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Wiedergabeapparat mit optischem Ausgleich.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wiedergabeapparat für Bild-oder Bildtonfilm mit kontinuierlichem Filmvorschub und optischem Ausgleich durch Spiegel, Prismen oder ähnliche Körper, die den Lichtstrahl unter einem zeitlich veränderlichen Winkel so ablenken, dass die Vorsehubgesellwindig- keit ausgeglichen wird und das Bild auf dem Projektionsschirm stillsteht.
Einfachheitshalber wird im nachstehenden nur von Spiegeln die Rede sein, obgleich sich die Erfindung nicht auf die Verwendung derselben beschränkt.
Der Vorteil des optischen Ausgleiches besteht in der Vermeidung der schrittweisen Fortschaltung der Bildbänder von Kinematographenapparaten. Die zahlreichen hiezu vorgeschlagenen Vorrichtungen sind teils von verwickelter Bauart und teuer, teils erfordern sie eine derartig grosse Genauigkeit des bewegenden Systems, wie sie in der Fabrikation kaum zu erzielen ist.
Für Normalfilmprojektoren werden in der Regel Bogenlampen mit grosser Krateroberfläche verwendet. Die erhebliche Flächenausdehnung der Lichtquelle bedingt beim optischen Ausgleich aber einen Spiegel mit einer ebenfalls verhältnismässig grossen Oberfläche, u. zw. aus folgendem Grunde.
Mit Rücksicht auf den Nutzeffekt ist es erforderlich, dass der Öffnungswinkel der Kondensorlinse genügend gross genommen wird, was zur Folge hat, dass der Krater der Bogenlampe sehr nahe am Kondensorsystem angeordnet werden muss. Diese Massnahme führt jedoch zu dem Erfolg, dass eine erheblich vergrösserte Abbildung eines durch das Filmfenster begrenzten Teiles des von dem Krater ausgehenden Lichtbündels durch die Kondensorlinse auf dem Spiegel erzeugt wird, der also auch ziemlich gross sein muss. Derartige grosse Spiegel weisen den Nachteil auf, dass sie zwecks Vermeidung einer Resonanz, die die Bildwiedergabe auf dem Schirm beeinträchtigen würde, ziemlich schwer ausgeführt sein müssen, eine Forderung, die wieder eine schwere, teuere Konstruktion der Ausgleichsvorrichtung und deren Antriebmechanismus zur Folge hat.
Es ist theoretisch natürlich möglich, eine Kondensorlinse zu verwenden, die ein nur wenig vergrössertes oder sogar verkleinertes Bild auf dem Spiegel erzeugt. In diesem Fall könnte ein Spiegel mit verhältnismässig kleiner Oberfläche verwendet werden, wenn nicht durch diese bereits vorgeschlagene Massnahme die Entfernung zwischen Kondensorsystem und Krater derart gross würde, dass durch den kleinen Öffnungswinkel ein erheblicher unzulässiger Lichtverlust mit in Kauf genommen werden muss.
Weiter ist es insbesondere bei der Verwendung der modernen Hoehleistungsbogenlampen, die derzeit fast ausschliesslich für Normalfilmprojektion in Theatern benutzt werden, notwendig, den Spiegel noch grösser zu wählen, als in bezug auf die vorhergehenden Ausführungen zu erwarten ist. Bei den Hochleistungsbogenlampen nimmt nämlich nicht nur die glühende Krateroberfläche an der Lichtaussendung teil, sondern in erheblichem Masse auch der Lichtbogen. Dieser Lichtbogen wandert während des Betriebes hin und her, so dass der durch ihn mittels der Kondensorlinse auf dem Spiegel erzeugte Lichtfleck eine wechselnde Grösse und Lage ha, t. Hieraus ergibt sich, dass der Spiegel noch grösser ausgestaltet sein muss, als lediglich für die Abbildung der Krateroberfläche notwendig sein würde.
Hieraus ergibt sich, dass selbst bei jenen Apparaten, bei denen die Lichtquelle in der Spiegeloberfläche oder in deren Nähe abgebildet wird, so dass der Spiegel in dem Teil des Strahlenganges mit dem kleinsten Durchschnitt angebracht ist, es durch die bis jetzt übliche Verwendung von Bogenlampen nicht möglich ist, die Abmessungen des Spiegels derart klein zu wählen, dass sich eine einfache Vorrichtung ohne besondere Massnahmen und ohne erhebliche Lichtverluste erreichen lässt. Die schwere
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Dunkelperiode erfolgen kann. Die perio dische Lichtaussendung kann sowohl durch eine Speisung mittels intermittierenden Gleichstromes als auch mittels Wechselstromes erreicht werden.
Die Ver- schlussanordnung lässt sich dadurch erübrigen, dass eine besondere Eigenschaft der in dem vorliegenden Falle in Betracht kommenden, z. B. Wechselstrom gespeisten Entladungsröhre ausgenutzt werden kann, nämlich die Eigenschaft, dass sie Dunkelperioden bestimmter Dauer aufweisen, ohne dass diese durch besondere Massnahmen, wie Vorschaltung von Drosseln, Widerständen u. dgl. vergrössert zu
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass der totale Nutz- lichtstrom wegen der ausserordentlich grossen Oberflächenhelligkeit der verwendeten Röhren trotz der
Verwendung eines Spiegels von geringer Oberflächengrösse, z. B. von etwa 20 x 30 mm, den für die
Projektion von Normalfilmen in grossen Theatern zu stellenden Bedingungen völlig genügt.
Das bereits oben erwähnte Trägheitsmoment des Spiegels in der erfindungsgemässen Vorrichtung kann für Normalfilmprojektion sogar derart gering gewählt werden, dass für den Fall der Verwendung eines Schwingspiegels das Zurückführen desselben in einer noch kürzeren Zeit, z. B. in 1/00 bis vs Sekunde erfolgen kann. Es hat sich in diesem Falle z. B. bei Normalfilmapparaten erwiesen, dass selbst in dem Falle, dass die Dunkelperioden nicht mit dem Rückgang des Spiegels im Einklang sind oder die Entladungsröhre durch ununterbrochenen Gleichstrom gespeist wird, dieser Rückgang sich bei der Projektion nicht störend bemerkbar macht.
Vorzugsweise wird jedoch, wie oben dargelegt, ein Synchronismus zwischen Spiegelbewegung und Lichtaussendungsperioden der Beleuchtungslicht- quelle eingehalten.
Obwohl im obenstehenden fast nur von einer einzigen Lichtquelle die Rede gewesen ist und hiemit sehr gute Resultate bezüglich der Bildwiedergabequalität erreicht werden können, kann es in manchen Fällen, z. B. wenn eine Wiedergabe höchstmöglicher Qualität in grossen Lichtspieltheatern erwünscht sein sollte, vorteilhaft sein, mehrere, z. B. zwei Entladungsröhren anzuordnen, die vorzugs- weise jede mit einer Kondensorlinse versehen werden. Durch diese Massnahme kann z. B. erreicht werden, dass der in dem Filmfenster liegende Filmabschnitt gleichmässiger beleuchtet wird. Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung werden zu diesem Zwecke mehrere, z. B. zwei Lichtquellen derartig in bezug auf das Filmfenster angeordnet, dass die von ihnen ausgesandten Lichtbündel neben- einander anschliessend das Filmfenster bedecken.
Zweckmässig werden dabei die Achsen der optischen
Systeme derart in bezug aufeinander angeordnet, dass die auf dem Spiegel erzeugten Bilder der Ent- ladungsbahnen einander bedecken. Es wird hiedurch noch der Vorteil erhalten, dass ein lichtstärkeres und gleichmässiger beleuchtetes Bild auf die Leinwand projiziert wird und der Spiegel in dem angegebenen Fall die kleinstmöglichen Abmessungen erhält.
Wenn die Lichtquellen in diesem Falle periodisch gespeist werden, kann, wie bereits oben dar- gelegt wurde, die vorhandene Dunkelperiode dazu benutzt werden, um den Rückgang des Spiegels, in z. B. 1/so Sekunde unsichtbar vor sich gehen zu lassen. Bekanntlich ergibt sich im allgemeinen bei einer Projektion, bei der jedes Bild nur einmal belichtet wird, ein hinderliches Flimmern, das auch in dem vorliegenden Falle auftreten würde. Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung wird in diesem Falle zur Verringerung dieser Flimmererscheinung jedes Bild auf seinem Wege durch das Film- fenster wenigstens zweimal belichtet, u. zw. derart, dass jedes Bild nacheinander wenigstens einmal durch jede der Lichtquellen belichtet wird.
An Hand der Figuren wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele näher erklärt. Fig. 1 zeigt eine vorzugsweise Ausführungsform eines Wiedergabeapparates gemäss der Erfindung mit schwin- gendem Spiegel, während in Fig. 2 zwei Spiegel für die Bildverschiebung dargestellt sind, nämlich ein bekannter und ein zur Verwendung in dem Apparat gemäss Fig. 1 geeigneter. In Fig. 3 ist der
Strahlengang in einer Ausführungsform gemäss der Erfindung angegeben. In den Fig. 4 und 5 ist eine
Beleuchtungsanordnung mittels zweier Lichtquellen dargestellt, während in Fig. 6 ein besonderes
Ausführungsbeispiel gezeichnet ist.
In Fig. 1 ist die als Lichtquelle verwendete gekühlte Hochdruckquecksilberdampfröhre mit 1 bezeichnet. Die ausgesandten Lichtstrahlen werden mittels der Kondensorlinse 2 auf das Filmfenster von etwa doppelter Bildhöhe 3 geworfen, so dass der Film 4, der durch das Sprossenrad 5 an dem Film- fenster kontinuierlich vorbeigezogen wird, stark beleuchtet wird. Lichtquelle und Kondensorlinse sind derartig angeordnet, dass ein Bild der annähernd linienförmigen Entladungsbahn 6 auf der Spiegel- oberfläche des Spiegels 7 erzeugt wird. Der Spiegel 7 ist in der Weise angeordnet, dass seine Schwin- gungsachse 13 parallel zu der Entladungsbahn 6 liegt. Er wird mittels eines Hebels 8 unter Verwendung eines z. B. durch die Zahnräder 11 und 12 angetriebenen Nockenrades 9 in Schwingung versetzt.
Die von dem Spiegel reflektierten Strahlen werden dann weiter in bekannter Weise durch die Optik 10 auf den nicht mehr dargestellten Schirm geworfen.
In Fig. 2 ist ein Spiegel A für die Verwendung einer Bogenlampe dargestellt, während mit B ein Spiegel bezeichnet ist, der in dem erfindungsgemässen Apparat benutzt werden kann. Das Träg-
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durchschnittlich eine Hohe 7t von etwa 60 mm und eine Breite b von etwa 40 mm. Durch die Verwendung einer Bogenlampe, die bekanntlich einen kreisförmigen Krater aufweist, der durch die Anordnung des Spiegels unter 45 als Ellipse, mit ihrer Längsachse senkrecht zu der Schwingungachse, auf dessen Oberfläche abgebildet wird, lassen sich diese ungünstigen Masse erklären.
Aus den Daten ergibt sich für das Verhältnis des Trägheitsmomentes des Spiegels A zu dem des Spiegels B in bezug auf die Schwingungsachse S die Proportion 72 : 2, so dass der letztgenannte Wert dem ersten gegenüber praktisch vernachlässigt werden kann.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, werden die von der Entladungsbahn 6 ausgesandten Lichtstrahlen durch die Kondensorlinse 2 zu einem Bündel zusammengefügt, das an der Stelle des Filmfensters 3 die mit 14 bezeichnete Form aufweist. Das im Querschnitt annähernd kreisförmige Bündel wird durch das Filmfenster begrenzt und bildet auf dem um die Achse 13 schwingenden Spiegel 7 ein Bild 15.
Wie aus der Abbildung hervorgeht, weist der Spiegel 7 in einer Richtung senkrecht zu der Sehwingungsachse nur eine geringe Breite auf, so dass das Trägheitsmoment sehr gering ist.
In Fig. 4 ist beispielsweise eine Anordnung mit zwei Lichtquellen 1 und 2 dargestellt, die jede mit einer Kondensorlinse 3 und 4- derart versehen sind, dass die ausgesandten Lichtbündel nebeneinander anschliessend das Filmfenster 5 bedecken, was aus Fig. 5 am besten ersichtlich ist. Es wird hiedurch erreicht, dass das ganze Filmfenster annähernd gleichmässig beleuchtet wird. Dadurch, dass jede Lichtquelle nur die Hälfte des Filmfensters beleuchtet, wird überdies eine viel grössere Oberflächenhelligkeit auf ihm erzeugt, was eine lichtstärkere-Projektion auf der Leinwand zur Folge hat.
Die optischen Achsen Ci und O2 der Beleuchtungssysteme sind derart zueinander geneigt, dass sie sich auf dem Spiegel schneiden.
Wie bereits erwähnt wurde, werden die Lichtquellen vorzugsweise intermittierend gespeist, z. B. mit unterbrochenem Gleichstrom oder Wechselstrom. Die Dunkelperioden in der Liehtaussendung werden in diesem Falle zweckmässig für das Zurückführen des Spiegels in seine Anfangsstellung benutzt.
Wenn die Lichtaussendung pro Bild während der Projektion auf der Leinwand nur einmal, d. h. ohne Unterbrechung stattfindet, wird hiedurch bekanntlich ein gewisses Flimmern verursacht. Dieser Nachteil kann in bekannter Weise dadurch behoben werden, dass jedes Bild auf seinem Wege durch das Filmfenster wenigstens zweimal belichtet wird, u. zw. gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung derart, dass jedes Bild nacheinander wenigstens einmal durch jede der Lichtquellen belichtet wird. Während der Projektion auf der'Leinwand wird jedes Bild deshalb wenigstens zweimal belichtet, durch welche Massnahme das Flimmern erheblich herabgesetzt wird. In Fig. 6 ist ein auf diese Ausführungsform bezügliche Zeitschema dargestellt. Hiebei ist sowohl die Bildfrequenz als auch die Periodenzahl des Wechselstromes mit 25 Hertz angenommen. Jedes Bild wird zweimal beleuchtet.
Vor dem Bildfenster 5 sind die verschiedenen Lagen eines Bildes dargestellt. In der Lage A ist das Bild gerade ganz vor der Öffnung des Filmfensters. In diesem Augenblick fängt die Lichtaussendung der ersten Lampe an, was durch die Lichtaussendungskurve X angegeben ist. Die maximale Lichtaussendung findet in dem Augenblick I statt, so dass das Bild in der Stelle B maximal belichtet wird.
In dem Augenblick 11, d. h. im Augenblick, wo das Bild sich gerade in der Lage C in der Mitte des Filmfensters befindet, findet keine Lichtaussendung statt. In D erhält das Bild wieder den maximalen Lichtstrom (Kurve y) der zweiten Lampe (Linie 111), während in E das Licht erlöscht und das Bild im Begriff ist, die Fensteröffnung zu verlassen. Hieraus ergibt sich, dass die beiden Lampen 1 und 2 vorteilhaft in den Linien I und 111 angeordnet sind, da in dem Augenblick der maximalen Lichtaussendung das Bild gerade vor einer der Lichtquellen steht, so dass die Beleuchtung möglichst gleichmässig ist. Zum-Zwecke einer Stromersparung kann von jeder Entladungsröhre eine halbe Periode unterdrückt werden, wie aus den Kurven 11 und 12 ersichtlich ist.
Der Erfindungsgedanke lässt sich selbstverständlich ausser bei Normalfilmapparaten auch bei Breit-und Schmalfilmapparaten verwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Wiedergabeapparat für Bild-oder Bildtonfilme mit kontinuierlichem Filmvorschub und optischem Ausgleich mit Spiegel, Prisma oder ähnlicher Lichtablenkeinrichtung, vorzugsweise ohne Verschlussanordnung, in dem ein Filmfenster mit einer Höhe von vorzugsweise etwa doppelter Bildhöhe verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle eine oder mehrere künstlich gekühlte Hochdruckmetalldampfröhren mit eingeschnürter Entladungsbahn verwendet werden, die in bezug auf das Kondensorsystem und den Spiegel derartig angeordnet sind, dass die annähernd linienförmige Lichtquelle praktisch parallel zu der Schwing-bzw. Drehachse des Spiegels od. dgl. liegt und dass die Entladungsbahn in der Spiegeloberfläche oder in deren Nähe abgebildet wird.