CS197896B1

CS197896B1 - Projection system with the optical balancing

Info

Publication number: CS197896B1
Application number: CS350978A
Authority: CS
Inventors: Jan Eigl; Petr Levy
Original assignee: Jan Eigl; Petr Levy
Priority date: 1978-05-31
Filing date: 1978-05-31
Publication date: 1980-05-30

Description

Vynález se týká promítacího systému s optickým vyrovnáním, u něhož je zajištěna rovnoměrnost osvětlení celé promítané plochy.The present invention relates to an optical alignment projection system in which uniform illumination of the entire projected surface is assured.

V klasické kinematografii se pro promítání obrazu užívá jednak strhévacíeh systémů a jednak systémů s optickým vyrovnáním. Systémy s optickým vyrovnáním mají oproti strhévacím systémům některé výhody. Jsou energeticky výhodnější a je u nich možné měnit v Širokých mezích frekvenci z pomalých otáěek na velmi vysoké, aniž hy tyto změny měly vliv na plynulost vjemu promítaného obrazu.In classical cinematography, entrainment systems and optical alignment systems are used to project images. Optical alignment systems have some advantages over entrainment systems. They are more energy efficient and can be varied from a low speed to a very high frequency within a wide range without affecting the smoothness of the projected image.

Doposud existující a užívané systémy s optickým vyrovnáním jsou tvořeny statickou vyrovnávací soustavou, kde je mezi filmovou dráhu promítaného filmu a objektiv zařazen vyrovnávací element. Obraz zdroje se vlivem pohybu vyrovnávacího elementu dostává v různých okamžicích do různých míst ve vstupní pupile objektivu, v důsledku čehož při promítání dochází ke změnám osvětlení jednotlivých míst plochy, neboť ss mění rovnoměrnost osvětlení celé plochy. Toto je hlavní nevýhoda užívaných systémů s optickým vyrovnáním. Tento nedostatek se doposud překonával dvěma způsoby. Jedním z nich je, že se zmenSÍ obraz vlákna zdroje v pupile objektivu. Tento způsob vede ale ke snížení energetické účinnosti systému. Druhý způsob tkví v tom, že se zvýší počet elementů vyrovnávacího systému, důsledkem čehož se zmenší rozsah pohybu zdroje v pupile objektivu. Tento způsobExisting and used systems with optical alignment consist of a static alignment system, where an alignment element is included between the film path of the projected film and the lens. Due to the alignment element movement, the image of the light source reaches different points in the input pupil of the lens at different times, which results in changes in the illumination of the individual areas of the projection as DC changes the uniformity of illumination of the entire area. This is a major drawback of the optical alignment systems used. This shortcoming has so far been overcome in two ways. One is that the image of the source fiber in the pupil of the lens diminishes. However, this method leads to a reduction in the energy efficiency of the system. The second method is to increase the number of elements of the alignment system, as a result of which the extent of movement of the source in the pupil of the lens is reduced. This way

197 896197 896

197 898 alce zlepší rovnoměrnost osvětlení, vede však k výrobnímu prodražení celého vyrovnávacího systému.197 898 alce improves the uniformity of illumination, but it leads to the production cost increase of the entire compensation system.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje promítací ayatém a optickým vyrovnáním podle vynálezu. Podstatou vynálezu je, Se do osvětlovací části mezi kondenzor a filmovou dráhu promítaného filmu je zařazen osvětlovací vyrovnávací element a přenosový Člen. Mezi filmovou dráhu promítaného filmu a objektiv je zařazen obrazový vyrovnávací element světelného svazku. Oba vyrovnávací elementy se pohybují synchronně s pohybem promítaného filmu, avšak navzájem opačným směrem. Poloha a rychlost otáčení obou vyrovnávacích elementů a poloha přenosového členu jeou navzájem vázány vztahem arctg S_ <*»M arctg js kde U)^ iCUn jsou úhlové rychlosti otáčení osvětlovacího a obrazového vyrovnávacího elementu.The above drawbacks are overcome by the projection and optical and optical alignment of the invention. It is an object of the invention to include an illumination alignment element and a transfer member in the illumination portion between the condenser and the film path of the projected film. Between the film path of the projected film and the lens there is an image alignment element of the light beam. The two alignment elements move synchronously with the movement of the projected film, but in opposite directions to each other. The position and speed of rotation of the two alignment elements and the position of the transmission element are interconnected by the relation arctg S <M M arctg kde where U ^ i CCUn are the angular rotational speeds of the illumination and image alignment element.

a, a' jaou předmětová a obrazová vzdálenost přenosového členu,a, a 'are the object and image distance of the transfer member,

F je rozměr vyrovnávaného obrazu ve aměru vyrovnání a b je vzdálenost filmové dráhy promítaného filmu od obrazového vyrovnávacího elementu.F is the dimension of the alignment image in the alignment direction, and b is the distance of the film path of the projected film from the image alignment element.

Do promítacího ayatému může být zařazen pouze jediný vyrovnávací element. V tomto případě je týž element zařazen i do osvětlovací i do zobrazovací části ayatému apolu ae aouBtavou rovinných zrcadel, jejichž počet je lichý. Tato soustava rovinných zrcadel simuluje opačný směr pohybu vyrovnávacího elementu.Only one alignment element can be included in the projection ayatema. In this case, the same element is included both in the lighting and in the display part of the apol and fusible flat mirror, the number of which is odd. This set of planar mirrors simulates the opposite direction of movement of the alignment element.

Zařazením osvětlovacího vyrovnávacího elementu do promítacího ayatému ae dosáhne rovnoměrného rozložení osvětlení promítaného obrazu.By including the illumination alignment element in the projected ae, the illumination of the projected image is uniformly distributed.

Na připojených výkresech jsou uvedeny příklady uspořádání promítacích systémů a optickým vyrovnáním podle vynálezu.The accompanying drawings show examples of arrangement of projection systems and optical alignment according to the invention.

Na obr. 1 je uveden příklad blokového uspořádání systému, sloužící k objasnění funkce systému. Obr. 2 je praktickou variantou obr. 1. Příklady provedení, kdy je využíván jeden vyrovnávací element k oběma vyrovnávacím funkcím, jaou na obr. 3a a 3b.Fig. 1 shows an example of a block arrangement of a system to illustrate the operation of the system. Giant. 2 is a practical variant of FIG. 1. Examples of embodiments in which one alignment element is used for both alignment functions are in FIGS. 3a and 3b.

Promítací systém na obr. 1 je tvořen zdrojem světla 1, kondenzorem 2, promítaným filmem £ a objektivem 8. Mezi kondenzor 2 a filmovou dráhu promítaného filmu 6 je zařazen osvětlovací vyrovnávací element £ a přenosový člen £, ležící mezi prvním obrazem £ zdroje světla 2 a filmovou dráhou promítaného filmu 6. Mezi filmovou dráhou promítaného filmu 6 a objektivem 8 je umístěn obrazový vyrovnávací element χ zobrazovacího svazku. Oba dva vyrovnávací elementy £ a χ se pohybují synchronně s pohybem promítaného filmu 6, avšak navzájem opačným směrem. Polohy a rychlost otáčení těchto vyrovnávacích elementů a poloha přenosového členu £ jeou dány vztahemThe projection system in FIG. 1 is comprised of a light source 1, a condenser 2, a projected film 6 and a lens 8. Between the condenser 2 and the film path of the projected film 6 is an illuminant alignment element 6 and a transmission member 6 lying between the first image 6 of the light source 2. and a film path of the projected film 6. Between the film path of the projected film 6 and the lens 8 is located an image alignment element χ of the imaging beam. The two alignment elements 8 and χ move synchronously with the movement of the projected film 6, but in opposite directions to each other. The position and speed of rotation of these alignment elements and the position of the transmission member 6 are given by the relation

197 896 _s <*> η «•ct_e5- L arctg L kdetil^ ,o»H jeou úhlové rychlosti otáčení osvětlovacího a obrazového vyrovnávacího elementu 2 a 2, a, a' jeou předmětová a obrazová vzdálenost přenosového členu 2»197 896 _s <*> η «• ct _e 5- arctan L L ^ kdetil on» H jeou angular speed of rotation of the illumination and image compensation element 2 and 2 a, a 'jeou object and display the distance of the transmission member 2 »

F je rozměr vyrovnávaného obrazu ve směru vyrovnání a b je vzdálenost filmová dráhy promítaného filmu 6 od obrazového vyrovnávacího elementu χ.F is the dimension of the alignment image in the alignment direction and b is the distance of the film path of the projected film 6 from the image alignment element χ.

Přenosový člen 2 slouží k zobrazení zdroje světla 1 do roviny vstupní pupily objektivu 8, přičemž využívá mezizobrazení kondenzorem 2. Přenosový člen 2 á® umístěn tak, že je v polovině vzdálenosti mezi oběma vyrovnávacími elementy 2 a 7 a jeho optická mohutnost je taková, že zobrazí zdroj světla i do roviny vstupní pupily objektivu 8.The transmitting member 2 serves to display the light source 1 in the plane of the input pupil of the objective 8, using the intermediate image by a condenser 2. The transmitting member 2 is positioned halfway between the two alignment elements 2 and 7 and its optical power is such that displays the light source even in the plane of the input pupil of the lens 8.

Světelný svazek ze světelného zdroje 1 je nasměrován kondenzorem 2 na osvětlovací vyrovnávací element 2· Osvětlovací vyrovnávací element 2 ^se natáčí např. ve směru hodinových ručiček, čímž posouvá seshora dolů světelným svazkem vzhledem k ose, na níž leží první obraz £ vlákna světelného zdroje 1. Toto vlákno se dále zobrazuje přenosovým členem 2 do vstupní pupily objektivu 8. Ve filmové dráze promítaného filmu 6 se synchronně s pohybem osvětlovacího vyrovnávacího elementu 2 posouvá též seshora dolů filmový pás. Lze říci, že světelný paprsek sleduje filmový pás. Obrazový vyrovnávací element χ se natáčí opačným směrem než osvětlovací vyrovnávací element 2 ^a tím zastavuje obraz na matnici 2 a a ním i světelný svazek, oož má za následek, že nedochází při projekci k blikání.The light beam from the light source 1 is directed toward the condenser 2 of the illumination equalizing element 2 · illumination equalizing element 2 ^is pivoted e.g. in a clockwise direction, thereby moving from above to below the light beam relative to the axis on which is located the first image £ filament lamp 1. This filament is further imaged by a transfer member 2 into the input pupil of the objective 8. In the film path of the projected film 6, the film strip also moves upside down in synchronism with the movement of the illumination alignment element 2. It can be said that the light beam follows the film strip. The image alignment element χ rotates in the opposite direction to the illumination alignment element 2 ^, thereby stopping the image on the focusing screen 2 ^and thereby the light beam, which results in no flicker during projection.

Na obr. 2 je uveden příklad praktického uspořádání systému popsaného podle obr. 1. Sýstám je opět tvořen světelným zdrojem 1, kondenzorovou soustavou 2, za níž je umístěn osvětlovací vyrovnávací element 2 ⁸ přenosový člen 2» filmovou dránou promítaného filmu 6 a objektivem 8, za nímž je umístěna matnice 2· Mezi filmovou dráhu promítaného filmu 6 a objektiv 8 je zařazen druhý vyrovnávací element χ. Oba dva vyrovnávací elementy 2 ^a Ϊ jsou v tomto případě zrcadlové bubny. Pohyb vyrovnávacích elementů je synchronizován, přičemž zrcadlové bubny mají opačný směr otáčení. Funkce celého systému je stejná jako v případě popisovaném podle obr. 1.Fig. 2 shows an example of a practical arrangement of the system described in Fig. 1. The systems are again comprised of a light source 1, a condenser assembly 2, behind which an illumination compensating element ²⁸ is placed. The second alignment element χ is inserted between the film path of the projected film 6 and the lens 8. In this case, the two alignment elements 2 ^and Ϊ are mirror drums. The movement of the alignment elements is synchronized, with the mirror drums having the opposite direction of rotation. The operation of the whole system is the same as that described in Fig. 1.

Na obr. 3a a 3b jeou schematicky naznačeny dalál příklady provedení systému podle vynálezu. Rozdíl oproti předešlým příkladům je v tom, že mleto dvou vyrovnávacích elementů 2 ^a 1 4· ^z^e použit jediný vyrovnávací element 10 pro obě vyrovnávací funkce. Opačný směr natáčení ae zde imituje pomocí lichého počtu zrcadel, v tomto případě tří rovinných zrcadel 11. 12, lj.Figures 3a and 3b schematically show further exemplary embodiments of the system of the invention. A difference from the previous examples is that the milled two compensation elements 2 ^and 1 4 · ^z ^ e, a single compensating element 10 for both the alignment function. The opposite direction of rotation ae here imitates by an odd number of mirrors, in this case three planar mirrors 11, 12, 11.

Světelný paprsek, jehož zdrojem je světelný zdroj 1, je nasměrován kondenzorovou soustavou 2 na vyrovnávací element 10. Ten se otáčí proti směru hodinových ručiček.The light beam, the source of which is the light source 1, is directed by the condenser assembly 2 towards the alignment element 10. This rotates counterclockwise.

Světelný svazek se dále odráží na zrcadlech 11. 12., 13 a to tak, že na zrcadle 11 ee posouvá odleva doprava a tedy na zrcadle 12 zprava doleva a na zrcadle 13 zdola nahoru.The light beam is further reflected on the mirrors 11, 12, 13 by sliding on the mirror 11 ee from left to right and thus on the mirror 12 from right to left and on the mirror 13 from bottom to top.

Tím světelný paprsek sleduje promítaný film 6, pohybující se zdola nahoru, čímž se dosáhne požadovaný efekt a zároveň vyrovnávací element 10, nyní již ve funkci obrazového vyrovnávacího elementu, má potřebný směr otáčení jako v případě popisovaném podle obr. 2.Thereby, the light beam follows the projected film 6 moving from bottom to top, thereby achieving the desired effect and at the same time the alignment element 10, now in the function of the image alignment element, has the necessary direction of rotation as in the case described in Fig. 2.

Rozdíl mezi variantou uvedenou na obr. 3a a variantou na obr. 3b je v tom, že podle obr. 3a ee světelný paprsek odráží od vyrovnávacího elementu 10 na soustavu rovinných zrcadel 11. 12 a 13. kdežto u příkladu podle obr. 3b světelný paprsek vyrovnávacím elementem 10 prochází a po průchodu se odráží na zrcadlech 11, 12 a 13. jejichž funkce je v obou případech stejná.The difference between the variant shown in Fig. 3a and the variant in Fig. 3b is that, according to Fig. 3a ee, the light beam reflects from the alignment element 10 to the array of plane mirrors 11, 12 and 13, whereas in the example of Fig. 3b It passes through the compensating element 10 and is reflected on the mirrors 11, 12 and 13 after passing. Their function is the same in both cases.

Použitím promítacího systému uspořádaného podle obr. 3a a 3b dochází k úspoře nákladů na jeden vyrovnávací element a ke zjednoduěení konstrukce celého systému.The use of the projection system according to FIGS. 3a and 3b saves the cost of one alignment element and simplifies the construction of the entire system.

U některých přístrojů, kde lze uvedený promítací systém 8 optickým vyrovnáním použít, nenastávají žádné komplikace. Jedná se např. o promítací stroje, kde lze smyčku filmu vést libovolně prostorem. Existují věak zařízení, např. stříhací stoly, které tuto možnost nemají, nebot je zde kladen konstrukčně principiální požadavek, aby film probíhal zařízením tak, aby manipulace s ním při práci střihače byla co nejméně znesnadněna. Potom je nutné rozšířit celý systém o další odrazové elementy, které umožňují vést svazek prostorem.In some apparatuses where the projection system 8 can be used by optical alignment, there are no complications. These are eg projection machines, where the film loop can be guided in any space. There are, however, devices, such as cutting tables, which do not have this possibility, since there is a structurally essential requirement for the film to run through the device in such a way as to minimize the difficulty of handling the film while operating the cutter. Then it is necessary to extend the whole system with additional reflective elements that allow to guide the beam through space.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An optical alignment projection system in which a light beam image alignment element is incorporated into a display portion between a film path of a projected film and a lens, characterized in that the light section includes a condenser (2) and a film path of a projected film (6) an illumination alignment element (3) and a transfer member (5), wherein both alignment elements (3, 7) are driven synchronously with the movement of the projected film (6) but its movement is opposite to each other, the position and speed of rotation of the two alignment elements ( 3 »7) and the position of the transfer member (5) are given by the relation

Wherein the angular rotational speeds of the illumination and image alignment element (3, 7) are a, and, a are the object and image distances of the transmission member (5),

F is the dimension of the alignment image in the alignment direction a

197 896 b is the distance of the plane of the projected film (6) from the image alignment element (7) ·

2. An optical alignment projection system according to claim 1, characterized in that the same alignment element (10) is included in both the illumination and display part of the system together with a system comprising an odd number of planar mirrors (11, 12, 13) to simulate the opposite direction. movement of the compensating element (10).