DE2225972A1 - Automatische fokussiervorrichtung - Google Patents
Automatische fokussiervorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine automatische Fokussiervorrichtung für Diaprojektoren, bei der optisch-elektrische Abtastmittel
unter Verwendung von auf ein Dia gerichteten Taststrahlen die Aufrechterhaltung der Scharfeinstellung in Verbindung mit
einer Regeleinrichtung bewirken, durch die das Projektions-.objektiv
mittels eines Antriebsmotors verschiebbar istG
Das Prinzip derartiger Fokussiervarrichtusigen beruht darauf,
daß ein einmal bei einer ersten Scharfeinstellung eines Dias
erzielter Abstand des Dias zum Projektionsobjektiv bei allen
weiteren zur Projektion kommenden Dias durch eine selbsttätige Nachregelung aufrecht erhalten wird. Dabei ist es grundsätzlich
gleichbedeutend, ob durch die Regeleinrichtung das Dia oder das Objektiv verschoben wird.
Es sind Fokussiervorrichtungen bekannt, die einen Taststrahl
verwenden, der auf ein in Projektionsstelltrag gebrachtes Dia
gericht«^"j;;an diesem ,reflektiert und auf Fotoempfänger ge-
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lenkt wird, die ein der Ablenkung des Strahles entsprechendes
Signal an die Regeleinrichtung geben, durch die das Objektiv mit der Testvorrichtung oder das Dia verschoben wird, bis der
Taststrahl in Abgleichstellung in die Mitte der Fotoempfänger
Anordnung fällt. Die Fotoempfänger sind in der Regel Fotowiderstände, die in einer Brückenschaltung angeordnet sind.
Bei verglasten Dias werden jedoch von allen Grenzflächen Reflexe unterschiedlicher Intensität abgegeben. Außerdem wird das Dia
nach dem Brechungsgesetz um etwa ein Drittel der Glasdicke versetzt abgebildet, so daß die Schärfenebene nicht mehr mit der
Bildebene zusammenfällt, sondern in das Deckglas hineindrückt. Man hat deshalb versxicht, durch vorgeschaltete optische Mittel
wie z. B. Blenden$ Masken, Filter und bzw. oder durch Verstimmen
der Regelschaltung die Abtastung zu korrigieren. Es ist auch versucht worden» diese Probleme durch Verwendung zweier gekreuzter
Taststrahlen zu überwinden, wobei die Dias im Kreuzungsmittelpunkt der Strahlen unter Benutzung der vorhergenannten Mittel
scharf gestellt werden. Die Tasteinrichtungen sind hierbei in der Regel mit dem Objektiv zusammen verschiebbar oder gehäusefest
angeordnet, wenn das Dia allein verschoben werden soll. Es sind auch mit einem Taststrahl arbeitende Vorrichtungen bekannt, die
die Nachregelung zur Scharfeinstellung durch Abzählen der Reflexe
oder durch Auswerten der Reflexintensitäten vornehmen.
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Eine weitere bekannte Fokussxervorrichtung verwendet einen zusätzlichen
Hilfsfotoempfanger, auf den ein Teil des von einem verglasten
Dia reflektierten Strahlenbündels zur Verstimmung der Regelschaltung ausgespiegelt wird. ·
Der Nachteil aller bekannten Fokussxervorrichtungen ist der,
daß sie für ihre volle Funktionsfähigkeit eine Planlage der Dias voraussetzen. Diese ist aber in der Regel nur bei verglasten
Dias vorhanden. Unverglaste Dias weisen oft ganz unterschiedliche Verwölbungen auf. Bei derartigen Dias versagen die Fokussiervorrichtungen,
da der Taststrahl in einer durch die Abtastvorrichtung nicht kontrollierbaren Weise vom Dia abgelenkt wirdo
Bekanntlich weist der Dia-Film bereits eine natürliche Rolltendenz
auf, die auch dem einzelnen Diapositiv anhaftet. Durch Erwärmung während der Projektion werden die Dias unterschiedlich
verformt, wobei in der Regel konkave, konvexe oder S-förmige Verwölbungen auftreten. Derartige Krümmungen, die sich infolge
der festen Einspannung der Dias im Rahmen nicht ausgleichen können und daher oft zu einem unerwünschten Springen führen,
beruhen vor allem auf einem Bimetall-ähnlichen Effekt des aus zwei oder mehr Materialschichten aufgebauten Films. Die Verwerfung
kann dabei den Tiefenschärfenbereich des Objektivs überschreiten, was zu störenden Unscharfezonen führen kann. Die
Verlegung des Abtastpunktes außerhalb der Bildmitte bringt hier
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nur dann einen gewissen Erfolg, wenn der Abtastpunkt auf einer zur optischen Achse des Projektors senkrecht stehenden Ebene
fällt. Bei einer anderen Lage der Ebene würde der Taststrahl dagegen in einer für die Regeleinrichtung nicht funktionsgünstigen
Weise abgelenkt werden.
Ein weiterer, für den Anmeldungsgegenstand bedeutsamer Gesichtspunkt
ist der, daß man aus baulichen Gründen Niedervoltprojektions-1ampen
mit größeren Spannungs-Anschlußwerten und deshalb größerer Wendelfläche bevorzugt, was wegen der erwünschten Ausnutzung
des Lachtstromes zu Objektiven größerer Lichtstärke führt. Da
bekanntlich größere Öffnungsverhältnisse eine kleinere Tiefenschärfe bedingen, werden an Fokussiervorrichtungen alsdann erhöhte
Ansprüche an Empfindlichkeit gestellt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Autofokussiervorrichtung
zu schaffen, die sowohl bei verglasten als auch bei unverglasten, insbesondere auch bei verwölbten oder sich während
der Projektion verwölbenden oder springenden Dias einwandfrei arbeitet.
Die genannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwei die Abtastmittel
enthaltende Abtasteinheiten vorgesehen sind, wobei die eine Tasteinheit mit dem Projektionsobjektiv verschiebbar angeordnet
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ist und die andere Tasteinheit eine zu einem in Vorführstellung
gebrachten Dia unveränderliche Lage einnimmt.
Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß die Taststrahlen
auf verschiedene Stellen eines in Vorführstellung gebrachten
Dias gerichtet sind.
auf verschiedene Stellen eines in Vorführstellung gebrachten
Dias gerichtet sind.
Vorzugsweise soll einer der Taststrahlen das in Vorführstellung
gebrachte Dia am Bildrand abtasten,
Zweckmäßigerweise umfassen die Abtastmittel eine Lichtquelle,
optische Mittel, wie z. B. Sammellinssa&j Filter, Masken, Blenden und Fotoempfänger.
optische Mittel, wie z. B. Sammellinssa&j Filter, Masken, Blenden und Fotoempfänger.
Dabei sind in vorteilhafter Weise als Fotoempfänger Differentialfotowiderstände
mit Mittelanzapfungen vorgesehen.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Regeleinrichtung
zwei parallelgeschaltete, die Differentialfotowiderstände enthaltende
Spannungsteiler und ein Vergleichsglied umfaßt, dessen Eingänge mit den Mittelanzapfungen der Fotowiderstände verbunden
sind. Das Vergleichsglied der Regeleinrichtung ist zwecktaäßigerweise
ein Differenzverstärker.
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Erfindungsgemäß soll dabei ein Spannungsteiler mittels eines zu einem Differentialfotowiderstand parallelgeschalteten
veränderbaren Widerstandes verstimmbar sein.
Es ist weiterhin zweckmäßig, den Ausgang des Differenzverstärkers mit dem Antriebsmotor zu verbinden, durch den über
ein Getriebe das Projektionsobjektiv zusammen mit einer Tasteinheit
verschiebbar ist.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer schematischen Zeichnung näher erläutert, die in einer einzigen Figur ein
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Autofokussiervorrichtung
zeigt.
Der erfindungsgemäße Diaprojektor 1 weist ein Projektionsobjektiv 2 auf, das relativ zum Objektivträger 3 verschiebbar
ist. Der Objektivträger 3 ist in einer gehäusefesten Führung
gleitend gelagert. Auf dem Objektivträger 3 ist eine Abtastein
heit angeordnet, die eine Lichtquelle 5» eine Sammellinse 6 einen Fotoempfänger 7 umfaßt. Eine zweite Abtasteinheit ist
auf dem Objektträger 8 angeordnet und umfaßt ebenfalls eine Lichtquelle 9, eine Sammellinse 10 und einen Fotoempfänger
Der Objektträger 8 ist mit einer Bildbühne 12 versehen, die
auf einer Seite eine feststehende prismatische Führung 13 und
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auf der ihr gegenüberliegenden Seite eine gefederte prismatische Führung 14 aufweist, in die mittels einer bekannten und deshalb
nicht dargestellten Greifervorrichtung ein gerahmtes Dia 15 zur
Projektion eingeschoben ist„ Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Fotoempfänger 7»H Differentialfotowiderstände,
die zusammen mit je einem Arbeits-widerstand 16 bzw» 17 zwei zueinander parallel geschaltete Spannungsteiler bilden» Ber mit
dem Objektträger 8 verbundene Spannungsteiler H917 ist dabei
mittels eines veränderbaren Widerstandes 18 verstimmbar, der parallel zu dem entsprechenden Fotowiderstand 11 geschaltet ist.
Die Mittelanzapfungen 7^9IIa der Fotoempfänger 7»H bilden den
Diagonalzweig der durch die Spannungsteiler 7» iß und 11, 17 gebildeten
Brückenschaltung und sind mit den Eingängen 19a9 19b
eines Vergleichsgliedes 19, das im Ausführungsbeispiel ein Differenzverstärker ist, verbunden. Der Ausgang 19c des Differenzverstärkers
ist mit der Wicklung des Motors 20 verbunden. Durch diesen Motor 20 ist über ein Getriebe 21,22,23 der Objektivträger
3 verschiebbar. In der Figur ist die Fokussiervorrichtung
in Äbgleichsstellung gezeigt, in der die Taststrahlen 24,25 in
die Mitte der Differentialfotowiderstände 7»H fallen. Das Dia 15,
an dem die Taststrahlen 24,25 in verschiedenen Punkten 26,27
reflektiert werden, ist nicht mit Gläsern abgedeckt und weist eine ideale Planlage auf. Das Dia 15 wird in bekannter Weise mittels einer
Projektionslampe 28, einem Reflektor 29 und einem Kondensorsatz
beleuchtet.
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Grundsätzlich arbeitet die erfindungsgemäße Autofokussiervorrichtung
nach folgendem Prinzip: Die zweite am Objektträger 8vangeordnete Abtasteinheit 9*10,11 gibt der Hegel's
einrichtung 19 eine feste Vergleichsspannung vor, die von der
Art oder Verwölbung des jeweiligen Dias 15 abhängt; diese
Vergleichsspannung wird mit einer Regelspannung der ersten
Abtasteinheit 5,6,7, die am Objektivträger 3 angeordnet ist,
verglichen. Bei Ungleichheit der beiden Werte wird der Motor 20 durch den Differenzverstärker 19 bestromt.
Der Motor 20 ist ein umpolbarer Gleichstrom-Motor, der nun
den Objektivträger 3 verschiebt. Die Verschiebevorrichtung des Objektivs 2 bzw. die Drehrichtung des Motors 20 wird durch
das Vorzeichen der Differenz der in den Differenzverstärker
eingegebenen Spannungswerte bestimmt. Auf diese Weise wird der
Abstand zwischen Dia und Objektiv auf direktem Wege nachreguliert, Eine Scharfeinstellung des projizierten Bildes ist daher nur
einmal und zwar zweckmäßigerweise bei der Vorführung des ersten
Dias erforderlich. Zu diesem Zweck wird das Objektiv 2 zur Naheinstellung in Richtung der gestrichelt dargestellten Lage des
Objektivs 2 oder zur Ferneinstellung in Richtung der ausgezogenen gezeichneten Stellung des Objektivs 2 manuell oder motorisch
verschoben.
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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Autofokussiervorrichtung
soll nun an Hand verschiedener Fälle weiter erläutert werden, um darzulegen, daß diese Vorrichtung bei allen möglichen
zur Projektion kommenden Dias, seien sie verglast oder unverglast,
plan, gekrümmt oder während der Projektion durch Erwärmung weiter verformbar, einwandrei arbeitet.
Im ersten zu besprechenden Fall ist das Diapositiv durch die natürliche Rolltendenz des Films zur Lichtquelle 28 hin konvex
vorgewölbt. Bei zunehmender Erwärmung wird diese Rolltendenz
weiter verstärkt. Der Lichtstrahl 25 wird im randnahön Abtäst-··
punkt 26 des Dias 15 auf die zum Objektträger S hinweisende Hälfte des Fotoempfängers Ii abgelenkt ψ"während der Taststrahl 2k
nur geringfügig abgelenkt wird, da dessen Äbtastpunkt 27 in einer zur optischen Achse nahezu senkrechten Dia-Ebene liegt. Der
Motor 20 fährt daher den Objektivträger 3 in Richtung B zur Scharfeinstellung nach.
Der zweite und dritte Fall tritt meist nach der Abkühlung eines erstmals projizierten Dias auf.
Im zweiten Fall sei das Dia S-förmig verwölbt. In diesem Fall muß die Schärfenebene in den mittleren Bereich der Verwölbung
des Dias gelangen, das bedeutet, daß sich das Objektiv 2
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nicht aus der in der Figur dargestellten Position bewegen darf. Herkömmliche Fokussiervorrichtungexi würden hier zumindest bereits
versagen, da die Ablenkung eines Taststrahles eine Fehlregulierung veranlassen würde, durch die das Dia aus dem Schärfenbereich
des Objektivs 2 gelangen würde, wenn der Abtastpunkt nicht zufällig
auf eine zur optischen Achse senkrecht stehende Ebene fällt. Bei einer S-förmigen oder entsprechend spiegelbildlichen Verwölbung
werden beide Taststrahlen 24,25 im gleichen Maße abgelenkt, so
daß die Schärfenebene im mittleren Verwölbungsbereich des Dias
bleibt.
Im dritten Fallbauchtsich das Dia unmittelbar vor dem eigentlichen
Springen entgegen der ursprünglichen Rolltendenz zum Objektiv 2 hin auf. In diesem Fall wird der Taststrahl 24 der ersten Tasteinheit
im Verhältnis zum zweiten Taststrahl 25 stärker auf eine zum Objektiv 2 weisende Hälfte der entsprechenden Fotoemfänger 7
bzw. 11 abgelenkt. Diese ungleichmäßige Ablenkung der reflektierten
Strahlen 24,25 veranlaßt die Regeleinrichtung 19 die Schärfenebene durch Verschieben des Objektivs 2 in Richtung A in den Verwölbungsbereich
des Dias I5 nachzuführen.
Nach dem Springen des Dias, das in einer schlagartigen Umformung der konkaven in eine konvexe Wölbung von der Projektionslampe 28
gesehen besteht, tritt bei weiterer Projektion wieder einer der vorhergenannten Fälle ein.
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Im vierten Fall sei ein ebenes Dia besprochen. In diesem einfachsten Fall trifft der Taststrahl 25 der zweiten Abtasteinheit
immer auf die Mitte des zugeordneten Fotoerapfängers 11,
da die prismatischen Führungen I3,l4 der Bildbühne 12 für eine in bezug auf die zweite Abtasteinheit 9>10,il gleichbleibende
Lage des Dias 15 sorgen. Die Vergleichsspannung nimmt deshalb einen allein durch die Dimensionierung des Brückenssweigs 11917»ΐ8
festgelegten Wert an und der Objektivträger 3 wird also soweit
nachgeführ^, bis auch der Taststrahl 24 der erstea Tasteinlieit in
die Mitte des zugeordneten Fotoempfängers 7 fällt. Dieser Fall ist in der Figur in Ableichst ellung dargestellt«,
Im fünften Fall sei ein verglastes Dia zur Projektion gebracht.
Geht man von dem in der Figur gezeigten Abgleichfall aus, sso
werden nun Reflexstrahlenbündel der Abtasteinheiten auf die
Fotoempfänger in Richtung zum Objektiv 2 hin abgelenkt. Da sich
die Bildebene nach dem Brechungsgesetz um etwa ein Drittel der Deckglasdicke in Richtung zum Objektiv hin verschiebt9 wird durch
Verstimmung des zweiten Spannungsteilers 11,17 mittels eines
veränderbaren Widerstandes 18 der Regeleinrichtung 19 eine Vergleichsspannung vorgegeben, die einer kleinerei Ablenkung des
Taststrahles 25 iffl Vergleich zum ersten Taststrahl 24 entspricht.
Auf diese Weise wird die Regeleinrichtung 19 veranlaßt, die Schärfenebene durch Verschieben des Objektivs 2 in Richtung A in die virtuelle
Bildebene zu rücken.
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Die Verstimmung des Brückenzweigs 11,17,18 der zweiten Tasteinheit
9»10,11 ist bei Verwölbung eines unverglasten Dias derart
berücksichtigt, daß die Schärfenebene immer innerhalb des Verwölbung aber eiche s des Dias gelangt. Selbstverständlich können
die Tasteinheiten auch derart angeordnet sein, daß ihre Taststrahlen 24,25 auf verschiedene Seiten des Dias 15 gelenkt oder
auf andere zweckmäßige Abtaststellen des Diapositivs gerichtet
werden. Es ist auch möglich, anstelle eines veränderbaren Widerstandes 18 zwei nach anderen Kennlinien ausgebildete Differentialfotowiderstände
11,17, die im einfachsten Fall durch Doppelfotowiderstände ersetzbar sind, zu verwenden. Ee können aber für
die Regeleinrichtung auch andere Differenzfotoempfänger-Schaltungen angewendet werden, ohne den Rahmen des Erfindungsgegenstandes zu
verlassen. Es kann vorteilhaft sein, die Abtastung durch Verwendung von optischen Mitteln wie Blenden, Masken und Filter in bekannter
Weise zu verfeinern.
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Claims (1)
- AnsprücheCl,7 Automatische Fokussiervorrichtung für Diaprojektoren, bei der optisch-elektrische Abtastmittel unter Verwendung von auf ein Dia gerichteten Taststrahlen die Aufrechterhaltung der Scharfeinstellung in Verbindung mit einer Regeleinrichtung bewirken, durch die das Projektionsobjektiv mittels eines Antriebsmotors verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet« daßdie
zwei/Abtastmittel enthaltende Abtasteinheiten (5,6»7ί9«1Ο,11) vorgesehen sind, wobei die eine Tasteinheit (5*6,7) mit dem Projektionsobjektiv (2) verschiebbar angeordnet ist und die andere Tasteinheit (9,10,11) eine zu einem in Vorführstellung gebrachten Dia (15) unveränderliche Lage einnimmt.2· Automatische Fokussiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taststrahlen (24,25) auf verschiedene Stellen (26,27) eines in Vorf ührstellung gebrachten Dias (15) gerichtet sind.-14-309850/0599PK 371/ΜΚ 7723. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Taststrahlen (25) das in Vorführstellung gebrachte Dia (15) am Bildrand (26) abtastet.4. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel eine Lichtquelle (5 bzw. 9)» optische Mittel, wiez. B. Sammellinsen (6 bzw. 10), Filter, Masken, Blenden und Fotoempfänger umfassen.5. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Fotoempfänger Differentialfotowiderstände (7,11) mit Mittelanzapfungen (7a, lla) vorgesehen sind.6. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung zwei parallelgeschaltete, die Differentialfotowiderstände (7,11) enthaltende Spannungsteiler (7,l6jllf17) und ein Vergleichsglied (I9) umfaßt, dessen Eingänge (19a,19b) mit den Mittelanzapfungen (7a, Ha) der Fotowiderstände (7»H) verbunden sind.7· Automatische Fokussieivorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsglied (19) der Regeleinrichtung ein Differenzverstärker ist.309850/0599PK 371/MK 7728. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsteiler (11,17) mittels eines zu einem Differentialfotovriderstand(11) parallel geschalteten veränderbaren Widerstandes (l8)verstimmbar ist.< t9. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Differenzverstärkers (19) mit dem Antriebsmotor (20) verbunden ist, durch den über ein Getriebe (21,22,23) das Projektionsobjektiv (2) zusammen mit einer Tasteinheit (516,7) verschiebbar ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen5 0/0599L e e r s e i t e
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DE2225972A1 true DE2225972A1 (de) | 1973-12-13 |
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ID=5846136
Family Applications (1)
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DE2225972A Pending DE2225972A1 (de) | 1972-05-27 | 1972-05-27 | Automatische fokussiervorrichtung |
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