DE2045918A1

DE2045918A1 - Device for automatic, motor-driven focusing of the lens of a projector for optically electronically scanned transparent information carrier

Info

Publication number: DE2045918A1
Application number: DE19702045918
Authority: DE
Inventors: Ulrich 2800 Bremen Hentschel Gottfried Dipl Ing 2820 Bremen Lesum Hantelmann Kurt Dipl Ing 2800 Bremen Prestin
Original assignee: NORDMENDE
Current assignee: NORDMENDE
Priority date: 1970-09-17
Filing date: 1970-09-17
Publication date: 1972-03-23

Description

Einrichtung zur automatischen, motorischen Scharfeinstellung des Objektivs eines Projektors für optisch-elektronisch abzutastende transparente Informationsträger Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur automatischen, motorischen Scharfeinstellung des Objektivs eines Projektors für optisch-elektronisch abzutastende, insbesondere bandförmige, an sich transparente Informationsträger, vorzugsweise für Filme oder Diapositivbilder. Device for automatic, motorized focusing of the Objective of a projector for optically-electronically scanned transparent information carriers The invention relates to a device for automatic, motorized focusing of the lens of a projector for optically-electronically scanned, in particular tape-shaped, per se transparent information carrier, preferably for films or Slide images.

Bei der rein optischen Projektion von Filmen und Diapositivbildern ist es bekannt, die Scharfeinstellung des Bildes auf der Projektionsfläche mechanisch durch Verstellen des Projektorobjektivs von Hand oder mittels eines Servomotors vorzunehmen, der über eine Fernbedienung ein- und ausgeschaltet und in seiner Drehrichtung gesteuert wird.For the purely optical projection of films and slide images it is known to mechanically adjust the focus of the image on the projection surface by adjusting the projector lens by hand or by means of a servo motor make, which is switched on and off via a remote control and in its direction of rotation is controlled.

Eine automatische Scharfeinstellung ist hier nicht möglich, weil lediglich das subjektive Empfinden des jeweiligen Betrachters das Kriterium für die optimale Scharfeinstellung des projizierten Bildes ist. Diese Methode der Bildschärfeeinstellung bei der optischen Projektion ist auch für die elektronische Bildprojektion auf einen Bildschirm mit Hilfe der bislang bekannten Verfahren (mit Abtaströhre oder mit Speicherröhre) übernommen werden. Dabei müßte dann rein theoretisch eine einmalige Scharfeinstellung genügen, weil hier der Abstand zwischen der Licht- bzw. der Abtast-Quelle einerseits und dem Film bzw. dem Diapositiv andererseits konstant ist. Praktisch ist es aber in diesem Falle auch notwendig, die Projektoroptik laufend nachzustellen, da beispielsweise sowohl der Film selbst als auch die Emulsionsschicht oder ein sonstiger Informationsträger je nach Fabrikat verschieden dick sein können.Automatic focusing is not possible here, because only the subjective perception of the respective observer is the criterion for the optimal The projected image is in focus. This method of focus adjustment with optical projection is also for electronic image projection onto one Screen using the previously known methods (with scanning tube or with storage tube) be taken over. In this case, purely theoretically, a single focusing would have to be done suffice because here the distance between the light source or the scanning source on the one hand and the film on the other hand is constant. But it is practical in this case it is also necessary to continuously readjust the projector optics, for example both the film itself and the emulsion layer or some other information carrier can be of different thicknesses depending on the make.

Außerdem kann sich die Emulsionsschicht mal auf der einen und mal auf der anderen Seite des Filmträgermaterials befinden.In addition, the emulsion layer can be on one side and on the other on the other side of the film base.

Mit der Erfindung wird die Aufgabe, bei elektronischer Projektion eine optimale Scharfeinstellung des zu projizierenden Bildes zu erreichen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus dem in an sich bekannter Weise in einem Bildwandler durch das abgetastete Bild entstehenden Signalspektrum (Video-Signal) vorzugsweise die hohen Frequenzen, die ein Kriterium für die Bildschärfe sind, ausgesiebt und zur Erzeugung einer Regelgröße verwendet werden, die zur selbsttätigen Steuerung des Servomotors für das Projektorobjektiv benutzt wird.With the invention, the problem with electronic projection to achieve an optimal focus of the image to be projected according to the invention solved in that from the in a known manner in an image converter the scanned image resulting signal spectrum (video signal) preferably the high frequencies, which are a criterion for image sharpness, screened out and used Generation of a controlled variable can be used, which is used for the automatic control of the Servo motor is used for the projector lens.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird dann gemäß weiterer Erfindung dem das Projektorobjektiv einstellenden Servomotor eine zusammengesetzte Betriebsspannung zugeführt, deren eine Komponente eine vorzugsweise gegenpolige Rechteckspannung ist und deren andere Komponente aus einer an einem Diskriminator abnehmbaren Regelspannung besteht, die das Produkt aus der dem Diskriminator zugeführten, um 90 phasenverschobene Rechteckspannung und einer Impulsspannung ist, die aus den oberen Frequenzen in der Größenordnung von etwa 3 MHz gewonnen wird, wobei diese oberen Frequenzen aus dem durch die elektronische Abtastung des zu projizierenden Bildes erzeugten Video-Signal ausgesiebt, verstärkt und gleichgerichtet werden.In a preferred embodiment of the subject matter of the invention then, according to a further invention, the servomotor adjusting the projector lens A composite operating voltage is supplied, one component of which is preferably one opposite polarity square wave voltage and its other component from one to one Discriminator removable control voltage consists of the product of the discriminator supplied, 90 phase-shifted square-wave voltage and a pulse voltage, which is obtained from the upper frequencies in the order of about 3 MHz, where these upper frequencies are derived from the electronic scanning of the projected Image generated video signal are filtered out, amplified and rectified.

Die dabei für den vorbeschriebenen Vorgang der Scharfeinstellung als Antriebsspannung für den Stellmotor benutzte gegenpolige Rechteckspannung wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes von einem Kollektor abgenommen, der direkt oder über ein Getriebe vom Filmtransportmotor oder vom Lüftermotor des Projektors angetrieben wird.The for the above-described process of focusing as Drive voltage for the servomotor used opposite polarity square wave voltage is according to an advantageous development of the subject matter of the invention of a collector removed, directly or via a gear unit from the film transport motor or from the fan motor the projector is powered.

Sie kann aber auch von einem anderen Xechteckgenerator erzeugt oder auch aus einem Wechselstromnetz entnommen werden.But it can also be generated by another Xechteckgenerator or can also be taken from an alternating current network.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment described in more detail.

Es zeigen Fig. 1 ein Anordnungs- und Schaltungsschema der Scharfeinstelleinrichtung; Fig. 2a-d die beispielsweisen Diagramme der einzelnen, zur Regelung des Servomotors dienenden Spannungskomponenten und der aus ihnen resultierenden Regelspannung im Hinlauf auf eine optimale Bildschärfeeinstellung; Fig. 3a-d die Spannungsdiagramme bei erreichter Scharfeinstellung; Fig. 4a-d die beispielsweisen Diagramme der zur Regelung des Servomotors dienenden Spannungskomponenten im Rücklauf auf eine optimale Bildsc}iärfeeinstellung.1 shows an arrangement and circuit diagram of the focusing device; 2a-d show the exemplary diagrams of the individual ones for regulating the servomotor serving voltage components and the resulting control voltage im Towards an optimal focus setting; 3a-d the voltage diagrams when the focus is achieved; 4a-d show the exemplary diagrams of the for Regulation of the servomotor serving voltage components in the return to an optimal Image focus adjustment.

Die schematische Darstellung in Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer automatischen Scharfeinstelleinrichtung gemäß der Erfindung.The schematic representation in FIG. 1 shows an exemplary embodiment an automatic focusing device according to the invention.

Es ist hier angenommen worden, daß die Bildabtastung; mit Hilfe des Lichtpunktabtastverfahrens mittels einer Abtaströhre 1 erfolgt. Ein Leuchtpunkt p der Abtaströhre 1 wird dabei mit Hilfe der Projektoroptik 2 auf ein Bild des Filmen 3 oder auch auf ein Diapositivbild geworfen. Die von der jeweiligen Bilastelle durchgelassene Lichtmenge wird durch eine Sammellinse 4 gebündelt zu einer Fotozelle 5 geleitet und von dieser in eine elektrische Spannung verwandelt. Da nun die auf die Fotozelle 5 treffende Lichtmenge je nach dem Grad der Lichtdurchlässigkeit des Filmbildes schwankt, ändert sich auch im gleichen Rhythmus die von der Fotozelle 5 erzeugte Wechselspannung. Das dabei verstärkt herauskommende Frequenzgemisch wiia in den nachgeschalteten Verstärker 6 und dann einerseits dem Video-Verstärker eines elektronischen Bildwiedergabegerätes zugfühi t.It has been assumed here that the image scan; with the help of Light point scanning method is carried out by means of a scanning tube 1. A luminous point p of the scanning tube 1 is thereby with the help of the projector optics 2 on an image of the film 3 or thrown onto a slide picture. The one let through by the respective Bilastelle The amount of light is bundled through a converging lens 4 and directed to a photocell 5 and transformed by this into an electrical voltage. Since now the on the photocell 5 appropriate amount of light depending on the degree of light transmission of the film image fluctuates, the one generated by the photocell 5 also changes in the same rhythm AC voltage. The resulting amplified frequency mix wiia in the downstream amplifier 6 and then on the one hand the video amplifier of an electronic Image display device Zugfühi t.

Abgezweigt wird vorher ein Teil dieses Frequenzgemisches und zunächst einem Hochpaß 7 zugeführt,der für eine Grenzfrequenz von beispielsweise etwa 3 MHz ausgelegt ist und die entsprechenden oberen Frequenzen aus dem Gemisch aussiebt, die dann über einen Verstärker 8 geleitet und in einem Gleichrichter 9 gleichgerichtet werden. Die dabei entstehende Gleichspannung wird einem hier nur als Blockbild dargestellten Diskriminator 10 zugeführt, an dessen Eingang außerdem eine gegenpolige Rechteckspannung gelegt ist. Diese Rechteckspannung wird von einem Kollektor 11 abgenommen, der direkt oder auch über ein Getriebe vom Lüftermotor oder vom Filmtransportmotor des Projektors angetrieben werden kann. Die Rechteckspannung kann aber auch aus einem besonderen Generator entnommen werden. Die Rechteckspannung wird zu einem Teil direkt dem Kollektor des Servomotors 12 zugeleitet, der über eine Welle 13 und einen Schneckentrieb 14 das Projektorobjektiv 2 in achsialer Richtung zur Scharfeinstellung verschiebt. Zum anderen Teil wird die Rechteckspannung durch einen Phasenschieber 15, der beispielsweise ein zweites um 900 verschobenes Bürstenpaar auf dem Kollektor oder ein Schieberegister sein kann, um 900 phasenverschoben dem Diskriminator 10 zugeführt, der aus ihr zusammen mit der aus den hohen Frequenzen des Video-Signalgemisches der Fotozelle 5 gewonnenen und vom Gleichrichter 9 zugeführten Gleichspannung eine Regelspannung zur Steuerung des Servomotors 12 erzeugt, die ihm über ein ciebglied 16 zugeleitet wird und mit der dann eine selbsttätige Scharfeinstellung des Projektorobjektive bewirkt wird. An Hand der schematischen Spannungsdiagramme in den Fig. 2a-d, 3a-d und 4a-d soll die Entstehung und die Wirkungsweise der für die Scharfeinstellung zu erzeugenden Regelspannung tür den Servomotor 12 nochmals beschrieben und dazu der Regelvorgang erläutert werden.A part of this frequency mix is branched off beforehand and initially a high-pass filter 7 is supplied, which for a cutoff frequency of, for example, about 3 MHz is designed and sifts out the corresponding upper frequencies from the mixture, which are then passed through an amplifier 8 and rectified in a rectifier 9 will. The resulting DC voltage is only shown here as a block diagram Discriminator 10 supplied, at its input also an opposing polarity square-wave voltage is laid. This square wave voltage is taken from a collector 11, which is directly or via a gear from the fan motor or the film transport motor of the projector can be driven. The square wave voltage can also consist of a special one Generator can be removed. Part of the square wave voltage is sent directly to the collector of the servo motor 12, which via a shaft 13 and a worm drive 14 the projector lens 2 moves in the axial direction for focusing. On the other hand, the square wave voltage is through a phase shifter 15, for example a second pair of brushes shifted by 900 on the collector or a shift register can be fed to the discriminator 10 out of phase by 900, which is composed of it with the one obtained from the high frequencies of the composite video signal of the photocell 5 and DC voltage supplied by the rectifier 9, a control voltage for control of the servo motor 12 generated, which is fed to him via a ciebglied 16 and with which then causes an automatic focusing of the projector lens. On the basis of the schematic voltage diagrams in FIGS. 2a-d, 3a-d and 4a-d should the emergence and the mode of action of those to be generated for focusing Control voltage for the servomotor 12 is described again and the control process explained.

Zunächst sollen die Spannungsdiagramme in Fig. M-d betrachtet werden.Consider first the voltage diagrams in Fig. M-d.

Das Diagramm in Fig. 2a stellt eine gegenpolige Bechteckspannen dar, die als Hilfsspannung benötigt und beispielsweise mit einem Hilfekollektor am Lüftermotor des Projektors oder am Filmtransportmotor oder auch mit einem anderen Generator erzengt werden kann. Die gegenpolige, konstante Rechteckspannung nach Fig. 2a lieggt gemäß Fig. 1 am Kollektor des Servomotors 12, der das Projektorobjectiv 2 ijber einen Schneckentrieb 14 verstellt. Durch diese Rechteckspannung Läuft der Servomotor 12 gleichmäßig rechts und links herum, wodurch das Projektorobjektiv über den Schneckentrieb 14 in gleicher Weise in Pfeilrichtung hin und her bewegt wird, d.h. es pendelt stetig außerhalb des Bereiches einer möglichen Scharfeinstellsteilung.The diagram in Fig. 2a shows a counter-polar Bechteck span, which is required as auxiliary voltage and, for example, with an auxiliary collector on the fan motor of the projector or on the film transport motor or with another generator can be generated. The opposing polarity, constant square wave voltage according to FIG. 2a lies 1 on the collector of the servo motor 12, which the projector lens 2 ijber a worm drive 14 adjusted. The servo motor runs through this square wave voltage 12 evenly to the right and left, causing the projector lens via the worm gear 14 is moved back and forth in the same way in the direction of the arrow, i.e. it oscillates continuously outside the range of a possible focus setting.

Die zur automatischen Einstellung einer jeweils optimalen Bildschärfe zusätzlich benötigte Regelspannung wird, wie bereits zu Fig. 1 beschrieben wurde, vom Diskriminator 10 erzeugt, und zwar als Resultierende zweier Spannungen. Die eine ist eine gleichgerichtere Spannung, wie sie beispielsweise mit dem Kurvenzug in Fig. Ab dargestellt ist. die wird gewonnen, wie bereits zu Fig. 1 beschrieben, durch Aussieben der hohen Frequenzen ab etwa 3 MHz aus dem vnm elektrischen Bildhandler e@@agten Video-Signal, die ein Maß für die jeweils erzeigte Scharfeins @lung sind. Die zweite, dem Diskriminator 10 zugeführte Spannung @@@ die um 90° phasenverschobene Rechteckspannung, so wie die Fig. 2b dargestellt ist. Aus den beiden Spannungen nach Fig. 2b und Fig. 2c wird dann vom Diskriminator 10 eine resultierende Spannung gemäß Fig. 2d erzeugt, die als Regelspannung über ein Siebglied 1@ (Fig. 1) den Kollektor des Servomotors 12 zugeführt wird.The one for the automatic setting of an optimal image sharpness in each case additionally required control voltage is, as already described for Fig. 1, generated by the discriminator 10, namely as a resultant of two voltages. the one is a more rectified voltage, as it is for example with the curve is shown in Fig. Ab. which is obtained, as already described for Fig. 1, by filtering out the high frequencies from around 3 MHz from the vnm electrical image handler e @@ agten video signal, which are a measure of the sharpness shown in each case. The second voltage @@@ fed to the discriminator 10 is the one phase shifted by 90 ° Square-wave voltage, as shown in FIG. 2b. From the two tensions According to FIG. 2b and FIG. 2c, the discriminator 10 then produces a resulting voltage according to FIG. 2d generated as the control voltage via a filter element 1 @ (FIG. 1) Collector of the servo motor 12 is supplied.

Betrachnet man nun diese Spannung gemäß Fig. 2d @@ erkent man, daß über die volle Periode summiert, die pozitive Spannung überwiegt und nomit das Projektorobjektiv 2 (Fig. 1) von einer Bildunschärfe in Richtung auf eine größere Bildschärfe kriecht.If one now considers this voltage according to FIG. 2d @@ one recognizes that summed over the full period, the positive voltage predominates and nomit the projector lens 2 (Fig. 1) creeps from an image blurring towards a greater image sharpness.

Die Diagramme gemäß Fig. 3a-d teigen in beispielsweiser Darstellung den Spannungszustand nach dem Erreichen der optimalen Bildschärf In dem Diagramm nach Fig. 3b ist der Zustand bei optimaler Bildsctlirfe @@ gestellt. Die Spannung nach Fig. 3b ergibt im Discriminator zusamen mit ter nm 90° phasenverschobenen Rechteckspannung nach Fig. 3c eine 8 g pannung für den Servomotor 12 gemäß Fig. 3d, bei der die Summe der @@@@@@ngen über eine volle Periode gleich Null ist. Das Projektorobjektiv wird also nur um diesen Einstellungszustand durch die ursprüngliche Rechteckspannung nach Fig. 'a hin und her bewegt.The diagrams according to FIGS. 3a-d are shown by way of example the state of tension after reaching the optimum image sharpness in the diagram according to Fig. 3b, the state is set with optimal Bildsctlirfe @@. The voltage 3b results in the discriminator together with the nm 90 ° phase-shifted square-wave voltage according to Fig. 3c an 8 g voltage for the servo motor 12 according to Fig. 3d, in which the sum the @@@@@@ ngen equals zero over a full period. The projector lens will so only about this setting state through the original square wave voltage according to Fig. 'a moved back and forth.

Ver gi@bt nich die Bildscharfe dann in entgegengesetzter Richtung, gemäß das Projektorobjektiv auch in umgezehter Richtung verschoben Wirden. Dieser Vorgang ist dann beispielsweise aus den Spannungszustammen gemäß Fig. 4a-d zu ersehen. Es tritt dann neben der um 90° @@@ @@verschobenen Rechteckspannung nach Fig. 4c eine Spannung gemäß Fig. 4b auf, die mit der Rechteckspannung nach Fig. 4c im Diskriminator eine Regeispannung nach Fig. 4d ergibt, bei der die volle Periode summiert die negative Spannung überwiegt, @odurch dann das Projektorobjektiv in umgekehrter Richtung auf die optimale Bildschürfe hin bewegt wird.Doesn't give the sharpness then in the opposite direction, according to the projector lens is also shifted in the reverse direction. This The process can then be seen, for example, from the voltage sources according to FIGS. 4a-d. It then occurs next to the square wave voltage shifted by 90 ° according to FIG. 4c a voltage according to FIG. 4b, which corresponds to the square-wave voltage according to FIG. 4c in the discriminator results in a control voltage according to FIG. 4d, in which the full period adds up the negative Tension prevails, @thereby then the projector lens in the opposite direction the optimal focus is moved.

Claims

Device for automatic, motorized focusing of the lens a projector for optically-electronically scanned, in particular ribbon-shaped, inherently transparent information carriers, preferably for films or slides, characterized in that from the in a known manner in an image converter (5) The signal spectrum (video signal) generated by the scanned image, preferably the high frequencies are filtered out and used to generate a controlled variable, for the automatic control of the servo motor (12) for the projector lens (2) is used.

2. Device according to claim 1, characterized in that the the Projector lens (2) adjusting servomotor (12) a composite operating voltage is supplied, one component of which is a preferably oppositely polarized square-wave voltage is and the other component from a removable on a discriminator (10) Control voltage consists of the product of the discriminator (10) fed, 90 phase-shifted square wave voltage and a pulse voltage that is off the upper frequencies in the order of about 3 MHz is obtained from d: the video signal generated by the accurate scanning of the image to be projected sifted out, amplified and rectified.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the opposite polarity square-wave voltage is taken from a collector, which is directly or via a gear from the film transport motor or the fan motor of the projector is driven.

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