FR2644906A1 - HIGH ILLUMINATION ILLUMINATOR DEVICE - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif illuminateur, à haut rendement d'éclairement particulièrement applicable aux projecteurs d'image du type projecteurs de cinéma, projecteurs de diapositives, rétroprojecteurs et analogues, et pouvant aussi être utilisés dans les appareils d'éclairage. The present invention relates to an illuminating device, with high lighting efficiency which is particularly applicable to image projectors of the cinema projectors, slide projectors, overhead projectors and the like, and which can also be used in lighting devices.
les dispositifs illuminateurs actuellement connus, servant à la projection d'images, se conposent couine illustrés schématiquement à la figure 1 des dessins annexés
- d'une source lumineuse (1) comme par exemple une lanpe à incan
descence, une lampe halogène et analogue
- d'un miroir (2) réfléchissant du type parabolique, elliptique ou
sphérique
- d'une lentille (3) asphérique
- d'un filtre anticalorique (4)
- d'une lentille plan-convexe (5)
- d'un plan-objet (6) tel qu'une pellicule de diapositive, un film
cinématographique et analogue, et enfin
- d'un objectif de projection (7) dit "pupille de projection".currently known illuminating devices, used for projecting images, are whimsical illustrated schematically in Figure 1 of the accompanying drawings
- a light source (1) such as, for example, an incan lanyard
descence, a halogen lamp and the like
- a reflecting mirror (2) of the parabolic, elliptical or
spherical
- an aspherical lens (3)
- a heat filter (4)
- a plano-convex lens (5)
- an object plane (6) such as a slide film, a film
cinematographic and analogous, and finally
- a projection objective (7) called "projection pupil".
Bien entendu, cet ensemble est logé dans un boitier ou carter non représenté. Of course, this assembly is housed in a case or casing not shown.
Dans un tel dispositif, l'éclairement dans le plan de la diapositive (6) est considéré comne étant uniforme du fait qu'en général on constate un écart inférieur à 30% entre l'éclairement au centre de la diapositive et l'éclairement aux bords de celle-ci ; en outre, les rayons lumineux sont concentrés dans la pupille (7) de l'objectif servant à reformer l'image de la diapositive sur un écran (E). In such a device, the illumination in the plane of the slide (6) is considered to be uniform since in general there is a difference of less than 30% between the illumination in the center of the slide and the illumination at edges thereof; in addition, the light rays are concentrated in the pupil (7) of the lens used to reform the image of the slide on a screen (E).
On a représenté sur les dessins annexés, par des flèches, le trajet des rayons lumineux émis par la source (1). There is shown in the accompanying drawings, by arrows, the path of the light rays emitted by the source (1).
les mesures du rendement lumineux effectuées sur un tel système montrent que ce rendement est en général de l'ordre de 5%, ce qui veut dire que 5t seulement des rayons émis par la source (1) passent dans la pupille (7) de l'objectif de projection et se retrouvent dans l'image formé sur l'écran (E). measurements of the light output made on such a system show that this output is generally of the order of 5%, which means that only 5t of the rays emitted by the source (1) pass through the pupil (7) of the projection lens and are found in the image formed on the screen (E).
Une variante du dispositif qui vient d'être décrit, et que l'on utilise notamment dans les projecteurs de cinéma, est schématisée à la figure 2 des dessins annexés. A variant of the device which has just been described, and which is used in particular in cinema projectors, is shown diagrammatically in FIG. 2 of the appended drawings.
Elle comporte la source lumineuse (1) logée dans un miroir (2) de préférence parabolique à traitement dichroique permettant d'éliminer une grande partie des rayons infrarouges émis par cette source lumineuse. It comprises the light source (1) housed in a mirror (2) preferably parabolic with dichroic treatment making it possible to eliminate a large part of the infrared rays emitted by this light source.
Cet ensemble est simplement suivi d'un filtre anticalorique (4), puis du plan-objet (6) (qui est dans ce cas le film cinématographique) placé dans le plan de l'image du filament donné par le miroir parabolique (2). Les rayons lumineux provenant de l'objet (6) traversent ensuite, corne précédemment, l'objectif de projection (pupille) (7) pour être enfin recus sur l'écran (E). This set is simply followed by a heat filter (4), then by the object plane (6) (which in this case is the cinematographic film) placed in the plane of the image of the filament given by the parabolic mirror (2) . The light rays coming from the object (6) then cross, previously horn, the projection objective (pupil) (7) to be finally received on the screen (E).
Or il s'avère que dans cette variante, le rendement lumineux est encore de l'ordre de 5%
La présente invention vise par contre d'atteindre, à partir d'une source lumineuse de même type et de même puissance que dans les disposi- tifs connus rappelés ci-dessus, un rendement d'éclairement bien supérieur à 58 ou inversement d'obtenir le même éclairement qu'avec les dispositifs connus mais avec une source lumineuse de puissance bien inférieure à celle utilisée dans ces dispositifs.Now it turns out that in this variant, the light output is still around 5%
The present invention, on the other hand, aims to achieve, from a light source of the same type and the same power as in the known devices recalled above, a lighting efficiency much greater than 58 or conversely to obtain the same illumination as with known devices but with a light source of much lower power than that used in these devices.
Ces buts sont atteints en réalisant le dispositif selon l'invention qui est essentiellement caractérisé par le fait qu'il comprend une source lumineuse logée dans un miroir de révolution, un manchon tronconique et une lentille plan-convexe disposés entre cette source lumineuse et le dispositif porte-image à projeter suivi de l'objectif de projection. These aims are achieved by producing the device according to the invention which is essentially characterized in that it comprises a light source housed in a mirror of revolution, a frustoconical sleeve and a plano-convex lens arranged between this light source and the device image holder to be projected followed by the projection objective.
Suivant d'autres caractéristiques :
- le miroir de révolution est avantageusement parabolique, ellipti
que ou hémisphérique et de préférence parabolique t
- la source lumineuse est placée de préférence sur l'axe de révo
lution dudit miroir ;
- le manchon tronconique est de révolution et il est placé de
manière que son axe de révolution coincide avec celui du miroir de
révolution t
- les parois internes du manchon tronconique seront réfléchissan
tes et à réflexion totale ;
- le diamètre de la face du tronc de cône située du cOté de la
source lumineuse est inférieur, égal ou supérieur au diamètre de
la face située du côté du dispositif porte-objet ;;
- la lentille plan-convexe est de révolution et elle est placée de
manière que son axe de révolution coincide lui aussi avec celui du
miroir de révolution :
- un filtre anti-calorique est éventuellement prévu entre la sour
ce lumineuse et le manchon tronconique.According to other characteristics:
- the mirror of revolution is advantageously parabolic, elliptical
than or hemispherical and preferably parabolic t
- the light source is preferably placed on the axis of revo
reading of said mirror;
- the frustoconical sleeve is of revolution and it is placed
so that its axis of revolution coincides with that of the mirror
revolution t
- the internal walls of the frustoconical sleeve will be reflective
yours and total reflection;
- the diameter of the face of the truncated cone located on the side of the
light source is less than, equal to or greater than the diameter of
the side located on the side of the object-holding device;
- the plano-convex lens is of revolution and it is placed
so that its axis of revolution also coincides with that of
revolution mirror:
- a heat filter is optionally provided between the sour
this luminous and the frustoconical sleeve.
D'autres caractéristiques et les avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés sur lesquels
- les figures 1 et 2 sont, corne indiqué précédemment, des repré
sentations schématiques de dispositifs illuminateurs connus, et
- la figure 3 est une représentation schématique d'un dispositif
illuminateur conforme à l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows, given with reference to the appended drawings in which
- Figures 1 and 2 are, horn indicated above, repre
schematic sensations of known illuminating devices, and
- Figure 3 is a schematic representation of a device
illuminator according to the invention.
En se référant à cette figure 3, le miroir (2 > est de préférence parabolique de révolution et à traitement dichroique. Referring to this figure 3, the mirror (2> is preferably parabolic of revolution and with dichroic treatment.
On peut, bien entendu, le prévoir aussi elliptique ou hémisphérique. La source lumineuse (1) peut être de tout type connu. Elle est de préférence placée sur l'axe de révolution (X-Y) du miroir (i) et si possible en son foyer. Suivant la forme de réalisation la plus simple, le manchon tronconique (8) est directement traversé par les rayons lumineux émis par ladite source (1). One can, of course, also provide it elliptical or hemispherical. The light source (1) can be of any known type. It is preferably placed on the axis of revolution (X-Y) of the mirror (i) and if possible in its focus. According to the simplest embodiment, the frustoconical sleeve (8) is directly crossed by the light rays emitted by said source (1).
En outre, il sera avantageusement disposé de facon, d'une part que son axe de révolution soit confondu avec celui (X-Y) du miroir de révolution (2) et que, d'autre part le diamètre de sa face située du côté de la source lumineuse soit inférieur, égal ou supérieur au diamètre de la face située du côte du dispositif porte-image t6). In addition, it will advantageously be arranged in a way, on the one hand that its axis of revolution is coincident with that (XY) of the mirror of revolution (2) and that, on the other hand the diameter of its face located on the side of the light source is less than, equal to or greater than the diameter of the face located on the side of the image-holding device t6).
Une amélioration que l'homme du métier comprendra aisément consiste à intercaler sur le trajet de ces rayons un filtre anticalorique (4). An improvement which a person skilled in the art will easily understand consists in inserting an heat-resistant filter (4) on the path of these spokes.
La caractéristique essentielle que doit présenter le tronc de cône (8) pour obtenir le résultat escompté est que ses parois internes soient les plus réfléchissantes possibles. The essential characteristic that the truncated cone (8) must have in order to obtain the expected result is that its internal walls are as reflective as possible.
On constate, en effet, que la présence de ce manchon tronconique à parois internes réfléchissantes conduit, de facon imprévisible et inattendue, à une augmentation très importante du rendement lumineux lorsque les rayons provenant dudit manchon servent à illuminer l'objet f6) pour projeter l'image de celui-ci sur l'écran (E) après avoir traversé l'objectif (7). It is found, in fact, that the presence of this frustoconical sleeve with reflective internal walls leads, in an unpredictable and unexpected manner, to a very significant increase in the light output when the rays coming from said sleeve serve to illuminate the object f6) to project the image of it on the screen (E) after having crossed the objective (7).
C'est ainsi que lorsqu'un ensemble dont les éléments constitutifs ont été définis ci-dessus est réalisé au sein d'un tube-carter non représenté avec simplement un tronc de cône de révolution (8) en matière transparente, dont l'axe de révolution coincide avec l'axe(X-Y)du miroir de révolution (2), et dont les dimensions sont telles que, associé à la lentille plan-convexe (5) l'éclairement soit uniforme dans le plan de l'objet (6) (diapositive ou film), les rayons lumineux résultants étant collectés par l'objectif (7), on obtient un rendement lumineux sur l'écran (E) d'au moins 25%
Ce rendement représente au moins cinq fois l'importance de celui obtenu à partir d'une source lumineuse de même type et de même puissance d'un dispositif de la technique actuellement connue.Thus, when an assembly whose constituent elements have been defined above is produced within a casing tube not shown with simply a truncated cone of revolution (8) in transparent material, the axis of which of revolution coincides with the axis (XY) of the mirror of revolution (2), and whose dimensions are such that, associated with the plano-convex lens (5) the illumination is uniform in the plane of the object (6 ) (slide or film), the resulting light rays being collected by the objective (7), a light output on the screen (E) of at least 25% is obtained
This efficiency represents at least five times the importance of that obtained from a light source of the same type and of the same power from a device of the technique currently known.
Ceci autorise du reste à dire qu'inversement, on peut obtenir un éclairement égal à celui de ces dispositifs connus avec une source de puissance cinq fois moindre ou plus. This allows the rest to say that conversely, one can obtain an illumination equal to that of these known devices with a power source five times less or more.
Cela constitue un progrès incontestable. This constitutes undeniable progress.
Bien entendu, on peut améliorer encore les résultats suivant les cas, tenant compte des dimensions et de la nature des matériaux dont on dispose. Of course, the results can be further improved depending on the case, taking into account the dimensions and the nature of the materials available.
On pourra alors réaliser, en fonction de ces dimensions et de ces matériaux, le miroir de révolution (2) de même que le tronc de cône (8) qui pourra être en verre blanc, en matière plastique de qualité optique du type méthacrylate ou polycarbonate, en métal poli-réfléchissant, etc... It will then be possible, as a function of these dimensions and of these materials, to produce the mirror of revolution (2) as well as the truncated cone (8) which may be of white glass, of optical quality plastic of the methacrylate or polycarbonate type , in polished-reflective metal, etc ...
les caractéristiques importantes à lui conférer étant le maximum de transmission de tout rayon lumineux entrant dans le cône ainsi que le maximum de réflexion sur les parois internes, voire une réflexion totale de tout rayon lumineux atteignant les dites parois.the important characteristics to be given to it being the maximum transmission of any light ray entering the cone as well as the maximum reflection on the internal walls, or even a total reflection of any light ray reaching said walls.
De la sorte, le maximum de rayons lumineux voire leur totalité seront guidés et dirigés à travers la lentille (5) vers l'objectif (7) avec un éclairement uniforme dans le plan de l'objet (6 > . In this way, the maximum of light rays or even all of them will be guided and directed through the lens (5) towards the objective (7) with uniform illumination in the plane of the object (6>.
On comprendra aisement que l'illuminateur, objet de la présente invention, pourra être utilisé dans de nombreuses applications où un éclairement intense est recherché. I1 permet de plus un tel éclairement mais froid (sans infrarouges) sur une surface plus ou moins grande suivant, bien entendu, la forme des faces d'entrée et de sortie et des dimensions des parois latérales du manchon tronconique (8). It will be readily understood that the illuminator which is the subject of the present invention can be used in many applications where intense illumination is sought. I1 also allows such illumination but cold (without infrared) on a more or less large surface depending, of course, the shape of the inlet and outlet faces and the dimensions of the side walls of the frustoconical sleeve (8).
Il va du reste de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre purement explicatif et nullement limitatif, et que toute modification pourra y être apportée sans sortir de son cadre. It goes without saying that the present invention has been described purely for explanatory purposes and in no way limitative, and that any modification may be made without departing from its scope.
Claims (9)
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| PCT/FR1990/000173 WO1990011545A1 (en) | 1989-03-23 | 1990-03-15 | Illuminating device having a high luminosity factor |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8904034A FR2644906A1 (en) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | HIGH ILLUMINATION ILLUMINATOR DEVICE |
Publications (1)
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|---|---|
| FR2644906A1 true FR2644906A1 (en) | 1990-09-28 |
Family
ID=9380127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8904034A Withdrawn FR2644906A1 (en) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | HIGH ILLUMINATION ILLUMINATOR DEVICE |
Country Status (3)
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|---|---|
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| FR (1) | FR2644906A1 (en) |
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