DD146213A1 - SECONDARY ASPHAERIC CONDENSATE SYSTEM - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein zweiteiliges asphaerisches Kondensorsystem fuer Projektionszwecke mit verflochtenem Strahlengang und bezweckt eine Verbesserung der Abbildungsleistung von Beleuchtungssystemen, um z.B. Dia-, Schrift- und Lupenprojektion mit hohem Kontrast durchfuehren zu koennen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein zweiteiliges asphaerisches Kondensorsystem zur aberrationsfreien Lampenwendelabbildung in der Austrittspupille des Objektivs zu schaffen. Geloest wird die Aufgabe dadurch, dasz beide Kondensorlinsen je eine asphaerische Flaeche besitzen, deren Hauptschnitte durch stetige Kurven zweiter und hoeherer Ordnung beschrieben werden, im benutzten Bereich keine Wendestellen aufweisen und folgenden Gleichungen genuegen: (1) Ax&exp3! + By&exp3! + Cx&exp3!y&exp2! + D = O (2) ax&exp2! + cy&exp2! + 2dx + f = O. Weiterhin koennen beide Kondensorlinsen verschiebbar angeordnet sowie mit einer waermereflektierenden Beschichtung versehen sein.The invention relates to a two-part aspherical condenser aspherical condenser system for projection purposes and aims to improve the imaging performance of illumination systems, e.g. Slide, font and magnifying glass projection with high contrast. The object of the invention is to provide a two-part aspheric condenser system for aberration-free lamp filament imaging in the exit pupil of the objective. The problem is solved by the fact that both condenser lenses each have an aspherical surface whose main sections are described by continuous curves of second and higher order, have no reversal points in the range used and satisfy the following equations: (1) Ax & exp3! + By & exp3! + Cx & exp3! Y & exp2! + D = O (2) ax & exp2! + cy & exp2! + 2dx + f = O. Furthermore, both condenser lenses can be arranged displaceably and provided with a heat-reflecting coating.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Zweiteiliges asphärisches KondensorsystemTwo-piece aspherical condenser system

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein zweiteiliges asphärisches Kondensorsystem für Projektionszwecke mit verflochtenem Strahlengang.The invention relates to a two-part aspherical condenser system for projection purposes with intertwined optical path.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

In der Projektionstechnik werden zur Durchleuchtung der Diapositive in der Regel zweilinsige asphärische Kondensorsysteme verwendet. Bei diesen Systemen ist grundsätzlich nur eine Fläche, und zwar meistens die der lampennahen Kondensorlinse, asphärisch ausgeführt. Die zweite Linse besitzt nur sphärische Flächen. Der erreichbare Korrektionszustand für die Lampenwendelabbildung ergibt in den meisten Fällen eine ausreichende Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung für bildmäßige Projektionszwecke.In projection technology, bilateral aspherical condenser systems are generally used to screen the slides. In these systems, basically only one surface, and in most cases that of the lamp-near condenser lens, is made aspherical. The second lens has only spherical surfaces. The achievable correction state for the lamp filament imaging results in most cases a sufficient uniformity of the illumination for imagewise projection purposes.

Es ist ferner bekannt, Doppelkondensoren mit geeignet deformierten Flächen zu verwenden, bei denen auf die Abbildung der Lampenwendel in der Austrittspupille de3 Objektives kein Wert gelegt wird, sondern eine aberrations-It is also known to use double condensers with suitably deformed surfaces, in which no value is placed on the image of the lamp filament in the exit pupil de3 objective, but an aberration

freie reelle Abbildung des Bildfensters hinter dem Lampenwendel erfolgt. Mit dieser Anordnung soll eine große Lichtleistung erzielt werden. Die reelle Bildfensterabbildung hinter das Lampenwendel erfordert jedoch einen verhältnismäßig großen Abstand des Bildfensters vom Kondensorsystem, so daß sich die Anordnung bevorzugt nur für kleine Bildformate eignet. Bei großen Bildformaten sind überdimensional große Linsen notwendig. Da die Güte der Lampenwendelabbildung unberücksichtigt bleibt, sind Über-Strahlungserscheinungen, also erhebliche Kontrastminderungen, im projezierten Bild zu erwarten.Free real picture of the picture window behind the lamp filament done. With this arrangement, a large light output is to be achieved. However, the real image window imaging behind the lamp filament requires a relatively large distance of the image window from the condenser system, so that the arrangement is preferably only suitable for small image formats. For large image formats, oversized lenses are necessary. Since the quality of the lamp filament imaging is disregarded, over-radiation phenomena, ie considerable contrast reductions, are to be expected in the projected image.

Weiterhin wurden asphärische Kondensorsysteme mit V/endeflächen für einen Öffnungswinkel von 180° vorgeschlagen. Derartige Systeme sind insbesondere für Signale, Scheinwerfer und für einfache BeleuchtungsStrahlengänge zur Kinoprojektion geeignet. Für Projektionszwecke mit verflochtenem Strahlengang sind derart große Öffnungswinkel in der üblichen Diaprojektion nicht optimal nutzbar und führen dort zu Störungen. Kontrastminderungen im Projektionsbild und zusätzliche thermische Belastungen für das Objektiv sind die Folge. Außerdem besitzen die Einzellinsen des Kondensorsystems komplizierte Formen und bauen sehr groß.Furthermore, aspheric condenser systems have been proposed with V / endeflächen for an opening angle of 180 °. Such systems are particularly suitable for signals, headlights and for simple illumination beam paths for cinema projection. For projection purposes with intertwined beam path, such large opening angles are not optimally usable in the usual slide projection and lead to disturbances there. Contrast reductions in the projection image and additional thermal loads on the lens are the result. In addition, the individual lenses of the condenser system have complicated shapes and build very large.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Abbildungsleistung der bekannten Beleuchtungssysteme, um die Projektion von Dias sowie Schriftprojektion, Lupenprojektion, Mikroprojektion usw. mit hohem Kontrast durchführen zu können.The invention aims to improve the imaging performance of the known lighting systems in order to perform the projection of slides and font projection, magnifying glass projection, microprojection, etc. with high contrast.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zv/eiteiliges asphärisches Kondensorsystem zu schaffen, das eine aberrationsfreie Lampenwendelabbildung in der AustrittspupilleThe invention has for its object to provide a zv / eiteiliges aspheric condenser system, the aberrationfreie Lampenwendelabbildung in the exit pupil

des Objektivs verwirklicht und ein kontrastreiches, scharfes Projektionsbild liefert.of the lens and provides a high-contrast, sharp projection image.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß beide Kondensorlinsen je eine asphärische Fläche besitzen, deren Hauptschnitte durch stetige Kurven zweiter und höherer Ordnung beschrieben werden und im benutzten Bereich keine Wendesteilen aufweisen. Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, daß die Kurven der asphärischen Kondensorflächen folgenden Gleichungen genügen:According to the invention the object is achieved in that both condenser lenses each have an aspherical surface whose main sections are described by continuous curves of the second and higher order and have no turning parts in the range used. An expedient embodiment provides that the curves of the aspheric condenser surfaces satisfy the following equations:

(1) Ax ³+By³ + Cx³y² + D=O(1) Ax ³ + By ³ + Cx ³ y ² + D = O

mit A = - 645 B = 1972 C = - 1 D=- 44454045with A = - 645 B = 1972 C = - 1 D = - 44454045

(2) ax² + cy² + 2dx + f=0(2) ax ² + cy ² + 2dx + f = 0

mitWith ЯЯ 11 ,32, 32 с =с = 44 ,44, 44 d =d = 127127 f =f = ОО

Y/eiterhin ist es zur Projektion unterschiedlicher Diaformate und für deren optimale Ausleuchtung vorteilhaft, wenn durch Verschieben einer der Kondensorlinsen die Systembrennweite und damit die Lage des Wendelbildes verändert werden kann. Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken wird außerdem vorgeschlagen, mindestens eine Fläche des Kondensorsystems, vorzugsweise die der Lichtquelle folgende, mit einer wärmereflektierenden Beschichtung auszuführen und damit das Y/ärmeschutzfilter vollständig oder teilweise zu ersetzen.Y / eiter it is advantageous for the projection of different diaformats and for their optimal illumination, if by moving one of the condenser lenses, the system focal length and thus the position of the helical image can be changed. According to a further concept of the invention, it is also proposed to carry out at least one surface of the condenser system, preferably that following the light source, with a heat-reflecting coating and thus to completely or partially replace the heat-insulating filter.

Ausführungsbei.qpiel Execution example

Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispiele:!! näher erläutert werden.The invention will be described below in some embodiments: be explained in more detail.

Es zeigenShow it

Pig. 1 das erfindungsgemäße asphärische Kondensorsystem Pig β 2 eine Variante des Kondensorsystems mit Feldlinse Pig. 3 eine Variante mit verschiebbarer KondensorlinsePig. 1 the aspheric condenser system Pig β 2 according to the invention a variant of the condenser system with field lens Pig. 3 a variant with sliding condenser lens

Das zweiteilige asphärische Kondensorsystem besteht gemäß Fig. 1 aus zwei Kondensorlinsen 2; 3> die das Licht von einer Lichtquelle 1 aufnehmen und deren asphärische Flächen 2'; 3' konvex gegeneinander angeordnet sind und den Gleichungen (1) und (2) des Erfindungsanspruchs genügen.The two-part aspherical condenser system according to FIG. 1 consists of two condenser lenses 2; 3> which receive the light from a light source 1 and their aspherical surfaces 2 '; 3 'are arranged convexly against each other and satisfy the equations (1) and (2) of the invention claim.

Die beiden äußeren Flächen, der Kondensorlinsen 2; 3 besitzen sphärische, einschließlich plane Formen. Das Bildfenster befindet sich in unmittelbarer Nähe des Kondensorsystems innerhalb der Systembrennweite und bewirkt somit eine kleine unkomplizierte Bauweise des Kondensorsystems.The two outer surfaces, the condenser lenses 2; 3 have spherical, including plane shapes. The image window is located in the immediate vicinity of the condenser system within the system focal length and thus causes a small uncomplicated construction of the condenser system.

Fig. 2 stellt eine Variante des asphärischen Kondensorsystems dar, bei dem in unmittelbarer Nähe des Dias eine Feldlinse 4 angeordnet ist und bei dem zur Projektion ein kurzbrennweitiges Objektiv im Zusammenwirken mit der FeIdlinse verwendet wird.FIG. 2 shows a variant of the aspherical condenser system in which a field lens 4 is arranged in the immediate vicinity of the slide and in which a short-focal-length objective is used in conjunction with the focusing lens for projection.

Durch Verschieben einer der beiden Kondensorlinsen kann im feststehenden Kondensorsystem die Systembrennweite und damit die Lage des Wendelbildes verändert werden, um das Kondensorsystem an verschiedene Objektive zur Projektion unterschiedlicher Bildformate anzupassen. Gleichzeitig wird durch diese Verschiebungen gemäß Fig. 3» die die Verschiebung der lampennahen Kondensorlinse, die auch für Justagezwecke nutzbar ist, zeigt, auch eine optimale Ausleuchtung der Bildformate erreicht. Aus Fig. 3 ist ebenfalls die wärmereflektierende Beschichtung der lampennahen Kondensorlinse 2 durch gestrichelten Verlauf der Linsenoberfläche ersichtlich. Dadurch ist es möglich,By moving one of the two condenser lenses in the fixed condenser system, the system focal length and thus the position of the helical image can be changed in order to adapt the condenser system to different lenses for the projection of different image formats. At the same time, these displacements according to FIG. 3, which show the displacement of the condenser lens close to the lamp, which is also usable for adjustment purposes, also achieves optimum illumination of the image formats. From Fig. 3, the heat-reflecting coating of the lamp near condenser lens 2 is also visible by dashed line of the lens surface. This makes it possible

das Wärmeschutzfilter vollständig oder teilweise zu ersetzen.completely or partially replace the heat protection filter.

Mit dem vorliegenden zweiteiligen asphärischen Kondensorsystem ist es speziell für die Diaprojektion mit verflochtenem Strahlengang möglich, eine Überstrahlung des Projektionsbildes zu vermeiden und damit ein kontrastreiches, scharfes Projektionsbild zu vermitteln.With the present two-part aspheric condenser system, it is possible, especially for the slide projection with intertwined optical path, to avoid an over-radiation of the projection image and thus to convey a high-contrast, sharp projection image.

Claims (4)

Erfindungsanspruchinvention claim 1. Zweiteiliges aspharisch.es Kondensorsystem für Projektionszwecke mit verflochtenem Strahlengang, gekennzeichnet dadurch, daß beide Kondensorlinsen (2; 3) je eine asphärische Fläche besitzen, deren Hauptschnitte durch stetige Kurven zweiter und höherer Ordnung beschrieben werden und im benutzten Bereich keine Wendestellen aufweisen.1. Two-part aspharisch.es condenser system for projection purposes with intertwined optical path, characterized in that both condenser lenses (2; 3) each have an aspheric surface whose main sections are described by continuous curves of second and higher order and have no turning points in the range used. 2. Zweiteiliges asphärisches Kondensorsystem nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kurven der asphärischen Kondensorflächen (2'; 3') folgenden Gleichungen genügen:2. Two-part aspheric condenser system according to item 1, characterized in that the curves of the aspherical condenser surfaces (2 ', 3') satisfy the following equations: (1) Ax³ + By³ + Cx³y² + D = O(1) Ax ³ + By ³ + Cx ³ y ² + D = O 3. Zweiteiliges asphärisches Kondensorsystem nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß zur Projektion unterschiedlicher Diaformate eine der Kondensorlinsen (2; 3) verschiebbar angeordnet ist.3. Two-part aspheric condenser system according to item 2, characterized in that one of the condenser lenses (2, 3) is arranged displaceably for the projection of different slide formats. 4. Zweiteiliges asphärisches Kondensorsystem nach Punkt 3» gekennzeichnet dadurch, daß vorzugsweise die der Lichtquelle (1) folgende Linsenfläche und gegebenenfalls v/eitere Flächen mit einer wärmereflektierenden Beschichtung ausgeführt sind.4. Two-part aspherical condenser system according to item 3 »characterized in that preferably the light source (1) following lens surface and optionally v / eitere surfaces are designed with a heat-reflecting coating. Hierzu JLSeiten ZeichnungenFor this JLSeiten drawings