Кинопроектор с равномерным передвижением фильмы и с оптическим выравниванием

 

С

ПАТЕНТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ кинопроектора с равномерным передвижением фильма и с оптическим выравниванием.

К патенту А. В. Михайлова, заявленному 21 марта 1927 года (заяв. свнд. № 17264).

О выдаче патента опубликовано 30 марта 1929 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 30 марта i929 года.

В обычных современных кинопроекторах фильм совершает резкое прерывистое движение, следствием чего является быстрый износ перфорации и обрывы ленты. Необходимость применения обтюратора, поглощающего около 40% 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. 1, 2, 3 и 4 изображают схемы хода лучей в оптической системе предлагаемого проектора; фигура 5 †схе призмового барабана; фиг. 6 и 7 †схе вращающегося диска с архимедовыми спиралями; фиг.8 и 8 — устройство 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; фпг. 16 и 16 — компенсатор; фиг. 17 и 17 — противопожарное приспособление; фиг. IS — схему призмового барабана и; 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 равномерно снизу вверх на величину Н, то для получения ее изображения неподвижным и в натуральную величину в плоскости

ХРв какой-либо точке М, объектив

С придется передвинуть тоже прямолинейно, равномерно и снизу вверх, но на величину z= /2Н,ибо GX=

= ХМ = фокусному расстоянию объектива - компенсатора С. Чем меньшей величиной изображения мы будем задаватьсй, тем меньшие 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 скоростями, находящимися в ао-, стоянной пропорции. При наличии такой пропорциональности, прямая

zzzo, будет фиксировать пересече.нием различных своих положений 1 некоторую неподвижную точку М, Неподвижное изображение с, b1 а, (фиг. 2) кадра аЬс, равномерно и прямолинейно движущегося в пло.скости МХ получится при равномерном и прямолинейном движении объектива-компенсатора в плоскости El. Ставя на пути лучей изображения с, b, а соответствующий об.ьектив, мы получим на

:экране Э, перпендикулярном прямой EI, проходящей через его центр, изображение АВС кадра abc.

При компенсации с наименьшим искривлением оптической оси и с максимально-удлиненным временем проектирования каждого кадра, начальным положением кадра (при движении его снизу вверх) будет положение а, Ь, с,, а конечным— положение abc. Высота кадрового окошка должна равняться высоте двух кадров.

Конус лучей фонаря, покрывая кадр во все время его проектирования, должен следовать за ним, а фокус мого конуса все время совпадать с центром движущегося компенсатора. Конус лучей Л(фиг,3) .падает от дуговой лампы на неподвижную вогнутую линзу З, которая коррегирует пучок относительно сферической аберрации и дает конус лучей с фокусом,Е

Расходясь из точки У, пучок успе.вает настолько разойтись, что, будучи направленным неподвижной .линзой Ч на кадр, полностью покрывает его собою. В промежутке от точки /до линзы Е (фиг. 3) через неподвижный световой пучок в каждый данный момент проходит одна из непрерывно сменяющих друг друга призм с различными углами отклонения. Углы призм 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 световой 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 0 (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. э, где Š— пучок, идущий от фонаря, О, О,— ось вращения дискабарабана. 1ВА — сечение первой, проходящей через луч призмы, ЗВА2 — сечение плоской пластинки, 4А — сечение последней призмы.

Чем большим будет коли Гество призм, тем более плавное движение приобретет световой пучок.

Проекция помощью одного компенсатора вызовет необходимость применения обтюратора, ибо сироектировав один кадр, компенсатору нужно сообщить холостое движение из конечного 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), перпендикулярной к плоскости чертежа, равномерно снизу вверх движется фильм, проходя перед окошком высотою равным двум кадрам, а шириной,равным ширине кадра-„С и"D — два неподвижных зеркала; Е1 и К вЂ” два компенсатора, движущихся прямолинейно в направлении, перпендикулярном к плоскости чертежа (дзижение вверх- — ра бочее, вниз— холостое); LE — металлический щит с окошком, равным по величине одному кадру; G †металлический полукруг с параллельными плоскими зеркальными сторонами вращающийся на оси 1 — 1; B — положение. полукруга при повороте его на 380 . 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 неподвйжного, зеркала С, проходит через компенсатор Е1 к окошку ЕЕ, в плоскости которого получается изображение кадра. Объектив 0 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 Ю, отразившись от которого пучок проходит через компенсатор Х, и падает на другую сторону полукруга, отразившись от которого направляется к окошку EF и в объектив О. Момент перехода полу- круга в положение Н совпадает с моментом переброски светового луча призмовым барабаном с ущербленного кадра на следующий, попорядку, только-что появившийся полностью в окошке АЗ. Компенсатор Ки работает уже с новым кадром до тех пор, пока полукруг 0 пропускает свет на зеркало З. Таким образом полукруг распределяет работу между двумя компенсаторами. Пока один компенсатор работает (движется вверх),— другой свободен и из конечного положения проектирования переходит вначаль- 1 ное (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 (приблизительно 8 в 1 секунду). Для уменьшения скорости движения компенсаторов следует задаваться изображениями Ю . (фиг. 4) меныпими натуральной величины кадров. Проектирование уменыпеныых изображений потребует применения коротко-фокусных объективов, что является выгодным в отношении светосилы последних.

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

Равномерное движение фильма, достигается равномерным вращением зубчатого барабана. Равномерное возвратно-поступательное движение каждого компенсатора достигается применением особого враща1ощегося диска, контур которого образован отрезками архимедовой спирали с1, с, сз, t g (фпг. 1).-. с центром, совпалающим с центром вращения диска (фиг. 6 н 7). Ком-пенсатор, опираясь на такой вращающийся диск, приобретает равномерное возвратно-поступательное движение (вверх — вниз). Это осуществляется при малых размерах колесика 0 и достаточно болыпих радиусах спиралей диска. В противном случае теоретическая форма спирали потребует исправления для колесика, с которым данный диск работает.

Для уменьшения веса компенсатора, диск (фиг. 19) может ка-саться непосредственно его оправы; в этом случае спирали диска должны быть исправлены для диаметра данного компенсатора. Компенсатор может иметь удлиненную пластину 1 (фиг. 20), касающуюся спирал к 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 Зс. Наконец, компенсатор (фиг. 22) может быть снабжен ножкой 1, оканчивающеюся пяткой ог, которой придается форма огибающей всех положений спира.ли, отнесенных к одной точке а.

Плавность перехода от одного направления к противоположному может быть достигнута приданием диску очертания, показанного на фиг. 6. При вращении в сторону стрелки, четверти Р будут рабочими, .а четверти Х вЂ” 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 V, несущей шестерни а и 1.

Шестерня 1 вращает шестернто 2и

«эсь И, на которой сидит призмо.вый барабан и. Шестерня а вращает шестерню в, которая вместе с шестернями С и 3 (фиг. 9) сидит на одной оси с подающим ленту I барабаном пб. Шестерня 3 сцеплена с шестерней 4, на оси которой сидит ручка (не показанная на чертеже) .для вращения аппарата рукой. Ко.ническая шестерня С вращает такую же шестернто д, сидящую на валу Х. На этом же валу сидят;

1) шестерня е, вращающая шестерню ж, а следовательно и on б

"(фиг. 9 и 11); 2) шестерня з, вра- i щающая шестерню и, а следова- тельно и вал L< с шестерней А;

3) шестерня м, вращающая шестерню и, сидящую на одном валу с ве- дущим ленту барабаном еб (фиг. 9). I

Иа валу б (фиг. 11) насажена 1 шестерня 5, вращатощая шестерню 6, ! сидящую на оси L, благодаря чему I коническая шестерня 7 вращает 1

-.такую же тпестерню 8, сидящую íà I сои U. На последней сидит цилин- ,дорическая шестерня 9, передающая .движение такой же шестерне 10 и оси Z. Ось g. вращается шестерней К. Сидящая на оси 0, шестерня

И. вращает шестерню 12, представляющую одно целое с патроном 13 и зеркальным полукругом зр, обозначенным схематически окружностью (фиг. 9 и 10). Один оборот маховика M и оси И с призмовым барабаном и соответствует времени проектирования одного кадра. Подающий и ведущий барабаны имеют по шестнадцати зубцов. Один оборот 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 им (фиг. 9) передает вращение от вала Х к бобине верхней коробки для фильма.

Литой остов ОС (фиг. 10), вкотором заключен центральный вал Х, имеет крышку kp (фиг. 11) и ряд подшипников.

Ведущий и подающий барабаны закрепляются на своих валах по любому известному типу. Ролик Ра подающего барабана (фиг. 10) осуществлен по типу роликов ГанГерца, при чем его ось неподвижна и закрепляется помощью ножки и сжима СЖ на подшипнике своего барабана. Ножка ролика Рв ведущего барабана сращивается с ножкой подшипника Х (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,поднимаясьвверх, он не опасен, особенно при наличии щита Щ (фиг. 10).

Компенсаторы представляют собото 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 ОК, и ОК2 (фиг. 10). Каждое окно имеет две ножки ХО (фиг. 10) с выбранными в них пазами для полозьев компенсатора nk (фиг. 16 и 16 ), представляющих собою тонкие срощенные пластинки а и Ь. Ножки ffO (фиг. 10) спаяны с полым бездонным цилиндром .ЦО, в который заключается пружина, одним своим концом упирающаяся в дно навинчивающейся крышки КХ, а другим— в среднее кольцо каркаса kp (фиг.

16 и 16 ) компенсатора и обеспечивающая касание компенсатора и диска со спиралями. На нижний конец цилиндра I(0 (фиг. 10) навинчивается кольцо с двумя башмачками бш, положение которых фиксируется винтом sP. Башмачки имеют снизу прорезы, в которые закладывается каучук, служащий тормозом, помогающим пружине парализовать инерцию компенсатора 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 Е, ножка 12 которого объединена с ножкой 11 неподвижной оси 13 (фиг. 11) ро.лика Рв. В подшипнике E (фиг. 8 ) вращается ось 10 с ручкою, не показанной на чертеже, и с зубчатым колесом 14, сцепленными с зубцами 15 пластины 2. Пластинка 2 имеет отверстие, в котором, по.мощью болта 3 и гайки4, наглухо закрепляется валик 8. Валик 8, с фильмом в дверке, перемещаются вращением ручки, с зубчатым ко.лесом 14.

Призмовый барабан и (фиг. 10 и

11) и удерживающее его на оси И основание изображены на фиг. 13, 14 и 15. Призмы а, Ь, с, d, e, g, h зажаты двумя обручами 3 и 4, при.винченными винтами 5 к выступам 6 основания (фиг. 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 хй. Когда аппарат не работает, холостое крыло xk (фиг.17 и17 ) заслонки, благодаря своей тяжести 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. Шай а 13 регулирует помощью пружины давление на диск 11.

Фиг. 18 изображает собранные на стержне ср (фиг. 10) вогнутую линзу ВХ фонаря, выпуклую линзу А.Х перед кадровым окошком, призмовый барабан и с заслонкой, кожух и щиты Щ для светового конуса.

Как неподвижные зеркала, так. и вращающийся на оси он.зеркальный полукруг-распределитель делаются из металла. Зеркальный полукруг-распределитель |(фиг. 12 и

12 ) состоит из зеркала гр, прижатого пластинкой 2 к полудиску 1Ь, прикрепленному к патрону 1, на котором укреплена также шестерня 1а.

Зеркало вР должно быть строго перпендикулярно к точно выточенному патрону 1. Масса зеркального полудиска должна быть сбалансировайа массами пластины 2 и полудиска li (фиг. 12 ).

Для уменьшения возможности обрывов фильма между ведущим барабаном и верхней коробкой, дверка последней располагается возможно ближе и первому и скошена наружным отверстием в сторону фонаря для исключения возможности попадания ленты в сторону компенсаторов (фиг. 10). .Ролик Рк (фиг. 10) переносится на четверть окружности по часовой стрелке, вследствие чего по-дающий барабан тянет ленту гз 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 аб (фиг. 9), закладывают фильм в

1. Кинопроектор с равномерным передвижением фильма и r, оптическим выравниванием, характеризующийся применением: a) призмового барабана и (фиг. 10 и 11), установленного на валу И" для по.— следовательного направления светового пучка от конденсатора к кадровому окошку двойной высоты;. б) вращающегося металлического полукруга GH (фпг. 4) с плоскими зеркальными сторонами для попеременной передачи изображений на неподвижные зеркала С и З;. в) двух компенсирующих объективов или компенсаторов Х, и Х (фиг. 4), попеременно приводимых в движение снизу вверх с целью передачи изображений, отраженных зеркалами С и Ю, в окошко РГ, перед объективом О для дальнейmего проектирования изображений на экран.

2. При кинопроекторе, указанном в п. 1, устройство призмового барабана г, составленного (фиг. 10, 11, 13) 14 и 15) из призм а, Ь, с, d, с, /.

g, h, зажатых двумя обручами 3 и 4,. прикрепленными к остову 6 винтами 5, каковой барабан соединен с диском 11 противопожарной за1 призмовый барабан совершит пол- ный 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 на-, правление луча, идущего от кадра, I изменяется: он свободно идет к зеркалу Л (фиг. 4), которое отбрасывает его в компенсатор Х,. В это!

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

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

Работа предлагаемого проектора происходит следующим образом. Мотор, связанный с маховиком М (фиг, 10 и 11) приводит в движение механизм проектора. Призмовый барабан и, вращаясь, отклоняет противопожарную заслонку 12 и световой луч от фонаря, свободно проходит к равномерно движущемуся снизу вверх фильму, непрерывно покрывая движущийся проектируемый кадр с момента его полного появления в окошке до момента

его ущерба. В это время полукруграспределитель ар (фиг. 10 и 11) пропускает к зеркалу З (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 совершает холостое движение вниз, чтобы занять свое начальное положение для проектирования следующего кадра. К моменту ущерба проектируемого кадра время первыи 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 0EoI1IEO О щита (фиг. 11). Пройдя окошко О лучи попадают в обычный объектив, проектирующий их на экран.

Предмет патента слонки 12 и установлен (фиг. 18) между вогнутой линзой ВЛ фонаря и выпуклой линзой АЛ перед кадро-.вым окошком.

3. При кинопроекторе, указанном в и. 1, устройство зеркальногораспределителя (фиг. 10, 11 и 12}, состоящего из зеркала ар, прижатого пластиной 2 к полудиску 16, надетому на ось ор.

4. При кинопроекторе, указанном в и. 1, устройство компенсаторов, состоящих (фиг, 16 и 16 ) из системы линз, заключенной,в оправу с полозьями Ы и снабженной роликом h, прижимающимся к вращающемуся диску с профилем, составленным из четырех отрезков спирали Архимеда (фиг. 6 и 7), с целью сообщения компенсаторам прямолинейного возвратно-поступательного передвижения в окнах ОХ,, ОЕ, (фиг. 10), каковые компенсаторы расположены во взаимно-перпендикулярных плоскостях. б. При кинопроекторе, указанном в п. 1, приспособление для регулировки положения фильма в кадровой рамке, состоящее (фиг. 8, 8 и 10) пз оси 10 с зубчатым колесом 14, сцепляющимся с зубчатым колесом 15 пластинки 2, к которой прикреплен валик 8, направляющий фильм.

Тиаографин Первой Артели Советский Бечатннк. Мокован,40.