Einrichtung zur Erhöhung der Lichtausbeute eines Spiegelschraubenprojektionsempfängers
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung der Einrichtung zur Bildzusammensetzung
mit Spiegelschraube und gekreuzten Zylinderlinsen, von denen die eine die Lichtduelle
und die andere die Spiegelschraube auf dem Schirm abbildet. Bei dieser Anordnung
kann nur ein sehr geringer Öffnungswinkel der von der Lichtquelle ausgehenden Strahlen
nutzbar gemacht werden. Die Anordnung nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht
eine erhebliche Vergrößerung dieses Öffnungswinkels und erhöht die Schärfe und Helligkeit
des Bildpunktes. Die Lichtstrahlen durchlaufen die schon erwähnte Zylinderlinse
nicht "durchwegs parallel zur Systemachse bzw. zur Linsenachse. Das bedingt eine
erhebliche Unschärfe des Bildes, wie an Hand der Fig. i bis 3 erläutert werden soll.
In Fig. i ist eine Zylinderlinse gezeigt, die von zwei Strahlenbündeln b und c durchlaufen
wird, und zwar verläuft das Strahlenbündel b parallel zur Systemachse, das Strahlenbündel
c unter 3o° dagegen geneigt. Fig. a zeigt einen Schnitt durch die Zylinderlinse
in der Ebene des Strahlenbün dels c, Fig. 3 einen Schnitt in -der Ebene des Strahlenbündels
b. Es ist angenommen, daß die Strahlenbündel von einer zur Linsenmittellinie parallelen
Linie ausgehen. Für das Strahlenbündel b (Fig. 3) ist die .Krümmung der Linse flacher
als für das Strahlenbündel c (Fig. a), wie in den Fig. i bis 3 .aus dem Unterschied
der größten Dicke d und e der Linse für beide Richtungen sofort ersichtlich
ist. Der Brennpunkt g des Strahlenbündels c wird also näher bei der Linse liegen
als der Brennpunkt f des Strahlenbündels b. Die Verbindung beider, d. h. also die
Linie, in der die Abbildung einer Linie erfolgt, die in einer zur Systemachse parallelen
Ebene verläuft, liegt nicht wieder in einer solchen Parallelebene, sondern zeigt
den gekrümmten Verlauf der Linie lt. Stellt man also den Bildschirm in der Ebene,
die durch f geht, auf, so wird nur die Mitte des Bildes scharf abgebildet, nach
oben und unten hin wird die Abbildung mehr und mehr unscharf.Device for increasing the light output of a mirror screw projection receiver The present invention relates to an improvement of the device for image composition with mirror screw and crossed cylindrical lenses, one of which depicts the light dowels and the other of which depicts the mirror screw on the screen. With this arrangement, only a very small opening angle of the rays emanating from the light source can be used. The arrangement according to the present invention enables this opening angle to be increased considerably and increases the sharpness and brightness of the image point. The light rays do not pass through the already mentioned cylinder lens "consistently parallel to the system axis or to the lens axis. This causes a considerable blurring of the image, as will be explained with reference to FIGS two bundles of rays b and c is traversed, namely the bundle of rays b runs parallel to the system axis, the bundle of rays c inclined at 3o ° -the plane of the bundle of rays b. It is assumed that the bundles of rays emanate from a line parallel to the lens center line. For the bundle of rays b (Fig. 3) the curvature of the lens is flatter than for the bundle of rays c (Fig. a), as i to 3 .from the difference between the greatest thicknesses d and e of the lens for both directions can be seen immediately: the focal point g of the beam c will therefore be closer to the lens than the focal point f of the beam b. The connection between the two, i.e. the line in which a line is drawn that runs in a plane parallel to the system axis, is not again in such a parallel plane, but rather shows the curved course of the line On the plane that goes through f, only the center of the image is shown in focus, the image becomes more and more blurred towards the top and bottom.
Diese Fehler will die vorliegende Erfindung beseitigen. Sie erreicht
das dadurch, daß zur Konzentration der Strahlen der steuerbaren Lichtquelle auf
die gerade, zur Bildzusammensetzung dienende Spiegelschraubenlamelle
ein
langsam beweglicher Linsenkranz dient, innerhalb oder in dessen- Brennweite sich
die steuerbare Lichtquelle befindet, und daß vor und hinter der zur Abbildung der
Lichtquelle in einer Dimension auf den Bildschirm dienenden Zylinderlinse p zwei
weitere Zylinderlinsen t und it mit dazu senkrechter Brennlinie derart angeordnet
und bemessen sind, daß durch die Linse die Lichtstrahlen zwischen den Linsen
t und it annähernd parallel zur Systemachse verlaufen und durch die Linse
it die Lichtstrahlen auf die jeweils bildaufbauende Spiegelschraubenlarnelle geworfen
werden.The present invention aims to eliminate these errors. It achieves this in that a slowly moving lens wreath is used to concentrate the rays of the controllable light source on the straight mirror screw lamella used for image composition, within or in whose focal length the controllable light source is located, and that in front of and behind the image of the light source in a dimension on the screen serving cylindrical lens p two additional cylindrical lenses t and it are arranged perpendicular thereto focal line and dimensioned such that through the lens the light rays between the lenses t and it is approximately parallel to the system axis and through the lens, the light rays it to the each image-building mirror screw collar are thrown.
In Fig. d. und 5 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in zwei
zueinander senkrechten Ebenen schematisch dargestellt und soll im folgenden näher
beschrieben werden. Der Übersichtlichkeit und Einfachheit der Abbildung halber ist_
_ die Spiegelschraube s, welche zur Bildzusammensetzung dient, nur als Ebene bezeichnet,
durch die die Lichtstrahlen hindurchgehen, während die Lichtstrahlen in Wirklichkeit
an den spiegelnden Lamellen reflektiert werden. Diese Änderung gegenüber dem tatsächlichen
Strahlengang hat aber keinen Einfluß auf die Darstellung der Wirkungsweise der übrigen
Systemteile. i ist eine Kerrzelle, deren Spalt als steuerbare Lichtquelle anzusehen
ist, h ist eine zweckmäßig aberrationsfreie Sammellinse, die direkt auf .das Kerrzellengefäß
aufgekittet ist. Durch einen Umlenkspiegel werden die Lichtstrahlen, die durch den
Kerrzellenspalt 'hindurchtreten, so gelenkt, daß sie durch die Zylinderlinsen it
eines Linsenkranzes o fallen, der sich während der Abtastung eines Bildes jeweils
um eine Linsenbreite weiterdreht. In Fig. 5 ist der Einfachheit halber dieser Umlenkspiegel
iit sowie auch das Kerrzellengefäß i mit Linse 1e weggelassen. Die Lichtstrahlen
verlassen die Linsen n. annähernd parallel und gelangen dann durch die Zylinderlinsen
t, die dazu senkrechte Zylinderlinse p und die parallel zur Linse t stehende
Zylinderlinse zt zur Spiegelschraube s. Hinter der Spiegelschraube passieren die
Lichtstrahlen noch eine weitere Zylinderlinse q, deren Brennlinie ebenfalls denen
der Linse t und it parallel verläuft, bevor sie zu dem nicht dargestellten
Bildschirm gelangen. Die Linsen tt, p und q sind zweckmäßig wenigstens achrornatisch.
Die Wirkungsweise der Linsen ist im einzelnen folgende: Die Linsen des Kranzes o
dienen der Konzentration aller von der gesteuerten Lichtquelle, Kerrzelle i, ausgehenden
Lichtstrahlen auf jeweils die Spiegelschraubenlamelle, die gerade dem Bildaufbau
dient. Die Zylinderlinse p bewirkt, wie aus Fig. .t ersichtlich, die Abbildung der
Lichtquelle i über die Spiegelschraube auf dem Bildschirm in der Richtung der Aufeinanderfolge
der Bildpunkte. Die Zylinderlinsen n, t, ii und q haben in dieser
Richtung nur die Wirkung von planparallelen Glasplatten. Wie aus Fig. 5 ersichtlich
ist, dient die Linse q zur Abbildung der Spiegelschraube auf dein Bildschirm in
Richtung der Aufeinanderfolge der einzelnen Zeilen des Bildes. Diese Figur zeigt
auch, daß die von i kommenden Lichtstrahlen die Zylinderlinse annähernd parallel
zur Hauptachse des Systems durchsetzen, so daß diese Linse keine Bildunschärfe nach
den Rändern hin bewirken kann. Die Brennweite der zweiten zusätzlichen Zylinderlinse
ir wird zweckmäßig etwa gleich ihrem Abstand von der hinter der Spiegelschraube
abgeordneten Zylinderlinse q bernessen. Durch diese 1laßnahmewird erreicht, daß
das Strahlenbündel in der Ebene der Linse q so schmal wie überhaupt möglich ist,
denn der Mittelstrahl des ganzen Bündels verläuft immer durch die Mittellinie der
Linse. Die notwendige Grölte dieser Linse wird also nur noch durch den Öffnungswinkel
der über die Spiegelschraube verlaufenden Lichtstrahlen bestimmt. Damit sind für
diese Linse die kleinsten Abrnessungen erreicht, die dafür bei Anwendung der Strahlkonzentration
auf eine Spiegelschraubenlarnelle überhaupt möglich sind. Das ist sehr wichtig,
da diese Linse bei jeder anderen Anordnung sehr große Dimensionen erhalten müßte.In Fig. D. and FIG. 5 shows an exemplary embodiment of the invention in two mutually perpendicular planes and is to be described in more detail below. For the sake of clarity and simplicity of the illustration, the mirror screw s, which is used to compose the picture, is only referred to as a plane through which the light rays pass, while the light rays are actually reflected on the reflecting lamellae. However, this change compared to the actual beam path has no influence on the representation of the mode of operation of the other system parts. i is a Kerr cell, the slit of which is to be regarded as a controllable light source, h is an appropriately aberration-free converging lens that is cemented directly onto the Kerr cell vessel. The light beams which pass through the Kerr cell gap are directed by a deflecting mirror in such a way that they fall through the cylindrical lenses with a lens ring which rotates further by one lens width during the scanning of an image. In FIG. 5, for the sake of simplicity, this deflecting mirror iit and also the Kerr cell vessel i with lens 1e have been omitted. The rays of light leave the lenses n. Approximately parallel and then pass through the cylinder lenses t, the cylinder lens p perpendicular to them and the cylinder lens zt, which is parallel to the lens t , to the mirror screw s.Behind the mirror screw, the light rays pass another cylinder lens q, whose focal line is also those of the lens t and it runs parallel before they reach the screen, not shown. The lenses tt, p and q are expediently at least achromatic. The mode of action of the lenses is as follows: The lenses of the ring o serve to concentrate all the light rays emanating from the controlled light source, Kerr cell i, onto the mirror screw lamella, which is used to build up the image. As can be seen from FIG. The cylindrical lenses n, t, ii and q only have the effect of plane-parallel glass plates in this direction. As can be seen from Fig. 5, the lens q is used to image the mirror screw on your screen in the direction of the sequence of the individual lines of the image. This figure also shows that the light rays coming from i pass through the cylinder lens approximately parallel to the main axis of the system, so that this lens cannot cause any image blurring towards the edges. The focal length of the second additional cylinder lens ir is expediently approximately equal to its distance from the cylinder lens q located behind the mirror screw. This exposure ensures that the bundle of rays in the plane of the lens q is as narrow as possible, because the central ray of the whole bundle always runs through the center line of the lens. The necessary size of this lens is only determined by the opening angle of the light rays passing over the mirror screw. This achieves the smallest dimensions for this lens that are possible at all when the beam concentration is applied to a mirror screw shaft. This is very important since this lens would have to have very large dimensions with any other arrangement.