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Spiegelschraubeneinrichtung zur mittelbaren Betrachtung einer linienförmigen
Lichtquelle Es sind bereits Bildzusammensetzvorr ichtungen bekanntgeworden, bei
denen die Bildzusammensetzung durch längs einer Drehachse unter gleichem Winkel
versetzt angeordnete Spiegellamellen in Verbindung mit einer linienförmigen Lichtquelle
parallel zur Drehachse erfolgt, und zwar derart, daß jeder Bildzeile ein Spiegel
zugeordnet ist. Um die Bildzusammensetzung gleichmäßig und lülckenlos zu gestalten,
sind die Spiegel auf den Winkelraum von 36o° gleichmäßig verteilt, so daß mit einer
Umdrehung der Spiegelschraube ein ganzes Bild zusammengesetzt wird; bei der nächsten
Umdrehung der Schraube schließt sich diesem Bild das nächste lückenlos an. Geht
man zur Verfeinerung der Bildrasterung über, so werden entsprechend der hohen Zeilenzahl
viele Spiegellamellen mit nur kleinem Versetzungswinkel benötigt. Die dadurch erreichte
große Bildschärfe hat jedoch eine Reihe von störenden Nachteilen zur Folge.
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Die Beobachtungsentfernung sowie die Entfernung von Spiegelschraube
und Lichtquelle sind nämlich nicht willkürlich klein zu machen, wenn das Bild nicht
verzerrt erscheinen soll. Es hat sich gezeigt, daß die Betrachtungsentfernung B
sowohl von der Lampenentfernung L als auch von der Zeilen- bzw. Spiegelbreite b
und Zeilenzahl Z abhängig ist. Es gilt für den Fall, daß Betrachtungs- und Lampenentfernung
groß gegenüber der Bildbreite und Bildhöhe sind, ein dem Linsengesetz
analoges Gesetz. Es ist dies auf die Tatsache zurückzuführen, daß man. bei subjektiver
Betrachtung einer parallel zur Drehachse linienförmigen angeordneten Lichtquelle
über die Spiegelschraube eine Lichtfläche sieht. Sie wirkt also optisch wie ein
Zylinderspiegel. Für die Brennweite F ergibt sich ein von der Spiegelbreite und
Spiegelzahl abhängiger Wert, nämlich
der auf Grund folgender .Überlegungen nachprüfbar ist: Bei einer vollen Umdrehung
(a uz) der Spiegelschraube werden Zeilen Z gesehen. Eine Zeile erscheint also vollständig
während einer Drehung des Spiegels um a
Denkt man sich L und B gleich groß, so decken sich dieeinfallenden
und reflektierten Strahlen, und der Winkel, den die äußersten Strahlen, d. h. die
Strahlen zum Zeilenanfang und Zeilenende, einschließen, ist ebenfalls gleich dem
Winkel a und, wie sich aus den entstehenden rechtwinkligen Dreiecken ohne weiteres
ablesen läßt, gleich
wenn man,
was bei kleinen Winkeln zulässig ist, an Stelle des Sinus
des Winkels den Winkel selbst setzt. Es ist dann
Vergleicht man dieses Ergebnis mit der Gleichung für das Linsengesetz
so zeigt sich, daß beide identisch sind, denn es ist für B voraussetzungsgemäß L
eingeführt. Aus der Gleichung für die Spiegelschraube lassen sich nun folgende Ergebnisse
ableiten. Mit wachsender Zeilenzahl Z wird
kleiner, F also größer, was sowohl eine Vergrößerung der Betrachtungs- als auch
der Lampenentfernung nach sich zieht. Man könnte, wie ebenfalls aus der Formel zu
sehen ist, eine ungünstig groß gewordene Betrachtungsentfernung durch entsprechendes
Vergrößern der Lampenentfernung verkleinern, was jedoch andere Nachteile verursacht.
Die Lichtverluste werden größer, so daß die Bildhelligkeit abnimmt. Damit über den
obersten und untersten Spiegel noch Licht von der streifenförmigen Lichtquelle ins
Auge des Betrachters gelangen kann, muß diese entsprechend der größeren Enfernung
von Spiegel und Lichtquelle länger werden. Ferner geht aus der Formel in Analogie
zu den Verhältnissen bei Linsen hervor, daß die optische Einstellung immer auf der
Seite der kürzeren Entfernung empfindlicher ist. Bei kleinen Entfernungsänderungen
würde demnach der Beobachter das Bild schon verzerrt sehen. Infolgedessen inuß man
bei praktischer Ausführung die Lampenentfernung gleich bzw. kleiner als die Betrachtungsentfernung
wählen.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht es nun, die Lampen- als auch
die Betrachtungsentfernung weitgehend zu verringern, indem die Spiegel nicht auf
den Winkel 2 uz, sondern 7a -:2 n aufgeteilt werden. lt ist dabei ganzzahlig. In
den Abb. i und 2 ist die alte und neue Anordnung nebeneinander schematisch dargestellt.
- Wie aus dem Grundriß zu sehen ist, sind um die gemeinsame Achse i die Spiegellamellen
2, 3, q. unter gleichen Winkeln versetzt angeordnet. Es ist beispielsweise eine
Spiegelschraube mit 9o Spiegeln gewählt. In der alten Anordnung beträgt der Winkel
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spiegeln
Die Spiegel bilden hier nur einen Schraubengang mit großer Steigung (Abb. i). In
der erfindungsgemäßen Anordnung bilden die Spiegel zwei, drei oder mehr Schraubengänge
bei sonst unveränderten Spiegelabmessungen. In der Abb.2 sind beispielsweise drei
Schrauhengänge angenommen. Der Winkel, um den aufeinanderfolgende .Spiegel versetzt
sind, beträgt
Rechnet man für das Beispiel von go Zeilen und einer Spiegelbreite von 9o mm und
der Höhe von i mm den kleinsten Betrachtungs- und Lampenabstand aus, so ergibt sich
dafür, wenn beide Entfernungen gleichgemacht werden, ein Abstand von über 2,5m.
Es bedeutet natürlich einen großen Nachteil, wenn man ein Bild von 9 # 9 cm aus
einer solchen Entfernung betrachten muß. In dem gemäß der Erfindung oben angegebenen
Beispiel wird dieser Abstand bei drei Schraubengängen auf 1/3 verkleinert. Die Spiegelschraube
für das go-Zeilen-Bild scheint also aus drei einfachen Spiegelschrauben für 30 Zeilen
mit entsprechend kleiner Höhe zusammengesetzt zu sein. Die kleinste Betrachtungsentfernung
entspricht jedenfalls einer 3o-Zeilen-Spiegelschraube.
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Soll die gleiche Bildwechselzahl in der Sekunde aufrechterhalten -bleiben,
so muß, wie leicht einzusehen ist, die Spiegelschraube jetzt die dreifache Umdrehungszahl
ausführen. Da in der ganzen Spiegelschraube jeweils drei Spiegel die gleiche Winkelstellung
besitzen, müssen, um das gleichzeitige Erscheinen von drei Bildpunkten zu vermeiden,
jeweils zwei abgedeckt sein. Dies wird gemäß der weiteren Erfindung durch eine die
Spiegelschraube umgebende Trommel mit einem schraubenförmigen Schlitz erzielt. Eine
beispielsweise Ausführungsform ist aus den Abb. 3 und q zu ersehen. Die Achse i
trägt eine Dreifach-Spiegelschraube. Der diese umgebende Zylinder 5 ist mit einem
eingängigen schraubenförmigen Schlitz 6 versehen, dessen Ganghöhe derjenigen der
Spiegelschraube entspricht. Die Blendentrommel rotiert mit der Umdrehungszahl des
Bildwechsels, also dreimal so, langsam als die Spiegelschraube. Auf diese Weise
werden 2(3 der Spiegelschraube, jeweils abgedeckt, und während dreier Umdrehungen
der Spiegelschraube wird jeder Teil derselben einmal freigegeben. In der. Abb. 3
besitzen beide Teile (Spiegelschraube und Blende) die gleiche Antriebsquelle; die
gegenseitige Kupplung mit richtigem Übersetzungsverhältnis geschieht durch Zahnräder
7, 8, g, 10. In gleicher Weise können aber auch Reibradübersetzungen verwendet werden.
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Eine besonders zweckmäßige Anordnung wird dann erhalten, wenn man
Spiegelschraube und Blende getrennt voneinander durch Synchronmotore antreibt. Durch
geeignete Wahl der Polpaarzahlen entsprechend den Drehzahlen (das Produkt aus Polpaarzahl
und Drehzahl ist bekanntlich konstant) ist der Betrieb der Synchronmotore am gleichen
Netz möglich.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung
besteht in der Möglichkeit der Verwendung kleiner Lichtquellen und Betrachtungsentfernungen
sowie der Erzielung großer Bildhelligkeiten. Bei dieser Ausführung ist es auch möglich,
ohne weiteres Spiegelschraube und Lichtquelle in einem gemeinsamen Gehäuse unterzubringen.