DE968430C

DE968430C - Beleuchtungsvorrichtung fuer Projektionsbildgeraete

Info

Publication number: DE968430C
Application number: DEZ3260D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Kurt Raentsch
Original assignee: Zeiss Ikon AG
Current assignee: Zeiss Ikon AG
Priority date: 1937-01-28
Filing date: 1937-01-28
Publication date: 1958-02-13

Description

Bei allen Projektionsgeräten besteht die Aufgabe, das durch die Form der Lichtquelle und die Kreisform der Beleuchtungsoptik (Kondensor oder Hohlspiegel) bestimmte Lichtbündel durch ein rechteckiges Bildfenster und die diesem zugeordnete kreisförmige Objektivöffnung hindurchzuleiten.

Da die Form der Leuchtfiäche der Projektionslichtquellen im allgemeinen nicht rechteckig, sondern z. B. kreisförmig ist wie beim Krater der Bogenlampe, so tritt bei den bisher verwendeten Beleuchtungseinrichtungen immer ein Lichtverlust ein, gleichgültig, ob eine Abbildung der Leuchtfläche der Lichtquelle auf dem Bildfenster oder eine Anordnung des Bildfensters vor dem Kondensor oder dessen Bild vorgenommen wird. Die Abbildung des Leuchtfeldes der Lichtquelle auf dem Bildfenster führt nur dann zu einwandfreien Ergebnissen, wenn das Leuchtfeld frei ist von störenden Ungleichmäßigkeiten.

Derartige Ungleichmäßigkeiten in der Ausleuchtung des Bildfensters, die von ungleichmäßiger Lichtdichte-Verteilung in der Leuchtfläche der Lichtquelle herrühren, hat man bei Projektionsgeräten beseitigt durch die Anwendung des Köhlerschen Beleuchtungsprinzips. Bei diesem wird nicht die Lichtquelle auf dem Bildfenster, sondern nach reeller Zwischenabbildung der Lichtquelle in einer Hilfslinse von dieser Hilfslinse der Kondensor im Bildfenster abgebildet, während das Leuchtfeld im Objektiv selbst abgebildet wird. Hier-

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durch lassen sich wohl Ungleichmäßigkeiten in der Ausleuchtung des Bildfensters vermeiden, jedoch bleibt der obenerwähnte, durch die verschiedenartige Form von Leuchtbündelquerschnitt itnd Bildfenster gegebene Lichtverlust bestehen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungsvorrichtung für Projektionsbildgeräte, insbesondere Laufbildgeräte, bestehend aus einer Lichtquelle und einer optischen Einrichtung zur reellen Abbildung ίο dieser Lichtquelle in die Nähe des Bildfensters, die eine möglichst verlustlose Ausnutzung des durch das Leuchtfeld der Lichtquelle und die Öffnung der Beleuchtungsoptik bestimmten Lichtbündels für die gleichmäßige Ausleuchtung eines rechteckigen BiIdfensters erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Bildfenster zwei je aus einer Vielzahl von Elementarlinsen bestehende Linsenraster derart angeordnet und ausgebildet sind, daß durch je eine Elementarlinse des in der zur Leuchtfläche der Lichtquelle konjugierten Ebene befindlichen Leuchtfeldlinsenrasters eine Abbildung je einer Elementarlinse des in der dem Bildfenster konjugierten Ebene befindlichen Bildfeldlinsenrasters im Sinne der Lichtrichtung auf das Bildfenster erfolgt und gleichzeitig durch je eine Elementarlinse des Bildfeldlinsenrasters eine Abbildung je einer Elementarlinse des Leuchtfeldlinsenrasters entgegen dem Sinn der Lichtrichtung auf das Leuchtfeld der Lichtquelle bewirkt wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.

Durch diese besondere Anordnung und Ausbildung der beiden Linsenraster wird also das von der Lichtquelle ausgehende Strahlenbündel in einer zu seiner Achse senkrechten Ebene in eine große Anzahl von Teüstrahlenbündeln mit einem dem Bildfenster ähnlichen Querschnitt aufgeteilt. Durch die Anwendung des Köhlerschen Beleuchtungsprinzips auf jedes der Teilstrahlenbündel wird eine Vereinigung sämtlicher Teilstrahlenbündel erreicht, derart, daß nunmehr die dem Bildfenster ähnlichen Querschnittsteile sich überdeckend auf dem Bildfenster abgebildet werden. Hierdurch wird eine geometrisch vollständige Ausnutzung des Lichtbündelquerschnittes bei vollkommen gleichmäßiger Ausleuchtung des Bildfensters ermöglicht, wobei die optischen Mittelpunkte der Einzel- oder Elementarlinsen in beiden Linsenrastern gleiche oder ähnliche oder annähernd gleiche oder annähernd ähnliche Punktnetze bilden.

Es ist bereits bekannt, die von einer Lichtquelle kommenden Beleuchtungsstrahlen beispielsweise durch einen geteilten Hohlspiegel in mehrere Lichtstrahlenbündel zu zerlegen, die durch ein mehrgliedriges Kondensorsystem nach reeller Zwischenabbildung der Lichtquelle durch die Spiegel- und zugehörigen Kondensorteile in der Ebene des zu projizierenden Bildes zur Überlagerung gelangen. Dadurch, daß die Teilstrahlenbündel um die schattengebenden Teile der Beleuchtungseinrichtung herumgelenkt werden, wird erreicht, daß Schatten von Teilen der Lichtquelle bzw. deren Haltemittel nicht im Bildfenster und auf dem Bildschirm in Erscheinung treten. Um-die Teilstrahlenbündel um die schattengebenden Teile herumführen zu können, ist es notwendig, eine sektorförmige Aufteilung des Lichtkegels vorzunehmen, wobei die beste Ausnutzung der Lichtquelle durch eine Unterteilung des Lichtkegels in vier Teilstrahlenbündel erzielt wird. Bei einer solchen Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung läßt sich eine vollständige Ausnutzung des Lichtkegels nicht erreichen, weil die Randzonen des Strahlenbündelquerschnittes infolge des Unterschiedes zwischen dem runden Querschnitt des Lichtkegels und der rechteckigen Form des Bildfensters unausgenutzt bleiben.

Es ist auch bekanntgeworden, zur Projektion von Linsenrasterfarbfilmen eine Beleuchtungsanordnung zu verwenden, die zwei im Abstand hintereinander angeordnete Linsenraster im Strahlengang aufweist, durch welche eine Homogenisierung der Beleuchtung des dort verwendeten Mehrfarbenfilters erzielt werden soll. Diese bekannte Einrichtung unterscheidet sich aber von dem Erfindungsgegenstand grundsätzlich dadurch, daß die Lichtquellenbilder bei dem Bekannten in der Mitte des Abstandes zwischen den beiden Linsenrastern zur Entstehung gelangen und sich im Bildfenster ein teilweises Neben- und Übereinander der Linsenbilder des ersten Linsenrasters ergibt, wohingegen sich beim Erfindungsgegenstand eine Überlagerung der Abbildung sämtlicher Linsen des ersten Linsenrasters und damit die gemeinsame Aperturblende in der Beleuchtung, die durch die Gesamtheit der Linsen des zweiten Linsenrasters gebildet wird, ergibt. Die unvollkommene Wirkung der bekannten Beleuchtungseinrichtung mit zwischengeschalteten Linsenrastern macht bei dieser im übrigen noch die Notwendigkeit einer zusätzlichen Drehung der Linsenraster erforderlich, damit die Homogenisierung der Ausleuchtung zufriedenstellend erreichbar wird.

Einige Ausführungsformen der Einrichtung nach der Erfindung sindin den Zeichnungen veranschaulicht. Abb. ι stellt das Schema einer Beleuchtungseinrichtung unter Benutzung eines Kondensors nach der üblichen Art und Weise dar;

Abb. 2 gibt eine erfindungsgemäß ausgebildete Beleuchtungseinrichtung schematisch in ihrer Anwendung bei Kondensorlampen wieder;

Abb. 3 bis 5 zeigen einige Arten der Aufteilung des Lichtkegels in der dem Bildfenster konjugierten Ebene (Bildfeldlinsenraster);

Abb. 6 veranschaulicht eine Ausbildungsart des zweiten Linsenrasters, der in der zur Leuchtfläche konjugierten Ebene angeordnet ist (Leuchtfeldlinsenraster);

Abb. 7 zeigt verschiedene Zuordnungsarten von Bildfeldlinsenrastern, und Leuchtfeldlinsenrastern;

Abb. 8 dient zur Erläuterung der Formeln für die Linsen des Leuchtfeld- bzw. des Bildfeldlinsenrasters; Abb. g, 10 und 11 veranschaulichen die Strahlengänge bei Spiegellampen unter Anwendung des erfindungsgemäßen Linsenrasters.

Zur näheren Erläuterung des Erfindungsgedankens wird zunächst auf die Abb. 1 und 2 verwiesen.

In der Abb. 1 ist ein normales, einfach gestaltetes Beleuchtungssystem dargestellt, bei dem das Leuchtfeld ι der Lichtquelle mittels eines zweiteiligen Kon-

densors 2, 3 auf das Bildfenster 4 abgebildet wird. Die Abbildung ist durch eine Schar von Strahlen verdeutlicht, die bei Vernachlässigung optischer Abbildungsfehler von der Leuchtfeldmitte ausgehen und sich in der Bildfenstermitte treffen. Diese Beleuchtungseinrichtung ergibt nur dann eine gleichmäßige Ausleuchtung des Bildfensters, wenn einerseits das Leuchtfeld ι so groß ist, daß seine Abbildung das Bildfenster voll überdeckt, und wenn das Leuchtfeld andererseits in dem durch die gestrichelten Randstrahlen gekennzeichneten Bereich eine gleichmäßige Leuchtdicke besitzt. Weiterhin müßte das Leuchtfeld zur Vermeidung von Lichtverlusten am Bildfenster eine dem Bildfenster genau entsprechende, also rechteckige Form besitzen, was praktisch kaum vorkommt.

Da außerdem alle Beleuchtungsvorrichtungen mit erheblichen Abbildungsfehlern behaftet sind, pflegt man zur Erreichung einer gleichmäßigen Bildfensterausleuchtung das Leuchtfeld beträchtlich größer zu machen, als es der Bildfenstergröße entspricht, so daß hierdurch erfahrungsgemäß große Energieverluste entstehen.

In der Abb. 2 ist eine Ausführungsform des Erfindungsgedankens schematisch dargestellt. Die Lichtquelle 1 wird ebenso wie bei der Abb. 1 mittels eines zweiteiligen Kondensors 2, 3 auf das Bildfenster 4 abgebildet, wobei aber der Strahlengang zwischen Kondensor und Bildfenster durch die erfindungsgemäß ausgestalteten Linsenraster 5 und 6 grundsätzlich verändert wird. Jedes der beiden Linsenraster besteht, wie in den Abb. 3 bis 7 schematisch dargestellt ist, aus einer Vielzahl von Elementarlinsen, die in parallelen Reihen oder Zeilen praktisch lückenlos aneinanderschließen und im theoretisch einfachsten Falle so zueinander angeordnet sind, daß alle Verbindungslinien der Mitten zusammengehörender Elementarlinsen der beiden Raster sich in der Mitte des Bildfensters 4 schneiden, sofern das Beleuchtungssystem aberrationsfrei abbildet.

Die Brennweite der Elementarlinsen des Bildfeldlinsenrasters 5 wird so gewählt, daß jede dieser Elementar linsen das Leuchtf eld ι je in die zugeordnete Elementarlinse des Leuchtfeldlinsenrasters 6 abbildet. Es entstehen also im Bereich des Leuchtfeldlinsenrasters so viel Leuchtfeldbilder, wie Elementarlinsen vorhanden sind.

Die Elementarlinsen des Leuchtfeldlinsenrasters besitzen nun eine solche Brennweite, daß jede dieser Elementarlinsen je eine Elementarlinse des Bildfeldlinsenraster vergrößert auf das gesamte Bildfenster abbildet, so daß sich sämtliche Elementarbilder im Bildfenster überdecken. Da jede Elementarlinse des Leuchtfeldlinsenrasters die ihr zugehörige Elementarlinse des Bildfeldlinsenrasters als gleichmäßig beleuchtete Fläche »sieht«·, entstehen also im Bildfenster so viel übereinanderliegende, gleichmäßige Leuchtfelder, wie Elementarlinsen vorhanden sind.

Die Genauigkeit der Deckung der Leuchtfeldbilder im Bildfenster wird hierbei durch die Genauigkeit der Ausgestaltung und Anordnung der beiden Linsenraster bestimmt. Erfindungsgemäß wird die Umrißform der Elementarlinsen des Bildfeldlinsenrasters der Umrißform der auszuleuchtenden Fläche der Bildfensterebene gleich oder zumindest praktisch ähnlich gemacht. Da das Bildfenster, insbesondere bei Kinoprojektoren, üblicherweise ein Rechteck ist, gibt man den Elementarlinsen eine entsprechende Umrißform, wobei man die Rechtecke entweder in sich senkrecht kreuzenden Zeilen (Abb. 3) oder versetzt zueinander (Abb. 4 oder 5) anordnet. In diesem Falle verlaufen dann die Reihen bzw. Zeilen der Elementarlinsen entweder zur vertikalen oder horizontalen Kante des Bildfensters parallel.

Aus den vorstehenden Darlegungen ergibt sich, daß die größtmögliche Lichtausbeute dann eintritt, wenn das Leuchtf eld 1 der Lichtquelle die Fläche jeder Elementarlinse des Leuchtfeldlinsenrasters ausfüllt. Erfindungsgemäß wird daher die Umrißform der Elementarlinsen des Leuchtfeldlinsenrasters der Umrißform des Leuchtfeldes praktisch weitgehend angepaßt. Wird als Lichtquelle beispielsweise der positive Krater einer normalen Bogenlampe mit runden Kohlen verwendet, so ist das entsprechende Leuchtfeld annähernd rund. Die Elementarlinsen des Leuchtfeldlinsenrasters müßten zweckmäßig die gleiche Gestalt haben. Da jedoch diese Elementarlinsen praktisch lückenlos aneinanderschließen sollen, wird erfindungsgemäß für-diese hauptsächlich verwendete Lichtquelle der Leuchtf eldlinsenraster aus sechseckig ausgestalteten und wabenförmig angeordneten Elementarlinsen gemaß Abb. 6 zusammengesetzt. Da erfindungsgemäß die Verbindungslinien der Mittelpunkte aller zusammengehörenden Elementarlinsen der beiden Raster sich in der Bildfeldmitte schneiden sollen, folgt daraus, daß die geometrischen Mittelpunkte der Elementarlinsen beider Raster ähnliche Punktnetze bilden müssen. Wie ein Vergleich der Abb. 3 bis 6 zeigt, wird dieser Forderung dann am besten entsprochen, wenn die geometrischen Mittelpunkte der normalerweise rechteckig ausgestalteten Elementarlinsen des Bildfeld- 10c linsenrasters bei nicht gleichartiger Umrißausgestaltung der Elementarlinsen des Leuchtfeldlinsenrasters in einem parallelogrammförmigen Punktsystem angeordnet sind. Man verwendet also zweckmäßig einen gemäß Abb. 4 oder 5 geformten Bildfeldlinsenraster mit einem gemäß Abb. 6 ausgestalteten Leuchtfeldlinsenraster.

Da durch jede Elementarlinse des Leuchtfeldlinsenrasters nur die Lichtstrahlen zum Bildfenster 4 geleitet werden, die durch die zugehörige, in das Bildfenster 4 abgebildete Elementarlinse des Bildfeldlinsenrasters hindurchgegangen sind, kann eine Steigerung der Gesamtbildhelligkeit nicht dadurch erreicht werden, daß man das auf den Elementarlinsen des Leuchtfeldlinsenrasters entworfene Abbild des Leuchtfeldes 1 größer als diese Elementarlinsen macht, Leuchtkörper gleichmäßiger Leuchtdichte vorausgesetzt. Andererseits jedoch wird an der Gleichmäßigkeit der Bildfensterbeleuchtung nichts geändert, wenn die Leuchtfläche 1 der Lichtquelle nicht diese optimale Größe hat. Dann sind zwar die Elementarlinsen des Leuchtfeldlinsenrasters nicht vollkommen ausgeleuchtet, auf die Abbildung der Elementarlinsen des Bildfeldlinsenrasters auf das Bildfenster macht sich dies aber nur durch eine Verringerung der Gesamtbildhelligkeit im Sinne einer Aperturbeschränkung be-

merkbar, so daß die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung des Bildfensters selbst nicht aufgehoben wird. In der Abb. 7 sind in schematischer Darstellung einige weitere Elementarlinsenformen dargestellt. Abb. 7 a zeigt einen Ausschnitt aus einem Bildfeldlinsenraster mit rechteckigen Elementarlinsen, deren Mittelpunktnetz in Abb. 7b dargestellt ist. In den Abb. 7c bis jf sind einige zu diesem Punktnetz passende Elementarlinseneinrichtungen für den Leuchtfeldlinsenraster dargestellt, wobei man z. B. den Raster gemäß Abb. 7 c in Verbindung mit einer Glühlampe mit kurzer stabförmiger Wendel und den Raster gemäß Abb. 7d, wie bereits gesagt, in Verbindung mit einer Kohlenbogenlampe verwenden "würde.

Die für die erfindungsgemäße Anordnung geltenden geometrischen Abmessungen sind, wie aus der vergrößerten Darstellung der Abb. 8 hervorgeht, die folgenden:

Bezeichnet man mit A₁ den Abstand des Bildfeld-

ao linsenrasters vom Bildfenster, mit A₂ den Abstand des , Leuchtfeldlinsenrasters vom Bildfenster, mit D die Breite bzw. Höhe des Bildfensters, mit A₁ den Abstand der Mitten zweier Elementarlinsen des Bildfeldlinsenrasters, gemessen parallel zur Unterkante bzw. Seitenkante des Bildfensters, mit d₂ den Abstand der Mitten zweier Elementarlinsen des Leuchtfeldlinsenrasters, gemessen parallel zur Unterkante bzw. Seitenkante des Bildfensters, mit f_x die Brennweite der Elementarlinsen des Bildfeldlinsenrasters und mit f₂ die Brennweite der Elementar linsen des Leuchtfeldlinsenrasters, so gelten die Formeln

je· _ a Ai A₂

f₂ = A₂

A₂ A₁ A₂

A₁ A₁- A₂

'~ ^

²⁼ T₁

Dies führt beispielsweise zu folgenden praktischen Abmessungen:

A₁ = 300 mm
A₂ = 240 mm
D = 30-mm

f_x = 75 mm f_% = 48 mm

d₁ = 7,5 mm d₂ = 6,0 mm

Bei den bisherigen Ausführungen wurde vorausgesetzt, daß die optische Abbildung innerhalb der Beleuchtungseinrichtung fehlerfrei erfolgt, erfahrungsgemäß treten aber im praktischen Falle vor allem sphärische Aberrationsfehler auf. Diese bewirken insbesondere in den Randgebieten eine Verlagerung der durch den Bildleldlinsenraster im Leuchtfeldlinsenraster erzeugten Leuchtfeldbilder, so daß die Mittelpunkte der einzelnen Leuchtfeldbilder, also die Leuchtdichteschwerpunkte, nicht mit den geometrischen - Mittelpunkten der Elementarlinsen des Leuchtfeldlinsenrasters übereinstimmen. Durch diese exzentrische Lage der Leuchtfeldbilder tritt eine lichtverlustbringende Vignettierung durch die Begrenzung der Elementarlinsen des Leuchtfeldlinsenrasters ein. Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß die geometrischen Mittelpunkte der Elementarlinsen des Leuchtfeldlinsenrasters mit den Leuchtdichteschwerpunkten der Lichtquellenbilder in Übereinstimmung gebracht werden. Die optischen Mittelpunkte können dabei vorteilhaft auch weiterhin mit dem der Rasterplatte 5 ähnlichen Punktnetz zusammenfallen.

Es ist auch möglich, durch passende Ausgestaltung des Kondensors 2, 3 die sphärischen Aberrationsfehler in bekannter Weise zu korrigieren. Über die Wirkung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung auf die Bildfensterhelligkeit geben folgende Überlegungen Aufschluß:

Ein Vergleich der Abb. 1 und 2 zeigt, daß durch die erfindungsgemäße Einfügung der beiden Linsenraster 5 und 6 die äußere Begrenzung des Beleuchtungskegels gegenüber einer normalen Bildfensterbeleuchtung (gemäß Abb. 1) sich praktisch nicht verändert. Der Lichtkegel ist lediglich in eine Vielzahl von Elementarlichtkegeln unterteilt, die je nach der Ausleuchtung der Elementarlinsen des Leuchtfeldlinsenrasters mehr oder weniger voneinander getrennt sind. Die Beleuchtung des Bildfensters ist nicht nur von der Leuchtdichte der primären Leuchtfläche 1, sondern auch noch von der Leuchtdichte des Leuchtfeldlinsenrasters, d. h. von der Flächenausfüllung dieses Rasters durch die Leuchtfeldbilder abhängig. Die Leuchtdichte des Leuchtfeldlinsenrasters erreicht ein Maximum bei vollkommener Ausleuchtung der Elementarlinsen durch die Leuchtflächenbilder. Sie wird in diesem Falle gleich der Leuchtdichte der Lichtquelle selbst. Die Leuchtdichte des Leuchtfeldlinsenrasters ist — ein und dieselbe »Hüllapertur« des Strahlenkegels vorausgesetzt— jeweils im Verhältnis der Fläche des Leuchtfeldbildes zu der Fläche der Elementarlinse des Leuchtfeldlinsenrasters kleiner als die Leuchtdichte des Leuchtfeldes i.

Man kann also in ein und derselben Beleuchtungseinrichtung, deren »Hüllapertur«· damit festgelegt ist, Lichtquellen verschiedener Leuchtfeldgröße und Leuchtfelddichte verwenden. Falls beispielsweise für eine bestimmte Form des Leuchtfeldlinsenrasters die volle Ausleuchtung der Elementarlinsen mit einer Lichtquelle von der beispielsweisen Leuchtdichte von 180 HK/qmm bei einer Leuchtfeldgröße von 20 qmm erreicht wird, so ist in diesem Falle die mittlere Leuchtdichte der Einrichtung gleich der Leuchtdichte der Lichtquelle selbst, d. h. gleich 180 HK/qmm. Besitzt aber die Lichtquelle nur ein Leuchtfeld von 10 qmm Größe, so bleibt, um es zu wiederholen, die gleichmäßige Ausleuchtung des Bildfensters und die Apertur des Systems unverändert, die mittlere Leuchtdichte verringert sich aber auf die Hälfte, d. h. auf 90 HK/qmm. Entsprechende Zahlen ergeben sich mit anderen Leuchtfeldgrößen.

Sowohl für kleine als auch für große Lichtquellen ist also die »Hüllapertur«, d. h. also der Winkel, unter dem die Strahlen in das Bildfenster einfallen, immer die gleiche; der Lichtstrom ändert sich jedoch mit der Größe des Lichtquellenbildes.

Dies bedeutet aber, daß die Gradationsänderung im Projektionsbild bei der neuen Beleuchtungseinrichtung unabhängig von der Größe des Lichtstromes ist, so daß man also alle Kopien photographisch gleichartig herstellen kann. Dies steht im Gegensatz zu den früheren Einrichtungen, bei denen bei Verwendung einer kleinen Lichtquelle auch die Apertur der Lichtstrahlen nach dem Bildfenster zu geringer gewählt werden muß, d. h. also, daß in den bisherigen Einrichtungen mit

ίο einer keinen Lichtquelle die Gradation desselben Filmes steiler, d. h. härter erscheint als mit einer großen Lichtquelle.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Zwischenabbildung der Lichtquelle im Bildfeldlinsenraster eine Integrierung der Helligkeit über die abgebildete Leuchtfläche erfolgt, so daß man beispielsweise bei Verwendung von Beck-Lampen neben der Helligkeit der Kernstrahlung auch diejenige der Mantelstrahlung ausnutzen kann, wodurch im angenommenen Beispiel eine wünschenswerte Beeinflussung der Farbe der Bildfensterbeleuchtung eintritt.

Die vorliegende Erfindung läßt sich auch in Beleuchtungseinrichtungen verwenden, bei denen kein Kondensor vorhanden ist bzw. bei denen an Stelle oder zusätzlich zum Linsenkondensor Spiegel verwendet werden. Einige diesbezügliche Ausführungsformen sind in Abb. 9 bis 11 dargestellt, und zwar in Abb. 9 in Anwendung bei einer Spiegellampe und in Abb. 10 bei einer Spiegel-Kondensor-Lampe. Bei der Abb. 11 sind die beiden Rasterplatten im Gegensatz zu Abb. 2, 9, 10 nicht im konvergenten Strahlengang zwischen Kondensor und Bildfenster, sondern im praktisch parallelen Strahlengang zwischen Spiegel und Kondensor angeordnet.

Bei der Anwendung der Beleuchtungseinrichtung nach der Erfindung auf Spiegelbogenlampen ergibt sich über die bisherigen Vorteile hinaus, daß die Schatten der Kohlenhalter oder sonstige Teile der Beleuchtungseinrichtung im Beleuchtungsstrahlengang nicht mehr störend wirken. Dies ist gegeben durch die große Anzahl der den Strahlbündelquerschnitt unterteilenden Rasterlinsen. Wenn auch einige der Einzelstrahlenbündel durch Schatten der Beleuchtungseinrichtung ganz oder teilweise abgedeckt werden, so wird durch die große Anzahl der nicht abgedeckten Strahlenbündel das Bildfenster wieder so stark aufgehellt, daß der Einfluß der wenigen abgedeckten Teilstrahlenbündel verschwindet. Bei der Anordnung der Linsenraster braucht auf die Lage der schattengebenden Teile in keiner Weise Rücksicht genommen zu werden.

Die Herstellung der Linsenraster 5 und 6 kann verschiedenartig sein. Im einfachsten Falle erzeugt man die Elementarlinsen auf der einen Seite einer Preßglasscheibe und fügt die beiden Rasterplatten zweckmäßig in einer einzigen Haltevorrichtung zusammen. Man kann auch den Raum zwischen den beiden Linsenrastern mit einem Stoff von höherem Brechungsexponenten als Luft ausfüllen, indem man z. B. die beiden Raster auf den Oberflächen eines dicken Glaskörpers anordnet oder die beiden Linsenrasterplatten als Abschlußplatten einer beispielsweise wasserdurchflossenen Kühlküvette verwendet. Nahe dem Bildfenster kann eine an sich bekannte Feldlinse vorgesehen sein. Mit dieser kann z. B. der dem Bildfenster benachbarte Linsenraster selbst in das Projektionsobjektiv abgebildet werden.

Claims

P A TE N T A N S P R C C H E:

ι. Beleuchtungsvorrichtung für Projektionsbildgeräte, insbesondere Laufbildgeräte, bestehend aus einer Lichtquelle und einer optischen Einrichtung zur reellen Abbildung dieser Lichtquelle in die Nähe des Bildfensters, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Bildfenster zwei je aus einer Vielzahl von Elementarlinsen bestehende Linsenraster derart angeordnet und ausgebildet sind, daß durch je eine Elementarlinse des Leuchtfeldlinsenrasters (6) eine Abbildung je einer Elementarlinse des Bildfeldlinsenrasters (5) im Sinne der Lichtrichtung auf das Bildfenster erfolgt und gleichzeitig durch je eine Elementarlinse des Bildfeldlinsenrasters (5) eine Abbildung je einer Elementarlinse des Leuchtfeldlinsenraster (6) entgegen dem Sinne der Lichtrichtung auf das Leuchtfeld der Lichtquelle erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Elementarlinsen des Bildfeldlinsenrasters (5) eine Form gewählt wird, die der Form des Bildfensters möglichst entspricht, wobei die Elementarlinsen der Linsenraster vorzugsweise je von gleicher Form und Größe sind und praktisch lückenlos aneinanderstoßen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Elementarlinsen des Leuchtfeldlinsenrasters (6) eine Form gewählt wird, die der Form des Leuchtfeldes der Lichtquelle möglichst entspricht, wobei die Elementarlinsen der Linsenraster vorzugsweise je von gleicher Form und Größe sind und praktisch lückenlos aneinanderstoßen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Elementarlinsen, die auf das Bildfenster abgebildet werden, den im Verhältnis des Maßstabes dieser Abbildungen geänderten Abmessungen des Bildfensters entsprechen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittelpunkte der Elementarlinsen in beiden Linsenrastern gleiche oder ähnliche Punktnetze bilden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrischen Mittelpunkte der Linsenelemente in beiden Linsenrastern gleiche oder ähnliche oder annähernd gleiche oder annähernd ähnliche Punktnetze bilden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittelpunkte und die geometrischen Mittelpunkte der Linsenelemente in jedem der beiden Linsenraster, insbesondere im Leuchtfeldlinsenraster, nicht immer zusammenfallen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarlinsen beider Linsenraster rechteckig begrenzt und in sich

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kreuzenden Reihen und Zeilen angeordnet sind..
9. Vorrichtung nach Anspruch ι bis 8, 'dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarlinsen beider Linsenraster rechteckig begrenzt sind und in jedem Linsenraster entweder in aufeinanderfolgenden Reihen oder Zeilen um die halbe Höhe oder Breite der Elemente versetzt angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch ι bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarlinsen des Bildfeldlinsenrasters rechteckig begrenzt und in aneinanderfolgenden Zeilen oder Reihen um die halbe Breite oder Höhe der Elemente versetzt angeordnet sind, während die Linsenelemente des Leuchtfeldlinsenrasters sechseckig begrenzt und zu einem Wabenmuster zusammengeschlossen sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Linsenraster die Begrenzungsflächen einer einzelnen dicken Glasplatte bilden.
12. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Linsenraster die Abschlußplatten einer Kühlküvette bilden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 282 606, 370168,

561573;

schweizerische Patentschrift Nr. 109 202;

französische Patentschrift Nr. 817 932;

USA.-Patentschriften Nr. 1 333 304, 1 751 584, 932, 2 018 592.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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