CH229645A - Beleuchtungseinrichtung für Projektionsgeräte, Kinoapparate und Scheinwerfer. - Google Patents

Description

      1lelenchtungeinriclitung    für     Projektionsgeräte,        Kinoapparate    und     Seheiniverfer.            I)ic        Erfindung        i,i@zieht    sich auf eine     Be-          leurlitungseinrichtung    für Projektionsgeräte,       lüiioapparate    und     ScheinNverfer    und soll da  zu     dienen,

      eine     vollstündig        zleichmässige        Aus-          leuchtung    der zu beleuchtenden Fläche zu       Wwirken.    Bei den bisher     bekannten        Beleuch-          tungr@einrichtungen    für die Kinoprojektion       i-t        die    optische     Anordnumr    im     allbemeinen          "tli*ailt.    dass     di@         Leuelitfl < iclie.    also im Falle       einer        

  Bogenlampe    der     positive        Bottenlampen-          lcrater,    durch einen Spiegel oder     Kondensor     in die Ebene der zu     beleuchtenden    Fläche        < iligebilclet        -,vird.    Dabei     ergeben    sich eine  ganze Reihe von Nachteilen. vor allem in der  Hinsicht.     :class    die im     Bogenlainpenkrater     nicht     vollstiindig        :;

  lcichnüissige    Lichtvertei  lung sich auf die     Ausleuelitung    dieser Fläche       auswirkt.        Weiterhin    ist. es     notwendig,    mit  Lichtquellen zu arbeiten. deren Form eine  einwandfreie     Ausleuchtunu    der zu beleuch  tenden Fläche ermöglicht. Die erfindungsge  mässe     Einrichtung    soll, wie aus dem Gesagten  hervorgeht, dazu dienen, eine begrenzte  Fläche möglichst gleichmässig zu beleuchten.    Ihr     Hauptanwendungsgebiet    ist die Projek  tion.     und    zwar in der Hauptsache die Kino  projektion.  



  Für die     Kinopro,iektion    ist eine Beleuch  tungsanordnung bekannt geworden, bei der  die genannte Aufgabe     dureli    zwei in den  normalen     Projektionsstrahlengang    eingefügte       Linsenrasterplatten        gelöst-wird.    Dabei sind  die beiden Linsenraster so ausgebildet und       P.ngeordiiet.        dass    durch je eine Elementarlinse  des der Lichtquelle= benachbarten Rasters die  Lichtquelle in je eine Elementarlinse des  dem Bildfenster benachbarten Rasters und je  durch eine Elementarlinse des zweiten Ra  sters je eine Elementarlinse des ersten Ra  sters auf dem Bildfenster abgebildet wird.  



  Die     erfindungsgemässe    Beleuchtungsein  richtung weist eine Lichtquelle und eine op  tische Einrichtung zur reellen Abbildung  dieser Lichtquelle auf. Sie zeichnet sich da  durch aus, dass mindestens angenähert in der  Ebene des     Liclitquellenbildes    ein erstes aus  einer Vielzahl von Elementarlinsen gebilde  ter     Linsenraster    vorgesehen ist und     dass.ein         zweiter Linsenraster in     Richt.unb        der    auszu  leuchtenden Fläche so     angeordnet    ist,

   dass je  eine Linse des ersten Linsenrasters ein Bild  der benannten optischen     Einrichtung    in je  einer Linse des zweiten Linsenrasters erzeugt  und     class    die Linsen dieses zweiten Linsen  rasters die entsprechenden Linsen des ersten  Rasters auf der auszuleuchtenden Fläche sich       gegenseitig    überdeckend abbilden.  



       'Vährend    man bei der erwähnten, bekann  ten Einrichtung von einem in einen normalen       hinobeleuchtunbsstrahlenganb        eingefügten          Rasterhondensatorsystem        ausgeht,        wird    dem  nach bei der Einrichtung nach der vorliegen  den     Erfindung    der     Beleuchtungsstralilenang     bis zur reellen     Abbildun;    der Lichtquelle.  zum Beispiel durch     einen@Beleuclitungsspie-          bel    oder Kondensator beibehalten.  



  Durch die     Beleuchtun        ;seinriclitung    nach  der Erfindung wird das Bild der Lichtquelle  in eine den Rasterelementen entsprechende  Vielzahl von Einzelpartien aufgeteilt. Diese  Elementarfelder besitzen nun in sieh schon  eine     weit-eliend        gleichmässige        Liclitvcrtei-          lunb,    auch     -wenn    die     Lichtverteilung    in) ran  zen     Lichtquellenbild        ungleichmässig    ist.

    Durch die     Abbildung    und     Vereinigung,    aller  dieser im     Leuchtfl < ichenbild    befindlichen  Elementarfelder auf der auszuleuchtenden  Fläche ergibt sieh eine     Summierung    schon  anfangs als     weitgehend        bleichmässig    zu be  trachtender Einzelfelder     ?n    einem nunmehr  vollkommen     bleichmässig        ausgeleuchteten    Ge  samtfeld.  



  Der besondere Vorteil einer derartigen       Aufrasterung    des     Leurlitflächenbildes    und  die     -weitere        Überlaberunb    im auszuleuchten  den Bildfeld ist,      < lass    lediglich auf die. Er  zeugung eines möglichst hohen Gesamtlicht  stromes Wert     gelegt    zu     tverden    braucht.

   So  ist es durchaus denkbar. hierbei mit Licht  quellen zu arbeiten. die zum Beispiel im  Falle eines mit     Bech-Effekt    brennenden       Bogenlampenkraters    eine ausserordentlich ge  steigerte     Mittenhelligkeit        aufweisen    und  einen starken Randabfall besitzen. Der     Mreg-          fall    der     Forderung    einer schon     ursprüng-          lich    möglichst     gleichmässigen    Lichtverteilung    in der Leuchtfläche ergibt demnach neue       Möglichkeiten,    um die     Gesamtlichtausbeute     entsprechend zu erhöhen.

   Des weiteren erge  ben sich auch grössere Freiheiten in bezug  auf die für die     Projektion    zu     verwendenden          Leuchtflächenformen.    Durch das angewen  dete Prinzip der     Vielfachzwischenabbildung    ;

    ist es möglich, die     Ausleuchtung    eines recht  eckigen Bildfensters mit beispielsweise einer  rhombischen Leuchtfläche zu     bewirken,    wie  sie durch eine     bestimmte    Art von     Q,uecksil-          berhochdrucklampen        begeben    ist.     @Taturbe-          mäss    ist es dann     zweckmässig,    die äussere     Aus-          gestaltuna    der     Linsenrasterplatten    der Form  des     Leuehtflächenbildes    anzupassen.  



       hi    der     Zeichnung    sind     beispielsweise     zwei     Ausfiihrunbsformen    der     erfindungsge-          mässen        Beleuchtungseinrichtung    und zwei  Linsenraster dargestellt.  



  . lach     Fig.    1 wird die L     euclitfläche    1 der  Lichtquelle über den Spiegel ? in der Ebene  der     Linsenrasterplatte    4     alwehildet.    Die     Ab-          hildun,-sverhältnisse    sind dabei so     gewählt,     dass eine für die     Aufteilung    durch das L     in-          .senrastersystem    4, 5 hinreichende Grösse des       Leuehtflächenbildes        bebelien    ist.

   Durch den  Linsenraster 4 wird nun eine     Vielfachzwi-          schenabbildung    des     Spiegels    ? in der Ebene  des weiteren Linsenrasters 5     bewirkt.    Dieses  wiederum erzeugt von den     Einzelelementen     des Linsenrasters 4     Abbildungen    in der  Grösse des auszuleuchtenden Bildfeldes in der  Ebene des Bildfensters 6.  



       Uni    den zur Beleuchtung zur     Verfügung          stehenden    Gesamtlichtstrom     wollständig    zu       crfas:en,    muss die     Aufteilung    des Linsen  rasters 4 so     gewählt        werden.    dass die Linsen  rasterelemente in ihrer Form dem auszu  leuchtenden Bildfenster praktisch ähnlich,  also im allgemeinen rechteckig sind.     -wobei     die Grüsse der Linsen der auszuleuchtenden  Fläche im Verhältnis des     Abbildungsmasssta-          bes        wenigstens    nahezu entspricht.

       Ebenfalls     muss im Sinne einer optimalen     Lichtauswer-          tung    die Form der     Rasterlemente    des Linsen  rasters 5 der Form des     *        Spiegels    angepasst,  also im allgemeinen rund sein. Ausserdem ist  es noch erforderlich, dass die durch den Lin-           senraster    5 erzeugten     Abbildungen    des Lin  senrasters 4 sich im auszuleuchtenden Bild  feld 6     überdecken.    Zu diesem Zweck wird  man zusätzlich zu den Linsenrastern 4 und  5 noch ein optisches System 8 und 7 ein  fügen.

   Beispielsweise kann dieses optische  System so dimensioniert sein,     da.B    es von sich  aus eine Abbildung des Spiegels 2 in der       Bildfensterebene    6 bewirkt und einen     tele-          zentrischen        Zwischenstrahlengang    aufweist.  



  Die notwendige Forderung einer Vereini  gung der durch je zwei einander zugeordne  ten Linsenelemente gehenden     Teilstrahlen-          gä        nge    im     Bildfernster    hat zur Voraussetzung,  dass die Mittelpunkte der Linsenelemente bei  der Linsenraster 4 und 5 gleiche oder minde  stens annähernd ähnliche Punktnetze bilden.

    Die weiterhin bestehende Aufgabe einer opti  malen Lichtausnutzung bedingt eine lücken  lose Zusammenstellung der einzelnen Linsen  rasterelemente.     Iin    Falle eines runden Spie  gels für die Abbildung der     Leuchtfläche.     würde der Linsenraster 5     deinzufolg-e    als     gün-          sti;ste    Anordnung ein     Seeliseel:@vabenraster     sein müssen, wie es in     Fig.    ? dargestellt ist.  Durch diese     Secliseckanordnung    ist ein Mit  telpunktsystem für die Elementarlinsen fest  gelegt. Da die     Mittelpunktsysteme    beider  Linsenraster gleich oder ähnlich sein müssen.

    so ergibt sich für die dem Bildfenster ent  sprechenden rechteckigen Elementarlinsen des  Linsenrasters 4 eine versetzte Anordnung,  wie aus     Fig.    3 ersichtlich ist. In     aufeinan-          derfolgenden    Zeilen sind die Elementarlinsen  um eine halbe     Rechteckseite    versetzt. Selbst  verständlich gilt dieser beschriebene Aufbau  der Linsenraster nur beispielsweise, und für  den Fall einer andern Form des Spiegels       bezw.    des auszuleuchtenden Bildfeldes sind  entsprechend andere     Rasteränordnungen     denkbar.  



  Für eine günstige Ausnutzung des zur  Verfügung stehenden Gesamtlichtstromes ist  es weiterhin zweckmässig,     eine    Feldlinse 8 in  der     'Mähe    des Bildfensters 6 vorzusehen, die  eine Zusammenfassung des Beleuchtungs  bündels im für die Projektion noch erforder-    liehen Abbildungsobjektiv bewirkt. Für den  Fall einer runden Ausgestaltung der Linsen  rasterplatten, wie diese zu einem normaler  weise runden     Bogenlampenkrater    gehören  müssten, kann diese Feldlinse sphärisch sein.

    Wenn jedoch Leuchtflächen einer andern  Form vorliegen und dementsprechend die       Linsenrasterplatten    in ihrer äussern Form die  sen angepasst sind, können Feldlinsen mit  i<B>-</B>     zz    Wirkung zweckmässig sein,       istiamatischer        13     um eine günstige Vereinigung des     Beleuch-          tungsstrahlenganges    im Abbildungsobjektiv  zu erzielen.  



  Die Linsenraster 4 und 5     werden    prak  tisch als     Pressglasscheiben    hergestellt. Es ist  ausserdem denkbar, jede     Linsenrasterseheibe     mit dem dazugehörigen optischen System 3  und 7 zu je einem einheitlichen     Kondensor-          teil    derart zu vereinigen,     dass    auf der einen  Seite die Elementarlinsen, auf der andern  Seite die einheitliche Linsenfläche liegen.  



  Es ist noch eine     ,weitergehende    Kombina  tion denkbar, wobei das gesamte aus zwei  Einzelteilen bestehende     Zwischenabbildungs-          wstem    zu einem einzigen Körper vereinigt  ist. In diesem Falle müssen die Elementar  linsen auf den gekrümmten Seitenflächen die  ses Körpers liegen. Abgesehen von dem Auf  bau einer derartigen Anordnung aus einem  massiven optischen Körper ist auch noch eine  Anordnung in Form einer     Küvette    möglich,  wobei die gekrümmten, mit dem Elementar  linsenraster     versehenen    Flächen die     Küvet-          tenicände    bilden.  



  Wenn bei einer solchen Einrichtung Ob  jektive von grösserer Öffnung vollkommen  ausgeleuchtet werden sollen, so muss das  reelle     Liclitquellenbild    verhältnismässig gross  sein. Dies hat den     i@Tachteil    zur-Folge,     dä,B    der  Abstand des Spiegels von den beiden Raster  platten, also auch von dem Bildfenster sehr  gross wird.  



  Um diesen 'Nachteil zu beheben, wird vor  geschlagen, zwischen den beiden Rasterplat  ten 4, 5 und dem Spiegel     2,    eine Zerstreuungs  linse 9 anzubringen. Diese Einrichtung ist in       Fig.    4 dargestellt. Die Erfindung gilt auch      für Beleuchtungseinrichtungen, bei denen  statt eines Hohlspiegels (2) ein     Kondensator     angebracht ist, durch den auch ein reelles       Lichtquellenbild    in oder in der Nähe der  Ebene der ersten     Linsenrasterplatte    erzeugt  wird.  



  Es wird darauf hingewiesen, (lass die Fi  guren lediglich eine schematische Darstellung  zeigen, d. h., dass die     Krümmunbsradien    der  optischen Glieder und der     Reflexionswinkel     der Strahlen nicht     überall    korrekt dargestellt  sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Beleuchtungseinrichtung für Projektions geräte, Kinoapparate und Scheinwerfer, mit einer Lichtquelle (1) und einer optischen Ein richtung (?) zur reellen Abbildung dieser Lichtquelle.

   dadurch gekennzeichnet, (lass mindestens angenähert in der Ebene des Lichtquellenbildes ein erstes aus einer Viel zahl von Elementarlinsen gebildetes Linsen raster (4) vorgesehen ist und dass ein zweites Linsenraster (5) in Richtung der auszu leuchtenden Fläche (6) so angeordnet ist, dass je eine Linse des ersten Linsenrasters (4) ein Bild der genannten optischen Einrichtung (?) in je einer Linse des zweiten Linsenrasters (5) erzeugt, und (1ass die Linsen dieses zwei ten Linsenrasters (:5) die entsprechenden Lin sen des ersten Rasters (4) auf der auszu leuchtenden Fläche (6) sich gegenseitig über deckend abbilden.

   I'\TERA\SI'RüCIIE: 1. Beleuchtungseinrichtung nach Patent- anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Umrissform der Elementarlinsen des der Lichtquelle benachbarten Rasters (4) der Umrissform der auszuleuchtenden Fläche (6) praktisch ähnlich ist.

   wobei die Abmessun gen der Elementarlinsen dieses Rasters (4) den ini Verhältnis des Massstabes der vor- handenen Abbildung geänderten Abmessun- gen der auszuleuchtenden Fläche (6) wenig stens nahezu entsprechen. ?. Beleuchtungseinrichtung nach Patent anspruch und Unteranspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Umrissform der Ele mentarlinsen des zweiten Rasters (5) der Umrissforin der optischen Einrichtung (?) zur reellen Abbildung der Lichtquelle (1) ; praktisch entspricht. 3.

   Beleuchtungseinrichtung nach Patent anspruch und den Unteransprüchen 1 und ?, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel punkte der Elementarlinsen des ersten Lin senrasters (4) und die Mittelpunkte der Ele mentarlinsen des zweiten Linsenrasters (5) annähernd ähnliche Punktnetze bilden.

   4. Beleuelitungseinriehtung nach Patent- ansprucli und den Unteransprüchen. 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, rlass der erste Lin senraster (4) aus rechteckig begrenzten und in aufeinanderfolcenden Zeilen um eine halbe Rechteckseite versetzte Elementarlin sen und der z .eite Linsenraster (5) aus sechseckig ausgestalteten und wabeiifürnii- angeordneten Elementarlinsen besteht.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 his 4, dadurch ge kennzeichnet, dass zusätzlich zu den Linsen rastern (4 und 5) optische Glieder (3 und 7) vorhanden sind. die eine exakte Vereinigung der Elementarstrahlengiin;e auf der auszu leuchtenden Fläche (6) bewirken. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass je ein Linsenraster (4, 5) und<B>je</B> ein optisches Glied (3, 7) zu je einem einheitlichen optischen Ganzen vereinigt sind.

   7. Vorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis :), dadurch ge- kennzeichnet, dass die beiden Linsenraster (4 und 5) mit den optischen Gliedern (3 und 7)' insgesamt ein einheitliches Ganzes bilden.

   B. Vorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, (lass die beiden Linsenraster (4 <B>und</B> :)) <B>unter</B> Vereinigung mit den optischen Clicdern (3. 7) die Abschlnssplatten einer Kühlküvette bilden. 9. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in der Nähe der auszuleuchtenden Fläche (6) ein optisches Glied (8) angeordnet ist, um eine günstige Stralileiivereinibung in einer Projektions optik zu bewirken. 10.

   Beleuchtungseinrichtung nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwi schen den Linsenrasterplatten (4, 5) und der die reelle Abbildung der Lichtquelle (0 er zeugenden optischen Einrichtung @?@ cine Zerstreuungslinse (9) vorgesehen ist.