DE2410079C3 - Vorrichtung zur Beleuchtung eines Schriftzeichenträgers im Fotosatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines Schriftzeichenträgers in·. Fotosatz, unter Verwendung einer inhomogen strahlenden Lichtquelle Sowie eines zwischen Lichtquelle und mindestens einer Kondensorlinse angeordneten monofilen Lichtstabs.

Eine derartige bekannte Beleuchtungsvorrichtung (P 22 21 946.1-51) dient dazu, eine Vielzahl von Schriftzeichen auf dem Schriftzeichenträger, denen je eine Kondensorlinse vorgeschaltet ist, zu durchleuchten. Dazu Sind zwischen jeder der Kondensorlinsen und einer eineigen Lichtquelle Lichtleiter angeordnet, wovon jeder In einem ersten Abschnitt unmittelbar an die Lichtquelle angrenzend aus einem monofilen Lichtstab besteht, tin den sich ein zur Kondensorlinse geführter zweiter Abschnitt aus einem polyfilen Lichtleiter anschließt. Die Lichtleiter sind in ihrer Gesamtheit auf den mittleren Bereich einer stabförmigen Lichtquelle gerichtet, in dem die Lichtintensität pro Flächeneinheit weitgehend konstant ist, d. h. dem eine homogene Verteilung des Lichtes gewährleiste: ist. Damit möglichst viel des abgegebenen Lichtes von den einzelnen Lichtleitern aufgenommen wird, sind die Lichtleiter nahe an die Lichtquelle herangeführt. Wegen der dabei auftretenden thermischen Belastung der Lichtleiter sind die Anfangsstücke homofile Lichtstäbe.

Das aus den Austrittsenden des in diesem Bereich polyfilen Lichtleiters austretende Licht wird zu den zugehörigen Kondensorlinsen geleitet, um von hier als paralleler Strahlengang auszutreten. Ein zwischen Kondensorlinsen und Schriftzeichenträger angeordnetes Blendenfeld bestimmt die Größe der Belichtungsfelder. — In diesem telezentrischen Beleuchtungssystem, in dem eine große Anzahl Lichtleiter mit ihren Stirnflächen ebenfalls matrixartig nebeneinander auf die stabförmige Lichtquelle gerichtet sind, wird der gesamte von der Lichtquelle ausgehende Lichtfluß zur Beleuchtung jedes einzelnen Schriftzeichens verhältnismäßig schlecht ausgenutzt. Maximal ist der für jedes Schriftzeichen nutzbare Lichtfluß gleich dem gesamten Lichtfluß geteilt durch die Gesamtheit aller Stirnflächen und multipliziert mit der dem Schriftzeichen zugeordneten Stirnfläche des dem individuellen Schriftzeichen zugeordneten Lichtleiters. Tatsächlich ist die Ausnutzung des Lichtflusses noch schlechter, da die Stirnflächen nicht den gesamten Lichtfiuß ausnutzen, weil zwischen ihnen für die Lichtleitung nicht wirksame Flächenelemente liegen. — Die Stirnflächen sind so dicht unmittelbar an der Lichtquelle angeoidnet, daß sie mit einem im wesentlichen homogenen Teillichtfluß der stabförmigen Lichtquelle beaufschlagt werden. Eine Homogenisierung der Teil-Lichtflüsse wird dabei nicht angestrebt.

Zum Stand der Technik gehört ferner eine Beleuchtungseinrichtung mit Lichtleiter, mit der bei hoher

Lichtausbeute eine ungleichmäßige Struktur der Lichtquelle, die sich auf die Ausleuchtung des Lichtleitereingangs auswirkt, nicht auf der Lichtaustrittsseite auftreten joll (DT-AS 19 18 612). Hierzu ist die Eintrittsfläche des Lichtleiters in das von einer vorgeschalteten Optik erzeugte Bild einer ein Lichtquellenbild erzeugenden Optik angeordnet. Dem Lichtleiter ist eine weitere Abbildungsoptik derart nachgeschaltet, daß deren bildseitige Brennebene mit der Objektebene des zu beleuchtenden Objekts zumindest nahezu zusammenfällt. Da-

bei werden die angularen Übertragungseigenschaften eines polyfilen Lichtleiters ausgenutzt. — Die mit dieser Beleuchtungseinrichtung erzielbare Lichtausbeute ist aber aus folgendem Grunde begrenzt: Bei den üblichen Faserbündeln mit Fasern runden Querschnitts ist

^o im Unterschied zu einem monofilen Lichtstab etwa die Hälfte der Querschnittsfläche zum Lichteintritt und zur Lichtübertragung unwirksam, da die Fasern nicht die gesamte Querschnittsfläche des Lichtleiters ausfüllen und außerdem mit je einem für den Lichteintritt unwirksamen Mantel versehen sind. — Außerdem ist die Ausleuchtung des Eingangs der Lichtleiters verhältnismäßig schwierig, da eine ein Lichtquellenbild erzeugende Optik in den Eingang abgebildet werden soll, wodurch auch der optische Weg nicht beliebig kurz gehalten werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das von einer Lichtquelle mit inhomogener Lichtverteilung abgestrahlte Licht zur Beleuchtung eines Schriftzeichens auf einem Schriftzeichenträger nach dem bekannten Prinzip der Kinoprojektion auszunutzen, bei der eine homogene Lichtfläche auf das Bildfeld abgebildet wird. Bei möglichst gleichmäßiger Beleuchtung der Objektebene (voranstehend Bildfeld) soll die Lichtausbeute möglichst hoch sein. Optische Nachteile, die durch die denkbare Verwendung einer Mattscheibe auftreten können, insbesondere Absorption und Streuung; des Lichts sowie Abbildung der Struktur der Mattscheibe in der Objektebene, sollen vermieden werden. Trotzdem soll der Aufwand für die Beleuchtungseinrichtung möglichst gering sein.

Diese Aufgabe wird für eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Gattung gemäß der in dem Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst.

Damit wird die integrierende Wirkung eines monofilen Lichtstabes zur Schaffung einer Ersatzlichtquelle ausgenutzt, da der Lichtstab an seinem Austrittsende auch dann eine annähernd gleichmäßige Lichtverteilung zeigt, wenn das Eintrittsende mit einem inhomogenen Lichtfluß beaufschlagt wild. Das Austrittsende, aus dem also ein großer Teil des von der Lichtquelle, beispielsweise eines Leuchtfadens, ausgehenden Flusses in annähernd gleichmäßiger Verteilung heraustritt, wird auf den Schriftzeichenträger abgebildet. Bei der Abbildung des Schriftzeichens störende Strukturen beispielsweise einer Mattscheibe oder eines Lichtleitfaserbündels, in dem einzelne Fasern unterbrechen sein können, treten nicht auf. Da diese Beleuchtungsvorrichtung nach dem Prinzip der Kinoprojektion arbeitet, kann das Objektiv ohne Beschränkung durch den Beleuchtungsstrahlengang freizügig ausgelegt werden. Die Beleuchtungsvorrichtung ist insbesondere für ein verschiebbares oder umschaltbares Objektivsystem einfach, da Schaltlinsen entfallen können, um die Lichtquelle stets richtig in das Objektiv abzubilden.

Dabei wird trotz gleichmäßiger Beleuchtung des Schriftzeichenträgers der von der Lichtquelle ausgehende Lichtfluß sehr gut ausgenutzt. Hierzu ist in vorteilhafter Weiterbildung z-vischen dem Eingangsende des Lichtleitstabs und der Lichtquelle ein Kollektorlinsensatz angeordnet, der die Lichtquelle auf das Eintrittsende abbildet.

Der Lichtstab soll so kurz wie möglich bemessen sein, so daß er gerade den Lichtfluß im gewünschten Maße integriert, um keine zusätzlichen Verluste hervorzurufen.

Weiter ist die Beleuchtungsvorrichtung zweckmäßig so ausgestaltet, daß das Austrittsende dos Lichtstabs auf den Schriftzeichenträger durch den Kondensorlinsensatz vorzugsweise vergrößert abgebildet wird. Der abgebildete Bereich des Austrittsendes ist dabei zweckmäßig so bemessen, daß er etwas größer als der Bereich jedes Schriftzeichens auf dem Schriftzeichenträger ist, um das projizierte Schriftzeichen außerhalb des Randbereichs des Lichtstabs zu halten, in dem der Lichtfluß stärker abfällt.

Ferner empfiehlt es sich besonders, mit dem Kondensorlinsensatz nicht die Endfläche am Austrittsende des Lichtstabs abzubilden, da sich auf diesem Verschmutzungen niedersetzen können, sondern ihn auf eine Querschnittsfläche kurz hinter der Endfläche innerhalb des Lichtstabs einzustellen.
Um die Helligkeit und Auflösung der projizierten Schriftzeichen im Randbereich zu verbessern, ist weiter zwischen dem Kondensorlinsensatz und dem Schriftzeichenträger eine weitere Kondensorlinse nahe dem Schriftzeichenträger angeordnet, so daß die Randabstrahlung parallel zur Hauptachse erfolgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinrichtung wird im folgenden an Hand einer Zeichnung erläutert:

In der Zeichnung ist eine Lichtquelle 1 dargestellt, deren von einem Leuchtfaden ausgehender Lichtfluß möglichst gut ausgenutzt werden soll. Hierzu sind ein Hohlspiegel 3 und asphärische Kollektorlinsen 4 und 5 vorgesehen.

Der monofile Lichtstab ist mit 6 bezeichnet. Eine typische Bemessung des Lichtstabes ist eine Länge von 50 mm bei einem Durchmesser von 2 mm. Der Lichtstab ist am Eingangs- und Ausgangsende poliert.

Zwischen dem Lichtstab und einem zu beleuchtenden Schriftzeichenträger 7 schließen sich zwei Kondensorlinsen 8 und 9 an. Kurz vor dem Schriftzeichenträger befindet sich noch eine Linse 10. Ein Objektiv ist mit 11 bezeichnet, ein Film, auf den die Schriftzeichen zeilenweise belichtet werden, mit 12. Das optische System zwischen dem Schriftzeichenträger und dem Film ist dabei stark vereinfacht.

Mit den Kollektorlinsen 4 und 5 wird der Leuchtfaden der Lichtquelle auf das Eintrittsende des Lichtstabes abgebildet. Der Lichstab integriert den Lichtfluß, so daß sein Austrittsende annähernd gleichmäßig ausstrahlt. Mit den Kondensorlinsen 8 und 9 wird das Austrittsende auf ein Schriftzeichen, das mit dem Schriftzeichenträger in den Strahlengang geschoben ist, abgebildet. Der Abstrahlwinkel ist dabei zweckmäßig etwas kleiner als der Aperturwinkel des nachfolgenden Objektivs 11. Die Linse 10 hat die Aufgabe, die Schwerpunktstrahlen parallel zur optischen Achse abzuknikken, um das von dem Schriftzeichenträger abgestrahlte Licht voll in das Objektiv gelangen zu lassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Beleuchtung eines Schriftzeichenträgers im Fotosatz, unter Verwendung einer inhomogen strahlenden Lichtquelle sowie eines zwischen Lichtquelle und mindestens einer Kondensorlinse angeordneten monofilen Lichtstabs, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstab

(6) zur gleichmäßigen Beleuchtung eines Schriftzeichens auf dem Schriftzeichenträger (7) so angeordnet ist, daß er mit seinem Eintrittsende einen großen Bereich inhomogener Lichtverteilung der Lichtquelle (1) erfaßt, daß er so lang bemessen ist, daß er nach Integration des Lichtflusses aus seinem Austrittsende annähernd gleichmäßig abstrahlt und daß diese gleichmäßig le'iduende Fläche auf dem Schriftzeichenträger abgebildet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eintrittsende des Lichtstabs und der Lichtquelle ein Kollektorlinsensatz (4, 5) angeordnet ist, der die Lichtquelle auf das Eintrittsende abbildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Austrittsende des Lichtstabs (6) durch den Kondensorlinsensatz (8, 9) vorzugsweise vergrößert auf dem Schriftzeichenträger

(7) abgebildet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kondensorlinsen und dem Schriftzeichenträger eine weitere Kondensorlinse (10) nahe dem Schriftzeichenträger angeordnet ist, so daß die Randabstrahlung parallel zur Hauptachse erfolgt.