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Optischer Ausgleich Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optischen
Ausgleich der Bildwanderung bei der Aufnahme bzw. Wiedergabe kinematographischer
Bildreihen auf bleichförmig bewegten Bildträgern, welche mit einem vor dein Objektiv
angeordneten Kippspiegel arbeitet und sich daher für Objektive beliebiger Brennweite
anwenden läßt.
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Die praktischen Ergebnisse niit optischen Ausgleichsvorrichtungen,
bei denen ein Kippspiegel vor dein Objektiv liegt, entsprachen bisher nicht den
:Infordertnigen, weil die optischen Fehler dieser Anordnungen zugroß waren, und
zwar selbst auch dann, wenn, wie bereits vorgeschlaäen, die Spiegeldrehachse in
die Blendenebene oder in eine FIatiptebene lles Obiektivs verlegt wird.
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Die i,rfindun- setzt diese optischen Fehler auf ein Minimum herab.
Nach der Erfindung wird die Drehachse der Spiegelebene in die Ebene der Ein- oder
Austrittspupille des Objel<tivs gelegt. nachstehend kurz Pupillenebene genannt.
Die Labe derselben ist bei einem Objektiv mit symmetrischer Linsenfolge bekanntlich
dadurch definiert, daB sie von der optischen Achse senkrecht durchstoUen wird und
(1a13 in der betrettenden Ebene durch die der Srhirinwand ztibekehrte Hiti- oder
-\ti:ti-itt#lin:e oder Linseligruppe die aperturblende virtuell abgebildet wird.
Wclclie der leiden I'ul)illun(,i)onen jeweils in Frage kommt, h:ütgt davon ab, ob
es sich uni eine Wiedergabe oder unl eine Aufnahmevorrichtung handelt. Iii ersterem
Falle ist es die Austrittspupille, im letzteren Fall die Eintrittspupille.
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Für den StniderlalL der Projektion eines gleichfürnii- bewegten Bildträgers
niittt-is
Gitter periodisch aufblitzenden Lampe, die den hil(ltrüger
eitler periodischen Beleuchtung in so kurzen Zeitspannen unterwirft, daß der Bildträger
während dieser Deleuclitungszeiten keiner störend erkennbaren Verschiebung unterliegt,
kann der erfindungsgemäße optische _lusgleich aus einer vor dem Objektiv aii"cordiieteli
umlaufenden Spiegelscheibe bestehen. deren Spiegelflächen in ihrer jeweiligen Arbeitslage
in Ebenen gelangen, welche sich in einer innerhalb der Pupillenebene des Objektivs
liegenden Linie schneiden.
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Die Erfindung sei im folgenden an Hand der gezeichneten Beispiele
näher erläutert: Abb. i zeigt schematisch den Strahlensang eines Projektors; i ist
der Film, der an einem Bildfenster vorbeigeführt und von links her beleuchtet wird:
das abbildende Objektiv ist mit e bezeichnet, der Strählengang ist für zwei bestimmte
Bildstellungen dargestellt, die um eine halbe Bildhöhe voneinander abweichen. In
der oberen Stellung wird der ausgezogene Strahlengang von einem Spiegel 3 nach oben
geworfen und kann dann durch einen weiteren feststehenden Spiegel .l parallel zur
ursprünglichen Richtung auf den Projektiolisschirm 5 umgelenkt werden. In der unteren
Stellung des Bildes hat der gestrichelte Strahlengang eine andere Winkellage zur
Objektivachse; damit er in die gleiche Richtung geworfen wird, muß er unter einem
anderen Winkel gespiegelt werden, und zwar sei die hierfür notwendige Spiegellage
3'. Sind die jeweiligen Spiegelstellungen in die richtige Beziehung zur wandernden
Bildstellung gebracht, so ergibt sich ein Ausgleich der Bildwanderung, und man erhält
ein stehendes Bild auf dem Schirm. Grundsätzlich das gleiche gilt auch für Aufnahmegeräte,
so daß in beiden Fällen die Anordnung und Bewegung des Spiegels gleichartig erfolgen
kann.
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An Hand von Abb. a sei näher erläutert, welche Bedingungen die Bewegung
des Spiegels erfüllen muß, um den bestmöglichen Ausgleich zu ergeben. Das Objektiv
selbst ist nicht dargestellt, sondern lediglich der Mittelpunkt 6 seiner Pupillenebene.
Die in diesem Punkt von der optischen Achse lotrecht durchstoßene Ebene ist die
Pupillenebene i.
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Auch in Abb. :2 sind zwei Strahlenkegel durch ihre Begrenzungsstrahlen
angedeutet. \\-eiche um den halben Wnungswinkel eines Strahlenkegels gegeneinander
verschwenkt sind; die untere ,gestrichelte Linie ist also gleichzeitig Mittellinie
für den ausgezo-enen gezeichneten Strahlengang, während die obere ausgezogene Linie
Mittelstrahl für deli ;;estrichelt dargestellten Strahlengang ist. Der Winkel a
zwischen diesen Linien ist gleichzeitig der Wanderungswinkel der Bildachse, während
der öffnungswinkel mit %3 bezeichnet ist.
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Um ein -stehendes Bild zu erhalten, müssen zunächst - die Mittelstrahlen
in eine Richtung gebracht werden. Zu diesem Zwecke wird ';der Kippspiegel 3 um (Ieti
Winkel x/2 in die Stellung 3' geschwenkt. Die Drehachse, in der sich die Spiegelebenen
schneiden, wird dabei erfindungsgeni;,iß in den Punkt S gelegt, welcher innerhalb
der Pupillenebene düs Objektivs lielgt. -Man erkennt, (laß sich hierbei für die
Mittelstrahlen ein einwandfreier optischer Ausgleich ergibt.
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Es wurde nun gefunden, daß die Pupillenebene insofern einen ausgezeichneten
geometrischen Ort für die Achse der Spiegeldreliting darstellt, als die Randstrahlen
l.)eiin Kippen des Spiegels nur eine Parallelverschiebung erfahren, während sie
bei jeder anderen Wahl der Spiegelachse gleichzeitig einer veränderten Ablenkung
unterliegen. Durch die erfindungsgemäße Wahl des geometrischen Ortes für die Spiegeldrehachse
werden die Fehler des optischen Ausgleiches also auf eine (verschwindend kleine)
Verschiebinig der Schärfenebene reduziert.
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Dieser Fehler läßt sich noch weiter vermeiden. Legt man nämlich die
Drehachse innerhalb der Pupillenebene so, daß (las Lot auf die optische Achse, d.Ii.
die Strecke ()-S in _1b11. a, möglichst klein wird, s() ergibt sich auch ein kleiner
Abstand 9, g' und damit i o, i o'. Diese Forderung ist auf zweierlei l@'eise zu
erfüllen. Einmal kann der «'inkel zwischen der Pupillenebene des Objektivs und den
Spiegelebenen größer als (aber natürlich nicht über 9o°) gewählt werden. Denn je
geringer die mittlere Ablenkung des Strahlenkegels aus seiner ursprünglichen Richtung
ist, desto geringer wird die Parallelverschiebung der Randstrahlen. Andererseits
kann auch die wirksame Fläche des Spiegels sehr dicht an die Pupillenebene herangerückt
werden.
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Eine Grenze ist hierbei allerdings durch die Beschaffenheit der Spiegeloheriläche
gesetzt. Fällt (las Licht in einer bestimmten Spiegelstellung allzu streifend auf
den Spiegel, so treten Beu;tingscrsclicintu>-en auf; diese müssen unter allen Ulnsuinden
vermieden «-erden. Das Heranrücken der Spiegelfläche an die Pupillenebene ist dtircli
die -lli"malle des Objektivs begrenzt.
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.ll)b. ; zeigt schematisch ein vereinlaclltes au@führun@shci@piel,
bei dem der Bildattsgll-ich nicht st(-ti", sondern nur für zwei IDil(l:tullungen
erfolgt. Eine derartige anordnull,- i'st für Projektoren zu bevorzugen, bei (hellen
jedes 1-inzell)il(1 auf seinem Wege
durch das Bildfenster einer
zweimaligen, blitzartigen Beleuchtung innerhalb von so kurzen Zeitspannen (unter
l/looo Sek.) untertrorfen wird, daß der Bildträger während dieser Beleuchtungszeiten
keiner störenden Verschiebung unterliegt.
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Vor dem Objektiv 2 ist eine umlaufende Scheibe ii angeordnet, welche
die Spiegeltlächen 3 und 3' trägt. Diese Spiegelflächen «erden von der umlaufenden
Scheibe i i abwechselnd in den Strahlengang eingeführt, so tlaß sie sich jeweils
dann, wenn die Projektionslampe aufblitzt, in der vorgeschriebenen .lrbeitsstellung
befinden. Wie man aus den gestrichelt eingezeichneten Linien erkennt, schneiden
sich die Ebenen, in welchen die Shiege13 und 3' in ihre Arbeitsstellungen gelangen,
in der senkrecht zur Zeichenebene liegenden Linie S-7, welche innerhalb der strichpunktiert
angedeuteten Pupillenebene des Objektivs 2 liegt.