DE2520763A1

DE2520763A1 - Dia-projektor mit einfachwirkender kompensationseinrichtung

Info

Publication number: DE2520763A1
Application number: DE19752520763
Authority: DE
Inventors: Jan Agnar
Original assignee: HASSELBLAD FRITZ VICTOR DR
Current assignee: HASSELBLAD FRITZ VICTOR DR
Priority date: 1974-05-21
Filing date: 1975-05-09
Publication date: 1975-11-27
Also published as: JPS51334A; AT339631B; US3963337A; SE7406706L; ATA345575A

Description

lnf· H. MITSCHERtICK ^)ι>£. K. CiJNSCHMANN Wt. ret. ftf. W. K Ö R B E R »pt.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS i M&KCHEN 22, SWmdWttr. H 9. Mai 1975

Fritz Victor Hasselblad

S:t Eriks Torg 3 2520763

Gotenburg 1, Schweden Patentanmeldung

DIA-PROJEKTOR MIT EINFACHWIRKENDER KOKPENSATIONSEINRICHTUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Dia-Projektoren, vorzugsweise solche, die mit Wechselobjektiv ausgerüstet sind, und richtet sich, näher bestimmt, auf einen Dia-Projektor, der mit einer in vertikaler Richtung wirkenden Kompensationseinrichtung für den sog, Keystone-Effekt versehen ist. Die Kompensationseinrichtung, deren Prinzipaufbau an und für sich bekannt ist, besteht aus Mitteln zur Verschiebung des Objektives des Dia-Projektors quer zu dessen optischer Achse in vertikaler Richtung, einer um den Mittelpunkt eines Dia-Bildes in vertikaler Richtung schwenkbaren Beleuchtungsvorrichtung sowie Mitteln zum automatischen Richten der Beleuchtungsvorrichtung auf die Austrittspupille des Objektives.

Bei Projizierung eines transparenten Bildes auf einen Bildschirm unter Anwendung eines Projektors, dessen Objektiv nur in axialer Richtung für Fokussierung verschiebbar ist, wird das auf dem Bildschirm wiedergegebene Bild winkeltreu, wenn die Projektion gem. dem Normalfall erfolgt, d.h. wenn Normale durch die Mittelpunkte des transparenten Bildes und des wiedergegebenen Bildes zusammenfallen. In den übrigen Projektionsfällen bilden genannte Normalen Winkel miteinander, wodurch sich eine nicht winkeltreue Wiedergabe des transparenten Bildes ergibt. Bei vertikaler Winkelabweichung vom Normalfall kommen die Seitenränder des wiedergegebenen Bildes, und bei horizontaler Abweichung sein oberer und unterer Rand nicht parallel zueinander zu liegen. Man bezeichnet diesen Wiedergabefehler als den Keystone-Effekt. Hinzu kommt, daß man bei lichtstarken Objektiven und verhältnismäßig großer Abweichung vom Normalfall das Objektiv nicht immer so fokussieren kann, daß man ausreichende Schärfe über die ganze Bildfläche erhält.

Wenn es notwendig oder wünschenswert ist, können Projektoren auf

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bekannte Weise nit Kompensationseinrichtungen versehen werden, die den Keystone-Effekt aufheben. Ein mit einer solchen Kompensationseinrichtung ausgerüsteter Projektor ist mit einem Objektiv versehen, das einen bedeutend größeren Bildwinkel hat, als er für das Bildformat bei Projektion gem. dem Normalfall erforderlich ist. Das Objektiv ist so montiert, daß es zumindest in einer Richtung quer zu seiner optischen Achse verschiebbar ist. Die Beleuchtungsvorrichtung des Projektors ist, mit dem Drehzentrum im Mittelpunkt des transparenten Bildes, drehbar montiert und an ein Steuermittel geschaltet, das in der rückwärtigen Hauptebene des Objektives liegt. Durch Parallelverschiebung des Objektives kann man - innerhalb der Grenzen für dessen Bildwinkel - den Keystone-Effekt durch Korrektur kompensieren, wobei gleichzeitig das Objektiv die Beleuchtungsvorrichtung so steuert, daß sie automatisch auf die Austrittspupille des Objektives gerichtet, und das transparente Bild gleichmäßig beleuchtet wird. Vorrichtungen dieser Art sind an größeren Filmprojektoren für berufliche Anwendung üblich, wie sie z. B. aus der Patentschrift USA 1 952 522 oder Großbritanien 6IiI 473 hervorgehen. An Dia-Projektoren sind solche Kompensationseinrichtungen sehr selten, und in den Fällen, in denen sie vorkommen, sind sie für irgendeinen Speziälzweck gedacht, beispielsweise um mehrere, einander überlappende Bilder zu zeigen, wie es die US Patentschrift 3 036 il96 lehrt.

Beim Vorführen von Dia-Bildern gestatten die örtlichen Gegebenheiten selten eine solche Anordnung von Projektor und Bildschirm, daß die Projektion gem. dem Normalfall erfolgen kann, ohne daß dies andere Nachteile mit sich bringt, z. B. eine für die Betrachter unbequeme Placierung des Bildschirmes und eine bedienungsmäßige unzweckmäßige Placierung des Projektors. Man *;ählt deshalb oft einen Kompromiß der Art, daß man einen gewissen Keystone-Effekt zuläßt, um die übrigen Nachteile zu mildern oder ganz zu beseitigen. Ein mäßiger Keystone-Effekt kann hingenommen v/erden, wenn man, wie es bisher am üblichsten war, nur

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jeweils ein Bild zeigt. Der Betrachter kann sich dann auf dieses eine Bild konzentrieren, das genügend lange gezeigt wird, um ihn von den Winkelfehlern im Bild wegsehen zu lassen. Dies ist der Grund, weshalb man bisher die Dia-Projektoren nicht mit Kompensationseinrichtungen der vorstehend beschriebenen Art versehen wollte, wodurch die Projektoren größer und teurer würden.

Eine nunmehr immer üblichere Art der Vorführung von Dia-Bildern ist die Anordnung einer sog. Mehrfachprojektion, bei der man mehrere Projektoren, gewöhnlich 3~7» anwendet und die nach einem bestimmten Programm schnell untereinander verschiedene Dia-Bilder Rand an Rand auf einem gemeinsamen Bildschirm zeigt, was einen starken visuellen Effekt bewirkt. Der gewünschte Effekt verwandelt sich rasch in Müdigkeit und Irritation des Betrachters, wenn die Passung zwischen den Seitenrändern der Bilder aufgrund des Keystone-Effektes schlecht ist, und wenn die Abweichung vom Normalfall eine teilweise Unscharfe in den Bildern zur Folge hat. Angesichts der vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten in der Anordnung einer Bildvorführung mit Normalfall-Projektion besteht deshalb der Wunsch, daß für Mehrfachprojektion geeignete Dia-Projektoren mit Kompensationseinrichtung für den Keystone-Effekt ausgerüstet sind. Die bei BildvorfUhrung am meisten vorkommende und am schwierigsten zu vermeidende Abweichung vom Normalfall ist die vertikale Abweichung. Um den Projektor nicht unnötig zu verteuern, genügt deshalb in den meisten Fällen eine Begrenzung der Kompensationseinrichtung auf die Korrektur vertikaler Abweichungen vom Normalfall.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen vorzugsweise für Mehrfachprojektion vorgesehenen Dia-Projektor mit einer im Prinzip an und für sich bekannten, in vertikaler Richtung wirkenden Kompensationseinrichtung für den Key.stone-Effekt einschließlich einer schwenkbaren Beleuchtungsvorrichtung sowie Mitteln zur automatischen Steuerung derselben zu versehen.

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Eine weitere Aufgabe der vorließenden Erfindung ist es, die Einrichtung so auszuführen, daß sie einfach in der Herstellung und zuverlässig in der Anwendung ist.

Noch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Einrichtung so auszuführen, daß sie die Außenabmessungen des Dia-Projektors nicht unnötig vergrößert.

Die Kennzeichen der Erfindung sind aus den beigefügten Ansprüchen ersichtlich. Die Erfindung richtet sich somit auf einen Dia-Projektor, der mit einer Einrichtung zur Kompensierung von Winkelfehlern versehen ist, der durch vom Normalfall abweichende Projektion verursacht ist, d.h. wenn Normale durch die Mittelpunkte des Dia-Bildes bzw. dessen Abbildung nicht zusammenfallen, und die Kompensationseinrichtung auf in einer vertikalen Ebene liegende Winkelabweichungen vom Normalfall begrenzt ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen

Fig. 1 das Prinzip der Projektion gem. dem Normalfall mit einer bekannten Kompensationseinrichtung zeigt,

Fig. 2 Fig. 1 entspricht, jedoch einen vom Normalfall abweichenden Projektionsfall, zeigt,

Fig. 3 einen vom Normalfall abweichenden Projektionsfall mit einem Projektor ohne Kompensationseinrichtung zeigt,

Fig. h den Strahlengang in einer Einrichtung gem. der Erfindung bei Projektion nach dem Normalfall zeigt,

Fig. 5 Fig. H entspricht, aber vom Normalfall abweichende Projektion zeigt,

Fig. 6 eine Seitenansicht eines teilweise durchschnittenen Dia-Projektors nach der Erfindung ist, und

Fig. 7 den Dia-Projektor gem. Fig. 6 von vorn gesehen und mit weggeschnittenem Frontblech zeigt.

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In den verschiedenen Figuren vorkommenden gleichen Einzelteilen wurden durchgehend dieselben Bezugsziffern gegeben.

Fig. 1 und 2 zeigen schematisch das Prinzip für einen Projektor, der mit einer Kompensationseinrichtung an und für sich bekannter Art versehen ist, um dem Keystone-Effekt entgegenzuwirken. Der Strahlengang durch ein für den Projektor vorgesehenes Objektiv 1 ist in den mittleren Partien der Figuren, und ein Dia-Bild 2 sowie ein projiziertes Bild 3 sind, 90° gedreht, links bzw. rechts in den Figuren gezeigt, um die Größe und Winkel der Bilder 2, 3 deutlich zu machen. Das Objektiv 1 hat einen Bildwinkel cL, der wesentlich größer ist als der für Projizierung des Dia-Bildes 2 erforderliche Winkel P. In Fig. 1 fallen Normale durch die Mittelpunkte der Bilder 2, 3 mit der optischen Achse A-B des Objektives 1 zusammen. Dieser Projektionsfall ist als der Normalfall bekannt, wobei das projizierte Bild 3 eine winkeltreue Abbildung des Dia-Bildes 2 ist. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hat man auf jeder Seite des Winkels β einen Winkel —- , innerhalb dessen Bereich man das Objektiv 1 parallelverschieben kann und fortwährend ein voll ausgezeichnetes Bild 3 erhält. In Fig. 2 ist dieses Bild mit maximal aufwärts verschobenem Objektiv 1 gezeigt, wobei die, die Winkel d- und β begrenzenden Oberen Randstrahlen zusammenfallen. Dabei wurden Normale C-D und E-F durch die Mittelpunkte der Bilder 2 bzw. 3 in Beziehung zur optischen Achse A-B parallelverschoben. Aus Fig. 2 geht hervor, daß das Bild 3 fortwährend eine winkeltreue Abbildung des Dia-Bildes 2 ist, obwohl es sich um einen vom Normalfall abweichenden Projektionsfall handelt. Irgendeine Umfokussierung des Objektives braucht bei übergang zwischen den in Fig. 1 und 2 gezeigten Projektionsfällen nicht vorgenommen zu werden. Die Schärfentiefe des Bildes 3 bei einem vom Normalfall abweichenden Projektionsfall gem. Fig. 2 bringt ebenfalls keine Probleme mit sich, im Gegensatz zu dem in Fig. 3 gezeigten und nachstehend beschriebenen Projektionsfall.

Fig. 3 zeigt» ^al^s Vergleich zu Fig. 2, was bei vom Normalfall

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abweichender Projektion eintrifft, wenn das Objektiv 1 nur in axialer Richtung für Fokussierung verschoben werden kann. Die optische Achse A-B bildet einen Winkel J' mit einer Normalen E-F durch ein projiziertes Bild 4. Aufgrund der Winkelabweichung J*- vom Normalfall wird das Bild H keine winkeltreue Abbildung des Dia-Bildes 2. Bei der Höhe h des Dia-Bildes 2 und der Höhe H des winkeltreuen Bildes 3, Fig. 1 und 2, wird die Höhe des nicht winkeltreuen Bildes H₁, Fig. 3, wobei H₁^H. Die Seitenränder des Bildes k werden ebenfalls nicht parallel, was bei Mehrfachprojektion entweder keilförmige Überlappungen oder entsprechende dunkle Felder zwischen angrenzenden Bildern zur Folge hat. Bei verhältnismäßig großem Winkel cL kommt es oft vor, daß die Schärfentiefe des Objektives 1 nicht ausreicht, um das ganze Bild 4 mit zufriedenstellender Schärfe zeigen zu können. Dieser Nachteil verschwindet völlig in dem in Fig. 2 gezeigten Parallelfall, da die Fläche des ganzen Bildes 3 in der Fokalebene des Objektives 1 liegt.

Die Winkelabweichung </■* , Fig. 3, beträgt in der Praxis etwa 10°, kann aber ausnahmsweise etwa 15° werden. Um den Dia-Projektor nicht unnötig zu verteuern und seine Abmessungen nicht unnötig zu vergrößern, ist es zweckmäßig, die Kompensationsmöglichkeiten auf etwa +_ 15° um den Normalfall zu begrenzen, wodurch sich eine mäßige Kostenerhöhung und Abmessungsvergrößerung ergeben.

In Fig. 4 und 5 ist der Strahlengang durch einen Dia-Projektor gezeigt, der mit einer Kompensationseinrichtung der vorstehend beschriebenen Art versehen ist. Den Figuren entsprechen die in Fig. 1 bzw. Fig. 2 gezeigten Projektionsfälle. Die Beleuchtungsvorrichtung ist von bekanntem Typ und besteht aus einer Lampe 5, einem sphärisch gewölbtem Spiegel 6, einem Dreilinsen-Kondensator 7, 8, 9 und einem Wärmeschutzfilter 10 zwischen den Linsenelementen 8 und 9· Die gesamte Beleuchtungsvorrichtung 5-10 ist drehbar vor dem Dia-Bild 2 montiert, das in einem, in Fig. 6-7 gezeigten Wechselrahmen 11 ruht, der in den Strahlengang des vor-

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deren Linsenelementes 9 hineinragt. Das Drehzentrum ist in den Mittelpunkt lh des Dia-Bildes 2 gelegt, und die Beleuchtungsvorrichtung 5-10 ist mit Steuermitteln zusammengekuppolt, die in der rückwärtigen Hauptebene 12 des Objektives 1 in Höhe der optischen Achse A-B₅ N in Pig. ¹J und 5 angeordnet sind. Parallelverschiebt man das Objektiv 1 zwecks Kompensierung des Keystone-Effektes von dem in Fig. 4 gezeigten Kormalfall zu einer vom Normalfall abweichenden Lage, Fig. 5, wird sich die an das Objektiv 1 gekuppelte Beleuchtungsvorrichtung 5-10 automatisch so drehen, daß der Strahlengang stets auf die in der rückwärtigen Hauptebene 12 des Objektives 1 liegende Austrittspupille zentriert ist. Die Beleuchtungsvorrichtung 5-10 wird dadurch maximal ausgenutzt, und das Bild 3 gleichmäßig beleuchtet. Das Strahlenbündel, das das vordere Linsenelement 9 verläßt, ist konvergent. Um keinen unnötig großen und teuren Kondensator 7, 8, zu erhalten, muß deshalb der Abstand zwischen dem vorderen Linsenelement 9 und dem Dia-Bild 2 so klein wie möglich gemacht werden. Da die Beleuchtungsvorrichtung 5-10 bei einem Dia-Projektor gem. der Erfindung um den Mittelpunkt M des festen Dia-Bildes 2 schwenkbar ist, muß der Abstand zwischen dem Linsenelement 9 und dem Dia-Bild 2 etwas langer als bei einem Projektor mit fester Beleuchtungsvorrichtung gemacht werden. Diese Verlängerung ist, wie aus Fig. k und 5 hervorgeht, mäßig, und die dadurch verursachte Größenzunahme und Preiserhöhung der Beleuchtungsvorrichtung 5"10 infolgedessen gering.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Dia-Projektors nach der Erfindung ist in Fig. 6 und 7 gezeigt. In einem Projektorgehäuse 13 ist das auswechselbare Objektiv 1 in einem vertikal beweglichen Halter 14 montiert, der im vorderen Teil des Projektorgehäuses 13 an einer in diesem drehbar gelagerten Stellschraube 15 aufgehängt ist. Die Stellschraube ist in ein Gewindeloch 16 eingeschraubt, das in einer Seite des oberen Teiles des Objektivhalters 14 angeordnet ist. Der Halter I¹I ist mittels eines im Projektorgehäuse 13 befestigten und sich durch ein gewindeloses

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Loch l8 im oberen, zur Stellschraube 15 entgegengesetzten Ende des Halters 14 erstreckenden Führungszapfens 17 parallelgeführt. Das Objektiv 1 ist im Halter 14 axial verschiebbar und mit einer Fokussierungsvorrichtung versehen, die aus einer an der Unterseite des Objektives 1 befestigten Zahnstange 19 besteht, die ' sich im Eingriff mit einem, auf einer im Halter 14 drehbar gelagerten Welle 21 befestigten Zahnrad 20 befindet. Die aus dem Projektorgehäuse 13 herausragende Welle 21 ist mit einem festen Fokussierungsrad 22 versehen. Um vertikale Beweglichkeit des Objektives 1 zu ermöglichen, haben die betreffenden Löcher 23, 24 im Projektorgehäuse 13 für das Objektiv 1 und die Welle 21 eine in der Bewegungsrichtung längliche Erstreckung. Der Halter 14 greift so um das Objektiv 1, daß dessen rückwärtige Hauptfläche 12 den Halter 14, Fig. 4-5, schneidet. Auf dem Objektiv 1 sind in der rückwärtigen Hauptebene in Höhe der optischen Achse horizontale Mitnehrnerzapfen 25 zur Steuerung der Beleuchtungsvorrichtung 5-IO auf die nachstehend beschriebene Weise angeordnet.

Ein die Beleuchtungsvorrichtung 5-10 einschließendes Lampengehäuse 26, Fig. 6, ist im Projektorgehäuse 13 um eine gedachte horizontale Achse durch den Mittelpunkt M in der Ebene des Dia-Bildes 2 drehbar aufgehängt. Das Lampengehäuse 26 ist zu diesem Zweck mit zwei kreisbogenförmigen Seitenvorsprüngen 27 versehen, die außen in festen Lagerschalen 28 an den Seiten des Projektorgehäuses 13, Fig. 6 und 7, lagern. Die Seitenvorsprünge 27 haben einen so großen Abstand zueinander, daß zwischen ihnen der in den Seiten des Projektorgehäuses 13 fest angeordnete Wechselrahmen 11, der sich auch durch Seitenlöcher 29 im Lampengehäuse 26 erstreckt, Platz findet. Die Seitenlöcher 29, die Lagerungen 27, 28 und übrige von der vertikalen Verschiebung des Objektives 1 abhängige Teile sind so bemessen, daß sie die vorausgesetzte Winkelabweichung um etwa _+ 15° vom Normalfall zulassen. Um das Lampengehäuse 26 in Abhängigkeit von der vertikalen Einstellage des Objektives 1 drehen und das Licht von der Beleuchtungsvorrichtung 5-IO automatisch auf die in der rückwärtigen Hauptebene 12

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des Objektives 1, Fig. 4, 5, liegende Austrittspupille richten zu können, sind die Seiten des Lampengehäuses nach vorn verlängert und bilden ein Paar Mitnehmerarme 30, Fig. 6. Der vordere freie Teil jedes Mitnehmerarmes 30 hat vorn eine offene Gabelnut 31 j die zusammenwirkend den betreffenden Mitnehmerzapfen 25 am Objektiv 1 umgreift, wobei die Mitnehmerarme 30 sich durch Ausnehmungen 32 im Objektivhalter 14, Fig. 7, erstrecken. Gemäß einer alternativen Ausführung der Erfindung ordnet man Steuermittel in Form von Mitnehmerzapfen 25 und Mitnehmerarm 30 nur auf der einen Seite der Vorrichtung an, wobei nur Fig. 6 gilt.

Um das projizierte Bild 3 auf gewünschte Höhe in Beziehung zum Projektorgehäuse 13 einzustellen, braucht man lediglich das Objektiv 1 mit Hilfe der Stellschraube 15 zu erhöhen bzw. zu senken, wobei die Beleuchtungsvorrichtung 5-10 auf beschriebene Weise mit dem Objektiv 1 mitfolgt. Mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung entfällt, was ein v/eiterer Vorteil ist, der Bedarf einer bei herkömmlichen Projektoren allgemein vorkommenden Neigungsvorrichtung für den Projektor.

- Patentansprüche -

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Claims

- ίο -

Patentansprüche

Dia-Projektor, vorzugsweise mit Viechseiobjektiv, sowie mit einer Einrichtung zur Koinpensierung von, durch eine vom Normalfall in einer vertikalen Ebene abweichende Projektion verursachtem jV7inkelfehler versehen, die Mittel zur Ermöglichung der vertikalen Verschiebung des Objektives des Dia-Projektors quer zu dessen optischer Achse, eine in einer vertikalen Ebene um den Mittelpunkt eines Dia-Bildes schwenkbare Beleuchtungsvorrichtung sowie Mittel zum automatischen Richten des paraxialen Strahlenganges der Beleuchtungsvorrichtung zum rückwärtigen Hauptpunkt des Objektives einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halter (1*0 für ein Objektiv (1) in der Oberseite eines Projektorgehäuses (13) mittels einer im Gehäuse (13) drehbar gelagerten Stellschraube (15), die in ein Gewindeloch (16) in der einen Seite des Halters (I¹O eingeschraubt ist, und eines im Gehäuse (13) festen Führungszapfens (17), der durch ein gewindeloses Loch (18) in der anderen Seite des Halters (I¹J) für vertikale Verschiebung des Objektives (1) eingeführt ist, montiert ist, und das Lampengehäuse (26) des Dia-Projektors, das in den Seiten des Projektorgehäuses (13) um eine gedachte horizontale Achse durch den Mittelpunkt (M) des Dia-Bildes (2) in der Ebene des Bildes (2) drehbar gelagert ist, mit dem Objektiv (1) mittels einer Mitnehmervorrichtung zusammengekuppelt ist, die aus mindestens einem, vorzugsweise zwei, mit den Seiten des Lampengehäuses (26) fest verbundenen, nach vorn gerichteten Mitnehmerarmen (30) besteht, an deren freien Enden mit der optischen Achse der Beleuchtungsvorrichtung parallele Gabelnuten (31) angeordnet sind, in die zusammenwirkend mindestens eine, vorzugsweise zwei Mitnehmerzapfen (25) eingreifen, die in der rückwärtigen Hauptfläche (12) des Objekti— ves (1) in Höhe der optischen Achse angeordnet sind.

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2. Dia-Projektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des Lampengehäuses (26) aus an den Seiten des Lampengehäuses angeordneten kreisbogenförmigen Seitenvorsprüngen (27) besteht, die in entsprechenden, an den Seiten des Projektorgehäuses angeordneten Lagerschalen (28) drehbar gelagert sind.
3. Dia-Projektor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmerarm oder die Mitnehmerarme (30) als integrierte Teile der Seiten des Lampengehäuses (26) ausgebildet sind, die sich durch im Objektivhalter (14) angeordnete Ausnehmungen (32) erstrecken.

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