CH213943A - Device for illuminating a surface. - Google Patents

Device for illuminating a surface.

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CH213943A
CH213943A CH213943DA CH213943A CH 213943 A CH213943 A CH 213943A CH 213943D A CH213943D A CH 213943DA CH 213943 A CH213943 A CH 213943A
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CH
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light
light sources
cones
illuminated
film window
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Gloeilampenfabrieken N Philips
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Philips Nv
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Description

  

  Vorrichtung zur Beleuchtung einer Fläche.    Gegenstand der Erfindung ist eine     Vor-          richtung    zur     Beleuchtung    einer rechteckigen  Fläche, deren Abmessungen höchstens Unter  schiede von der Grössenordnung von 1 :

   10  aufweisen, welche Vorrichtung wenigstens  zwei untereinander parallel angeordnete  lineare Lichtquellen aufweist, von     denen    jede  mit zwei voneinander getrennten optischen       zylindrisehen    Mitteln, deren Achsen sich  senkrecht kreuzen, derart zusammenarbeitet,  dass jede Lichtquelle auf der zu beleuchten  den Fläche derart vergrössert abgebildet wird,  dass sie die Fläche     wenigstens    zur Haupt  sache mit Licht bedeckt, während die Licht  quellen mit ihren optischen Mitteln derart in  bezug aufeinander angeordnet sind, dass die  Beleuchtungskegel der Punkte der Fläche aus  einer Anzahl Lichtkegel aufgebaut sind,

       wel-          ehe    je von     einer    der Lichtquellen     herrühren.     



  Es wurde schon vorgeschlagen, eine  Fläche mit Hilfe einer Anzahl voneinander  getrennter,     punktförmiger    Lichtquellen zu  beleuchten, bei denen die Beleuchtungskegel    der Punkte der beleuchteten Fläche aus einer  Anzahl Lichtkegel mit rundem     Querschnitt     aufgebaut sind.     Zweckmässigerweise    werden  hierbei aber für die Beleuchtung einer Fläche  eine Anzahl in mehreren Reihen aufgestell  ter Lichtquellen verwendet. Für die Beleuch  tung eines Quadrates werden also zum Bei  spiel     vier,        neun,        sechzehn    usw.

   Lichtquellen,  stets in einem Quadrat von zwei bei zwei,  drei bei drei, vier bei vier Lichtquellen ange  ordnet, also im allgemeinen     n2    Lichtquellen,  welche je mit einem eigenen optischen Sy  stem, zum Beispiel einem Spiegel, zusammen  arbeiten. Die Lichtbündel der     n'        Liehtquellen          bauen        zusammen    für die Punkte der zu be  leuchtenden     Fläche    die     Beleuchtungskegel    auf.  Jeder     Beleuchtungskegel        besteht    also aus     n2     partiellen Beleuchtungskegeln.

   Bei diesen be  kannten Systemen werden die Lichtquellen  nach allen     Richtungen    durch das zugehörige  optische System in demselben Massstab ver  grössert.  



  Bei der Vorrichtung gemäss der Erfin-      Jung werden zweckmässig für die Beleuch  tung eines Quadrates oder eines     Rechteckes     nur zwei, drei, vier usw. zueinander parallel  angeordnete, das heisst im allgemeinen nur n  in einer Reihe liegende Lichtquellen verwen  det, welche durch die mit den Lichtquellen       zusammenarbeitenden,    im vorstehenden ange  gebenen optischen Mitteln die zu beleuch  tende Fläche beleuchten, so dass die Beleuch  tungskegel der Punkte der Fläche aus n par  tiellen flachen Kegeln aufgebaut sind;

   dabei  muss die Gestalt der zu beleuchtenden     Fläche     nicht ohne     weiteres    mit der     Gestalt    der Licht  quellen gleichförmig sein, da die Vergrösse  rungen der zylindrischen Elemente zweck  mässig eine Anpassung     bewirken.    Bei diesem       System    tritt somit meist nicht eine in allen  Richtungen gleich starke Vergrösserung der  einzelnen Lichtquellen auf.  



  Die Trennung der zwei mit den Licht  quellen zusammenarbeitenden optischen zy  lindrischen Mittel beschränkt (bei zweck  mässiger Ausführung in hohem     Masse)    den  Astigmatismus, der sonst bei der Verwen  dung von zylindrischen Elementen auftritt.  Diese Mittel können verschiedener Art sein;  so ist es möglich, jede der Lichtquellen mit  zwei Zylinderlinsen, mit zwei Zylinderspie  geln oder mit einer Zylinderlinse und einem  Zylinderspiegel     zusammenarbeiten    zu lassen.

    Jedes zylindrische     optische    Mittel kann auf  die in der Optik übliche Weise aus mehreren  Teilen zusammengesetzt sein, welche in     un-          mittelbarer    Nähe     voneinander    angeordnet  sind     und    zum Beispiel aneinander festge  kittet sein können. Durch die Wirkung der  zylindrischen optischen     Mittel    sind die Be  leuchtungskegel der Punkte der Fläche aus  einer Anzahl Lichtkegel aufgebaut.

   Diese  Lichtkegel sind zweckmässig flach, das heisst,  dass jeder der partiellen Beleuchtungskegel,  welcher also von einer einzigen Lichtquelle  herrührt, im Querschnitt eine etwas abgeplat  tete Form aufweist, was durch die längliche  Form eines Teils der angewendeten optischen  Elemente herbeigeführt werden kann.  



  Bei einer günstigen Ausführungsform der       erfindungsgemässen    Vorrichtung sind die Be-         leuchtungskegel    der Punkte der Fläche aus  einer Anzahl     praktisch    sich     aneinander-          schliessender    flacher Lichtkegel aufgebaut.  



  Die erfindungsgemässe     Vorrichtung    kann  für sehr     verschiedene    Zwecke angewendet  werden, im allgemeinen in den Fällen, wo  eine möglichst gleichmässige, gegebenenfalls  auch möglichst     starke    Beleuchtung einer  Fläche     erwünscht    ist. Dies ist zum Beispiel  der Fall in Filmprojektionsapparaten, wo das  Filmfenster möglichst gleichmässig, manch  mal auch möglichst stark beleuchtet werden  muss und bei     Scheinwerfern,    wo ebenfalls eine  Fläche, in der sich ein bestimmtes Objekt,  zum Beispiel ein Flugzeug befindet, mit einer  möglichst grossen     Beleuchtungsstärke    be  strahlt werden     mnss.     



  Wenn nach einer günstigen Ausführungs  form der erfindungsgemässen Vorrichtung die  möglichst stark zu beleuchtende Fläche durch  das Filmfenster eines Filmprojektionsappa  rates gebildet wird, so ist es     zwecks    einer  möglichst ökonomischen     Ausnützung    des von  den Lichtquellen     ausgestrahlten    Lichtes er  wünscht, mindestens die     Beleuchtungskegel     der     Punkte    des mittlere     Teils    des Filmfen  sters so zu wählen, dass sie     innerhalb    des Auf  fangwinkels der hinter     dem        Filmfenster    an  geordneten     Projektionslinse    liegen.  



  Als     Vorteil    einer zweckmässigen Ausfüh  rungsform der erfindungsgemässen Vorrich  tung ist es anzusehen, wenn jede Lichtquelle  die ganze zu beleuchtende Fläche     bestrahlt,     was der Gleichmässigkeit der Beleuchtungs  stärke     zugute        kommt.        Bei        einer    schon be  kannten Vorrichtung ist die Anordnung  nämlich derart, dass jede der     Lichtquellen     einen Teil der zu beleuchtenden Oberfläche  mit Licht     bestrahlt,

      so dass die     Gesa.mtbe-          leuehtung        dieser        Oberfläche    durch     mehrere          neben-    und     übereinander        liegende        Li-cbtfleoke     geschieht. Dies hat den     Nachteil,    dass es     beim     Erlöschen einer der Lichtquellen, zum Bei  spiel durch das Defektwerden derselben,     die     zu     beleuchtende    Oberfläche stellenweise einen  dunklen Fleck aufweist.

   Dieser Nachteil  tritt bei der     erwähnten    zweckmässigen Vor  richtung nicht auf, vielmehr     wird    es, zum      Beispiel bei der Filmprojektion, wenn leicht  gefärbte Filmteile projiziert werden müssen,  vorteilhaft sein;     mindestens    eine der Licht  quellen zwecks Ersparung von Energie zu  löschen, wobei dann noch das ganze Film  fenster mit einer ausreichenden und gleich  mässigen Beleuchtungsstärke auch weiterhin  beleuchtet ist.

   Die Lichtquellen können alle  Licht derselben Farbenzusammenstellung aus  senden; bei der     erfindungsgemässen    Vorrich  tung     ist    es aber auch möglich, voneinander  verschiedene Lichtquellen gleichzeitig zu ver  wenden, wodurch also     Farbenkorrektionen     stattfinden können.  



  Die     Erfindung    wird an Hand einiger  Figuren, in denen einige Ausführungsbei  spiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt  sind, näher erläutert.  



  In     Fig.    1 ist ein Ausführungsbeispiel der  Vorrichtung gemäss der     Erfindung    darge  stellt, bei dem das Filmfenster 1 mittels  zweier länglicher Lichtquellen 2 und 3, wel  che vertikal untereinander parallel angeord  net sind, beleuchtet wird. Die Lichtquellen 2  und 3 sind in diesem Falle Superhochdruck  Quecksilberdampfentladungsröhren. Wünscht  man das Filmfenster mit einer     andern    Farbe  zu beleuchten, so kann zum Beispiel eine der  Lichtquellen durch eine andere Art von  Lichtquellen     linearer    Form ersetzt werden,  wie zum Beispiel in Linienform     ausgespannte          Glühkörper    elektrischer Glühlampen.

   Eine  Draufsicht auf diese Vorrichtung zeigt       Fig.    2. Aus diesen Figuren geht     hervor,    dass  die zu beleuchtende Fläche, in diesem Falle  das Filmfenster, in den beiden Richtungen       Abmessungen    a und b aufweist, welche von  derselben Grössenordnung sind.

   Der Unter  schied in der     Grössenordnung    ist also     kleiner     als 1 :     1:Q.    Aus der Figur geht weiter hervor,  dass für die Beleuchtung der Fläche in die  sem     Falle    nur zwei     untereinander    parallel an  geordnete Lichtquellen nötig sind und also  nicht eine Anzahl in zwei zueinander senk  rechten Reihen angeordnete Lichtquellen, wie  es der Fall wäre, wenn     punktförmige    Licht  quellen verwendet würden.    Die Lichtquellen 2 und 3 werden durch  die Wirkung der optischen zylindrischen  Mittel, welche in diesem Falle durch die Lin  sen 4, 5, 6 und 7 gebildet werden, auf das       Filmfenster    1 projiziert.

   Die Asen der Lin  sen 4 und 5     bezw.    6 und 7 kreuzen sich senk  recht; infolge der     getrennten    Anordnung wird  der Astigmatismus     innerhalb    sehr zulässiger  Grenzen gehalten. Die Lichtquellen 2 und 3  werden also zu leuchtenden Flächen im Film  fenster 1 abgebildet.  



  Infolge der Wirkung der zylindrischen  Linsen 4 und 6 werden die Lichtquellen 2  und 3,     wie    aus     Fig.    1 folgt, derart in ihrer  Querrichtung vergrössert, dass sie die Höhe a  des Filmfensters beleuchten. Im Durchschnitt  des Systems nach     Fig.    1 haben die Zylinder  linsen 5 und 7 auf den     Strahlengang    prak  tisch keinen Einfluss; sie     wirken    nur wie  eine planparallele Glasplatte.

   Betrachtet man  den Punkt P des Filmfensters, so ergibt sich,  dass dieser Punkt von einem Beleuchtungs  kegel beleuchtet wird, der in dem     Durch-          schnitt    nach     Fig.    1 aus zwei partiellen abge  platteten Beleuchtungskegeln mit den     Schei-          telwinkeln   <I>p</I> und<I>q</I> aufgebaut ist, welche  untereinander     gleich-sind    und von den Licht  quellen 2 und 3 herrühren.

   Der Gesamt  scheitelwinkel in diesem     Durchschnitt    des       Lichtkegels    im Punkt P     beträgt    also p     +        q,     und da die Grösse dieses Winkels     ebenfalls     für die     Beleuchtungsstärke        in    diesem Punkt  massgebend ist, ergibt es sich, dass die Be  leuchtungsstärke unter den gegebenen Ver  hältnissen, das heisst wenn sowohl die Licht  quelle 2 als auch die Lichtquelle 3 Licht aus  strahlen, so gross wie möglich wird.

   Die ge  nannten Winkel p     und        q    werden durch die       Lichtstrahlen        2-A-P,        2-B-P,        3-C-P    und     3-D-P     begrenzt.  



  Hinter dem Filmfenster 1 ist eine Projek  tionslinse 8 eines Filmprojektionsapparates  angeordnet. Der     Auffangwinkel    dieser     Linse     besitzt, wie sich aus der Figur ergibt, einen  Wert r. Der     Beleuchtungskegel    jedes der  Punkte des Filmfensters besitzt einen Schei  telwinkel p     +        q,    welcher nahezu gleich dem       Auffangwinkel    r der Projektionslinse ist: Es      ist einleuchtend, dass, wenn der Auffangwin  kel r der Projektionslinse wesentlich grösser  als die Summe der Winkel p     +    q ist, den  Lichtquellen 2 und 3 unbedenklich eine dritte  zugefügt werden kann.  



  Eine Betrachtung der durch die äussersten  Teile der Lichtquelle hindurchgehenden  Lichtstrahlen, welche ebenfalls durch das op  tische Zentrum der     Zylinderlinse    4     hindurch-          gehen,    lehrt, dass, wie schon oben angegeben  wurde, die Dicke d jeder der Lichtquellen  derart vergrössert wird, dass jede der Licht  quellen über die ganze Abmessung a des  Filmfensters     erweitert    wird.

   Es     folgt    hier  aus gleichzeitig, dass, wenn zum Beispiel die  Lichtquelle 3 erlöscht, das ganze Filmfenster  1 doch     weiterhin        beleuchtet    wird, wobei in  diesem Falle nur der Beleuchtungskegel des       Punktes    P einen kleineren Wert bekommt,  nämlich einen Wert p; die Folge ist also, dass  das     Filmfenster    1 in diesem Falle nur mit der  Hälfte der maximalen Beleuchtungsstärke be  leuchtet wird.  



  Aus     Fig.    2 ist ersichtlich, wie die Strah  len in einer Ebene senkrecht zur Fläche nach       Fig.    1 verlaufen. In     diesem        Durchochnitt     weist die Lichtquelle 3 .eine genügende Ab  messung auf, so dass die Lichtquelle in dieser  Richtung nur wenig vergrössert zu werden  braucht, um die Abmessung b des Filmfen  sters zu beleuchten. Dadurch, dass die Ver  grösserung in dieser Richtung nur klein ist,  wird der Scheitelwinkel s des     Beleuchtungs-          kegels    in diesem Durchschnitt im allgemeinen  einen genügend grossen Wert aufweisen. Es  ist somit nicht     nötig,    in dieser Richtung meh  rere Lichtquellen übereinander anzuordnen.

    Der     Scheitelwinkels    wird durch die Licht  strahlen begrenzt, welche von einem Punkt  der Lichtquelle, zum Beispiel dem Zentrum  O, ausgehen und durch     die        äussersten    Punkte  E und F der in diesem Durchschnitt wohl  wirksamen     Zylinderlinse    7 und auch     durch     den Punkt P     gehen.    Aus der Figur     ist    weiter  ersichtlich, nämlich aus dem Lauf der Licht  strahlen, welche aus den äussersten     Punkten          G    und H der Lichtquelle 3     austreten        und     durch das optische Zentrum J der Linse 7    gehen,

   dass die Länge der Lichtquelle derart  ist, dass sie die     Abmessung    b des Filmfen  sters in dieser     Richtung    völlig mit Licht  füllt. Die Linse 6 dient in diesem Durch  schnitt als eine planparallele     Platte    und hat  also in diesem Schnitt auf den Lauf der  Lichtstrahlen praktisch keinen Einfluss. Der  Winkel s ist dem Auffangwinkel r der       Projektionslinse    8 angepasst. Die Beleuch  tungskegel der Punkte des mittleren Teils des  Filmfensters liegen     innerhalb    des Auffang  winkels r.  



  Aus     Fig.    3 geht die Lage des Durch  schnittes der zwei partiellen Beleuchtungs  kegel mit den Scheitelwinkeln p und q her  vor, und zwar in einem Durchschnitt dieser  Lichtkegel nach der Ebene     III-III    in     Fig.1.     Aus     Fig.    3     ist    die abgeflachte Form dieser  Kegel deutlich ersichtlich.    In     Fig.    4 und 5 ist     eine    andere Ausfüh  rungsform der     erfindungsgemässen    Vorrich  tung     dargestellt,    welche für     eine    Scheinwer  feranlage bestimmt ist.

   Es sind hierbei drei  lineare Lichtquellen 9, 10 und 11 vorhanden.,  welche in diesem Falle mit optischen zylin  drischen     Mitteln    zusammenarbeiten, die aus  den     sich        aneinanderschliessenden        zylinrlri-          sehen    Spiegeln 12, 13 und 14 und den zylin  drischen Linsen 15, 16 und 17 bestehen.

   Bei  dieser Anordnung besteht der Beleuchtungs  kegel, der einen Punkt R     des    zu     beleuchten-          den    Objektes beleuchtet, aus     drei        partiellen     abgeplatteten Beleuchtungskegeln mit den  Scheitelwinkeln<I>t,</I>     u    und     v;    welche sich in  folge der Anordnung der optischen Mittel  und der Lichtquellen     anenanderschliessen.    In  diesem Falle weist das Objekt in der Höhen  bezw.     Breiterrichtung    Abmessungen c und d  auf, welche von     derselben    Grössenordnung  sind.

   Auch bei dieser     Ausführung    wird die  Querabmessung jeder der Lichtquellen in der  Weise durch die Wirkung der Spiegel 12, 13  und 14 erweitert, dass alle an der Stelle der  Abbildung in R eine Abmessung c aufwei  sen. Die Länge jeder der     Lichtquellen    (siehe       Fig.    5) ist     derart,    dass die Höhenabmessung d  des zu     beleuchtenden        Objektas        durch    die Wir-           kung    der     Zylinderlinsen    15, 16 und 17 auch  völlig mit Licht gefüllt wird.



  Device for illuminating a surface. The subject of the invention is a device for illuminating a rectangular surface, the dimensions of which differ at most from the order of magnitude of 1:

   10 have, which device has at least two mutually parallel linear light sources, each of which works with two separate optical cylindrical means, the axes of which intersect perpendicularly, in such a way that each light source is shown enlarged on the surface to be illuminated so that it the surface is at least mainly covered with light, while the light sources with their optical means are arranged in relation to one another in such a way that the lighting cones of the points on the surface are made up of a number of light cones,

       which ever come from one of the light sources.



  It has already been proposed to illuminate a surface with the aid of a number of separate, point-like light sources, in which the lighting cones of the points of the illuminated surface are made up of a number of light cones with a round cross-section. In this case, however, a number of light sources erected in several rows are expediently used for illuminating an area. For example, four, nine, sixteen etc. are used to illuminate a square.

   Light sources, always in a square of two for two, three for three, four for four light sources are arranged, so generally n2 light sources, which each work with their own optical system, for example a mirror. The bundles of light from the n 'light sources build up the lighting cones for the points on the surface to be illuminated. Each lighting cone consists of n2 partial lighting cones.

   In these known systems, the light sources are enlarged to the same scale in all directions by the associated optical system.



  In the device according to the invention Jung are expediently only two, three, four, etc. arranged parallel to each other for the lighting device of a square or a rectangle, that is, generally only n light sources lying in a row, which are used by the Light sources cooperating in the above given optical means illuminate the surface to be illuminated, so that the cones of illumination of the points of the surface are made up of n partial flat cones;

   The shape of the surface to be illuminated does not have to be uniform with the shape of the light sources, since the enlargements of the cylindrical elements expediently bring about an adaptation. With this system, therefore, the individual light sources are not usually enlarged to the same degree in all directions.



  The separation of the two optical zy-cylindrical means that work together with the light sources limits the astigmatism that otherwise occurs when using cylindrical elements. These means can be of various types; it is possible to let each of the light sources work together with two cylindrical lenses, with two cylindrical mirror or with a cylindrical lens and a cylindrical mirror.

    Each cylindrical optical means can be composed of several parts in the usual way in optics, which are arranged in the immediate vicinity of one another and, for example, can be cemented to one another. Through the action of the cylindrical optical means, the cones of illumination of the points on the surface are made up of a number of cones of light.

   These cones of light are expediently flat, which means that each of the partial cones of light, which comes from a single light source, has a somewhat flattened shape in cross section, which can be brought about by the elongated shape of part of the optical elements used.



  In a favorable embodiment of the device according to the invention, the cones of light at the points on the surface are made up of a number of flat cones of light that practically adjoin one another.



  The device according to the invention can be used for very different purposes, generally in those cases where an illumination of a surface that is as uniform as possible, and possibly also as strong as possible, is desired. This is the case, for example, in film projectors, where the film window has to be illuminated as evenly as possible, sometimes also as strongly as possible, and with headlights, where an area in which a certain object, for example an airplane is, is also illuminated with the greatest possible illuminance must be irradiated.



  If, according to a favorable embodiment of the device according to the invention, the area to be illuminated as strongly as possible is formed by the film window of a film projection apparatus, then in order to utilize the light emitted by the light sources as economically as possible, at least the illumination cone of the points in the middle part of the To choose film window sters so that they are within the catch angle of the projection lens arranged behind the film window.



  It is to be regarded as an advantage of an expedient embodiment of the device according to the invention if each light source irradiates the entire surface to be illuminated, which benefits the uniformity of the illuminance. In an already known device, the arrangement is such that each of the light sources irradiates part of the surface to be illuminated with light,

      so that the total illumination of this surface occurs through several adjacent and superimposed li-cbtfleokes. This has the disadvantage that when one of the light sources goes out, for example when it becomes defective, the surface to be illuminated has a dark spot in places.

   This disadvantage does not occur in the aforementioned appropriate device before, rather it will be advantageous, for example in film projection, when slightly colored parts of the film have to be projected; to extinguish at least one of the light sources in order to save energy, in which case the entire film window is still illuminated with a sufficient and uniform illuminance.

   The light sources can all emit light of the same color composition; In the device according to the invention, however, it is also possible to use different light sources at the same time, so that color corrections can take place.



  The invention is explained in more detail with reference to some figures in which some Ausführungsbei games of the subject invention are shown.



  In Fig. 1 an embodiment of the device according to the invention is Darge provides, in which the film window 1 is illuminated by means of two elongated light sources 2 and 3, wel che vertically arranged parallel to each other. The light sources 2 and 3 in this case are super high pressure mercury vapor discharge tubes. If one wishes to illuminate the film window with a different color, one of the light sources can, for example, be replaced by a different type of light source of linear form, such as, for example, incandescent bodies of electric incandescent lamps stretched out in line form.

   A top view of this device is shown in FIG. 2. These figures show that the surface to be illuminated, in this case the film window, has dimensions a and b in the two directions which are of the same order of magnitude.

   The difference in magnitude is therefore less than 1: 1: Q. The figure further shows that in this case only two light sources arranged parallel to each other are required to illuminate the surface and not a number of light sources arranged in two perpendicular rows, as would be the case if point-shaped light sources would be used. The light sources 2 and 3 are projected onto the film window 1 by the action of the optical cylindrical means, which in this case are formed by the lenses 4, 5, 6 and 7.

   The Aesir of Lin sen 4 and 5 respectively. 6 and 7 cross each other vertically; as a result of the separate arrangement, the astigmatism is kept within very permissible limits. The light sources 2 and 3 are thus mapped to luminous surfaces in the film window 1.



  As a result of the action of the cylindrical lenses 4 and 6, the light sources 2 and 3, as follows from FIG. 1, are enlarged in their transverse direction in such a way that they illuminate the height a of the film window. On the average of the system according to FIG. 1, the cylinder lenses 5 and 7 have practically no effect on the beam path; they just look like a plane-parallel glass plate.

   If one observes the point P of the film window, it emerges that this point is illuminated by a cone of illumination which, in the section according to FIG. 1, consists of two partially flattened cones of illumination with the apex angles <I> p </ I > and <I> q </I>, which are identical to one another and originate from light sources 2 and 3.

   The total vertex angle in this average of the light cone at point P is p + q, and since the size of this angle is also decisive for the illuminance at this point, the result is that the illuminance under the given conditions, i.e. if Both the light source 2 and the light source 3 emit light as large as possible.

   The mentioned angles p and q are limited by the light beams 2-A-P, 2-B-P, 3-C-P and 3-D-P.



  Behind the film window 1, a projection lens 8 of a film projection apparatus is arranged. As can be seen from the figure, the collecting angle of this lens has a value r. The illumination cone of each of the points of the film window has an apex angle p + q, which is almost equal to the collection angle r of the projection lens: It is evident that if the collection angle r of the projection lens is significantly larger than the sum of the angles p + q, the light sources 2 and 3 can be safely added a third.



  A consideration of the light rays passing through the outermost parts of the light source, which also pass through the optical center of the cylindrical lens 4, teaches that, as already stated above, the thickness d of each of the light sources is increased such that each of the lights swell over the entire dimension a of the film window is expanded.

   It follows from here at the same time that if, for example, the light source 3 goes out, the entire film window 1 will continue to be illuminated, in which case only the illumination cone of the point P is given a smaller value, namely a value p; the result is that the film window 1 is only illuminated with half the maximum illuminance in this case.



  From Fig. 2 it can be seen how the Strah len extend in a plane perpendicular to the surface of FIG. In this cross section, the light source 3 has a sufficient dimension so that the light source only needs to be enlarged slightly in this direction in order to illuminate the dimension b of the film window. Because the enlargement in this direction is only small, the vertex angle s of the lighting cone will generally have a sufficiently large value in this average. It is therefore not necessary to arrange several light sources one above the other in this direction.

    The vertex angle is limited by the rays of light which emanate from a point of the light source, for example the center O, and go through the outermost points E and F of the cylinder lens 7, which is probably effective in this average, and also through the point P. From the figure it can also be seen, namely from the path of the light rays which emerge from the outermost points G and H of the light source 3 and go through the optical center J of the lens 7,

   that the length of the light source is such that it completely fills the dimension b of the film window with light in this direction. The lens 6 serves in this section as a plane-parallel plate and thus has practically no influence on the path of the light rays in this section. The angle s is adapted to the collection angle r of the projection lens 8. The cones of illumination of the points in the middle part of the film window lie within the capture angle r.



  From Fig. 3, the position of the cross-section of the two partial lighting cones with the apex angles p and q goes before, in an average of these cones of light according to the plane III-III in Fig.1. From Fig. 3, the flattened shape of these cones can be clearly seen. In Fig. 4 and 5 another Ausfüh approximately form of the inventive Vorrich device is shown, which is intended for a headlamp feranlage.

   There are here three linear light sources 9, 10 and 11, which in this case work together with optical cylin drical means consisting of the adjoining zylinrlri- see mirrors 12, 13 and 14 and the cylindrical lenses 15, 16 and 17 .

   In this arrangement, the lighting cone, which illuminates a point R of the object to be illuminated, consists of three partially flattened lighting cones with the apex angles <I> t, </I> u and v; which are connected to one another as a result of the arrangement of the optical means and the light sources. In this case, the object has BEZW in the height. In the broader direction, dimensions c and d, which are of the same order of magnitude.

   In this embodiment, too, the transverse dimension of each of the light sources is expanded in such a way by the effect of the mirrors 12, 13 and 14 that they all have a dimension c at the point of the image in R. The length of each of the light sources (see FIG. 5) is such that the height dimension d of the object to be illuminated is also completely filled with light as a result of the action of the cylindrical lenses 15, 16 and 17.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zur Beleuchtung Feiner recht eckigen Fläche, deren Abmessungen höch stens Unterschiede von der Grössenordnung von 1 : 10 aufweisen, und die wenigstens zwei untereinander parallel angeordnete lineare Liohtquelilen aufweiLSt, von denen jede mit zwei voneinander getrennten optischen zylindrischen Mitteln, deren Achsen sich rechtwinklig kreuzen, derart zusammenarbei tet, dass jede Lichtquelle auf der zu beleuch tenden Oberfläche derart vergrössert abgebil det wird, dass, jede von ihnen die Fläche wenigstens zur Hauptsache mit Licht be deckt, Claim: Device for illuminating fine rectangular surfaces, the dimensions of which differ at most from the order of magnitude of 1:10, and which have at least two linear light sources arranged parallel to one another, each of which has two separate optical cylindrical means, the axes of which are at right angles cross, cooperates in such a way that each light source is shown enlarged on the surface to be illuminated in such a way that each of them covers the surface at least mainly with light, während die Lichtquellen mit ihren optischen Mitteln derart in bezug aufeinander angeordnet sind, dass die Beleuchtungskegel der Punkte der Fläche aus einer Anzahl Lichtkegel aufgebaut sind, welche je voü einer der Lichtquellen herrühren. ÜNTERANSPRüCHE: 1. while the light sources with their optical means are arranged in relation to one another in such a way that the illumination cones of the points of the surface are built up from a number of light cones, which each originate from one of the light sources. SUB-CLAIMS: 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungs- kegel der Punkte der Fläche aus einer An zahl praktisch sich aneinandersohliessender Lichtkegel aufgebaut sind. Device according to patent claim, characterized in that the lighting cones of the points of the surface are built up from a number of light cones that practically join one another. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die zu beleuch tende Fläche durch das Filmfenster eines Filmprojektors gebildet wird, wobei minde stens die Beleuchtungskegel der Punkte des mittleren Teils des Filmfensters innerhalb des Auffangwinkels der hinter dem Filmfen ster aufgestellten Projektionslinse liegen. 2. Device according to claim, characterized in that the surface to be illuminated is formed by the film window of a film projector, with minde least the lighting cones of the points of the central part of the film window are within the capture angle of the projection lens placed behind the film window.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115629076A (en) * 2022-09-27 2023-01-20 威海华菱光电股份有限公司 Array type image detection device

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