DE2037822C3 - Optischer Projektor - Google Patents

Description

bringen- Ferner kann das projizierte Bild des gewählten Symbols in einfacher Weise gedreht werden. Außerdem ist es möglich, den gerade verwenden Satz von Symbolen !eicht durch einen anderen Satz auszutauschen.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung _wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläut-rt, in

Fig-1 teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt einen optischen Projektor nach einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;

pig.2 zeigt in Draufsicht und im Schnitt in vergrößertem Maßstab einen Teil der Vorrichtung nach Fig-!:

Fig-3 zeigt in Draufsicht und ebenfalls vergrößert eitven anderen Teil der Vorrichtung nach F i g. I;

Fig·4 zeigt vergrößert einen Teil de- Vorrichtung nach Fig. 1 in Betrieb.

Das Licht einer Lichtquelle 11 wird durch eine Linse 12 projiziert, um ein Bild der Lichtquelle etwa in der Ebene einer Linse 13 abzubilden. Nahe bei der Linse 13 »nd auf der Seite der Lichtquelle ist eine Blende oder Schirm 14 angeordnet, während nahe der anderen Seite der Linse eine veränderliche Öffnung 15 vorgesehen ist. um die Intensität des projizierten Bildes zu regulieren. ₂.j

Die Linse 13 bildet ein Bild der beleuchteten Öffnung der Linse 12 etwa in der Ebene einer dritten Linse 17 ab und damit etwa in einer Ebene, die durch die gestrichelte Linie 21 dargestellt ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit läuft die optische Bahn von der Linse 13 lur Linse 17 über einen ebenen Spiegel 22, wobei dieser Verlauf jedoch nicht wesentlich ist.

Die Ebene 21 ist die Objektebene eines Projektions-Linsensystems 23, welches auf eine lichtempfindliche Fläche 24 das Bild irgendeines Gegenstandes (z. B. des aufzuzeichnenden Symbols) projiziert, der in dieser Ebene angeordnet ist. Die Linse 27 dient dazu, den Lichtstrahl in Richtung auf das Objekt-Linsensystem 23 zu konvergieren.

iDer Einfachheit halber wird nun angenommen, daß der Teil der optischen Achse des Projektors zwischen dem Spiegel 22 und der Fläche 24 vertikal ist.

Um ein Projektionsfenster zu bilden, ist die Linse 17 am unteren Ende eines Rohres 26a koaxial mit der optischen Achse 25 und mit einem größeren Rohr 26b angeordnet. Das untere Ende des Rohres 26a hat einen Bund 27, um durch seine untere Fläche 31 eine Einslellfläche für die Objekt- oder Gegenstandsebene zu bilden, die im Betrieb, wie noch beschrieben wird, etwas über der Gegenstandsebene 21 liegt. Das Rohr 266 ist in Lagern 32 eines Teils 33 des Rahmens des Projektors drehbar um die optische Achse 25 gelagert und wird durch einen Motor 34 über Zahnräder 35 angetrieben.

Eine Feder 36 zwischen einem Bund 37 des Rohres 26b und der oberen Fläche 38 des Bundes 27 drückt das innere Rohr 26a und damit die Einstellfläche 31 gegenüber dem Rohr 266 nach unten und damit weg von der Gegenstandsebene 21 und auf die Magazin-Scheibe zu in eine unwirksame Stellung, die noch beschrieben wird.

Zwischen den Rohren 26 und den Linsen 23 ist eine Magazin-Scheibe 41 angeordnet, die längs ihres Umfangsbereiches eine kreisförmige Reihe von öffnungen besitzt, die eine gleiche Anzahl verstellbarer Fassungen aufnehmen können. Eine dieser Öffnungen ist ohne Fassung bei 42 gezeigt. Eine weitere ist bei 43 dargestellt, und zwar in annähernder Übereinstimmung mit der optischen Achse 25. Ihre zugehörige Fassung 44 ist in F i g. 2 vergrößert dargestellt.

Der obere Teil der Fassung 44 hat eine Aussparung ⁴^ um eine sehr dünne Platte 46 aufzunehmen, die eine Öffnung 47 besitzt, deren Form ein besonderes Symbol, z. B. die Ziffer »2« darstellt, wie F i g. 2 zeigt. Die Umfangswand der Aussparung 45 hat eine obere Fläche 51, die genau eben ist und parallel zur Platte 46 liegt. Die untere Fläche 52 (F i g. 2) der Fassung ist konisch gewölbt, was noch erläutert wird.

Da die Winkelstellung des Symbols »2« wichtig ist, ist die Fassung mit einer radialen Kerbe 53 versehen, in die eine Rippe oder Nase 54 eingreift, die von der Außenfläche der zugehörigen öffnung 43 (F i g. 3) nach innen verläuft. Eine derartige Einstelleinrichtung ist dann nicht erforderlich, wenn das zu projizierende Symbol ein kreisförmiger Punkt ist. Die Fassung 44 sitzt leicht locker in der Öffnung 43, so daß sie während des Betriebs aus der Öffnung verschoben werden kann, wie noch beschrieben wird.

Vom unteren Ende des Rohres 26b des Projektionsfensters verläuft ein Stift 56 nach unten und durch einen Schlitz 55 im Bund 27, der in Übereinstimmung mit der Nase 54 der Öffnung 43 und damit mit der Kerbe 53 der Fassung 44 gebracht wird. Durch die Verbindung zwischen Stift 56 und Schlitz 55 werden die beiden Rohre 56.-? und 566 hinsichtlich einer Drehung durch den Motor 34 miteinander verbunden.

Die Magazin-Scheibe 41 sitzt auf einer Welle 60, die drehbar in Lagern 61 des Rahmens 33 gelagert ist und die durch einen Motor 63 über Zahnräder 64 stufenweise um eine Achse 62 in Drehung versetzt werden kann, die parallel zum vertikalen Teil 25 der optischen Achse verlauft.

Zwischen der Magazinscheibe und den Linsen 23 ist ein Einstelleinrichtung in Form eines rohrförmigen Teiles 65 angeordnet, das koaxial zur optischen Achse 25 eingebaut und in Lagern 66 an einem Ende eines langen Trägers 67 drehbar um die optische Achse gelagert ist. Das andere Ende des Trägers ist über eine Blattfeder 71 am Rahmen 33 befestigt, um das Rohr 65 längs der Achse 25 verstellen zu können, wie noch beschrieben wird. Der Träger ist genügend lang, um das Rohr trotz der Verstellung mit einem ausreichenden Genauigkeitsgrad koaxial zur Achse 25 zu halten. Die Bewegung wird durch ein Solenoid 72 bewirkt, das nahe dem freien Ende des Trägers angeordnet ist.

Das Ende des Rohres 65 nahe der Scheibe 41 besitzt eine kugelförmige Außenfläche 75, die mit der gegenüberliegenden Fläche 52 der Fassung 44 zusammenwirkt bzw. an dieser anstoßen kann.

Zum Schutz gegen Staub ist die obere Fläche der Magazin-Scheibe 41 mit einer dünnen Platte 76 abgedeckt, die gegen Drehung festgehalten ist und eine öffnung 77 nur über der öffnung 43 aufweist, die mit dem Projektor fluchtet. Um die Zeichnung zu vereinfachen, ist dieser Deckel in F i g. 4 weggelassen.

In unwirksamer Stellung der Vorrichtung sind die Winkelstellungen der Rohre 26a und 266, die durch den Motor 34 geregelt werden, so eingestellt, daß der Stift 56, der vom unteren Ende des Rohres 26b nach unten vorsteht, mit der radialen Kerbe 53 in der Fassung 44 in Übereinstimmung ist. Die axiale Stellung des Rohres 26a, das durch die Feder 36 nach unten gedrückt wird. ist so, daß die Spitze des Stiftes 56 und die untere Fläche 31 des Bundes 27 gerade frei von der oberen Fläche der Magazin-Scheibe 41 sind, so daß diese sich drehen kann. Das Rohr 26a wird in dieser Stellung durch irgendeine Verbindung (nicht gezeigt) gehalten, wie

ζ. B. einen Zapfen und einen Schlitz zwischen ihm und dem Rohr 266. Jede Öffnung in der Scheibe ist genügend tief, um die zugehörige Fassung aufzunehmen, so daß deren obere Fläche 51 unter dem Niveau der oberen Fläche der Scheibe liegt. Das Licht der Lampe 11 wird durch Schließen der Klappe oder des Schirmes 14 unterbrochen.

Im Betrieb wird der Motor 63 eingeschaltet, um die Magazin-Scheibe stufenweise zu drehen, um die öffnung und die zugehörige Fassung mit dem Symbol, dessen Bild zu projizieren ist, annähernd in Flucht mit der optischen Achse 25 zu bringen. In F i g. 1 nehmen die öffnungen 43 und Fassung 44 diese Lage ein.

Danach wird das Solenoid 72 erregt, um den Träger 67 nach oben zu biegen und auf diese Weise das Rohr 65 anzuheben, um seine kugelförmige Außenfläche 75 in Kontakt mit der kegeligen Fläche 52 (F i g. 2) der Fassung 44 zu bringen. Dieser Eingriff oder Kontakt bringt die Platte in genaue Flucht zur Achse 25 wie vorgegeben durch die genaue Übereinstimmung der Mitte der kugeligen Fläche 75 des Rohres 65 mit dieser Achse.

Bei einer weiteren Aufwärtsbewegung des Rohres wird die Fassung aus ihrer öffnung herausgehoben und die ebene obere Fläche 51 der Fassung in Kontakt mit der ebenen Fläche 31 des Projektionsfensters gebracht.

Der Abstand zwischen den Flächen 31 des Bundes 27 und 51 der Fassung in der unwirksamen Stellung, in der sie von der Magazin-Scheibe gehalten ist, ist genügend klein, um zu verhindern, daß die Fassung sich bei ihrer Aufwärtsbewegung auf dem Rohr 65 auf die Fläche 21 zu schräg stellt, so daß sie sich beim Erreichen dieser Fläche nicht in schiefer Stellung verkeilen kann od. dgl.

Die fortgesetzte Aufwärtsbewegung der Hülse oder des Rohres 65 bringt das Rohr 26a und die Fassung zum Rohr 266, und zwar entgegen der Kraft der Feder 71, bis der Endpunkt erreicht ist. wenn die obere Fläche 38 des Bundes 31 an der unteren Stirnfläche des Rohres 264» anstößt. Die Fassung ist dann in ihrer Arbeitsstellung.

Das gewählte Symbol ist nunmehr nicht nur genauer mit der optischen Achse 25 ausgerichtet, sondern es ist in einer Lage, die durch die Einstellfläche 31 definiert bzw. begrenzt wird, so daß die Platte 46 und ihr Symbol in der Gegenstandsebene 21 liegen. Damit ist die Vorrichtung in Arbeitsstellung und betriebsbereit, wie F i g. 4 zeigt. Die Flächen 31 und 51 des Rohres 26a und der Fassung 44 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit etwas im Abstand gezeichnet.

Während der eben beschriebenen Aufwärtsbewegung der Fassung tritt der von dem Rohr 266 nach unten vorstehende Stift 56 in die Nut oder Kerbe 53 der Fassung ein. Der Stift ist genügend lang, damit dieser Eintritt erfolgt, ehe die Fassung so weit über die sie tragende Öffnung angehoben ist, daß die Kerbe 53 von der Nase 54 freikommt, was vor Erreichen der Betriebsstellung eintritt, wobei der Stift in Umfangsrichtung der Magazin-Scheibe (und damit senkrecht zur gleichen Ebene der F i g. 1 und 4) sich verjüngt, um die Nut 53 eng bzw. satt zu erfassen. Die Winkelstellung des Symbols ist dadurch unter Kontrolle gehalten.

Nachdem die Vorrichtung in Betriebsstellung ist, wird die Klappe oder der Schirm 14 geöffnet, so daß ein Bild des gewählten Symbols auf die lichtempfindliche Fläche 24 abgebildet wird.

Falls, wenn die Vorrichtung in Betriebsstellung ist. das Symbol-Bild gedreht werden soll, wird der Motor 34 eingeschaltet, wodurch beide Rohre 26 gedreht werden. Diese Drehung wird auf die Fassung durch den Stift 56 übertragen und von dem Rohr 65 angenommen, da dieses in Lagern 66 drehbar gelagert ist. Da die Fassung vollständig aus der sie zuvor abstützenden Öffnung herausgezogen ist, ka.in die Nase 54 diese Drehung nicht verhindern.

Auf diese Weise wird eine äußerst genaue Einstellung und Positionierung des Symbols erzieh, dessen Bild zu projizieren ist, ohne daß eine teure Präzisionslagerung der Magazin-Scheibe erforderlich ist.

Nachdem das Symbol aufgezeichnet ist, wird der Motor 34 eingeschaltet, um den Stift 56 in Übereinstimmung mit der Nut 54 zu bringen, unter der Annahme, daß irgendeine Drehung der Fassung stattgefunden hat. wie oben beschrieben. Das Solenoid 72 wird dann abgeschaltet, so daß der Träger 67 und mit ihm d?s Rohr 65 in die in F i g. 1 gezeigte Lage zurückfallen können, wodurch die Fassung in die Öffnung 43 in der Magazin-Scheibe zurückgeführt wird. Während dieser Abwärtsbewegung folgi das federbelastete Rohr 26a der Fassung nach unten über einen Teil des Weges, wodurch verhindert wird, daß die Fassung in einer schiefen Lage in der Öffnung 43 ankommt und bleibt. Den Stift 56 kann eine Druckfeder umgeben (nicht gezeigt), um sicherzustellen, daß die Fassung von dem Stift frei kommt, wenn das Rohr 65 nach unten fällt.

Die Magazin-Scheibe wird damit frei und kann sich drehen, um ein anderes Symbol in Betriebsstellung zu bringen.

Es ist gewöhlich zweckmäßiger, die Fläche 75 am Rohr 65 kugelförmig auszubilden, wie beschrieben, anstatt kegelig und komplementär zur Fläche 52. Wenn beide Flächen kegelig sind, so wäre die Ebene der Fläche 51 fest bestimmt, sobald das Rohr 65 genügend weit angehoben ist, daß es an der Fassung 44 anstößt. Um einen einwandfreien Betrieb zu erreichen, müßte die so definierte Ebene absolut parallel zur Ebene 31 des Rohres 26a sein, um zu gewährleisten, daß die beiden Ebenen exakt zusammenpassen, wenn sie sich berühren, wie F i g. 4 zeigt. Dies läßt sich nur durch sehr genau gearbeitete und daher teure Teile erreichen. Indem eine oder beide Flächen 75 und 52 kugelig ausgebildet werden, kann die Ebene der Fläche 51 frei durch die Fläche 31 festgelegt werden.

Ist ein schneller Wechsel eines Symbols erforderlich, so kann eine Führung 81 vorgesehen werden, um Fassungen, die mit Symbolplatten versehen sind, nacheinander den öffnungen 42 in der Magazin-Scheibe zuzuführen. Die Führung beginnt außerhalb des Umfanges der Magazin-Scheibe, sie hat die Breite einer Fassung und erstreckt sich radial nach innen und unten auf die Scheibe zu.

Um die Platten einzusetzen oder einzubauen, wird die Scheibe stufenweise gedreht, um jede öffnung 42 der Reihe nach zu der Führung 81 bzw. in Flucht mit dieser zu bringen. Nach jeder solchen Einstellung gleitet die entsprechende Fassung die Führung hinab und fällt von deren Ende aus in die betreffende öffnung.

Werden die Fassungen auf diese Weise eingesetzt, so ist es gewöhnlich zweckmäßiger, die Nasen 54 (F i g. 3) diametral gegenüber der gezeigten Stellung anzuordnen, d. h_ sie sollten möglichst nahe der Mitte des Magazins liegen, wobei die Nut 53 jeder Fassung nach vorn gerichtet ist, um den Eingriff zwischen Nut und Nase zu gewährleisten.

Sollen ganze Sätze von Symbolplatten schnell gewechselt werden, so wird zweckmäßigerweise eine separate Magazin-Scheibe für jeden Satz verwendet, wo-

bei ferner eine leicht zu betätigende Kupplung vorgesehen ist, um das gewählte Magazin auf der in den Lagern 61 drehbaren Welle 60 zu befestigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Optischer Projektor zum Projizieren des Bildes eines Symbols auf eine lichtempfindliche Fläche, mit einer Lichtquelle, einem Projektionslinsensystem, einen Projektionsfenster, einer zwischen dem Fenster und dem Linsensystem angeordneten Magazin-Scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß

Die Erfindung betrifft einen optischen Projektor, der dazu dient, das Bild eines Symbols, das durch eine Öffnung in einer undurchsichtigen Maske od. dgl. gebildet wird auf eine lichtempfindliche Fläche zu projizieren. Das Symbol kann so gestaltet sein, daß auf der lichtempfindlichen Fläche ein Lichtfleck erzeugt wird, so daß durch eine Relativbewegung zwischen dem Fleck und der Fläche auf der letzteren eine Linie gezogen wird. Das Symbol kann ferner ein alphanumerisches

die Magazin-Scheibe (41) in ihrem Umfangsbereich ίο oder ein anderes Zeichen sein, einschließlich mathemamit einer Vielzahl von öffnungen (42, 43) versehen tischer Symbole, die ohne die genannte Relativbeweist, von denen jede zur Aufnahme einer verstellbaren Fassung (44) dient die eine Platte (46) mit einer

öffnung (47) trägt deren Form ein Symbol darstellt.

gung auf die lichtempfindliche Fläche projiziert werden können.

Es sind Projektoren mit einer drehbaren Magazin-

dessenliild zu projizieren ist daß ferner Einrichtun- 15 Scheibe bekannt, die an ihrem Umfang eine Anzahl von gen vorgesehen sind, um die Scheibe (41) zu drehen. Platten mit öffnungen trägt, die die Größe und Form um jede der öffnungen (42, 43) der Reihe nach we- der verschiedenen Symbole darstellen, d. h. die Punkte nigstens annähernd zum Fluchten mit der optischen und Zeichen, deren Bild projiziert werden soll. Die Achse (25) des Projektors zwischen dem Projektor- Scheibe ist um eine Achse parallel zur optischen Bahn fenster und dem Projektionslinsensystem (23) zu 20 schrittweise drehbar, um irgendeines der Symbole des

Magazins mit der optischen Achse zum Fluchten zu bringen.

Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß es schwierig

ist, die Magazin-Scheibe genügend genau zu lagern, um

bringen, daß ferner Einrichtungen vorgesehen sind, um die in der öffnung (42,43) angeordnete Fassung (44) aus der Scheibe (41) zum Fluchten mit der optitchen Achse (25) zu bringen und in Betriebsstellung

iflh () d

einzustellen, die durch eine Einstellfläche (31) des 25 das gewählte Symbol mit ausreichender Genauigkeit in

Projektionsfensters definiert ist, wodurch die Platte (46) der Fassung (44) in die Gegenstandsebene des Linsensystems (23) zu liegen kommt.

2. Projektor nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

der Objektebene des Projektors und genau ausgerichtet mit dessen optischer Achse einzustellen oder anzuordnen. Wenn ferner jede Symbol-Platte fest bezüglich der Magazin-Scheibe angeordnet ist, so muß, wenn

zeichnet, daß die Platte (46) durch die Einstellein- 30 gewünscht, die Drehung ihres Bildes mit Hilfe irgendeirichtung zum Fluchten mit der optischen Achse (25) ner optischen Methode durchgeführt werden, was hohe

Kosten verursacht.

Es sind andere Anordnungen bekannt, bei denen die gelochten Platten durch transparente Teile ersetzt sind.

einstellbar ist.

3. Projektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung ein Rohr

(65) umfaßt, das koaxial zur Achse (25) zwischen der 35 von denen jedes undurchsichtig ist, außer an einem zen-Magazin-Scheibe (41) und dem Projektionslinsensy- tralen klaren Teil, der die Form des Symbols besitzt,

dessen Bild zu projizieren ist. Die Bezeichnung Platten oder gelochte Platten, die hier verwendet wird, soll derartige transparente Körper mit umfassen.

stern (23) angeordnet ist, und dessen der Scheibe
(41) zugewandtes Ende eine kugelförmige Stirnfläche (75) besitzt, die mit einer Fläche (52) der Fassung (44) zusammenwirkt, daß ferner Einrichtungen 40 Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen zum Bewegen des Rohres (65) vorgesehen sind, um optischen Projektor der obengenannten Art zu schaffen, bei welchem das gewählte Symbol genauer bezüglich der Objektebene des Projektors festgelegt werden

die Flächen (75, 52) in Kontakt zu bringen, um die Platte (46) dadurch zum Fluchten mit der optischen

Achse zu bringen, wobei die Fassung (44) aus der kann als bisher.

Magazin-Scheibe (41) herausbewegt und zur Anlage 45 Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch einen op-

an der Einstellfläche (31) gebracht wird. tischen Projektor zum Projizieren des Bildes eines

Symbols auf eine lichtempfindliche Fläche, mit einer Lichtquelle, einem Projektionsfenster· mit Einstellflache

4. Projektor nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Druckfeder (36), um die Einstellfläche (31) von der Gegenstandsebene (21) weg und auf i

für die Objektebene, einem Projektions-Linsensystem,

die Magazin-Scheibe (41) zu in unwirksame Stellung 5° einer zwischen dem Fenster und dem Linsensystem an

und genügend nahe an die Fassung (44) zu drücken, um zu verhindern, daß die letztere sich auf dem Rohr (65) beim Verschieben aus der Magazin-Scheibe (41) schief stellt.

geordnete Magazin-Scheibe mit einer Vielzahl von Öffnungen in ihrem Umfangsbereich, von denen jede eine verstellbare Fassung aufnehmen kann, die eine Platte trägt, die mit einer öffnung versehen ist, deren Form

5. Projektor nach einem der vorhergehenden An- 55 ein Symbol darstellt, dessen Bild zu projizieren ist, fer Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Fassung ner mit einer Einrichtung, um die Scheibe stufenweise (44) mit einer Nut (53) versehen ist, in die eine Nase zu drehen, um jede öffnung der Reihe nach wenigstens (54) der Scheibe (41) eingreift, um die Winkellage annähernd zum Fluchten mit der optischen Achse des der Fassung (44) bezüglich der Scheibe (41) festzule- Projektors zwischen dem Projektionsfenster und dem gen, daß ferner ein Stift (56) vorgesehen ist, der in 60 Linsensystem zu bringen, ferner mit einer Einrichtung, die Nut (53) eingreift, um die Winkellage der Fas- um die in der öffnung gehaltene Fassung von der Magazin-Scheibe in Arbeitsstellung, die durch die Einstellfläche definiert ist, und zum Fluchten mit der optischen Achse zu bringen, wobei die Platte der Fassung in der 65 Objektebene des Linsensystems angeordnet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, das gewählte Symbol genauer mit der optischen Achse des Protektors auszurichten, bzw. zum Fluchten zu

() g, g

sung (44) in ihrer Betriebsstellung festzulegen.

6. Projektor nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Drehen der Fassung (44) in ihrer Betriebsstellung.