JPS6029099B2

JPS6029099B2 - 投影装置の常焦点投影倍率変更方法及びその装置

Info

Publication number: JPS6029099B2
Application number: JP55021590A
Authority: JP
Inventors: 恒雄高木
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1980-02-25
Filing date: 1980-02-25
Publication date: 1985-07-09
Also published as: GB2070263A; FR2476864B1; US4488804A; FR2476864A1; GB2070263B; DE3107075C2; JPS56119124A; DE3107075A1

Description

【発明の詳細な説明】レンズをもって原画を感光板上に投影して撮影する製版
カメラや写真引伸機、あるいはスクリーン上に拡大投影
するプロジェクタ一等の投影装置においては、倍率を変
化させても、常に映像のピントが合っていると、原画の
所望の範囲の画像を、所望の大きさの映像に極めて容易
に投影することができ、また、レンズを光軸方向に移動
させて投影倍率を変化させる際、倍率が拡大されつつあ
るか、縮小されつつあるかを、映像を一見して判別でき
、便利であるため、いまいま常焦点投影倍率変更方式が
採用される。

従来の常′焦点方式には、カム等を使用して、レンズと
原画面とを連動させる機械系による構成を主とするもの
と、プログラムされたコンビュターによって、サーボモ
ーター等を運動させる電気系による構成を主とするもの
がある。

しかし、前者にあっては、カム等の構成が非常に面倒で
高価となり、焦点距離の異なるレンズに対しては、その
都度、ピントの調整を必要とし、その調整が厄介である
という欠点ある。

後者にあっては、倍率変動中、常にピントが合っている
状態を高精度に保持するために、特別の制御装置及びサ
ーボシステム等を必要とし、装置全体が高価になる。

その上、特に高速で、拡大から、縮小まで変化し、駆動
制御する等の場合には、次に詳述する理由により、常焦
点の精度に不足を生ずるという欠点があった。例えば、
今、拡大倍率Ｍ＝３倍から、Ｍ＝１／３に、高速で倍率
変化させるとする。

このとき、マニュアルでしンズ架を駆動させる。原付（
Ｍ＝１・正確にはＭ＝フ」雨〉までは、原稿架の移動量
の方が、しンズ架の移動量より小さいから、原稿架の動
きが、常にしンズ架の動きに追従でき、高精度でピント
を保持したまま、倍率変動が可能である。

しかし、それよりもさらに小さい倍率へ移動して行くに
つれて、原稿架の移動量の方が、しンズ架の移動量より
大きくなるから、原稿架の動きが、しンズ架の動きに追
従するのに若干の遅れが生じ、このことが、常焦点の精
度に不足を生じることになる。縮小から拡大する場合に
ついても、これと全く逆のことが云える。さらに、エン
コーダー、あるいはポテンシヨメ−夕‐等で移動距離の
検出をする場合、それらの分解能が一様であるので、移
動距離の大きい方が検出精度は向上することは自明であ
るから、移動距離の大きい方に基づいて、移動距離の小
さい方を追従させると、移動部材の位置制御をさらに向
上させることができる。本発明は、上記事情に鑑みてな
されたもので、以下さらに詳述する。

本発明は、上述の欠点を解消し、倍率変更に際して、移
動される面、すなわち原画面、レンズ、投影面のうち２
つの面が移動されて篤Ｖ点を結ぶのであるが、この移動
される面のうち、移動量の大きい方の面を先行して、移
動量の少ない方の面をこれに追従させることによって常
に焦点を結ばせるようにした投影装置の常．焦点方法及
びその装置に関するもので、以下、添付の図面に基いて
具体的に説明する。

第１図は、本発明装置の一例を使用した製版カメラの、
投影面を固定した状態を略示するもので、技影袈１と脚
２により水平に支承されたフレーム３には、しンズ架４
と原画架５が、進退可能に載設されている。

投影架１としンズ架４および原画架５には、それぞれフ
ィルム６としンズ７および原画８が装着されている。

しンズ架４の下端に固着されたナット９は、フレーム３
に光軸方向を向いて軸支されたねじ軸１川こ螺合し、ね
じ軸１０の基端は、投影架１内に固設されたモーター１
１に軸着されている。

同様に、原画架５の下端に固着されたナット１２は、フ
レーム３に光軸方向を向いて軸支されたねじ軸１３に蝿
合し、ねじ軸１３の基端は、投影架１内に固設されたモ
ーター１４に軸着されている。両ねじ軸１０，１８の遊
端には、フレーム３に固着され、両ねじ軸１０，１８の
回転数及び回転角度により、それぞれレンズ架４と原画
架５の位置を検知して、電気信号を出力する例えばェン
コーダのごとき位置検知器１５，１６が螺合されている
。

しンズ架４と原画架５は、それぞれモーター１１と１４
の回転により、等速度でフレーム３に沿って進退させら
れる。

原画架５には、反射光撮影用光源１７と透過光撮影用光
源１８が装着され、技影架１の近くには、上記モーター
１１と１４の駆動ユニット１９と、本製版カメラを電子
的に制御する制御装置２０が設置され、２１はその操作
盤である。

上述装置において、レンズ７の焦点距離をｆ、レンズ７
と原画８間の距離をａ、レンズ７とフィルム６間の距離
をｂ、投影倍率をｍとすれば、これらの間には、公知の
ように次のような関係がある。

音十言＝亨ｂｍ＝；常魚烏点方式においては、ｍを変化させても、常に上記
関係が成立するように構成され、上式より次式を導くこ
とができる。

ａ＝ｆ（１十三） ………・・・…のｂ＝ｆ（１十
ｍ） ……………‘Ｂ’ａ十ｂ＝ｆ（ｍ十
三十２），．．．．，．・・．・・‘Ｃ｝脚、‘Ｃ
｝両式より、ｍの変化に対するａとｂとａ＋ｂの値を求
めて図示したものが第２図であり、同図により、ほぼ拡
大投影においては、しンズ架４の移動量が原画架５の移
動量より大きく、縮小投影においては、その逆であるこ
とが分る。

しンズ架４の勾配、すなわち第２図においては直線ｂの
勾配は、【Ｂ｝式をｍについて微分して、ｄｂ＝ｆｄｍまた、原画架５の勾配、すなわち第２図においては線ａ
十ｂの勾配は、にー式をｍについて微分して、ｄ（ａ＋
ｂ）ｍ２−１．ｆ「市「＝ｍ２となるので、しンズ架４と原画架５の勾配が等しい時は
、次式が成立する。

ｆー特」ー＝ｆすなわちこ三三＝１の場合のみに実解が存在し、これを
ｍについて解くと、・ｍ＝７７２となる。

すなわち、投影倍率ｍが１／ノ２より大きい時は、しン
ズ架４の移動量が原画架５の移動量より大きく、ｍが１
′ノ５より小さい時は、その逆となる。

上述の製版カメラは、投影倍率ｍが１／ノ２より大きい
時は、しンズ架４の移動に追従して原画架５が移動する
ように、投影倍率ｍが１／ノ２より小さし、時は、その
逆となるように、電子的に制御して、容易に常焦点を得
るようにしてある。

なお投影倍率ｍが１′ノ２の場合は、どちらを追従させ
てもよい。以下、この点につき、さらに具体的に詳述す
る。第３図は、この製版カメラの制御回路を示すもので
、制御装置２川こ内設された中央演算処理装置１０１（
以下ＣＰＵという）には、インターフェース１０２を介
して、操作盤２１と、この操作盤２１に組込まれたデジ
タル表示器２２と、光源１７，１８と、モーター駆動ユ
ニット１９と、しンズ架位置検知器１５と、原画架位置
検知器１６が接続され、モーター駆動ユニット１９には
、モーター１１，１４が接続されている。

つぎに、第３図と第４図について、本製版カメラの操作
と動作を説明する。

まず、操作盤２１のスイッチ操作により電源を入れ、ボ
タン操作により、製版カメラの各架を原点復帰させる。

例えばこの原点は、フレーム上の端部の１点とすればよ
い。投影倍率ｍが既定の場合には、操作盤２１のスイッ
チ操作により、本製版カメラを自動にセットし、投影倍
率ｍをデジタルスイッチで設定して、制御装置をスター
トさせる。

すると、モーター駆動ユニット１９が作動して、しンズ
架４と原画架５は、モーター１１と１４により、原画８
をフィルム６上に設定倍率ｍで投影する方向に移動し始
める。

この時、設定倍率ｍが１／ノ２より大きい場合には、し
ンズ架４が先行し、その位置検知器１５の検知した位置
から、ＣＰＵ１０１において、上記｛Ｂ｝‘Ｃ）式より
、移動中のしンズ架４に対応する投影倍率ｍと、ｍに対
応する原画架５の位置すべき目標値を連続的に計算する
。

この目標値と、同時点における原画架５の、位置検知器
１６より検知された実際の位置とに開きがある時は、原
画架５は、この開きを解消する方向に向って移動させら
れる。

しかして、投影倍率ｍが１′ノ２より大きい場合には、
原画架５の移動量はしンズ架４の移動量より小さく、し
かも原画架５としンズ架４の移動速度は等しくしてある
ので、実質的には、原画架５は上記目標値に瞬時に追従
し、投影倍率ｍを変更中もフィルム６上のピントが外れ
ることはない。

しンズ架４と原画架５は、設定倍率ｍに相当する位置に
到達すると停止し、その時の投影倍率ｍは、表示器２２
に表示され、光源１７または１８が点灯されるので、こ
の時撮影すればよい。設定倍率ｍが１／ノ２より小さい
場合は、原画架５が先行して、しンズ架４がこれに追従
し、上述と同様の関係により、常にフィルム６上におい
てピントが外れることなく、投影倍率ｍを変更すること
ができる。上述は、投影倍率ｍが既定の場合であるが、
ｍが未定でトリミングして映像を決定する場合には、操
作盤２１のスイッチ操作により本製版カメラを手動にセ
ットし、光源１７または１８を点灯する。

ピントグラス上の映像を観察しながら、操作盤２１のボ
タン操作をすれば、しンズ架４と原画架５は、上述と同
様に常焦点駆動され、所望の映像を容易に得ることがで
き、この時の投影倍率ｍは、表示器２２に表示される。

なお、前記における原画架、しンズ架の先行・追従の関
係は各架の移動中においても、１／ノ２倍で瞬時に切換
えられるようにＣＰＵＩＯＩより制御されるようになっ
ている。また、現倍率位置から他の倍率位置に各架を移
動させる場合は、入電時以外は、いちいち原点復帰する
必要はなく、現位置から各架は、他の倍率位置に移動さ
せられるようになっている。レンズ光摸した時は、新し
いレンズ７の焦点距離ｆをＣＰＵＩＯＩに入力すればよ
い。

なお実施例においては、投影架を固定したものとしてあ
るが、原画架を固定した場合、しンズ架を固定した場合
にも、本発明はもちろん実施可能である。

原画架を固定した場合は、ａとａ＋ｂについて、前述の
計算と同じようにし、投影倍率のノ２倍を境とすればよ
い。

また、投影倍率がノ２倍か、ノ夏情より大きい場合は、
投影架を先行して移動させてしンズ架を投影架に追従移
動すればよく、投影倍率がノ２倍より小さい場合には、
その逆となる。しンズ架を固定した場合は、ａとｂにつ
いて、前述の計算と同じようにし、投影倍率の原寸を境
とすればよい。

すなわち、原寸か原寸より大きい投影倍率においては、
投影架を先行して移動し、原画架を技影架に追従移動す
ればよい。原寸より小さい投影倍率においては、その逆
となる。上述のように、本発明においては、カムを全く
使用しないので、機構が簡素になり、かつレンズ７の交
換を、極めて簡単に行うことができる。また、移動量の
大きい面を先行させて、小さい移動量の面を追従させて
移動させるので、精度良く面の位置決めができ、さらに
、追従が迅速に行え実質的に常にピントが合う等、多大
の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置を使用した製版カメラを略示する
側面図、第２図は、投影倍率ｍに対するフィルムよりし
ンズ架と原画架までの距離の変化を表わすグラフ、第３
図は、本発明装置を使用した製版カメラの制御回路のブ
ロック図、第４図は、同じく操作と動作を示すフローチ
ャートである。１．．・．．・技影架、２・・・・・・脚、３・・・・
・・フレーム、４……しンズ架、５・・・…源画架、６
……フィルム、７・・・・・・レンズ、８・・・・・・
原画、９・・・・・・ナット、１０……ねじ軸、１１…
…モーター、１２……ナット、１３……ねじ軸、１４…
…モーター、１５，１６・・・・・・位置検知器、１７
，１８・・・・・・光源、１９・・…・モーター駆動ユ
ニット、２０・・・・・・制御装置、２１・・・・・・
操作盤、２２・・・・・・表示器、１０１・・・・・・
中央演算処理装置、１０２・・・・・・インターフェー
ス。第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】１原画面レンズ又は投影面のうち１つの面を固定し、
他の２つの面の位置を変えることによつて、倍率変更を
行うようにした投影装置において、投影倍率変更に際し
、位置変更される面のうち、移動量の大きい面を先行さ
せて移動し、移動量の少ない面を、移動量の大きい面に
追従移動させて、常に焦点を結ばせることを特徴とする
投影装置の常焦点投影倍率変更方法。２投影面を固定した投影装置において、投影倍率変更
に際し、投影倍率が１／√（２）、またはそれよりも大
きい間は、レンズの移動を先行させて、原画面をレンズ
の移動に追従して移動させ、かつ投影倍率が１／√（２
）より小さい間は、原画面の移動を先行させて、レンズ
を原画面の移動に追従して移動させることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の方法。３原画面を固定した投影装置において、投影倍率変更
に際し、投影倍率が√（２）またはそれよりも大きい間
は、投影面の移動を先行させて、レンズを投影面の移動
に追従して移動させ、かつ投影倍率が√（２）より小さ
い間は、レンズの移動を先行させて、投影面をレンズの
移動に追従させることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の方法。４レンズを固定した投影装置において、投影倍率変更
に際し、投影倍率が１もしくは１より大きい間は、投影
面の移動を先行させて、原画面を投影面の移動に追従し
て移動させ、かつ投影倍率が１より小さい間には原画面
の移動を先行させて、投影面を原画面の移動に追従して
移動させることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の方法。５原画架、レンズ又は投影架のうち１つの架を固定し
て、他の２つの架の位置を変えることによつて、倍率変
更を行うようにした投影装置において、倍率変更に際し
、２つの架を移動させる装置と、移動される２つの架そ
れぞれの位置を検出する検知器と、投影倍率変更に際し
、所望の投影倍率に相当する移動される２つの架の位置
を算出し、これら２つの架のうち、移動量の大きい方の
架を先行させて所望位置に向け移動させるとともに、移
動中の移動量の大きい架の位置に対応する他の架の位置
を算出して、この所望位置に到達するように移動量の大
きい架に追従して移動させるようにした制御装置とを備
えることを特徴とする投影装置の常焦点投影倍率変更装
置。６投影架を固定した投影装置において、投影倍率変更
に際し、所望の投影倍率に相当するレンズ架と原画架の
位置を算出し、投影倍率が１／√（２）もしくはそれよ
りも大きい間は、レンズ架を先行させて所望位置に向け
移動させるとともに、移動中のレンズ架の位置に対応す
る原画架の位置を算出して、この位置に到達するように
、レンズ架に追従して原画架を移動させ、かつ投影倍率
が１／√（２）より小さい間は、原画架を先行させて、
所望位置に向け移動させるとともに、移動中の原画架の
位置に対応するレンズ架の位置を算出して、この位置に
到達するように、原画架に追従してレンズ架を移動させ
るように制御する制御装置とを備えることを特徴とする
特許請求の範囲第５項に記載の装置。７原画架を固定した投影装置において、投影倍率変更
に際し、所望の投影倍率に相当するレンズ架と投影架と
の位置を算出し、投影倍率が√（２）もしくはそれより
も大きい間は、投影架を先行させて所望位置に向け移動
させるとともに、移動中の投影架の位置に対応するレン
ズ架の位置を算出して、この位置に到達するように、投
影架に追従してレンズ架を移動させ、かつ投影倍率が√
（２）より小さい間は、レンズ架を先行させて、所望位
置に向け移動させるとともに、移動中のレンズ架の位置
に対応する投影架の位置を算出して、この位置に到達す
るように、レンズ架に追従して投影架を移動させるよう
に制御する制御装置を備えることを特徴とする特許請求
の範囲第５項に記載の装置。８レンズ架を固定した投影装置において、投影倍率変
更に際し、所望の投影倍率に相当する原画架と投影架と
の位置を算出し、投影倍率が１もしくは１より大きい間
は、投影架を先行させて所望位置に向け移動させるとと
もに、移動中の投影架に位置に対応する原画架の位置を
算出して、この位置に到達するように、投影架に追従し
て原画架を移動させ、かつ投影倍率が１より小さい間は
原画架を先行させて所望位置に向け移動させるとともに
、移動中の原画架の位置に対応する投影架の位置を算出
して、この位置に到達するように、原画架に追従して投
影架を移動させるように制御する制御装置を備えること
を特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の装置。