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Lichtprojektionsvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Lichtprojektionsvorrichtung
zum Projizieren eines Lichtflecks auf eine lichtempSindliche Fläche, über die hinweg
der Lichtfleck bewegbar ist, mit einer Lichtquelle sowie Einrichtungen, die die
Lichtstrahlen von der Lichtquelle auf die Fläche zur Bildung des Lichtflecks richten,
und mit die Intensität des Lichtflecks in Abhängigkeit von seiner Lineargeschwindigkeit
gegenüber der lichtempiindlichen Fläche steuernden Einrichtungen.
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Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar bei Vorrichtungen zum Aufzeichnen
oder Reproduzieren von Daten und/oder zum Zeichnen von Linien mit Hilfe einer automatischen
Zeichenmaschine o. dgl, wobei mittels einer Lichtprojektionsvorrichtung einzelne
Teile (Teilbereiche) eines lichtempfindlichen Materials, beispielsweise eines auf
der AuSzeichnungsiläche einer solchen Maschine angebrachten photographischen Films
oder Platte, belichtet werden.
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Ein allgemeines Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Lichtprojektionsvorrichtung
der vorerwähnten Art, die sich auf einem beweglichen Schlitten einer Zeichenmaschine
anbringen läßt und betriebsfähig ist sowohl bei Stillstand des Schlittens, um ein
ihr zugeordnetes lichtempfindliches Medium zwecks Erzeugung von gestrichelten Linien,
Buchstaben, Zahlen oder sonstigen Schriftzeichen und Symbolen zu belichten, als
auch bei Verstellung des Schlittens zu der Aufzeichnungsfläche, um auf dem Medium
Linien zu belichten.
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Ein spezifischeres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Lichtprojektionsvorrichtung
zum Belichten einzelner Teile (Teilbereiche) eines auf der Aufzeichnungsfläche einer
automatischen Zeichenmaschine angeordneten lichtempfindlichen Films, die geeignete
Einrichtungen besitzt, um die Intensität eines Lichtstrahls im richtigen Verhältnis
zur Bewegungsgeschwindigkeit der Vorrichtung in bezug auf die Aufzeichnungsfläche
zu verändern und um die Intensität dieses Lichtstrahls im richtigen Verhältnis zu
seiner Breite zu verändern, so daß der Belichtungsgrad pro Flächeneinheit des Films
für alle belichteten Bereiche verhältnismäßig konstant bleibt, so daß genau abgegrenzte
Zeichnungslinien von gleichmäßiger Dichte entstehen.
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Ein-weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Lichtprojektionsvorrichtung
der vorerwähnten allgemeinen Art, bei welcher die Intensität des projizierten Lichtstrahls
genau steuerbar ist, um ihn bei Verwendung in Verbindung mit einem photographischen
Film oder einem entsprechenden lichtempSindlichen Material mit einer verhältnismäßig
weiten Grauskala zur Helligkeitsabstufung verwenden zu können.
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Zur Lösung dieser Aufgaben wird eine Lichtprojektionsvorrichtung der
eingangs genannten Gattung verwendet, die gekennzeichnet ist durch die Querschnittsgröße
des Lichtflecks und durch die Intensität des Lichtflecks umgekehrt zu seiner Quersclmittsgröße
verändernde
inrichtungen.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Lichtprojektionsvorrichtung
nach der Erfindung, die auf einem geeigneten Schlitten so angeordnet ist, daß sie
sich über der Aufzeichnungsfläche einer automatischen Zeichenmaschine kreuz und
quer verstellen läßt.
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Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Inneneinrichtung der Vorrichtung
nach Fig. 1, teilweise im Schnitt.
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Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Inneneinrichtung der Vorrichtung
nach Fig. 1, teilweise im Schnitt.
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Fig. 4 zeigt einen horizontalen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig.
3.
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Fig. 5 ist eine Frontansicht der Vorrichtung nach Fig. 1.
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Fig. 6 zeigt einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 2.
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Fig. 7 zeigt einen Schnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 4 in vergrößertem
Maßstab, der eine Filter- und Locheinheit der Lochscheibe der Vorrichtung nach Fig.
1 veranschaulicht, und Fig. 8 eine Draufsicht auf die in-der Lichtprojektionsvorrichtung
nach Fig. 1 verwendeten Filterscheiben von veränderbarer Dichte.
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Fig. 9- bis 14 zeigen Abwandlungen von Einrichtungen der Lichtprojektionsvorrichtung.
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Von den einzelnen Figuren der Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine automatische
Zeichenmaschine 10 mit einer Aufzeichnungsfläche 12 und einem Schlitten 14, der
die Aufzeichnungsfläche in zwei durch die Pfeile X und Y angedeuteten Koordinatenrichtungen
überqueren kann. Auf dem Schlitten 14 ist eine Lichtprojektionsvorrichtung
16
nach der vorliegenden Erfindung so angeordnet, daß sie in Abhängigkeit von Eingangssignalen,
die der Zeichnungsmaschine über eine ihr zugeordnete Eingabevorrichtung, beispielsweise
über einen allgemein mit 17 bezeichneten Rechner (Computer), zugeführt werden, zu
einem beliebigen vorbestimmten Punkt auf der Aufzeichnungsfläche 12 hin oder von
ihm fort bewegt werden kann. Vorzugsweise kann der Schlitten die Vorrichtung 16
entlang einer beliebigen Linie, zu die gerade oder gekrümmt sein kann, über die
Aufzeichnungsfläche 12 bewegen, wobei die Vorrichtung 16 im Verlaufe eines solchen
Linienziehvorgangs so betrieben werden kann, daß sie entweder stetig eine durchgehende
Linie oder intermittierend eine Reihe von Punkten oder Strichellinien oder von sonstigen
Zeichen erzeugt. Eine sehr wichtige Verwendung, welcher eine Vorrichtung nach der
Erfindung zugeführt werden kann, ist die Herstellung von gedruckten Schaltungen.
Die Vorrichtung 16 kann einzelne Teile (Teilbereiche) eines auf die Aufzeichnungsfläche
12 gelegten lichtempfindlichen Films oder eines sonstigen lichtempfindlichen Materials-belichten,
wobei durch Verwendung eines Rechners oder einer sonstigen Eingabevorrichtung zur
Steuerung der Bewegung des Schlittens die gedruckte Schaltung wie ein photographisches
Negativ gezeichnet werden kann, ohne daß ein Eingreifen durch Menschenhand notwendig
wäre.
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Der Einfachheit halber ist das durch die Vorrichtung 16 zu belichtende
lichtempfindliche Material im Nachstehenden allgemein als lichtempfindlicher Film
bezeichnet. Es ist jedoch klar, daß die Vorrichtung nicht unbedingt auf eine Verwendung
mit Film beschränkt ist, und daß sie auch dazu verwendet werden kann, eine beliebige
lichtempfindliche Fläche zu belichten, wie sie beispielsweise durch eine auf eine
Glasplatte oder einen sonstigen Träger aufgebrachte lichtempfindliche Emulsion oder
einen lichtempfindlichen Uberzug entsteht. Bei der Anfertigung von Negativen für
gedruckte Schaltungen oder von anderen gleichartigen Negativen ist die gewöhnlich
gewählte und verwendete lichtempfindliche Emulsion eine solche mit hoher
Kontrastfähigkeit
bei geringer oder überhaupt keiner Grauskala. Jedoch läßt sich bei Verwendung einer
Emulsion mit erheblicher Grauskala die Vorrichtung 16 dazu verwenden, eine Helligkeitsabstufung
der Bereiche dadurch herbeizuführen, daß sie Linien in unterschiedlichen Grautönen
zeichnet, was dadurch erreicht wird, daß die Intensität des von ihr ausgesandten
Lichtstrahls verändert wird.
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Für lichtempfindlichen Film, insbesondere für solchen mit hoher Kontrasefahigkeit,
wie er zur Herstellung von gedruckten Schaltungen verwendet wird, ist es charakteristisch,
daß eine ziemlich genaue Lichtenergiemenge erforderlich ist, um eine braucnbare
Belichtung zu erhalten. Bei zu wenig Licht wird auf dem Film keine Linie oder keine
Stelle gezeichnet oder es wird bestenfalls ein unscharfes, unterbelichtetes Bild
erzeugt, wahrend bei zu viel Licht eine Streuung und Auflösung stattfindet, so daß
andere Bereiche des Films gedunkelt werden und bestenfalls eine faserige Linie,
schlimmstenfalls ein völlig geschwärzter Film erzeugt wird. Der zum einwandfreien
Belichten des Films erforderliche Beleuchtungs grad ist somit ziemlich kritisch
und stellt verschiedene Probleme hinsichtlich der Konstruktion einer Lichtquelle,
die sich in bezug auf den Film bewegen läßt. Im einzelnen hat man festgestellt,
daß mit der Veranderung der Bewegungsgeschwindigkeit eines Belichtungsstrahls in
bezug auf den Film seine Intensitä-t ebenfalls verändert werden muß, um eine brauchbare
Belichtung zu erhalten. Dies beruht auf der Tatsache, daß der Lichtstrahl bei langsamer
Bewegung länger auf einem gegebenen Teilbereich des Films verweilt als bei schneller
Bewegung. Deshalb muß, um zu bewirken, daß auf einen gegebenen Teilbereich des Films
jeweils im wesentlichen gleiche Lichtenergiemengen übertragen werden, die Lichtstrahlintensität
für hohe Lichtstrahlgeschwindigkeiten bedeutend größer sein als die Intensität,
die bei niedriger Lichtstrahlgeschwindigkeit oder bei in bezug auf den Film unbeweglicher
Lichtquelle verwendet wird.
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Ein anderes mit der Fortbewegung oder Translationsbewegung des Lichtstrahls'in
bezug auf den Film verknüpftes Problem ergibt sich aus möglichen gewünschten Veränderungen
der Breite des verwendeten Lichtstrahls, um auf dem Film Linien von unterschiedlichen
Breiten zu belichten. Der Lichtstrahl bildet bei seinem Auftreffen auf den Film
einen kreisrunden Fleck oder eine sonstige einfache Form, so daß bei einer konstanten
Translationsgeschwindigkeit des Lichtstrahls über den Film ein durch den kreisrunden
Fleck oder eine sonstige Form überquerter Teilbereich des Films bei Verwendung eines
breiten Lichtstrahls länger belichtet wird als bei Verwendung eines schmaleren Lichtstrahls.
Man hat festgestellt, daß deshalb zur Gewährleistung einer Belichtungsgleichmäßigkeit
beim Zeichnen von Linien unterschiedlicher Breite Vorkehrungen getroffen werden
müssen, um die Lichtstrahlintensität mit der Veränderung der Lichtstrahlbreite in
der Weise zu verändern, daß, wenn der Lichtstrahl mit Einengung oder Breitenabnahme
schmaler wird, seine Intensität zunimmt und umgekehrt.
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Die in Fig. 3 dargestellte Lichtprojektionsvorrichtung 16 besitzt
einen im Grunde aus einer unteren horizontalen Platte 38 und einer oberen horizontalen
Platte 32 bestehenden Rahmen, der sich an dem Schlitten 14 der Aufzeichnungsmaschine
10 anbringen läßt. Der Schlitten 14 läßt sich seinerseits durch Drehung der Leitspindel
15 in der Richtung Y nach Fig. 1 verstellen und wird bei dieser Verstellung durch
eine ihm zugeordnete Führungsbahn 13 geführt. Die Leitspindel 15 und die Führungsbahn
13 gehören zu einem größeren zweiten Schlitten, der in der Richtung X nach Fig.
1 verstellbar ist, so daß sich die Lichtprojektionsvorrichtung durch richtiges Verstellen
der beiden Schlitten über jede beliebige Linie oder zu jedem beliebigen Punkt auf
der Aufzeichnungsfläche 12 bewegen läßto
Wie bereits vorstehend
erörtert, muß zum Bewirken der richtigen oder gleichmäßigen Belichtung beim Zeichnen
einer Linie die Intensität des von der Vorrichtung 16 ausgesandten Lichtstrahls
entsprechend der Geschwindigkeit des Lichtstrahls in bezug auf den Film verändert
werden. Diese Veränderung der Intensität des Lichtstrahls wird bei der Vorrichtung
16 durch Verwendung eines zwischen der Lichtquelle und dem Film eingesetzten Filters
erreicht, das eine Fläche besitzt, über die seine Lichtdurchlässigkeit sich in einer
Richtung verändert. Solche Filter werden allgemein als Filter mit veränderbarer
Dichte oder Durchlässigkeit bezeichnet, da, wenn man sie gegen ein Licht hält und
durch sie hindurchschaut, sich ihre sichtbare Lichtdurchlässigkeit über die Fläche,
durch die das Licht hindurchtritt, verändert.
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Die bei der Vorrichtung 16 nach der Erfindung verwendete besondere
Filterart ist ein kreisrundes Filter, bei welchem sich die Dichte oder Lichtdurchlässigkeit
in Drehrichtung um seine Mitte allmählich verändert. Wenn entweder die Breite des
durch das Filter hindurchgeleiteten Lichtstrahls oder das Dichtegefälle des Filters
groß ist, weist der Lichtstrahl nach seinem Durchtritt durch das Filter über seine
Quer -schnittsfläche eine bedeutende Veränderung seiner Intensität auf, und zwar
auf Grund der Tatsache, daß verschiedene Teile des Lichtstrahls durch Teile des
Filters von erheblich unterschiedlicher Dichte hindurchtreten. Um diese Wirkung
zu beheben oder auf ein Mindestmaß herabzusetzen und um einen gefilterten Lichtstrahl
von über seine gesamte Quer'schnittsfläche im wesentlichen gleichmäßiger Intensität
zu erzeugen, während trotzdem ein verhältnismäßig kleines Filter mit veränderbarer
Dichte bei verhältnismäßig starkem Dichtegefälle verwendet wird, besitzt die Vorrichtung
16 eine Einrichtung zum Erzeugen einer im wesentlichen punktförmigen Lichtquelle
und ist das Filter an oder sehr nahe an dieser punktförmigen Lichtquelle angebracht,
so daß sich das durch das Filter hindurchtretende Licht nur über einen sehr kleinen
oder Teilflächenbereich
des Filters erstreckt, über welchem Teilflächenbereich
die Dichte des Filters im wesentlichen gleichmäßig ist.
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Die punktförmige Lichtquelle könnte möglicherweise einfach eine Lampe
oder eine gleichartige Vorrichtung sein, aus welcher die ausgesandten Strahlen von
einer konzentrierten Zone austreten, so daß annähernd eine punktförmige Lichtquelle
erreicht wird. Jedoch besitzen alle eine im wesentlichen punktförmige Lichtquelle
erzeugenden bekannten LampensGlaskolben und/oder sie erzeugen soviel Wärme, daß
es im allgemeinen unmöglich wird, das Filter so nahe an der Lampe anzuordnen, daß
ein Filter von praktischer kleiner Größe verwendet werden kann. Nach einem Gesichtspunkt
der Erfindung ist deshalb die punktförmige Lichtquelle, in deren unmittelbarer Nähe
das Filter angeordnet wird, ein reelles Bild einer wirklichen Lichtquelle, das durch
ein der wirklichen Lichtquelle zugeordnetes optisches System erzeugt wird. Dieses
reelle Dild steht im wesentlichen fest im Raum ohne jegliche umgebenden Behinderungen,
so daß das Filter so nahe wie erwünscht an ihm angeordnet werden kann.
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Die Einrichtung zur Erzeugung der im wesentlichen punktförmigen Lichtquelle
besteht unter Bezugnahme insbesondere auf Fig. 2 und 3 aus einer wirklichen Lichtquelle
in Form einer Quecksilber-Xenondampflampe 20 mit einem Glaskolben, der zwei voneinander
getrennt angeordnete Elektroden einschließt, zwischen denen an dem in Fig. 3 mit
21 bezeichneten Punkt ein konzentrierter Lichtbogen erzeugt wird. Von diesem Punkt
ausgehende und durch die verschiedenen Teile des zugeordneten optischen Systems
hindurchtretende Lichtstrahlen sind durch die durch den Punkt 21 verlaufenden strichpunktierten
Linien dargestellt. Hinter der Lampe 20 ist ein sphärisch gekrümmter konkaver Spiegel
22 angebracht, der die auf ihn auftreffenden Lichtstrahlen zurück durch den Punkt
21 hindurchlenkt, um die Leistung zu steigern. Die aus der Lampe nach vorn verlaufenden
Lichtstrahlen
treten durch ein passendes Linsensystem 24 hindurch, das die Lichtstrahlen am mit
23 bezeichneten Punkt zu einem reellen Bild des Punktes 21 formt. Das Linsensystem
24 kann verschiedenartige Formen haben, ohne dadurch den Bereich der Erfindung zu
verlassen, und es besteht gemäß dem dargestellten Beispiel aus zwei Kondensatorlinsen
24a und 24b sowie einer Sammellinse 24c.
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Angrenzend an die Stelle 23- des reellen Bildes befindet sich das
vorerwähnte Filter mit veränderbarer Dichte, das die Form einer kreisrunden Scheibe
56 hat und im Nachstehenden noch näher zu beschreiben sein wird. Außerdem befindet
sich an der Stelle 23 ein allgemein mit 25 bezeichneter Verschluß, der in Fig. 2
und 6 am deutlichsten dargestellt ist. Dieser Verschluß kann von allgemein üblicher
Bauart sein und besteht im Grunde aus einem Verschlußarm 46, der in bezug auf eine
Öffnung 41 in einer Lochplatte 42 in eine und aus einer Verriegelungslage bewegbar
ist. Vorzugsweise hat die Öffnung 41 eine solche Größe, daß sie den Durchtritt des
Bildes des Punktes 21 ermöglicht und den Durchtritt von aus den erhitzten Elektroden
der Lampe 20 stammenden Strahlen verhindert oder sperrt. Die Öffnung 41 gewährleistet
somit, daß nur Strahlen aus dem Punkt 21 und nicht aus den Elektroden, die bis zum
Glühen erhitzt sein können, zu den übrigen Teilen des optischen Systems gelangen.
Demzufolge erreichen keine Strahlen aus den erhitzten Elektroden der Lampe den zu
belichtenden Film, so daß Veränderungen in der Filmempfindlichkeit infolge von Temperaturveränderungen
auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Wie gezeigt, ist auch die Filterscheibe
56 vorzugsweise hinter der Öffnung 41 angebracht, damit sie gegen aus den Lampenelektroden
austretende Wärmestrahlen abgeschirmt ist. Auf der Lochplatte 42 ist eine drehbare
Magnetspule 48 angebracht, die eine nach vorn durch die Lochplatte hindurch herausragende
Außgangswelle 50 besitzt. Der Verschlußarm 46 ist mittels
eines
Verbindungsteils 52 an dieser Welle befestigt. Folglich führt das Erregen und Enterregen
der Magnetspule das Betätigen des Verschlusses herbei, um die Öffnung 41 zu öffnen
oder zu schließen, damit Lichtstrahlen aus dem reellen Bild auf den Film gelangen
können oder ein Erreichen des Films durch diese verhindert wird.
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Hinter dem Punkt 23 des reellen Bildes, der Filterscheibe und dem
Verschluß 25 befindet sich eine Spiegeleinheit 26, die aus einem Spiegel 92 besteht,
der die Lichtstrahlen aus dem reellen Bild 23 nach unten durcheine von der oberen
horizontalen Platte 32 getragene Kondensorlinse, durch einen eingeschlossenen Tubus
28 und von dort durch ein Paar von Projektionslinsen 30 und 31 oder ein sonstiges
passendes Projektionslinsensystem auS den zu belichtenden Bereich des Films richtet.
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Die Lampe 20, ihr Reflektor 22, die Linsen 24a, 24b, 24c und 91, das
Filter 56 mit veränderbarer Dichte, der Verschluß 25 und die übrigen Teile sind
alle mit Hilfe geeigneter Halter u.dgl. an der horizontal angeordneten oberen Rahmenplatte
32 angebracht, die an ihrem vorderen und ihrem hinteren Ende von zwei Stützen 34
bzw. 35 getragen wird. Die untere horizontale Rahmenplatte 38 ist mit Abstand senkrecht
unter der oberen Rahmenplatte 32 angeordnet und trägt die Stützen 34 und 35.
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Die untere Rahmenplatte 38 wird ihrerseits auf dem der Platte zugeordneten
Schlitten 14 so getragen, daß sie von ihm leicht abzunehmen und auf ihm leicht wieder
anzubringen ist. Auf der oberen Rahmenplatte 32 ist ein lichtdichtes Innengehäuse
39 angebracht, das in Verbindung mit der Platte 32 die Lampe und die übrigen, oberhalb
der Oberseite der Platte 32 angebrachten Teile umgibt. Die untere Rahmenplatte 38
nimmt ihrerseits eine in Fig. 3 in strichpunktierten Linien dargestellte Abdeckung
36 auf, um die oberhalb der Platte 38 liegenden Bauteile, einschließlich des Innengehäuses
39, vollständig zu bedecken und einzuschließen.
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Zu der Vorrichtung 16 gehört eine in der Nähe der Kondensorlinse 91
auf ihrer dem Projektionslinsensystem zugekehrten Seite angebrachte Einrichtung
zum Verändern der Abmessungen und/oder der Form des auf den Film projizierten Lichtflecks
oder -strahls, um die Breite der durch Bewegen des Strahls über den Film gezeichneten
Linie zu verändern oder um die Projektion verschiedener unterschiedlicher Schriftzeichen
oder Symbole zu bewirken. Außerdem gehört zu der Vorrichtung 16 neben der Filterscheibe
56 mit veränderbarer Dichte eine Einrichtung, um die Intensität des projizierten
Lichtstrahls oder -flecks weiter zu steuern in Ubereinstimmung damit, ob der Lichtstrahl
in bezug auf den Film stehend gehalten wird, um ein Symbol, ein Schriftzeichen,
einen Punkt o. dgl. zu belichten, oder in bezug auf den Film bewegt wird, um eine
Linie zu belichten. Die zuletzt genannte Einrichtung kann verschiedene unterschiedliche
Formen annehmen und an verschiedenen unterschiedlichen Stellen zwischen dem Film
und der Lampe 20 angebracht sein. Jedoch sind vorzugsweise, wie gezeigt, diese Einrichtung
und die Einrichtung zum Verändern der Querschnittsform und Größe des auf den Film
projizierten Lichtflecks im wesentlichen zu einer Einheit zusammengefaßt. Wie aus
Fig. 3 und 4 ersichtlich, enthält diese Einheit einen allgemein kreisrunden Rahmen
oder eine Lochscheibe 98, die zu ihrer Drehbewegung um ihre Mittelachse von einer
WeLle 102 und von drei mit Rollen versehenen-Stützen 122 getragen wird, die an drei
in Umfangsrichtung angeordneten Stellen an der Unterseite ihres äußeren Randabschnitts
gegen sie anliegen.
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Diese drei Stützen mit den Rollen verhindern somit, daß die Lochscheibe
98 in bezug auf ihre Mittelachse kippt oder taumelt, und halten sie in bezug auf
das Projektionslinsensystem in ihrer richtigen Lage. Die Lochscheibe 98 hat einen
in Fig.4 am deutlichsten dargestellten ringförmigen Teil, der eine Ziel zahl von
am Umkreis voneinander getrennt angeordneten, in den
Fig. 4 und
7 mit 95 beeichneten Öffnungen oder Löchern aufweist. Über jeder dieser Öffnungen
befindet sich eine Lochplatte 100 mit einem Loch 101 und einem Filterhalter 103.
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Der Filterhalter 103 kann ein Filter 105 aufnehmen, das mit Hilfe
eines Sprengringes 107 in seiner richtigen Lage gehalten wird. Jede Lochplatte ist
mit der ihr zugeordneten Filterscheibe ihrerseits mit Hilfe von zwei Paß stiften
109 und von zwei Schrauben 111, wie in Fig. 4 und 7 gezeigt, an der Lochscheibe
98 angebracht. In Fig. 4 sind die meisten der Paßstifte 109 und der Schrauben 111
der Deutlichkeit halber fortgelassen worden.
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In Fig. 4 sind drei der Lochplatten 100 mit ihren ihnen zugeordneten
Filterhaltern fortgelassen worden, um die in der Lochscheibe 98 vorhandenen, ihnen
zugeordneten Öffnungen 95 zu zeigen. Zu den verbleibenden, aus Lochplatte und Filter
bestehenden Einheiten ist zu bemerken, daß die Löcher von versciedener unterschiedlicher
Größe und Form sind, so daß sich folglich durch Fortschalten der Lochscheibe 98,
um ein bestimmtes der Löcher in den Strahlengang zu bringen, die Größe und Form
des auf den Film auftreffenden Teils des Lichtstrahls steuern oder verändern lassen.
Im einzelnen fokussiert (konzentriert) die Kondensorlinse 91 das reelle Bild 23
der Lichtquelle erneut auf das Projektionslinsensystem, und sie erzeugt zusätzlich
zu dem Sammeln des verfügbaren Lichts und zu der Vermehrung der Gesamtleistung des
Systems ein æ "verashenes" (diffuses) Licht in der Nahe der Lochscheibe 98, die
nahe der Vorderfläche der Linse angeordnet ist-. Dieses.verwaschene Licht erzeugt
also eine gleichmäßige Beleuchtung derjenigen Lochplatte 100, die vor der Kondensorlinse
91 angeordne-t ist.
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Das Projektionslinsensystem fokussiert seinerseits ein Bild des Loches
(der Lochform) auf dem Film. Somit wird durch Verändern der Größe und/oder der Form
des vor der Linse 91 in Stellung gebrachten Loches 101 die Größe oder Form des projizierten
Bildes entsprechend verändert. Im dargestellten Beispiel
hat das
Projektionslinsensystem ekle feststehende Brennweite, wobei die Verwendung von Löchern
unterschiedlicher Größe in erster Linie zur Hilfe genommen wird, um Veränderungen
in der Größe des projizierten Lichtstrahls oder -flecks herbeizuführen. Jedoch könnte
gewünschtenfalls zum Verändern der Lichtstrahl-oder Lichtfleckgröße anstelle der
veranschaulichten Linsen 30 und 31 auch ein allgemein als Zoom- oder Gummilinse
bezeichnetes Projektionslinsensystem mit veränderbarer Brennweite verwendet werden.
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Die Löcher 101 in den einzelnen Lochplatten 100 sind in zwei Gruppen
aufgeteilt. Die zu einer dieser Gruppen gehörenden Löcher sind in Fig. 4 mit a bezeichnet
und werden verwendet, wenn der projizierte Lichtstrahl, beispielsweise um Linien
zu zeichnen, in bezug auf den Film bewegt wird. Die diesen Löchern zugeordneten
Filter 105 sind von sich verändernder Dichte, wobei die Dichte jedes Filters zu
der Querschnittsgröße des ihm zugeordneten Loches so in Beziehung steht, daß mit
der Zunahme der- Querschnittsgröße des Loches die Dichte des ihm zugeordneten Filters
ebenfalls zunimmt, so daß die Intensität des durch das Loch hindurchtretenden Lichtstrahls
entgegengesetzt zu der Querschnittsgröße oder -breite des Loches verändert wird.
Dies behebt also das vorerwähnte Problem einer notwendigen Veränderung der Lichtstrahlintensität
bei Veränderungen in der Breite des projizierten Lichtstrahls, wenn der Lichtstrahl
zum Zeichnen oder Ziehen von Linien verwendet wird. Diese Intensitätsveränderung
ist jedoch nicht erforderlich, wenn der Lichtstrahl unbeweglich gehalten und dazu
verwendet wird, auf den Film Punkte, Strichel, Symbole od. dgl. zu projizieren.
Deshalb wird eine zweite Gruppe von mit b bezeichneten Löchern verwendet, um diese
stillstehenden Figuren oder Schriftzeichen zu projizieren, wobei diesen Löchern
entweder keine Filter oder Filter von gleichmäßiger Dichte zugeordnet sind, so daß
die Lichtdurchlässigkeit durch alle Löcher b und durch die ihnen zugeordneten Filter,
sofern überhaupt welche vorhanden sind, im wesentlichen konstant ist.
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Die Lochscheibe 98 ist an einer kurzensenkrechten, in einem Lagerblock
drehbar gehaltenen Welle 102 und an einem Stirnrad 104 angebracht, das, wie in Fig.
3 am deutlichsten dargestellt, mit einem von einer Welle 108 drehbar getragenen
zweiten Stirnrad 106 in Eingriff steht. Die Welle 108 gehört zu einer Codiervorrichtung
oder einem Kommutator 112, die bzw. der ein elektrisches Signal erzeugt, das die
Winkelstellung des Stirnrades 106 und somit der Lochscheibe 98 darstell-t. Die Lochscheibe
98 wird von einem Motor 114 angetrieben, der durch ein drittes Stirnrad 113 ( Fig.
3), das ebenfalls mit dem Stirnrad 104 in Eingriff steht, an die Lochscheibe 98
angekuppelt ist. Der Motor 114 wird durch eine ihm zugeordnete Steuervorrichtung,
beispielsweise einen Rechner 17, gesteuert, die aus einem programmierten Band (Programmstreifen)
od. dgl. ein Eingabesignal aufnimmt, das eine besondere Stellung der Lochscheibe
98 befiehlt, um eine besondere Öffnung 95 bzw. ein besonderes Loch 101 in Arbeitsstellung
zu bringen. Dieses Befehlssignal wird mit dem durch die Codiereinrichtung 112 erzeugten
Signal verglichen, worauf der Motor nötigenfalls in Tätigkeit gesetzt wird, um das
Ccdiersignal mit dem Befehlssignal in Übereinstimmung zu bringen.
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Dor Motor 114 für die Lochscheibe 98 wird jedoch nur zur Hilfe genommen
zum Erzeugen einer Kraft, um die Lochscheibe 98 über große Winkelverstellungen anzutreiben.
Um ein genaues Einstellen oder Fortschalten der Lochscheibe 98 zu erzielen, besitzt
die Vorrichtung 16 einen Arm oder eine Klinke 118 mit einem V-förmigen Ausschnitt
119, der mit einer Reihe von in dem äußeren Randabschnitt der Lochscheibe 98 vorhandenen
Paß stiften 120 zusammenwirkt. Jeder Stift 120 ist einer Öffnung in der Lochscheibe
98 zugeordnet und in Bezug auf diese Öffnung genau festgelegt. Der Klinkenarm 116
ist seinerseits an der Welle 121 eines Klinkenbetätigungsmechanismus 123 befestigt
zu seinem Verschwenken um eine senkrechte Achse, um den Ausschnitt 119 mit einem
der Paßstifte 120 in und außer Eingriff zu bringen. Bei Beginn jeder Fortschaltbewegung
der Lochscheibe 98 wird der
Klinkenbetätigungsmechanismus 123 in
Tätigkeit gesetzt, um die Klinke 116 von dem zugeordneten Stift 120 fortzubewegen
zwecks Freigabe der Lochscheibe 98 zu ihrer Drehung. Am Ende der Fortschaltbewegung,
wenn der Rechner die richtige Codierstellung abtastet, bewegt der Klinkenbetätigungsmechanismus
die Klinke in Richtung auf den neuerlich zugeordneten Stift 120, wobei mit Hilfe
der zwischen dem Ausschnitt 119 und dem Stift 120 ablaufenden Kurvensteuerungswirkung
das einwandfreie Einstellen der Lochscheibe herbeigeführt wird.
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Hinsichtlich der Einrichtung zur Veränderung der Form, der Größe,
des Musters oder der Orientierung des auf die Aufnahmefläche projizierten Bildes
ist klar, daß die Erfindung nicht unbedingt auf die Verwendung einer Lochscheibe,
beispielsweise der Lochscheibe 98 und der später noch erläuterten Lochscheibe 98a,
beschränkt ist und daß zum Erfüllen dieser Aufgabe die vrerschiedenartigsten anderen
Lochvorrichtungen in Verbindung entweder mit einem Projektionslinsensystem mit feststehender
Brennweite oder mit veränderbarer Brennweite verwendet werden können. Wenn beispielsweise
nur ein allgemein kreisrunder Lichtstrahl oder Lichtfleck projiziert werden soll,
kann die Lochscheibe 98 der Vorrichtung 16 nach Fig. 1 bis 8 durch eine -übliche
Irisblende mit allgemein kreisrundem Loch ersetzt werden, die einstellbar ist, um
den Durchmesser des Loches zu verändern. Andere Mechanismen mit veränderbarer Öffnung,
die zur Benutzung von Gleitscheiben oder-platten führen, sind im Nachstehenden anhand
von Fig. 11 und 12 dargestellt und beschrieben.
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Eine andere passende Vorrichtung mit veränderbarer Öffnung, etwa entsprechend
den Lochscheiben 98 und 98a, die sich anstelle der Lochscheibe 98 und 98a verwenden
läßt, besteht aus einer Gleitscheibe oder -platte mit einer Anzahl von unterschiedlichen
Löchern, die mit einem Motor oder einer Magnetspule in Verbindung steht zwecks Verschiebung
der Gleitscheibe, um ein ausgewähltes Loch der Scheibe mit dem Lichtstrahl zur Deckung
zu bringen.
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Im luachstehenden sind anhand der Fig. 2, 3 und 8 das Filter 56 mit
veränderbarer Dichte und seine Betätigungseinrichtung im einzelnen beschrieben.
Gemäß der Darstellung nach Fig. 8 hat das Filter 56, wie bereits erwähnt, die Form
einer kreisrunden Scheibe mit einer Lichtdurchlässigkeit, die sich in Dreh-oder
Umfangsrichtung so verändert, daß an einer Stelle, beispielsweise der Stelle A,
die Scheibe verhältnismäßig lichtundurchlässig oder dicht ist und an einer anderen
Stelle, beispielsweise an der Stelle B, verhältnismäßig transparent ist, wobei sich
ihre Dichte oder Lichtdurchlässigkeit bei Betrachtung von Fig. 8 von der Stelle
A im Uhrzeigersinn in Richtung auf die Stelle B allmählich verändert. Das Filter
ist außerdem vorzugsweise ein neutrales Filter, für das es zwischen den verschiedenen
unterschiedlichen Farben oder Frequenzen der Lichtstrahlen keinen Unterschied gibt.
In seinem Aufbau kann das Filter beispielsweise aus einer Grundscheibe aus Glas
oder sonstigem transparenten Material bestehen, auf die eine Schicht aus durchscheinendem
Material aufgebracht ist, deren Dicke sich in Umfangsrichtung der Scheibe verändert.
Das Filter ist zur Achse des Lichtstrahls allgemein rechtwinkelig angeordnet und
wird von einer in einem Lagerblock 60 gelagerten Welle 58 getragen. Das hintere
Ende der Welle 58 trägt, wie am besten in Fig. 6 veranschaulicht, ein kleines Stirnrad
62, das mit einem in dem Lagerblock 60 drehbar gelagerten größeren Stirnrad 64 in
Eingriff steht.
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Das größere Stirnrad 64 trägt einen Mitnehmerarm 66, der an ihm starr
befestigt ist und in allgemein radialer Richtung nach außen herausragt. Am äußeren
Ende des Arms 66 befindet sich eine Kurvenscheibenablaufrolle 68, die mit einem
in der Kurvenscheibe 72 ausgebildeten Steuerkurvenschlitz 70 in Eingriff steht.
Die Kurvenscheibe 72 ist an einem großen Stirnrad 74 befestigt, das von einer Welle
76 drehbar getragen wird, die in von der Welle 58 getrennter Lage in dem Lagerblock
60 gelagert ist. Das Stirnrad 74 steht mit einem kleinen Stirnrad 78 in Eingriff,
das auf der Welle 80 eines Motors
82 (Fig. 2) angebracht ist,
der ein Servomotor oder ein schrittweise arbeitender Motor sein kann.
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Der Motor 82 wird seinerseits durch ein Signal in Betrieb gesetzt,
das zu ser Lineargeschwindigkeit der Vorrichtung 16 in bezug auf die Aufzeichnungsfläche
oder den Film so in Beziehung steht, daß die Winkelstellung des Filters 56 in Bezug
auf den Lichtstrahl in Abhängigkeit der Veränderungen in der Lineargeschwindigkeit
des Lichtstrahls über den Film verändert wird. Dieses auf die Geschwindigkeit ansprechende
Signal kann auf verschiedenartigste Weise hergeleitet und, wie in Fig. 2 gezeigt,
beispielsweise durch Verwendung von zwei Drehzahlfühlern 83 erzeugt werden, von
welchen je einer die Drehzahl der Ausgangswelle des betreffenden der beiden Motoren
für die beiden Schlitten der Aufzeichnungsmaschine abfühlt. Den beiden Drehzahlfühlern
83 ist eine Einrichtung 85 zugeordnet, die die Ausgänge der beiden Drehzahlfühler
vektoriell kombiniert, um ein zu der Lineargeschwindigkeit der Vorrichtung 16 in
Beziehung stehendes resultierendes Signal zu erzeugen und um dieses resultierende
Signal in ein für den Antrieb des Servomotors 82 passendes Signal umzuwandeln. Die
Motoren 81 werden durch geeignete Signale angetrieben, die ihnen durch den Rechner
17 zugeführt werden und die die gewünschten Geschwindigkeitskomponenten der Vorrichtung
16 in der Richtung X und der Richtung Y darstellen.
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Als Variante zu der Verwendung von Drehzahlfühlern zur Steuerung des
das Filter einstellenden Servomotors e2 kann der Rechner 17 eine geeignete Einrichtung
besitzen zum vektoriellen Kombinieren der Motorantriebssignale und zum Umwandeln
des auf diese Weise erzeugten resultierenden Signals in ein geeignetes Signal für
den Antrieb des Servomotors 82. Jedoch wird in jedem der vorerwähnten Fälle der
Servomotor mit Strom gespeist, um die Filterscheibe 56 in Übereinstimmung mit der
Geschwindigkeit der Vorrichtung 16 oder des projizierten Lichtstrahls über den zu
belichtenden Film einzustellen, um die Intensität des projizierten Lichtstrahls
bei Veränderungen
der Lichtstrahlgeschwindigkeit entsprechend
zu verändern.
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Die Anordnung ist ferner so, daß bei Zunahme der Lichtstrahlgeschwindigkeit
die Filterscheibe 56 gedreht wird, um ihre weniger dichten Teile in den Weg des
Lichtstrahls zu bringen zwecks Steigerung der Intensität des projizierten Lich-tstrahls.
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Um eine verhältnismäßig geringe Winkelverstellung der Filterscheibe
herbeizuführen, sind mehrere Umdrehungen cLes bervomotors 82 erforderlich, so daß
die Genauigkeit und die Widerholbarkeit der Filteracheibeneinstellung sehr gut sind.
Ausserdem kann durch geeignete Formgebung des Kurvenschlitzes 70 in der Kurvenscheibe
72 die Kennlinie Lichtstrahlgeschwindigkeit/Lichtstrahlintensität so bestimmt werden,
daß sie trotz möglicher Nichtlinearitäten im Gefälle der Filterdichte oder sonstiger
Teile des Systems den Belichtungsanforderungen des verwendeten, besonders lichtempfindlichen
Films einwandfrei angepaßt ist.
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Es sei angenommen, daß bei Steuerung der Stellung der Filterscheibe
56 zum Zeichnen einer Linie der projizierte Lichtstrahl so anläuft, daß er sich
sofort mit einer gegebenen niedrigen Geschwindigkeit bewegt, statt mit der Geschwindigkeit
t1Null11 anzulaufen. Die Filterscheibe 56 ist deshalb so angeordnet bzw. eingerichtet,
daß sie nach Fertigstellung einer Linie in eine Normalstellung zurückkehrt, in welcher
durch sie die richtige Lichtmenge hindurchtritt, um eine bei der als Anlaufgeschwindigkeit
für jede Linie angenommenen niedrigen Lichtstrahlgeschwindigkeit gezeichnete Linie
einwandfrei zu belichten. Somit ist am Anfang jeder Linie das Filter einwandfrei
eingestellt, um die Linie zu beginnen. Beim Belichten kreisrunder Stellen oder sonstiger,
sich nicht bewegender Formen verharrt die Filterscheibe 56 in ihrer Normalstellung,
und es wird der Verschluß für eine von der Filmgeschwindigkeit abhängige und durch
den Rechner automatisch gesteuerte vorbestimmte Zeitspanne geöffnet. Außerdem wird
der Verschluß beim Zeichnen von Linien am Anfang der Linie geöffnet und an ihrem
Ende geschlossen.
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Obwohl die Filterscheibe 56 im Vorstehenden etwas detailliert dargestellt
und beschrieben worden ist, ist klar, daß diese Form von Filtern mit veränderbarer
Dichte nur als Beispiel veranschaulicht wurde und anstelle der Filterscheibe 56
die verschiedenartigsten anderen Typen von veränderbaren Filtern verwendet werden
können, ohne daß man dadurch den Bereich der Erfindung verläßt. Ein solches Filter
kann beispielsweise aus einer etwas trüben oder halb lichtundurchlässigen Flüssigkeit
bestehen, die zwischen zwei Glasplatten enthalten ist, die zum und voneinander bewegt
werden, um die Dicke der Flüssigkeitsschicht und somit die optische Dichte des Filters
zu verändern. Lin noch anderes Filter kann aus einer Anzahl von Filterscheiben in
Form von Platten bestehen, die hintereinander angeordnet sind und sich einzeln oder
in Gruppen in den Lichtstrahl hinein oder aus ihm heraus bewegen lassen, um so eine
große Anzahl einzelner gesonderter Dichtewerte verfügbar zu machen, wobei jede Filterscheibe
oder jede Platte über ihre gesamte Fläche eine gleichmäßige Dichte aufeist. Dem
Fachmann auf optischem Gebiet sind ohne weiteres noch andere passende Filterarten
geläufig.
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Im Nachstehenden ist anhand von Fig. 2 und 3 die Spiegeleinheit 26
beschrieben, bei welcher zwei in Querrichtung voneinander getrennt angeordnete und
sich in senkrechter Richtung erstreckende Spiegelhalterungsplatten 84 mit Hilfe
mehrerer Schrauben an der oberen horizontalen Rahmenplatte 32 angebracht sind und
eine Querplatte 88 mit einer allgemein kreisrunden Öffnung 89 tragen. Der Spiegel
92 ist an der Platte 88 befestigt, die in bezug auf die Achse des Lichtstrahls in
einem Winkel von etwa 45° geneigt ist, so daß Spiegel 92 den durch die Filterscheibe
56 hindurchtretenden Lichtstrahl nach unten durch die Kondensorlinse 91 und den
Tubus 28 reflektiert. Der Spiegel 92 ist vorzugsweise ein als kalter Spiegel" bezeichneter
Spiegel, der aus einem besonders behandelten Glas hergestellt ist, das innerhalb
eines verhältnismäßig engen
Wellenlängenbereichs einfallende Lichtenergie
reflektiert und das Lichtenergie mit Wellenlängen außerhalb dieses Bereichs durchläßt.
Indem so in dem den Film erreichenden Teil des Lichtstrahls die Wellenlängen beschränkt
werden, ist es möglich, den Wellenlängenbereich des Lichtstrahls einem beliebigen
gewünschten Punkt der Filmsensilitätskurve anzupassen, so daß die Belichtungszeit
weniger kritisch wird und man einen größeren Spielraum in der zulässigen Belichtungszeit
erhält.
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Diese Beschränkung des Wellenlängenbereichs in dem projizierten Lichtstrahl
verringert oder beseitigt außerdem die otwendigkeit kostspieliger farbkorrigierter
Linsen in dem Projektionslinsensystera. Der Spiegel 92 wird in einem passenden Rhamen
94 gehalten, der durch mehrere Schrauben 96 an der opiegelplatte 88 befestigt ist
und einen U-förmigen Ausschnitt 93 aufweist, der hinter dem den Lichtstrahl abfangenden
Teil des Spiegels liegt, so daß nichtreflektierte Lichtenergie durch den Ausschnitt
93 und die Öffnung 89 hindurchtritt.
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Gemäß der Darstellung in den Fig. 3 und 5, in welchen die Vorrichtung
16 in Front- bzw. in Seitenansicht dargestellt ist, läßt sich der Tubus 28 mit dem
ihm zugeordneten Projektionslinsensystem in bezug auf den Schlitten 14 der iuufzeichnungsmaschine
durch einen der beiden Einstellknöpfe 124 senkrecht verstellen, die an den beiden
Enden einer sich in Querrichtung erstreckenden, an der horizontalen Rahmenplatte
38 drehbar befestigten Welle 126 vorgesehen sind. An der Welle 126 und an zwei sich
in senkrechter Richtung erstreckenden Gewindespindeln 130 sind zwei Satz miteinander
in Eingriff stehender Kegelräder 12G angebracht. Die Gewindespindeln werden in einer
Platte 129 aufgenommen, die mittels Schrauben 154 an dem Schlitten 14 befestigt
is-t. Am vorderen Ende der unteren horizontalen Rahmenplatte 33 ist eine sich nach
unten erstreckende Konsole 156 befestigt, die zwei in seitlicher richtung voneina1der
getrennt angeordnete Seitenteile 158 und eine über der Platte 129 liegende hintere
Platte 160 besitzt.
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Die Konsole 156 verschiebt sich beim Drehen der Einstellknöpfe 124
in senkrechter Richtung in bezug auf die Platte 129, worauf nach Vornahme der gewünschten
Einstellung die beiden Platten in der eingestellten Lage durch Anziehen einer Anzahl
schrauben 162 festgelegt werden, die in der Platte 160 vorgesehene senkrechte Langlöcher
durchragen und in die Platte 129 eingeschraubt werden.
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In der Mitte zwischen den beiden Seitenteilen 158 ist die Platte 160
soweit ausgeschnitten (Fig. 5), daß ein verhältnismäßig weiter, senkrechter Ausschnitt
mit zwei senkrechten Seitenwänden 164 entsteht. In diesem Ausschnitt ist eine von
den Seitenwänden 164 geführte Konsole 166 aufgenommen, die das Projektionslinsensystem
trägt. Die Konsole 166 ist mit Hilfe von vier schrauben 163 an der Plat-te 160 befestigt,
die in ihr vorgesehene senkrechte Langlöcher durchragen und in die Platte 1U0 eingeschraubt
sind. Durch Lösen und erneutes Anziehen der Schrauben 168 läßt sich die Konsole
1oG in senkrechter Richtung verschieben, um den Abstand zwischen dem Projektionslinsensystem
und der Lochscheibe 96 zu verändern zwecks geringfügiger Veränderung der durch das
Linsensystem bewirkten Vergrößerung oder Verkleinerung. Die Anordnung des Projektionslinsensystems
is-t vorzugsweise so, daß von der Größe des Loches 101 in der Lochplatte 100 der
Lochscheibe 98 aus eine Verkleinerung auf die Größe des auf den Film projizier-ten
Bildes herbeigeführt wird. Folglich sind die Toleranzen bezüglich der Lochgröße
weniger kritisch.
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Die Konsole 156 besitzt einen in Fig. 5 am deutlichsten dargestellten,
sich in Querrichtung erstreckenden Arm 136 mit einem an ihm befestigten, sich nach
oben erstreckenden Schraubzapfen. Der Schraubzapfen hat eine mit 133 bezeichnete
glatte obere Flache. An der unteren horizontalen Rahmenplatte 138 ist eine Anzeigeskala
140 oder eine entsprechende Meßvorrichtung
so befestigt, daß ihr
Stößel 142 gegen dio obere Fläche 138 des Gewindezapfens anliegt. Auf diese Weise
zeigt die Skala einen ;[ert an, der zu der Stellung der Projektionslinsen 30, 31
über der Oberfläche des zu belichtenden Films in Beziehung steht und beim Fokussieren
(Scharfeinstellen) des Lichtstrahls auf den Film als Hilfe dient. Die Anzeigeskala
140 ist besonders vorteilhaft beim Verändern der Lage der Brennebene des projizierten
Lichtstahls zwecks anpassung an die jeweils unterschiedlichen Dicken des lichtenipfindlichen
Films oder des sonstigen auf die Aufzeichnungsfläche 12 0re legten Materials. In
diesem Zusammenhang läßt sich das Projektionslinsensystem eins-tellen, beispielsweise
indem die Schrauben 162 gelöst und die zinstellknöpfe 124 gedreht werden, bis der
projizierte Strahl auf die Aufzeichnungsfläche ohne einen auf sie aufgelegten Film
einwandfrei scharf eingestellt ist. Darauf wird die Anzeigeskala auf Null eingestellt,
und hierauf wird durch Verstellen der Einstellknöpfe 124, um zu bewirken, daß die
Anzeigeskala einen Wert gleich der Dicke des auf der Aufzeichnungsfläche zu verwendenden
Films anzeigt, der Lichtstrahl auf den Film einwandfrei scharf eingestellt. Das
heißt, daß beim Auflegen eines ji'iliis mit einer Dicke von 0,127 mm (0,005") auf
die Aufzeichnungsfläche die Einstellknöpfe 124 so gedreht werden, daß die Projektionslinse,
wie durch die Anzeigeskala angezeigt, um 0,127 mm (0,005") hochgeführt und folglich
die Brennebene des Lichtstrahls um einen der Filmdicke äquivalenten beitrag angehoben
wird, um eine einwandfreie Scharfeinstellung des Lichtstrahls auf die Filmoberseite
herbeizuführen. Somit wird durch Einstellen der die Filmdicke wiedergebenden Anzeige
skala die einwandfreie Scharfeinstellung automatisch herbeigeführt.
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Nachdem die Anzeigeskala auf die Dicke des Films eingestellt ist,
werden die Spannschrauben 162 wieder angezogen. Lusätzlich zu den Spannschrauben
162 am vorderen Ende der Einheit
ist, darauf ist hinzuweisen, außerdem
an der Hinterseite der Einheit noch eine weitere Spannschraube 170 mit einem Handeinstellknopf
172 angeordnet. Diese Spannschraube läßt sich in einen an der unteren Rahmenplatte
38 befestigten Halter 37 einschrauben und verläuft frei durch ein senkrechtes Langloch
einer Stätze 18 des Schlittens 14. Die Schraube 170 wird normalerweise in angezogenem
Zustand gehalten, um den Halter 37 gegen die Stütze 18 des schlittens zu spannen,
sie wird aber belm Einstellen der Höhe der Einheit gelöst. btie in Fig. 5 am deutlichsten
dargestellt, sind außerdem geeingnete Einrichtungen zum Kühlen der Lampe 20 vorgesehen,
die, wie gezeigt, aus einem Kühlgebläse 146 bestehen, das mit einer Leitung 148
und mit den Raum über der Lampe 20 in Verbindung steht, um K2hle Außenluft nach
unten auf die Lampe zu blasen und um, ganz allgemein, für die eine Kühlung eriordernden
Teile eine Kühlluftumwälzung herbeizuführen. Es können außerdem geeingnete Leitflächen
u. dgl. vorgesehen werden, um den Kühlluftstrom nu lenken und abzugrenzen, jedoch
gehören diese Einrichtungen nicht zu vorliegender Erfindung, weshalb sie in den
Zeichnungen der Deutlichkeit halber fortgelassen worden sind.
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Für den getrieb des Gebläsemotors sind ein passender Transformator
150 und für den Betrieb der Lichtquelle ein zweiter Transformator 152 vorgesehen.
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Wie bereits vorstehend erörtert, kann bei einer erfindungsgemäß gebauten
Vorrichtung als Projektionslinsensystem anstelle eines Projektionslinsensystems
mit feststehender Brennweite ein als Zoom-Linse oder Gumnilinse bezeichnetes Linsensystem
mit veränderbarer Brennweite verwendet werden. Eine solche Ausführung ist in Fig.
9 dargestellt. Diese veranschaulicht eine Lichtpropjektionsvorrichtung, die der
Vorrichtung 16 nach den Fig. 1 bis D entspricht mit der Ausnahme, da3 sie eine Zoom-Linse
1Q0 enthält, die von der Konsole 166 getragen wird. In Fig. 9 sind die mit den entsprechenden
Teilen der Vorrichtung 16 übrereinstimmenden Teile mit aen gleichen Bezugszeichen
wie in
den Fig. 1 bis 8 versehen und brauchen also nicht weiter
beschrieben zu werden. Die Zoom-Linse 180 ist oder kann von üblicher Bauart sein,
und sie enthält ein an den Rechner 17 oder eine sonstige Steuervorrichtung angeschlossenes
Steuerungskabel 182, mittels dessen elektrische Signale auf das System übertragen
werden, um die Einstellung des Systems zu steuern und zu verändern zwecks Veränderung
seiner effektiven Brennweite.
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Der Zoom-Linse 180 ist eine Einrichtung zum Bilden einer beleuchteten
Öffnung zugeordne-t, deren Bild durch die Zoom-Linse auf die zugeordnete, in Fig.
9 mit 184 bezeichnete lichtempfindliche Fläche projiziert wird. Diese eine Öffnung
bildende Einrichtung kann die verschiedensten Formen haben und in einigen Fällen
gewünschtenfalls aus einer in einigem Abstand über der Zoom-Linse angeordneten einzigen
feststehenden Öffnung bestehen. Gemäß Fig. 9 besteht diese Einrichtung jedoch aus
einer mit der Lochscheibe 98 der Vorrichtung 16 nach den big.
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1 bis 8 im wesentlichen übereinstimmenden Lochscheibe 98a.
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VJie in Fig. 10 gezeigt, weicht die Lochscheibe 98a von der Lochscheibe
98 jedoch geringfügig insofern ab, als die Öffnungen oder Löcher 186 der einzelnen
Lochplatten 100 der Lochscheibe 98a nur in ihrer Forin oder ihrer Orientierung,
nicht aber in ihrer Größe voneinander oweichen. Das heißt, daß Veränderungen inder
Brennweite der Zoom-Linse dazu verwendet werden, die Größe des projizieten Lichtflecks
oder Lichtstrahls zu verändern, wobei die Lochscheibe 98a lediglich dazu verwendet
wird, die Form des projizierten Lichtstrahls zu verändern. Die Verwendung der Zoom-Linse
hat also den Vorteil, daß die Anzahl der an der Lochscheibe verwendbaren, unterschiedlich
ausgebildeten Löcher vergrößert wird, da für jede Lochform nicht mehr eine Anzahl
Löcher von unterschiedlichen Größe erforderlich ist. Die Verwendung einer Zoom-Linse
hat außerdem den weiteren Vorteil, daß die Notwendigkeit einer Steuerung der Intensität
des proUinier-tenlLichts-trallls oder
-flacks als Funktion seiner
Größe verringer-t wird. Dies beruht auf der Tatsache, daß bei Annahme einer konstanten
Beleuchtungs-Intensität des die Form bestimmenden Loches die Zoom-Linse ohne Rücksicht
auf die Größe des projizierten Lichtstrahls die gleiche Lichtmenge aufnimmt, und,
da die Zoom-Linse zum Verändern der projizierten Lichtstrahlgröße eingestellt ist,
daß die Intensität des projizierten Lichtstrahls automatisch in der gewünschten
Richtung verändert wird. Das heißt, daß mit Zunahme der Größe des projizierten Lichtstrahls
seine Intensität abnimmt und umgekehrt, wie es bei Verwendung des Lichtstrahls zum
Zeichnen von Linien erwünscht ist. Die der Zoom-Linse über das Kabel 182 zugeführten
elektrischen Signale werden durch den zugeordneten Rechner 17 oder eine sonstige
Steuerungseinrichtung geliefert, an den bzw. die das Ka'bel 182 angeschlossen ist.
Beispielsweise kann der Programmierstreifen oder ein sonstiger Bingeber in den Rechner
17 Befehle bezüglich der gewünschten Lichtstrahlgröße enthalten, und der fleclmer
arbeitet in Auswirkung dieser befehle, um die richtigen ßefehlssignale zu erzeugen,
die über das Kabel 182 auf die Zoom-Linse übertragen werden.
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E'ig. 11 ist eine schematische Darstellung eines Mechanismus mit veränderbarer
Öffnung unter Verwendung einer Gleitplatte, die anstelle der Lochscheibe 98 der
Vorrichtung 16 nach den i'ig. 1 bis 8 treten kann, um die Größe des projizierten
Lichtstrahls oder Lichtflecks zu veranderrl. Der in Fig. 11 dargestellte Lochmechanismus
besteht aus zwei Platten 188 und 190, die in bezug auf den feststehenden Ausbau
der Vorrichtung in passender Weise in Längsrichtung verschiebbar gehalten werden,
wobei bei Be-trachtung von Fig. 11 die Pla-tte 190 in Gleitkontakt mit der Platte
188 und hinter dieser angeordnet ist. Die Platte 188 weist einen V-förmigen Ausschnitt;
192 auf, der sich mit einem in der Platte 190 vorgesehenen entsprechenden V-förmigen
Ausschnitt 194 teilweise so deckt, daß ein quadratisches Loch (Vierkantloch) 196
entsteht.
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Aus der Darstellung nach Fig. 11 ist ersichtlich, daß sich die Größe
des Loches 196 durch gleichzeitiges Gegen- oder Auseienanderbewegen der Platten
188 und 190 verändern läßt, ohne die Mittellage des Loches zu verschieben. Zum Herbeiführen
dieser Bewegung können die verschiedenartigsten Einrichtungen vorgesehen werden,
und gemäß der Darstellung nach Fig. 11 bestehen diese Einrichtungen aus zwei an
Zahnrädern 200 befestigten und gegen das jeweilige ihnen zugeordnete Ende der Platte
188-bzw. 190 anliegenden Exzenternocken 198, wobei die Platten, um sie auseinander
und in Berührung mit den Exzenternocken 198 zu halten, durch Federn 202 beaufschlagt
sind. Die Zahnräder 200 stehen mit einer Zahnstange 204 in Eingriff, die von einem
Ritzel 206 angetrieben wird, das wiederum von einem Motor 208 angetrieben wird,
der seinerseits durch den Rechner 17 oder eine sonstige, ihm zugeordnete Steuerungsvorrichtung
gesteuert und gespeist wird. Indem man die Form der Ausschnitte 192 und 194 in den
beiden Platten verändert, lassen sich verschiedene unterschiedliche Lochiormen erzielen.
Fig. 12 zeigt beispielsweise zwei Platten 188a und 190a, die anstelle der Platten
138 und 190 der Einrichtung nach Fig. 11 treten können. Die Platten 18£3a und 190a
weisen, wie bei 192a bzw. 194a gezeigt, im wesentlichen rechteckig gestaltete Ausschnitte
auf, die sich gegenseitig überlappen, um ein rechteckiges Loch 196a zu bilden.
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Wie bereits vorstehend erörtert, ist ein Ziel der Erfindung die Schaffung
einer im wesentlichen gleichmäßigen Beleuchtung des die Form des projizierten Lichtstrahls
oder -flecks s-teuernden Loches. die ebenfalls bereits vors-tehend erwähnt, wird
diese gleichmäßige Beleuchtung vorzugsweise durch Verwendung einer Quecksilber-.'enonlampe
oder einer sonstigen Lichtbogenlampe in Verbindung mit einem optischen System der
in den Fig. 1 bis 3 veranschaulichten und anhand von ihnen beschriebenen Bauart
erzielt. Für die weiteren Gesichtspunkte der Erfindung ist die Verwendung einer
Lichtbogenlampe jedoch
nicht wesentlicher Bestandteil und gewünschtenfalls
kann die Lichtquelle aus einer Glühfadenlampe bestehen. Eine Vorrichtung mit einer
solchen Lampe ist in Fig. 13 in schematischer Darstellung veranschaulicht und stimmt
im wesentlichen mit der Vorrichtung 16 nach den Fig. 1 bis S überein mit der Ausnahme,
daß sie anstelle der Lampe 20 der Vorrichtung 16 eine Gl2hlampe 210 enthält. Die
übrigen Bauteile der Vorrichtung nach Fig. 15 sind oder können den entsprechenden
Teilen der Vorrichtung 1t nach den Fig. 1 bis 8 ähnlich sein und haben demzufolge
die gleichen Bezugszeichne wie dei entsprechenden Teile der Vorrichtung 16. Das
Bezugszeichen 212 bezeichnet die lichtempfindliche Fläche, auf die der durch die
Vorrichtung erzeugte Lichtstrahl oder Fleck projiziert wird.
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Fig. 14 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform der Einrichtung zum
erzeugen einer im wesentlichen gleichmäßigen Beleuchtung des die Form des projizierten
Lichtstrahls steuernden Loches. Hier bezeichnet das Bezugszeichen 98 eine Loch-Scheibe,
die mit der Lochscheibe 93 der Vorrichtung 16 ubereinstimmt oder übereinstimmen
kann, wobei auch die unter der Lochscheibe 98 angeordneton Teile den unter der Lochscheibe
98 der Vorrichtung 16 angeordneten Teilen entsprechen oder entsprechen können. über
der Lochscheibe 98 befinden sich eine Glühfadenlampe 214, ein Reflektor 216 und
eine Kondensorlinse 218. DAs durch den Flühfaden 220 der Lampe 214 erzeugte Licht
tritt durch die Kondensorlinse 218 hindurch. Die Linse 218 ist nahe der Lochscheibe
98 angebracht und erzeugt in der unmittelcaren Rähe der durch die Lochscheibe 98
unter der Linse gehaltenen akoiven Lochplatte 100 eine diffuse Beleuchtung. Der
Reflektor 218 erhöht die Leistung der Lampe 220, indem er einen eil der Lichtstrahlen,
die sonst verlorengehen würden, in Richtung auf die Kondensorlinese 213 reflektiert.
Als Folge dieser Beleuchtung des Loches in der Lochplatte 100 wird ein Fleck in
Form eines Bildes des Loches, wie bereitsvorstehend
beschrieben,
durch das zugeordnete ProjelLtionslinsensystem auf die zugeordnete lichtempfindliche
Fläche 212 projiziert.
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Ferner sei bemerkt, daß die Vorrichtung der Fig. 14 keine Filtereinrichtung
besitzt, tun die Intensität des ausgesandten Lichtstrahls oder -flecks in Übereinstimmung
mit der Geschwindigkeit des projizierten Lichtstrahls oder -flecks in bezug auf
die lichtempfindliche Fläche zu steuern. Gewünschtenfalls könnte zu diesem Zweck
eine Filtereinrichtung vorgesehen werden, jedoch wird im veranschaulichten Falle
die Intensität des projizierten Lichtstrahls oder -flecks dadurch verändert und
gesteuert, daß man die der Lampe 214 zugeftihrte Spannung verändert und steuert.
Diese Spannung läßt sich auf die verschiedenartigste Weise steuern und wird gemäß
der Darstellung nach Fig. 14 beispielsweise mit Hilfe eines regelbaren Widerstandes
222 gesteuert, der seinerseits durch einen Mechanismus 224 betätigt wird, der durch
eine an einer Eingangsleitung 226 auftretende Eingabe gesteuert wird, die zu der
Geschwindigkeit des Lichtstrahls in bezug auf die lichtempfindlichte Fläche, auf
die er projiziert wird, in Beziehung steht.
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Beispielsweise kann das an der Leitung 226 auftretende Eingabesignal
durch eine der Einrichtung 85 nach Fig. 2 entsprechende Einrichtung zugeführt werden,
die zu den Geschwindigkeiten der Vorrichtung in der Richtung Ä bzw. der Richtung
Y in Beziehung stehende signale vektoriell kombiniert.