DE265261C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

■- M 265261 KLASSE 57a. GRUPPE

F.BLANC in CHARLOTTENBURG-WESTEND.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. November 1912 ab.

Die zur Zeit gebräuchlichen kinematographischen Darstellungsapparate sind im Prinzip die Umkehrung der Aufnahmeapparate. Das zu projizierende bzw. gesehene Bild wird, wie der lichtempfindliche Streifen bei der Aufnahme, jeweilig eine Zeit stillgehalten und während des Bildwechsels abgeblendet. Diese Apparate bewirken das bekannte Flimmern des Bildes, lassen ein störendes Klappern der

ίο Vorschubvorrichtung hören und beanspruchen die Festigkeit des transparenten Bildbandes, des Films, infolge der ruckweisen Vorwärtsbewegung in hohem Maße.

Es hat nun nicht an Bestrebungen gefehlt, diese Fehler ' zu beseitigen. Namentlich hat man eine stetige Fortbewegung des Films durch Anwendung von Spiegeln erzielen wollen, die sich gleichzeitig mit dem Film bewegen. So hat man schon frühzeitig versucht, durch eine Reihe in einem festen Polygon angeordneter Spiegel, wie im sogenannten Praxinoskop, bei gleichmäßiger Vorwärtsbewegung der darzustellenden Bilder das gesehene Bild an einer Stelle festzuhalten. Bei diesem Apparat dreht sich aber das. virtuelle Spiegelbild während der Drehung etwas, so daß durch die Spiegelfolge ein Hin- und Herschwanken der Bildfläche zustande kommt. Dies suchte man dadurch zu vermeiden, daß durch einen um eine feste Achse drehbaren Spiegel das virtuelle Bild sich bei der Weiterbewegung des Films nicht bewegte. Hierdurch war wohl ein ruhiges Bild erzielt, wenigstens solange dasselbe im Gesichtsfeld blieb. Aber zum Übergang eines Filmbildes zum nächsten mußte der Spiegel unter Abblendung zurückgebracht werden, damit er nunmehr das folgende Bild projizieren konnte. Infolgedessen war ebenfalls das bekannte störende Flimmern des Bildes vorhanden. Außerdem hat man auch auf Bändern angelenkte Spiegel in größerer Zahl benutzt, die, während sie in die Strahlen ganz eingeschaltet waren, entweder geradlinig geführt wurden oder sich längs eines Kreisbogens bewegten, dessen hohle Seite nach dem Bildbande hin liegt.

Im Gegensatz zu diesen Vorrichtungen soll ein nach außen hin reflektierender Spiegelkranz benutzt werden, der sich um seine Mittelpunktsachse dreht, und bei dem sich außerdem jeder einzelne Spiegel noch um eine besondere, mit den Drehachsen der übrigen Spiegel nicht zusammenfallende Achse dreht.

Jeder Spiegel unterliegt also einer Bewegung, die aus zwei Bewegungskomponenten besteht, von denen die eine dazu dient, den Bildwechsel ohne Abblendung im Sinne" der zuerst genannten Apparate zu bewirken, und die andere, das virtuelle Bild während der Vorwärtsbewegung von Film und Spiegel unbeweglich an ein und dieselbe Stelle zu verlegen im Sinne der zweitgenannten Apparate.

Es soll zunächst an Hand der Fig. 1 erläutert werden, nach welchen kinematischen

Gesetzen die Bewegung der Spiegel vor sich gehen muß, um beiden Bedingungen gleichzeitig zu genügen.

Bekanntlich ist das virtuelle Spiegelbild eines Gegenstandes ebenso weit hinter der Spiegelebene als der Gegenstand vor der Spiegelebene. Es sei nun a-b-c das virtuelle Bild des Filmbildes d-e-f, das von irgendeinem Punkte, z. B. von A aus betrachtet, im Spiegel S₁ unbeweglich gesehen werden soll. Dann müssen dem Spiegelgesetz zufolge Filmbildebene, Spiegelebene und virtuelle Bildebene

. sich in einem Punkte B treffen, und die Spiegelebene muß senkrecht auf den Linien a-d, b-e, c-f stehen und diese halbieren. Eine weitere Bedingung ist die, daß wegen der bandförmigen Gestalt des Films dieser sich nur in seiner Längsrichtung bewegen kann, und daß ferner die Entfernung irgendeines Punktes im Filmbild über den Spiegel nach dem Beobachtungspunkte A konstant ist, da die scheinbare Entfernung des Bildes a-b-c vom Punkte A konstant sein soll.

Diese Bedingung wird erfüllt, wenn sich das Filmbild längs der Peripherie eines Kreises bewegt, dessen Mittelpunkt im Schnittpunkt C der Normalen b-C und e-C beider Bilder befindet, und wenn der Spiegel sich so bewegt, daß seine Ebene bzw. seine gedachte Verlängerung dauernd durch die Drehachse C geht.

Da sich nun Film und Spiegel gleichzeitig bewegen, und zwar so, daß ein Spiegel wechsel mit einem Bildwechsel zusammenfallen soll, so müssen sich auch die Spiegel auf einem Kreise fortbewegen, dessen Peripherie durch den Punkt C gehen muß. In der Fig. 1 ist ein zweites Filmbild g-h-i und ein zweiter Spiegel S₂ gezeichnet, dessen Ebene ebenfalls durch C geht. Man erkennt unschwer, daß das virtuelle Bild von g-h-i im Spiegel S₂ genau an der gleichen Stelle a-b-c liegt wie das virtuelle Bild des Bildes d-e-f im Spiegel S₁. Es erübrigt sich nun nur noch, die Spiegelfolge mit der Bildfolge in Übereinstimmung zu bringen und dem Film und den Spiegeln den Antrieb zu geben, der obige Bedingungen erfüllt.

In Fig. 2 und 3 ist im Grundriß und Aufriß eine Einrichtung skizziert, welche als Ausführungsbeispiel dienen soll.

F ist ein Film, dessen aufeinanderfolgende Bilder m,l,k usw. durch aneinandergereihte Pfeile gekennzeichnet sein mögen. Der Film wird durch eine um C rotierende Filmtrommel E₁ geführt. Der Führungsrand dieser Trommel kann polygonal, wie gezeichnet, oder auch rund sein.

S, S₁, S₂, S₃ sind Spiegel, welche jeder für sich drehbar auf einer Spiegeltrommel E₂ befestigt sind, und die auf ihrem ganzen Umfange in gleichen Abständen weitere der Übersichtlichkeit wegen nicht gezeichnete Spiegel trägt. Die Befestigung der Spiegel selbst auf ihren drehbaren Trägern kann durch Klebstoffe eventuell unter Anwendung von Stellschrauben 0. dgl. erfolgen, damit eine genaue Einstellung der Spiegel erfolgen kann. Die Spiegeltrommel E₂ dreht sich um D mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie die Filmtrommel E₁ um C. Der Kreis, in welchem die Spiegeldrehachsen liegen, geht durch die Punkte C und b. Da der Drehpunkt D in der Projektionsrichtung C-A liegt, so ist der Durchmesser der Spiegeltrommel gleich dem halben Filmtrommeldurchmesser. Ferner erhält jeder Spiegel, wenigstens so lange er zur Projektion des Bildes dient, eine solche eigene Führung, daß seine Ebene bzw. deren Verlängerung während der Drehung um D durch den Drehpunkt C der Filmtrommel geht. Zu diesem Zwecke wird jeder Spiegel durch Kurvenstücke oder , Zahnradantrieb wenigstens während der Dauer der Benutzung zur Projektion geführt. Außerhalb dieser Zeit ist ihre Bewegung willkürlich, und sie können durch Rückführungseinrichtung, Feder o. dgl., in eine beliebige Anfangslage gebracht werden.

Bei Zahnradantrieb können (lurch Zahnspielraum freie Schwingungen in das Spiegelsystem kommen, wodurch das dargestellte Bild unruhig werden könnte. Es ist deshalb wichtig, den Antrieb so zu machen, daß freie Schwingungen nicht auftreten können, z. B. durch Bremsung der Spiegel oder in einem Sinne wirkende Federn u. dgl. .

G (Fig. 2) ist das virtuelle Spiegelbild, Q (Fig. 3) die Lichtquelle und L die Sammellinse des Objektives. Filmtrommel E₁ und Spiegeltrommel E₂ sind durch den Zahntrieb Z₁, Z₂, Z₃ gekuppelt und werden in beliebiger Weise gleichmäßig angetrieben.

B₁ ist eine feste Blende, um die nicht benutzten Filmbilder vor Bestrahlung zu schützen; sie befindet sich zwischen Kondenser und Film. Außerdem befindet sich ebendaselbst eine bewegliche, mit der Filmbewegung mitgehende Blende B₂, deren Zweck später erläutert ist.

Die Strahlrichtung ist hier so gewählt, daß das vom Spiegel reflektierte Licht über dem Film vorbei nach dem Objektiv geht. Zwischen Spiegel und Objektiv ist dann noch die Blende B₃ angeordnet, deren Breite in der Filmrichtung gegebenenfalls regulierbar ist, um die durch die Erfindung erzielte Überlagerung der Bilder nach Belieben einstellen zu können. '

Betrachtet man nun von einem beliebigen Punkte, z. B. A, aus die Spiegelbilder, so fallen die virtuellen Bilder aufeinanderfolgen-

der Filmbilder, ζ. B. k, I, m usw. ,· in aufeinanderfolgenden Spiegeln, z. B. S₁, S₂, S₃, an ein und dieselbe Stelle G.

Natürlich sieht man von A nur ein FiImbild oder nur Teile zweier Filmbilder gleichzeitig. Wenn sich Film und Spiegel gleichzeitig nach obigen Gesetzen bewegen, so wird man ein stillstehendes Bild G sehen, welches sich in der Bewegungsrichtung allmählich ohne

ίο Flimmern oder Helligkeitswechsel durch ein anderes Bild ablöst. Zeitweilig erscheint also das gesehene Bild aus zwei Teilen zusammengesetzt, die aufeinanderfolgenden Filmbildern angehören. Der Bildwechsel geht also so vor sich, als wenn über das gesehene feststehende Bild eine Trennungslinie hinweggleitet, zu deren einen Seite man das eine Bild und zu deren anderen Seite man das nächste Bild sieht. Die ohnehin wenig scharfe Trennungslinie zwischen beiden Bildteilen wird durch die Nachbildwirkung vollkommen wirkungslos, so daß eine nahezu vollständige Stetigkeit der dargestellten Bewegung zustande kommt. Von einem Punkt A aus wird man beispielsweise die Bildteile sehen, wie sie in Fig. 4 in den schraffierten Flächen für fünf aufeinanderfolgende Stellungen des Films gekennzeichnet sind, die um je ¹J₄ Bildbreite verschoben sind. Fig. 4 II zeigt, wie bei Stellung der Teile nach Fig. 2 das Bild I allein von A aus im Spiegel S₂ gesehen wird. Kurz vorher war nach Fig. 4 I im Spiegel S₁ noch die rechte Kante des Bildes k und im Spiegel S₂ der linke übrige Teil des Bildes I zu sehen. Beide BiIdteile kombinieren sich an der Stelle G zu einem ganzen virtuellen Bild a-b-c. Bewegt sich der Film und die Spiegel von der Stellung entsprechend Fig. 4 II nach 4 III, so beginnt die linke "Kante des Bildes m an der rechten Kante des Spiegels S₃ zu erscheinen, während das Bild / von links aus verschwindet, um dem Bilde m an der gleichen Stelle Platz zu machen. Fig. 4 IV und 4 V zeigen weitere Bewegungsphasen, wobei Fig. 4 I und 4 V die gleichen Spiegelstellungen ergeben, aber um eine Bildbreite weitergerückt.

Es geht aus dieser Darstellung hervor, daß es nötig ist, mindestens drei Filmbilder gleichzeitig unter Belichtung zu nehmen, da nach Fig. 4 II als Grenzwerte gerade noch die linke Kante von m und gleichzeitig die rechte Kante von k gesehen werden soll. Deshalb ist es nötig, eine Blende von einer öffnung von mindestens drei Bildbreiten anzuwenden (B₁ in Fig. 2 und 3). Man erkennt aber auch, daß stets zwischen gesehenen (schraffierten) Bildflächen nicht gesehene (nicht schraffierte) Bildflächen liegen, und daß diese nicht gesehenen Flächenteile von der Breite und von gegenseitigem Abstand einer Bildbreite sich über das Filmband mit der doppelten Geschwindigkeit bewegen wie der Film selbst. Es ist also zweckmäßig, um die Erwärmung des Films zu vermindern, eine zwischen Film und Lichtquelle sich bewegende Blende anzuwenden, welche ganz oder nahezu jedes zweite Bild abdeckt und sich doppelt so rasch vorwärts bewegt wie der Film selbst.

Eine derartige Blende kann als rotierende Scheibe ausgebildet sein, an deren Rand fensterartige öffnungen von mindestens Bildbreite angebracht sind, welche durch Speichen von höchstens Bildbreite getrennt sind.

In Fig. 2 und 3 ist eine derartige Blende B₂ im Schnitt, in Fig. 5 in Ansicht angegeben. Die Speichen haben hier radiale Kanten. Die Kanten können aber auch nach anderen Formen, z. B. nach einer Kreisevolventenform (Fig. 6), gebildet werden, wodurch erreicht wird, daß die Kanten im Mittel während der Rotation der Blende senkrecht zur Filmbewegung bleiben. Auch können die Speichen auf einer Kegelfläche liegen (Fig. 7) und um eine schief liegende Kegelachse rotieren, um sich der zylindrischen Filmfläche möglichst anzuschließen, ohne dabei dem freien Ablauf des Films hinderlich zu sein.

Die Speichen können in bekannter Weise auch etwas geschränkt werden, so daß sie als Ventilatorflügel wirken und durch Ansaugen von Frischluft eine Kühlung des Films bewirken.

Diese Blende wird zweckmäßig mattschwarz auf der Filmseite und weiß oder reflektierend auf der Seite der Lichtquelle gemacht, um die Erwärmung durch Strahlung zu vermindern.

Es ist nicht notwendig, daß der Spiegelkreis E₂, wie in den Fig. 1, 2 und 8 zum besseren Verständnis gezeichnet, durch den Punkt b geht. Der Spiegelkreis, der auf alle Fälle durch C gehen muß, damit die gelenkig gelagerten. Spiegel, während sie im Strahlengange des Lichtes liegen, so geführt werden können, daß ihre Ebenen mit der Richtung der Achse der zylindrischen Bildbandführung zusammenfallen, kann größer oder kleiner sein mit beliebiger Lage des Drehpunktes D. Ist er größer, so werden die Spiegel größer, die Fenster der Blende B₂ breiter und die Geschwindigkeit derselben sowie diejenige der Spiegel selbst größer. Die Folge davon wird sein, daß der in Fig. 4 II dargestellte Zustand des gesehenen Bildes einige Zeit anhält und dafür der virtuelle Bild wechsel rascher erfolgt.

Der Antrieb der Achse D der Spiegeltrommel erfolgt am besten durch Zahnradantrieb zwangläufig mit der den Film transportierenden Vorrichtung. ,In Fig. 3 sind die Zahnräder Z₁ und Z₃ von gleichem Durchmesser auf den Achsen C und D durch das Zwischen-

rad Z₂ verbunden. Spiegeltrommel und Filmtrommel rotieren demnach mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit in gleicher Richtung. In Fig. 3 bildet die Projektionsrichtung mit der Normalen auf der Filmbildebene einen von Null abweichenden Winkel, damit der von den Spiegeln reflektierte Lichtstrahl über dem Filmband vorbeikommen kann. Wollte man nun ein gewöhnliches Projektionsobjektiv verwenden, dessen Linsenebene senkrecht zur Rohrachse steht, so würde bei der zur Linsenebene schief liegenden Ebene des virtuellen Bildes eine Bildverzerrung eintreten. Um dieses zu vermeiden, kann man das Projektionsobjektiv so konstruieren, daß die Linsen in dem im allgemeinen rohrförmigen, in der Strahlenrichtung liegenden Linsengehäuse parallel der Filmbildebene angeordnet werden, wie Fig. 3 zeigt.

Man kann aber auch die Anordnung mit schräg einfallenden Lichtstrahlen vermeiden, wenn man nach Fig. 8 den Spiegelkreis selbst anders anordnet. In Fig. 8 ist der Mittelpunkt des Spiegelkreises von D nach D₁ verlegt, der Spiegelkreis selbst geht aber wie vordem (vgl. Fig. 1) durch C und b. Bilden die Linien D-C und D₁-C den Winkel et, so bildet die Projektionsrichtung C-A mit C-F den Winkel 2 a. Aber Filmmittellinie, Spiegelkreis und Strahlenrichtung können nun in einer Ebene liegen, da der Film durch Führungen neben dem Objektiv vorbeigeleitet werden kann.

Das Wesen der Erfindung wurde in obigem unter dem Gesichtspunkte erklärt, daß der ganze kinematische Vorgang von einem Punkte A aus betrachtet wurde. Bringt man nun aber eine Sammellinse L an, so vereinigen sich sämtliche Strahlen, die von irgendeinem Flächenelement der Linse gesehen werden können, zu einem projizieren Bild. Da die vorerwähnte, über das Bild gleitende optische Trennungslinie, von verschiedenen Flächenelementen der Linse aus gesehen, an verschiedenen Stellen des projezierenden Bildes erscheint, so kommen, an ein und derselben Stelle des Projektionsschirmes sich überdeckend, Teile verschiedener Bilder zur Projektion, und zwar so, daß der Anteil des einen Bildes bei der Drehung der Spiegel allmählich zurücktritt und der Anteil des anderen Bildes dagegen wächst. Es wird hierdurch das eine Bild ganz allmählich in das andere übergeleitet, und im Verein mit der Nachbildwirkung im Auge wird der Eindruck einer vollkommen homogenen Bewegung ohne Flimmern und ohne sprungweisen Wechsel der Bewegungsphasen erzeugt.

Das Ineinandergreifen der Bilder läßt sich nun noch dadurch regulieren, daß man die Breite der Sammellinse durch eine Blende B₃ (Fig. 3) zwischen Spiegel und Sammellinse dadurch verändert, daß deren Breite in der Bewegungsrichtung des Films veränderbar gemacht wird.

Das tatsächliche Ubereinanderlagern mehrerer Bilder ist für die sogenannte Kinemakolardarstellung von besonderem Vorteil. Die verschiedenen Farben, zweifarbig oder mehrfarbig komplementär, mischen sich tatsächlich im Bilde und nicht erst im Nachbilde. Die Farbenwirkung wird hierdurch verbessert und das Auge weniger ermüdet.

Die verschiedenfarbigen Farbfilter können als feste Filtertrommel gleichzeitig mit dem . Spiegel rotieren.

Die auf das Nachbild begründete jetzige Methode bedingt eine kleinste Anzahl Bilder pro Zeiteinheit, z. B. etwa 12 pro Sekunde bei Schwarz-Weiß-Photogrammen und etwa das Doppelte bei Rot-Grün-Bildern.

Bei den jetzigen Einrichtungen wendet man bei der Wiedergabe meist eine höhere Bildfrequenz an als bei der Aufnahme, um das Flimmern unmerklicher zu machen/ wodurch meist unnatürlich rasche und lächerlich wirkende Bewegungsgeschwindigkeiten entstehen. Der Fortfall des Flimmerns bei der neuen Anordnung erlaubt nun die Anzahl der Bilder zu reduzieren, ihre kleinste Anzahl hängt nur noch von der Stetigkeit der Bewegungen ab, welche man erzielen will. Denn die Darstellung nicht bewegter' Gegenstände z. B. könnte mit beliebig langsamem Bildwechsel erfolgen, was bei den jetzigen Einrichtungen wegen der Verdunkelungen beim sprungweisen Bildwechsel nicht möglich ist. Die Bildfrequenz braucht nicht erhöht zu werden, und die Bilder werden ruhig und natürlich. Die Verminderung der Bildzahlen bedeutet aber eine Verminderung des Preises des Films. Der Fortfall des Flimmerns gestattet sogar eine Verringerung der Helligkeit der Lichtquelle, und zwar aus zweifachem Grunde. Erstens ist die subjektive Helligkeitsempfindung von dem zeitlichen Integralwert des Lichtes abhängig. Deshalb kann hier die Lichtquelle schwächer sein, da die Verdunkelung wegfällt. Zweitens tritt durch Fortfall des Flimmerns eine geringere Ermüdung des Auges ein, welches bewirkt, daß man eine geringere effektive Bildhelligkeit bei gleich guter Helligkeitswirkung anwenden kann.

Die Anwendung der beschriebenen Einrichtung auf stereoskop-kinematographische Apparate ist ohne weiteres möglich.

Claims (4)

1. Patent-An Sprüche:

   I. Einrichtung an kinematographischen Darstellungsapparaten mit optischem Ausgleich der Bildwanderung durch einen um-. laufenden Spiegelkranz, dessen einzelne iao

   Spiegel jeder für sich gegenüber dem gemeinsamen Spiegelträger bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder einzelne Spiegel während der Bewegung im Lichtstrahl relativ zu seiner Bahn, auf welcher er sich vorwärts bewegt, um eine eigene, mit den Drehachsen der anderen Spiegel nicht zusammenfallende Achse dreht.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen auf einer umlaufenden Trommel angeordneten Kranz von Spiegeln, welche gelenkig gelagert und so geführt sind, daß ihre Ebenen, während die Spiegel im Strahlengange eingeschaltet sind, sich in der Achse der zylindrischen Bildbandführung schneiden.
3. 3. Bewegliche Blende bei Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende derart mit Speichen und Fenstern versehen ist, daß von je zwei nebeneinanderliegenden Bildern sich zu einem vollen Bilde ergänzende Teile frei bleiben.
4. 4. Objektivanordnung bei Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen im Rohrauszug bei schiefachsiger Projektion nicht senkrecht zur Rohrachse, sondern schief befestigt sind, so daß die Rohrachse in der Projektionsrichtung, die Linsenachsen aber senkrecht zur Drehachse der Spiegel und des Films liegen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.