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Schirm für stereoskopischen Bildwurf.
Jeder sphärische Spiegel gibt durch Überlagerung mehrerer auf oder in ihn geworfener Bilder einer Stereoskopkamera für einen einzigen Betrachtungspunkt ein echtes stereoskopisches Bild. Der
Zweck vorliegender Erfindung lässt sich dahin definieren, dass diese Erscheinung für die Stereokine- matographie ausgenutzt wird, und dies derart, dass alle auf einen grossen Raum verteilten Zuschauer innerhalb eines weiten Blickfeldes ein dreidimensionales Bild gewinnen und sich auch bewegen können, ohne dass die Wahrnehmlichkeit des Bildes darunter leidet.
Zur Erreichung dieses Zweckes sieht die Erfindung einen längs der Projektionsfläche sich ver- schiebenden Schirm vor, welcher aus spiegelnden Teilen zusammengesetzt ist, die in quer zur Ver- schiebungsrichtung des Schirmes verlaufenden Reihen angeordnet sind. Diese Bewegung erfolgt mit grosser Geschwindigkeit und kann ununterbrochen, sei es rotierend oder abrollend, oder hin-und hergehend sein. Die spiegelnde Oberfläche jedes Elementes ist in den beiden Hauptachsen verschieden stark gekrümmt und die Verschiebung des Schirmes erfolgt in derjenigen Richtung, in welcher die spiegelnden Flächen stark gekrümmt sind.
Die spiegelnden Flächen zweier aufeinander folgenden Reihen sind mit verschiedener Neigung oder quer zur Bewegungsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet, so dass erst nach mehreren Reihen die Spiegelflächen wieder parallel zueinander verlaufen bzw. genau übereinander liegen. Infolge der genannten, eigenartigen Ausgestaltung der Spiegelflächen ergibt ein kreisrundes Lichtbündel, das auf eine Spiegelfläche auftrifft, auf dieser einen länglichen, streifenförmigen Reflex. Da der Schirm in derjenigen Richtung, in welcher die spiegelnden Elemente stark gekrümmt sind, sehr schnell verschoben wird, verwandeln sich infolge der Trägheit der Netzhaut die streifenförmigen Reflexe für das Auge in Reflexbänder, die sich über die ganze von den Elementen bestrichen Länge erstrecken.
Der Zusammenhang zwischen diesen Reflexbändern quer zur Bewegungsrichtung wird dadurch erhalten, dass die Spiegelflächen der Elemente je zweier aufeinanderfolgenden Reihen in ihrer Winkelstellung oder seitlich in der erwähnten Weise gegeneinander versetzt sind.
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Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. dz zeigen die Bildung der Spiegelflächen des Schirmes. Die Fig. 5-6 erläutern die Zusammensetzung des Schirmes aus den einzelnen Spiegelflächen. Fig. 7 zeigt einen Schirm mit abrollende Bewegung, Fig. 8 einen Schirm in Form einer umlaufenden Scheibe. Fig. 9 zeigt eine abweichende Anordnung der Spiegelflächen am Schirm. Fig. 10 ist eine weitere Ausgestaltung des Schirmes nach Fig. 7. Die Fig. 11 und 12 zeigen einen Schirm für Bildwurf von der dem Beschauer abgewandten Seite her.
Die Fig. l und 2 zeigen eines der spiegelnden Elemente zur Bildung des Schirmes in der Ursprungsform. Dieses Element besteht im wesentlichen aus dem Teil einer Ringfläche halbkreisförmigen Quer-
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hingegen die Strahlen R, L, T, S (Fig. 2), welche in einer Querebene liegen, so sieht man, dass diese in Richtung der divergierenden Linien L', R', T', S'zurückgeworfen werden. Man hat auf diese Weise ein Blickfeld, dessen Winkelweite in der Vertikalen erheblich ist.
Durch geeignete Bestimmung des Einfallwinkels für die Lichtstrahlen an jedem spiegelnden
Element kann man in beliebiger Weise aneinandergereihte Blickfelder erhalten. Daher können die Zuschauer sich seitlich bewegen, und es treten keine Unterbrechungen in der Sichtbarkeit ein, da der entsprechende Bildteil aus einer unendlichen Anzahl von Punkten betrachtet werden kann.
Um an jedem Element einen Einfallswinkel zu erhalten, der nach vorstehendem Gesichtspunkt bestimmt ist, bestehen zwei Möglichkeiten. Bei derjenigen nach Fig. 3-5 wird das spiegelnde Element nach Fig. 1 und 2 durch Querschnitte in mehrere Teile, z. B. in vier Teile a, b, e, d unterteilt Die Mittelpunkte dieser Teile werden auf eine gemeinsame gerade Linie 2 gesetzt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, so dass die einzelnen Teile die Neigung beibehalten, welche sie im Ursprungselement hatten.
Zur Bildung des Schirmes aus Reihen der so gebildeten Teile geht man gemäss Fig. 4 vor, indem in einer Reihe nur Teile a, in der folgenden Reihe nur Teile b, in der dritten Reihe nur Teile c und in der vierten Reihe nur Teile d angeordnet werden, wobei zu beachten ist, dass die einzelnen Teile hinsichtlich ihrer Form gleich sind und sich nur hinsichtlich ihrer Neigung in bezug auf die untereinander parallelen Linien 2 unterscheiden.
Die Fig. 5 zeigt als Beispiel ein Stück einer Reihe, welche aus aneinander gesetzten Teilen c besteht und aus einem einzigen dünnen Blechstück gebildet ist, das spiegelnd oder nachträglich spiegelnd gemacht ist.
Da bei allen Elementen die spiegelnde Fläche jeweils nach zwei verschieden grossen Halbmessern gekrümmt ist, verwandeln alle diese Elemente das einfallende Licht in längliche, streifenförmige Reflexe. Infolge der verschiedenen Winkelstellung der einzelnen Spiegelflächen sind diese Reflexe jedoch untereinander versetzt. Die gleiche Wirkung erhält man, wenn man den Schirm aus Elementen zusammen-
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gebildet, welches in radialer Anordnung die Teile 8 aufweist, die aus in der oben beschriebenen Weise, seitlich oder winkelig gegeneinander versetzten Spiegelflächen gebildet sind. Auch hier umreisst der Linienzug 6 das nutzbare Bildfeld.
Wenn auf einen solchen Schirm gleichzeitig mehrere Stereobildstreifen übereinander geworfen werden, so nimmt der Beschauer, wie beim sphärischen Spiegel, eine dreidimensionale Darstellung wahr. Der Schirm nach der Erfindung kann als sphärischer Spiegel mit mehreren Brennpunkten"bezeichnet werden. Denn seine schnelle Verschiebung in Verbindung mit der Form und der Versetzung der in einer Reihengruppe zusammengefassten Elemente vervielfacht die Bildung konjugierter Punkte, welche infolge der Trägheit der Netzhaut für den Beschauer aneinander anschliessend erscheinen. Der Umstand, dass sich der Schirm nach der Erfindung wie ein sphärischer Spiegel mit mehreren Brennpunkten verhält, beruht ausschliesslich auf seinen optischen Eigenschaften.
Denn die geometrische Form und die spiegelnde Ausgestaltung sowie die Bewegung der einzelnen Elemente rufen die gleiche Wirkung herbei,
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wie sie in dem imaginären sphärischen Spiegel eintreten würde, d. b. die Punkte, welche den von den Objektiven des Projektionsapparates gebildeten Lichtquellen konjugiert sind, erscheinen in dem Raume vor dem Spiegel aneinander anschliessend, so dass die Augen einer grossen Anzahl von Zuschauern, die auf alle Punkte dieses Raumes verteilt sind, sich an Scheiteln von Lichtkegeln befinden, die von der ganzen nutzbaren Oberfläche des Spiegels reflektiert werden. Mit einem einzigen sphärischen Spiegel können diese Wirkungen praktisch natürlich nicht erhalten werden, aber in dem Spiegel nach der
Erfindung sind sie verwirklicht.
Der Spiegel nach der Erfindung ist auch sehr geeignet zur unmittelbaren Projektion von wirk- lichen Gegenständen aus einem üblichen Projektionsapparat. Die Merkmale des Schirmes gestatten den Blickachsen der Zuschauer, durch das Objektiv des Projektionsapparates den dort befindlichen wirklichen Gegenstand zu erreichen, so dass eine plastische und vergrösserte Betrachtung ermöglicht wird. Diese Anwendung ist für wissenschaftliche und Lehrzwecke sehr vorteilhaft, da die naturgetreue Wiedergabe der räumlichen Ausdehnung und der Farben mit einer Klarheit und einer Leuchtkraft erfolgt, welche derjenigen vielfach überlegen ist, welche man bei der üblichen Projektion natürlicher
Gegenstände auf Schirmen mit diffuser Lichtwirkung erhält. Daher erscheint die Projektion wie der wirkliche Gegenstand selbst.
Auch bei der Projektion von Bildstreifen ergibt sich eine sehr hohe Glanzwirkung und eine genaue Wiedergabe des Gegenstandes oder des Bildstreifens. Auch wenn man normale, nicht stereoskopische Bildstreifen auf den Schirm nach der Erfindung projiziert, erhält man dank der Kontrast-und Glanzwirkung einen Schein-Stereo-Effekt, der zwar nicht der echten dreidimensionalen Wirkung des stereoskopischen Bildwurfes gleichzusetzen ist, sich diesel aber nähert.
Aus praktischen Gründen ist es zweckmässig, gemäss Fig. 9 die Mittelpunkte 11 der Spiegel- flächen 1, die in einer Reihe liegen, auf einen Bogen 10 anstatt auf einer geraden Linie anzuordnen.
Die Krümmungsmittelpunkte der Bogen 10 liegen auf der Linie 12 ; die optischen Hauptachsen 15 der Spiegelflächen 1 schneiden sich in dem Krümmungsmittelpunkt desjenigen Bogens 10, der zu der betreffenden Reihe gehört. Die Mittelpunkte der schwachen Krümmungen der einzelnen Spiegelflächen liegen auf dem Bogen 13, dessen Mittelpunkt wiederum mit dem Mittelpunkt des Bogens 10 zusammenfällt. Hieraus ergibt sich, dass der Krümmungsradius des Bogens 10 grösser ist als der grosse Krümmungsradius der Spiegelflächen 1.
Wie sich aus der Zeichnung weiterhin ergibt, liegt die Ebene, welche durch den Bogen 10 bestimmt ist, senkrecht zu der Ebene und der Richtung, in welchen sich der Schirm verschiebt. Die Anordnung der Spiegelflächen 1 auf dem Bogen 10 erweitert den Nutzraum der Zuschauer erheblich.
Denn wenn man den Winkel a als Scheitelwinkel derjenigen Strahlen ansieht, welche von den seitlich äussersten Spiegelflächen des Schirmes reflektiert werden, so beginnt der nutzbare Zuschauerraum im Punkt 14. Es ist offensichtlich, dass dieser Punkt von der Projektionsfläche viel weiter entfernt liegen würde, wenn die Spiegelflächen 1 anstatt auf einem Bogen auf einer geraden Linie liegen würden.
Wenn man gemäss Fig. 7 zwischen den Reihen der Spiegelflächen die Zwischenräume 16 vorsieht, so können in an sich bekannter Weise dem Zuschauer Gegenstände oder Personen sichtbar gemacht werden, die sich jenseits der Projektionsfläche befinden. Die wichtigste Ausnutzung dieser Anordnung ist diejenige, bei welcher die durch die Zwischenräume 16 sichtbar gemachten Gegenstände ein Szenenbild darstellen, welches ein natürliches oder auch auf die Leinwand 17 gemaltes sein kann, welche auf die kleinen Rollen 18 gewickelt ist, um nach Wunsch das Szenenbild ändern zu können.
Wenn man beispielsweise auf einen solchen Schirm Bildstreifen wirft, deren Handlungen stereoskopisch vor einem nicht aktinischen Hintergrund, d. h. in Räumen mit schwarzen Wänden, Fussböden und Decken aufgenommen sind, so spielen sich diese Handlungen bei der Wiedergabe mit räumlicher Wirkung in einer Umgebung ab, welche bei der Aufnahme des Bildstreifens nicht vorhanden war.
Das Szenenbild kann mittels der Anordnung nach Fig. 10 farbig sichtbar gemacht werden. Hinter der Leinwand 17 liegt eine zweite, auf die Rolle 20 gewickelte, durchscheinend Leinwand 19, welche in allmählichem Übergang mit allen Farben des Spektrums gefärbt sein kann. Hinter ihr liegen Lichtstrahler 21, welche der Leinwand 1'1 die in der Leinwand 19 enthaltenen Farben vermitteln.
Lässt man bei dieser Anordnung die Leinwand 17 fort, so erscheint das gefärbte Licht unmittelbar in den Zwischenräumen 16 des Schirmes und man erhält im Bildwurf einen eigenartigen Farbeffekt.
Die Verschiebung der gefärbten Leinwand 19 durch Drehung der Rollen 20 kann von der Kabine der Bedienungsperson aus gesteuert werden.
Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 8 können zwischen den mit Spiegelflächen belegten Teilen 18 Durchbrechungen 16'vorgesehen werden.
Gemäss Fig. 11 laufen die endlosen Ketten 4 über vier Rollen 5,5 a, so dass ein verhältnismässig grosser Raum eingeschlossen wird, in welchem der Projektionsapparat 22 angeordnet ist. Das aus diesem Apparat austretende Strahlenbündel, dessen Endstrahlen mit 28 bezeichnet sind, trifft von hinten auf den Schirm auf. Um dennoch den Zuschauern diesen Bildwurf sichtbar zu machen, sind die gekrümmten Spiegelflächen J ! in der aus Fig. 12 näher ersichtlichen Weise angeordnet. Die Spiegelflächen sind zur Projektionsfläche um 450 geneigt und auf ihrer Rückseite sind zusätzliche ebene Spiegelflächen 24 vorgesehen.
Die von den gekrümmten Spiegelflächen reflektierten Strahlen des Projektionsapparates treffen auf die ebenen Spiegelflächen der nächsthöheren Reihe und werden von
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