DE660414C - Optisches System zum Aufnehmen oder Projizieren kinematographischer Bilder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft optische Systeme zum Aufnehmen oder Projizieren kinematographischer Bilder für Kinogeräte, in denen der Film ununterbrochen fortschreitet, mit S einer Reihe zusätzlicher, in Form eines zylindrischen Drehringes angeordneter Sammellinsen, welche gegenüber einem ortsfesten Objektiv zum Ausgleich der Bildwanderung bewegt werden.

Es sind optische Systeme dieser Art bekannt, bei welchen sich die Achse des Drehringes auf der dem ortsfesten Objektiv zugewandten Seite des Films befindet und sich die unmittelbar hinter dem ortsfesten Objek-

'5 tiv liegenden Sammellinsen mit annähernd gleicher linearer Geschwindigkeit und in umgekehrter Richtung wie der Film drehen, wobei die Laufrichtung des Films durch Zwischenschalten eines Umkehrprismas optisch umgekehrt wird. Die Brennweite des gesamten Systems, aus ortsfestem Objektiv und den sich drehenden zusätzlichen Sammellinsen bestehend, ist dabei nur wenig kleiner als der Durchmesser des Drehringes.

Die Öffnung des ganzen Systems kann also im Vergleich zur Brennweite nur klein sein. Ferner ist, da jeder Bildausschnitt des Films annähernd die gleichen Abmessungen wie die Sammellinsen aufweist, nicht nur die relative Öffnung klein und das projizierte Bild demzufolge lichtschwach, sondern es ist vielmehr auch noch die Brennweite des zusammengesetzten Systems verglichen mit den Abmessungen des Bildausschnitts verhältnismäßig groß; das auf den Projektionsschirm geworfene Bild kann daher nur einen geringen Bildinhalt haben.

Diese Mängel könnten zwar durch eine Verminderung des Durchmessers des Drehringes behoben werden. Dabei müßte der Durchmesser dieses Ringes, der notwendigerweise nur wenig größer als die Brennweite des ganzen Systems sein kann, jedoch so stark vermindert werden, daß auf den Drehring nur noch eine ungenügende Anzahl zusätzlicher Sammellinsen angeordnet werden könnte. Außerdem wäre in diesem Fall die Krümmung der kreisförmigen Bewegungsbahn der Sammellinsen zu stark.

Demgegenüber befindet.sich nach der Erfindung die Achse des Drehringes auf der vom ortsfesten Objektiv entfernten Seite des Films, während sich die Zusatzlinsen in der gleichen Richtung wie und mit größerer linearer Geschwindigkeit als der Film in einer gegenüber dem Objektiv konvexen Bahn zwi-

sehen Film und Objektiv nahe dem Film hindurchbewegen.

Der Film befindet sich also beim Gerät gemäß der Erfindung sehr viel näher dein -. 5 ortsfesten Objektiv; die öffnung und cj| Brennweite des Objektivs können daher d jeweiligen Erfordernissen genau angepaßt» werden. Außerdem kann der Durchmesser des Drehringes unabhängig von der öffnung ίο «und der Brennweite so gewählt werden, daß die Krümmung der Bewegungsbahn der Sammellinsen nicht zu groß ist. Es können daher im Fall der Erfindung einfache, unkorrigierte Meniskuslinsen verwendet werden, ohne daß dabei die Randschärfe des projizierten Bildes vermindert oder das auf den Schirm geworfene Bild flackern würde.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel dargestellt. Fig. ι ist ein Diagramm des optischen Systems nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt ein ähnliches Diagramm der einzelnen Teile in einer anderen Lage.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht eines kinematographi sehen Projektionsapparates nach der Erfindung.

Fig. 4 ist teils eine Draufsicht und teils ein Schnitt der Vorrichtung nach Fig. 3.

Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht eines Teils des Sammellinsenringes.

In Fig. ι ist mit 10 eine Objektivlinse bezeichnet, die schematisch als einfache doppelkonvexe Linse dargestellt ist. Mit 12 ist eine Reihe von nicht achromatischen Linsen be-zeichnet, die in Form eines drehbaren Ringes angeordnet sind. Ihre optischen Achsen verlaufen radial zu der Drehachse des Ringes. Mit 14 ist ein Film bezeichnet, der im Falle einer kinematographischen Kamera als emp-4.0 fmdlicher Film und im Falle eines Projektionsapparates als Positivtransparant ausgebildet ist. Die Darstellung nach Fig. 1 bezieht sich sowohl auf eine Kamera als auch auf einen Projektionsapparat. Der Punkt 16 ist der Brennpunkt der Objektivlinse 10, während der Punkt 18 am Film 14 den Brennpunkt des aus den beiden Linsen 10 und 12 bestehenden Systems darstellt. Der Film 14 bewegt sich ohne Unterbrechung in Pfeilrichtung mit ■50 einer Geschwindigkeit v. Die Linsen 12 bewegen sich in der Pfeilrichtung, so daß ihre hinteren Hauptpunkte die Geschwindigkeit vx -τ- haben. In dieser Formel bedeutet α b

den Abstand zwischen dem hinteren Hauptpunkt der Linse 12 und dem Punkt 16 und b den Abstand zwischen dem Punkt 18 und dem Punkt 16.

In Fig. ι fällt die Achse der Linse 12 mit der Achse der Linse 10 zusammen. In Fig. 2 ist die Achse der Linse 12 nach unten verschoben; ebenso ist der Punkt 18 des Films tiefer verlegt. Die Verschiebung der Linse

yfoeträgt das -r-fache der Verschiebung des ,

!,fjßtaiktes 18. Unter diesen Umständen wird _tg|ph.das virtuelle Bild des von der Linse 12 Sipzeugten Punktes 18 noch auf der Stelle 16 der Achse der Linse 10 befinden. Infolgedessen wird bei einem Projektionsapparat das von der Linse 10 auf den Schirm projizierte Bild des Punktes 16 die gleiche Lage einnehmen wie dann, wenn die Linse 12 koaxial zur Linse 10 liegen würde, wie bei dem Beispiel nach Fig. 1. Bei einer Kamera wird das photographierte Bild eines in der Szene feststehenden Punktes, das ohne die Linse 12 auf der Achse an der Stelle erzeugt worden wäre, nunmehr an der Stelle 18 des Films entstehen. Dieser Punkt steht gegenüber dem Film fest. Vor dem Film könnte eine Linse 21 angeordnet werden, die entweder als Sammel- oder Streulinse ausgebildet sein könnte. Diese Linse kann von Hand eingestellt werden. Es handelt sich hier um eine schwache Linse, die dazu dient, die wirksame Kraft der Linsen 12 zu ändern. Wenn sie nahe an den Film herangesetzt wird, kann ihre Wirkung vernachlässigt werden; ihre Wirkung wird jedoch größer, wenn man sie von dem Film wegbewegt. Eine solche Einstellinse kann in einem Projektionsapparat verwendet werden, um auf dem Versuchswege die für die Beibehaltung des projizierten Bildes auf dem Schirm notwendigen genauen Voraussetzungen sicherzustellen.

In den Fig. 3, 4 und 5 ist ein Projektionsapparat nach der Erfindung dargestellt. Die Objektivlinse 10 ist in einem Rohr 11 angeordnet, das in einer Hülse 13 gleitbar ist. Diese Hülse ist so verschiebbar, daß mit Hilfe eines Brennpunkteinstellknopfes 15 die Fokussierung vorgenommen werden kann. Auf einer rohrförmigen Spindel 20 ist eine Scheibe 17 frei drehbar, die eine Riemenscheibe 19 trägt. An der Scheibe 17 ist in der Nähe ihres Umfanges eine Reihe von zweiunddreißig rechtwinkligen Trägern 22 angeordnet, die zusammen ein regelmäßiges mehrseitiges Prisma bilden. Am Rand eines jeden Trägers ist eine Sammellinse 12 befestigt. Alle Linsen 12 haben die gleiche Brennweite; sie können als einfache meniskenförmige, nicht achromatische Linsen ausgebildet sein. Die Objektivlinse 10 ist zweckmäßig farbig über-korrigiert, um die farbige Abweichnung der Linsen 12 auszugleichen. Die einzelnen Teile sind so angeordnet, daß die Achse einer jeden Linse 12 mit der Achse der Linse 10 zusammenfällt, wenn sich die Scheibe dreht. Diese Drehung erfolgt mit Hilfe eines Riemens 26, der um die Scheibe 19 herumgeführt ist und

von einer entsprechenden Kraftquelle aus angetrieben wird.

An der feststehenden Spindel 20 ist eine Filmführung 28 angeordnet, und zwar so, daß ihr Mittelpunkt auf der Achse der Linse 10 liegt. Der Film 30 wird durch eine Zahntrommel 32 angetrieben, an der ein Getrieberad 34 befestigt ist. Das Rad 34 kämmt mit den Innenzähnen 36 eines an der Scheibe 17 befestigten Ringes 38. Der Film wird von einer nicht dargestellten Spule abgenommen und über eine Rolle 40 geführt. Die Drehachse dieser Rolle ist geneigt, wie aus der Zeichnung hervorgeht. Der Film wird dann zu einer ebenfalls nicht dargestellten Aufnahmespule geführt, und zwar über eine in ähnlicher Weise geneigte Führungsrolle 42. Der Zweck der Neigung der Führungsrollen besteht darin, dem Film eine so große Verwindung zu geben, daß er an den äußeren Rändern der Linsen 12 nicht behindert wird. Der Punkt 16 liegt so weit hinter dem Film 30, als der hintere Hauptpunkt der einen Linse 12 vor dem Film liegt. Infolgedessen

ist in diesem besonderen Fall das Verhältnis -'■ gleich 2, obgleich natürlich dieses Verhältnis irgendeinen anderen Wert annehmen könnte, wobei nur zu beachten ist, daß es dem Verhältnis der beiden linearen Geschwindigkeiten entspricht.

Das Lampengehäuse 44 enthält eine nicht dargestellte Lichtquelle. Das Licht dieser Quelle wird, nachdem es durch einen Kondenser 48 hindurchgegangen ist, durch einen ebenen Metallspiegel 50 längs der Hohlspindel 20 reflektiert. Der Metallspiegel 50 ist zweckmäßig wassergekühlt. Ein zweiter im Winkel' von 45⁰ zu seiner Achse innerhalb der Hohlspindel 20 angeordneter Spiegel 52 reflektiert das Licht durch eine Öffnung 54 in der Seite der Spindel auf den Film. Es wäre natürlich auch möglich, das Lampengehäuse 44 in gleicher Linie mit der Spindel 20 anzuordnen. In diesem Falle könnte der Spiegel 50 entbehrt werden, zweckmäßig jedoch wird die dargestellte Anordnung verwendet, da sie eine gedrungenere Bauform besitzt.

Der Raum zwischen einer jeden Linse 12 und dem Filmschlitz ist durch ein Paar radialer Wände 56 begrenzt, die an der Scheibe 17 befestigt sind. Dadurch ist erreicht, daß keinerlei verirrtes Licht auf den Schirm projiziert wird.

Wenn die Scheibe 17 so langsam gedreht wird, daß die Folge der Vorgänge auf dem Schirm beobachtet werden kann, wird man natürlich einen Augenblick feststellen können, in dem das Bild ein einziges zusammenhängendes Bild des Films den Schirm füllt. Wird die Drehung fortgesetzt, dann bewegt sich eine schmale Grenzlinie nach unten über den Schirm; das Bild bleibt jedoch vollständig. Beim Wandern der Grenzlinie über den Schirm stellt der unter dieser Linie liegende Teil des Bildes das Filmteilbild dar, das die Filmbahn bzw. das Bildfenster verläßt; der oberhalb der Grenzlinie liegende Teil des Bildes stellt das Filmteilbild dar, das in die Filmbahn eintritt. Wenn daher diese beiden Teilbilder ein gut stehendes Gesamtbild darstellen, ist auf dem Schirm überhaupt keine Veränderung zu bemerken. Die schmale Grenzlinie wandert über den Schirm, jedoch das Bild als- Ganzes ändert sich nicht. Wenn irgendein Teil der aufgenommenen Szene zwischen den beiden Belichtungen bewegt wurde, dann wird die Lageveränderung jenes Teiles auf dem Schirm allmählich fortschreiten, wenn die Grenzlinie über den Schirm wandert.

Die Kamera nach der vorliegenden Erfindung hat die gleichen wesentlichen Merkmale, wie sie in den Zeichnungen dargestellt sind. Es-erscheint daher unnötig, die Kamera gesondert zu erläutern. In keinem Fall ist ein Verschluß notwendig. Im Falle eines Projektionsapparates wird der Schirm und im Falle einer Kamera der empfindliche Film ohne Unterbrechung belichtet. Das ist insbesondere vorteilhaft im Falle einer Kamera, da die wirksame Belichtungszeit langer ist als bei nomalen kinematographischen Kameras mit unterbrochener Zuführung und mit Verschluß.

Der beschriebene kinematographische Apparat könnte bezüglich seiner Einzelheiten geändert werden, ohne daß dadurch der Bereich der Erfindung verlassen würde. So könnte die Filmbahn seitlich neben dem Linsenring angeordnet sein, wobei die Ebene des Films um 90⁰ gedreht ist. Vor dem Film ist dann ein Prisma oder ein Spiegel angeordnet, der das durchfallende Licht längs der Achse der Objektivlinse reflektiert. In manchen Fällen, insbesondere dann, wenn der Projektionsapparat' für einen Miniaturschirm verwendet werden soll, könnten die Lichtquelle und der Kondenser innerhalb des Sammellinsenringes angeordnet und auf der rohrförmigen Spindel abgestützt sein.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Optisches System zum Aufnehmen und Projizieren kinematographischer Bilder für Kinogeräte, in denen der Film ununterbrochen fortschreitet, mit einer Reihe zusätzlicher, in Form eines zylindrischen Drehringes angeordneter Sammellinsen, welche gegenüber einem ortsfesten Objektiv zum Ausgleich der Bildwände-

   rung bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Achse des Drehringes auf der vom ortsfesten Objektiv entfernten Seite des Films befindet, und daß sich die Zusatzlinsen in der gleichen Richtung wie und mit größerer linearer Geschwindigkeit als der Film in einer gegenüber dem Objektiv konvexen Bahn zwischen Film und Objektiv nahe dem Film hindurchbewegen.
2. 2. Optisches System nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinsen auf einer Scheibe (17) angeordnet sind, die auf einer rohrartigen Spindel (20) drehbar ist, welche eine reflektierende Innenfläche (52) aufweist, daß die rohrartige Spindel an einer Stelle innerhalb des Drehringes der Linsen eine Filmführung (28) trägt und der Film durch diese über schräg angeordnete Rollen (40, 42) geführt wird.
3. 3. Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinsen meniskenförmig ausgebildet und mit ihren konvexen Flächen nach dem Objektiv zu gerichtet sind.

   Hierzu 2 ßlatr Zeichnungen