Кинопроектор с равномерным передвижением фильмы и с оптическим выравниванием Советский патент 1929 года по МПК G03B41/06 

В обычных современных кинопроекторах фяльм совершает резкое прерывистое двиягение, следствием чего является быстрый износ перфорации и обрывы ленты. Необходимость применения обтюратора, поглощающего около света, заставляет увеличивать силу света фонаря, что повышает расход электроэнергии и влечет за собой возможность легкого возгорания фильма. Предлагаемый кинопроектор имеет целью осуществление проекции с непрерывным передвижением фильма. На чертеже фиг. I, 2, 3 и 4 изображают схемы хода лучей в оптической системе предлагаемого проектора; фигура 5-схему признового барабана; фиг. 6 и 7-схему вращающегося диска с архимедовыми спиралями; фиг. 8 и 8-устрой ство для регулировки положения фильма в кадровой рамке; фиг. 9- схему проектора; фиг. 10-вид проектора сбоку; фиг. 11-то же, вид сверху; фиг. 12 и 12-зеркальный полукруг-распределитель; фиг. 13, 14 и 15-призмовый барабан; фиг. 16 и 16-компенсатор; фиг, 17 и противопожарное приспособление; фиг. 18-схему прнзмового барабана и смежных частей; фиг. 19, 20, 21 и 22-схему касания компенсатора и вращающегося диска. Предлагаемое изобретение основано на следующих теоретических соображениях. Если в плоскости АВ (фиг. 1) световая точка передвинется прямолинейно и равномерно снизу вверх на величину Н, то для получения ее изображения неподвижным и в натуральную величину в плоскости ЕРв какой-либо точке Л/, объектив С придется передвинуть тоже прямолинейно, равномерно и снизу вверх, но на величину Н, ибо GX КМ фокусному расстоянию объектива - компенсатора С. Чем меньшей величиной изображения мы будем задаваться, тем меньщие пути придется проходить объективу-компенсатору, ибо он будет располагаться ближе к изображению, чем к световой точке.. Движения световой точки и объектива могут быть и не равномерными-, но должны обладать J скоростями, находящимися в до-, стоянной пропорции. При наличии такой пропорциональности, прямая moi будет фиксировать пересечевием различных своих положений некоторую неподвижную точку М. Неподвижное изображение ci bi а фиг. 2) кадра аЪс, равномерно и прямолинейно движущегося в пло-скоети M.N получится ири равномерном и прямолинейном движении объектива-компенсатора в пло скости Ш, Ставя на пути лучей изображения ci bi a соответствующий объектив, мы получим на экране Э, перпендикулярном прязлой JFjf .проходящей через его центр, изображение ЛВС кадра аЪс.

При компенсации с наименьшим искривлением оптической оси и с максимально-удлиненным време:нем проектирования каждого кадра, начальным положением кадра (при движении его снизу вверх) будет положение а а , а конечным- положение аЪс. Высота кадрового окошка доляша равняться высоте двух кадров.

Конус лучей фонаря, покрывая гсадр во все время его проектирования, должен следовать за ним, а фокус этого конуса все время совпадать с центром движущегося компенсатора. Конус лучей У7(фиг.З) .падает от дуговой лампы на не:Подвижную вогнутую линзу Б, которая коррегирует пучок относительно сферической аберрации и дает конус лучей с фокусом F. Расходясь из точки F, пучок успевает настолько разойтись, что, будучи направленным неподвижной линзой Ч на кадр, полностью покрывает его собою. В промежутке отточки до линзы Ч (фиг. 3) через неподвижный световой пучок в каждый данный момент проходит одна из непрерывно сменяющих друг друга призм с различными углами от1слонения. Углы иризм изменяются постепенно от определенной величины до нуля, затем возрастают до той же величины, имея вершины, направленные в другую сторону (фиг. 5). Полный период изменения .углов и положений призм соответствует времени проектирования одного кадра. Начальное положение кадра совпадает с прохождением ;

через С15етовой конус призмы с максимальным углом, но обращенной основанием вниз. Момент прохождения кадра через центральное положение совпадает с прохождением через световой конус плоско-параллельной пластинки и т. д.

Фокус лучей, прошедших через кадр, находится в точке О (фиг. 3)- центре объектива компенсатора и по мере вращения светового пучка призмами будет следовать за центром компенсатора. Смена призм осуществляется применением вращающегося диска-барабана.по радиусам которого расположены призмы в вышеописанном порядке.

Схема смены призм изображена на фиг. 5, где //-пучок, идущий от фонаря,0,0i-осьврап1евия дискабарабана. IBA - сечение первой, проходящей через луч призмы, ВА2-сечение плоской пластинки, А АВ-сеч:ение последней призмы. Чем большим будет коли 1ество призм, тем более плавное движение приобретет световой пучок.

Проекция помощью одного компенсатора вызовет необходимость применения обтюратора, ибо спроектировав один кадр, компенсатору нужно сообщить холостое движение из конечйого положения проектирования в начальное, а световой пучок поглотить на это время крылом обтюратора.

Применения обтюратора можно избежать устройством зеркального распределителя. Пусть в плоскости АВ (фиг. 4), пер ненликулярной к плоскости чертежа, равномерно снизу вверх движется фильм, проходя перед окошком высотою равным кадрам, а шириной, равным ширине кадра; С H D-два неподвижных зеркала; Z и Кг-два компенсатора, движущихся прямолинейно в направлении, перпендикулярном к плоскости чертежа (движение вверх-рабочее, вниз- холостое); EF - металлический щит с окошком, равным по величине одному кадру; G-металлический полукруг с пара.ллельными плоскими зеркальными сторонами

вращающийся на оси 1-1; Я-положение, полукруга при повороте его на 180° Когда равномерно движущийся кадр целиком показывается в окошке АВ, световой пучок, направленный на него описанным выше способом, попадает на зеркальный полукруг О и, отражаясь от него и от неподвияшого , зеркала С, проходит через компенсатор -BTj к окошку EF, в плоскости которого получается изображение кадра. Объектив О проектирует это изображение на экран. В период времени движения кадра и светового пучка из начального положения до момента, когда край окошка АВ станет урезать кадр по высоте, вращающийся зеркальный полукруг проходит против окошка и отбрасывает пучок к зеркалу С. В момент начала ущерба кадра полукруг G повертывается настолько, что пропускает световой пучок к зеркалу Д отразившись от которого пучок проходит через компенсатор 2.и падает на другую сторону полукруга, отразившись от которого направляется к окошку Fи в объектив О. Момент перехода полукруга в положение Н совпадает с моментом переброски светового луча призмовнм барабаном с ущербленного кадра на следующий, попорядку,-только-что появившийся полностью в окошке АВ. Комценсатор St работает уже с новым кадром до тех пор, пока полукруг G пропускает свет на зеркало D. Таким образом полукруг распределяет работу между двумя компенсаторами. Пока один компенсатор работает (движется вверх),- другой свободен и из конечного положения проектирования переходит в начальное (движется вниз); затем роли компенсаторов меняются и т. д.

Такая схема устраняет необходимость применения обтюратора, но требует от каждого компенсатора равномерного, переменно-направленного движения. Число односторонних движений компенсатора равно половине числа спроектированных кадров (ириблизительно 8

в 1 секунду). Для уменьшения скорости движения компенсаторов следует задаваться изображениями EF (фиг. 4) меньшими натуральной величины кадров. Проектирование уменьшенных изображений потребует применения коротко-фокусных объективов, что является выгодным в отношении светосилы последних.

Для получения посредством двух изолированных друг от друга компенсаторов изображения кадров в одной плоскости F (фиг. 4), одинаковой величины л строго совпадающими, необходимо выполнение следующих трех условий: 1) строгой параллельности зеркальных плоскостей полукруга и плоскостности его вращения; 2) возможности регулировки проекции зеркалами С и и одним из компенсаторов; 3) полного равенства главных фокусных расстояний компенсаторов.

Равномерное движение фшгьма. достигается равномерным вращением зубчатого барабана. Равномерное возвратно-поступательное движение каждого компенсатора достигается применением особого вращающегося диска, контур которого образован отрезками архимедовой спирали fj, 2, cz, Ci (фпг. 7 с центром, совпадающим с центром: вращения диска (фиг. 6 и 7). Компенсатор, опираясь на такой вращающийся диск, приобретает равномерное возвратно-поступательноедвижение (вверх-вниз). Это осуществляется при малых размерах: колесика О и достаточно больших радиусах сдирал ей диска. В противном случ;ае теоретическая форма спирали потребует исправления для колесика, с которым данный диск работает.

Для уменьшения веса компенсатора, диск (фиг. 19) может касаться непосредственно его оправы; в этом случае спирали диска должны быть исправлены для диаметра данного компенсатора. Компенсаторможет иметь удлиненную пластину (фиг. 20), касающуюся спирал диска,-в этом случае спирали поправок не требуют. Компенсатор мо-жет также иметь ножку 1 (фиг. 21) с цилиндриком 2 на конце, двигающимся в направляющем прорезе 3 вращающегося диска DC. Наконец, компенсатор (фиг. 22) может быть снабжен ножкой 1, оканчивающеюся ляткой ог, которой нридается форма Огибающей всех положений спирали, отнесенных к одной точке а.

Плавность перехода от одного иаправления к противоположному может быть достигнута приданием диску очертания, показанного на фиг. 6. При вращении в сторону стрелки, четверти Р будут рабочими, .а четверти X-холостыми, при чем последним можно придавать любое выгодное очертание, как показано ;на фиг, 6.

Устройство предлагаемого кинопроектора состоит в следующем.

Маховик Ж (фиг. 11) сидит на оси F, несущей шестерни «и 1. Шестерня 1 вращает шестерню 2 н ось W, на которой сидит призмо Ый барабан п. Шестерня а вращает щестерню в, которая вместе с шестернями Сиз (фиг. 9) садит на одной оси с подающим ленту барабаном п6. Шестерня 3 сцеплена 45 шестерней 4, на оси которой сидит ручка (не показанная на чертеже) .для вращения аппарата рукой. Ко.ническая шестерня С вращает такую же шестерню д, сидящую на залу X. На этом же валу сидят; 1) шестерня е, вращающая шестерню УК, а следовательно и ось б (фиг. 9 и 11); 2) шестерня з, вращающая щестерню и, а следовательно и вал Е с шестерней k 3) пгестерня м, вращающая шестерню н, сидящую на одном валу с ведущим ленту барабаном вб (фиг. 9).

На валу 6 (фиг. 11) насажена шестерня 5, вращающая шестерню G. -сидящую на оси L, благодаря чему коническая шестерня 7 вращает такую же шестерню 8, сидящую на «си и. На последней сидит цилиндрическая шестерня 9, передающая .движение такой же шестерне Ю и юса Z. Ось Q, вращается шестерней К. Сидящая на оси 2, шестерня 11 вращает шестерню 12, представляющую одно целое с патроном 13 и зеркальным полукругом зр, обозначенным схематически окружностью (фиг. 9 и 10). Одир оборот маховика М и оси We призмовым барабаном п соответствует времени проектирования одного кадра. Подающий и ведущий барабаны имеют по шестнадцати зубцов. Один обо- рот валов б и Z, на которые насаживаются вращающиеся диски со спиралями Архимеда, соответствует четырем кадрам. Один оборот зеркального полукруга соответствует двум кадрам. Один оборот ручки дает восемь спроектированных кадров. Муфта пм (фиг. 9) передает вращение от вала X к бобине верхней коробки для фильма.

Литой остов ОС (фиг. 10), в котором заключен центральный вал X, имеет крышку kp (фиг. 11) и ряд подшипников.

Ведущий и подающий барабаны закрепляются на своих валах по любому известному типу. Ролик Рп подающего барабана (фиг 10) осуществлен по типу роликов ГанГерца, при чем его ось неподвижна и закрепляется помощ1 ю ножки и сжима СМ на подшипнике своего барабана. Ножка ролика Ре ведущего барабана сращивается с ножкой подшипника F (фиг. 8, 8 и 10) ручки, служащей для регулировки фильма „в рамку.

Окошко дверки ОД (фиг. 10) расположено ближе к одному краю, почему огонь загоревшегося в нем фильма появляется только со стороны зеркального полукруга распределителя, где, поднимаясь вверх, он не опасен, особенно при наличии щита Щ (фиг. 10).

Компенсаторы представляют собою объективы, заключенные в оправы с полозьями и колесиком, катящимся по вращающемуся диску с архимедовыми спиралями (фиг. 16 и 16). Они совершают возвратно-поступательные прямолинейные движения в окнах O/d и (фиг. 10). Каждое окно имеет две ножки НО (фиг. 10) с выбранными в них пазами для полозьев компенсатора nk (фиг. 16 и 16), представляющих собою тонкие срощенные пластинки а и &. Ножки НО (фиг. 10) спаяны с полым бездонным ЦО, в который заключает(5я пружина, одним своим концом упирающаяся в дно навинчивающейся крышки ЕК, а другим- в среднее кольцо каркаса kp (фиг. 16 и 16) компенсатора к обеспечивающая касание компенсатора и диска со спиралями. На нижний конец цилиндра ЦО (фиг. 10) навинчивается кольцо с двумя башмачками бш, положение которых фиксируется винтом Bf. Башмачки имеют снизу прорезы, в которые закладывается каучук, служащий тормозом, помогающим пружине парализовать инерцию комаенсатора в моменты перемены направления его движения.

Механизм регулировки в рамку, помещающийся около ведущего -барабана вб (фиг. 10), изображен на фиг. 8 и 8. К подшипнику 5 ве.дущего барабана прикрепляется наглухо, помощью зажима с винтом 9, подшипник F, ножка 12 которого объединена с ножкой И неподвижной оси 13 (фиг. 11) ро-лика Рв. В подшипнике F (фиг. 8) вращается ось 10 с ручкою, не показанной на чертеже, и с зубчатым колесом 14, сцепленнымя с зубцами 15 пластины 2. Пластинка. 2 имеет отверстие, в котором, помощью болта 3 и гайки 4, наглухо закрепляется валик 8. Валик 8, 5 фильмом в дверке, перемещаются вращением ручки, с зубчатым колесом 14.

Призмовый барабан п (фиг. 10 и 11) и удерживающее его на оси И основание изображены на фиг. 13, 14 и 15. Призмы а, Ъ, с, d, е, f, g, h зажаты двумя обручами 3 и 4, при-винченными винтами 5 к выступам 6 основания (фаг. 14), имеющего также выступ 10 (фиг. 15).

Противопожарное устройство (фиг. 17 и 17) состоит из диска 11, имеющего фрикционное сцепление с выступом 10 (фиг. 15) призмовоге -барабана. На диске 11 (фиг, 17 и 17)

укреплены крылья 12 и xk. Когда аппарат не работает, холостое крыло xk (фиг. 17 и 17) заслонки благодаря своей тяжели опускается вниз и закрывает крылом 12 свет фонаря. Как только призмовый барабан начинает вращаться, диск 11, благодаря фрикционному сцеплению, отклоняется вместе с рабочим крылом 12. Шайба 13 регулирует помощью пружины давление на диск 11.

Фиг. 18 изображает собранные на стержне ср (фиг. 10) вогнутую лпнзу ВЛ фонаря, вы пуклую линзу АЖ перед кадровым окошком, призмовый барабан п с заслонкой, кожух и щиты для светового конуса.

Как неподвияшые зеркала, так. и вращающийся на о си од-зеркальный полукруг-распределитель делаются из металла. Зеркальный полукруг-распределитель Чфиг. 12 и 12) состоит из зеркала зр, прижатого пласгинкой 2 к полу диску 1Ъ, прикрепленному к патрону 1, на котором укреплена также шестерня la. Зеркало зр должно быть строго перпендикулярно к точно выточенному патрону 1. Масса зеркального полудиска должна быть сбалансирована массами пластины 2 и полудиска 1/; (фиг. 12).

Для уменьшения возможности обрывов фильма между ведущим барабаном и верхней коробкой, дверка последней располагается возможно ближе к первому и скошена наружным отверстием в сторону фонаря для исключения возможности попадания ленты в сторону компенсаторов (фиг. 10).

Ролик Ря (фиг. 10) переносится на четверть окружности по часовой стрелке, вследствие чего подающий барабан тянет ленту пз нижней. коробки, захватывая ее большим числом зубцов.

Зарядка фильма в аппарат производится следующим образом; бобину с фильмом заключают в нижнюю подающую коробку, надевают конец на подающий барабан пб (фиг. 9), закладывают фильм в

дверку ОД (фиг. 10), огибают им валик ва, надевают его на ведущий барабан в5 и вводят в верхнюю принимающую коробку, закрепив конец на ее бобине.

Не работавший ранее проектор требует предварительной регулировки установкой зеркал, иризмового барабана, компенсаторов и вращающихся дисков с архимедовыми спиралям.

Работа предлагаемого проектора происходит следующим образом. Мотор, связанный с маховиком М (фиг, 10 и 11) приводит в движение механизм проектора. Призмовый барабан п, вращаясь, отклоняет противопожарвую заслонку 12 и световой луч от фонаря, свободно проходит к равномерно двиягущемуся снизу вверх фильму, непрерывно покрывая движущийся проектируемый кадр с момента его полного появления в окошке до момента его ущерба. В это время полукруграспределитель зр (фиг. 10 и 11) пропускает к зеркалу .D (фиг. 4) луч, идущий от проектируемого кадра или отбрасывает его к зеркалу С. Пока один компенсатор совершает рабочее движение вверх, направляя луч в объектив, второй компенсатор соверщает холостое движение вниз, чтобы занять свое начальное полоя ение для проектирования следующего кадра. К моменту ущерба проектируемого кадра призмовый барабан соверщит полный оборот и, проведя через луч фонаря все призмы, перебросит луч снова вниз. В это же время радиальный край распределителя, повернувшегося на 180°, проходит мимо окошка, благодаря чему направление луча, идущего от кадра, изменяется: он свободно идет к зеркалу D (фиг. 4), которое отбрасывает его в компенсатор Е,. В это время первый компенсатор, переменив направление „вверх на „вниз, возвращается в начальное положение и т. д. Два компенсатора поочередно дают неподвижные равные и совмещенные изображения кадров, проходящих через окошко О

щита (фиг. 11). Пройдя окошко О лучп попадают в обычный объектив,, проектирующий их на экран.

Предмет п а т е н т а.ч

1.Кинопроектор с равномерным передвижением фильма и с оптическим выравниванием, характеризующийся применением: а) призмового барабана п (фиг. 10 и 11),. установленного на валу последовательного направления светового пучка от конденсатора к кадровому окошку двойной высоты

б)вращающегося металлического полукруга GH (фиг. 4) с плоскими зеркальными сторонами для поперемерной передачи изображений на неподвижные зеркала С и D,.

в)двух компенсирующих объективов или компенсаторов К и К (фиг. 4), попеременно приводимых в движение снизу вверх с целыа передачи изображений, отраженных зеркалами О и D, в окошко ,,

перед объективом О для дальнейшего проектирования изображений на экран.

2.При кинопроекторе, указанном в п. 1, устройство приамового барабана п, составленного (фиг. 10, 11, 13, 14 и 15) из призм а, Ъ, с, d, е, / g, h, зажатых двумя обручами 3 и 4, прикрепленными к остову 6 винтами 5, каковой барабан соединен с ди,ском 11 противопожарной заелонки 12 и установлен (фиг. 18)между вогнутой линзой ЕЛ. фонаря и выпуклой линзой АЛ перед кадровым окошком.

3.При кинопроекторе, указанном в п. 1, устройство зергсального распределителя (фиг. 10, 11 и 12), состоящего из зеркала з1), прижатогопластиной 2 к полудиску. 16, надетому на ось ор.

4.При кинопроекторе, указанном в п. 1, устройство компенсаторов, состоящих (фиг. 16 и 16) из системы линз, заключенной .в оправу с полозьями nk и снабженной роликом k, прижимающимся к вращающемуся диску с профилем, составленным из четырех отрезков спи