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Kinematograph mit optischem Ausgleich der Licht- oder Bildwanderung
Es sind bereits Vorführungs- bzw. Aufnahmeapparate, hauptsächlich für Kinofilme,
bekannt, mit welchen die Projektion oder die Aufnahme bei kontinuierlichem Filmlauf
erfolgt und der optische Ausgleich der Licht- oder Bildwanderung durch eine Anzahl
von kreisenden und achsparallel pendelnden Spiegeln bewirkt wird, die nacheinander
an die gleiche Stelle gebracht werden. Die Erfindung besteht darin, daß die Spiegel
an einem Ende die in einem Kreis bewegten Pendellager tragen, mit ihrem anderen
Ende längs einer Führung in Gestalt etwa eines Kreises gleiten und, sich drehend,
während ihrer wirksamen Bewegung durch den Strahlengang durch den Reflexionspunkt,
das ist der eine Schnittpunkt beider Kreise (Pendellagerbewegungskreis und Führungskreis),
durchgezogen werden, so daß komplizierte Konstruktionen, übermäßige Dimensionierungen
oder schwierige und teure Herstellungsmethoden entfallen können. Die Spiegel werden
durch einfache und zuverlässige konstruktive Mittel derart bewegt, daß die Abbildung
des wandernden Filmbildes im Raum immer an die gleiche Stelle gelangt. Außerdem
wird erreicht, daß die Winkelgeschwindigkeit der Spiegelvorwärtsbewegung konstant
und proportional der Spiegelbewegung bleibt, ein Schwanken des - Bildes somit verhindert
wird, und zwar dadurch, daß jeder Spiegelwährend seiner wirksamen Bewegung durch
den Strahlengang durch die ideelle Spiegeldrehachse, das ist der Schnittpunkt von
Pendellagerbewegungskreis und Führungskreis der freien Spiegelenden, gezogen wird.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Filmprojektionsapparat in Seitenansicht,
Abb.2 das Spiegelsystem in Seitenansicht, Abb.3 eine schematische Darstellung der
bewegten Spiegel gemäß Abb.2. Abb.4 einen Querschnitt durch das Spiegelsystem nach
der Linie A-B der Abb. 2, Abb.5 einen teilweisen Schnitt senkrecht zur Drehachse
der Abb.4. Abb.6 einen Spiegel gemäß Abb. 4 mit seinen Einzelheiten, Abb. 7 eine
schematische Darstellung der Spiegel in ihren verschiedenen Reflexionslagen.
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Der Filmprojektionsapparat besteht aus einem Gehäuse i, welches auf
einer Unterlagsplatte 2 befestigt ist. In dem Gehäuse i befindet sich das Spiegelsystem.
Das Filmband 3 läuft in den Apparat über die Rolle 4. ein; wird längs einer bogenförmigen
Führung geführt, läuft über die Rolle 5 ab und wird durch die Transportvorrichtung
6 mit der Gegenrolle 7 aus dem Apparat herausgezogen. Die eintretenden Lichtstrahlen
8 werden durch einen Spiegel 9 zu dem bewegten Spiegelsystem in den Apparat hineinreflektiert
und von dort aus durch das Objektiv io auf die Bildfläche geworfen (s. Abb. i).
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Das Spiegelsystem wird auf folgende `'eise bewegt: Auf einer um eine
Achse 24 rotierenden
Scheibe ii ist eine Anzahl von pendelnden Spiegeln
12 vorgesehen, die mit Zapfen 13 in Bohrungen der Scheibe ii drehbar aufgehängt
sind. Spiralfedern $q. suchen die Spiegel immer nach einer Richtung zu drehen. Die
Spannkraft der Spiralfedern 14 kann mittels der Muttern 15 verringert oder verstärkt
werden. Die Spiegel i2 besitzen zweckmäßig rechteckige Form und tragen am äußeren
unteren Ende Rollen 16, mit welchen sie an einer Kreisführung 17 anliegen. Die Spiralfedern
14 besorgen den dauernden Andruck. Die kreisförmige Führung 17 ist gegenüber der
Kreisscheibe ii versetzt, beide Organe liegen exzentrisch zueinander. Die Scheibe
ii wird in Rotation versetzt, während der Führungsring 17 stillsteht. Die Drehung
der Scheibe ii erfolgt sehr rasch, und die Spannung der Federn 14 muß so kräftig
sein, daß ein Abheben der Spiegel durch die Zentrifugalkraft nicht erfolgen kann.
Aus Abb.3 ist ersichtlich, welche Lage die verschiedenen Spiegel, im vorliegenden
Falle sechs an der Zahl, bei ihrer Rotation einnehmen. Neben den Spiegeln ist eine
kreisbogenförmige Führung 18 für das Filmband vorgesehen, welches dieser Führung
auf der einen Seite zugeführt und von der anderen Seite abgezogen wird. Von einer
Lichtquelle wird ein Lichtkegel entweder direkt von außen auf die Führungskulisse
für das Filmband oder unter Zwischenschaltung eines zweiten Spiegelsystems geworfen
und so der Film von der Rückseite aus beleuchtet. Wie aus Abb. 3 ersichtlich, wird
das Filmband auf der Kulisse zwischen der Strecke c-a fortgeführt. Die Länge der
Kulisse entspricht der Höhe von zwei Filmbildchen, und zwar erstreckt sich in der
Mittelstellung das eine Bildchen über die Länge c-b, das andere über -die Länge
b-a. Die Spiegel sind in ihrer Lage so dimensioniert und die Scheibe ii befindet
sich in einer solchen relativ exzentrischen Lage zur Führung 17, daß sich bei der
Drehung der Scheibe ii an einem bestimmten Punkt 2o der eine Spiegel gerade an den
vorherigen Spiegel unmittelbar anschließt. Bewegt sich der Spiegel 21 weiter, so
besorgt er allein die Reflexion; kommt er in die Lage, die vorher der Spiegel 22
eingenommen hat, so hat inzwischen der Spiegel 23 die frühere Lage des Spiegels
21 erreicht, und die Spiegel 21, 23 stehen so zueinander wie vorher die Spiegel
22, 21. Im Punkt 2o bzw. in der entsprechenden spiegelnden Linie findet somit ständig
Reflexion statt.
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Der austretende Lichtstrahl 8, der zum Objektiv io geleitet wird,
muß immer die gleiche Richtung behalten; um dies zu erreichen, ist die Kulissenführung
für das Filmband in einen Kreiszylindermantel gelegt, dessen Zylinderachse durch
den Punkt 2o geht und eine am Ort verbleibende spiegelnde Linie jedes Spiegels darstellt.
Das Anschließen eines Spiegels an den anderen im Punkt 2o hat den Zweck, daß an
dieser Stelle kontinuierliche Reflexion des Lichtstrahles auftreten kann und nie
ein spiegelloser Raum entsteht, damit das laufende Bild nie unterbrochen wird. Die
Geschwindigkeit des Filmzuges und die Drehgeschwindigkeit der Scheibe ii sind so
zueinander abgestimmt, daß jeder wandernde Punkt des Filmbandes, durch den die Lichtstrahlen
zum Punkt 2o gelangen, immer so liegt, daß die Reflexion in der Richtung des austretenden
Strahles 8 erfolgt oder mit anderen Worten, daß sein Einfallswinkel sich entsprechend
der Spiegelbewegung in einer solchen Weise verändert, daß der Reflexionswinket so
liegt, wie es eine Reflexion in der konstanten Richtung zum Objektiv verlangt; d.
h. die gegenseitige Bewegung ist derart, daß die scheinbaren Spiegelbilder aller
Punkte immer in die Richtung des gleichen austretenden Strahles fallen. Der Gang
der Lichtstrahlen bei verschiedener Lage des Reflexionsspiegels 21 ist derart, daß
alle einen in der gleichen Richtung liegenden Lichtstrahl 8 ergeben, wie aus Abb.
8 ersichtlich. Der Film tritt bei Punkt c ein, der in der Verlängerung des eben
außer Wirksamkeit gelangenden Spiegels 22 liegt (s. Abb. 3). Der wandernde Punkt
wird auf seinem Wege bis b von dem inzwischen weiter wandernden Spiegel 21 in der
Richtung des Strahles 8 reflektiert. Von nun an gelangt der beobachtete Punkt des
nächsten Filmbildes in veränderter Lage zum Punkt c, während gleichzeitig der Punkt
des ersten Bildes von b nach a wandert. Auf der Projektionsfläche erscheinen nacheinander
Streifen der aufeinanderfolgenden Bilder, die sich aneinanderschließen und immer
zu einem vollkommenen Bild ergänzen.
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Dadurch, daß die Pendellager im Kreise bewegt werden und die ideelle
Spiegeldrehachse in dieser Kreisbahn liegt, wird die Spiegelvorwärtsbewegung konstant
und proportional der Spiegeldrehung gehalten, wodurch verhindert wird, daß die aufeinanderfolgenden
Bilder auf- oder abwärts schwanken.
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Die Spiegelbewegung im Raume soll derart erfolgen, daß die räumliche
Abbildung eines wandernden Filmpunktes im Raum immer an die gleiche Stelle gelangt.
Diese Forderung wird durch die Führung der Spiegel in Kreisbahnen praktisch ausreichend
erfüllt. Wenn auch ein theoretisch vollkommenes Decken aller Punktabbildungen erreicht
werden soll, dann müßte die Spiegelführung an der Stelle 2o derReflexion eine aus
dem Spiegelgesetz hervorgehende Abweichung von der Kreisform erhalten, welche jedoch
so minimal ist, daß sie praktisch als überflüssig bezeichnet werden kann.
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Die Führung muß nicht unbedingt ein Kreis sein. An ihrer wirksamen
Stelle muß die Führungskurve minimal vom Kreis abweichen. Die Abweichung ist so
klein, daß ihre Vernachlässigung
den Erfolg nur wenig beeinträchtigt
praktisch wird die so geringfügige Korrektur der Führungskurve beim Justieren der
Spiegel vorgenommen. Es kommt lediglich darauf an, die Spiegel durch einen Kippunkt
hindurchzuziehen, der auf dem Pendellagerbewegungskreis liegt.
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Die Spiegel werden durch einen Kippunkt bzw. eine Kipplinie geführt,
damit der Achsenstrahl bei jeder Lage des Filmbildes die gleiche Länge hat, wodurch
gleichbleibende Schärfe gewährleistet wird. Der Kippunkt muß außerdem in der Peripherie
des Pendellagerkreises liegen, weil dann bei gleichförmiger Bewegung der Pendellagertrommel
die Spiegel mit gleicher Winkelgeschwindigkeit gleichförmig gekippt werden. Wird
also das Filmbild mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie die Spiegeltrommel bewegt,
dann muß das Bild auf dem Schirm stillstehen.
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Die Spiegellänge wird der doppelten Exzentrizität von Zapfenbewegungs-und
Führungskreis gleichgemacht. Nur unter dieser Voraussetzung wird die Spiegelebene
während der Spiegelbewegung dauernd durch den Schnittpunkt der beiden Kreise hindurchgeführt,
wie aus rein geometrischen Gesetzen folgt.
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Das durch den Film gehende Beleuchtungsstrahlenbüschel wird auf irgendeine
Art dauernd in die optische Achse des Projektionsobjektivs geführt, um einen Beleuchtungsausgleich
zu schaffen, damit eine gleichmäßige Beleuchtung des projizierten Bildes eintritt.