DE1797347A1

DE1797347A1 - Automatische Fokussiereinrichtung fuer Diaprojektoren

Info

Publication number: DE1797347A1
Application number: DE19681797347
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Holle
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1968-09-17
Filing date: 1968-09-17
Publication date: 1971-08-12
Also published as: US3639047A

Description

Automatische Fokussiereinrichtung für Diaprojektoren

DJ β Erfindung bezieht sich auf eine automatische Fokussiereinrichtung für Diaprojektoren, die aus einer antastenden Projektionseinrichtung und einer das Dia verschiebenden Positionsrege ieinrichtung mit Stellmotor und Fotoempfänger besteht, der die durch das Antastbündel hervorgerufenen Reflexe auffängt.

Bei einer Einrichtung dieser Art mit Doppelfotoempfänger wurde vorgeschlagen, den Einfluß derjenigen Hälfte des Doppelfotoempfängers auf die Positionsregeleinrichtung abzuschwächen, welche - bei echarfgestell tem, verglastem Dia - den Reflex vom antastseLtigen Deckglas auffängt. In Fig. 1 und Fig. 2 sind derartige Reflexe a bis e dargestellt, wobei die Abszisse die örtliche oder zeitliche Lage der Reflexe auf dem Fotoempfänger und die Ordinate die Intensität, ausgedrückt in /& der Maximalamplitude, bedeuten. Das Diagramm nach Fig. 1 entsteht dann, J wenridie antastende Projektionseinrichtung mit sehr schmalen Spalten arbeitet, während das Diagramm nach Fig. 2 mit breiteren Spalten erhalten wird. Aus Fig. 1 und Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Reflexe e, d vom antastseitigen Deckglas am intensivsten sind und der Reflex c von der Filmschicht noch etwa 7OjL der Intensität dea größten Reflexes ausmacht, während die Intensitäten der Reflexe a, b vom rückwärtigen Deckglas durch die beim Durchgang durch die Filmschicht auf tretende Absorption unterhalb von 10$ der Maxima 1intensitat Liegen. Der Erfindung liegt, d i« Aufgabe zugrunde, eine Fokussiurein-

1 09833/16 6 4

BAD

A_Jj652 9.9.68

richtung zu schaffen, bei der diese Tatsache zur'Erkennung des von der Filmschicht ausgehenden Reflexes benutzt wird.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist in den Ansprüchen enthalten und wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt: Fig. 1 und 2 Diagramme von Reflexen, die an einem Dia durch die

antastende Projektionseinrichtung erzeugt werden, Fig. 3 eine Anordnung nach der Erfindung und Fig. 4 eine schaltungstechnische Einzelheit.

Eine Projektionslichtquelle 1 beleuchtet über ein Wärmeschutzfilter 2 und einen Kondensor 3 ein Dia 5» welches Deckgläser 5a und 5b aufweisen kann. Das Dia 5 sitzt in einer Bildbühne 22, die in Richtung der optischen Achse bewegbar ist. Das Dia 5 wird, wenn es glaslos ist, aus einer Schärfenebene 40, und wenn es verglast ist, aus einer Schärfenebene 41 mittels eines Bildprojektionsobjektivs 6 in einer nichtdargestellten Projektionsebene scharf abgebildet. Der Abstand der Ebenen 40 und 41 voneinander beträgt 0,34 k mm, wenn ein Brechungsindex n=1,52 des Deckglases und eine Glasdicke k zugrunde gelegt wird.

Die Fokussierungseinrichtung besteht aus einer antastenden Projektionseinrichtung, einer Abtasteinrichtung und einer das Dia verschiebenden Positionsregete inrichtung. Bie optische Achse 50 der antastenden Projektionseinrichtung und die optische Achse 51 der Posltionsregeleinrichtung sind zu einer senkrecht

109833/ 1664

ORfOiNAl.

A 1652

9.9.68-

zum Dia 5 stehenden Bezugsachse k je im Winkel «t angeordnet. Die antastende Projektionseinrichtung enthält eine Lampe 7» Linsen 8a, Ob sowie einen Spalt 9»

Die Positionsregeleinrichtung enthält eine Linse 10, einen Fotoempfänger 11, eine in Fig. 4·dargestellte Auswerteschaltung, einen Servo-Verstärker 2ü, einen Stellmotor 21 und die FiIwbühne £2.

Die Abtasteinrichtung ist im Bereich der optischen Achse 50 oder 51 angeordnet. Sie enthält einen rotierenden Glaswürfel 30, kannte aber auch bei entsprechender Anordnung der Linse 10 und des Fotoempfaugers 11 einen rotierenden Spiegelwürfel oder einen rotierenden Spiralschlitz oder eine andere» das Antastbündel bzw. das reflektierte Bündel periodisch ablenkende Einrichtung aufweisen. Die Abtasteinrichtung enthält fernerhin einen Impulsgeber 3^1 der synchron bei Beginn öler Ende jeder Abtastperiode ©inen Bezugsinipuls abgibt. Der Impulsgeber 31 kann aufgrund eines auf einem fotoelektrischen Empfänger auftreffenden Lichtimpulses gesteuert werden, zur Impulserzeugung sind fernerhin magnetische Mittel anwendbar, oder es wird ein mechanischer Kontakt periodisch geschaltet. Im Falle der Glaswürfel JO mittels eines phasenstarren Synchronmotors angetrieben wird, kann das Bezugssignal aus der Netzspannung gewonnen werden.

Die in Fig. -4 > dar-te stell te Auswerteschaltung enthält den Foto-

''■. , ■ . 10 0-33/7664. _: ; \ .;" ■ : - ^: ' '.

A 1652 9.9.6Ö.

empfänger TT₁, einen Regelverstärker 32» der den Strom des Fotoempfangers 11 derart verstärkt» daß die Maxi mal amplitude auf* einen annähernd konstanten Wert kommt, eine bistabile Kippstufe 33, gegebenenfalls parallel zu dieser einen Schmitt-Trigger 3^» diesen naengeschaltete Widerstände 35 bzw. gegebenenfalls 36, einen Kondensor 37 sowie den Servo-Verstärker und den Stellmotor 21. Die Regeleigenschaft des Verstärkers ist durch eine Regelschleife 3& angedeutet. Die Eingänge der bistabilen Kippstufe 33 sind ntit dem Regelverstärker 3² bzw» dem Bezugsimpulsgeber 3't verbunden. Die Kippspannung für den votii Regelverstärker 32 kommenden Strom bzw. Spannung ist in bestimmtem Verhältnis zur Maxima!amplitude dieses Regelverstärkers eingestellt, und zwar im Bereich von 10$ bis 7^ dieser Maximalamplitude. Bevorzugt wird ein Wert von 50$. Der andere Eingang der Kippstufe 33 ist derart eingestellt, daß die Bezugsimpulse die Kippstufe in ihre Grundstellung bringen. Je nach-der Kipplage ist der Ausgangsstrom der Kippstufe 33 positiv oder negativ. Der Schmitt-Trigger 34 ist ebenfalls auf einen Wert im Bereich von 70$ bis 10$ der Maximalamplitude des Regelverstärkers 35 eingestellt} bevorzugt wird eine Kippspannung von 50$ der Maximalamplitude. Der Ausgangsstrom des Schmitt-Triggers 3k ist entweder negativ oder null. Die geschalteten Ströme der Kippstufe 33 bzw. des Schmitt-Triggers 3k gehen über die unterschiedlich großen Widerstände 33 bzw. 36 und werden durch die Wirkung des Kondensator 37 unter Berücksichtigung von positiven und negativen Werten gemittelt.

10 9 8.3 3/1664
BAB

A 1652 9.9.68

Dieser gernittelte Strom dient nach Verstärkung durch den Servo-Verstärker 20 als Steuerstrom für den Stellmotor 21.

Die Wirkungsweise der Schaltung ist unter Fortlassung des Schmitt-Triggers 34 folgende:

Infolge der nacheinander auftreffenden Reflexe a-e gibt der Fotoempfanger 11 Strom- bzw. Spannungsimpulse der nach Fig. 1 oder Fig. 2 dargestellten Form ab. Diese Impulse werden vom Regelverstärker 32 auf eine annähernd konstante Maximalamplitude gebracht, wie es die Fig. 1 und 2 zeigt. Bei Erreichen (Zeitpunkt t ) der halben Maximalaraplitude kippt die Kippstufe 33 um und liefert einen positiven Ausgangsstrom. Am Anfang einer neuen Abtastp.eriode (Zeitpunkt t^) wird die Kippstufe 33 durch einen Bezugsimpuls in ihre Grundstellung gebracht, bei der sie einen negativen Ausgangsstrom liefert. Der gemittelte Ausgangsstrom wird zu null, wenn das Tastverhältnis 1:1 ist. Dies ist offensichtlich dann der Fall, wenn der vom Regelstrom ausgelöste Kippzeitpunkt t_? genau mitten zwischen den von den Bezugsimpulsen ausgelösten Kippzeitpunkten t₁ und t„ liegt. Wie aus den Fig. 1'und 2 ersichtlich, steuert also die Automatik das Dia nicht in die Schärfenebene 4I₈ welche dem Abtastzeitpunkt t entsprechen würde. Der Abstand h.zur gewünschten Schärfenebene 41 ist aber eine Gerätekonstante, die hauptsächlich von der Breite des Spaltes 9 abhängt. Die Eingabe dieser Konstanten in das Regelsystem erfolgt dadurch, daß der Punkt, in welchem die optischen Achsen 50 und 51 (-^ig·= 3) : ^{: :} ■■■" - 6 -

1 09 83 3/ 16 6 4

ν-

A-* £ ' 9.9.68

aufeinandertreffen, um ©ine Strecke h_?J die von dor Strecko h.. abhängt, hinter der eingestellten Schärfonoboiio kl doa Objektivs 6 eingestellt wird, vas selbsttätig vor sich geht. T/eicht die tatsächliche Lage dos Dias von der Schärfenobeno kl ab, dann wird dor Kippzeitpunkt der Kippstufe 33 vor oder nach dem Zeitpunkt t„ erreicht, so daß das Tastverhältnis nicht mohr den ¥ert 1:1 aufweist. Der Servo-Verstärker 20 erhält deswsgoti

• einen positiven oder negativen geniittelten Strom und steuert den Stellmotor 21 in entsprechender Richtung.

Die Wirkungsweise der Schaltung rait Schmitt-Trigger ist folgende :

Die wünschenswerte Korrektur hängt schließlich noch von der Tatsache ab, ob Dockgläser 5a» 5b vorhaaderi sind und welche

Xr

Dicke diese Deckgläser haben. Der Grund hierfür liegt in den unter den Winkel 5^ schrägen Einfall des Antastbündols, so daß die optische Verkürzung des Antastbündels $0 größer ist als ™ die optische Verkürzung des Bildprojektionsobjoktivs 6. Eine Information über Existenz und Dicke der Deckgläser wird durch den Schmitt-Trigger 34 geliefert. Dieser Schmitt-Trigger kippt bei den Zeitpunkten t₂ und t. bzw. t·. und liefert während dieses -Zeitraumes einen Strom, der zur Mittelwortbildung durch den Kondensator 37 niit herangezogen wird. Das Tastvorhältais der Kippstufe 33 stellt sich deshalb ein wonig abweichend voa Wert 1l1 ein derart, daß die Schärfenebono kO bzw. hl erreicht w ird,

- 7

3/1664
_ßÄD

-■/-.■

■■■■'. 9.9.68

¥ird der Winkel -- Ulein geiaacht (30° und darunter), dann kann dor Sch;i}iit;-*Prl£ger 3^ ohne weitere» fortgelassen worden. Bei einem Viinlcol <·/-. von h$ ißt dor Fohler. 0,13 ,-tont» bei 25 s-chru

κ-er auf." 0,0'i um ssiisantnon. ¥oim nicht groforder-t Λ/ird, daß bot einem beliö-big-ou l.^:ociiGGl zwiöclion glcisloson und verglastem Dias day proji&iecto EiIcI scli'iri* bloibt, uoun also itnnior mir gleicliurtig- vo-i*gla:?t-c Dins olirio Nachstellen d^z* Scharfe ρϊΌ— jiaiort. vioxxivn solion, vie dies iu der Praxis dio Rogol ist, wird der Schni ι t-iz-xijgor ^k obonfalls nicht bou-J ti£,t.

- 8 ■-

0 9 833/ 1-6 S. £ --.

Claims

A 1652 9.9.68 Pa tentansprüche

1. Automatische Fokussiereinrichtung für Diaprojektoren, die aus einer antastenden Projektionseinrichtung und einer das Dia verschiebenden Positionsregeleinrichtung mit Stellmotor und Fotoempfänger besteht, der die durch das Antastbündel hervorgerufenen Reflexe auffängt, gekennzeichnet durch folgende Merkmalskombinationt

a) eine Abtasteinrichtung (30) führt die am Dia (5) ent-φ stehenden Reflexe am Fotoempfänger (11) so entlang, daß - beim Vorliegen eines verglasten Dias - die Reflexe (a, b) vom rückwärtigen Deckglas (5a) innerhalb jeder.Abtastperiode zuerst auf den Fotoempfänger (11) auftreffen1

b) synchron zum Beginn bzw. Ende der Ab ta st bewegung (t.., t_) werden Bezugsimpulse gebildet)

o) der Strom bzw. die Spannung dee Fotoempfängers (11) und die .Bezugsimpulse werden einer bistabilen Kippstufe (33) ^ zugeführt, deren Kippspannung für den Fotostrom bzw.

-spannung in bestimmtem Verhältnis zur Maximalamplitude eingestellt ist und die durch die Bezugsimpulse in ihre Grundstellung gebracht wird}
d) die Kippung der Kippstufe (33) wird zur Erkennung des Reflexes (c) der Filmschicht gegenüber den Reflexen (a, . b, d und e) von den. Deckgläsern (5^i 5b) ausgenutzt und der Stellmotor (21) bei Abweichung der Einstell-Lage von der Soll-Lage in Gang gesetzt.

10 9 8 3 3/1664

^{J ;}'^:^CUg BAD ORIGINAL

A I6j2 9.9.6»

2. Automatische Fokussiereinriohtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ingangsetzen des Stellmotors (21) ein Steueretroe dient, der unter Berücksichtigung von positiven und negativen Werten durch Mittlung des Ausgangestroaes der Kippstufe (33)gewonnen wird.

3. Automatische Fokussiereinriohtung nach Anspruch 1, da- ^L durch gekennzeichnet, daß der Stroa bzw. die Spannung des Fotoeapfängers (11) durch einen Regelverstärker (32) derart verstärkt wird, daß die Maxiaalaaplitude einen annähernd konstanten Wert anniaat·

4. Automatische Fokussiereinriohtung nach Anspruch 2 oder 3»' gekennzeichnet durch einen Schaltt-Trigger (3*0 t dessen Kippspannung in bestiamtea Verhältnis zur Maximalaaplitude eingestellt ist und dessen Ausgangestroa bei der Bildung des Steueretroaes berücksichtigt wird.

109 833/166 4