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Wiedergabeapparat lebender Lichtbilder mittels eines stetig bewegten Bildbandes und einer Ein- richtung zum optischen Ausgleich der Bildwanderung.
Seitdem bekannt wurde, dass zur einwandfreien Wiedergabe lebender Lichtbilder mit einem im Bildfenster kontinuierlich geschalteten Filmband eine Vorrichtung mit geeignet bewegten dioptrischen oder katoptrischen Elementen zum Ausgleich der Bildwanderung allein nicht genügt, sondern zur Regelung des Strahlenverlaufes beim Bild- bzw. Elementenwechsel noch eine der ersten ähnlich gebaute auf der anderen Seite des Bildbandes erforderlich ist, ist die
Aufgabe, mit einem kontinuierlich geschalteten Bildband lebende Lichtbilder zu erzeugen, wesentlich verwickelter geworden.
Denn seitdem dürfen sich Bemühungen nicht mehr auf eine möglichst einfache Vorrichtung zum optischen Ausgleich der Bildwanderung allein richten.
Es genügt auch nicht, dasselbe zu tun bezüglich einer Vorrichtung zur Strahlengangsregelung, sondern es muss nunmehr, wie auch im vorliegenden Fall, angestrebt werden, zu einer mög- lichst zweckmässigen und einfachen Gesamtapparatur zu gelangen. Eine einfache Hinter- einanderschaltung zweier an sich noch so einfacher Vorrichtungen der beschriebenen Art führt noch nicht notwendigerweise zur Lösung der Aufgabe oder gar zur einfachen Gesamtapparatur, da neben einer zweckmässigen mechanischen Verbindung auch eine geeignete Regelung des Strahlenverlaufes zwischen den optischen Elementen hergestellt werden muss.
Denn bekanntlich dürfen nur zusammengehörige optische Elemente und Filmbildchen von denselben Lichtbüscheln getroffen werden. Zu diesem Zweck ist z. B. vorgeschlagen worden, die wirksamen optischen Elemente beider Vorrichtungen den Strahlengang in konjugierten Ebenen durchschneiden zu lassen und die Stossfugen zwischen zwei vor dem Film in Strahlengang befindlichen Elementen auf die Stossfugen zwischen zwei hinter dem Film im Strahlengang befindlichen Elementen so abzubilden, dass während der Dauer des Bild-bzw. Elementenwechsels das Bild der ersten Stossfuge mit der zweiten Stossfuge in Deckung bleibt. Die Bezeichnungen"vor"und"hinter"dem Film nehmen dabei Bezug auf die Fortbewegungrichtung des Lichtes. Noch schwieriger werden die Verhältnisse, wenn wie es hier erstmalig geschieht, die gekennzeichnete Fugenabbildung auf die Elemente einer einzigen Vorrichtung angewandt wird.
In diesem Falle wird die Vorrichtung bekanntlich so benutzt, dass dieselben Elemente den Strahlengang einmal vor und einmal hinter dem Film durchschneiden. Bei einer derartigen, neuartigen Verbindung steht zwar die angestrebte ausserordentliche Zweckmässigkeit und Einfachheit des Gesamtapparates in Aussicht, dafür werden aber an die Vorrichtungen hinsichtlich ihrer Eignung für die gekennzeichnete Strahlengangsregelung durch Fugenabbildung um so höhere Anforderungen gestellt. Bisher unbekannte Schwierigkeiten erschweren z. B. die Fugenabbildung gerade bei jenen Vorrichtungen, welche bisher die erste Anwartschaft auf praktische Verwirklichung besassen, d. h. bei denen alle optischen Elemente auf einer einzigen Achse befestigt sind, ja machen sie sogar teilweise unmöglich.
Im Gegensatz zu den Möglichkeiten bei Anwendung zweier getrennter Vorrichtungen beiderseits des Films ist die Wirkungsrichtung der optischen Elemente in bezug auf die Filmbahn und ihre Durchgangsrichtung durch den Strahlengang festgelegt, sobald die Elemente einer einzigen Vorrichtung angehören. Ist es z. B. gelungen, nötigenfalls durch Einschaltung fester spiegelnder Flächen, die Wirkungen der optischen Elemente in bezug auf die Filmbahn in Übereinstimmung zu bringen, so stimmt die Durchgangsrichtung der einen Fuge mit der
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Bewegungsrichtung des Bildes der anderen Fuge nicht überein oder umgekehrt, die Wirkungen der Elemente in der Filmbahn widersprechen sich, wenn die Erfordernisse der Strahlengangsregelung bzw. Fugenabbildung erfüllt sind.
Vorliegende Erfindung zeigt nun, dass die angestrebte vereinfachte Gesamtapparatur durch Benutzung derselben optischen Elemente vor und hinter dem Film in Verbindung mit der gekennzeichneten Strahlengangsregelung zwischen diesen Elementen doch in besonderen Fällen möglich ist, nämlich dann, wenn diese Elemente katoptrische sind und gegen die gemeinsame Rotationsachse geeignet geschwenkt werden können. Wesentlich ist dabei nur die Schwenkung im Strahlengang. Solchen Elementen lässt sich dann unabhängig von ihrer
Durchgangsrichtung durch den Strahlengang eine geeignete Wirkung in bezug auf die Filmbahn geben.
Für den optischen Ausgleich allein sind ähnliche Vorrichtungen schon bekannt geworden. Für diesen Zweck allein bildeten sie aber wegen des grösseren Aufwandes an technischen Mitteln gegenüber anderen bekannten, viel einfacheren Vorrichtungen, bei denen der Ausgleich schon mit nicht geschwenkten Elementen stattfindet, bisher keinen Fortschritt. Sie haben daher in der Patentliteratur nur eine sehr geringe, praktisch dagegen gar keine Bedeutung erlangt. Was aber bisher zweifellos ihr Nachteil war, der grössere Aufwand technischer Mittel zur Erzielung der Schwenkbarbeit wird für den vorliegenden Zweck zum ausschlaggebenden Vorteil. Der höhere Aufwand an technischen Mitteln auf der einen Seite wird im vorliegenden Fall durch beträchtliche Vorteile auf der anderen Seite vollauf gerechtfertigt.
Als weitere günstige Folge der Unabhängigkeit zwischen der Rotation der Elemente und ihrer Wirkung in der Filmbahn dient hervorgehoben zu werden, dass sich optische oder mechanische Umwege in einfachster Weise vermeiden lassen.
Die Erfindung erlaubt aber noch eine wichtige Verbesserung. So weit bis heute für den Ausgleich der Bildwanderung an einer einzigen Rotationsachse schwenkbar befestigte katoptrische Elemente bekannt geworden sind, erfolgt diese Schwenkung eines jeden Elementes um je eine zur gemeinsamen Rotationsachse parallele Achse. Ebenfalls parallel zu den Schwenkachsen liegen dann auch die Stossfugen d. h. die unwirksamen Zwischenräume zwischen den Elementen. Diese verursachen dann bei jedem Durchgang z. B. auch bei Anwendung von Spiegel mit Rückflächenversilberung einen umso grösseren Lichtverlust, d. h. ein umso stärkeres Flimmern, je breiter die Zwischenräume bzw. dicker diese Spiegel sind.
Um diesen Verlust auf ein erträglicheres Mass zu verringern, war man bisher gezwungen, wenn die katoptrischen Elemente von Spiegeln gebildet wurden, entweder zu sehr schwer herstellbaren dünnen Spiegeln oder zu weniger haltbaren mit Vorderflächenversilberung zu greifen. Benutzt man ferner eine derartige Vorrichtung z. B. von Aussen, so sind neben diesem Mangel feste Spiegelungen zwischen den Elementen unvermeidlich, und der ganze Apparat wird sehr umfangreich, benutzt man sie dagegen von Innen, so tritt ein empfindlicher Platzmangel im Innern ein. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei Verwendung von Prismen.
Diese Mängel sind nun zwar sofort beseitigt, wenn man die katoptrischen Elemente das Strahlenbüschel nicht mehr in der Reflexionsebene, sondern wie etwa in Fig. i ungefähr senkrecht zu ihr durchschneiden lässt. Die unvermeidlichen Fugen zwischen den Elementen verursachen in diesem Fall z. B. selbst bei verhältnismässig dicken Spiegeln und auch bei Prismen nur noch einen zulässigen Lichtverlust. Dafür bewirkt aber die Schwenkung der optischen Elemente um zur gemeinsamen Rotationsachse parallele Achsen keinen optischen Ausgleich bzw. auf der anderen Seite des Films keine einwandfreie Regelung des Strahlenverlaufes beim Bildwechsel mehr.
Die optischen Elemente können dagegen ihren Zweck wieder erfüllen, wenn man von der Schwenkung der Elemente in einer Ebene dazu übergeht, sie in bezug auf die gemeinsame Rotationsachse gleichzeitig nach zwei Richtungen also räumlich zu schwenken.
Das Kennzeichen dieser räumlichen Schwenkungen besteht darin, dass sie während der optischen Wirksamkeit der Elemente um für jedes Element eine zur gemeinsamen Rotationsachse nicht parallele, mechanische oder geometrische Achse erfolgen, welche während dieser Zeit ihre Richtungen unverändert beibehalten. Im Sonderfall liegen diese Schwenkachsen in einer der verschiedenen Rotationsebenen. Zur Verwirklichung einer solchen räumlichen Schwenkung wird jedes Element mit der gemeinsamen Rotationsachse allseitig beweglich verbunden. Geschieht dies z.
B. durch ein Kreuzachsengelenk, so lässt es sich so einrichten, dass wie etwa in dem gewählten Ausführungsbeispiel die eine mechanische Achse des Gelenks mit derjenigen, welche das wesentliche Kennzeichen der räumlichen Schwenkung bildet, zusammenfällt. Weicht man dagegen von dieser besonderen Anordnung eines Kreuzachsen : gelenks ab oder verbindet die optischen Elemente mit der gemeinsamen Rotationsachse
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vorhandene Achse statt. Die Mittel, mit denen man den katoptrischen Elementen die gekennzeichneten Schwenkungen erteilen kann, sind verschiedenartig und bekannt. Es führt zu besonders konstruktiver Einfachheit, wenn die Schwenkungen von Kurven abgeleitet
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werden. Dabei können für jedes Element besondere, oder, wie im Ausführungsbeispiel, für alle gemeinsame Kurven vorgesehen werden.
In letzterem Falle ist eine besonders einfach, nämlich ein Kreis. In dem gewählten Ausführungsbeispiel ist ein Fall dargestellt, in dem die optischen Elemente mit der gemeinsamen Rotationsachse durch ein Kreuzachsengelenk verbunden sind. Die Schwenkachsen sind der Einfachheit halber alle in eine Rotationsebene gelegt worden. Das Beispiel zeigt auch, dass es möglich ist, eben als Folge der besonderen Eignung geschwenkter katoptrischer Elemente, feststehende Spiegel oder Prismen zwischen den Elementen ohne Einbusse zu vermeiden und ferner mit einer Mindestzahl von Rädern, welche die Drehung der Rotationsachse auf die Filmschaltrolle unter dem Projektionsfenster übertragen, auszukommen. Fig. i zeigt einen Mittelschnitt und Fig. 2 einen Grundriss des Beispieles.
Damit das Wesentliche der Erfindung besser hervortreten kann, ist in der Grundrisszeichnung der Gehäusedeckel mit allen daran befestigten Teilen abgenommen gedacht. Ebenso sind nur zwei wesentliche optische Elemente dargestellt und beschrieben.
Die fehlenden können durch einfache Wiederholung leicht ersetzt werden.
In einem runden Gehäuse a und einem Deckel b ist eine Achse c drehbar gelagert.
Letztere trägt unten ein Speichenrad d für Motorantrieb und endet oben in einem Schrauben- rad e. Zwischen den Lagerstellen sind auf c zwei Arme fund/1 befestigt, welche an ihren
Enden je ein T-Stück g und gl aufnehmen. Je ein Schenkel dieser T-Stücke ist als Achse ausgebildet und parallel zu c drehbar gelagert. Die anderen Schenkel tragen je eine zu jener senkrechte Achse h und hl, um welche in Fassungen i und il gehaltene, auf der
Rückseite versilberte Spiegel kund k1 geschwenkt werden können, ausserdem auf einer Ver- längerung je eine Rolle I und 11. Mit den Spiegelfassungen fest verbunden sind zwei
Stäbe M und Mi, an deren Enden ebenfalls Rollen n und n1 angebracht sind.
Die
Spiegel kund k1 sind demnach durch ein von den Achsen h und g bzw. h1 und (1 gebildeten Kreuzgelenk mit der gemensamen Rotationsachse c verbunden, also gegen diese allseitig beweglich. Damit nun ihre Lage keine willkürliche ist, werden die Rollen I und 11 von Federn gegen einen ringförmigen Vorsprung o der Gehäusewand und die Rollen n und nl gegen einen zweiten, ebenfalls ringförmigen Vorsprung p am Gehäusedeckel beigedrückt.
Mit dem Deckel b fest verbunden befindet sich bei q und ql je ein Hilfsspiegel, bei r und r je eine Sammellinse und bei s ein Objektiv. In der Mitte wird der Film t, zwischen einem festen Rahmen u und einer Tür v hindurch, nach einer zweiteiligen gezahnten Schaltrolle w geführt.
Rahmen und Tür sind mit dem bekannten Fenster versehen. Der Antrieb der
Schaltrolle erfolgt durch das Schraubenrad e unter Vermittlung eines zwischen den Zahnkränzen der Schaltrolle w befindlichen zweiten Schraubenrades x, welches gemeinsam mit diesen Zahnkränzen auf einer Achse y befestigt ist.
Von der Linse r wird nun eine Lichquelle s auf den im Fenster befindlichen Teil des Films abgebildet und von beiden vom Objektiv s ein Bild auf den Projektionsschirm entworfen. Der Vorgang erfolgt im Zuge der strichpunktierten Linie. Die ReBektionsebenen fallen dabei mit der Zeichenebene zusammen. Denkt man sich nun eine genügende Anzahl ähnlich gehaltener Spiegel um die Achse c gruppiert und dann um sie gedreht, so schalten sich der Reihe nach dieselben Spiegel bald auf der einen, bald auf der anderen Seite des Films in den Strahlengang ein und aus d. h. der Elementenwechsel geht vor sich. Eine passende Verzahnung der Schraubenräder e und x sorgt dafür, dass in der Zeiteinheit gleichviel Filmbilder und Spiegel den Strahlengang an einer Stelle durchschneiden.
Die Linse r, bezweckt die Wirkung des Objektivs s so zu ergänzen, dass auf den einen Spiegel ein Bild des anderen entworfen wird. Damit Spiegel und Bild während der Drehung wenigstens so lange in Deckung bleiben, als sie sich im Strahlengang befinden, sorgt eine passende Vergrösserung für gehörige Berücksichtigung der Umfangsgeschwindigkeit. Diese optische Beziehung zwischen den Durchgangstellen der Elemente durch den Strahlengang hat bekanntlich für die Zeit des Bildwechsels, in der ein Falschlaufen einzelner Teile des Strahlenbüschels verhindert werden muss, grosse Bedeutung. Die relative Bewegung der Spiegel gegen die Rotationsachse c wird nun durch kurvige Ausbildung der ringförmigen Vorsprünge o und p, denen die Rollen I und bzw. n und nl entlang laufen, geregelt.
Anordnungsgemäss liegen A und Ai in zu c senkrechten Ebenen, und zwar in Fig. I senkrecht zur. Zeichenebene. Damit sie in diesen während der optischen Wirksamkeit der zugehörigen Spiegel keine Richtungsveränderungen erleiden, sind diejenigen Teile des ringförmigen Vorsprunges o, an welchen die Rollen I und 11 in dieser Zeit entlang laufen, als Kreis ausgebildet, deren Mittelpunkt von der Achse c ebenso weit entfernt sind, wie die Mittelpunkte
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Bewegung wieder aufheben.
Die Linie, um welche die resultierende Schwenkung eines jeden Elementes erfolgt, fällt in diesem Beispiel mit den Achsen A und Ai zusammen, und zwar als Folge der Verwendung eines Kreuzachsengelenkes zur Verbindung eines Elementes mit der Rotationsachse c und passender Anordnung der beiden Achsen desselben. Da die Achsen hund h1 anordnungsgemäss zunächst in einer Ebene um die Rotationsachse c kreisen, können die beiden Schwenkungen in einfacher Weise getrennt voneinander verwirklicht werden.
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I. Apparat zur Wiedergabe lebender Lichtbilder, in dem bewegte optische Elemente hinter dem Film die Wanderung eines stetig bewegten Bildbandes ausgleichen und vor dem Film den Strahlenverlauf regeln, dadurch gekennzeichnet, dassj [katoptrische Elemente ein und derselben Vorrichtung, welche den Strahlengang sowohl vor, wie hinter dem Film durchschneiden, gegen eine gemeinsame Rotationsachse geschwenkt werden, um die Stossfugen zwischen zwei vor dem Film wirkenden Elementen während der Dauer eines jeden Bildwechsels mit praktisch hinreichender Genauigkeit auf die Stossfugen zwischen zwei hinter dem Film wirkenden Elementen abzubilden.