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Optischer Ausgleich Die Erfindung betrifft einen optischen Ausgleich,
welcher insbesondere für die Aufnahme bzw. Wiedergabe lebender Bilder mit kontinuierlich
bewegtem Bildträger dienen soll. Es ergeben sich selbstverständlich auch andere
Anwendungsgebiete für diesen optischen Ausgleich; beispielsweise kann er für ein
in Flugzeugen zu verwendendes optisches Gerät Anwendung finden, welches es beim
Trudeln eines Flugzeuges ermöglicht, stets dem Flugzeugführer ein aufrechtstehendes
Bild zu vermitteln.
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Hilfsmittel zum optischen Ausgleich der Bildwanderung sind sowohl
für kinematographische Aufnahme- als auch Wiedergabegeräte bekannt. Ihr wichtigster
Teil ist in der Regel ein bewegtes Spiegelsystem, welches das aufzunehmende oder
wiederzugebende Bild in bezug auf den gleichförmig bewegten Film zu scheinbarem
Stillstand bringt, und das entweder aus einem einzigen, einer periodischen Kippbewegung
unterworfenen Spiegel oder aus einem Spiegelrad besteht, dessen einzelne Spiegel
nacheinander in den Strahlengang eingeführt werden. Weiterhin ist speziell für kinematographische
Aufnahmegeräte bereits eine Anordnung bekanntgeworden, bei der der gleichförmig
bewegte Film konzentrisch zur Achse des Objektives im Bogen um diese Achse herumgeführt
wird und in dieser Achse hinter dem Objektiv ein Kippspiegel angeordnet ist, welcher
die vom Objektiv aus einfallenden Strahlen der Bewegung des Films nachführt; um
hierbei eine Drehung des vom Objektiv entworfenen reellen Bildes gegen den Film
zu verhindern, wurde in diesem Falle zwischen Objektiv und Kippspiegel ein Dovesches
Prisma angeordnet, das sich mit der halben Winkelgeschw@ndigkeit bewegte, wie der
Kippspiegel und hierdurch die vom Kippspiegel veranlaßte Bilddrehung in bezug auf
den Film aufhob.
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Alle die beschriebenen, bisher bekannten Anordnungen besitzen jedoch
den Nachteil, daß sie die Anwendung von Objektiven mit sehr langer Brennweite erfordern
und daher insbesondere für Aufnahmezwecke nur in Einzelfällen geeignet sind; dies
gilt vor allem
für die zuletzt beschriebene Anordnung, bei der zwischen
Objektiv und Film außer dem Kippspiegel zusätzlich noch ein Dovesches Drehprisma
liegt. Es ist zwar von stroboskopisch.en Beobachtungsgeräten her bekannt, daß man
Kippspiegel und Dovesches Drehprisma auch vor das Objektiv legen kann; wollte man
diesen Konstruktionsgedanken jedoch auf den oben gekennzeichneten, bekannten optischen'
Ausgleich übertragen und diesen entsprechend umgestalten, so wäre man gezwungen,
mit einem umlaufenden Kranz von Objektiven zu arbeiten, welche den Kippspiegel mit
doppelter Winkelgeschwindigkeit umkreisen. Man gelangt also in diesem Falle nicht
nur zu einer sehr kostspieligen und schweren Anordnung; die das betriebsübliche
Auswechseln der Objektive zwischen verschiedenen Aufnahmen fast unmöglich machte,
sondern erhielt sogar einen optischen Ausgleich, bei dem sich drei zusammenwirkende
Glieder mit verschiedenen, genau aufeinander abgestimmten Winkelgeschwindigkeiten
bewegen mügten.
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Die Erfindung betrifft einen optischen Ausgleich, der diese Nachteile
nicht besitzt und trotzdem die Erzielung von verhältnismäßig kurzen Brennweiten
ermöglicht. Die Erfindung macht zwar ebenfalls von einem Doveschen Drehprisma und
einem in der optischen Achse des Objektives angeordneten Kippspiegel Gebrauch, der
das Licht dem im Bogen konzentrisch zur Achse geführten Film zuleitet und welcher
sich in der gleichen Drehrichtung mit der doppelten Winkelgeschwindigkeit bewegt,
wie das eingangs erwähnte Dovesche Drehprisma. Nach der Erfindung wird jedoch das
Objektiv feststehend zwischen dem Kippspiegel und dem Dov eschen Prisma angeordnet.
Auf - diese Weise wird erreicht, daß zwischen Objektiv und Film nur noch der Kippspiegel
liegt, so daß das Objektiv sehr dicht an den Film herangebracht und dementsprechend
kurz_-brennweitig gewählt werden kann, obwohl es selbst nicht mit umläuft. Weiterhin
wird auf diesem Wege erreicht, daß der Korrektionszustand des Objektives durch den
Strahlengang im Doveschen Drehprisma nicht mehr ungünstig beeinflußt werden kann,
da das eigentliche Abbildungssystem nur noch aus Objektiv und Kippspiegel besteht.
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Die Erfindung sei im folgenden an Hand der Abbildungen näher erläutert.
Auf diesem stellt Fig. i die Seitenansicht und Fig. 2 die Draufansicht einer schematischen
Darstellung der wesentlichen optischen Glieder und des Strahlenganges dar, während
Fig. 3 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Gerät und Fig. d. eine Ansicht
dieses Gerätes in Richtung des Pfeiles A wiedergibt.
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Fig. 5 gibt schließlich einen Teilschnitt nach der Linie B-C (vgl.
Fig. 3) wieder.
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In Fig. i und Fig. 2 stellt i ein Dovesches Drehprisma dar. Das eintretende
Lichtbündel a wird in bekannter Weise um i8o° gedreht und über das Objektiv 2 dem
Kippspiegel3 zugeleitet. Der Kippspiegel 3 besteht aus einem totalreflektierenden
Prisma und wird ebenso wie das Dovesche Drehprisma i um die optische Achse K-K des
Objektives 2 periodisch gekippt. Da sich das aus einem Doveschen Drehprisma ausfallende
Bild bekanntlich mit der doppelten Winkelgeschwindigkeit dreht, mit der man das
Dovesche Prisma selbst dreht, muß daher das Prisma i mit der halben Winkelgeschwindigkeit
gedreht werden wie das Spiegelprisma 3, damit das vom Objektiv 2 erzeugt reelle
Bild zu scheinbarem Stillstand in bezug auf den kozentrisch zur optischen Achse
K-1 um diese Achse herum mit gleichförmiger Geschwindigkeit geführten Film gelangt.
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Das in Fig. 3 bis Fig. 5 dargestellte Gerät besteht aus einem Gehäuse,
das aus den beiden Teilen i i und 12 zusammengesetzt ist und an der einen Seite
von einer Platte 13 abgeschlossen wird. Der Gehäuseteil i i ist mit dein Gehäuseteil
12 durch Schrauben i.I verbunden, während die Abschlußplatte 13 durch Schrauben
15 am Gehäuseteil 12 angebracht ist. Eine Welle 16 ist in einem im Deckel 13 angeordneten
Lager 17 sowie in einem im Gehäuseteil 12 angeordneten Lager 18 geführt. Die Welle
16 dient als Antriebswelle und läuft mit einer Drehzahl, die der Bildfrequenz entspricht,
also für normale Verhältnisse 24 Umdr.JSek. beträgt. -,auf der Welle 16 ist mittels
eines Splintes i 9 ein Zahnrad 2o befestigt, welches sich mit gleicher Geschwindigkeit
mitdreht und mit einem Zahnrad 21 von gleichem Durchmesser und gleicher Zähnezahl
kämmt. Das Zahnrad 21 ist mittels einer Madenschraube 22 auf einer Hohlwelle 23
befestigt, welche in einem Lager 24 im Gehäuseteil 12 und einem Lager 25 im Deckel
13 gelagert ist. Die Hohlwelle 23, welche sich also :mit gleicher Geschwindigkeit
wie die Welle' 16 dreht, ist mit einer Verzahnung 26 versehen, mit welcher ein Zahnrad
27 kämmt, dessen Durchmesser und Zähnezahl dem -Sechsfachen der Verzahnung 26 entspricht.
Dieses Zahnrad 27 ist mittels Madenschrauben 28 auf einer Hohlwelle 29 befestigt,
die in Lagern 30, 31 im Gehäuse 12 bzw. 13 läuft. Mit der Hohlwelle 29 ist eine
Trommel 32 verbunden, welche sechsflächig ausgebildet ist (Fig. 5) und Zähne
33 zur Mitnahme des Filmstreifens 34 trägt. Die Trommel .macht bei einer Umdrehung
der
Welle 16 eine Sechstelumdrehung. Da die Größe einer Fläche,der
sechsflächigen Trommel einem Filmband entspricht, wird das Filmbild während einer
Sechstelumdrehung der Trommel 32 exponiert.
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Auf der Welle 29, ist ferner mittels einer Madenschraube 36 eine Scheibe
35 befestigt, in welcher eine Steuerkurve 37 (Fig. 4) vorgesehen ist. In- diese
Steuerkurve greift ein Zapfen 38 ein, welcher an einem Hebel 39 befestigt ist. Der
Hebel 39 ist einerseits an einem am Deckel 13 angelenkten Arm 4o und andererseits
an einem Arm eines Hebels 41 angelenkt, der in seinem Drehpunkt durch einen; Splint
42 fest mit der Welle 43 verbunden ist. Diese Welle ist in der Hohlwelle 29 gelagert
und trägt an ihrem freien Ende den Spiegel 44, welcher innerhalb der Trommel 32
liegt. Die Kurve 37 ist so gestaltet, daß der Spiegel während eines Teiles des Umlaufes
der Trommel mit gleicher Geschwindigkeit wie diese gedreht und dann wieder in seine
Ausgangslage zurückgeführt wird. Je eine Hin- und Rückführung wird während einer
Sechstelumdrehung der Trommel 32 bewirkt; also während der Aufnahme bzw. Wiedergabe
eines Filmbildes. Während der Rückführung muß natürlich eine Dunkelpause eintreten.
Wie dies erreicht wird, wird später beschrieben werden. Das freie Ende des Hebels
41 endet in einer Gabel 45, die einen Zapfen 46 umgibt. Dieser sitzt an einem Hebel
47, der mittels einer Schraube 48 fest -auf einer Welle 49 befestigt ist. Die Welle
49 ist zwischen Spitzen 5o, 51 gelagert, von denen die eine im Gehäuseteil i z,
die andere in einem mittels Schrauben 52 auf dem Deckel befestigten Bügel 53 liegt.
Die Welle 49 ist ferner innerhalb der Hohlwelle 23 gelagert. Der Abstand der Gabel
45 bis zum Mittelpunkt der Welle 43 ist gleich deni Abstand des Zapfens 46 bis zuin
Mittelpunkt der Welle 49. Auf der Welle 49, die also genau so schwingt wie die Welle
43 (das Hebelverhältnis ist i : i), ist mittels einer Schraube 54 ein Hebel 55 gelagert,
der in genau gleicher Weise wie der Hebel 47 einen Zapfen 56 trägt. Diese greift
in eine Aussparung 57 eines Ringes 58 ein, welcher das Dovesche Prisma 59 trägt.
Der Ring 58 ist zwischen einer Lagerfläche, die an einem Ansatz 6o des Gehäuseteils
i i vorgesehen ist, und einer Lagerfläche an einer Hülse 61 gelagert, welche mittels
eines Gewinderinges 62 gegen den Ring 58- gedrückt wird. Durch den Zapfen 56, welcher
unter Einfluß der Schwenkungen der Welle 49 verschwenkt wird, schwingt der Ring
58 und das darin befestigte Prisma 59 hin und her. Da das Hebelverhältnis hier i
: 2 ist, schwingt das Prisma mit einer Geschwindigkeit und um einen Winkel, die
halb so groß sind, wie die Schwenkgeschwindigkeit und der Schwenkwinkel des Spiegels
44.
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Im Gehäuseteil i i ist zwischen den Prismen 59 und dem Spiegel 44
ein bekanntes, als Objektiv dienendes Linsensystem 63 angeordnet.
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Auf der Hohlwelle 23 ist mittels einer Madenschraube 64 der Träger
65 für eine Blende 66 befestigt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Blende so eigerichtet, daß sie während einer halben Umdrehung den Weg des Lichtes
vom Objektiv 63 zum Spiegel 44 versperrt. Es wird hierdurch die Dunkelpause geschaffen,
welche für,die Rückführung des Spiegels 44 und des Prismas 59 in die Ausgangsstellung
erforderlich ist. Durch geeignete Ausbildung .der Kurve 37 kann jedoch erreicht
werden, daß die Rückführung schneller vor sich geht als :die wirksame Drehhung,
so daß die Dauer der Dunkelpause vermindert und entsprechend die Öffnung der Blende
66 vergrößert werden kann. Die Blende 66 trägt an einem Teil, an dem ihre Öffnung
liegt, zum Zweck des Massenausgleiches ein Gegengewicht 67. Ein Deckel 68, welcher
mittels Schrauben 69 am Gehäuseteil 12 befestigt ist, deckt die Blende 66 an dem
unbenutzten Teil ab. Die ganze Einrichtung befindet sich in bekannter Weise in einem
lichtdichten Gehäuse, welches auch die bekannten Trommeln für das Auf- und Abspulen
des Films trägt.
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Die Wirkungsweise (der Einrichtung ist folgende: Die vom aufzunehmenden
Gegenstand durch die Öffnung 7o des Gehäuseteils I I ,einfallenden Lichtstrahlen
gehen in der in Fig. i und 2 schematisch dargestellten Weise durch das Prisma 59,
das Objektiv 63 und über den Spiegel 44 zu dem auf einer Fläche der sechskantigen
Trommel liegenden Filmbild. Die Trommel dreht sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit;
mit der gleichen Geschwindigkeit dreht sich der' Spiegel 44 und mit halber Geschwindigkeit
das Prisma 59. Dadurch wird bei gleichmäßiger Drehung der Tromme132 ein feststehendes
Bild auf den fraglichen Filmteil erzeugt. Dies geschieht während einer Zwölftelumdrehung
der Trommel 32, also während der halben Dauer eines Bilddurchganges. Es wird dann
die Blende 66 geschlossen, und während der anderen Hälfte des .Bilddurchganges tritt
eine Dunkelpause ein, während welcher der Spiegel 44 und das Prisma 59 durch die
Kurvenführung 37 in die Ausgangsstellung zurückgeführt werden. Das Spiel beginnt
dann von neuem.
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Es können selbstverständlich Abänderungen der Ausführungsform Platz
greifen. Beispielsweise können getrennte Kurvenführungen für Spiegel und Prisma
vorgesehen sein,
es können statt der Kurvenführung z. B. Zahnradübertragungen
die Drehung des Spiegels und des Prismas steuern. Auch kann statt der sechsflächigen
Trommel 3-2 eine beliebig vielflächige- Trommel bei entsprechender Wahl der Geschwindigkeiten
Verwendung finden.