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Optischer Ausgleich unter Anwendung einer Serie von Kippspiegeln Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Ausgleichung der Bildwanderung
bei kinematographischen Aufnahme-und Wiedergabegeräten mit gleichförmig bewegten
Bildträgern, welche es u. a. ermöglicht, die bekannten, überaus vorteilhaften Wirkungen
des dunkelpausefreien optischen Ausgleiches nach dem Spiegelradüberblendungssystem
mit einfachen Mitteln und mit wesentlich leichteren und handlicheren Geräten als
bisher zu erzielen.
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Bei den bisher bekannten Bildausgleichen dieser Wirkungsweise, z.
B. demjenigen nach Mechau, wird ein scheinbarer Stillstand des Bildes mit Hilfe
eines umlaufenden Spiegelkranzes erzielt, dessen Einzelspiegel unter genau vorbestimmten
Winkeln zueinander stehen und einer nach dem anderen an einer Stelle in den Strahlengang
eingeschaltet werden, an der .dieser Strahlengang einen praktisch parallelen Verlauf
besitzt. Bei einem .solchen Spiegelkranz tritt .ebenso wie bei äquivalenten Anordnungen
mit aufeinanderfolgend in den .Strahlengang eingeführten und im Strahlengang durch
entsprechende Führungen geschwenkten Kippspiegeln stets schon dann ;ein neuer Spiegel
in den Strahlengang ein, wenn der vorangehende Spiegel diesen Strahlengang zu verlassen
beginnt. Im Gegensatz zu einfachen Kippspiegelanordnungen mit nur einem Kippspiegel
erhält man also mit diesen Geräten eine allmähliche Überblendung jeder Bildphase
durch die nachfolgende Bildphase, so daß ohne jede Dunkelpause aufgenommen und-
projiziert werden kann.
Diesem außerordentlichen Vorteil des Mechauschen
Bildausgleiches und aller äquivalenten Konstruktionen steht jedoch der Nachtell
großer Kostspieligkeit und Unhandlichkeit gegenüber; denn wenn man eine große Anzahl
von Spiegeln, von denen jeder einzelne groß genug ist, um vorübergehend den ganzen
Strahlenquerschnitt auszufüllen, in einer umlaufenden Anordnung vereinigen will,
so wird diese Anordnung notwendigerweise sehr groß und schwer. Außerdem wird eine
solche Anordnung wegen der erforderlichen genauen Winkelbeziehungen zwischen räumlich
weit auseinanderliegenden Konstruktionselementen überaus kostspielig.
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Der erfindungsgemäße optische Ausgleich vereinigt in sich alle Vorteile
eines ohne Dunkelpause wirkenden optischen Ausgleiches, ist jedoch wesentlich handlicher
und erheblich leichter herstellbar. Nach der Erfindung wird zwischen Objektiv und
Bildträger in eine Zone nahezu parallelen Strahlenganges eine Serie von getrennten
Kippspiegeln eingeschaltet, die als streifenförmige Rasterelemente einer unverrückbar
im Strahlengang angeordneten rasterförmig aufgeteilten Spiegelfläche ausgebildet
sind und clie getrennt voneinander um parallele Achsen gleichförmige, gegeneinander
vorzugsweise phasenverschobene Kippbewegungen ausführen.
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Für die kinematographische Aufnahme von Laufbildern, welche die Anwendung
kurzer Brennweiten und entsprechend großer Winkelbewegungen der Kippspiegel erforderlich
macht, wird die Drehachse der Spiegelstreifen des erfindungsgemäßen Ausgleichs zweckmäßig
in die Längsrichtung dieser Streifen gelegt. Man gewinnt hierdurch den Vorteil,
daß man zu sehr hohen Kippgeschwindigkeiten, d. h. zu großen Bildwechselzahlen oder
besonders kurzen Belichtungspausen, übergehen kann, ohne unzulässig hohe Massenbeschleunigungen
zu erhalten.
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Bei der Wiedergabe pflegt man mit langen Brennweiten zu arbeiten,
so daß die Winkelbewegung des Kippspiegels nur in der Größenordnung von einigen
Grad zu liegen braucht. Infolgedessen kann die erfindungsgemäße Aufteilung des Kippspiegels
bei der Wiedergabe grundsätzlich auch in spiegelnde Streifen erfolgen, deren Längsrichtung
senkrecht zu ihrer Drehachse liegt. In diesem Falle liegt der Hauptvorteil der Erfindung
in der Möglichkeit, die Teilspiegel einzeln oder gruppenweise zu verschiedenen Zeitpunkten
zurückzukippen und auf diese Weise mit besonders einfachen Mitteln zu einer ähnlichen
pausenlosen Überblendung zu gelangen; wie sie beim Mechau-Projektor vorliegt. Vorzugsweise
wird jedoch auch.bei der Wiedergabe die - Anordnung so gewählt, daß die streifenförmigen
spiegelnden Glieder um ihre Längsachse gekippt werden. Im Zusammenhang mit den bei
der Wiedergabe erforderlichen sehr kleinen Kippwinkeln kann nämlich auf diese Weise
ein nahezu völlig geräuschloser Gang des erfindungsgemäßen Bildausgleiches erzielt
werden.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Abbildungen näher erläutert.
Abb. i zeigt zunächst schematisch die Anordnung der optischen Glieder eines mit
Kippspiegel arbeitenden optischen Ausgleiches bekannter Art. Der Film i bewegt sich
auf einer Gleitbahn in Richtung des eingezeichneten Pfeiles und wird von der Lampe
3 über den. Kondensor .i ausgeleuchtet. Das Objektiv besteht aus zwei Teilen: Den
einen Teil bildet der Linsensatz 5, welcher die von jedem einzelnen Bildelement
kommenden Strahlen parallel richtet und dessen Eintrittspupille zentrisch zur Filmbahn
2 liegt. Der -ändere Teil wird von dem Linsensatz 6 gebildet, der diese parallelen
Strahlen auf der Leinwand wieder zu einer Abbildung des betreffenden Bildpunkte
vereinigt. Zwischen den Linsensätzen 5 und 6 steht der Kippspiegel 7. Dieser ist
zwischen den Anschlägen 8 und 9 um die Achse io drehbar und wird der gleichmäßigen
Bewegung des Films i periodisch in Richtung des Pfeiles i i nachgeführt. Sobald
er hierbei deii Anschlag 9 erreicht, wird er ruckartig bis zum Anschlag 8 zurückgekippt,
worauf er dann wieder in Richtung des Pfeiles i i zu wandern beginnt.
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Diese bekannte Form eines optischen Ausgleiches ergibt natürlich keine
pausenlose Überblendung der aufeinanderfolgenden Bilder. Vielmehr muß der -Projektionsstrahl
während des Rückkippens des Spiegels 7 abgeblendet werden, und damit diese Dunkelpause
zu keinem störenden Flimmern führt, muß die eigentliche Projektionsdauer noch durch
mindestens eine zweite Dunkelpause ; gleicher Länge unterbrochen werden.
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Beim Gegenstand der Erfindung wird nun der Kippspiegel? gemäß Abb.
2 in eine Serie von beispielsweise zwölf streifenförmigen, je um ihre Längsachse
kippfähigen Teilspiegeichen 12-23 aufgelöst. Die dargestellte Winkelstellung der
Teilspiegelchen 18-23 ergibt optisch offenbar die gleiche Strahlenrichtwirkung wie
die Winkelstellung des großen Spiegels 7 in Abb. i. Da sämtliche Spiegel im parallelen
Strahlengang eine Strahlenquerschnittes liegen, der von jedem Bildelement einen
Strahlungsanteil enthält, bildet -jeder Teilspiegel ein volles Bild auf der Leinwand
ab. Stehen nie Spiegelstreifen parallel-, so liegen -alle diese Bilder in Dekkung._
Es -liegt:.aber. auf der-Hand, daß für
die Drehung der kleinen Teilspiegelchen
I8=23 wesentlich geringere Massenkräfte zu überwinden sind-als _für die Drehung
des großen Spiegels 7 in Abb. i. Für die Projektion ist überdies von entscheidender.
Wichtigkeit, daß die erfindungsgemäß angewendeten Teilspiegelchen 18-ä3 zu verschiedenen
Zeitpunkten zurückgekippt werden können'. um so- Stufe für Stufe -die- Liberblendung
des stehenden Bildes durch das nachfolgende Bild herbeizuführen. Zur Veranschaulichung
dieses Vorganges sind die Spiegelchen .z2-17 bereits - firn zurückgekippten Zustande
gezeichnet, so daß -Abb. ä: eine Spiegelstellung aus der Überblendüngsperibde zeigt.
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Der Darstellung in: Abb.-z ist -die Annahme zugrunde gelegt, daß die
Teilspiegelchen 12-23 in der Reihenfolge ihrer Bezifferung zurückgekippt werden,
um hierbei. eine zwar stufenweise, aber wegen der verhältnismäßig hohen Stufenzahl
physiologisch flimmerfreie Überblendung der aufeinanderfolgenden Bilder zu erzielen.
-In der Praxis empfiehlt es sich jedoch, die gleichmäßige Lichtdichte innerhalb
des von den spiegelnden Gliedern erfaßten Strahlungsquerschnittes dadurch auszugleichen,
daß -die einzelnenTeilspiegelchen in unregelmäßiger Reihenfolge zurückgekippt werden.
Da die am Rande stehenden Spiegel seinen kleineren sowie meist auch schwächer ausgeleuchteten
Teil des Strahlungsquerschnittes erfassen, läßt sich z. B. eine Überblendung in
gleichmäßigen Stufen erreichen, wenn inan die Reihenfolge, in der die Spiegel gekippt
werden, etwa wie folgt wählt- -I. 12, I8-23, 17-I3, I9-22, i6-I4,2,0-2I, I5. Andererseits
kann. man ein stetiges Anwachsen der - Helligkeitsstufen während der L?berblendting
erzielen, wenn inan die Reihenfolge tt#ie folgt wählt: II. 12,23-13,22-14; 21-I5,
2Ö-16, I9-17, Iö. In entsprechender Weise lassen sich durch geeignete Wahl der Reihenfolge
#die 'verschiedensten physiologisch-optischen Wirkungen hervorrufen. Grundsätzlich
kann die Bewegungsverteilung auch so gewählt werden, daß die zuerst zurückgekippten
Teilspiegelchen schon das übernächste Bild einblenden, während die zuletzt zurückgekippten
Teilspiegel noch- das erste Bild auf der Leinwand abbilden.
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-Bei jedem Projektor finit Bildausgleich kann ein gewisses Flimmern
dadurch entstehen, daß der Film während seiner Wanderung im Bildfenster durch Zonen
verschieden starker Ausleuchtung hindurchläuft. Dieses Fliminern hat man ,dadurch
zu beseitigen versucht, daß man zwischen Projektionslampe und Bildfenster ein zweites-
Spiegelsystem einschaltete, das sich synchron zu.n-Bildausgleichsystem bewegte und
das dieAusleuchtung dem Bilde nachwandern ließ. Nach einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird das gleiche Ziel gemäß Abb.3 mittels eines Kippspiegelsystems
24. der erfindungsgemäßen Arterreicht, welches- zwischen Lichtquelle 4- 'und Film
i angeordnet ist. Dieses Kippspiegelsystem wird im Gleichtakt mit: dem als Bildausgleich
wirkenden Kippspiegelsystem -I2-23- angetrieben und läßt das Ausleuchtungsfeld periodisch
dem -jeweils projizierten Bilde nachwändern. - -Die- einzelnen- spiegelnden-
Glieder t2-23 können. als- total reflektierende Prismen oder als Metallspiegel ausgebildet
werden. Zur Erzielung besonders kleiner Massen empfiehlt es sich, Oberflächenspiegel
zu: benutzen::. Derartige Spiegel lassen sich z. B. durch einen R.hodiumniederschlag
auf polierter Unterlage i.n-sehr widerstandsfähiger Form herstellen: Die einzelnen
Spiegel :erden zweckmäßig in Spitzen gelagert. Ihre Drehachse soll möglichst genau
in der Spiegelebene liegen.
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Zur Herbeiführung der schwingenden Kippbewegurig - wenden die - -Spiegel
zweckmäßig mit einem Testhebel ausgerüstet, der auf einer Führungskurve gleitet.
Hierbei kann man eine doppelteHebclübertragung zwischen Spiegel und Führungskurve
benutzen und an dem Zwischenhebel Verstellmittel zur Einregelung von Amplitude und
Ausgangsäge der - Spiegelbewegung vorsehen. Die Regelung der Ausgangslage -entspricht
- dann der Einstellung des Bildfensters bei gewöhnlichen Projeldion.sgeräten, während
die Regelung der Amplitude eine Anpassung des Bildausgleiches an den jeweiligen
Schrumpfungszustand des Films ermöglicht.
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Eine Anordnung dieser Art zeigt Abb. q.. Der .Spiegel 25 ist um-die
Achse 26 drehbar gelagert und mit einem Fiihlliebel 27 atisgerüstet, .der - auf
-dem Querstift 28 des gabelförmigen: Zwischenhebels 29 aufliegt. Der Zwischenhebel
29 ist um die Achse 3o drehbar gelagert. Der Querstift 28 schleift mit seinem überstehenden,
schwach konischen Ende auf der zylindrischen Führungskurve 31, welche in den hochgekröpften
Rand eines um .die Achse 32 drehbaren Rades 33 -eingefräst ist. Die Achse 3o des
Zwischenhebels 29 ist in einem Schwenkarm-34 gelagert, :der das Zahnsegrrnent 35
trägt und mittels Schnecke 36 uni .die Achse 32 geschwenkt werden kann. Eine Schwenkung
in Richtung des Pfeiles 37 führt daher offensichtlich zu eines- derartigen Verlagerung
des Punktes, in dem der Fühlhe'bel 27 auf dem Querstift 28 ruht, daß der Hebelarm
-des Fühlheb:els 227 verlängert wird: Man erhält @ also durch .diese Schwenkung
eine Verkleinerung der Amplitude, mit welcher der --Kipps-piegel 25 schwingt. Werden
die
Zwischenhebel 29 für alle Teilspiegel hintereinand:erliegend
an einem gemeinsamen Schwenkarm 34 gelagert, so kann man also durch Verstellen der
Schnecke 36,die Schwingungsamplitude aller Spiegel gleichzeitig und in genau gleichem
Maße verstellen.
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Andererseits ist eine Verstellung der Ausgangslage des Spiegels 25
mit Hilfe des am Querstift 28 vorgesehenen Schraubkopfes möglich. Dieser gestattet
es, den konischen, auf der Führungskurve 31 schleifenden Teil des Stiftes 28 in
Richtung seiner Achse zu verschieben und dadurch den Fühlhebel 27 gegen diese Führungskurve
anzuheben oder zu senken.
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Ein anderer Weg zur Steuerung der Teilspiegel ist in Abb. 5 dargestellt.
Die Spiegel 39, 40 sind mit Fühlhebeln 41, 42 ausgerüstet, welche je eine mikrometrisch
verstellbare Tastspitze 43, 44 tragen. Die Tastspitzen 43, 44 schleifen auf den
Gängen einer Schnecke 45, deren Achse gegen diejenige Ebene, in welcher die Achsen
der Kippspiegel 39, 40liegen, schwach geneigt ist. Wird die Schnecke45 gleichmäßig
im Uhrzeigersinn gedreht, so werden die Tastspitzen 43, 44 von ::den einzelnen Gängen
-der Schnecke 45 jeweils so lange emporgetragen, bis sie unter - der Einwirkung
der Federn 46, 47 über den Rand des Schneckenganges zurückfallen. Wegen der Neigung
der Schneckenachse zur Ebene der Spiegelachsen erfolgt dieses Zurückfallender Tastspitzen
(Zurückkippen :der Spiegel) zu verschiedenen Zeitpunkten. Die Amplitude der Spiegelschwingung
läßt sich bei dieser Anordnung durch Verschieben der Schneckenachse senkrecht zur
Zeichenebene ohne weiteres innerhalb der erforderlichen Grenzen ändern. Um ein Zurückkippen
.der Spiegel nach dem oben beschriebenen Zeilensprunagverfahren zu erzielen, sieht
man am besten zwei hintereinanderliegende Schnecken 45 vor, denen die einzelnenTeilspiegel
in dergewünschtenKippreihenfolge abwechselnd zugeordnet werden.
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Zur Erzielung der notwendigen Dämpfung und einer praktisch restlosen
Geräuschlosigkeit kann man die Schnecke 45 innerhalb eines Ölbades 48 laufen lassen
und dies Ölhad durch elastisch etwa schlauchförmig die Fühlhebel 44 42 umgreifende
Packungen 49 aus ölfestem Gummi o. dgl. gegen die Spiegel 39, 4o abdichten.