CS223342B1

CS223342B1 - Changeable field lighting system

Info

Publication number: CS223342B1
Application number: CS260982A
Authority: CS
Inventors: Josef Slowiak
Original assignee: Josef Slowiak
Priority date: 1982-04-13
Filing date: 1982-04-13
Publication date: 1983-09-15

Abstract

Osvětlovací systém je určen pro kópírůvací a průjěkční zařízeni s použitím ždřůjé s rotačně symetrickou křivkou svítivosti. Účelem vynálezu je soustředit velkou část šVětělně ěňěrgié VýžářůVané zdrojem na óšvětloválióu plochu s velmi dobrým rozložením osvětlení. Pro speciální účely lzé bez energetických ztrát měnit jednoduše rozměr zářícího pole. Uvedeného účelu se dosáhne osvětlovacím systémem, sestávajícím ze dvou koncentrických zrcadel a axiálně posuvného kuželového odrážeče. Poloměr křivosti konkávního sférického zrcadla je dvojnásobný než poloměr křivosti konvexního sférického zrcadla. Celý systém je rotačně symetrický podle osy světelného zdroje. Vynález lze využít ve většině projekčních a kopírovacích zařízení, např. při kinematografické projekci, při projekci statických diapozitivů, u fotolitografických kopírovacích a projekčních zařízení.The lighting system is intended for copying and projection devices using a source with a rotationally symmetrical luminance curve. The purpose of the invention is to concentrate a large part of the light energy emitted by the source onto an illuminated surface with a very good illumination distribution. For special purposes, the size of the radiant field can be easily changed without energy losses. The stated purpose is achieved by a lighting system consisting of two concentric mirrors and an axially movable conical reflector. The radius of curvature of the concave spherical mirror is twice the radius of curvature of the convex spherical mirror. The entire system is rotationally symmetrical along the axis of the light source. The invention can be used in most projection and copying devices, e.g. in cinematographic projection, in the projection of static slides, in photolithographic copying and projection devices.

Description

Osvětlovací systém je určen pro kópírůvací a průjěkční zařízeni s použitím ždřůjé s rotačně symetrickou křivkou svítivosti. Účelem vynálezu je soustředit velkou část šVětělně ěňěrgié VýžářůVané zdrojem na óšvětloválióu plochu s velmi dobrým rozložením osvětlení. Pro speciální účely lzé bez energetických ztrát měnit jednoduše rozměr zářícího pole.The illumination system is designed for copying and projection equipment using worms with rotationally symmetrical luminous intensity curve. The purpose of the invention is to concentrate a large part of the light source emitted by the source on an illuminating area with a very good light distribution. For special purposes, it is possible to simply change the size of the glowing field without energy loss.

Uvedeného účelu se dosáhne osvětlovacím systémem, sestávajícím ze dvou koncentrických zrcadel a axiálně posuvného kuželového odrážeče. Poloměr křivosti konkávního sférického zrcadla je dvojnásobný než poloměr křivosti konvexního sférického zrcadla. Celý systém je rotačně symetrický podle osy světelného zdroje.This is accomplished by an illumination system consisting of two concentric mirrors and an axially movable cone reflector. The radius of curvature of the concave spherical mirror is twice that of the convex spherical mirror. The entire system is rotationally symmetrical about the axis of the light source.

Vynález lze využít ve většině projekčních a kopírovacích zařízení, např. při kinematografické projekci, při projekci statických diapozitivů, u fotolitografických kopírovacích a projekčních zařízení.The invention can be used in most projection and copying equipment, e.g. in cinematographic projection, in static slide projection, in photolithographic copying and projection equipment.

Vynález se týká osvětlovacího systému pro kopírovací a projekční zařízení, ve kterých je použit zdroj světla s rotačně symetrickou křivkou svítivosti.The invention relates to an illumination system for copying and projection devices in which a light source having a rotationally symmetrical luminous intensity curve is used.

Pro kopírovací a projekční zařízení byly v poslední době vyvinuty nové světelné zdroje s vysokou světelnou účinností, s vhodnými spektrálními vlastnostmi a malými rozměry svíticího pole. Konkrétně se jedná o vysokotlaké projekční výbojky rtuťové, xenonové nebo halogenidové se zářícím polem tvaru válce. Všechny tyto zdroje mají rotačně symetrickou křivku svítivosti.Recently, new light sources with high luminous efficacy, with suitable spectral properties and small luminous field dimensions have been developed for copying and projection equipment. Specifically, they are mercury, xenon or halide high pressure projection lamps with a glowing cylinder-shaped field. All these sources have a rotationally symmetrical luminous intensity curve.

Osvětlovací systémy běžně užívané v řadě zařízení často nerespektují specifické vlastnosti výše uvedených zdrojů. Často se používají klasické čočkové kondenzory nebo eliptická či parabolická zrcadla. Výsledkem je velmi nízká světelná účinnost v prvním případě nebo špatná rovnoměrnost osvětlení v případě druhém. U čočkových systémů je často na závadu přímkový tvar svíticího pole, který omezuje rozlišovací schopnost kopírovacího nebo projekčního zařízení ve směru kolmém na směr svíticího pole.Lighting systems commonly used in many devices often do not respect the specific characteristics of the above mentioned sources. Conventional lens condensers or elliptical or parabolic mirrors are often used. The result is very low luminous efficiency in the first case or poor uniformity of illumination in the second case. In lens systems, the linear shape of the illuminating field, which limits the resolution of the copying or projection device in a direction perpendicular to the illuminating field, is often a defect.

Výše uvedené nedostatky z velké části odstraňuje osvětlovací systém s měnitelným polem podle vynálezu.The above-mentioned drawbacks are largely overcome by the variable-field lighting system according to the invention.

Jeho podstatou je, že je tvořen dvěma koncentrickými zrcadly a kuželovým odrážečem, kde poloměr křivosti konkávního zrcadla je dvojnásobný než poloměr křivosti konvexního zrcadla. Kuželový odrážeč je axiálně posuvný. Celý systém je rotačně symetrický podle osy světelného zdroje.Its essence is that it consists of two concentric mirrors and a conical reflector, where the radius of curvature of the concave mirror is twice that of the convex mirror. The tapered reflector is axially movable. The entire system is rotationally symmetrical about the axis of the light source.

Tímto osvětlovacím systémem je možné soustředit velkou část světelné energie vyzařované zdrojem na osvětlovanou plochu s velmi dobrým rozložením osvětlení. Zároveň je možné pro některé speciální účely měnit jednoduše rozměr zářicího pole bez jakýchkoli energetických ztrát.With this lighting system it is possible to concentrate a large part of the light energy emitted by the source on the illuminated area with a very good light distribution. At the same time, it is possible for some special purposes to simply change the size of the radiation field without any energy loss.

Příklad uspořádání osvětlovacího systému s měnitelným polem podle vynálezu je schematicky znázorněn na výkresu.An example of an arrangement of a variable-field lighting system according to the invention is schematically shown in the drawing.

Osvětlovací systém je tvořen světelným zdrojem 1, v jehož podélné ose je umístěn axiálně posuvný kuželový odrážeč 4. Rotačně symetricky podle osy světelného zdroje 1 je umístěno konkávní sférické zrcadlo 2 a konvexní sférické zrcadlo 3. Poloměr křivosti konkávního sférického zrcadla 2 je dvojnásobný než poloměr křivosti konvexního sférického zrcadla 3.The illumination system is comprised of a light source 1 having a longitudinally displaceable cone reflector 4 in its longitudinal axis. A concave spherical mirror 2 and a convex spherical mirror 3 are rotationally symmetrical about the axis of the light source 1. convex spherical mirror 3.

Světlo ze zdroje 1 je soustřeďováno konkávním sférickým zrcadlem 2 na konvexní sférické zrcadlo 3 a dalším odrazem na konkávním sférickém zrcadle 2 na kuželový odrážeč 4, v jehož blízkosti se vytvoří sekundární světelný zdroj ve tvaru svíticího prstence. Pak svazek dopadá na pracovní plochu 5 (při užití v kopírovacích strojích] nebo je dále soustředěn kondenzorem 6 do objektivu 8, přičemž prochází promítanou předlohou 7 (při užití v projekčních zařízeních). Část použitá v projekčních zařízeních je kreslena čárkovaně.The light from the source 1 is concentrated by the concave spherical mirror 2 on the convex spherical mirror 3 and by further reflection on the concave spherical mirror 2 on the conical reflector 4, in the vicinity of which a secondary light source in the form of a luminous ring is formed. Then, the beam strikes the work surface 5 (when used in copiers) or is further concentrated by condenser 6 into the lens 8, passing through the projected pattern 7 (when used in projection equipment).

Z výkresu je patrné využití značné části světla zdroje 1, přičemž hlavní paprsek leží v místě nejvyšší svítivosti u většiny uvedených zdrojů. Protože svítivost je v daném vyzařovacím úhlu téměř konstantní, je i osvětlení pracovního pole 5 nebo předlohy 7 velmi rovnoměrné. Další výhodou je možnost změny průměru svíticího prstence, a tedy rozměru sekundárního zdroje, pouhým axiálním posuvem kuželového odrážeče 4. Na spodní a horní polovině systému jsou nakresleny dvě krajní polohy — v horní části minimální a v dolní části pak maximální rozměr sekundárního zdroje. Této vlastnosti systému je možno využít k dokonalému vyplnění vstupní pupily objektivu světelným paprskem, resp. svazkem, nebo ke zihěně úhlového rozměru zdroje v kopírovacích zařízeních, což je požadováno např. při kopírování v separační vzdálenosti, kdy maska a citlivá vrstva jsou odděleny malou vzduchovou mezerou.It is apparent from the drawing that a significant portion of the light of the source 1 is utilized, with the main beam lying at the highest luminance point of most of the sources. Since the luminance is almost constant at a given beam angle, the illumination of the working field 5 or the pattern 7 is also very uniform. Another advantage is the possibility of changing the diameter of the illuminating ring and thus the dimension of the secondary source by simply axial displacement of the conical reflector 4. On the lower and upper half of the system, two extreme positions are drawn - the upper part minimum and lower part maximum dimension of the secondary source. This feature of the system can be used to perfectly fill the input pupil of the lens with a light beam, respectively. beam, or to reduce the angular dimension of the source in the copying equipment, which is required, for example, when copying at a separation distance where the mask and the sensitive layer are separated by a small air gap.

Claims

Subject

A variable-field illumination system, characterized in that it consists of two concentric mirrors (2, 3) and a conical reflector (4), wherein the concave spherical mirror (2j) has twice the radius of curvature than

The convex spherical mirror (3) and the conical reflector (4) are axially displaceable, the whole system being rotationally symmetrical about the axis of the light source (1).

1 drawing sheet