DE3915174A1 - Overhead-projektor fuer verzeichnungsfreie schraegprojektion - Google Patents
Overhead-projektor fuer verzeichnungsfreie schraegprojektionInfo
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/132—Overhead projectors, i.e. capable of projecting hand-writing or drawing during action
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Overhead-Projektor, mit dem eine ver
zeichnungsfreie Schrägprojektion möglich ist.
Overhead-Projektoren, die auch als Tageslicht- oder Hellraum-Projekto
ren bezeichnet werden, sind zu einem wichtigen Arbeitsmittel bei der
Durchführung von Schulungen und Konferenzen geworden. Da diese Projek
toren unter normalen Arbeitsbedingungen in der Regel auf einem Tisch
oder einem Untergestell in Tischhöhe plaziert werden und die Projek
tion auf eine höher angebrachte Bildwandfläche erfolgt, ergibt sich
zwangsläufig eine Schrägprojektion mit mehr oder weniger starker in
der Regel nach oben gerichteter Neigung des Strahlenganges. Bei senk
recht hängenden oder senkrecht aufgestellten Bildwänden bewirkt dies
eine trapezförmige Verzeichnung des Projektionsbildes. Die Verzeich
nung ist abhängig von der Stärke (Winkelwert) der Schrägprojektion.
Sie ist um so stärker, je mehr die optische Achse des Overhead-Projek
tors von der Mittelsenkrechten der Projektionsfläche abweicht. Verbun
den mit der geometrischen Verzeichnung des Projektionsbildes sind par
tielle Unschärfen im oberen oder unteren Bildbereich. Diese ergeben
sich aus der ebenfalls durch die Schrägprojektion verursachten Abwei
chung zwischen optischer Abbildungsebene und tatsächlicher Bildwand-
Ebene.
Schließlich resultieren aus den geometrischen Bildverzeichnungen auch
Helligkeitsunterschiede im unteren und oberen Bildbereich. Diese sind
auf die unterschiedlichen Abbildungsmaßstäbe infolge der trapezförmi
gen Verzeichnung zurückzuführen. Bei der Projektion auf Bildwände mit
richtungsabhängigen Reflexionseigenschaften wird das Phänomen der
Helligkeitsunterschiede im oberen und unteren Bildbereich zusätzlich
durch die sich bei Schrägprojektion zwangsweise ergebenden Unsymme
trien in der Verteilung der Strahlen-Einfallswinkel verstärkt.
Gegenstand der Erfindung ist es daher, einen Overhead-, Tageslicht-
oder Hellraum-Projektor zu konstruieren, der die vorstehend aufge
führten Nachteile vermeidet und mit dem auch bei einer Schrägprojek
tion in praxisüblichen Winkelbereichen eine verzeichnungsfreie Bild
wiedergabe sowie eine gleichmäßige Schärfen- und Helligkeitsverteilung
über die gesamte Bildfläche möglich sind.
Ein Overhead-Projektor nach der Erfindung ist an einem Beispiel in
Fig. 1 dargestellt. Gemäß dem Stand der Technik besteht der Projektor
im wesentlichen aus einer Lichtquelle 1, die mit einem Hilfsspiegel 2
ausgerüstet sein kann, aus einer großformatigen Kondensorlinse 3,
vorzugsweise einer Fresnellinse sowie aus einem Objektiv 4 mit Um
lenkspiegel 5, das an einem Tragarm 6 oberhalb der Kondensorlinse 3
befestigt ist. Im Detail kann dieses Grundsystem unterschiedlich abge
wandelt und erweitert werden. Anstelle des in Fig. 1 dargestellten
Durchlicht-Projektionssystems mit Kondensorlinse 3 kann auch ein Auf
licht-System verwendet werden, bei dem als Kondensorlinse ein großfor
matiger Linsen-Spiegel mit entsprechenden Eigenschaften benutzt wird.
Overhead-Projektoren nach der Erfindung unterscheiden sich dadurch von
den bisher bekannten Konstruktionen, daß gem. Fig. 1 die optische Ach
se von Projektionsobjektiv 4 um den Betrag Δ D gegen die optische
Achse von Kondensorlinse 3 in Bildwandrichtung verschoben ist.
Gleichzeitig ist die optische Achse von Objektiv 4 um einen Winkel δ ge
gen die Mittelsenkrechte von Kondensorlinse 3 geneigt. Korrespondie
rend zu dieser Neigung und zur Neigung 8 der idealen Bildebene E zur
realen Bildebene E′, wie sie z. B. durch eine senkrecht hängende Bild
wand vorgegeben wird, ist die Vorlagen-Auflagefläche 7 gegen die ho
rizontale Ebene von Kondensorlinse 3 um den Winkel α geneigt. Die
sich aus der seitlichen Objektivverschiebung Δ D ergebende Neigung
der aktuellen optischen Achse gegen die Senkrechte entspricht dem Win
kel β. Die Größen der einzelnen Winkelneigungen α, β, γ und δ sind so
gewählt, daß das gesamte System möglichst optimal den optischen Abbil
dungsgesetzen genügt. Jeder Punkt der Vorlagenebene 7 wird in einem
korrespondierenden Bildpunkt der realen Abbildungsebene E′ darge
stellt. Für jedes Punktepaar in der Vorlagen- und Abbildungsebene gilt
mit möglichst guter Annäherung die Beziehung:
wobei f die Brennweite von Projektionsobjektiv 4 bedeutet,
a die Objektweite und b die Bildweite ist.
Bei Overhead-Projektoren nach der Erfindung wird das angestrebte Re
sultat, auch bei relativ starker Schrägprojektion mit Neigungswinkeln γ
der aktuellen optischen Achse gegen die Horizontale von bis zu 15°
ein verzeichnungsfreies und in allen Bereichen möglichst scharfes Pro
jektionsbild auf einer senkrecht hängenden Leinwand in der Ebene E′ zu
erhalten, im wesentlichen durch folgende Maßnahmen und Geräteeigen
schaften erzielt:
a. Das Projektionsobjektiv 4 ist um den Betrag Δ D in Richtung auf die
Projektionsleinwand gegen die Mittelsenkrechte (Optische Achse) von
Kondensorlinse 3 verschoben. Dies entspricht einer Neigung der
realen optischen Achse des Systems um den Winkel β gegen die Mit
telsenkrechte auf Kondensorlinse 3.
b. Die optische Achse von Projektionsobjektiv bzw. Projektionslinse 4
ist um den Winkel δ gegen die Senkrechte geneigt.
c. Die Vorlagenebene 7 ist um den Winkel α gegen Horizontale (Ebene
von Kondensorlinse 3) geneigt. Dabei sind die Größen der Winkel α, β
und δ korrespondierend zur Größe des Winkels γ der Schrägprojektion
bzw. zur Neigung der idealen Bildebene E gegen die reale Bildebene
E′ so optimiert, daß die Abbildungsformel
mit möglichst guter Annäherung erfüllt wird.
d. Die Wirkung der erfindungsgemäßen Projektionseinrichtung zur Erzie
lung einer verzeichnungsfreien Schrägprojektion ergibt sich
zunächst einmal durch die Verschiebung von Objektiv 4 um den
Betrag Δ D in Richtung auf die Projektionsfläche zu. Dadurch wird
die auf einer senkrecht in der Ebene E′ angebrachten Bildfläche
dargestellte Abbildung zunächst einmal innerhalb eines gewissen
Bereichs verzeichnungsfrei nach oben verschoben, was dem angestreb
ten Resultat entspricht.
e. Bei weiterer Bildverschiebung nach oben durch Vergrößerung der
Neigung γ der Projektionsachse gegen die senkrecht hängende Bild
wandfläche würde sich trotz der Parallelverschiebung von Objektiv 4
um den Betrag Δ D ab einer bestimmten Größe der Neigung γ eine
deutliche trapezförmige Verzeichnung der Abbildung ergeben, wobei
die obere Kante der Abbildung einer rechteckigen Vorlagenfläche
deutlich breiter als die entsprechende untere Kante dargestellt
wird.
Um diesen Effekt weitgehend oder vollständig auszugleichen, wird
die Vorlagenfläche 7 um den Winkel α im Uhrzeigersinn gegen die
Horizontale geneigt. Durch diese Maßnahme werden nach dem Abbil
dungsgesetz Längen, die im oberen Bereich der auf der Bildfläche
E′ wiedergegebenen Abbildung erscheinen, in kleinerem Maßstab dar
gestellt. Diese Reduzierung des Abbildungsmaßstabes im oberen Bild
bereich durch Neigung der Vorlagenfläche 7 gleicht weitgehend oder
vollständig die trapezförmige, gegensinnig gerichtete geometrische
Verzeichnung der Abbildung aus. Dadurch kann auch bei starker
Schrägprojektion eine geometrisch weitgehend verzeichnungsfreie Ab
bildung erzielt werden.
Da sich durch die Neigung von Abbildungsebene 7 jedoch abgesehen
von der positiven Veränderung der geometrischen Darstellung Ver
schlechterungen der Abbildungsschärfe im oberen und unteren Bild
bereich in der realen Bildebene E′ ergeben, wird das Projektionsob
jektiv bzw. die Projektionslinse 4 um den Winkel δ gegen die Hori
zontale und daraus resultierend um den Winkel β+δ gegen die aktu
elle optische Achse s′ geneigt, um die Abbildungsschärfe in allen
Bereichen des projizierten Bildes zu optimieren.
Bei allen beschriebenen Maßnahmen ist davon auszugehen, daß die Ab
bildungsgesetze nicht exakt erfüllt werden, sondern daß jeweils nur
eine möglichst optimale, für den praktischen Gebrauch jedoch ver
wendbare Annäherung mit bestmöglichen Ergebnissen erzielt wird.
In der Praxis sind in Abhängigkeit von den speziellen Auslegungsdaten
des Gesamtsystems mit Overhead-Projektoren nach der Erfindung Schräg
projektionen mit Winkelabweichungen bis zu ca. 15° und mehr gegen die
Bildwandachse möglich, ohne daß störende trapezförmige Verzeichnungen,
partielle Bildflächen-Unschärfen oder Helligkeitsunterschiede sicht
bar werden.
Um Overhead-Projektoren nach der Erfindung unterschiedlichen räumli
chen Gegebenheiten und Nutzungs-Anforderungen leichter anzupassen,
können die Halterungs- und Befestigungseinrichtungen für die Vorlagen
fläche 7, für die Objektivneigung und die Objektivverschiebung gegen
die Achse der Kondensorlinse 3 verstell- und justierbar ausgeführt
werden. Die Verstell- und Justiereinrichtungen können entweder für
einzelne der erwähnten Parameter oder für alle vorgesehen werden. Es
besteht aus Gründen der Vereinfachung auch die Möglichkeit, die Pa
rameterwerte und Justagepositionen anhand von Erfahrungswerten mög
lichst optimal festzulegen und die entsprechenden Geräte, Befestigun
gen und Justiereinrichtungen demgemäß zu fixieren.
Durch die im Uhrzeigersinn erfolgende Neigung der Vorlagenfläche 7 ge
gen die Senkrechte wird zusätzlich ein vorteilhafter Blendschutz für
den Referenten erreicht. Bei Overhead-Projektoren gemäß Stand der
Technik ergibt sich durch diffuse Abstrahlung von der Vorlagenfläche
eine zum Teil erhebliche Blendung des Referenten, was insbesondere bei
zeitlich ausgedehnter Arbeit mit Overhead-Projektoren als störend em
pfunden wird.
Overhead-Projektoren nach der Erfindung verbessern die Projektionsqua
lität und erhöhen durch verzeichnungsfreie Projektion die Lese- und
Erkennbarkeit der dargestellten Abbildungen. Sie eignen sich daher
vorteilhaft für zahlreiche Anwendungen im Konferenz- sowie Schulungs-
und Ausbildungsbereich.
Claims (2)
1. Overhead-, Tageslicht- oder Hellraum-Projektor mit Beleuchtungs
system (1, 2), Kondensorlinsensystem (3), Abbildungsobjektiv (4), Umlenk
spiegel (5) und Objektiv sowie Spiegelhalterung (6), dadurch
gekennzeichnet,
daß die optische Achse von Projektionsobjektiv (4) gegen die Mittel senkrechte von Kondensorlinse (3) um den Betrag Δ D entsprechend einer Neigung β gegen die Senkrechte verschoben ist,
daß das Projektionsobjektiv (4) um den Winkel w gegen die Mittelsenk rechte von Kondensorlinse (3) und um den Winkelbetrag δ+β gegen die reale optische Achse s′ des Systems geneigt ist,
daß die Vorlagen-Auflagefläche (7) gegen die horizontale Ebene von Kondensorlinse bzw. Kondensorsystem (3) um den Winkelbetrag α geneigt ist,
daß die Objektivverschiebung Δ D sowie die entsprechende Neigung der realen optischen Achse, die Neigung α der Vorlagenebene (7) und die Neigung δ des Projektionsobjektivs (4) so korrespondierend zuein ander und zur Neigung γ der Projektionsachse gegen die Bildwand ebene E′ aufeinander abgestimmt sind, daß das Abbildungsgesetz optimal erfüllt wird, wobei a die Objektweite und b die dazugehöri ge Bildweite bedeuten.
daß die optische Achse von Projektionsobjektiv (4) gegen die Mittel senkrechte von Kondensorlinse (3) um den Betrag Δ D entsprechend einer Neigung β gegen die Senkrechte verschoben ist,
daß das Projektionsobjektiv (4) um den Winkel w gegen die Mittelsenk rechte von Kondensorlinse (3) und um den Winkelbetrag δ+β gegen die reale optische Achse s′ des Systems geneigt ist,
daß die Vorlagen-Auflagefläche (7) gegen die horizontale Ebene von Kondensorlinse bzw. Kondensorsystem (3) um den Winkelbetrag α geneigt ist,
daß die Objektivverschiebung Δ D sowie die entsprechende Neigung der realen optischen Achse, die Neigung α der Vorlagenebene (7) und die Neigung δ des Projektionsobjektivs (4) so korrespondierend zuein ander und zur Neigung γ der Projektionsachse gegen die Bildwand ebene E′ aufeinander abgestimmt sind, daß das Abbildungsgesetz optimal erfüllt wird, wobei a die Objektweite und b die dazugehöri ge Bildweite bedeuten.
2. Overhead-, Tageslicht- oder Hellraum-Projektor nach Anspruch 1,
dadurch besonders gekennzeichnet,
daß anstelle einer Durchlicht-Kondensorlinse oder eines Kondensor
systems (3) ein Auflicht-Spiegelkondensor oder Auflicht-Spiegelkon
densorsystem benutzt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893915174 DE3915174A1 (de) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | Overhead-projektor fuer verzeichnungsfreie schraegprojektion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893915174 DE3915174A1 (de) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | Overhead-projektor fuer verzeichnungsfreie schraegprojektion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3915174A1 true DE3915174A1 (de) | 1990-11-15 |
Family
ID=6380335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893915174 Withdrawn DE3915174A1 (de) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | Overhead-projektor fuer verzeichnungsfreie schraegprojektion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3915174A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5530496A (en) * | 1993-03-05 | 1996-06-25 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Overhead projector |
-
1989
- 1989-05-10 DE DE19893915174 patent/DE3915174A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5530496A (en) * | 1993-03-05 | 1996-06-25 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Overhead projector |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |