DE755004C - Modulationseinrichtung, insbesondere fuer Lichtsprechgeraete - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Modulation von Strahlen., insbesondere für Lichtsprechgeräte, welche Nachteile der bisher bekanntgewordenen Einrichtungen dieser Art hinsichtlich der Ausnutzung der verfügbaren Menge der Strahlen zur Modulation vermeidet.

Die bisher bekanntgewordenen Einrichtungen arbeiten folgendermaßen: Mit Hilfe eines Kondensors wird der Leuchtkörper einer Lampe auf einen kleinen Schwingspiegel abgebildet, der als Plan- oder Hohlspiegel ausgebildet sein kann und im Brennpunkt einer Sammellinse oder eines Hohlspiegels steht. Durch diese Sammellinse oder den Hohlspiegel wird der Leuchtkörper am Empfangsort abgebildet. Die Krümmung des Schwingspiegels wird dann meist so gewählt, daß die Öffnung des Kondensors in der Öffnung der großen Sammellinse oder des Hohlspiegels abgebildet wird. Durch geeignete Mittel wird der Schwingspiegel in Bewegung gesetzt, wodurch bei entsprechender Einstellung das Bild der Kondensoröffnung mehr oder weniger in der Öffnung der Sammellinse oder des Hohlspiegeis liegt. Hierdurch wird diese mehr

oder weniger ausgeleuchtet und damit das ausgestrahlte Licht moduliert. Um nun bei geringen Winkelausschlagen des Schwingspiegels einen möglichst hohen Modulationsgrad zu erhalten, hat man vorgeschlagen, die freie Öffnung des Kondensors und der Sammellinse gitterartig zu unterteilen, wodurch bei senkrecht zur Gitterstegrichtung erfolgenden Winkelausschlägen des Spiegels von der ίο Größe der halben Breite eines Gittersteges eine vollständige Durchmodulation erreicht wird. Die bekannten Einrichtungen dieser Art weisen aber den Mangel auf, daß von der gesamten freien Lichtöffnung nur die Hälfte nutzbar ist. Zweck der erfindungsgemäßen Einrichtung ist, diesen Nachteil zu beseitigen und sämtliche von der Strahlenquelle ausgehenden und erfaßbaren Strahlen nutzbar zur Modulation herauszuziehen. Dieser Mangel wird bei einem bekanntgewordenen Verfahren ebenfalls vermieden, das allerdings auf einer ganz anderen physikalischen Grundlage beruht. Bei diesem bekannten Verfahren, das zur Umformung von mechanischen, durch Schall hervorgerufenen Änderungen in elektrische Impulse dient, wird das eine von zwei von einer Lichtquelle ausgehenden Strahlenbündeln diesen Änderungen unterworfen und mit dem anderen, unbeeinflußten Strahlenbündel zur Interferenz gebracht. Die dabei infolge der eintretenden Gangunterschiede bewirkten Lichtschwankungen gelangen auf eine Photozelle. Hierbei wird das gesamte, von der Lichtquelle ausgehende Licht zur Modulation herangezogen, indem bei Phasengleichheit das volle Licht auf die Zelle fällt, während bei einer Phasenverschiebung um i8o° gar keine Belichtung der Zelle erfolgt. Die erfindungsgemäße Modulationseinrichtung, insbesondere für Lichtsprechgeräte oder auch Geräte mit Infrarotstrahlung, bei der das von einer Strahlenquelle kommende Strahlenbündel über ein erstes optisches System am Orte eines schwingenden Spiegels gesammelt und von dort auf ein zweites optisches Sammelsystem abgelenkt wird, ist gekennzeichnet durch eine in der Nähe des ersten optischen Sammelsystems angeordnete, vorzugsweise aus einer Anzahl brechender Keile bestellende Strahlenzerlegungseinrichtung, die das von der Lichtquelle kommende Lichtbündel in zwei Teilstrahlenbündel zerlegt und damit auf dem schwingenden Spiegel zwei nebeneinanderliegende Bilder der Lichtquelle erzeugt, und durch eine weitere, zwischen dem schwingenden Spiegel und dem zweiten optischen Sammelsystem· angeordnete, vorzugsweise ebenfalls aus einer Anzahl brechender Keile bestehende Vorrichtung, an deren Ort die Strahlenzerlegungseinrichtung durch den schwingenden Spiegel abgebildet wird, derart, daß an einer hinter dem zweiten optischen Sammelsystem liegenden Stelle in der einen Endstellung des schwingenden Spiegels alle durch das erste Sammelsystem gehenden Strahlen zu einem Hauptbild vereinigt werden, während in der anderen Endstellung des Spiegels alle Strahlen vorbeigehen und lediglich Nebenbilder entstehen.

Zweckmäßig ist in jedem der beiden Keilsysteme die Höhe der Keile gleich der Höhe der Zwischenräume, während der brechende Winkel des ersten Keileystems, die Brennweite des schwingenden Spiegtls sowie die Abstände der beiden Keilsysteme von dem Schwingspiegel derart bemessen sind, daß in dem Bilde des ersten Keilsystems am Orte des zweiten Keilsystems die Keilhöhen und die Lücken ebenso groß sind wie die Keilhöhen und die Lücken des zweiten Keilsystems.

Man kann zur Verringerung der Bildfehler die Keile des ersten Systems innerhalb des aus mehreren Linsen bestehenden Kondensorsystems anbringen, durch welche die Strahlenbündel annähernd parallelstrahlig verlaufen. Die Keile können auf einer Linse des Kondensorsystems befestigt werden oder, von den Linsen getrennt, etwa in einem Rahmen in den Strahlengang eingeschaltet werden.

Die Aufteilung des Strahlenbündelsystems in zwei Systeme mit verschiedenem Vereinigungspunkt kann auch durch ein Kondensorsystem erfolgen, welches einen Sammelspiegel enthält. Das erste sammelnde System wird dabei durch einen Sammelspiegel gebildet, dessen konkave Fläche eine aus einer Mehrzahl durch Lücken voneinander getrennter Streifen bestehende Versilberung und dessen konvexe Rückseite eine weitere Versilberung aufweist, welche in den Lücken der Versilberung der Innenfläche liegt, wobei beide Flächen eine derartige Krümmung aufweisen, daß von einer Strahlenquelle auf dem Schwingspiegel zwei nebeneinanderliegende Bilder der Strahlenquelle entstehen.

In den Abbildungen sind in schematischer Darstellung Ausführungsformen des grundsätzlichen Erfindungsgedankens für ein Lichtsprechgerät dargestellt, und zwar zeigen

Abb. i, 2 und 3 eine Einrichtung mit Keilsystemen, wobei schematisch der Strahlengang bei den Hauptstellungen des Schwingspiegels der besseren übersieht wegen nur in zwei Strahlenbündeln zur Ermittlung der Orte der Abbildungen gezeichnet ist;

Abb. 4 zeigt die Lichtverteilung auf die drei Bilder, welche bei dem Beispiel nach Abb. ι bis 3 hinter dem zweiten sammelnden System entstehen; in

Abb. 5 ist eine beispielsweise Ausführungsform dargestellt, in der für das erste sam-

melnde System mit brechenden Keilen ein Kondensorhohlspiegel mit streifenweiser Versilberung verwendet wird ;

Abb. 6 zeigt den Strahlengang für eine Anordnung zur Ausblendung der hinter dem zweiten sammelnden System entstehenden Nebenbilder.

Der Schwingspiegel braucht nur geringe Drehbewegungen auszuführen, um die volle

ίο Durchmodulation von Hell auf Dunkel zu bewirken. In der Abb. ι ist die Endstellung der Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn dargestellt, während Abb. 2 die- Mittelstellung und Abb. 3 die Endstellung der Drehung im Uhrzeigersinn zeigen.

Im einzelnen bedeuten in den Abb. 1 bis 3 ι eine Lichtquelle, 2 das erste sammelnde System mit dem System brechender Keile 3, 4 den schwingenden als Hohlspiegel dargestellten Spiegel, auf dem die Bilder 5 und 6 der Lichtquelle 1 gebildet werden.

Von den Strahlenbündeln sind die Bündel 7 und 8 verfolgt, welche bei der Abb. 1 als Bündel 9 voll zwischen den Lücken der Keile

12 hindurchgehen, während die Bündel 10 voll auf die Keile 12' fallen. In der Ebene 13 wird nun bei der Stellung des Schwingspiegel gemäß Abb. 1 von den Strahlenbündeln 9' und 10' das Bild 14 gebildet, welches die Maximalhelligkeit aufweist.

In der Abb. 2 ist der Hohlspiegel 4 gegenüber der Abb. 1 um einen kleinen Winkel im Uhrzeigersinn gedreht, daher wird durch die Zwischenstellung des Hohlspiegels 4 eine Teilung der Bündel 9 und 10 in g' und 9" sowie 10' und 10" hervorgerufen. Nunmehr erscheint in der Ebene 13 das Hauptbild 14 nur mit der Hälfte der Helligkeit, verglichen mit Abb. 1. Ferner entstehen zwei Nebenbilder 15 und 16 mit der halben Helligkeit des Hauptbildes 14.

In der Abb. 3 ist der schwingende Hohlspiegel 4 noch weiter im Sinne des Uhrzeigers gedreht. In dieser Endstellung gehen alle Strahlenbündel an der Stelle des Hauptbildes vorbei, so daß das Hauptbild völlig verschwindet.

Die Abb. 4 zeigt die Helligkeitsverteilung der Bilder in der Ebene 13, woraus im Zusammenhang mit Abb. 1 bis 3 ersichtlich ist, daß eine vollständige Durchmodulation des gesamten verfügbaren Lichtes und eine Verdoppelung der Steilheit der Modulationscharakteristik erzielt ist. In Abb. 4 bedeuten I, II und III die Helligkeitsverteilung gemäß den Spiegelstellungen der Abb. 1, 2 und 3, während α jeweils das linke Nebenbild 16, c das rechte Nebenbild 15 und b das Hauptbild 14 bedeutet. Dia Schraffierung von rechts oben nach links unten bedeutet eine Belichtung der entsprechenden Fläche von dem Bild 5 auf dem Schwingspiegel, die Schraffierung \"on links oben nach rechts unten die Belichtung von dem Bild 6 des Schwingspiegels.

In Abb. 5 ist 2 der Kondensorhohlspiegel mit den stufenweise angeordneten Silberbelegungen 3' und 3". Der Krümmungsmittelpunkt 18 der Außenfläche 3" ist dabei gegenüber dem Krümmungsmittelpunkt 17 entsprechend verschoben, damit von der Lichtquelle 1 zwei Bilder 5 und 6 auf dem Schwingspiegel 6 entstehen. Die übrigen Bezugszeichen stimmen mit den entsprechenden Zeichen der Abb. ι bis 3 überein.

Abb. 6 zeigt eine Möglichkeit der Ausblendung der Nebenbilder 15 und 16, welche am Empfangsorte nicht erforderlich sind und gegebenenfalls sogar zu Störungen für das Hauptbild Anlaß geben könnten. Die Nebenbilder können aber getrennt oder überlagert zur Kontrolle der ausgesendeten Hauptstrahlung herangezogen, werden. Nach dem Ausführungsbeispiel der Abb. 6 ist am Orte der ersten Bildebene 13 eine Blende 19 angebracht und dahinter ein drittes sammelndes System 20, welches die Abbildung des Hauptbildes am Empfangsort 21 bewirkt. Die weiteren Bezuigszieichen· der Abb. 6 entsprechen denjenigen der Abb. 1 bis 3.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Modulationseinrichtung, insbesondere für Lichtsprechgeräte, bei der das von einer Lichtquelle kommende Strahlenbündel über ein erstes optisches System am Orte eines schwingenden Spiegels gesammelt und von dort auf ein zweites optisches Sammelsystem, abgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des ersten optischen Sammelsystems (2) eine vorzugsweise aus einer Anzahl brechender Keile (3) bestehende Strahlenzerlegungseinrichtung vorgesehen ist, die das von der Lichtquelle (1) kommende Lichtbündel in zwei Teilstrahlenbündel (7, 8) zerlegt und damit auf dem schwingenden Spiegel (4) zwei nebeneinanderliegende Bilder (5, 6) der Lichtquelle (1) erzeugt, und daß eine weitere zwischen dem schwingenden Spiegel (4) und dem zweiten optischen Sammelsystem (11) vorgesehene, vorzugsweise ebenfalls aus einer Anzahl brechender Keile (12) bestehende Vorrichtung, an deren Ort die Strahlenzerlegungseinrichtung (3) durch den schwingenden Spiegel (4) abgebildet wird, derart angeordnet ist, daß an einer hinter dem zweiten optischen Sammelsystem (11) liegenden Stelle (13) in der einen Ends teilung des schwingenden

   Spiegels (4) alle durch 'das erste Sammelsystem gehenden Strahlen zu einem Hauptbild (Fall I, Abb. 4) vereinigt werden, während in der anderen Endstellung des Spiegels (4) alle Strahlen vorbeigehen und lediglich Xebenbilder entstehen (FaIlIII, Abb. 4).
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der beiden Keilsysteme die Höhe der Keile gleich der Höhe der Zwischenräume ist, der brechende Winkel des ersten Keilsystems, die Brennweite des schwingenden Spiegels sowie die Abstände der beiden Keilsysteme von dem Schwingspiegel derart bemessen sind, daß in dem Bilde des ersten Keilsystems am Orte des zweiten Keilsystems die Keilhöhen und die Lücken ebenso· groß sind wie die Keilhöhen und die Lücken des zweiten Keilsystems.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die brechenden Keile innerhalb des aus mehreren Linsen bestehenden Kondensorsystems angebracht sind, durch welche die Strahlenbündel annähernd parallelstrahlig verlaufen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die brechenden Keile auf einer Linse des Kondensorsystems befestigt sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste sammelnde System aus einem Sammelspiegel (2, Abb. 5) besteht, dessen konkave Fläche eine aus einer Mehrzahl durch Lücken \'oneinander getrennter Streifen bestehende Versilberung (3'), und dessen konvexe Rückseite eine weitere Versilberung (3'') aufweist, welche in den Lücken der Versilberung der Innenfläche liegt, und daß beide Flächen eine derartige Krümmung aufweisen, daß von einer Strahlenquelle auf dem Schwingspiegel zwei nebeneinanderliegende Bilder der Strahlenquelle entstehen.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Orte (13) des durch das zweite sammelnde System entworfenen Bildes der Strahlenquelle eine Blende angeordnet ist, durch die die an dem genannten Bilde vorbeigehenden Strahlen zurückgehalten werden, und hinter dem zweiten sammelnden System ein drittes sammelndes System (20) angeordnet ist, durch das von dem genannten Bilde am Empfangsort ein Bild entworfen wird.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

   österreichische Patentschrift Nr. 105248; schweizerische Patentschrift Xr. 169 880; britische Patentschriften Nr. 129 747, 356248.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen