DE632385C - Projektionsoptik - Google Patents
ProjektionsoptikInfo
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- DE632385C DE632385C DET37799D DET0037799D DE632385C DE 632385 C DE632385 C DE 632385C DE T37799 D DET37799 D DE T37799D DE T0037799 D DET0037799 D DE T0037799D DE 632385 C DE632385 C DE 632385C
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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
- G03B41/00—Special techniques not covered by groups G03B31/00 - G03B39/00; Apparatus therefor
- G03B41/02—Special techniques not covered by groups G03B31/00 - G03B39/00; Apparatus therefor using non-intermittently running film
- G03B41/04—Special techniques not covered by groups G03B31/00 - G03B39/00; Apparatus therefor using non-intermittently running film with optical compensator
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
8. JULI 1936
REICHSPATENTA.MT
PATENTSCHRIFT
M 632 KLASSE 42 h GRUPPE 6
T 37799 1X142 h
Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. November 1929 ab
ist in Anspruch genommen.
Die Erfindung betrifft eine Projektionsoptik, insbesondere für die Nahprojektion
von Kinofilmen. Diese Art der Projektion wird mit Vorteil für Durchprojektion (also
von der Rückseite des Schirmes her) benutzt, beispielsweise für Heimkinoapparate oder für
Reklameapparate, die in Schaufenstern aufgestellt sind. In diesen Fällen muß die
Brennweite des Projektionsobjektivs im Verhältnis zur Größe des Filmbildes kurz sein,
so daß man, wenn Projektionssysteme nach Art gewöhnlicher photographischer Objektive
benutzt werden, auf ungeeignete Konstruktionen kommt. Demgegenüber wird eine weitwinklige, in sich korrigierte Projektionsoptik
benutzt, die aus einem positiven, dem Bildfenster näher liegenden Systemteil und einem
Systemteil negativer Brennweite besteht und gestattet, trotz beschränkter Raumverhältnisse
und nur kleinem Abstand zwischen dem Projektionsapparat und dem Bildschirm, genügend
vergrößerte Bilder zu erhalten.
Es sind schon Projektionsobjektive bekannt, die aus einem positiven und einem
negativen Systemteil zusammengesetzt sind. Insbesondere ist vorgeschlagen worden, für
die Projektion von Filrnen eine Negativlinse zu verwenden, die nach Bedarf zwecks Vergrößerung
der Bilder auf dem Bildschirm auf das eigentliche Objektiv von gewöhnlicher Bauart aufgesteckt wird. Abgesehen davon,
daß eine so zusammengestellte Projektionsoptik nicht in sich korrigiert ist, war bei
diesem älteren Vorschlag überhaupt nicht daran gedacht worden, diejenigen besonderen
Brennweitenverhältnisse der S3-stemteile zu
wählen, durch die günstige Öffnungsverhältnisse für die Projektionsoptik und damit große
Leistungen erreicht werden können.
Eingehende Untersuchungen haben gezeigt, daß die kleinsten und daher günstigsten Öffnungsverhältnisse
für die Systemteile bei gegebenem Öffnungsverhältnis des Gesamtsystems erhalten werden, wenn nach der Erfindung
die Brennweite des positiven Systemteils etwa das i1/..- bis 21/2-fache der Brennweite
des ganzen Projektionssystems beträgt. Von der Größe der Öffnungsverhältnisse hängt aber wesentlich die Ausführbarkeit und
Güte der einzelnen Systemteile und damit des Gesamtsystems ab.
Die Projektionsoptik besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, und zwar dem nach
dem Bildschirm hin liegenden negativen
Systemteil und dem zwischen Bildfenster und dem negativen Teil- angeordneten positiven
Teil. Außer der -Abbildung1 der Objektpunkte,
des Films fällt dem positiven Systemteil die Aufgabe zu, die durch das Bildfenster hindurchgegangenen
Hauptstrahlen derart zu brechen, daß sie von „dem negativen Teil als ein weit divergierendes Strahlenbündel ausgehen.
Der positive und der negative Teil der Projektionsoptjk könnten jeder aus nur einer
Linse bestehen; in der Praxis muß man jedoch, um die Bildfehler genügend beheben zu
können, Linsenkombinationen verwenden. So besteht z. B. nach Abb. ι der Zeichnung der
positive Systemteil aus zwei positiven Gliedern 6 und 7, der negative aus zwei negativen
Gliedern 8 und 9. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 besteht jedes dieser vier
Glieder wiederum je aus einer Doppellinse, deren Teile verkittet oder durch Luft voneinander
getrennt sein können. Auch, ist klar, daß gegebenenfalls sowohl der positive wie
der negative Systemteil an Stelle von zwei Qder mehr Gliedern auch nur eine einzige
Linsenkombination enthalten könnte.
Wie schon eingangs erwähnt, besteht ein besonderes Merkmal der Erfindung in der
Bemessung der Brennweitenverhältnisse. Diese Verhältnisse können innerhalb gewisser
Grenzen verändert werden. Bevorzugte Beispielesindin den Abbildungen veranschaulicht.
Bei dem in Abb. 1 dargestellten Projektionssystem beträgt die Brennweite des vorderen
Gliedes 7 des positiven Systemteils das Zweifache der Brennweite des zugehörigen
hinteren Gliedes 6. Die beiden Glieder 6 und 7 des positiven Systemteils sind vorzugsweise
so weit voneinander entfernt, daß der Abstand zwischen ihren Hauptpunkten 6' und y' gleich bzw. von derselben Größenordnung
ist wie die Brennweite des rückwärtigen Gliedes 6. Der Objektbrennpunkt
des positiven Systemteils ist bei 12 angedeutet. Durch diese Abmessungen wird eine
große Öffnung des positiven Systemteils bei verhältnismäßig geringem Brennpunktabstand
erzielt, wodurch die Leistungsfähigkeit des Projektionssystems erhöht wird. Der negative Teil der Projektionsoptik besteht
nach Abb. 1 aus zwei negativen Gliedern 8 und 9 mit gleichen Brennweiten; die Durchmesser
der beiden Glieder müssen im Verhältnis zu ihrem Abstand so abgestuft sein, daß alles durch das hintere Glied 8 hindurchgehende
Licht auch ungehindert durch das vordere Glied 9 austreten kann.
Der positive und der negative Systemteil sind in solchem Abstand voneinander angeordnet,
daß der Abstand zwischen dem Bildhauptpunkt 10 des positiven Teils und
dem Objekthauptpunkt 11 des negativen Teils mindestens das Zweifache der Brennweite
des Gesamtsystems beträgt. Er ist auch größer als die Brennweite des positiven ■Systemteils, und zwar kann der Abstand zwisehen
den Hauptpunkten 10 und 11 etwas ' mehr als dreimal so groß wie die Brennweite
■ des positiven Systemteils sein.
Das Bildfenster 3 mit dem Film 4 ist von der Lampe aus gerechnet vor dem Objektbrennpunkt
12 des positiven Systemteils bzw. dem Brennpunkt 14 des gesamten Projektionssystems
in einem Abstand angeordnet, der sich nach dem Abstand des Bildschirms richtet. Der Objektbrennpunkt 14 des aus
positivem und negativem Systemteil zusammengesetzten Gesamtpro j ektionssystems liegt
vor dem positiven Systemteil und vor dessen Objektbrennpunkt 12. Der Abstand dieser
beiden Brennpunkte 12 und 14 hängt von der Größe der Brennweiten des positiven und des
negativen Systemteils und von dem Abstand zwischen diesen beiden Teilen ab.
Die Abmessungen des Ausführungsbeispiels nach Abb. 1 sind die folgenden: Der
positive Systemteil hat eine Brennweite von etwa 76,2 mm, der negative eine solche von
etwa 153 mm. Beide Teile sind in einem verhältnismäßig großen Abstand voneinander
angeordnet, und zwar beträgt der Zwischen- go
raum zwischen den schon erwähnten Hauptpunkten ungefähr 254 mm. Die Brennweite des Systems ist 34,9 mm.
Das von der Lichtquelle 1 und dem Reflektor 2 durch den Film 4 hindurchgeschickte
Licht trifft zunächst den positiven Systemteil. Würde kein negativer Teil vorhanden
sein, so würde das Bild bereits im Punkt 16 entstehen. Nach Durchgang durch den positiven
Teil werden die Hauptstrahlen jedoch durch den negativen Teil zerstreut, so daß ein viel größeres reelles Projektionsbild von
der Ausdehnung Y' in der wesentlich weiter entfernten Ebene 5 des Projektionsschirmes
entsteht. . 3.05
Das vorstehend beschriebene Projektionsobjektiv ist verhältnismäßig lang gebaut. Im
Interesse großer Standfestigkeit und Handlichkeit wird man aber bestrebt sein, die
Länge des Projektionssystems so gering wie no möglich zu halten. Diese Forderung bedingt
also einen geringen Abstand zwischen dem positiven und dem negativen Systemteil, wodurch
aber größere Öftnungsverhältnisse der Einzelglieder erforderlich werden. Es hat sich nun gezeigt, daß es zur Erreichung geringer
Öffnungsverhältnisse der Systemteile und einer guten Korrektionsmöglichkeit ausreichend
ist, den Abstand zwischen dem Bildhauptpunkt des positiven und dem Objekthauptpunkt
des negativen Teils nicht kleiner als das Doppelte der Brennweite des Gesamt-
projektionssystems zu machen. Ein Beispiel hierfür bildet die Optik in der Ausführungsform nach Abb. 2.
In Abb. 2 liegt im Gegensatz zu Abb. 1 der Projektionsschirm links und das Bildfenster
rechts bei 30. Bei 31 befindet sich eine Blende zwischen den Gliedern des positiven
Systemteils und bei 32 eine Blende zwischen dem positiven und dem negativen 10
Systemteil des Erfindungsgegeiistandes. Die
Flächenkrümmungen r, die Dicken d, die Abstände e, die Außendurchmesser ■& der verschiedenen
Linsen L bzw. der Blenden sowie die Brechwerte η der Gläser für die D-Linie
und die reziproken relativen Dispersionen υ sind für die Ausführungsform nach Abb. 2
die folgenden, wobei die linearen Abmessungen in Millimetern gegeben sind:
γ 1 | 70,6 | d0 | 46,24 | d3 | 33.35 | dA | 16,25 | d. | 54.16 | d6 | 16,00 | d7 | 36,90 | 3: | ,0 | - | 0 | 3 - | 0 |
50,01 | 199,06 | 32 φ i5,o | |||||||||||||||||
U -f- | 37.48 | 31 0 22. | 0 | ||||||||||||||||
r.A -f- | 180,86 | = 10, | 5 | ||||||||||||||||
ri — | = 2, | 0 | |||||||||||||||||
h + | |||||||||||||||||||
r0 + | = 8, | ||||||||||||||||||
γ . | = 2,0 | ||||||||||||||||||
?8 — | |||||||||||||||||||
r9 + | = 2, | ||||||||||||||||||
ri + | = 11, | ||||||||||||||||||
rn — | |||||||||||||||||||
Blende | |||||||||||||||||||
Blende |
«ö
I.5I0;
63.5
62
= 10,0
63,0 .
= 22,0
i,54o; 5i,2
i,62i; 36,2
1,621; 36,2 j
1,540; 51.2 J
Die Brennweite des negativen Systemteils dieses Objektivs ist annähernd —60mm und
die des positiven Systemteils annähernd -l· 45 mm, während die äquivalente Brennweite
der ganzen Projektionsoptik annähernd 25 mm ist. Der Abstand zwischen den entsprechenden
Hauptpunkten des positiven und des negativen Systemteils beträgt annähernd 90 mm; der Abstand von der Blende 32 bis
zur Fläche rc ist 16 mm und der von der Blende 31 bis zur Fläche r0 14 mm. Dieses
Projektionssystem besitzt einen so großen Bildwinkel, daß man beispielsweise ein Bild
von etwa 5,5 m Breite aus einem Abstand von 5,5 m hinter dem Schirm projizieren kann.
Da trotz dieses großen Bildwinkels das Öffnungsverhältnis des ganzen Systems 1 : 3 beträgt,
erhält man also unter Verwendung des Erfindungsgedankens eine außerordentlich leistungsfähige Projektionsoptik.
Das Verhältnis der Brennweite des positiven Systemteils zu der des ganzen Projektionssystems
beträgt etwa 1,75; es liegt also innerhalb der eingangs als günstig angegebenen
Grenzen für dieses Brennweitenverhältnis. Durch diese Konstruktionsbedingung
werden, wie eingangs ausgeführt, günstige Öffnungsverhältnisse sowohl für den posi- wo
tiven wie für den negativen Systemteil gesichert.
Wie schon erwähnt, ist die neue Projektionsoptik in erster Linie für Durchprojektion
bestimmt, wobei im allgemeinen wegen des geringen verfügbaren Raumes hinter dem
Bildschirm der Projektionsapparat nahe an den Schirm herangebracht werden muß. Jedoch
tritt dann wieder die Schwierigkeit auf, daß bei allzunahem Heranbringen des Apparates
an den Schirm der Beschauer die Randteile des Bildes zu schwach beleuchtet sieht.
Es hat sich ergeben, daß diese Erscheinung nicht in störendem Maße auftritt, wenn der
Abstand zwischen Projektionsoptik und Schirm noch ungefähr so groß ist wie die längste Seite des Lichtbildes, was für die
Projektionsoptik die Forderung bedeutet, daß die Brennweite des Gesamtsystems annähernd
gleich der längsten Seite des Bildfensters ist. Wenn man außerdem noch einen äußerst gedrungenen
Bau des Objektivs fordert, so
werden, wie erwähnt, alle konstruktiven Verhältnisse schwieriger. Es ist deshalb notwendig,
bei der Berechnung des Systems jeden Vorteil auszunutzen. So ist es z. B.
für die öffnungsverhältnisse der beiden Glieder
des positiven Systemteils am zweckmäßigsten, wenn man bei einem nach Abb. 2
aufgebauten System die Brennweite des dem Film benachbarten Gliedes L0 und L7 etwa
ίο doppelt so groß macht wie die Gesamtbrennweite des aus den Linsen L4 bis L7 bestehenden
positiven Systemteils.
Systeme für Filmprojektion sollten soweit als möglich in bezug auf sphärische und
chromatische Aberration, Verzeichnung, BiIdfeldebnung, Koma, Astigmatismus u. dgl.
korrigiert sein. Dabei können der negative und der positive Systemteil für einzelne oder
mehrere der Fehler entweder jeder in sich ao korrigiert sein oder -Fehler des negativen
Teils können durch entgegengesetzte. Fehler des positiven Teils ausgeglichen werden oder
umgekehrt.
Im Interesse einer guten Korrektion des außeraxialen Bildes ist es zweckmäßig, den
negativen Teil in mehrere Glieder aufzustellen, die derart gekrümmt sind, daß ihre
Außenflächen nach dem positiven Systemteil hin hohl sind. Bei Verwendung von zwei
zerstreuenden Gliedern ist es aus dem genannten Grunde vorteilhaft, die Brechkraft
der nach dem positiven Systemteil gerichteten konkaven Außenfläche (in dem Beispiel
nach Abb. 2 die Fläche rs) etwa doppelt so groß zu wählen wie die Brechkraft der dem
positiven Teil abgekehrten konvexen Außenfläche T1.
Baut man die zerstreuenden Glieder des negativen Systemteils aus verkitteten Linsen
auf, so hat es sich gleichfalls mit Rücksicht auf die Korrektion des Bildes außerhalb der
Achse als günstig erwiesen, die Sammellinsen der verkitteten Glieder in jedem derselben
nach dem Bildschirm hin zu legen. In allen Fällen aber hat es sich bei aus , zwei zerstreuenden Gliedern bestehenden negativen
Systemteilen als zweckmäßig erwiesen, den Krümmungsradius der inneren Fläche des schirmseitigen Gliedes (im Beispiel
nach Abb. 2 der Radius r2) annähernd gleich der Entfernung der Austrittspupille
des ganzen Projektionssystems von diesem schirmseitigen Glied zu machen.
Durch diese Merkmale des Erfmdungsgegenstandes läßt sich eine günstige Korrektion
von Astigmatismus, Koma und Verzeichnung des Gesamtsystems erreichen.
Claims (7)
1. Weitwinklige in sich korrigierte Projektionsoptik
für Kinonahprojektion mit einem positiven, dem Bildfenster näher liegenden Systemteil und einem Systemteil
negativer Brennweite, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung mögliehst
kleiner Üffnungsverhältnisse für die beiden Systemteile bei gegebenem Uftnungsverhältnis
des Gesamtsystems die Brennweite des positiven Systemteils etwa das Eineinhalbfache bis Zweineinhalbfache
der Brennweite des ganzen Projektionssystems beträgt.
2. Projektionsoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweite
des ganzen Systems annähernd gleich der längsten Seite des Bildfensters
ist.
3. Projektionsoptik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Abstand (e) zwischen dem Bildhauptpunkt des positiven und dem Objekthauptpunkt
des negativen Systemteils mindestens das Zweifache der Brennweite des ganzen Projektionssystems beträgt.
4. Projektionsoptik nach Anspruch 1,
2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweite des dem Bildfenster benachbarten
Gliedes des positiven Systemteils etwa doppelt so groß ist wie die Brennweite des ganzen positiven Systemteils.
5. Projektionsoptik nach Anspruch 1, 2,
3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem positiven Systemteil benachbarte
Außenfläche des negativen Systemteils (r5) konkav gekrümmt ist und eine B rech-.
kraft hat, die etwa doppelt so groß ist wie die Brechkraft der dem positiven Systemteil
abgekehrten konvexen Außenfläche (rt) des negativen Systemteils.
6. Projektionsoptik nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der negative Systemteil vorzugsweise aus zwei zerstreuenden Gliedern besteht,
und daß das eine oder mehrere dieser Glieder mit nach dem Projektionsschirm zu gelegenen Sammellinsen verkittet sind.
7. Projektionsoptik nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius
(r2) der inneren Fläche des schirmseitigen Gliedes des negativen
Systemteils annähernd gleich der Entfernung der Austrittspupille des ganzen Projektionssystems
von diesem schirmseitigen Gliede ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US632385XA | 1928-11-01 | 1928-11-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE632385C true DE632385C (de) | 1936-07-08 |
Family
ID=22047895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DET37799D Expired DE632385C (de) | 1928-11-01 | 1929-11-02 | Projektionsoptik |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE632385C (de) |
-
1929
- 1929-11-02 DE DET37799D patent/DE632385C/de not_active Expired
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