DE2419905C3

DE2419905C3 - Front projection device

Info

Publication number: DE2419905C3
Application number: DE19742419905
Authority: DE
Inventors: Fritz 2105 Seevetal Lehmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-04-25
Filing date: 1974-04-25
Publication date: 1978-08-17
Also published as: DE2419905B2; DE2419905A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Frontprojektionseinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1. Frontprojektionseinrichtungen werden heute allgemein für Photo-, Film- und Videozwecke benutzt. Mit der Erfindung soll ein besonderer Projektor geschaffen werden, der es ermöglicht, die Vorzüge einer Einrichtung gemäß dem Hauptpatent 24 01 272 voll auszuschöpfen, so daß mit dem Frontprojektionsverfahren schneller und vielseitiger als bisher gearbeitet werden kann.The invention relates to a front projection device according to the preamble of claim 1. Front projection devices are commonly used today for photo, film and video purposes. With the Invention, a special projector is to be created that makes it possible to use the advantages of a facility according to the main patent 24 01 272 to fully exploit, so that with the front projection method can be worked faster and more versatile than before.

Es ist bereits bekannt, siehe Lehrbuch der Physik von Pohl, Band Optik, § 20, insbesondere auf Seite 34, daß die durch die sogenannten Knotenpunkte gehenden Strahlen im Ding- und Bildraum einander parallel sind. Wird eine Optik um eine Drehachse geschwenkt, die senkrecht zur optischen Achse steht und durch den Knotenpunkt geht, so beeinflußt diese Schwenkung nicht die Lage eines mit der Optik auf einem entfernt M liegenden Schirm erzeugten Bildes.It is already known, see textbook of physics by Pohl, Volume Optics, § 20, in particular on page 34, that the rays passing through the so-called nodal points in the object and image space are parallel to one another. If an optic is pivoted about an axis of rotation that is perpendicular to the optical axis and through the Node goes, this pivoting does not affect the position of one with the optics on a distant M image generated when the screen is lying down.

Zur schiefen Projektion von unverzerrten oder normalen Diapositiven ist aus der DE-PS 3 98 433 eine Einrichtung bekannt, die gestattet, die optischen Achsen des Projektionsobjektivs, des Kondensors und der Bildbühne gegeneinander zu neigen, wobei jedoch die Hauptebenen des Objektivs und die Diapositivebene zur Schirmebene parallel gestellt werden kann. Aus der österreichischen PS 130 811 ist ein Schrägprojektor bekannt, bei welchem der Träger des zu projizierenden Bildes relativ zur optischen Achse des Apparates drehbar und verschiebbar gelagert ist, derart, daß seine einzelnen Bewegungen voneinander und von den Bewegungen des Projektorgehäuses unabhängig erfolgen können. Damit sollen ursprünglich verzerrt aufgenommene Bilder verzerrungsfrei projiziert werden können.For oblique projection of undistorted or normal slides, DE-PS 3 98 433 is a Device known that allows the optical axes of the projection lens, the condenser and the To incline the image stage against each other, but with the main planes of the lens and the slide plane can be placed parallel to the shield plane. The Austrian PS 130 811 is an oblique projector known in which the carrier of the image to be projected is relative to the optical axis of the apparatus is rotatably and displaceably mounted, such that its individual movements from each other and from the Movements of the projector body can be done independently. This was originally intended to be distorted recorded images can be projected without distortion.

Die CH-PS 4 61 266 beschreibt eine Frontprajektions- und Aufnahmeeinrichtung, bei der allerdings im wesentlichen nur die Aufnahmeeinrichtung verstellbar ist, während die Projektionseinrichtung im wesentlichen feststehtThe CH-PS 4 61 266 describes a front projection and receiving device, in which, however, essentially only the receiving device is adjustable is, while the projection device is essentially stationary

Eine Grundbedingung für einwandfreie Frontprojekrionsaufnahmen ist es, daß die Knotenpunkte des kamera- und des Projektionsobjektivs gleich weit von dem die optischen Achsen von Kamera und Projektor vereinigenden teildurchlässigen Spiegel entfernt sind. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, entstehen Schattensäume am Vordergrund, die das Kombinationsbild unbrauchbar machen. Bei der Frontprojektion müssen verschieden lange Projektionsbrennweiten verwendet werden. Dann verschiebt sich aber bei einem Brennweitenwechsel der Knotenpunkt in axialer Richtung, so daß bei einem solchen Brennweitenwechsel ein zeitraubendes Nachjustieren mit Bezug auf den Knotenpunkt erforderlich wird. Ein gleiches axiales Auswandern des Knotenpunktes tritt bei üblichen Projektoren aufgrund der Schärfeneinstellung auf, so daß danach ebenfalls eine Nachjustierung erforderlich wird. Das gleiche gilt, wenn Projektionsobjektive mit veränderlicher Brennweite benutzt werden und eine Brennweitenänderung erforderlich wird.A basic requirement for perfect front projection recordings it is that the nodes of the camera lens and the projection lens are equidistant from the partially transparent mirror that unites the optical axes of the camera and projector are removed. If this condition is not met, shadow fringes appear in the foreground, making the combination image unusable do. Projection focal lengths of different lengths must be used for front projection will. Then, however, when the focal length changes, the nodal point shifts in the axial direction, so that With such a focal length change a time-consuming readjustment with reference to the node point is required. The same axial migration of the node occurs due to conventional projectors the focus setting, so that readjustment is also necessary afterwards. The same goes for, if projection lenses with variable focal length are used and a focal length change is required.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen für die Frontprojektion verwendbaren Spezialprojektor zu schaffen, der gestattet, die durch die Aufnahmeeinrichtung vorgeschriebenen, besonderen Projektionsbedingungen stets einzuschalten, wobei trotzdem die Projektion entsprechend dem jeweils zu projizierenden Bild schnell ein- bzw. umgestellt wtrden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Einrichtung gemäß Anspruch 1 geschaffen. Die Erfindung sieht weiter vor, daß für die Projektion verwendete Wechselobjektive mit einer Fassung versehen sind, die den Knotenpunkt des Objektivs im Schnittpunkt der horizontalen und vertikalen Schwenkachse des Projektors hält.The invention is based on the task of providing a special projector that can be used for front projection create that allows the special projection conditions prescribed by the recording facility always to be switched on, although the projection corresponds to the one to be projected Picture can be set or changed quickly. To solve this problem, a device according to Claim 1 created. The invention also provides that interchangeable lenses used for projection are provided with a mount, which is the junction of the lens at the intersection of the horizontal and vertical pivot axis of the projector.

Erfindungsgemäß bleibt demnach bei der Einstellung die Lage des Knotenpunktes unverändert, während die Projektionseinrichtung mit der Brennweite oder der Abbildungsschärfe den jeweiligen Erfodernissen entsprechend eingestellt wird.According to the invention, the position of the node remains unchanged during the setting, while the Projection device with the focal length or the image sharpness according to the respective requirements is set.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung die Bildbühne des Projektors um eine horizontale und eine vertikale, die optische Achse der Einrichtung jeweils im rechten Winkel schneidende Achse schwenkbar ist. Damit kann das Projektionsbild in seiner Lage zum Vordergrund horizontal und vertikal verstellt oder verschwenkt werden, so daß der Projektor der «όπ der Aufnahmeseite her gegebenen Möglichkeit angepaßt wird, mit z. B. nach oben oder unten geneigter Kamera aufzunehmen oder die Perspektive des Hintergrundbildes in besonderer Weise auf den Vordergrund abzustellen.In a further embodiment it is provided that in a device according to the invention, the image stage of the Projector around a horizontal and a vertical, the optical axis of the device in each case in the right Angle intersecting axis is pivotable. This allows the projection image to be in its position in relation to the foreground horizontally and vertically adjusted or swiveled so that the projector is on the «όπ of the recording side is adapted forth given possibility, with z. B. to record up or down inclined camera or to place the perspective of the background image in the foreground in a special way.

Bei Anwendung der Erfindung auf einen Laufbildprojektor ist außerdem vorgesehen, daß der Projektor um die optische Achse scnwenkbar ist. Damit kann das Projektionsbild verkantet werden, entweder, um es inWhen applying the invention to a motion picture projector it is also provided that the projector to the optical axis can be swiveled. This can be used to tilt the projection image, either to convert it into

Übereinstimmung mit dem Vordergrund zu bringen oder um durch absichtliche Verkantung einen besonderen Effekt zu erreichen.To bring it into line with the foreground or to create a special one by deliberately tilting it To achieve effect.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnungsabbildungen erläutertThe invention is explained below using the drawings, for example

A b b. 1 und 2 zeigen ein Konstruktionsbeispiel des Diaprojektors. Der Objektivträger 1 ist auf der Projektorplatte 2 drehbar um die Achse A\ gelagert. In dem Objektivträger 1 ist das Objektivbrett 3 drehbar um die Achse A-i gelagert Die beiden Achsen A\ und Ai schneiden sich mit der optischen Achse 0 des Projektors im Knotenpunkt P. In dem Objektivbrett 3 können die Projektionsobjektive verschiedener Brennweite so ausgewechselt werden, daß ihr Knotenpunkt mit dem projektorseitigen Knotenpunkt P zusammenfällt In der Projektorplatte 2 ist eine Grundplatte 4 derart eingenutet daß sie in Richtung der optischen Achse 0 verschoben werden kann. Dies geschieht zweckmäßig in herkömmlicher Weise mit Zahntrieb oder Spindeltrieb. (In der Zeichnung weggelassen). Auf dieser Grundplatte 4 ist die Bildbühne 5 und das Lampenhaus 6 als Einheit montiert Die Bildbühne 5 und damit der Diaträger 7 ist mit Hilfe der Lagerung 8 um eine senkrechte Achse schwenkbar angeordnet, die durch die Mitte des Dias geht und die optische Achse 0 schneidet Der Diaträger 7 ist außerdem mit Hilfe der Lagerung 9 um eine waagerechte Achse schwenkbar angeornet, die ebenfalls durch die Mitte des Dias geht und die optische Achse 0 schneidetA b b. 1 and 2 show a construction example of the slide projector. The lens carrier 1 is rotatably mounted on the projector plate 2 about the axis A \ . In the lens support 1, the lens board 3 is rotatably mounted about the axis Ai. The two axes A \ and Ai intersect with the optical axis 0 of the projector at the node P. In the lens board 3, the projection lenses of different focal lengths can be exchanged so that their node coincides with the node P on the projector side. A base plate 4 is grooved in the projector plate 2 in such a way that it can be displaced in the direction of the optical axis 0. This is expediently done in a conventional manner with a gear drive or spindle drive. (Omitted in the drawing). The picture stage 5 and the lamp house 6 are mounted as a unit on this base plate 4 Slide carrier 7 is also arranged so that it can be pivoted about a horizontal axis with the aid of mounting 9, which axis also passes through the center of the slide and intersects optical axis 0

Es ist technisch möglich, bei einem Laufbildprojektor das Filmlaufwerk mit der Bildbühne in gleicher Weise wie beschrieben in einer senkrechten und einer waagerechten Achse zu lagern, wobei sich beide Achsen in der Bildfenstermitte mit der optischen Achse des Projektors schneiden.It is technically possible to use the film drive with the picture stage in the same way in a motion picture projector to be stored as described in a vertical and a horizontal axis, with both axes intersect in the center of the image window with the optical axis of the projector.

Die Projektorplatte 2 besitzt zwei Führungssegmente 10 und 10 (A b b. 2), die sich in den Nuten 11 und 11 der Wangen 12 und 12 kreisförmig führen. Der Krümmungsradius r(A b b. 1) dieser Führungen ist so gewählt, daß sein Mittelpunkt auf der Achse A₂ liegt, die durch den Knotenpunkt P geht. Die Wangen 12 und 12 sind fest mit der Schwenkplatte 13 verbunden. Auf der Schwenkplatte 13 ist eine Gewindespindel 14 gelagert, auf der sich eine Mutter 15 führt. Ein Hebel 16 ist mit einem Ende an der Muitter 15 und mit dem anderen an der Projektorplatte 2 derart gelagert, daß bei einer Verschiebung der Mutter 15 auf der Gewindespindel 14 durch die beschriebene Kurvenlagerung der Projektorplatte 2 in den Wangen 12 und 12 ein Vertikalschwenk um das Perspektivzentrum ^entsteht.The projector plate 2 has two guide segments 10 and 10 (A b b. 2), which are circular in the grooves 11 and 11 of the cheeks 12 and 12. The radius of curvature r (A b b. 1) of these guides is chosen so that its center point lies on the axis A ₂ , which passes through the node P. The cheeks 12 and 12 are firmly connected to the swivel plate 13. A threaded spindle 14, on which a nut 15 is guided, is mounted on the swivel plate 13. A lever 16 is mounted with one end on the Muitter 15 and the other on the projector plate 2 in such a way that when the nut 15 is displaced on the threaded spindle 14, the above-described curved mounting of the projector plate 2 in the cheeks 12 and 12 causes a vertical pivoting about the Perspective center ^ is created.

Die Schwenkplatte 13 ist mit der Grundplatte 18 durch die Lagerung 17 schwenkbar verbunden. Die Achse der Lagerung 17 ist mit der Achse A\ identisch, so daß bei feststehender Grundpaltte 14 das gesamte Oberteil mit dem Projektor horizontal um den Knotenpunkt Pgeschwenkt werden kann.The pivot plate 13 is pivotably connected to the base plate 18 through the bearing 17. The axis of the bearing 17 is identical to the axis A \ , so that when the base column 14 is fixed, the entire upper part with the projector can be pivoted horizontally around the node P.

Alle zur Verwendung kommenden Projektionsobjektive sind derart gefaßt, daß ihre Perspektivzenlren beim Einsetzen in das Objektivbrett 3 in dem Schnittpunkt der Achsen A\ und Ai zu liegen kommen.All coming for use projection lenses are combined such that their Perspektivzenlren come to rest during the insertion into the lens board 3 in the intersection of the axes A \ and Ai.

Bei Projektionsobjektiven veränderlicher Brennweite ist die Brennweitenvorstellung mit einem Verschub in axialer Richtung derart gekoppelt, beispielsweise über Kurvennut daß der Knotenpunkt der jeweiligen Brennweite immer im Schnittpunkt der Achsen A\ und Ai liegt.In the case of projection lenses of variable focal length, the focal length concept is coupled with a shift in the axial direction, for example via a curve groove, in such a way that the node point of the respective focal length always lies at the intersection of the axes A \ and Ai.

A b b. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Laufbildprojektor für Frontprojektion, bei dem das ίο Projektionsbild um die optische Achse geschwenkt werden kann. Die Vorrichtung weist die in A b b. 1 und 2 bereits beschriebene horizontale und vertikale Schwenkmöglichkeit um den Knotenpunkt P auf. Darüber hinaus ist der Projektor 11 um die optische is Achse 0 schwenkbar. Diese geht durch die Mitte des Bildfensters 12. Die Grundplatte 13 des Projektors ist mit 2 Kurvensegmenten 14 und 14' versehen, deren Krümmungsmittelpunkte in der opiischen Achse 0 liegen. Die Kurvensegmente 14 und 14' führen sich in zwei Lagenböcken 15 und 15', die je eine Nute besitzen, deren Krümmungsmittelpunkte eberf.ills in der optischen Achse 0 liegen.A b b. 3 shows an exemplary embodiment of a moving image projector for front projection, in which the projection image can be pivoted about the optical axis. The device has the in A b b. 1 and 2 already described horizontal and vertical pivoting around the node P on. In addition, the projector 11 can be pivoted about the optical axis 0. This goes through the center of the image window 12. The base plate 13 of the projector is provided with 2 curve segments 14 and 14 ', the centers of curvature of which lie in the optical axis 0. The curve segments 14 and 14 'lead in two tier blocks 15 and 15', each of which has a groove whose centers of curvature eberf.ills lie in the optical axis 0.

Mit diesem Ausführungsbeispielen beschriebenen Spezialprojektor für Frontprojektion sind die genannten Nachteile der bisher verwendeten Projektoren vermieden.The special projector for front projection described with this exemplary embodiment are those mentioned Disadvantages of the projectors used up to now avoided.

Durch die beschriebene Auswechselvorrichtung der Projektionsobjektive fester und veränderlicher Brennweite und den Ausgleich der Verschiebung des Knotenpunktes bei Projektionsobjektiven veränderlicher Brennweite stehen alle Objektive automatisch im projektorseitigen Knotenpunkt. Dadurch ist die verfahrensgemäße Bedingung für Schattenlosigkeit gegeben. Die Einstellung der jeweiligen Bildweite bzw. die Scharfeinstellung erfolgt durch axiales Verschieben der Bildbühne mit dem Lampenhaus, während die Objektive fest stehenbleiben und die genannte Bedingung erhalten bleibt. Soll das Hintergrundbild horizontal oder vertikal verschoben werden, um es beispielsweise einem gegebenen Vordergrund anzupassen, so geschieht dies erfindungsgemäß durch schwenken des Projektors, ohn- daß das Projektionsobjektiv aus dem projektorseitigen Knotenpunkt auswandert. Somit wird auch hierbei die Bedingung für Schattenlosigkeit erhalten. Soll das Hintergrundbild perspektivisch verändert werden, um es einem gegebenen perspektivischen Vordergrund anzugleichen, so geschieht dies durch erfindungsgemäßes verschwenken der Bildbühne und der Objektivstandarte. Auch hierbei bleibt das Perspektivzentrum des Projektionsobjektivs wiederrum im projektorseitigen Knotenpunkt stehen, so daß auch hierbei keine Schattensäume entstehen können.With the described replacement device for the projection lenses with a fixed and variable focal length and the compensation of the displacement of the nodal point in the case of projection lenses variable The focal length of all lenses is automatically located in the junction on the projector side. This is the procedural Condition for shadowlessness given. The setting of the respective image width or the Focusing is done by axially moving the picture stage with the lamp housing while the lenses stand still and the mentioned condition is maintained. Should the background image be horizontal or vertical are moved, for example to adapt it to a given foreground, this is done according to the invention by pivoting the projector, without the projection lens from the projector side Emigration junction. The condition for shadowlessness is thus also maintained here. Should that Background image can be changed in perspective to give it a given foreground perspective to be adjusted, this is done by pivoting the image stage and the objective standard according to the invention. Here, too, the perspective center of the projection lens remains in the projector-side There are nodes so that no shadow lines can arise here either.

Der erfindungsgemäße Projektor ermöglicht es somit, die durch das Hauptpatent geschaffenen kameraseitigen Möglichkeiten des Schwenkens und des Arbeitens aus der Frosch- oder Vogelperspektive projektorseitig schnell nachzuvollziehen, ohne daß langwierige Nach.iustierungen notwendig sind.The projector according to the invention thus enables the camera side created by the main patent Possibilities for panning and working from a frog or bird's eye view This is easy to understand on the projector side without the need for lengthy adjustments.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Front projection device with a projector, which consists essentially of lens, picture stage and lamp house and of which at least one of these parts is adjustable about two axes, and with a camera having a transfokator, arranged on a tripod, the adjustment device of which is a partial device for displacement the camera in the recording axis and a partial device for adjusting the focal length of the transfocator and a coupling that connects the partial devices and forms a spiral, which consists of a gear wheel of one partial device with a radially extending guide and a pin engaging in the '5 guide There is another part device, according to Patent 24 01 272, characterized in that the lamp house (6) with the image stage (5) can be displaced in the projection axis (0) with the objective (3) stationary and together M with the objective about two axes (A] , Ai) is pivotable, which was in one on the optical axis cut the point.

2. Device according to claim 1, characterized in that interchangeable lenses used for the projection are provided with a socket which holds the node of the lens at the intersection (P) of the horizontal and vertical pivot axis (A \, A ₂ ) of the projector

3. Device according to claim 1-2, characterized in that the image stage (7) of the projector around a horizontal and a vertical one, the optical axis of the device in each case on the right Angle cutting acbse can be swiveled.

4. Device according to one of claims 1 to 3, with a motion picture projector, characterized in that that the projector (11) can be pivoted about the optical axis (0).