DE599844C - Einrichtung zur elektrischen Regelung der Intensitaet eines Lichtstrahlenbuendels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Intensität eines Lichtstrahlenbündels durch elektrostatische Steuerung der wirksamen öffnung einer in den Lichtstrahl enwag geschalteten Blende. Man hat bereits eine Einrichtung dieser Art so aufgebaut, daß ein band- ader streifenförmiges Organ von außerordentlich geringem Gewicht schwingbeweglich um einen Stützzapfen zwischen parallelen Elektroden so angeordnet wurde, daß dieses' Organ und eine der beiden Elektroden in Gemeinschaft die Wirkung einer Verschlußblende ausüben. Die Richtkraft ist hier äußerst klein, weil man ersichtlich keine erheblichen Kraft-Wirkungen elektrostatischer Felder erhält. Deshalb muß das Trägheitsmoment des schwingbeweglichen Organs nach Möglichkeit klein gemacht werden, was zu ganz winzigen Abmessungen nötigt. Abgesehen von der dabei nicht vermeidbaren starken Empfindlichkeit gegen Störbeeinflussungen jeglicher Art und der dabei bedingten Inkonstanz der Eichung läßt eine solche Anordnung nur das Nutzbarmachen von Lichtstrahlenbündeln sehr kleiner Erstreckung zu. Den heutzutage selbstverständlichen Ansprüchen der Praxis genügt eine derartige Einrichtung nicht, besonders wenn es sich um die Herstellung von Phonogrammträgern für die Zwecke des Tonfilms und Tonbildfilms handelt. Für ortsbewegliche Aufnahmeapparaturen kommt eine solche Einrichtung überhaupt nicht in Frage.

Die Einrichtung nach der Erfindung eignet sich besonders für die Benutzung bei der Herstellung der vorerwähnten Phonogrammträger. Sie ermöglicht die Benutzung räumlich vergleichsweise stark ausgedehnter Lichtquellen, gestattet also ein Arbeiten mit größtmöglicher Ergiebigkeit in optischer Beziehung. Sie ist in der Herstellung sehr einfach, weil keine ■besonders winzig zu haltenden Teile vorhanden sind. Sie arbeitet mit beweglichen Systemen, denen eine beträchtliche Richtkraft erteilt zu wenden vermag. Aus diesen Gründen ist die Einrichtung nach der Erfindung praktisch !unempfindlich gegen Störbeeinfkissungen, zeichnet sich »dagegen durch eine Reihe von Vorteilen aus, die nach geschehener Erläuterung von Ausführungsformen gestreift werden.

Nach der Erfindung ist wenigstens ein die öffnung bestimmender Wirkteil der Blende an wenigstens einem Spanndraht bewegbar in bezug auf wenigstens eine ortsfeste Elektrode aufgehängt und der Kraftwirkung eines elakirischen Felds zwischen Blende und Elektrode bzw. Elektroden unterworfen. Man kann also einteilige oder mehrteilige Blenden benutzen. Bewegliche Teile können an nur einem oder an mehreren Spanndrähten aufgehängt sein. Daraus ergibt sich eine große Mannigfaltigkeit von Ausführungsformen, zumal man sowohl Rotations- als auch Translationsbewegungen zu Zwecken der Intensitätsregelung .nutzbar machen kann.

Bei einer Einrichtung nach der Erfindung mit einer an zwei Spanndrähten aufgehängten einteiligen Blende besteht diese aus einer

zwei ortsfesten Elektroden drehbeweglich zugeordneten blattförmigen Scheibe aus Leichtmetall mit einem in der Spanndrahtachse liegenden schmalen Längsschlitz. Diese Ausführungsform ist schematisch in Abb. ι und 2 dargestellt. Die Spanndrähte sind mit c?_t und d₂ bezeichnet, und die Feder/ deutet an, daß man die Richtkraft durch eine Vorspannung erhöht; man wird die Einrichtung so treffen, daß die Spannung der Feder / und damit die Richtkraft des drehbeweglichen Systems einstellbar ist. Die mit den Spanndrähten Ci₁ und ci₂ zusammengesetzte Blende b hat einen in der Spanndrahtachse liegenden Längsschlitz s, und am Blendenort wird durch die Abbildungsoptik 0 ein reelles Bild der Lichtquelle Z erzeugt. Die feststehenden Elektroden sind mit e_x und e₂ bezeichnet, und die Schaltung kann dabei beispielsweise so erfolgen, wie es Abb. 2 andeutet. Zwischen den Eelektroden e_x und e₂ wind ein Potentialunterschied aufrechterhalten; das erfolgt mittels der Spannungsquelle q. Zwischen ihr, etwa zwischen ihrem Symmetriepunkt χ und dem drehbeweglichen System, verläuft eine elektrische Verbindungsleitung y, die eine Impedanz ζ enthält, die vorzugsweise eine Wicklung eines Wandlers sein kann. Entsprechend den zwischen dem drehbeweglichen- System einerseits und den Elektroden andrerseits erzeugten und durch ζ und y übermittelten Potentialunterschieden ändert sich die Lage der Blende & und damit die Intensität des von / ausgehenden Lichtstrahlenbündels. Die eindeutige Beziehung zwischen der Intensität des zu steuernden Lichtstrahlenbündels und dem wirksamen Potentialunterschied zwischen dem bewegten Teil und den feststehenden Teilen kann man bekanntlich verschieden gestalten, je nachdem man heterostatisch (Abb. 2) oder idiostatisch schaltet.

Bei einer anderen Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung mit einem an einem Spanndraht aufgehängten Blendenwirkteil ist dieser ein mit seinem einen Endteil einem ortsfesten Führungsstück zwecks Bildung des Blendenschlitzes und mit seinen diesem Führungsstück abgewandten anderen Endteilen einer ortsfesten Elektrode zugeordnetes und nur in einer Ebene durch den Spanndraht bewegliches,wesentlich scheibenförmiges Leichtmetallstück. Diese Ausführungsform ist in Abb. 3 schematisch dargestellt, Abb. 4 und 5 deuten Einzelteile an. Die Blendenscheibe b ist an einem Spanndraht d befestigt, der im Regelfall lang bemessen wird und dessen Spannung einstellbar sein möge. Die Abblendung erfolgt durch Zusammenwirken, der Außenkante k der Blendenscheibe & mit einem Kantenpaar Ji₁, fe₂ eines nach Abb. 4 gestalteten und fest angeordneten, wesentlich U-förmigen Führungsstücks g, das der Blendenscheibe b nur eine Bewegung in Richtung ihrer zugleich durch die Achse des Spanndrahts d gehenden Ebene ermöglicht. Eine solche Bewegung erfolgt unter dem Einfluß elektrostatischer Kräfte, die zwischen der feststehenden Elektrode e und einem dem Führungsstück g abgewandten Endteil t der Blendenscheibe wirksam werden, wenn die Potentialdifferenz zwischen e und t geändert wird. Es ist für manche Zwecke vorteilhaft, die dem Endteil t der Blendenscheibe b zugewandte Kante der festen Elektrode e rundschneidenartig zu gestalten und den Endteil t der Blende b so auszubilden, wie es Abb. 3 und 5 veranschaulichen; durch diese Anordnung wird nämlich das Bestreben der Blendenscheibe unterdrückt, bei Bewegungen zu ecken. Bei ausreichender Spannung des Drahts d kann man er reichen, daß die Blendenscheibe b dem Führungsstück g nicht anliegt, und man kann die im veranschaulichten Ausführungsbeispiel vorhandenen vorspringenden Lappens alsdann ganz fortlassen und statt des Führungsstücks g-ein Blechstück anordnen. Eine solche Anordnung leitet über zu einer Ausführungsform, bei der nach der Erfindung zwei im wesentlichen formgleiche und spiegelbildlich angeordnete Blendenscheiben verwendet werden, deren jede aus einem Isolierteil und einem Metallteil besteht und an einem vergleichsweise langen Spanndraht befestigt ist und die in der Ebene durch diese Spanndrähte bewegt werden, unter dem Einfluß elektrostatischer Kräfte, die von zwei feststehenden Elektroden bestimmt sind. Abb. 6 veranschaulicht schematisch ein Aus führ ungsbeispiel einer solchen Einrichtung nach der Erfindung und deutet eine Schaltmöglichkeit an. Jede der Blendenscheiben ist aus einem Isolierteir&i bzw. b₂ und einem Metallteil b_n bzw. &22 zusammengesetzt; die so entstehenden Gebilde sind an Spanndrähten Ci₁ bzw. d₂ befestigt und im Raum zwischen zwei feststehenden Elektroden e_x und e₂ mit schneidenartigen Kanten in einer Ebene beweglich, die durch die Kantenschneiden und die Spanndrähte bestimmt ist. Bei derartigen Bewegungen ändert sich die Breite des Schlitzes s, den no die Isolierteile der Blendenscheiben b_x und &₂ gemeinsam ausbilden. Die Schlitzbreite ist eindeutig abhängig von den wirksamen Potentialunterschieden, und das Gesetz dieser Abhängigkeit wird durch die S chaltung bestimmt.

Die Einrichtung- nach- der Erfindung kann trotz Verwendung stabiler Einzelteile in allen Fällen sehr gedrungen gestaltet werden. Zugleich kann man auch die Abstände der in Wirkverbindung tretenden Teile sehr klein halten und so mit vergleichsweise großen elektrostatischen Kräften arbeiten. Sämtliche

Spannungsquellen können klein bemessen werden, da ihnen praktisch kein Strom entnommen wird. Die Richtkraft des beweglichen Systems kann sehr groß gemacht werden, so daß man die Eigenfrequenz außerordentlich hoch einstellen, beispielsweise bequem in die höchsten Bereiche tonfrequenter Schwingungen verlegen kann. Das gilt auch für vergleichsweise kompakte Blenden bzw. Blendenteile; es ist überhaupt ein Vorteil der Einrichtung nach der Erfindung, daß man nicht gezwungen ist, die durch elektrostatische Kräfte bewegten Teile winzig zu gestalten, um zu hohen Eigenfrequenzen zu gelangen. Frei-Hch kann man es auch so einrichten, daß die Eigenfrequenz des beweglichen Systems kleiner als die kleinste der zur Einwirkung kommenden Schwingungsfrequenzen ist. Das hat man durch Änderungen der Richtkraft vollkommen in der Hand.

Infolge des sehr einfachen Aufbaus aller Teile ist die Konstanz der Eichung vor allem bei großer Richtkraft zuverlässig gewährleistet, besonders wenn man die gesamte Einrichtung in einem Gefäß unterbringt. Dies Gefäß, das wenigstens teilweise lichtdurchlässig ist, kann gasgefüllt oder auch ein Vakuumgefäß sein; man hat durch die Wahl des Gasdrucks ein Mittel, in vorgegebener Weise auf die Dämpfung des beweglichen Systems einzuwirken, und geht zugleich störenden Einflüssen von Isolationsschwierigkeiten aus dem Weg.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Regelung der Intensität eines Lichtstrahlenbündels durch elektrostatische Steuerung der wirksamen Öffnung einer in den Lichtstrahlenweg geschalteten Blende, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein die Öffnung bestimmender Wirkteil der Blende an wenigstens einem Spanndraht bewegbar in bezug auf wenigstens eine ortsfeste Elektrode aufgehängt und der Kraftwirkung eines elektrischen Felds zwischen Blende und Elektrode bzw. Elektroden unterworfen ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einem an zwei Spanndrähten aufgehängten Blendenwirkteil, dadurch gekennzeichnet, daß dieser eine zwei ortsfesten Elektroden drehbeweglich zugeordnete blattförmige Scheibe aus Leichtmetall mit einem in der Spanndrahtachse liegenden schmalen Längsschlitz ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einem an einem Spanndraht aufgehängten Blendenwirkteil, dadurch gekennzeichnet, daß dieser ein mit seinem einen Endteil einem ortsfesten Führungsstück zwecks Bildung des Blendenschlitzes und mit seinen diesem Führungsstück abgewandten anderen Endteilen einer ortsfesten Elektrode zugeordnetes und nur in einer Ebene durch den Spanndraht bewegliches, wesentlich scheibenförmiges Leichtmetallstück ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 mit zwei an wenigstens je einem Spanndraht aufgehängten Blendenwirkteilen, dadurch gekennzeichnet, daß diese je aus wesentlich formgleichen und zwecks Bildung des Blendenschlitzes durch einander zugekehrte Wirkkanten spiegelbildlich angeordneten und nur in der Ebene durch die Spanndrahte beweglichen Isolierscheiben und je einer ortsfesten Elektrode zugeordneten Leichtmetallscheiben zusammengesetzt sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4, gekennzeichnet durch die Anordnung aller Elektroden, Blendenteile und Stützmittel im Innern eines wenigstens teilweise lichtdurchlässigen und gasgefüllten oder nach Möglichkeit.gasfreien Gefäßes.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen