<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zur Regelung der Bildhelligkeit bei Bildwerfern
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für Bildwerfer zum Regeln der Schirmbildhelligkeit der projizierten Bilder in Abhängigkeit von der Lichtdurchlässigkeit ihrer Vorlagen. Die Helligkeit der auf dem Bildschirm erscheinenden Projektionsbilder wird bekanntlich bestimmt von der Helligkeitsleistung des Beleuchtungssystems im Projektor einerseits und von der Transparenz des jeweils verwendeten Diapositivs oder Filmstreifens anderseits.
In der Projektionspraxis macht es sich vielfach recht störend bemerkbar, dass die während einer Vorführung aufeinanderfolgenden Bilder in ihren Vorlagen nicht gleichmässig transparent sind, sondern abwechselnd eine sehr unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit aufweisen können. Diese Unterschiede bezüglich der Transparenz beruhen neben aufnahmetechnischen Verschiedenheiten und schwankenden Ergebnissen beim Entwicklungsprozess u. dgl. auch auf charakteristischen Eigenheiten des jeweiligen Bildinhalts.
Jedenfalls wird der hiedurch bedingte stark wechselnde Helligkeitseindruck beim Betrachten des Projektionsschirms oft als sehr störend empfunden.
Zur Behebung dieses Mangels wurde bereits vorgeschlagen, die vom Beleuchtungssystem abgegebene Lichtleistung in Abhängigkeit von der Transparenz des zu projizierenden Bildes manuell oder automatisch zu regeln. Ein Teil diesbezüglicher Vorschläge beruht auf dem Prinzip, die für das Projizieren verwendete Lichtleistung der elektrischen Projektionslampe durch Spannungs- bzw. Stromänderungen zu variieren, was beispielsweise über in den Speisestromkreis eingeschaltete und manuell oder automatisch betätigte Regelwiderstände erzielt werden kann. Dieser Weg der Helligkeitsregulierung der Lichtquelle des Projektors ist meist mit dem Nachteil behaftet, dass sowohl der Wirkungsgrad als auch die Farblage (Farbtemperatur) des abgestrahlten Lichtes Änderungen erfahren, weil beide Faktoren spannungsabhängig sind.
Es besteht also insbesondere bei farbigen Bildern die Gefahr, dass bei den projizierten Bildern die Farbwerte verfälscht sind.
Auf einem andern Prinzip beruhen diejenigen Vorschläge, welche zur Regulierung der das zu projizierende Bild durchstrahlenden Lichtleistung veränderbare Blenden verwenden. Dabei werden z. B.
Irisblenden in die Projektionsobjektive eingesetzt, um mit ihnen die Helligkeit des auf dem Projektionsschirm erzeugten Bildes zu regeln. Bei den modernen Projektoren mit auswechselbaren Objektiven bedingt diese Massnahme jedoch eine erhebliche Verteuerung des Gerätes, weil jedes der verschiedenen Projektionsobjektive mit einer solchen Regelblende ausgestattet sein muss. Ausserdem ist für den Fall der auto- matischen Regelung dabei auch noch besondere, oft mit recht erheblichem mechanischem Aufwand verbundene Vorsorge zu treffen, damit beim Auswechseln der einzelnen Objektive die verschiedenen benutzten Systeme mit den jeweils zugehörigen Blendenstellungen und Blendenveränderungsbereichen eine richtige Regelung ergeben.
Die vorliegende Erfindung vermeidet die vorgenannten Mängel dadurch, dass zur Helligkeitsregelung des die zu projizierenden Vorlagen (Diapositive oder Filmstreifen) durchdringenden Lichtstromes im Projektionsstrahlengang drehbar angeordnete Polarisierungssysteme angeordnet sind. Dabei wird nämlich weder in die spannungsbedingte Betriebslage der elektrischen Lichtquelle und des gesamten Beleuchtungssystems des Projektors eingegriffen, noch ist es notwendig, bei auswechselbaren Projektionsobjektiven jedes einzelne Objektiv mit einer Regelblende auszurüsten, die, wie bereits erwähnt, noch aufwendige Anordnungen zum selbsttätigen richtigen Einstellen von besonderen Kupplungsgliedern erfordern würde, um in jedem Falle ein einwandfreies Arbeiten einer im Projektor eingebauten,
von der Transparenz der jeweiligen Vorlage steuerbaren Regeleinrichtung bezüglich stets gleichbleibender Schirmbildhelligkeit zu gewährleisten.
Die Erscheinung der Lichtschwächung durch gekreuzte Polarisatoren ist aus der Fachliteratur allgemein bekannt. Ihre Wirkung beruht beim Verwenden von unpolarisiertem Licht und zwei gegeneinander drehbaren Polarisatoren darauf, dass das nicht orientierte Licht nach seinem Durchgang durch den ersten Polarisator in dessen Polarisationsebene polarisiert ist und einem dementsprechend orientierten Gang besitzt. Beim Passieren dieses Lichts durch den zweiten Polarisator kann es bei Parallelstellung beider
<Desc/Clms Page number 2>
Polarisationsebenen ungehindert hindurchtreten, während im Falle irgendwie gekreuzter Stellung eine mehr oder weniger grosse Lichtschwächung eintritt und bei zueinander senkrecht gekreuzt stehenden Polarisationsebenen das Licht praktisch vollständig am Durchtritt gehindert wird.
Zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens können prinzipiell sowohl Polarisationsprismen als auch scheibenförmige Polarisatoren verwendet werden. Insbesondere aus Gründen der räumlichen Abmessungen wird vorgeschlagen, vorzugsweise von Polarisationsscheiben, sogenannten Polarisationsfiltern, Gebrauch zu machen.
Die Polarisatoren sollen erfindungsgemäss zwischen der Lichtquelle und dem bildschirmseitigen Ende der Projektionseinrichtung angeordnet sein. Im Prinzip ist es dabei gleichgültig, ob die Polarisatoren im Projektionsstrahlengang zwischen der Projektionslampe und der die Vorlage, z. B. ein Diapositiv, aufnehmenden Bildbühne oder zwischen der Bildbühne und dem Projektionsobjektiv oder aber auch vor letzterem in Richtung des Bildschirmes am Projektor oder seinem Objektiv angebracht sind.
Die Polarisatoren werden nämlich stets dann wirksam sein, wenn sie vom projizierenden Beleuchtungsstrahlengang auf dem Wege von der Lichtquelle über die Bildbühne und das Objektiv zum Bildschirm durchdrungen werden. Der Aufstellungsort eines solchen Polarisierungssystems in der Projektionsanlage wird daher für die Praxis im wesentlichen von technischen Zweckmässigkeiten bestimmt. Beispielsweise wird man wegen der Wärmeempfindlichkeit mancher Polarisationsschichten das Polarisierungssystem nur in Sonderfällen zwischen Lichtquelle und Bildbühne anordnen, weil in diesem Bereich die grösste Wärmeentwicklung zu herrschen pflegt und schädlich auf die Polarisatoren wirken könnte. Aus diesem Grunde wird zunächst vorgeschlagen, die Polarisationseinrichtung zwischen der Bildbühne und dem bildschirmseitigen Ende des Projektors einzubauen.
Hiebei wäre es vom rein optischen Standpunkt aus am vorteilhaftesten, das Polarisationssystem in unmittelbarer Nähe der Pupillenorte des Projektionsobjektivs anzuordnen, z. B. in der Blendenebene des Objektivs. Eine solche Anordnung würde alle fabrikationsbedingten Ungleichmässigkeiten, wie Glasfehler, Kittungsmängel der Polarisationsfilter u. dgl., für die Güte der projizierten Abbildung des Diapositivs praktisch unwirksam machen.
Das Anordnen der Polarisatoren im Objektiv ist jedoch bei Verwendung verschiedenbrennweitiger Objektive (Auswechselobjektive) wiederum mit dem Nachteil verbunden, dass jedes einzelne dieser Objektive mit einer entsprechenden Polarisationseinrichtung ausgestattet werden müsste. Da in jedem auswechselbaren Objektiv ausser den Polarisatoren auch noch deren Einsteller und gegebenenfalls notwendige Kupplungsglieder unerlässlich wären, würden derartige bauliche Massnahmen zu einer nicht unwesentlichen Verteuerung der Projektionsanlage führen. Der konstruktive Aufwand würde sich in allen jenen Fällen zusätzlich noch wesentlich erhöhen, in denen, wie in Ausgestaltung des Erfindungsgedankens weiterhin vorgeschlagen wird, die Drehung der Polarisatoren durch eine photoelektrisch gesteuerte Einstellautomatik an sich bekannter Art erfolgt.
Als besonders zweckmässig wird vorgeschlagen, die Polarisatoren möglichst nahe der Bildbühne und dabei vorzugsweise-in Richtung des Projektionsstrahlengangs gesehen-unmittelbar vor dem Projektionsobjektiv einzubauen. Bei einer solchen Anordnung ergeben sich nämlich zwanglos besonders günstige und raumsparende Konstruktionsmöglichkeiten, um mit einfachen Mitteln auf kürzestem Wege die notwendigen mechanischen Verbindungen zwischen den Polarisatoren und den ihre helligkeitsregelnde Drehbewegung bewirkenden Antriebselementen, z.. B. von Hand bedienbare Drehknöpfe am Projektorengehäuse od. dgl., herzustellen und eine bequeme Bedienbarkeit zu gewährleisten.
Weiterhin schlägt die Erfindung vor, die Polarisatoren im Trägertubus des Projektionsobjektivs einzubauen. Dabei ist die Wandung des Trägertubus beispielsweise mit Ausbrüchen zu versehen, durch die eine Kupplungseinrichtung, z. B. eine Kupplungsverzahnung, hindurchgreifen und so die Funktionsbewegung des Polarisationssystems vom Antriebselement her bewirken kann. Bei Verwendung eines die Schirmbildhelligkeitregelnden Polarisierungssystems mit zwei Polarisatoren können entweder beide-u. zw. in entgegengesetzter Richtung-bewegt werden, oder es wird nur ein Polarisator drehbar vorgesehen und der andere ortsfest angeordnet, wodurch sich die Möglichkeit für konstruktive Vereinfachungen ergibt.
Um im letzteren Falle gegenüber zwei drehbaren, mit einer gewissen Winkelgeschwindigkeit bewegten Polarisatorscheiben jeweils in gleichen Zeiten gleiche Regelwirkungen zu erzielen, muss die einzige beweglich angebrachte Polarisatorscheibe mit doppelter Winkelgeschwindigkeit gedreht werden.
Das Einbauen des Polarisierungssystems im Trägertubus des Projektionsobjektivs erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn im Sinne einer Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens im Projektionsstrahlengang hinter der von ihm bereits durchdrungenen Projektionsvorlage eine photoelektrische Zelle als Steuerorgan für einen Einstellmotor angeordnet ist, der das Drehen der Polarisatoren relativ zueinander um den der gewünschten Schirmhelligkeit jeweils entsprechenden Korrekturbetrag in an sich bekannter Weise automatisch bewirkt. Derartige lichtgesteuerte Automatiken mit motorischer Einstellung auf einen Sollwert sind in verschiedenen Ausführungsformen dem Fachmann an sich bekannt und brauchen hier zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht ausführlich abgehandelt zu werden.
Die steuernde Photozelle der Automatik kann an einer beliebigen Stelle in, am oder ausserhalb des Projektors vorgesehen sein, wo ihre aktive Oberfläche vom Projektionsstrahlengang nach dessen Durch- dringen der Vorlage direkt oder indirekt, z. B. durch Reflexion, beeinflusst wird. Aus Gründen möglichst gedrängten und störunanfälligen Aufbaus der Gesamteinrichtung wird erfindungsgemäss vorgeschlagen,
<Desc/Clms Page number 3>
die Photozelle innerhalb des Projektorgehäuses zwischen der Bildbühne und dem Polarisierungssystem einzubauen. Dabei kann die Photozelle beispielsweise mit ihrer aktiven Oberfläche schräg geneigt zum Projektionsstrahlengang gerichtet sein.
Besonders günstig wird die Photozelle nahe am Polarisierungssystem als den Projektionsstrahlengang umschliessender, vorzugsweise bildformatähnlicher Rahmen im Projektor befestigt.
Schliesslich sei noch betont, dass das charakteristische Verhalten polarisierten Lichtes die Ausübung der Erfindung ohne weiteres auch mit nur einem einzigen drehbaren Polarisationsfilter ermöglicht. Wird nämlich zum Projizieren nur in parallelen Ebenen schwingendes, also von einer mit einem Polarisator versehenen Lichtquelle herkommendes, orientiertes Licht verwendet, so wird auch die zu projizierende Vorlage, ein Diapositiv, ein Filmstreifen od. dgl., nur von diesem orientierten Licht durchstrahlt, und zur Helligkeitsregelung braucht dann nur eine einzige, vom Projektionsstrahlengang durchsetzte Polarisatorscheibe vorgesehen zu sein, durch deren Drehen gegenüber der Schwingungsrichtung des Projektionslichtes die Bildhelligkeit auf dem Projektionsschirm beeinflusst wird.
Die Erfindung sei an Hand gezeichneter Ausführungsbeispiele noch näher beschrieben und erläutert.
In den rein schematischen Figuren sind alle zum Verständnis der Erfindung unwesentlichen Projektorteile weggelassen.
Es zeigen : Fig. I eine von Hand regelbare Polarisatoreneinrichtung ; Fig. 2 eine motorisch betriebene automatische Regeleinrichtung mit Polarisatoren, bei der die die Bildhelligkeit steuernde Photozelle seitlich vom Projektionsstrahlengang angeordnet ist und Fig. 3 eine Einrichtung gemäss Fig. 2, bei welcher die steuernde Photozelle rahmenförmig um den Projektionsstrahlengang liegt.
In Fig. 1 ist das von rechts kommende Projektionslicht einer nichtgezeichneten Lichtquelle durch seinen zentralen Strahl 1 angedeutet. Zwischen der Bildbühne 2 und dem Projektionsobjektiv 3, durch welches der Projektionsstrahlengang in Richtung des Pfeiles 1 auf einen nichtgezeichneten Bildschirm fällt, befindet sich eine erfindungsgemässe Regeleinrichtung der Helligkeit für die projizierten Bilder.
Diese Regeleinrichtung besteht aus den beiden Polarisationsscheiben 4 und 5 mit ihren beispielsweise ringförmigen Fassungen 6 und 7, die in den gegenüber dem Projektorgehäuse ortsfesten Lagern 8, 9, 10 und 11 drehbar gehalten werden. Durch Betätigen eines zwischen den Lagerstellen 10 und 11 drehbaren
EMI3.1
auch die Polarisationsscheiben 4 und J-vermittels ihrer schrägen Umfangsverzahnungen 15 und 16, die mit den Zähnen des Kegelrades 14 in Eingriff stehen, in zueinander entgegengesetzten Richtungen gedreht. Stehen die Polarisationsscheiben 4 und 5 mit ihren Polarisationsebenen zueinander parallel, so wird eine verhältnismässig grosse Menge des projizierenden Lichtes durch sie hindurchgehen.
Werden durch Betätigen des Knopfes 12 die Polarisationsebenen gegeneinander verdreht, so wird das durchtretende Licht immer mehr geschwächt, bis seine Helligkeit dann ein Minimum erreicht, wenn die Polarisationsebenen zueinander senkrecht stehen. Bei dieser Anordnung braucht jede Polarisationsscheibe zwischen maximalem und minimalem Lichtdurchlass nur einen Drehbereich von 45 zu bestreichen. Mit dem Drehknopf 12 ist eine Skalenscheibe 17 verbunden, mit deren Hilfe der jeweils eingestellte Lichtschwächungsgrad der Polarisatoreneinrichtung ablesbar angezeigt wird.
Gegenüber Fig. 1 ist beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 die Polarisationsscheibe 5 bzw. deren Fassung 7 a gegenüber dem Projektorengehäuse fest angeordnet und nur die Polarisationsscheibe 4 über die Verzahnung 15 a ihrer Fassung 6 a, welche mit einem motorisch angetriebenen Zahnrad 18 in Eingriff steht, drehbar. Das Zahnrad 18 sitzt auf der vom Motor 19 angetriebenen Welle 20. Der Motor 19 kann beispielsweise ein an sich bekannter Reversiermotor sein, dessen die Polarisationsscheibe 4 drehende Arbeitsweise mit Hilfe einer seitlich vom Projektionsstrahlengang angeordneten und von diesem beaufschlagten Photozelle 21 vermittels einer an sich bekannten, z. B. nach Art der Wheatestoneschen Brücke aufgebauten, einen Verstärker einschliessenden elektrischen Schaltung 22 gesteuert wird.
Die Regelung der Bildhelligkeit erfolgt bei dieser Anordnung also stets automatisch auf einen vorgegebenen Wert. Es ist leicht einzusehen, dass zum Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 in diesem Falle ein Drehbereich der Polarisationsscheibe 4 von 900 erforderlich ist, um eine Regelung zwischen dem maximalen und minimalen Lichtdurchlass zu erreichen.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht im wesentlichen demjenigen nach Fig. 2. Nur ist hier das die Einstellautomatik steuernde photoelektrische Organ 21 a mit seiner aktiven Oberfläche 21 b zwischen der Bildbühne 2 und dem Polarisator 4 rahmenförmig um den Projektionsstrahlengang angeordnet und in an sich bekannter Weise ein Anzeigeinstrument 23 in den Steuerstromkreis des Einstellmotors 19 eingeschaltet, dessen Zeigerausschlag ein Mass für die durch die zu projizierende Vorlage, z. B. ein Diapositiv, hindurchgetretene Lichtmenge ist und damit auch ein Mass für die zur gewünschten Gleichmässigkeit der projizierten Bildhelligkeit jeweils notwendige Verdrehung der Polarisationsscheibe 4 angibt.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist eine normale Lichtquelle im Projektor angenommen, also eine Lichtquelle, welche unpolarisiertes Licht abstrahlt. Würde man jedoch die Diapositivebene mit polarisiertem Licht durchstrahlen, dann wäre bei den Anordnungen gemäss der Fig. 1 bis 3 jeweils eine Polarisationsscheibe, z. B. 5, überflüssig, weil man dann nämlich die Bildhelligkeit mit nur einem Polarisator, z. B. dem Polarisator 4 allein, regeln könnte, wobei aber keinerlei sonstige Änderungen im Aufbau der erfindungsgemässen Regeleinrichtung erforderlich wären.