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Einrichtung zum Scharfeinstellen eines Bildwerfers Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung zum Scharfeinstellen eines Bildwerfers, mit der ein Bildträger
selbsttätig in eine definierte Scharfebene eines Projektionsobjektivs einstellbar
ist, bestehend aus wenigstens einer Kontrollstrahlungsquelle, die auf die Oberfläche
des Bildträgers eine Kontrollstrahlung sendet, einem Paar voneinander getrennter
Strahlungsempfänger für die an der Bildträgeroberfläche reflektierte Kontrollstrahlung,
einem optischen Element, durch das die reflektierte Kontrollstrahlung unterschiedlich
in Abhängigkeit von der Lage des Bildträgers den Strahlungsempfängern zuführbar
ist, und einer von den Strahlungsempfängern gesteuerten Stellvorrichtung zum Zusammenführen
von Bildträger und Scharfebene.
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Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art wird von der Strahlungsquelle
ein einziger gebündelter Kontrollstrahl direkt auf die Bildträgeroberfläche gerichtet.
Von dieser wird der Kontrollstrahl auf die der Kontrollstrahlungsquelle bezüglich
der optischen Achse des Bildwerfers gegenüberliegende Seite reflektiert. In den
reflektierten Kontrollstrahl greift ein optischer Teiler in Form einer verspiegelten
Schneide ein, der einen Teil des Kontrollstrahls zum einen Strahlungsempfänger ablenkt
und den anderen Teil ungehindert zum anderen Strahlungsempfänger durchläßt. Ferner
erfordert die bekannte Einstelleinrichtung eine verhältnismäßig große Bauhöhe des
Bildwerfers, da die Teile der Einstelleinrichtung zu beiden Seiten der optischen
Achse des Bildwerfers angeordnet sind.
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Eine andere bekannte Einrichtung zum selbsttätigen Scharfeinstellen
eines Bildwerfers stimmt mit der vorbeschriebenen mit der einzigen Ausnahme überein,
daß der Teiler für den Kontrollstrahl nicht als verspiegelte Schneide, sondern als
Doppelkeil mit einem planparallelen Mittelstück ausgebildet und der Kontrollstrahl
nicht gebündelt ist. Die Verteilung der Anteile des ungebündelten Kontrollstrahls
auf die beiden Strahlungsempfänger ist auch hier zwangläufig nicht sehr exakt, worunter
die Einstellgenauigkeit leidet. Ferner tritt wiederum der Nachteil einer großen
Bauhöhe auf.
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Bei den vorbekannten Einrichtungen ist außerdem der Nachteil gemeinsam,
daß die beiden Strahlungsempfänger ständig Kontrollstrahlung empfangen und die Steuerung
nur durch eine Veränderung der jeweilig empfangenen Anteile an Kontrollstrahlung
bewirkt wird. Damit die Stellvorrichtung auf die Änderungen im Strahlungsanteil
anspricht, müssen Strahlungsempfänger verwendet werden, die auf Intensitätsschwankungen
in der Strahlung außerordentlich feinfühlig ansprechen. Solche Strahlungsempfänger
sind entsprechend störanfällig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
beschriebenen Gattung so auszubilden, daß sie sehr genau arbeitet und trotzdem eine
niedrige Bauhöhe des Bildwerfers ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß ein Paar von im spitzen Winkel von der Kontrollstrahlungsquelle ausgehenden
Kontrollstrahlen vorgesehen ist, die durch einen zur optischen Achse des Bildwerfers
geneigten Umlenkspiegel derart umgelenkt sind, daß sie sich in der Scharfebene schneiden
und bei dort befindlichem Bildträger von diesem wechselseitig in sich selbst zurückgeworfen
werden, und daß das optische Element aus einer ebenfalls zur optischen Achse des
Bildwerfers geneigten Spiegelanordnung zwischen der Strahlungsquelle und dem Umlenkspiegel
mit einem dem Winkelraum zwischen den Kontrollstrahlen vollkommen durchquerenden,
dem einen Strahlungsempfänger zugeordneten Innenspiegel und wenigstens einem sich
seitlich außerhalb des Winkelraumes unmittelbar an einem Kontrollstrahl anschließenden,
dem anderen Strahlungsempfänger zugeordneten Außenspiegel besteht.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet sehr genau. Bei scharf eingestelltem
Bildwerfer fällt keine Strahlung auf die beiden Strahlungsempfänger. Die Steuerung
spricht also grundsätzlich an, wenn die Strahlungsempfänger Kontrollstrahlung erhalten.
Dadurch können weniger störanfällige Strahlungsempfänger verwendet und trotzdem
eine sehr feinfühlige Steuerung in beiden Richtungen erzielt werden.
Schließlich
hat die erfindungsgemäße Einrichtung den besonderen Vorteil, daß alle wesentlichen
Teile der Steuereinrichtung auf einer Seite der optischen Achse des Bildwerfers
angeordnet werden können, so daß dieser niedrig baut.
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Zweckmäßigerweise sind beiderseits außerhalb des Winkelraumes dem
gleichen Strahlungsempfänger zugeordnete Außenspiegel vorgesehen. Dadurch wird die
gesamte außerhalb des Winkelraumes zurückgeworfene Kontrollstrahlung aufgefangen,
und es steht eine größere Steuerenergie zur Verfügung.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Spiegelanordnung
an einer planparallelen Platte vorgesehen, deren eine Planfläche die Außenspiegel
und deren andere Planfläche den Innenspiegel trägt. Dadurch sind sämtliche Spiegel
an einem Teil zusammengefaßt, was zu einem einfachen Aufbau der Einrichtung beiträgt.
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Vorteilhafterweise ist zwischen der Kontrollstrahlungsquelle und der
Spiegelanordnung ein Spalt und zwischen der Spiegelanordnung und dem Umlenkspiegel
eine Zylinderlinse mit zum Spalt paralleler Zylinderachse als Hilfslinse angeordnet.
Die Zylinderlinse bündelt die den Spalt durchdringende und durch die Spiegelanordnung
in zwei Kontrollstrahlen verlegte Kontrollstrahlung in einer Ebene, so daß der Spalt
als scharfe Linie in die Scharfebene abgebildet wird. Dadurch ergeben sich eine
sehr gleichmäßige Strahlungsintensität über die gesamte Tiefe jedes Kontrollstrahles
und eine höhere Einstellgenauigkeit.
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Zweckmäßigerweise ist die Kontrollstrahlung physikalisch verschieden
von der Bildstrahlung des Bildwerfers, und der Umlenkspiegel ist als teildurchlässiger
Spiegel ausgebildet und im Weg der Bildstrahlung angeordnet. Die Anordnung des Umlenkspiegels
im Bereich der Bildstrahlung trägt wiederum zu einer niedrigen Bauhöhe des Bildwerfers
bei. Der Anteil der Bildstrahlung, der zwangläufig vom Umlenkspiegel auf die Strahlungsempfänger
geworfen wird, beeinflußt diese nicht, da sie nur auf die physikalisch andersgeartete
Kontrollstrahlung anspricht.
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Wenngleich die Anordnung der Teile der erfindungsgemäßen Einrichtung
sich nach dem vorhandenen Raum richten muß, führt es zu einem besonders klaren Aufbau,
wenn die Halbierende des von den Kontrollstrahlen zwischen der Kontrollstrahlungsquelle
und dem Umlenkspiegel eingeschlossenen Winkels senkrecht auf der optischen Achse
des Bildwerfers steht und die planparallele Platte und der Umlenkspiegel unter 45°
zur optischen Achse geneigt sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt F i g.1 einen mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung versehenen Stehbildwerfer
in schematischer Darstellung, F i g. 2 einen Längsschnitt durch einen nach dem Schema
der F i g.1 aufgebauten Stehbildwerfer und F i g. 3 das Schaltschema der erfindungsgemäßen
Einrichtung.
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In F i g. 1 ist 1 eine Projektionslampe, 2 ein üblicher Kondensor
und 3 ein längsverstellbares Projektionsobjektiv. Die eine Scharfebene des Projektionsobjektivs
3 ist strichpunktiert bei B angedeutet. Die Einstellung sei so vorgenommen, daß
die andere Scharfebene mit einem nicht gezeichneten Projektionsschirm zusammenfällt.
Ein Diapositiv 4 ist in einem nicht gezeichneten Diaträger angeordnet, der im Sinn
des Doppelpfeils A durch eine ebenfalls nicht gezeichnete Stellvorrichtung verstellbar
ist.
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Die optische Achse O des Bildwerfers ist strichpunktiert eingezeichnet.
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Oberhalb der optischen Achse O befindet sich eine Kontrollstrahlungsquelle
5, die eine Kontrollstrahlung auf einen Spalt 6 sendet. Unterhalb des Spaltes ist
eine planparallele Platte 7 unter 45° geneigt zur optischen Achse O angeordnet.
Diese ist in ihrer oberen Planfläche mit zwei Außenspiegeln 8 versehen, die auf
ihrer Unterseite verspiegelt sind. Die untere Planfläche trägt - vom Spalt 6 aus
gesehen - zwischen den Außenspiegeln 8 einen Innenspiegel 9, der ebenfalls
auf der der optischen Achse O zugewandten Unterseite verspiegelt ist, während seine
Oberseite nicht reflektiert. In der gleichen Höhe wie die beiden Außenspiegel 8
befindet sich ein erster Strahlungsempfänger 10, während in der Höhe des Innenspiegels
9 ein zweiter separater Strahlungsempfänger 11 vorgesehen ist.
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Unterhalb der bisher beschriebenen Anordnung befindet sich im Strahlengang
des Bildwerfers, d. h. im Bereich der optischen Achse O, ein teildurchlässiger Umlenkspiegel12,
der ebenfalls unter 45° zur optischen Achse O geneigt ist.
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Zwischen der planparallelen Platte 7 und dem Umlenkspiegel 12 befindet
sich eine Zylindersammellinse 13, deren Zylinderachse parallel zum Spalt
6
verläuft.
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Die von der Kontrollstrahlungsquelle 5 ausgesandte Kontrollstrahlung
ist physikalisch von der Bildstrahlung der Projektionslampe 1 verschieden. Beispielsweise
kann die Kontrollstrahlung eine Infrarotstrahlung sein, während der Infrarotanteil
der Bildstrahlung durch den Kondensor 2 zurückgehalten wird. Die Strahlungsempfänger
10, 11 müssen in diesem Fall als infrarotempfindliche Strahlungszellen ausgebildet
sein.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Die
den Spalt 6 durchdringende Kontrollstrahlung wird durch die Spiegelanordnung
8, 9 in zwei Kontrollstrahlen K1 und K2 aufgeteilt. Die Kontrollstrahlen
werden durch die Zylinderlinse 13 scharf in eine Ebene gebündelt und durch die gewählte
Anordnung und vorherige Einstellung des Umlenkspiegels 12 in die Scharfebene B geworfen,
wo sie sich schneiden. Befindet sich das Diapositiv 4 in der Scharfebene B, dann
werden die beiden Kontrollstrahlen K1 und K2 wechselseitig in sich selbst zurückgeworfen,
so daß die Spiegel 8 und 9 unbeleuchtet bleiben. Es fällt dann auch
keine Kontrollstrahlung auf die Strahlungsempfänger 10, 11.
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Wandert das Diapositiv durch Wärmeverwerfung oder unabsichtliche Bewegung
des Diaträgers aus der Scharfebene B nach rechts heraus, wie dies in der Zeichnung
gestrichelt bei 4' übertrieben angedeutet ist, dann werden die Kontrollstrahlen
K1 und K2 bereits vor der Scharfebene B reflektiert. Sie laufen dann in der gestrichelt
gezeichneten Bahn als reflektierte Kontrollstrahlen Kt' und K2 zurück. Nach abermaliger
Umlenkung am Umlenkspiegel 12 treffen sie auf den Innenspiegel 9, der sie
dem Strahlungsempfänger 11 zuführt.
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Wenn umgekehrt das Diapositiv 4 aus der Scharfebene B nach links in
die in der Zeichnung strichpunktiert
angedeutete Stellung
4" bewegt wird, dann erfolgt die Reflexion der Kontrollstrahlen erst hinter
der Scharfebene B, so daß die Kontrollstrahlen als reflektierte Strahlen K1 ' und
K2" zurücklaufen. Diese treffen auf die Außenspiegel 8 auf und werden von diesen
in Richtung auf den Strahlungsempfänger 10
umgelenkt. Entsprechende Auslenkungen
der reflektierten Kontrollstrahlen treten bei einer Durchwölbung des Diapositivs
4 auf, da hier die Tangentialebene des Dias seitlich auswandert, so daß auch
diese zu einer Beaufschlagung eines der beiden Strahlungsempfänger 10, 11 mit Kontrollstrahlung
führt.
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Die Strahlungsempfänger 10 bzw. 11 steuern die nicht gezeichnete Stellvorrichtung
so, daß der Diaträger jeweils so lange und in einer solchen Richtung verstellt wird,
daß das Diapositiv 4 in die Scharfebene B zurückgeführt wird.
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In F i g. 2 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel eines Stehbildwerfers
15 im Längsschnitt dargestellt, der mit einer Einstellvorrichtung nach dem
Schema der F i g. 1 ausgerüstet ist. Die den Teilen der F i g. 1 entsprechenden
Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Teile 5 bis 11 und 13 sind alle
auf einen gemeinsamen Träger 16 montiert, der im Gehäuse 17 des Bildwerfers
15 auf Kugellagern 18 längsverschiebbar ist. Die Teile 6 bis 11 und 13 sitzen
wiederum in einem am Träger 16 befestigten Gehäuse 19, in dessen einer Stirnwand
der Spalt 6 ausgebildet ist, während die andere Stirnwand durch einen der Zylinderlinse
13 vorgeschalteten Infrarotfilter 20 abgeschlossen ist. Der Träger
16 enthält eine Schiebehülse 16a für das Projektionsobjektiv 3. Wie die F
i g. 2 zeigt, sind alle Teile der Einstellvorrichtung auf einer Seite der optischen
Achse O des Geräts untergebracht. Der Kontrollstrahlengang wird noch zusätzlich
durch einen Spiegel 14 umgelenkt.
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Die Einstellbewegung obliegt einem von den Strahlungsempfängern
10, 11 gesteuerten Motor 21, der ortsfest im Gehäuse 17 gehalten ist
und mit einem Exzenterzapfen 22 in einen Kulissenschlitz 23 eingreift, welcher in
einem am Träger 16 befestigten Führungslappen 24 enthalten ist. Die
F i g. 2 läßt erkennen, daß der Träger 16 mit allen daran angeordneten Teilen, einschließlich
des Projektionsobjektivs 3, bei Drehung des Motors 21 je nach Drehrichtung
nach links oder rechts verschoben wird, wodurch die Scharfebene des Projektionsobjektivs
in die Ebene des Dias 4 gebracht wird.
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Eine Möglichkeit, die elektrische Steuerung des Motors 21 von den
Strahlungsempfängern 10, 11 aus zu bewirken, geht aus F i g. 3 hervor. Die Strahlungsempfänger
10, 11 sind als Fotowiderstände ausgebildet, die in einem den Motor 21 enthaltenden
Brückenkreis liegen. 25 und 26 sind jeweils gleich große Festwiderstände.
27 und 28 sind zwei zueinander inverse Transistoren, die als Verstärker
wirken. Mit U ist eine Spannungsquelle bezeichnet.
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Sind beide Fotowiderstände 10, 11 unbeleuchtet, dann herrscht Gleichgewicht
in der Brücke, und der Motor 21 ist stromlos. Wird dagegen einer der Fotowiderstände
mit Kontrollstrahlung beaufschlagt, dann ist das Brückengleichgewicht gestört, und
der Motor 21 läuft an. Er verstellt dann den Träger 16 so lange, bis wieder auf
keinem der Fotowiderstände eine Kontrollstrahlung auftrifft, und bleibt dann stehen.
Der Bildwerfer ist dann fokussiert.
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Die Erfindung ist nicht auf das gezeichnete Ausführungsbeispiel beschränkt.
Es könnten die beiden Kontrollstrahlen K1 und K2 beispielsweise auch von separaten
Kontrollstrahlungsquellen erzeugt werden.
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Es wäre auch denkbar, die Spiegel 8 und 9 als getrennte
Teile auszubilden.
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Schließlich ließe sich die erfindungsgemäße Einrichtung auch bei einem
Laufbildwerfer verwenden. Es träte dann an die Stelle des Diapositivs
4 der laufende Filmstreifen.
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Sämtliche aus der Beschreibung und der Zeichnung, einschließlich deren
konstruktiven Einzelheiten, hervorgehenden Merkmale können auch in beliebigen Kombinationen
erfindungswesentlich sein.