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Projektionslampe für Linsenrasterfarbfilm Gegenstand des Hauptpatents
ist eine Lampe zur Projektion von Linsenrasterfarbfilmen, welche dadurch gekennzeichnet
ist, daß ein aus mindestens zwei Reflexionsfiltern mit verschiedener spektraler
Durchlaßreflexionscharakteristik und mindestens einer weiteren spiegelnden Fläche
bestehenden Filtersatz verwendet ist, dessen optisch wirksame Flächen sich hintereinander
im Strahlengang zwischen Lichtquelle und Film befinden und jeweils den gleichen
Querschnitt des auftreffenden Lichtbündels erfassen, so daß das von der Lichtquelle
ausgehende weiße Bündel praktisch ohne Verluste spektral und geometrisch optisch
in die verschiedenfarbigen Bündel aufgespalten wird, die zur Beleuchtung der schwarzweiß
registrierten Farbauszüge auf dem Film dienen.
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In Verwirklichung dieser Anordnung erstreckt sich das Hauptpatent
auf zwei verschiedene Anordnungen des Reflexionsfiltersatzes. Der eine Filtersatz
besteht aus mehreren angenähert parallel zur Lichteinfallsrichtung geneigten Reflexionsfiltern
und einem zu den Filtern angenähert parallelen Spiegel. Der zweite Filtersatz hat
zwei gekreuzte, zur Einfallsrichtung des weißen Bündels stehende Reflexionsfilter
und zwei Seitenspiegel. Die Spiegel dienen in beiden Fällen dazu, die verschiedenen;
von den Reflexionsfiltern erzeugten farbigen Bündel gegen das Bildfenster zu richten.
Gegenstand
der Erfindung ist nun eine weitere Ausführungsform, welche darin besteht, daß die
nacheinander im Strahlengang angeordneten Reflexionsfilter in entgegengesetzter
Richtung um den gleichen Winkel gegen die Lichteinfallsrichtung geneigt sind und
daß jedem Reflexionsfilter ein Seitenspiegel zugeordnet ist, der das von dem zugehörigen
Reflexionsfilter erzeugte farbige Lichtbündel gegen das Filmfenster richtet.
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Die Erfindung ist an Hand der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiele
näher erläutert, wobei auf Vorteile der Erfindung und ihre Anwendungsmöglichkeiten
im einzelnen hingewiesen ist. In den Figuren stellt Fig. i schematisch in perspektivischer
Darstellung einen erfindungsgemäßen Reflexionsfiltersatz zur Projektion von Linsenrasterfarbfilm
dar; Fig.2 zeigt einen Fünfzonenfiltersatz schematisch im Schnitt und Fig. 3 schematisch
im Schnitt eine Variante der Anordnung der Fig. 2.
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Das in Fig. i dargestellte Ausführungsbeispiel eines Reflexionsfiltersatzes
gemäß der Erfindung besteht aus zwei hintereinander im Strahlengang angeordneten
Reflexionsfiltern i und 2, welche gegen die Richtung des einfallenden Lichtes 3
in entgegengesetzter Richtung um gleich große Winkel 4 und 5 geneigt sind. Zwei
weitere Spiegel 6 und 7 dienen dazu, die von den beiden Filtern reflektierten Lichtbündel
verschiedener Farbe so zu reflektieren, daß sie mit dem durch beide Reflexionsfilter
ohne Ablenkung hindurchtretenden farbigen Bündel wiederum parallel verlaufen.
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Das bei 3 eintretende weiße Lichtbündel, welches beispielsweise den
Querschnitt to aufweisen möge, wird durch die farbselektive Wirkung der aufeinanderfolgenden.
Reflexionsfilter spektral und geometrisch optisch in drei nebeneinanderliegeride
ver= schied.enfarbige Lichtbündel 11, 12 und 13 aufgespalten., wobei durch passende
Wahl der Reflexionsdurchlaßcharakteristik der einzelnen Filter beispielsweise die
drei Grundfarben Rot, Grün und Blau erhalten werden. Es wird also einerseits der
durch den Querschnitt to hindurchtretende Lichtstrom zur Gänze in drei Lichtströme
der entsprechenden spektralen Teil.geibnete aufgespalten. Diese drei Teillichtströme
sind insofern miteinander geometrisch-optisch gleich, als sie sich alle von dem
gleichen Gesamtquerschnitt des weißen Bündels herleiten. Die farbigen Teillichtbündel
besitzen somit eine gleiche Ursprungspupille und zeigen in den Querschnitten, die
gleichen optischen: Abstand von dieser Pupille aufweisen., jeweils eine gleichwertige
Verteilung der relativen Lichtintensität. Dadurch werden, wie im Hauptpatent ausgeführt,
einerseits. grundsätzlich die bei der Verwendung von Absorptionsfiltern auftretenden.
Lichtverluste vermieden, und andererseits wird eine Homogenität der Bildschirmausleuchtung
sichergestellt.
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Bei der in Fig. i dargestellten Anordnung ist angenommen, d,aß das
bei 3 eintretende Bündel telezentrisch ist, d. h. daß sich die erzeugende ., Lichtquelle
(mindestens virtuell) im Unendlichen befindet, so, da;ß alle Hauptstrahlen, des
Bündels parallel sind. Die Verwendung eines telezentrischen Strahlenganges innerhalb
des Reflexionsfiltersatzes ist grundsätzlich nicht erforderlich., bringt aber gewisse
Vorteile: mit sich, wie dies im Hauptpatent dargelegt ist. Dort sind gleichzeitig
die zur Erzielurig eines ielezentrischen Strahlenganges erforderlichen :Mittel aufgeführt.
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Die, Durahiaß- und Reflexionscharakteristik der einzelnen. Reflexionsfilter-
wird nun entsprechend der gewünschten Reihenfolge .der Farben; in den nebeneihan.derliegenden
Lichtbündeln i t, 12 und 13 gewählt. Benötigt man beispielsweise die in Fig. i gezeigte
Reihenfolge, also (von oben nach unten) Rot, Blau und Grün, so muß das Filter i
Rot reflektieren, Blau und Grün dagegen durchlassen. Das Filtere muß Grün reflektieren
und Blau durchlassen.
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Als Umlenkspiegel können gewöhnliche Spiegel verwendet werden oder
aber Spiegel mit selektiver Reflexion. Wie im Hauptpatent bereits angegeben, besteht
in diese m. Falle die, Möglichkeit, die, infra.-rote Wärmestrahlung aus dem Nutzstrahlenganig
zu eliminieren, im vorliegenden Falle beispielsweise dadurch, da.ß der Umle nkspiegel
7 Rot reflektiert, die infrarote Strahlung dagegen durch@läßt.
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Die in Feig. i gezeigte Anordnung besitzt im Falle der gezeigten Reihenfolge
der drei Farben den Vorteil, daß das rote und grüne Bündel in gleichen Querschnittsebenen
des austretenden Gesamtbündels optisch gleiche Weglängen. aufweisen. Dies ist bekanntlich
erforderlich zur Sicherstellung einer befriedigenden stabilen Ausleuchtung des Bildschirmes,
so daß bei einer solchen Anordnung zusätzliche Mittel zum Ausgleich der verschiedenen
optischen Weglängen. entweder nur nach; im: mittleren (hlauen) Bündel erforderlich
sind oder überhaupt weggelassen werden können.
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Wie im Hauptpatient ausgeführt wird, gestattet die Verwendung eines
solchen erfindungsgemäß zwischen. Lichtquelle und Film angeordneten Reflexio,nsfiltersatzes
grundsätzlich eine verlustlose Zerlegung des weißen Lichtes in die bei der Projektion
von Linsenrasterfilm benötigten verschiedenfarbigen, Bündel. Weitere außerhalb des
Filtersatzes auftretende Lichtverluste bei der Projektion können vermieden werden
durch die Verwendung von Doppelras.terfilm, da bei diesem bestimmte optische Effekte
nicht auftreten, welche bei der Verwendung von einseitig gerastertem Film. den Lichtwirkungsgrad
der Projektion in unerwünschter Weise herabsetzen. Es ist aber selb@stverständliah
die Verwendung eines erfindungsgemäßen. Reflexionsfiltersatzes auch bei der Projektion
von Einfach.rasterfilm möglich, wobei dann: die damit verknüpften Lichtverluste
in Kauf genommen, werden. Außerdem besteht beim Ein;fa,chra,sterfilm bekanntlich
die Gefahr des Entstehens vorm F.arb,-dom:inanten, wenn Projektionsobjektive verwendet
werden, welche nicht abschattungsfrei sind..
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Im allgemeinen macht man. die iNeigung der Reflexionsfilter gegen
das einsfallende Licht, d. h.
also die Winkel 4 und 5 der Fig. i
angenähert, aber höchstens gleich 45°, woibei insbesondere auf die sogenannte Brew
ster-Bedingung Rücksicht zu nehmen ist. Diese besagt, d,aß der Winkel zwischen den
von der Reflexionsfilterfläche reflektierten und den durch sie durchtreitenden Stralhlen
nicht 9o° betragen soll, da sonst störende Pola,risa;tionserscheinungen auftreten
können:.
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Der in Fig. i gezeigte Filtersatz stellt ein, Farb, filter mit drei
Zonen dar, welche beispielsweise die Farben Rot, Blau und. Grün. erzeugen. Es sind
auch Projektionssysteme für Linsen.rasterfaribfilm mit mehr als drei Zonen, bekanntgeworden,
obwohl nach wie vor nur drei Grunidifa,rbe-n verwendet werden. In einem solchen
Mehrfachzomenfilter sind also mehrere- Zonen in, der, gleichen. Farbe vorhanden.
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Fik. 2 zeigte beispielsweise schematisch, einen Fünfzonenfiltersatz.
Wie- aus Fig. 2 hervorgeht, wird das mixt der R,i@ahtung 2o einfallende weiße Lichtbündel
2i in fünf einzelne Bünidel 23, 24, 25, 26 und 27 zerlegt, welche der Reihe nach
beispielsweise die Farben Blau, Grün, Rot, Grün und Blau aufweisen sollen. Zu diesem
Zweck sind vier Reflexionsfilter 28, 29, 30 und 31 im Strahlengang angeordnet,
welche jeweils paarweise, und zwar 28 und 29 und 30 und 31 hintereinander
im Strahlengang liegen., und wiederum paarweise, diesmal 28 und 30 und 29 und,
31 in gemeinsamen Ebenen liegen, welche in entgegengesetzter Richtung um
den gleichen Winkel gegen die Lichteinfa,lls:rich.tung geneigt sind. Das von. diesen
Reflexionsfiltern reflektierte: Licht fällt auf zwei Ablenkspiegel 32 und, 33 und
wird durch diese wiederum angenähert parallel zu dem durch beide Reflexionsfilter
hindurchtretende Licht reflektiert.
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Will man die in Fig. 2 gezeigte Reihenfolge der Farben in den nebeneinanderliegenden
Bündeln erreichen, so müssen die Filter 28 und 31 Blau reflektieren, Rot und Grün
jedoch durchlassen., das Filter 29 .muß Grün. reflektieren; und Rot durchlassen.,
während hinsichtlich seins Verhaltens für blaues Licht keine Vorschrift besteht,
da dieses aus dem auftreffenden Lichtbündel bereits durch das Filter 28 ausgeschieden
wurde. Das Filter 30 hingegen darf nur Grün reflektieren, und muß Blau und.
Rot durchlassen. Entsprechend. der im Haupt;-patent gegebenen Definition haben die
Filter 28, 29 und 31 den Charakter eines Tiefpasses, während das Filter 3o wie eine
Bandsperre wirkt.
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Ein Vergleich der Anordnungen der Fig. i und 2 zeigt, daß das Fünfzonenfilter
der Fig. 2 aus dem Dreizonenfilter der Fig. i hervorgeht, wenn man, die beiden.
Filter i und, 2 der erstgenannten Anord.-n.ung je in zwei Teilfilter aufteilt, wobei
die Trennkante zwischen beiden Teilfiltern senkrecht auf der Zeichnungsebene der
Fig. 2 steht.
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Eine Anordnung gemäß Fig.2 eignet sich, also ganz besonders, wenn
abwechslungsweise ein Drei-und ein Fünfzonenfilter erwünscht ist, für den Fall,
daß auf ein; und demselben Projektor die entsprechenden zwei Typen von Rasterfilm
abwech.-selnd projiziert werden sollen. Der Übergang, beispielsweise von einem Fünfzonenfilter
zu.ciniem Dreizonenfilter, erfolgt dann einfach durch das Auswechseln der Filter
28 und 30 gegen ein Filter i und der Filter 29 und 31 gegen ein Filter 2.
Da es ohne weiteres möglich ist, die Filter 28 und 3o bzw. 29 und 3 i auf einer
gemein samenTragplatte anzuordnen,was z. B. durch ein entsprechend, zonenweises
Bedampfen dieser Tragplatte erfolgen kann., so ist für den. Übergang lediglich das
Auswechseln zweier- Filterplatten gegen zwei andere erforderlich. Da die Lage der
Platten innerhalb des Filtersatzes in, beiden. Fällen, übereinstimmt, kann das Auswechseln
unter Verwendung von Führungen erfolgen, welche am Gehäuse, des Filtersatzes befestigt
sind und die vorgeschriebene Lage der Platten sicherstellen, während gleichzeitiig
die unveränderten äußeren. Ablenkspiegel6 und 7 bzw. 32, 33 fest mit dem Gehäuse
verbunden sind.
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Es ist selbstverständlich möglich, durch, eine entsprechende Wahl
der Durchlaß- und. Reflexionscharakteristik der einzelnen Filterflächen eine andere
Reihenfolge der Farben in denn drei, bew. fünf nebeneinanderliegenden Bündeln zu
erreichen,. Wählt man die in Fig. 2 gezeigte Reihenlodge, so ergibt sich für die
blauen und. grünen Lichtbündel eine gleich große Verlängerung der optischen Weglänge,
da in dieser Anordnung analog zu der Fig. i die zusätzliche Weglänge für alle von
den Reflexionsfiltern abgelenkten Bündel gleich groß ist. Es muß also eine gegebenenfalls
notwendige optische Verlängerung nur im mittleren. Lichtbündel voirgenommen werden.
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Als weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig.3 eine Variante des in
Fig. 2 gezeigten F'ünfzonenfiltersa,tzes gezeigt. Bei diesem liegen. die vier Reflexionsfilter
40, 41, 42 und 43 nicht paarweise in glemeinsamein Ebenen. Dementsprechend sind
auch an Stelle der bisher verwendeten zwei. Ablenkspiegel vier Ablenkspiege@l44,
45, 46 und 47 notwendig, die jeweils einzeln einem Reflexionsfilter zugeordnet sind.
Es wird, also wiederum. das mit der Richtung 5o einfallende weiße: Lichtbündel 5
i in fünf nebenelnanderliegende Bündel 52, 53, 54, 55 und 56 aufgeteilt. Durch die
vier Ablenkspiegel werden die von den Reflexionsfiltern reflektierten farbigen Lichtbündel
darstellungsgemäß wiederum angenähert parallel zui dem: durch, die Reflexionsfilter
hihdurahtretenden Bündel reflektiert.
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Auch bei der Anordnung der F.ig. 3 weisen alle vier durch, die Reflexionsfilter
abgelenkten: Lich;tbünde:l gleiche, Weglänge auf. Die Anordnung der Fig. 3 besitzt
aber gegenüber der Anordnung der Fig.2 den Vorteil, daß alle vier Reflexionsfilter
als Tiefpässe ausgebildet werden können. Dies bedeutet eine Verei'nfachung der Herstellung,
da bekanntlich Reflexionsfilter mit Tiefpaßcharakteristik die geringsten Herstellungsschwierigkeiten
bereiten.
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Eine genaue Betrachtung der Eig.3 zeigt, daß man sich ein solches
F'ünfzonenfilter als durch. die Kombination von zwei Dreilfachzonenfiltern gemäß
der Fig. i entstanden denken kann, wobei die eintretenden weißen Teillichtbündel
nebeneinanderliegen,
während die zwei austretenden dreifarbigen
Lich:tbÜndelgruppen verschachtelt sind,. Beispielsweise bildet der aus den Filtern
4o und 41 bestehende Teilfiltersa,tz das obere blaue und das untere grüne Lichtbündel,
während der aus den Filtern 42 und 43 bestehende Teilfiltersatz das obere grüne
und das untere blaue Lichtbündel erzeugt. Durch entsprechende Anordnung der vier
Ablenkspiegel werden die austretenden Lichtbündel nun so verschachtelt, daß das
durch beide Dreifa.chfilter durchtretende rote Licht die mittlere, Zone des Fünfzonenfilters
bildet.
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Es leuchtet ein, daß es möglich ist, Filtersätze, sei es als. Dreizonenfilter,
sei eis a:ls Fü:nfzonenfilter oder mit einer beliebigen anderen Zahl von Zonen und
einer beliebigen Reihenfolge der drei Teilfarben, durch die entsprechende Kombination
des in Fig. i gezeigten Aus£ührungsbeispieles einer erfindungsgemäße-n Anordnung
herzustellen.
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Dazu eignen sich ferner besonders alle die Filteranordnungen, bei
welchen die Eintrittsrichtung des weißen Lichtbündels parallel zur Austrittsrichtung
der farbigen Lichtbündel ist.
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Die in vorstehendem beschriebenen Anordnungen stellen nur Ausführungsbeispiele
der Erfindung dar. Insbesondere ist es für bestimmte Anwendungsfälle möglich., durch
Verwendung von passend angeordneten Ablenkelementen die Richtung der aus dem Filtersatz
.austretenden verschieden farbigen Bündel um einen beliebigen Winkel gegen die Richtung
des eintretenden weißen Lichtes zu neigen. Stets wirken dabei .die Ablenkspiegel
so mit .den Reflexionsfiltern zusammen, daß die erzeugten verschiedenfarbigen Bündel
gegen das Filmfenster gerichtet sind und den in diesem befindlichen Linsenrasterfilm
in der vorgeschriebenen Weise beleuchten.