DE2225972A1

DE2225972A1 - Automatische fokussiervorrichtung

Info

Publication number: DE2225972A1
Application number: DE2225972A
Authority: DE
Inventors: Alois Rieder
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1972-05-27
Filing date: 1972-05-27
Publication date: 1973-12-13
Also published as: FR2187129A5; US3864033A; CH549815A; IT985230B

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Fokussiervorrichtung für Diaprojektoren, bei der optisch-elektrische Abtastmittel unter Verwendung von auf ein Dia gerichteten Taststrahlen die Aufrechterhaltung der Scharfeinstellung in Verbindung mit einer Regeleinrichtung bewirken, durch die das Projektions-.objektiv mittels eines Antriebsmotors verschiebbar ist_G

Das Prinzip derartiger Fokussiervarrichtusigen beruht darauf, daß ein einmal bei einer ersten Scharfeinstellung eines Dias erzielter Abstand des Dias zum Projektionsobjektiv bei allen weiteren zur Projektion kommenden Dias durch eine selbsttätige Nachregelung aufrecht erhalten wird. Dabei ist es grundsätzlich gleichbedeutend, ob durch die Regeleinrichtung das Dia oder das Objektiv verschoben wird.

Es sind Fokussiervorrichtungen bekannt, die einen Taststrahl verwenden, der auf ein in Projektionsstelltrag gebrachtes Dia gericht«^"j;;an diesem ,reflektiert und auf Fotoempfänger ge-

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lenkt wird, die ein der Ablenkung des Strahles entsprechendes Signal an die Regeleinrichtung geben, durch die das Objektiv mit der Testvorrichtung oder das Dia verschoben wird, bis der Taststrahl in Abgleichstellung in die Mitte der Fotoempfänger Anordnung fällt. Die Fotoempfänger sind in der Regel Fotowiderstände, die in einer Brückenschaltung angeordnet sind.

Bei verglasten Dias werden jedoch von allen Grenzflächen Reflexe unterschiedlicher Intensität abgegeben. Außerdem wird das Dia nach dem Brechungsgesetz um etwa ein Drittel der Glasdicke versetzt abgebildet, so daß die Schärfenebene nicht mehr mit der Bildebene zusammenfällt, sondern in das Deckglas hineindrückt. Man hat deshalb versxicht, durch vorgeschaltete optische Mittel wie z. B. Blenden_$ Masken, Filter und bzw. oder durch Verstimmen der Regelschaltung die Abtastung zu korrigieren. Es ist auch versucht worden» diese Probleme durch Verwendung zweier gekreuzter Taststrahlen zu überwinden, wobei die Dias im Kreuzungsmittelpunkt der Strahlen unter Benutzung der vorhergenannten Mittel scharf gestellt werden. Die Tasteinrichtungen sind hierbei in der Regel mit dem Objektiv zusammen verschiebbar oder gehäusefest angeordnet, wenn das Dia allein verschoben werden soll. Es sind auch mit einem Taststrahl arbeitende Vorrichtungen bekannt, die die Nachregelung zur Scharfeinstellung durch Abzählen der Reflexe oder durch Auswerten der Reflexintensitäten vornehmen.

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Eine weitere bekannte Fokussxervorrichtung verwendet einen zusätzlichen Hilfsfotoempfanger, auf den ein Teil des von einem verglasten Dia reflektierten Strahlenbündels zur Verstimmung der Regelschaltung ausgespiegelt wird. ·

Der Nachteil aller bekannten Fokussxervorrichtungen ist der, daß sie für ihre volle Funktionsfähigkeit eine Planlage der Dias voraussetzen. Diese ist aber in der Regel nur bei verglasten Dias vorhanden. Unverglaste Dias weisen oft ganz unterschiedliche Verwölbungen auf. Bei derartigen Dias versagen die Fokussiervorrichtungen, da der Taststrahl in einer durch die Abtastvorrichtung nicht kontrollierbaren Weise vom Dia abgelenkt wird_o

Bekanntlich weist der Dia-Film bereits eine natürliche Rolltendenz auf, die auch dem einzelnen Diapositiv anhaftet. Durch Erwärmung während der Projektion werden die Dias unterschiedlich verformt, wobei in der Regel konkave, konvexe oder S-förmige Verwölbungen auftreten. Derartige Krümmungen, die sich infolge der festen Einspannung der Dias im Rahmen nicht ausgleichen können und daher oft zu einem unerwünschten Springen führen, beruhen vor allem auf einem Bimetall-ähnlichen Effekt des aus zwei oder mehr Materialschichten aufgebauten Films. Die Verwerfung kann dabei den Tiefenschärfenbereich des Objektivs überschreiten, was zu störenden Unscharfezonen führen kann. Die Verlegung des Abtastpunktes außerhalb der Bildmitte bringt hier

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nur dann einen gewissen Erfolg, wenn der Abtastpunkt auf einer zur optischen Achse des Projektors senkrecht stehenden Ebene fällt. Bei einer anderen Lage der Ebene würde der Taststrahl dagegen in einer für die Regeleinrichtung nicht funktionsgünstigen Weise abgelenkt werden.

Ein weiterer, für den Anmeldungsgegenstand bedeutsamer Gesichtspunkt ist der, daß man aus baulichen Gründen Niedervoltprojektions-1ampen mit größeren Spannungs-Anschlußwerten und deshalb größerer Wendelfläche bevorzugt, was wegen der erwünschten Ausnutzung des Lachtstromes zu Objektiven größerer Lichtstärke führt. Da bekanntlich größere Öffnungsverhältnisse eine kleinere Tiefenschärfe bedingen, werden an Fokussiervorrichtungen alsdann erhöhte Ansprüche an Empfindlichkeit gestellt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Autofokussiervorrichtung zu schaffen, die sowohl bei verglasten als auch bei unverglasten, insbesondere auch bei verwölbten oder sich während der Projektion verwölbenden oder springenden Dias einwandfrei arbeitet.

Die genannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwei die Abtastmittel enthaltende Abtasteinheiten vorgesehen sind, wobei die eine Tasteinheit mit dem Projektionsobjektiv verschiebbar angeordnet

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ist und die andere Tasteinheit eine zu einem in Vorführstellung gebrachten Dia unveränderliche Lage einnimmt.

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß die Taststrahlen
auf verschiedene Stellen eines in Vorführstellung gebrachten
Dias gerichtet sind.

Vorzugsweise soll einer der Taststrahlen das in Vorführstellung gebrachte Dia am Bildrand abtasten,

Zweckmäßigerweise umfassen die Abtastmittel eine Lichtquelle,
optische Mittel, wie z. B. Sammellinssa&j Filter, Masken, Blenden und Fotoempfänger.

Dabei sind in vorteilhafter Weise als Fotoempfänger Differentialfotowiderstände mit Mittelanzapfungen vorgesehen.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Regeleinrichtung zwei parallelgeschaltete, die Differentialfotowiderstände enthaltende Spannungsteiler und ein Vergleichsglied umfaßt, dessen Eingänge mit den Mittelanzapfungen der Fotowiderstände verbunden sind. Das Vergleichsglied der Regeleinrichtung ist zwecktaäßigerweise ein Differenzverstärker.

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Erfindungsgemäß soll dabei ein Spannungsteiler mittels eines zu einem Differentialfotowiderstand parallelgeschalteten veränderbaren Widerstandes verstimmbar sein.

Es ist weiterhin zweckmäßig, den Ausgang des Differenzverstärkers mit dem Antriebsmotor zu verbinden, durch den über ein Getriebe das Projektionsobjektiv zusammen mit einer Tasteinheit verschiebbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer schematischen Zeichnung näher erläutert, die in einer einzigen Figur ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Autofokussiervorrichtung zeigt.

Der erfindungsgemäße Diaprojektor 1 weist ein Projektionsobjektiv 2 auf, das relativ zum Objektivträger 3 verschiebbar ist. Der Objektivträger 3 ist in einer gehäusefesten Führung gleitend gelagert. Auf dem Objektivträger 3 ist eine Abtastein heit angeordnet, die eine Lichtquelle 5» eine Sammellinse 6 einen Fotoempfänger 7 umfaßt. Eine zweite Abtasteinheit ist auf dem Objektträger 8 angeordnet und umfaßt ebenfalls eine Lichtquelle 9, eine Sammellinse 10 und einen Fotoempfänger Der Objektträger 8 ist mit einer Bildbühne 12 versehen, die

auf einer Seite eine feststehende prismatische Führung 13 und

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auf der ihr gegenüberliegenden Seite eine gefederte prismatische Führung 14 aufweist, in die mittels einer bekannten und deshalb nicht dargestellten Greifervorrichtung ein gerahmtes Dia 15 zur Projektion eingeschoben ist„ Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Fotoempfänger 7»H Differentialfotowiderstände, die zusammen mit je einem Arbeits-widerstand 16 bzw» 17 zwei zueinander parallel geschaltete Spannungsteiler bilden» Ber mit dem Objektträger 8 verbundene Spannungsteiler H₉17 ist dabei mittels eines veränderbaren Widerstandes 18 verstimmbar, der parallel zu dem entsprechenden Fotowiderstand 11 geschaltet ist. Die Mittelanzapfungen 7^₉IIa der Fotoempfänger 7»H bilden den Diagonalzweig der durch die Spannungsteiler 7» iß und 11, 17 gebildeten Brückenschaltung und sind mit den Eingängen 19a₉ 19b eines Vergleichsgliedes 19, das im Ausführungsbeispiel ein Differenzverstärker ist, verbunden. Der Ausgang 19c des Differenzverstärkers ist mit der Wicklung des Motors 20 verbunden. Durch diesen Motor 20 ist über ein Getriebe 21,22,23 der Objektivträger 3 verschiebbar. In der Figur ist die Fokussiervorrichtung in Äbgleichsstellung gezeigt, in der die Taststrahlen 24,25 in die Mitte der Differentialfotowiderstände 7»H fallen. Das Dia 15, an dem die Taststrahlen 24,25 in verschiedenen Punkten 26,27 reflektiert werden, ist nicht mit Gläsern abgedeckt und weist eine ideale Planlage auf. Das Dia 15 wird in bekannter Weise mittels einer Projektionslampe 28, einem Reflektor 29 und einem Kondensorsatz beleuchtet.

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Grundsätzlich arbeitet die erfindungsgemäße Autofokussiervorrichtung nach folgendem Prinzip: Die zweite am Objektträger 8vangeordnete Abtasteinheit 9*10,11 gibt der Hegel's

einrichtung 19 eine feste Vergleichsspannung vor, die von der Art oder Verwölbung des jeweiligen Dias 15 abhängt; diese Vergleichsspannung wird mit einer Regelspannung der ersten Abtasteinheit 5,6,7, die am Objektivträger 3 angeordnet ist, verglichen. Bei Ungleichheit der beiden Werte wird der Motor 20 durch den Differenzverstärker 19 bestromt.

Der Motor 20 ist ein umpolbarer Gleichstrom-Motor, der nun den Objektivträger 3 verschiebt. Die Verschiebevorrichtung des Objektivs 2 bzw. die Drehrichtung des Motors 20 wird durch das Vorzeichen der Differenz der in den Differenzverstärker eingegebenen Spannungswerte bestimmt. Auf diese Weise wird der Abstand zwischen Dia und Objektiv auf direktem Wege nachreguliert, Eine Scharfeinstellung des projizierten Bildes ist daher nur einmal und zwar zweckmäßigerweise bei der Vorführung des ersten Dias erforderlich. Zu diesem Zweck wird das Objektiv 2 zur Naheinstellung in Richtung der gestrichelt dargestellten Lage des Objektivs 2 oder zur Ferneinstellung in Richtung der ausgezogenen gezeichneten Stellung des Objektivs 2 manuell oder motorisch verschoben.

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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Autofokussiervorrichtung soll nun an Hand verschiedener Fälle weiter erläutert werden, um darzulegen, daß diese Vorrichtung bei allen möglichen zur Projektion kommenden Dias, seien sie verglast oder unverglast, plan, gekrümmt oder während der Projektion durch Erwärmung weiter verformbar, einwandrei arbeitet.

Im ersten zu besprechenden Fall ist das Diapositiv durch die natürliche Rolltendenz des Films zur Lichtquelle 28 hin konvex vorgewölbt. Bei zunehmender Erwärmung wird diese Rolltendenz weiter verstärkt. Der Lichtstrahl 25 wird im randnahön Abtäst-·· punkt 26 des Dias 15 auf die zum Objektträger S hinweisende Hälfte des Fotoempfängers Ii abgelenkt ψ"während der Taststrahl 2k nur geringfügig abgelenkt wird, da dessen Äbtastpunkt 27 in einer zur optischen Achse nahezu senkrechten Dia-Ebene liegt. Der Motor 20 fährt daher den Objektivträger 3 in Richtung B zur Scharfeinstellung nach.

Der zweite und dritte Fall tritt meist nach der Abkühlung eines erstmals projizierten Dias auf.

Im zweiten Fall sei das Dia S-förmig verwölbt. In diesem Fall muß die Schärfenebene in den mittleren Bereich der Verwölbung des Dias gelangen, das bedeutet, daß sich das Objektiv 2

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nicht aus der in der Figur dargestellten Position bewegen darf. Herkömmliche Fokussiervorrichtungexi würden hier zumindest bereits versagen, da die Ablenkung eines Taststrahles eine Fehlregulierung veranlassen würde, durch die das Dia aus dem Schärfenbereich des Objektivs 2 gelangen würde, wenn der Abtastpunkt nicht zufällig auf eine zur optischen Achse senkrecht stehende Ebene fällt. Bei einer S-förmigen oder entsprechend spiegelbildlichen Verwölbung werden beide Taststrahlen 24,25 im gleichen Maße abgelenkt, so daß die Schärfenebene im mittleren Verwölbungsbereich des Dias bleibt.

Im dritten Fallbauchtsich das Dia unmittelbar vor dem eigentlichen Springen entgegen der ursprünglichen Rolltendenz zum Objektiv 2 hin auf. In diesem Fall wird der Taststrahl 24 der ersten Tasteinheit im Verhältnis zum zweiten Taststrahl 25 stärker auf eine zum Objektiv 2 weisende Hälfte der entsprechenden Fotoemfänger 7

bzw. 11 abgelenkt. Diese ungleichmäßige Ablenkung der reflektierten Strahlen 24,25 veranlaßt die Regeleinrichtung 19 die Schärfenebene durch Verschieben des Objektivs 2 in Richtung A in den Verwölbungsbereich des Dias I5 nachzuführen.

Nach dem Springen des Dias, das in einer schlagartigen Umformung der konkaven in eine konvexe Wölbung von der Projektionslampe 28 gesehen besteht, tritt bei weiterer Projektion wieder einer der vorhergenannten Fälle ein.

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Im vierten Fall sei ein ebenes Dia besprochen. In diesem einfachsten Fall trifft der Taststrahl 25 der zweiten Abtasteinheit immer auf die Mitte des zugeordneten Fotoerapfängers 11, da die prismatischen Führungen I3,l4 der Bildbühne 12 für eine in bezug auf die zweite Abtasteinheit 9>10,il gleichbleibende Lage des Dias 15 sorgen. Die Vergleichsspannung nimmt deshalb einen allein durch die Dimensionierung des Brückenssweigs 11₉17»ΐ8 festgelegten Wert an und der Objektivträger 3 wird also soweit nachgeführ^, bis auch der Taststrahl 24 der erstea Tasteinlieit in die Mitte des zugeordneten Fotoempfängers 7 fällt. Dieser Fall ist in der Figur in Ableichst ellung dargestellt«,

Im fünften Fall sei ein verglastes Dia zur Projektion gebracht. Geht man von dem in der Figur gezeigten Abgleichfall aus, sso werden nun Reflexstrahlenbündel der Abtasteinheiten auf die Fotoempfänger in Richtung zum Objektiv 2 hin abgelenkt. Da sich die Bildebene nach dem Brechungsgesetz um etwa ein Drittel der Deckglasdicke in Richtung zum Objektiv hin verschiebt₉ wird durch Verstimmung des zweiten Spannungsteilers 11,17 mittels eines veränderbaren Widerstandes 18 der Regeleinrichtung 19 eine Vergleichsspannung vorgegeben, die einer kleinerei Ablenkung des

Taststrahles 25 i^ffl Vergleich zum ersten Taststrahl 24 entspricht. Auf diese Weise wird die Regeleinrichtung 19 veranlaßt, die Schärfenebene durch Verschieben des Objektivs 2 in Richtung A in die virtuelle Bildebene zu rücken.

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Die Verstimmung des Brückenzweigs 11,17,18 der zweiten Tasteinheit 9»10,11 ist bei Verwölbung eines unverglasten Dias derart berücksichtigt, daß die Schärfenebene immer innerhalb des Verwölbung aber eiche s des Dias gelangt. Selbstverständlich können die Tasteinheiten auch derart angeordnet sein, daß ihre Taststrahlen 24,25 auf verschiedene Seiten des Dias 15 gelenkt oder auf andere zweckmäßige Abtaststellen des Diapositivs gerichtet werden. Es ist auch möglich, anstelle eines veränderbaren Widerstandes 18 zwei nach anderen Kennlinien ausgebildete Differentialfotowiderstände 11,17, die im einfachsten Fall durch Doppelfotowiderstände ersetzbar sind, zu verwenden. Ee können aber für die Regeleinrichtung auch andere Differenzfotoempfänger-Schaltungen angewendet werden, ohne den Rahmen des Erfindungsgegenstandes zu verlassen. Es kann vorteilhaft sein, die Abtastung durch Verwendung von optischen Mitteln wie Blenden, Masken und Filter in bekannter Weise zu verfeinern.

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Claims

Ansprüche

Cl,7 Automatische Fokussiervorrichtung für Diaprojektoren, bei der optisch-elektrische Abtastmittel unter Verwendung von auf ein Dia gerichteten Taststrahlen die Aufrechterhaltung der Scharfeinstellung in Verbindung mit einer Regeleinrichtung bewirken, durch die das Projektionsobjektiv mittels eines Antriebsmotors verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet« daß

die
zwei/Abtastmittel enthaltende Abtasteinheiten (5,6»7ί9«1Ο,11) vorgesehen sind, wobei die eine Tasteinheit (5*6,7) mit dem Projektionsobjektiv (2) verschiebbar angeordnet ist und die andere Tasteinheit (9,10,11) eine zu einem in Vorführstellung gebrachten Dia (15) unveränderliche Lage einnimmt.

2· Automatische Fokussiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taststrahlen (24,25) auf verschiedene Stellen (26,27) eines in Vorf ührstellung gebrachten Dias (15) gerichtet sind.

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3. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Taststrahlen (25) das in Vorführstellung gebrachte Dia (15) am Bildrand (26) abtastet.

4. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel eine Lichtquelle (5 bzw. 9)» optische Mittel, wie

z. B. Sammellinsen (6 bzw. 10), Filter, Masken, Blenden und Fotoempfänger umfassen.

5. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Fotoempfänger Differentialfotowiderstände (7,11) mit Mittelanzapfungen (7a, lla) vorgesehen sind.

6. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung zwei parallelgeschaltete, die Differentialfotowiderstände (7,11) enthaltende Spannungsteiler (7,l6jll_f17) und ein Vergleichsglied (I9) umfaßt, dessen Eingänge (19a,19b) mit den Mittelanzapfungen (7a, Ha) der Fotowiderstände (7»H) verbunden sind.

7· Automatische Fokussieivorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsglied (19) der Regeleinrichtung ein Differenzverstärker ist.

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8. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsteiler (11,17) mittels eines zu einem Differentialfotovriderstand

(11) parallel geschalteten veränderbaren Widerstandes (l8)

verstimmbar ist.

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9. Automatische Fokussiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Differenzverstärkers (19) mit dem Antriebsmotor (20) verbunden ist, durch den über ein Getriebe (21,22,23) das Projektionsobjektiv (2) zusammen mit einer Tasteinheit (516,7) verschiebbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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