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Die Erfindung betrifft ein Objektiv nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Aus der DE-Gebrauchsmusterschrift 72 08 770 ist eine Vorrichtung zur Bildhöheneinstellung für einen Filmprojektor bekannt, bei der mit Hilfe einer Stellvorrichtung das gesamte Projektionsobjektiv relativ zu einer Filmbühne verschiebbar oder um eine weit entfernte Achse verschwenkbar ist. Dise bei der Projektion auf eine ortsfeste Projektionsfläche vorgesehene Einstellung der Bildhöhe ist zwar bequem, hat jedoch den Nachteil, daß bei der Korrektur des Systems die Bildstrahlen für den Winkel berücksichtigt werden müssen, welcher das gesamte einstellbare Projektionsfeld einschließt. Das erfordert besonders bei der Korrektur des Grundobjektivs einen sehr hohen Aufwand. Eine ähnliche Anordnung ist aus der GB-PS 4 19 177 bekannt. Auch bei dieser Konstruktion wird das gesamte Projektionsobjektiv relativ zur Bildmitte des zu projizierenden Filmes verschoben.
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Aus der US-PS 39 63 337 ist eine Einrichtung bekannt, bei der zwar die Lage des Projektionsobjektivs zum projizierenden Objekt gleichbleibt, für die Versetzung des Bildes zur optischen Achse des Objektivs jedoch das gesamte Lampengehäuse einschließlich Kondensor verstellt wird. Dabei müssen die Leitungskabel für die Projektionslampe mitgeführt werden, was einen zusätzlichen Aufwand bei der konstruktiven Gestaltung des Projektors erfordert.
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Es ist auch bei einem Projektionssystem für Diapositive bekannt, eines von zwei zu überblendenden Diapositiven zur optischen Achse des Objektivs zu verstellen (DE-OS 24 11 740). Diese Verstellung erfordert eine genaue Führung des Diapositivs, damit es in der Schärfentiefeebene bleibt. Darüber hinaus sind für die Korrektur des Systems die eingangs erwähnten Anforderungen ebenfalls zu erfüllen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Objektiv nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß der bei der Korrektur zu betreibende Aufwand im Vergleich zu den Objektiven der bekannten Projektoren mit Bildlagenverstellvorrichtungen verringert ist.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Da das Frontglied allein oder sogar nur eines seiner Teile verstellt wird, ist es als einziges Linsenglied des Gesamtobjektivs in der Abmessung vergrößert. Es kann aber an Glasmaterial gespart werden, wenn das Frontglied nur um seinen Stellweg vergrößert ist, weil die Verstellung gewöhnlich nur in der senkrechten Richtung erforderlich ist. Bei entsprechender Ausbildung der Führung, beispielsweise als Kreuzschlitten, ist es aber auch möglich, das im Querschnitt kreisförmige Frontglied in allen Richtungen zu verstellen.
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Eine für die Behebung der Koma besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich bei Anordnung einer ortsfesten Blende entsprechend Anspruch 2. Die in bezug auf Vignettierung abgestimmte und konstante Blendenöffnung definiert auch, mit welchem Durchmesser bei der Korrektur der bei der Höhenverstellung stillstehenden Linsenglieder gerechnet werden muß.
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Zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Objektivs werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
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Fig. 1A bis 1C schematisch die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Objektivs anhand eines Öffnungsstrahlenbündels aus der Mitte des Objektfeldes,
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Fig. 2A bis 2C im Linsenschnitt eine Ausführungsform des Objektivs in verschiedenen Brennweiteneinstellungen bzw. in verschiedener versetzter Lage des Frontgliedes,
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Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Objektivs im Linsenschnitt,
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Fig. 4 die Anordnung des Frontgliedes im Objektiv.
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Fig. 1A zeigt ein durch zwei Linsengruppen 1 und 2 schematisch dargestelltes Projektionsobjektiv O, das ein Frontglied 1 und ein Grundobjektiv 2 enthält. Dieses Projektionsobjektiv kann auch durch ein weiteres, zwischen Grundobjektiv 2 und Frontglied 1 angeordnetes Linsenglied in der Brennweite variabel sein.
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Das Objektiv O bildet gemäß Fig. 1A einen in der optischen Achse liegenden Punkt C eines Diapositivs 3 in den wieder mit der Achse fluchtenden Punkt C&min; auf einer Projektionswand 4 ab. Zur Bildhöhenverstellung wird das Frontglied 1 quer zur optischen Achse verschoben, z. B. um den Betrag Δ&sub1; (Fig. 1B). Aus der Formel
x = Δ (1 - β )
worin x den Betrag des Versatzes des Objektivbildes C&min; darstellt und β den Abbildungsmaßstab der Frontlinse 1, läßt sich der in Fig. 1B eingetragene Wert x&sub1; errechnen. Dieselbe Berechnung gilt für den Versatz x&sub2;, bei einer Verschiebung der Frontlinse 1 um den Betrag Δ&sub2;. Dabei ist leicht zu ersehen, daß bei β <-1 ein Versatz des Bildes in dieselbe Richtung erfolgt wie die Linsenverschiebung.
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Die Fig. 2A bis 2C zeigen ein Objektiv im Linsenschnitt in der Einstellung auf minimale Gesamtbrennweite (Fig. 2A), auf eine mittlere Gesamtbrennweite (Fig. 2B) und auf eine maximale Gesamtbrennweite (Fig. 2C). Das Objektiv besteht aus einem Frontglied 10, einem zur Brennweitenänderung entlang der optischen Achse verstellbaren Linsenglied 11 und einem Grundobjektiv 12. Außerdem ist zwischen dem Frontglied 10 und dem verschiebbaren Linsenglied 11 eine Blende 13 angeordnet. Das mit einer (nicht dargestellten) Einstellvorrichtung gekuppelte Frontglied 10 ist in Fig. 2A bereits in einer zur optischen Achse des Systems versetzten Lage gezeichnet. Das von der Mitte des zu projizierenden Objektes 14 ausgehende Strahlenbündel 15 verläßt also das Frontglied 10 nicht mehr achsparallel. Die Blende 13 hat für das Bündel 15 und auch für die Randbündel 16 und 17 keine Wirkung.
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Das um den Verstellweg gegenüber den Linsengliedern 11 und 12 vergrößerte Frontglied 10 ist in Fig. 1B in einer geringer versetzten Lage dargestellt. Bei dieser und besonders bei der in Fig. 1C gezeigten Einstellung ist die Wirkung der Blende 13 zu ersehen. Da besonders aus wirtschaftlichen Gründen das im Durchmesser vergrößerte Frontglied in der Korrektur des Komafehlers am Rand nicht optimiert ist, ist die Blende 13 vorgesehen, um besonders in der langen Brennweiteneinstellung die Randbündel 16 und 17 zumindest teilweise auszublenden.
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Das Objektiv nach Fig. 3 hat ein Frontglied 20. Es befindet sich in dieser Darstellung in einer mittleren Brennweiteneinstellung. Das Frontglied 20 ist wie beim Beispiel nach den Fig. 2A bis 2C quer zur optischen Achse verschiebbar.
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Das Frontglied 10 (Fig. 2C) enthält, ebenso wie das Frontglied 20 (Fig. 3), eine aufgespaltene Kittfläche 18 bzw. 21. Der Grund dieser unter anderen auch korrektiven Maßnahme liegt darin, daß das Frontglied zur wirksamen Versetzung der Bildlage eine gewisse Brechkraft aufweisen muß. Durch den großen Durchmesser wird die Herstellung des die Brechkraft bewirkenden krummen Linsenradius schwierig. Die an sich bekannte Maßnahme der Teilung des Linsengliedes und der Aufspaltung der Kittfläche vereinfacht die Herstellung.
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Daten für ein Objektiv nach Fig. 2 sind dem Unteranspruch 4, für ein Objektiv nach Fig. 3 dem Unteranspruch 5 zu entnehmen.
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Wie Fig. 4 zeigt, ist das Frontglied 10 des Projektionsobjektivs nach Fig. 2 in einer Fassung 30 und das Zwischenglied 11 in einer Fassung 31 untergebracht. Das Grundobjektiv ist nicht dargestellt.
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Zur Verschiebung des Gliedes 11 entlang der optischen Achse ist die Fassung 31 mit einem Kurventaster 32 versehen, der entlang eines Schlitzes 33 eines Führungstubus 34 in Richtung der optischen Achse geführt ist und eine Steuerkurve 35 eines Kurventubus 36 abtastet. Der Antrieb des Gliedes 11 für die Brennweitenverstellung weist einen Zahnkranz 37 auf, mit dem ein von einem Motor angetriebenes Ritzel 38 im Eingriff steht. Ein manueller Antrieb wäre ebenfalls möglich.
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Der Führungstubus 34 ist in einem Gehäuseteil 39 eines Filmprojektors gelagert. Dieser Gehäuseteil 39 weist eine Schiene 40 mit einem Schlitz 41 auf. Auf der etwa quer zur optischen Achse des Systems verlaufenden Schiene 40 ist die Fassung für das Frontglied 10 geführt. Eine Klemmvorrichtung 42 mit einem Exzenter 43 arretiert die Fassung 30 des Frontgliedes 10 relativ zur Führung 40 in der jeweils eingestellten, ggf. zur optischen Achse versetzten Lage des Frontgliedes. Die Justierung des Frontgliedes in Richtung zur optischen Achse wird von einem Prisma 44 übernommen. Zur Behebung der Koma ist hinter dem Frontglied 10 die Blende 45 angeordnet.
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Die Verstellung des Frontgliedes kann auch motorisch erfolgen, beispielsweise bei einem ferngesteuerten Projektor. Zur Fokuseinstellung wird das gesamte System samt Führung 40 relativ zu einer nicht dargestellten Filmbühne verschoben. Die Führung 40 kann auch als Kurve ausgebildet sein, damit die Ebene maximalen Kontrastes bei jeder Brennweiteneinstellung und jedem Frontlinsenversatz in der Projektionsebene liegt.
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Die beschriebene Verstellung hat den Vorteil, daß beim Höhenverstellen keine Verzerrungen im projizierten Bild entstehen, weil nicht der gesamte Projektor in bezug auf die Projektionsfläche gekippt werden muß, wodurch der Effekt der "stürzenden Linien" auftreten würde.