DE2838248C2 - Filmprojektionssystem - Google Patents

Description

^{a =} J

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worin rder Radius der Bahn des Objektivträgers und R der Radius der Bahn des Filmstreifens ist. 7. Filmprojektionssystem nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenn sich die Radien rund R wie 1; 2 verhalten, bei einem Feldwinkel von 15° eines jeden Objektivs (7) die Verzeichnung 8,6%o beträgt,

8, Filmprojektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Spiegelsystem (12, 17) die aus dem Kollimator (11) austretenden Lichtbündel aus der Ebene, in der ein die Objektive (7) tragender Träger beweglich ist, ablenkbar sind und das auf einem Projektionsschirm (18) erzeugte Bild gegenüber den zugehörigen Filmbildern (2) um 90" drehbar ist

65 Die Erfindung bezieht sich auf ein Filmprojektionssystem entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem Filmprojektionssystem dieser Gattung (DE-PS 6 24 662) wird eine bewegliche Schlitzblende verwendet, die das gesamte Licht des zu projizierenden Bildes so durchläßt, daß der Anzahl der durchgelassenen Bilder eine entsprechende Objektivanzahl zugeordnet ist Die auf einer geschlossenen Bahn geführten Objektive werden ebenso wie der Film im eigentlichen Projektionsbereich in eine geradlinige Bahn überführt Dies ist auch aus der US-PS 35 97 057 bekannt Die Überführung in eine geradlinige Bewegung muß durch mechanische Steuermittel oder Ablenkteile erfolgen, was nicht nur hinsichtlich des konstruktiven Aufbaus nachteilig ist Die besondere Mechanik verursacht eine störende Geräuschentwicklung, was bei zunehmender Abnutzung sich verstärkt Diese zunehmende Abnutzung führt außerdem zu Ungenauigkeiten hinsichtlich der Projektion.

Beim Filmprojektionssystem der US-PS 35 97 057 entspricht der Abstand zwischen den geradlinigen Bahnen, entlang denen die Filmbilder bzw. die Objektive geführt werden, dem Drennweitenabstand der Objektive.

Bei der geradlinigen Führung der Objektive und der Filmbilder in dem Projektionsbereich werden zwar optische Schwierigkeiten vermieden, diese müssen jedoch durch die vorgenannten Nachteile erkauft werden. Es sind Projektionsvorrichtungen bekannt mittels denen der Film kontinuierlich läuft Bei diesen Systemen werden rotierbare optische Systeme verwendet, die beispielsweise aus einem polygonalen, geraden Prisma bestehen und bei denen im Betrieb der Vorrichtung jeweils ein Filmbild eines Filmes mit einer der Seitenflächen dieses Prismas zusammenwirkt. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei einer solchen Konstruktion durch mehrere Ursachen, unter denen auch die Fertigungstoleranzen des Prismas gehören, eine Bewegung und ein Flimmern des auf dem Projektionsschirm erzeugten Bildes auftritt, die sich für den Beobachter äußerst störend auswirken, insbesondere wenn ein derartiges Projektionssystem im Zusammenhang mit der Filmmontage verwendet wird, bei der eine Person lange Zeit vor dem Bildschirm sitzen muß.

Ein weiteres Filmprojektionssystem dieser Gattung ist aus der CH-PS 1 35 786 bekannt, gemäß dem die Filmbilder und die Objektive im Projektionsbereich jeweils auf einer gekrümmten Bahn geführt werden. Jedoch erfolgt bei diesem System eine konvergente Belichtung. Die Teilung der Filmbilder im betreffenden Bereich ist ungleich der Teilung der zugeordneten

Objektive, Dadurch treten Bild- und Liehtschwankungen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filmprojektionssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bei einfacher konstruktiver Ausgestaltung Bild- und Lichtschwankungen zumindest auf ein Minimum herabsetzt und möglichst ganz beseitigt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ergebenden Merkmale gelöst.

Bei dieser Lösung bedeutet die Bezeichnung »m< sowohl eine ganze, als auch eine gebrochene Zahl gleich oder größer der Einheit 1. Die besondere Geschwindigkeitseinstellung besagt, daß sich die Filmbilder, als auch die Objektive mit gleicher Lineargeschwindigkeit auf ihren Bahnen bewegen sollen, und zwar insbesondere im eigentlichen Projektionsbereich.

Durch das erfindungsgemäße System erreicht man eine Projektion mit erheblich geringeren Bild- und Lichtschwankungen, als bei Systemen gemäß dem Stand der Technik. Dies gilt insbesondere für relativ kleine Wegstrecken auf den Bahnen innerhaib des Projektionsbereiches.

Die Erfindung läßt sich im Zusammenhang mit der Filmmontage auf besonders günstige Weise einsetzen, im Prinzip auch im Zusammenhang mit einer !Camera.

Damit eine optimale Anordnung günstiger Objektive mit den Lösungsmerkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 möglich ist, besteht das Objektiv vorzugsweise aus zwei positiven Komponenten und einer negativen Komponente, wobei der gegenstandsseitige Knotenpunkt möglichst weit weg von der Gegenstandsebene (Filmbilder) liegt Somit lassen sich relativ große Objektive auf einem Kreis mit relativ kleinem Durchmesser anordnen.

Insgesamt, aber insbesondere bei größeren Bewegungsstrecken durch die Projektionsebene läßt sich das Eliminieren von Bild- und Lichtschwankungen noch weiter verbessern, wenn jedes Objektiv eine solche Verzeichnung aufweist daß das zu einem bestimmten Punkt eines Filmbildes gehörende, aus dem Objektiv austretende Bündel während der Bewegung der Filmbilder und der Objektive parallel zu sich selbst verschoben wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend un:er Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 schematisch und perspektivisch ein Filmprojektionssystem, bei dem als Beispiel zwei Filmbilder mit zwei Objektiven zusammenwirken,

F i g. 2 eine Draufsicht auf einen Teil des in F i g. 1 abgebildeten Systems,

F i g. 3 ein bei einem solchen System zu verwendendes Objektiv,

F i g. 4 die Hauptstrahlen, gehörend zu einem Punkt des Filmes in zwei Positionen dieses Punktes unter Verwendung von verzeichnungsfreien Objektiven am Träger, und

F i g. 5 eine Darstellung entsprechend F ι g. 4, jedoch unter Verwendung von Objektiven mit einer absichtlichen speziellen Verzeichnung.

In Fig. 1 ist mit t ein Filmstreifen angegeben, der auch die Bahn kennzeichnet, auf der sich dessen Filmbilder 2 bewegen. Die Bahn hat hier in einem Teilbereich (zumindest im Projektionsbereich) eine Kreisbogenform. Der Filmstreifen 1 kann mittels eines passenden optischen Systf ns 3, hier dargestellt durch einen Kondensor, von einer Lichtquelle 4 beleuchtet werden, wobei das durch aufeinanderfolgende Filmbilder 2 des Filmstreifens ί durchgelassene Licht durch ein an der Bahn des Filmstreifens 1 angeordnetes Fenster begrenzt wird, welches von zwei Abdeckungen 5 gebildet wird. Auf derselben Seite der Bahn wie das Fenster befindet sich in einem Abstand von dieser Bahn ein Träger 6, der eine geschlossene Bahn bildet, im vorliegenden Fall einen Kreis. Der Träger 6 trägt in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnete gleiche Objektive 7, und zwar derart, daß der Abstand zwischen den gegenstandsseitigen Knotenpunkten der Objektive 7 gleich oder nahezu gleich der Filmteilung, d.h. dem Abstand zwischen den Mitten von zwei nebeneinanderliegenden Filmbildern 2, ist

Zum Erzielen einer maximalen Lichtstärke bei einem solchen Abstand der Knotenpunkte verdient die in F i g. 3 dargestellte Ausführungsform der Objektive den Vorzug. Wie aus dieser Figur hervorgeht, umfaßt das Objektiv 7 zwei positive Komponenten 8 und 9 und eine negative Komponente 10, wobei der ge.".::nstandsseitige Knotenpunkt in der positiven Komponente 9 mit der größten Stärke, oder in deren Nähe liegt Dadurch können die Objektive 7 im erforderlichen Abstand nebeneinander auf dem Träger 6 montiert werden.

Der Abstand zwischen der Bahn, über welche die Knotenpunkte der Objektive (7) sich bewegen, und der Bahn, über welche der Filmstreifen 1 bewegt wird, ist mindestens in dem vom Fenster 5 bestimmten Gebiet

d. h. im Projektionsbereich, im wesentlichen gleich dem Brennpunktsabstand der genannten Objektive 7. Der Abstand zwischen den genannten Knotenpunkten der Objektive 7 ist derart, daß für die gewollte Projektion beim Betrieb der Vorrichtung jedes Objektivs mit einem bestimmten Filmbild 2 des Filmstreifens 1 zusammenwirkt und in Zusammenwirkung bleibt Die Geschwindigkeit des Filmstreifens t und die des Trägers 6 spielen dabei eine Rolle, wie später noch erläutert wird. Wie insbesondere aus F i g. 2 der Zeichnung hervorgeht, ist auf der Lichtaustrittsseite der Objektive 7 stationär ein Kollimator 11 angeordnet, der die beim Betrirb der Vorrichtung aus einem oder mehr als einem Objektiv 7 austretenden, parallelen Bündel auf einem Projektionsschirm 18 abbildet der in der Brennebene des Kollimators 11 angeordnet ist. Die aus dem Kollimator 11 austretenden, konvergenten Lichtbündel treffen dann auf ein Spiegelsystem, das dazu bestimmt ist, das austretende Licht aus der Ebene des Trägers 6 abzulenken und jedes am Projektionsschirm '/8 erzeugte

so Bild um 90° zu den zugehörigen Filmbildern zu drehen, um das endgültige Bild in der richtigen Lage auf dem Projektionsschirm 18 beobachten zu können.

Wie in F i g. 1 der Zeichnung angegeben ist, umfaßt das Spiegelsystem beispielsweise eine Anzahl von Spiegell lachen 12, 13, 14, 15, 16 und 17, die es ermöglichen, das proiizierte Bild um 90° zum Bildstai/d auf der Filmbahn zu drehen.

Es ist klar, daß auf diese Weise auf dem Projektionsschirm 18 ein vertikales Bild entstehen kann, das durch die Verschiebung £2genüber dem Träger 6, ohne dadurch behindert zu werden, beobachtet werden kann. Die verschiedenen Orientierungen sind in der Zeichnung durch ausgezogene und gestrichdte Pfeile angegeben.

Die Spiegelflächen können Flächen von Prismen sein. Wesentlich ist jedoii?, daß die Orientierung der Spiegelflächen derart ist, daß die genannte Verschiebung und Drehung des Bündels verwirklicht wird.

Es zeigt sich, daß man bei einer Anordnung wie der oben beschriebenen, wenn man die Winkelgeschwindigkeiten, mit denen der Träger 6 und der Filmstreifen 1 sich bewegen, derart wählt, daß deren Verhältnis umgekehrt proportional oder nahezu umgekehrt proportional zum Verhältnis der Radien der kreisförmigen Bahnen in diesen Teilbereich mittels des oben beschriebenen optischen Systems auf dem Projektionsschirm IS ein Bild erhält, das im wesentlichen aus zwei überlagerten Bildern aufgebaut ist, die aus zwei nebeneinanderliegenden Filmbildern 2 des Filmstreifens 1 stammen. Diese Überlagerung bleibt bestehen, wenn der Filmstreifen I und der Träger 6 sich entsprechend der obengenannten Beziehung bewegen. Es zeigt sich, daß bei einer solchen Anordnung die störenden BiId- und Lichtschwankungen, die sich bei den bisher verwendeten bekannten Vorrichtungen ergaben, stark herabgesetzt sind.

Obgleich zuvor immer von zwei nebeneinanderliegenden Filmbildern 2, die mit zwei nebeneinanderliegenden Objektiven 7 zusammenwirken, gesprochen wurde, zeigt es sich in der Praxis, daß die Öffnung des Fensters auch kleiner gewählt werden kann als der Abstand, über den zwei nebeneinanderliegende Filmbilder 2 sich auf dem Filmstreifen 1 erstrecken, wobei diese Reduzierung in der Praxis jedoch eine Abmessung, die im wesentlichen einmal der Abmessung eines einzigen Filmbildes 2 entspricht, nicht überschreiten soll. Man kann auch mehr als zwei Filmbilder 2 mit mehr als zwei Objektiven 7 zusammenwirken lassen, um das Überlagerungsbild auf dem Projektionsschirm 18 zu erzielen. Dies ist bis zu drei Filmbilder zweckmäßig. Eine Vergrößerung der Zahl der Filmbilder führt dazu, daß der Kollimator 11 zu groß wird. Außerdem können die Unterschiede in weiter voneinander entfernt liegenden Filmbildern so groß werden, daß eine Überlagerung dieser Filmbilder zur Unscharfe führt

Obgleich zuvor angenommen worden ist, daß der Träger 6 eine Kreisbahn durchläuft, kann auch jede andere gekrümmte Bahn den Anforderungen entsprechen, vorausgesetzt, daß im Bereich der betreffenden Objektive 7, das heißt im Projektionsbereich, der Abstand zwischen der Bahn der gegenstandsseitigen Knotenpunkte der Objektive 7 und der Bahn des Filmstreifens 1 im wesentlichen gleich dem Brennpunktabstand der Objektive 7 ist Das bedeutet daß auch die Bahn des Filmstreifens 1 in beliebiger Weise gekrümmt ausgebildet sein kann, solange nur diese Voraussetzung erfüllt ist

Damit bei einem solchen System die obengenannte Restb:wegung der Projektion auf den Schirm eines jeden individuellen Filmpunktes möglichst beseitigt wird, wird jedem Objektiv 7 eine spezifische Verzeichnung verliehen.

Zur Erläuterung hierzu wird auf Fig.4 und 5 hingewiesen.

In Fig.4 ist 1 wieder der Filmstreifen, der eine Anzahl Filmbilder umfaßt, während mit 6 wieder der Objektivträger angegeben ist wobei jedes Objektiv dieses Trägers mit 7 bezeichnet ist

Es wird zunächst der in F i g. 4 dargestellte Fall näher erläutert

In dieser Figur ist A ein Punkt des Filmstreifens 1, welcher Punkt Λ z.B. ein Punkt eines nicht näher bezeichneten Filmbildes des Filmstreifens 1 ist Es wird angenommen, daß das zu diesem Fümbüd gehörende Objektiv 7 sich in der in Ffg.4 dargestellten Lage befindet und zwar mit seinem Knotenpunkt auf der Achse 19des Systems. Da in Fig.4 der verzeichnungsfreie Fall dargestellt ist, wird ein vom Punkt A ausgehender, durch den Knotenpunkt des zugehörigen Objektivs 7 verlaufender Lichtstrahl das Objektiv auf • der Projektionsschirmseite des Projektionssystems ohne eine Ablenkung verlassen. In Fig.4 wird angegeben, daß der aus dem Objektiv austretende Strahl, der zum Punkt A gehört, mit der Achse 19 des Systems einen Winkel Φ bildet.

i" Während des Betriebes des Projektionssystems wird nach einer gewissen Zeit der Punkt A sich über die Bahn des Filmstreifens zu der mit A' bezeichneten Stelle bewegt haben. Üjs bedeutet, daß der Punkt A sich, in vertikaler Richtung in der Zeichnung gesehen, über ι' einen Abstand y? nach oben verschoben hat, wenngleich er sich auf einer längeren Wegstrecke auf seiner gekrümmten Bahn bewegt hat.

Wie weiter oben erwähnt, besteht ein bestimmter Zusammenhang zwischen dem Verhältnis der Winkel- -'" geschwindigkeiten, mit denen der Träger und der Filmstreifen sich fortbewegen, und zwar derart, daß dieses umgekehrt proportional oder nahezu umgekehrt proportional zum Verhältnis der Radien der kreisförmigen Bahnen dieser Teile ist. Das bedeutet, daß in der -'' Zeit, in der der Punkt A sich zu A 'verschiebt das zuerst in Betracht gezogene Objektiv 7 sich über die Bahn des Trägers 6 zu T bewegt, wobei jedoch der Knoter punkt des Obiektivs sich in dieser Zeit über einen Abstand y\ bewegt hat. Dabei ist der Abstand y\ kleiner als der μ Abstand #.

Das heißt, daß ein Lichtstrahl, der vom verschobenen Punkt A' ausgeht, der zum verschobenen Objektiv T gehört, sich durch den Knotenpunkt dieses verschobenen Objektivs T über eine gerade Linie fortpflanzen wird, wobei infolge der ungleichen Abstände, über welche der in Betracht gezogene Punkt A und das in Betracht gezogene Objektiv 7 sich fortbewegt haben, dieser Lichtstrahl jetzt mit einer Linie, die parallel zur Achse des optischen Systems verläuft, einen Winkel Φ' ίο einschließen wird, welcher Winkel Φ' kleiner ist als der Winkel Φ. Das zuvor beschriebene gilt für jeden individuellen Punkt eines jeden Filmbildes. Somit wird ein Filmbild beim Durchlaufen der Bahn des Filmstreifens 1 durch das zugehörige Objektiv 7 des Trägers 6 4"j und einen in Fig.4 nicht dargestellten Kollimator auf den nicht dargestellten Schirm so projiziert daß die Projektion eine Restbewegung ausführt die sich für den Beobachter des Bildes störend auswirkt

F i g. 5 stellt ein ähnliches Schema wie in F i g. 4 dar, jo aber bei der Verwendung von Objektiven mit einer spezifizierten Verzeichnung. Auch hier finde* man wieder den Filmstreifen 1, den Träger 6, die Objektive 7 und die Achse 19 vor. Wenn man nun den Punkt A in Betracht zieht der dem Punkt A von F i g. 4 entspricht, so wird der von diesem Punkt A ausgehende Lichtstrahl, der durch den Knotenpunkt des Objektivs 7 geht auf der Austrittsseite nicht den gestrichelten Verlauf nehmen, der dem von Fig.4 entspricht wobei zur Erläuterung wieder der Winkel Φ eingezeichnet ist, w> sondern infolge der besonderen Objektive 7 den der Linie 20 unter einem Winkel a.

Wenn man nun wieder eine Verschiebung des Punktes AniX' über einen in vertikaler Richtung gemessenen Abstand yi betrachtet wozu wieder eine " Verschiebung in vertikaler Richtung des Knotenpunktes des Objektivs 7 zu 7' gehört, wie oben unter Hinweis auf F ig. 4 schon dargelegt, so wird der von dem Punkt A' ausgehende Lichtstrahl sich zum Knotenpunkt des

Objektivs T bewegen und dieses Objektiv auf der Projekticnsschirmseite verlassen, und zwar nicht unter einem Winkel Φ', wie es bei F i g. 4 der Fall war und wie dies durch eine gestrichelte Linie zur Verdeutlichung in Fig.5 eingezeichnet ist, sondern unter dem bereits genannten Winkel <x, d. h. parallel zum aus dem Objektiv 7 in der ersten betrachteten Lage des Punktes A austreterden Strahl.

Was hif r für den Punkt A beschrieben ist, gilt ebenso für alle anderen Punkte der Filmbilder des Filmstreifens 1. Somit wird das zu jedem individuellen Filmpunkt gehörende, aus dem betreffenden Objektiv austretende Bündel während der Bewegung des Filmes und des Trägers parallel zu sich selbst verschoben. Dadurch wird erreicht, daß das durch diese austretenden Bündel erzeugte Bild auf dem Projektionsschirm immer stillsteht, wodurch die oben beschriebene störende Restbewegung der Projektion, die man bei einem System wie dem in Fig. 1 dargestellten erhält,beseitigt wird.

Wo, wie aus F i g. 5 hervorgeht, die Winkel λ einander gleich sind, aber der Winkel Φ sich vom Winkel Φ' unterscheidet, gilt λ - Φ φ λ — Φ'.

Es hat sich gezeigt, daß wenn in allen Lagen des Punktes A während des Filmtransports ein konstanter Winkel <x erzielt werden soll, ein Differenzwinkel, der im allgemeinen mit &-Φ bezeichnet werden kann, notwendig ist, der proportional der dritten Potenz des Feldwinkels eines jeden Objektivs ist, m. a. W., daß

wobei Ψ dann der Feldwinkel des Objektivs und a eine Konstante ist, welch letztere abhängig ist vom Verhältnis der Radien der Bahnen, über welche sich der Filmstreifen und der Träger bewegen. Mehr insbesondere ist

wobei

k =

worin r der Radius der Bahn des Trägers und R der Radius der Bahn des Filmstreifens ist. Für den bestimmten Fall, daß die beiden Radien sich

in wie 1 :2 verhalten, soll die im Objektiv einzuführende Verzeichnung dann bei einem Feldwinkel von 15° des Objektivs 8,6%o betragen. Aus diesem Beispiel geht hervor, daß die Verzeichnung, die in einem völlig projizierten Bild auf dem Projektionsschirm wiederge-

>> geben werden kann, sich keineswegs störend auswirkt. Wenngleich zuvor immer von einem Filmprojektionssystem die Rede war. so ist dieses System entsprechend angepaßt auch bei einem Filmkamerasystem anwendbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Filmprojektionssystem mit einer Lichtquelle zum Belichten eines Films mit einer Anzahl von in einem Abstand voneinander liegenden gleichen Objektiven, die sich miteinander auf einer geschlossenen Bahn zusammen mit dem Film bewegen, mit einem auf der dem Film abgewandten Seite der Objektive befindlichen Kollimator, wobei π Objektiven π Filmbilder zugeordnet und die Filmbilder und die Objektive im Projektionsbereich jeweils auf einer gekrümmten Bahn geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Projektionsbereich das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten der >s Filmbilder (2) und der Objektive (7) auf ihrer jeweiligen Bahn (1; 6) umgekehrt proportional zum Verhältnis der Radien (r, R) der Bahnen (6,1) ist, daß im Projektionsbereich die gegenstandsseitigen Knotenpunkte der Objektive (7) entlang der Bahn (6) bewegbar sind und die Bahnen (1, 6) in einem Abstand zueinander liegen, der dem Brennpunktsabstand der Objektive (7) entspricht, und daß ebenfalls im Projektionsbereich der Abstand zwischen den gegenstandsseitigen Knotenpunkten von zwei nebeneinanderliegenden Objektiven (7) gleich oder nahezu gleich dem Mittenabitand der Filmbilder (2) ist

2. Filmprojektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es im Zusammenhang mit einem Apparat für die Filmmontage verwendet wird.

3. Filmp. ojektionssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (7) zwei positive Komponenten (8, 9) und eine negative Komponente (10) umfaßt, wob-i der gegenstandsseitige Knotenpunkt in der am stärksten brechenden positiven Komponente oder in deren Nähe liegt

4. Filmprojektionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Objektiv (7) eine solche Verzeichnung (ΔΨ) w aufweist, daß das zu einem bestimmten Punkt eines Filmbildes gehörende, aus dem Objektiv (7) austretende Bündel während der Bewegung der Filmbilder (2) und der Objektive (7) parallel zu sich selbst verschoben wird.

5. Filmprojektionssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzeichnung die Gleichung

~~

erfüllt wobei ΔΨ die Verzeichnung, Ψ der Feldwinkel eines jeden Objektivs und a eine Proportionalitätskonstante ist

6. Filmprojektionssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Proportionalitäts- konstante a gilt