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Projektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Projizieren zweier Filmbilder
Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung zum gleichzeitigen Projizieren
zweier Filmbilder eines den Projektor vertikal durchlaufenden Films mit Zwillingslinsen,
deren Linsensegmente etwas größer als Halblinsen sind, wobei die Halblinsen jeweils
in einem Halter in der Form eines Halbzylinders angeordnet und die Halterteile in
einer am Projektor angebrachten Zylinderhülse gelagert sind.
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Die Herstellung derartiger Projektionsvorrichtungen ist mit äußerst
großen Schwierigkeiten verbunden, da bereits Abweichungen der gegenseitigen Lage
der Halblinsen in der Größenordnung von Bruchteilen eines Millimeters genügen, um
das projizierte Bild völlig unscharf zu machen. Auch ist es heute noch technisch
unmöglich, zwei Linsensegmente, die größer als Halblinsen sind, derart exakt gleichzuschleifen,
daß dieselben ohne weiteres für Tietbildprojektionen verwendbar sind.
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Diese Schwierigkeiten lassen sich dann vermeiden, wenn man die als
Halter für die Halblinsen dienenden Halbzylinder erfindungsgemäß unter Einhaltung
eines freien Zwischenraumes verlegt und mit Stellmitteln ausstattet, die eine parallele
oder winkelige Verstellung des Zwischenraumes sowie kleine Dreh-und Längsverschiebungen
der Halbzylinder gegeneinander in der Zylinderhülse ermöglichen. Auf diese Weise
wird die Möglichkeit geschaffen, eine berichtigende Einstellung des Linsensystems
zur Erzeugung von Bildern in der gewünschten Tiefenschärfe vorzunehmen, und es hat
sich gezeigt, daß auch Schleiffehler der Linsen durch eine Verstellung des Linsensystems
unwirksam gemacht werden können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt: F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Projektionsvorrichtung
mit dem Verlauf der Bildstrahlen, F i g. 2 die Lage der projizierten Bilder auf
dem Bildschirm, F i g. 3 einen Filmstreifen in der Vorderansicht, F i g. 4 einen
Längsschnitt durch das Linsensystem, F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V
in F i g. 4, F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in F i g. 4 und F i g.
7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig.4.
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Gemäß F i g. 1 durchläuft der Film 1 den nur angedeuteten Projektor
in vertikaler Richtung, wobei jeweils zwei aufeinanderfolgende Filmbilder
A und B
gleichzeitig so projiziert werden, daß sich die Schirmbilder
A1 und B1 auf dem Bildschirm S seitlich im Abstand a und nach oben im Abstand b
überdecken. Der vertikale Abstand b entspricht der Bildfeldeinteilung auf dem Film
1 und der Abstand b dem Abstand der Augen L und R des Betrachters. Trägt dieser
eine ungleich polarisierte Brille und werden die Schirmbilder A1 und B1 mit entsprechenden
Lichtarten projiziert, so entsteht der Eindruck eines Raumbildes T mit Tiefenwirkung.
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Das obere Filmbild B bzw.. das Schirmbild Bi ist beispielsweise dem
rechten Auge R und das untere Filmbild A bzw. das Schirmbild A1 dem linken Auge
L zugeordnet. Wird der Film einen Schritt nach unten gezogen, so projiziert das
nächste Filmbild C ein Schirmbild für das hechte Auge und das Filmbild B ein Schirmbild
für .das linke Auge. Es wird somit jedes Filmbild mit Zeitunterschied zweimal nacheinander
projiziert.
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Der zur Verwendung kommende Film wird in einer normalen Kamera belichtet,
wobei die beabsichtigte Tiefenwirkung durch eine geänderte Einstellung des aufzunehmenden
Gegenstandes zwischen den einzelnen Aufnahmen ermöglicht wird. Es besteht auch die
Möglichkeit, die Stellung der Kamera zwischen den Aufnahmen zu ändern, wodurch Stereoskopbilder
entstehen.
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Der Projektor kann auch für eine einfache Normalprojektion benutzt
werden, wenn ein Strahlengang abgedeckt und der Polarisator des anderen Strahlengangs
entfernt wird.
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Das zur Verwendung kommende Objektiv umfaßt eine vordere Zwillingslinse,
bestehend aus zwei einarider
gleichen, spiegelbildlich angeordneten
Linsensegmenten D und E und eine hintere Zwillingslinse aus zwei ebenfalls gleichen,
spiegelbildlich angeordneten Linsensegmenten F und G. Die Linsensegmente sind etwas
größer als Halblinsen, werden jedoch im folgenden einfachheitshalber als »Halblinsen«
bezeichnet. Die beiden Halblinsen D und F bilden die oberen Linsen, die beiden Halblinsen
E und G die unteren Linsen des Zwillingslinsensystems.
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Die Linsen sind in einem Halter, bestehend aus zwei Halbzylindern
4 und 5, untergebracht, wobei der Halter verschiebbar und drehbar in einer Zylinderhülse
3 des Projektors gelagert ist. Der Halbzylinder 4 nimmt die Halblinsen D und F und
der Halbzylinder 5 die Halblinsen E und G auf. Die zentrale Horizontalebene H des
Halters geht jeweils zwischen zwei Filmbildern A und B hindurch.
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Die zentralen Strahlenachsen BFD bzw. AGE, welche von den beiden wirksamen
Filmbildern B bzw. A ausgehen und deren Abstand voneinander in der Vertikalen von
der Filmfeldeinteilung des Films bestimmt ist, sollen bei richtiger Bildeinstellung
in der Achse des optischen Linsenzentrums F1 und D1 der oberen Halblinsen bzw. der
Achse des optischen Linsenzentrums G1 und Ei der unteren Halblinsen liegen. Da die
Strahlenachsen BFD und und AGE parallel und im gleichen Abstand von der Zentralebene
H entfernt sein sollen, muß sich die Lage der Halblinsen genau nach diesen Bedingungen
richten, wenn ein richtiges Bildergebnis erhalten werden soll.
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Um die erforderlichen äußerst feinen Linsenjustierungen zu ermöglichen,
sind die beiden Halbzylinder 4 und 5 unter Einhaltung eines freien Zwischenraumes
6 verlegt. Die Halblinsen sind in entsprechende Aussparungen der Halbzylinder eingesetzt
und werden zweckmäßigerweise durch Deckelbleche 7 und 8 unter Druck festgehalten,
wobei die Deckelbleche parallel zur Zentralebene H verlaufen. Um Verschiebungen
der Halblinsen innerhalb der Halbzylinder zu vermeiden, sind Madenschrauben 9 und
10 vorgesehen, die gegen die Halblinsen gerichtet sind.
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Die beiden Halbzylinder 4 und 5 werden mit Hilfe eines Systems von
Stell- und Zugschrauben zusammengehalten und gegenseitig justiert. Verwendung finden
jeweils Schraubenpaare, deren Schrauben beiderseits der mittleren Vertikalebene
angeordnet sind und den Zwischenraum 6 zwischen den Halbzylindern rechtwinklig kreuzen.
Die Schraubenpaare ; sind in der Längsrichtung des Linsenhalters derart verteilt,
daß ein Paar Stellschrauben 11 und 12 etwa im mittleren Teil des Linsenhalters liegen,
während ein Paar Zugschrauben 13 und 14 in der Nähe des vorderen Endes
des Linsenhalters und ein Paar Zug- ; schrauben 15 und 16 in der Nähe des hinteren
Endes des Linsenhalters angebracht sind. Die Stellschrauben bilden dabei sozusagen
eine Wipplagerung für die Halbzylinder zwischen den Zugschraubenpaaren. Die paarweise
dem Halter gegenüber tangential ausgerichteten Schrauben ermöglichen eine allseitige
Verstellung der Halbzylinder unter Beibehaltung der optischen Mittelpunkte der Halblinsen,
im wesentlichen in der gemeinsamen zentralen Vertikalebene, wobei beispielsweise
der obere Halbzylinder festgehalten wird, während die Einstellung des unteren Halbzylinders
erfolgt. Zu diesem Zweck ist mindestens in dem oberen Halbzylinder 4 eine sich.
in der Längsrichtung erstreckende Führungsrille 17 vorgesehen, in die eine Schraube
18 der festen Zylinderhülse 3 eingreift.
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Die Stellschrauben 11 und 12 haben einen verhältnismäßig großen Durchmesser
und tragen ein Feingewinde von beispielsweise 0,5 mm Steigung, so daß eine halbe
Drehung eine Endverschiebung der Schraube von 0,25 mm und eine Einzehnteldrehung
0,5 mm ergibt. Die Zugschrauben 13 bis 16 weisen unterhalb des Kopfes einen
glatten Schaft auf, der die Bohrung in dem entsprechenden Halbzylinder mit Spiel
durchdringt, wobei der Kopf als Anschlag in einer Ausnehmung des Halbzylinders liegt.
Die Zugsehrauben eines Paares sind entgegengesetzt gerichtet, so daß der Kopf der
einen Schraube in den einen Halbzylinder und der Kopf der anderen Schraube in den
anderen Halbzylinder zu liegen kommt, wodurch es möglich wird, beide Halbzylinder
völlig gleich auszuführen.
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Um den gesamten Linsenhalter zwecks Einstellung der Bildschärfe axial
verschieben zu können, befindet sich in den Halbzylindern eine Ringnut
19, in die ein Arm eines Verstellhebels 20 eingreift. Außerdem sind
die Halbzylinder mit je einem Schlitz 21
bzw.22 versehen, dessen freie Öffnungen
einander gegenüberstehen. Wird ein Schraubenzieher od. dgl. gleichzeitig in die
beiden Schlitze eingeführt und gedreht, so kann der eine Halbzylinder etwas gegenüber
dem anderen Halbzylinder axial verstellt und dadurch ein gegebenenfalls vorhandener
Unterschied in der Bildschärfe der beiden Linsensysteme berichtigt werden.
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Wie einleitend bereits erwähnt, muß zur Erreichung einer richtigen
Bildeinstellung auf dem Bildschirm der eine Halbzylinder gegenüber dem anderen justiert
werden, weil es an sich unmöglich ist, die Halblinsensegmente völlig gleich herzustellen
und bei unbeweglicher Anordnung richtig einzustellen. Die Schrauben sind nun derart
angeordnet, daß die Stellschrauben 11 und 12 die Halbzylinder
4 und 5
auseinanderdrücken, während die Zugschrauben 13 und
14 bzw. 15 und 16 die Halbzylinder zusammenziehen. Wenn die
Halbzylinder in möglichst genauer Einstellung durch die Zugschrauben in lotrechter
Lage übereinandergehalten werden und die optischen Zentren der Halblinsen in der
zentralen Horizontalebene liegen, ist der am häufigsten vorkommende Fehler der,
daß von den beiden Schirmbildern A1 und Bi das Schirmbild A i eine in der Höhenrichtung
abweichende Lage A 9 (F i g. 2) einnimmt. Eine Justierung von Hand ist an sich deswegen
nicht möglich, weil schon eine äußerst geringe Verstellung der Halbzylinder die
Bildffächeneinstellung in unberechenbarer Weise im vergrößerten Maßstab auf dem
Schirm S verändert. Unter Beachtung der eben beschriebenen Verhältnisse ist es Aufgabe
der Justierung, die gemeinsame optische Zentralachse der beiden unteren Halblinsen
in Paralleleinstellung mit der gemeinsamen optischen Zentralachse der beiden oberen
Halblinsen, dem Abstand der Filmfeldeintei-Jung entsprechend, zu bringen. Dabei
muß die Prüfung bei laufendem Projektor vorgenommen werden. Die Zugschrauben werden
etwas gelöst, und die Einstellung geschieht durch minimale Verdrehung der Stellschrauben.
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Wenn eine zufriedenstellende Einstellung erreicht worden ist, sind
die Zugschrauben wieder anzuziehen. Zuvor ist die Bildschärfe durch eine Axialverschiebung
des
ganzen Linsenhalters mittels des Verstellhebels 20 zu überprüfen und die Bildschärfe
jedes Linsensystems durch Einsetzen eines Schraubenziehers in die Schlitze 21 und
22 einzustellen.
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Nach der Einstellung wird der Linsenhalter etwas um seine Längsachse
gedreht, wodurch erreicht wird, daß die bei der Einjustierung sich im wesentlichen
überdeckenden Schirmbilder A 1 und B2 in die richtige Lage A1 und B1 im Abstand
a seitenverstellt werden. Dies erfolgt mit Hilfe eines Schraubenziehers od. dgl.,
der in die Führungsrille 17 eingeführt wird, wobei die Schraube 18 genügend Spiel
hat, um diese unbedeutende Drehung zu ermöglichen.
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Wenn die Einstellung in der beschriebenen Weise durchgeführt ist,
werden die beiden Halbzylinder fest und unlösbar mittels an sich bekannter Mittel
miteinander verbunden, beispielsweise durch Einführung einer erhärtenden Plastikmasse
in den Zwischenraum zwischen den Halbzylindern.
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Eine Büschelteilungsscheibe 23 zur Trennung von den beiden gleichzeitig
durchleuchteten Filmbildern kommenden Lichtstrahlen erstreckt sich in der zentralen
Horizontalebene H aus dem Zwischenraum 6 zwischen den Halbzylindern heraus nach
hinten. An dem Vorderende weist der Linsenhalter einen aufgeschobenen Ring auf,
der mit ungleichen Polarisatoren 24 und 25 od. dgl. für die beiden einzelnen Strahlenbüschel
versehen ist. Wird dieser Ring entfernt und durch einen ähnlichen Ring ersetzt,
bei dem der Polarisator 24 entfernt und der Polarisator 25 durch ein Metallblech
ersetzt ist, so ist es möglich, mit dem Zwillingslinsensystem eine übliche zweidimensionale
Bildprojektion durchzuführen.