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Die Erfindung bezieht sich auf eine Fokussiereinrichtung für ein Projektionsobjektiv in einem
Projektor mit einer Beleuchtungseinrichtung für ein Filmbild, bei welcher die Helligkeitskonzentration des
Projektionslichtes zwischen mindestens zwei Stellungen variiert, deren gedachte Verbindung etwa senkrecht zur optischen Achse liegt, beispielsweise mittels einer Scheinerblende, und mit einer photoelektrischen Lichtmesseinrichtung für das projizierte Bild.
Aus der DE-OS 2051872 ist beispielsweise eine Scharfstelleinrichtung für Projektoren bekannt- geworden, bei der ein von einer Lichtquelle am Projektor ausgesandter Messstrahl von der Projektions- fläche reflektiert wird und dieser reflektierte Strahl lichtelektrischen Wandlern im Projektor zugeführt wird. Die Auswertung zur Entfernungsmessung Projektor-Projektionsfläche erfolgt in an sich bekannter Weise derart, dass in Abhängigkeit von der Beleuchtung von einem der mindestens zwei lichtelektrischen Wandler vom reflektierten Strahl eine Aussage über das Mass der Objektivnachstellung gegeben ist. Sobald beide Wandler gleichmässig stark, gegebenenfalls auch überhaupt nicht beleuchtet werden, ist das Objektiv auf die richtige Entfernung scharf eingestellt.
Der Nachteil derartiger Einrichtungen liegt darin, dass beim Verändern der Brennweite des
Projektionsobjektivs, um beispielsweise das Bild auf eine grössere Projektionsfläche in derselben Entfernung zu projizieren, eine komplizierte Steuereinrichtung vorgesehen sein muss, um die Scharf- stellung des Objektivs beizubehalten. Darüber hinaus ist es notwendig, eine weitere Messvorrichtung vorzusehen, um die Filmdicke zu berücksichtigen. Dies ist besonders dann notwendig, wenn sich bei der
Standbildprojektion das in der Filmbühne stehende Filmbild durch Erwärmung in Richtung zur optischen
Achse des Projektionsobjektivs durchwölbt.
Weitere Konstruktionen zum Nachfokussieren eines Projektionsobjektivs sind z. B. aus der GB-PS Nr. 1, 131, 831, der DE-OS 2349311 oder der DE-OS 2312978 bekanntgeworden, wo bei denen in Abhängigkeit vom Kontrast des projizierten Bildes die Scharfstellung gesteuert wird. Bei der in der DE-OS 2159820 beschriebenen Konstruktion wird das Projektionsobjektiv in Abhängigkeit von der Bestimmung zweier Ebenen gleicher Unschärfe nachfokussiert. Eine ähnliche Einrichtung ist auch in der DE-AS 1173327 beschrieben, welche Fokussiereinrichtung mit in zwei Brückenzweigen geschalteten Photozellen arbeitet, welche in gleichen Abständen von einer definierten Projektionsebene angeordnet sind. Durch ein in die Brückendiagonale geschaltetes Messinstrument wird nicht nur die Grösse der Nachfokussierung, sondern auch dessen Richtung angegeben.
Durch die Erfindung soll eine möglichst einfache Scharfstelleinrichtung für Projektionsobjektive der eingangs erwähnten Art geschaffen werden, wobei gleichzeitig zusätzliche Faktoren für die Fokussierung, wie Brennweitenvariation und Filmlagenänderung, berücksichtigt werden. Erfindungsgemäss gelingt dies dadurch, dass die Fokussiereinrichtung einen vom Ausgangssignal eines an sich bekannten Detektors für die jeweilige Lage der Helligkeitskonzentration des Projektionslichtes und vom Ausgangssignal der Lichtmesseinrichtung über eine Vergleichseinrichtung gesteuerten Fokuseinsteller aufweist.
In der Fachwelt ist eine Blende, die zumindest etwa im Bereich der optischen Achse eines Objektivs das von einer Lichtquelle ausgehende Licht abdeckt, als Scheinerblende bekannt. Dabei entstehen aus den ausseraxialen, durchgelassenen Strahlen zumindest zwei Bilder, die bei Scharfstellung des Objektivs zusammenfallen, bei Unschärfe hingegen deutlich auseinanderstehen.
Sobald bei der erfindungsgemässen Einrichtung die Scheinerblende in ihre erste Stellung geschaltet ist, wird bei unscharf eingestelltem Objektiv ein ganz bestimmter Teil der photoelektrischen Lichtmesseinrichtung beleuchtet. Um die Menge, bzw. die Lage dieses beleuchteten Teils besser ermitteln zu können, wird die Lichtmesseinrichtung vorzugsweise aus einer Vielzahl von beispielsweise Photodioden aufgebaut sein, bei denen die Ansprechzeit im Bereich von wenigen Nanosekunden liegt.
Jede dieser Photodioden, zumindest aber eine quer zur Abdeckrichtung der Scheinerblende stehende Zeile von Photodioden, wird ein für die Schärfeneinstellung des Projektionsobjektivs charakteristisches Ausgangssignal abgeben, wobei bei in die zweite Stellung geschalteter Scheinerblende ein anderer Teil der Lichtmesseinrichtung bzw. eine andere Zeile von Photodioden beleuchtet wird, wenn das Objektiv unscharf eingestellt ist. Durch die Lageänderung der Scheinerblende resultiert somit eine Änderung der beleuchteten Flächen auf der Lichtmesseinrichtung, so dass das Mass der Änderung eine Aussage über die Nachstellung des Objektivs beinhaltet.
Zur Vereinfachung der Auswertung wird gemäss einer Weiterbildung der Erfindung deshalb vorgeschlagen, dass ein Speicher für das bei in eine erste Stellung geschalteten Scheinerblende von der Lichtmesseinrichtung abgegebene erste Ausgangssignal der Lichtmesseinrichtung angeschlossen ist, wobei
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vorgesehen, die mit einer in dem Projektionsstrahlengang einschaltbaren Scheinerblende-10-- zusammenwirkt.
Fig. 2 zeigt die erfindungsgemässe Fokussiereinrichtung im einzelnen. Aus dieser Figur ist ersichtlich, dass die Scheinerblende --10-- zwei verschiedene Stellungen im Projektionsstrahlengang einnehmen kann, u. zw. die in vollen Linien dargestellte erste und die in strichlierten Linien dargestellte zweite Stellung (10'). Die Einrichtung zum Verstellen der Scheinerblende --10-- wird an Hand der Beschreibung der Fig. 3 noch näher erläutert. In Fig. 2 ist der Fall dargestellt, dass der Brennpunkt F des Objektivs --8-vor einer Projektionswand --11-- liegt. Es entstehen dadurch bei eingeschalteter Scheinerblende in an sich bekannter Weise Teilbilder auf der Leinwand, wobei das Bild-B-in der Stellung --10--, das Bild --B'-- in der Stellung-10'-- der Scheinerblende entsteht.
Bei der Projektion des Films --3-- in der Stellung --10-- der Scheinerblende wird das von der Projektionswand reflektierte Bild von einer Abbildungsoptik --12-- auf eine eine Vielzahl von Photodioden - 13-aufweisende Wandlerfläche-14-fokussiert. Jede dieser Photodioden --13-- ist mit ihrem Ausgang an einem Verstärker --15-- angeschlossen. Ein Umschalter --16--, dessen Wirkungsweise an Hand der Beschreibung der Fig. 3 erläutert wird, liegt in der Stellung --10-- der Scheinerblende an einem Leitungszweig --17-- mit einem Messwertspeicher --18--. Durch die definierte Lage des Bildes--B--auf der Projektionsfläche --11-- wird eine bestimmte Anzahl von Photodioden --13-- beleuchtet, wobei diese ein charakteristisches Signal für die Lage des Bildes --B-- an den Speicher --18-- abgeben.
Durch die
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sches Ausgangssignal entsteht, das nun direkt einer Vergleichs- und Steuereinrichtung --19-- zugeführt wird. Dieser Vergleichseinrichtung kann bei Betätigen des Umschalters --16-- gleichzeitig auch das in - gespeicherte und für das Bild-B-charakteristische Signal zugeführt werden. Aus den beiden Signalen lässt sich der gegenseitige Abstand der bei der ersten und bei der zweiten Messung beleuchteten Photodioden auf der Wandlerfläche --14-- ermitteln und dadurch ein direktes Mass für die Nachstellung des Objektivs --8-- ableiten. Die Objektiwerstellung erfolgt beispielsweise von einem Motor --20-- über ein Ritzel-Zahnstangengetriebe.
Da die Richtung zur Objektivverstellung bei einer einzigen Messung nicht feststellbar ist, muss eine zweite Messung nach der an der ersten Messung anschliessenden Fokussierung durchgeführt werden. Ein geringerer gemessener Abstand zwischen den beleuchteten Photodioden kennzeichnet dann die richtige eingeschlagene Einstellrichtung, bei einem grösser gemessenen Abstand muss die entgegengesetzte Antriebsrichtung zur Objektivnachfokussierung eingeschaltet werden.
Um bei der zweiten Messung durch das bei der ersten Messung in --18-- gespeicherte Signal kein falsches Messergebnis zu erzielen, ist es notwendig, dass der Speicher --18-- gelöscht wird. Dies erfolgt durch eine Löschvorrichtung --21--, die von einem Schalter --22-- einschaltbar ist. Der Schalter--22-- kann entweder bei Abgabe eines Ausgangssignals aus der Vergleichseinrichtung --19-- betätigt werden (strichlierte Linie in Fig. 2) oder, wie noch beschrieben wird, beispielsweise durch die Transporteinrichtung für den Film bei jedem Bildwechsel.
Fig. 3 zeigt eine mechanische Ausführungsform zur Verstellung der Scheinerblende --10--. Der durch die Bildbühne --5-- vom Greifer --4-- intermittierend transportierte Film --3-- wird von einer Verschlussblende --23-- während einer Umdrehung der Blende --23-- dreimal vom Projektionslicht abgedeckt. Der Antrieb der Verschlussblende --23-- erfolgt über eine Welle --24--, auf der ein Greifersteuernocken --25-- und ein Scheinerblendensteuernocken --26-- fixiert ist. Die Scheinerblende - ist um einen Zapfen --27-- schwenkbar und trägt einen Nockenfolger --28--, der von einer Feder - belastet an dem Nocken --26-- anliegt.
Der Nocken --26-- ist so ausgebildet, dass die Scheinerblende --10-- in einem ersten Öffnungssektor der Verschlussblende --23-- ein Bildfenster --30-- freigibt (in vollen Linien gezeichnete Darstellung), in einem zweiten Öffnungssektor das Bildfenster --30-teilweise von unten her (strichpunktierte Darstellung), im dritten Öffnungssektor symmetrisch zur zweiten Stellung, jedoch von oben her das Bildfenster verdeckt (Strich-Punkt-Punkt-Darstellung). Dadurch entstehen die Bilder-B, B'-aus Fig. 2 in den beiden Einschaltstellungen der Scheinerblende. Beim Umschalten der Scheinerblende --10-- von der ersten Abdeckstellung in die zweite Abdeckstellung betätigt ein Fortsatz-31-den Umschalter-16-zur Messwertsteuerung in der Empfangseinrichtung --9--.
Ein Fortsatz --32-- des Greifers --4-- betätigt bei jedem vollzogenen Transporthub den Schalter --22-- zum Einschalten der Löschvorrichtung für den Speicher --18--.
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Fig. 4 zeigt eine Empfangseinrichtung, mit der es möglich ist, nach der ersten Messung schon die einzuschlagende Nachfokussierrichtung festzustellen. Die Wandlerplatte --14-- ist mittels einer Stange --33-- um eine Achse --34-- schwenkbar, wobei die Stange --33-- einen vormagnetisierten Anker --35-trägt, der mit einem Solenoid --36-- zusammenwirkt. Das Solenoid --36-- wird von einer Wechselspannungsquelle --37-- pulsierend erregt, so dass sich die Wandlerplatte --14-- bei erregtem Solenoid wechselweise in die"Minus"-Richtung und in die"Plus"-Richtung verschwenkt.
Das Diagramm in Fig. 5A zeigt die Kennlinie der Wechselspannungsquelle --37--, das darunter dargestellte Diagramm --5B-- die durch die mechanische Übertragung verzögerte Bewegungskennlinie der Wandlerplatte-14--. Die Funktionsweise der Einrichtung wird an Hand der Beschreibung der Fig. 6 erläutert.
Es sei zunächst der Fall angenommen, dass die Wandlerplatte --14-- nur dann angetrieben wird, wenn die Scheinerblende --10-- in die zweite Abdeckstellung (Strich-Punkt-Punkt-Darstellung in Fig. 2) geschaltet ist. Dabei wird ein mit dem Umschalter --16-- paralleler Schalter --39-- geschlossen und der Antrieb für die Wandlerplatte --14-- erfolgt über die Wechselspannungsquelle. --37--, Das bei der ersten Abdeckstellung der Scheinerblende --10-- gemessene Signal befindet sich im Speicher --18--. Sobald nun
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einen zweiten Eingang aufweist, der an die Wechselspannungsquelle --37-- angeschlossen ist. Die Erkennungseinrichtung stellt die Phasenlage der Wandlerplatte --14-- zum Zeitpunkt der Amplitudengleichheit fest.
Da die Scheinerblende --10'-- in ihrer zweiten Stellung bei vor der Projektionswand-11liegendem Brennpunkt F ein Bild über der optischen Achse des Projektionssystems erzeugt, bei hinter der Projektionswand --11-- liegendem Brennpunkt F ein Bild unter der optischen Achse erzeugt, kann auf Grund der Phasenlage der bewegten Wandlerplatte --14-- bei Amplitudengleichheit eindeutig festgestellt werden, in welcher Richtung die Nachfokussierung erfolgen muss. Die Amplitude des gespeicherten bzw. damit verglichenen Signals stellt selbst ein direktes Mass für die Nachfokussierung dar. Ein diese Nachstellung charakterisierendes Ausgangssignal wird von der Erkennungseinrichtung --41-- dem ObjektiwersteIImotor-20-zugeführt.
Die Phasenlage der Wandlerplatte --14-- kann beispielsweise direkt von der jeweiligen Spannung der Wechselspannungsquelle --37-- entnommen werden, es wäre aber auch möglich, die Gelenkstange --33-der Wandlerplatte --14-- mit einem Tauchanker --42-- auszustatten, der in eine Spule --43-- eintaucht (strichlierte Darstellung in Fig. 4). Die Induktivität der Spule --43-- zum Zeitpunkt der Amplitudengleichheit wäre dann ein kennzeichnendes Mass für die Phasenlage der Wandlerplatte --14--.
Sollte der Antrieb der Wandlerplatte --14-- ununterbrochen erfolgen, d. h. auch bei in erster Stellung befindlichen Scheinerblende-10--, dann müsste zusätzlich zur Amplitudenspeicherung auch die Phasenlage der Wandlerplatte-14-zum Zeitpunkt der ersten Signalmessung gespeichert werden. Der Schalter --39-- könne dann allerdings entfallen.
In Fig. 7 wird eine Empfangseinrichtung dargestellt, bei der die Wandlerplatte --14'-- selbst als grossflächiger lichtelektrischer Wandler ausgebildet ist. Es können daher die Photodioden, deren Ausgangssignale vorzugsweise einzeln feststellbar sein sollen, entfallen. Um trotzdem eine lageabhängige Belichtung der Wandlerplatte --14'-- ermitteln zu können, ist es notwendig, dass ein Raster --44-- der Platte --14-- vorgeschaltet ist. Zum Feststellen der Objektivnachstellrichtung kann der Raster --44--, ähnlich wie bei der Empfangseinrichtung aus Fig. 4, von einem Solenoid --36'-- angetrieben werden.
Fig. 8 zeigt schliesslich eine einfache Anordnung zum Ausspiegeln des reflektierten Messstrahls bei nur einer einzigen Abbildungsoptik. Der von der Lampe --7-- ausgehende Projektionsstrahl wird von einer im Objektiv --8-- angeordneten, halbverspiegelten Fläche --45-- nicht beeinflusst, so dass in der bereits beschriebenen Weise ein Teilbild des Films --3-- bei unscharf eingestelltem Objektiv auf der Projektions- fläche --11-- entsteht. Der nun aus der entgegengesetzten Richtung ins Objektiv eintreffende reflektierte Strahl wird vom Spiegel --45--,
gegebenenfalls von einem weiteren Spiegel --46-- abgelenkt und der Empfangseinrichtung --9-- zugeführt. Bei scharf eingestelltem Objektiv kann der Spiegel --45-- von einer Betätigungshandhabe --47-- aus dem Objektivstrahlengang geschaltet werden.
Abschliessend sei erwähnt, dass die erfindungsgemässe Einrichtung nicht nur in Kinoprojektoren sondern auch in Diaprojektoren, Mikrofilmlesegeräten oder allgemein in allen abbildenden Geräten zur Scharfstellung des Abbildungsobjektivs Anwendung finden kann.