbiert und durch Luft- oder Wasserkühlung 32 abführt. Unter Umständen kann es bei der Verwendung von Projektionslampen mit sehr hoher Lichtintensität erwünscht sein, zusätzlich zu einem so ausgebildeten Ablenkspiegel eine Ausfilterung der infraroten Strahlung im weiteren Verlauf des Strahlenganges vorzunehmen.If the luminous flux emitted by the light source rises above a certain value, around. = o ooo lumens, a heat filter must be switched on in the beam path, which separates the infrared heat radiation from the visible luminous flux that can be used for projection, otherwise the film will be damaged during projection. The arrangement of a high-intensity arc lamp with a bent beam path, as it is the subject of this patent, allows the separation of the infrared radiation in an elegant manner, as shown in FIG. 28 is the concave mirror, 29 the intermediate image deflected by the deflecting mirror 30. The deflecting mirror3o is provided with a covering which allows infrared light (shown in dashed lines in the drawing) to pass through, but reflects visible light (shown in the drawing by solid lines). The manufacture and dimensioning of such layers is known; they are mostly produced by vapor deposition in a high vacuum. An absorption surface 31 is then advantageously attached behind the surface of the infrared-permeable deflecting mirror, which absorbs the filtered thermal radiation and dissipates it by air or water cooling 32. Under certain circumstances, when using projection lamps with a very high light intensity, it may be desirable, in addition to a deflecting mirror designed in this way, to filter out the infrared radiation in the further course of the beam path.

Wie dies in Fig. 6. a dargestellt ist, kann das in einfacher Weise dadurch geschehen, daß die Kondensorlinse in zwei Teillinsen 33 und 34 aufgespalten wird, zwischen denen ein telezentrischer Strahlengang herrscht. Auf einer oder beiden Innenflächen dieser Teillinsen kann dann ein für sichtbares Licht durchlässiger, für infrarotes Licht reflektierender Belag 3,5 angebracht werden. Die Voraussetzungen für eine wirkungsvolle Wärmefilterung sind an dieser Stelle besonders günstig, weil beim telezentrischen Strahlengang der Einfallswinkel der Lichtstrahlen auf die Glasfläche ein Minimum wird, wodurch der Übergang von Durchlässigkeit in Reflexion in der Filterfläche sehr scharf wird. So kann das ausgeschiedene Strahlungsgebiet besonders nah an die Grenze der sichtbaren Strahlung herangerückt werden. Die von diesem Filter ausgesiebte Wärmestrahlung (in der Zeichnung gestrichelt dargestellt) wird nun wieder auf den Ablenkspiegel3o zurückgeworfen, um durch diesen hindurchzutreten und in der gekühlten Fläche 31 absorbiert zu werden. Dadurch ergibt sich eine besonders hochwertige Filterung, da hier eine Kaskade von Infrarotfiltern hintereinandergelegt ist.As shown in Fig. 6. a, this can be done in a simple manner done by splitting the condenser lens into two sub-lenses 33 and 34 between which there is a telecentric beam path. On one or both The inner surfaces of these partial lenses can then be made of a for infrared light reflective covering 3.5 must be attached. The conditions for effective heat filtering are particularly favorable at this point because in the telecentric beam path, the angle of incidence of the light rays on the glass surface becomes a minimum, whereby the transition from transmission to reflection in the filter surface becomes very sharp. So the excreted radiation area can be particularly close to the The limit of visible radiation. The one screened out by this filter Thermal radiation (shown in dashed lines in the drawing) is now back on the Deflecting mirror thrown back to pass through it and into the cooled Surface 31 to be absorbed. This results in particularly high quality filtering, because here a cascade of infrared filters is laid one behind the other.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. High intensity arc lamp to illuminate the Image window of a projector, characterized by the use of a blowing arc with lighting device, consisting of concave mirror, deflecting mirror and condenser, wherein the deflecting mirror deflects the cone of light emanating from the concave mirror so that outside the beam path between the concave mirror and the deflecting mirror The intermediate image is created and the condenser transfers this intermediate image into the image window of the Projector.

2. High intensity arc lamp according to claim z, characterized through the application of at least one annular cathode, which during operation is rotated slowly, taking the bow between the inner Edge of the ring and the positive electrode forms.

3. High intensity arc lamp according to claim 2, characterized in that the annular cathode is around the deflecting mirror reaches around and that the means for storage, rotation and for the advance of the Ring cathode are located behind the reflective surface of the deflecting mirror, which means a disturbing shadowing of light is avoided. q ..

High intensity arc lamp according to claim 2, characterized in that the axis of the concave mirror and the optical axis of the projector lie in a vertical plane.

5. High intensity arc lamp according to claim 2, characterized in that the angle between the axis of the concave mirror and the optical axis of the projector is smaller than go °.

6. High intensity arc lamp according to claim 2, characterized in that the deflecting mirror is designed as a plane mirror is.

7. high intensity arc lamp according to claim 2, characterized in that a Concave mirror is used for homogeneous illumination of the picture window, which in each meridional section has four focal points. B.

High intensity arc lamp after Claim 7, characterized by a corresponding choice of the focal length and the Distance between the four focal points of the concave mirror, which increases the axial magnification of the mirror is equal to the ratio of the diameter of the intermediate image to the diameter of the positive coal crater. G.

High intensity arc lamp according to claim 7, characterized in that characterized in that the diaphragm plane of the illumination beam is behind in the direction of light the intermediate image. so.

High-intensity arc lamp according to Claim 2, characterized in that that the illumination aperture is hidden in the diaphragm plane of the illumination beam is that no excess light gets into the projection lens. xz.

High intensity arc lamp according to claim 2, characterized in that an image field stop at the location of the intermediate image is attached, which prevents any irradiation of the picture window frame of the projector.

12. High intensity arc lamp according to claim 2, characterized in that the condenser is designed so that a punctiform image of the edge in each meridional section of the intermediate image is created on the edge of the film image.