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Einrichtung zum Kopieren von Bildern auf Linsenrasterfilmen.
Die vorliegende Erfindung betrifft optische Kopiermaschine für Linsenrasterfilme und stellt eine Verbesserung und Weiterbildung der im Stammpatent Nr. 146585 beschriebenen Kopiermaschine dar.
Bei den im Stammpatent beschriebenen Kopiermaschine wird der zu kopierende Film auf den unbelichteten Film mit Hilfe mehrerer Objektive abgebildet, wobei die Objektive mit ebenen Spiegeln so zusammenwirken, dass durch die verschiedenen Objektive sich deckende Bilder des zu vervielfältigenden Filmes auf dem Kopierfilm erzeugt werden. Vorzugsweise sind die Einrichtungen so getroffen, dass die Lichtbündel, die vom Originalfilm ausgehen und den verschiedenen Zonen des Farbfilters zugeordnet sind, durch verschiedene Objektive gehen.
Die vorliegende Erfindung besteht darin, dass die spiegelnden ebenen Flächen, die mit dem Objektiv zusammenwirken, so angeordnet sind, dass sie eine teilweise oder vollständige Bildumkehr bewirken. Dabei wird unter einer Bildumkehr folgendes verstanden :
Bringt man z. B. im Abbildungsstrahlengang eines Objektivs (dessen Achse horizontal verläuft) einen ebenen Spiegel an, der die Objektivaehse unter 450 schneidet, so bewirkt dieser Spiegel eine Vertauschung von rechts und links, wenn er auf der Horizontalen senkrecht steht, während er oben und unten vertauscht, wenn er mit der Horizontalen einen Winkel von 45'einschliesst. Dies bedeutet, dass beim Betrachten des durch das Objektiv vom Gegenstand entworfenen Bildes in der Richtung der Lichtstrahlen im einen Falle die Seiten, im andern Falle oben und unten vertauscht sind,
gegenüber dem Bild, das man allein mit Hilfe des Objektivs ohne den Spiegel erhält. Man spricht in diesem Falle davon, dass der ebene Spiegel eine teilweise Bildumkehr bewirkt.
Das vom Objektiv allein ohne Mitwirkung eines ebenen Spiegels entworfene Bild zeigt gegenüber dem durch das Objektiv abgebildeten Gegenstand eine vollständige Bildumkehr, da (ebenfalls beim Betrachten in Richtung der Lichtstrahlen) sowohl oben und unten als auch rechts und links vertauscht sind.
Ordnet man z. B. im Abbildungsstrahlengang des Objektivs mit horizontal verlaufender optischer Achse einen Dachkantspiegel an, so bewirkt dieser Dachkantspiegel eine vollständige Bildumkehr, da er sowohl rechts und links als auch oben und unten vertauscht. Der Dachkantspiegel bewirkt also zusammen mit dem Objektiv, dass das Bild gegenüber dem abgebildeten Gegenstand keinerlei Bildumkehr, das heisst weder Seiten-noch Hohenvertauschung zeigt. Dabei wird unter einem Dachkantspiegel ein Spiegel verstanden, der sich aus zwei einen rechten Winkel miteinander bildenden ebenen spiegelnden Flächen zusammensetzt, und der so angeordnet ist, dass die Kante zwischen den beiden spiegelnden Flächen die optische Achse des Objektivs, z. B. unter 450 schneidet.
Die Einzelheiten der Erfindung seien mit Hilfe der Zeichnung im folgenden näher erläutert :
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemässe Einrichtung, die gestattet, eine 1 : 1-Abbildung eines Gegenstandes mit Hilfe eines optischen Systems grosser relativer Öffnungen vorzunehmen. In Fig. 1 ist ein horizontaler Schnitt durch das optische System gezeichnet, während Fig. 2 einen vertikalen Schnitt darstellt.
Die drei gleichartigen Objektive 1, 2 und 3 sind übereinander angeordnet, so dass ihre Hauptebenen zusammenfallen, und infolgedessen ihre Achsen zueinander parallel laufen. Ausserdem liegen die drei
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Achsen in einer Ebene, die in Fig. 2 mit der Zeiehenebene übereinstimmt. Auf der einen Seite ist vor den Objektiven ein ebener Spiegel 4 angebracht, der die optische Achse unter 45"schneidet und parallel zu der Verbindungslinie der Objektivmitten verläuft. Auf der andern Seite befinden sich im gleichen Abstand von den Objektiven drei Dachkantspiegel 5, 6 und 7. Diese sind so angeordnet, dass die Kanten, in denen sich je zwei zueinander unter'S stehende spiegelnde Flächen eines Dachkantspiegels schneiden, parallel zu dem Spiegel 4 verlaufen.
Sie liegen im übrigen in Ebenen, die senkrecht stehen auf der Verbindungslinie der Objektivmitten.
Die Wirkungsweise eines derartigen Systems erkennt man aus Fig. 1. Der abzubildende Gegenstand befindet sich in einem solchen Abstand vom Spiegel 4, dass der Lichtweg vom Gegenstand über diesen Spiegel zum Objektiv gleich der doppelten Brennweite ist. Das Objektiv 1 in Verbindung mit den Spiegeln 4 und 5 entwirft dann ein Bild 9 des Gegenstandes 8 ebenfalls im Abstand der doppelten Brennweite, wobei dieser Abstand über den Spiegel 5 zu messen ist. Die Wirkung des Dachkantspiegels 5 ist dabei die, dass sich das Bild 9 in der gleichen zur Verbindungslinie der Objektivmitten senkrechten Ebene befindet wie der Gegenstand 8.
Infolgedessen entwerfen die Objektive 2 und 3
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als auch vom Bild 9 aus die drei Objektivöffnungen übereinanderliegend erscheinen und alle Lieht- strahlen, die vom Gegenstand 8 aus in Richtung auf eine dieser virtuellen Objektivöffnungen verlaufen, zur Abbildung beitragen, wirkt das ganze System so, wie wenn nur ein Objektiv mit grosser Öffnung vorhanden wäre. Es ist dabei offenbar, dass man die Zahl der benutzten Objektive und Spiegel nach Belieben vergrössern und verkleinern kann. Man kann in der gleichen Weise, z. B. mit zwei oder auch mit vier, fünf oder noch mehr Objektives arbeiten.
Es ist besonders zweckmässig, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, den Spiegel 4 so anzu-
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anzuordnen, dass er einen beliebigen andern Winkel mit der optischen Achse einschliesst. Es ist lediglich erforderlich, dass er parallel zur Verbindungslinie der Objektivmitten verläuft. Auch können die Dach-
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Brennweiten der Objektive gegeneinander auftreten, zu kompensieren.
Zwecks weiterer Verdeutlichung, wie die Abbildung durch das erfindungsgemässe System vorgenommen wird, ist in der Ebene des Gegenstandes ein Pfeil gezeichnet, der so abgebildet wird, dass seine Spitze auf die Spitze des in der Bildebene 9 gezeichneten Pfeiles fällt. Da ausserdem ein auf der Zeichenebene der Fig. l senkrecht stehender Pfeil so abgebildet wird, dass die Richtung seines Bildes mit der Richtung des Pfeils selbst-beide von der Seite des Objektivs aus betrachtet-übereinstimmt, sind das Original und die Kopie miteinander identisch, ohne die sonst bei blossen Objektiven übliche Seitenvertauschung. Das Objektiv liefert zusammen mit den Spiegeln eine seitenverkehrte Abbildung,
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dem Original erreicht.
Das erfindungsgemässe optische System wirkt nicht nur wie eins mit grosser relativer Öffnung, sondern kann auch benutzt werden, um lang ausgestreckt Gegenstände abzubilden, so dass es also wie ein System mit sehr grossem Bildwinkel wirksam ist. Es ist klar, dass man mit der erfindungsgemässen Einrichtung ein Bild von einem sehr lang gestreckten Band entwerfen kann, indem man das Band in der Ebene des Gegenstandes 8 so anordnet, dass seine Längsrichtung parallel zur Verbindunglinie der Objektivmitten verläuft. Die Zahl der einzelnen Objektive richtet sich dann zweckmässig nach der Länge des Bandes.
Der Vorteil ist der, dass man auf optischem Wege eine seitenrichtige Kopie herstellen kann, die etwa denselben Massstab besitzt wie das Original, ohne dass man sich mit der photo-
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wie es mit den bisher bekannten optischen Systemen nötig ist.
Die wichtigste Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemässen optischen Systemes ist jedoch durch das Kopieren von Linsenrasterfilmen gegeben. Es ist bekannt, dass beim Kopieren solcher Filme ein optisches System benutzt werden muss, dessen Öffnung von den Filmen aus unter Winkeln gesehen wird, die übereinstimmen mit den Winkeln, unter denen die Farbfilter bei der Aufnahme und Wiedergabe gesehen werden. Im allgemeinen beträgt die relative, auf den Brennpunkt bezogene Öffnung der beim Kopieren benutzten optischen Systeme das Doppelte der relativen Öffnung der Rasterlinsen.
Handelt es sich um Filme mit zylindrischen Rasterlinsen, so muss diese Bedingung über die Öffnungen wenigstens in einer solchen Ebene erfüllt sein, die senkrecht zu den Rasterlinsen verläuft.
Man kann daher das erfindungsgemässe optische System gemäss den Fig. 1 und 2 in der Weise zum Kopieren von Linsenrasterfilmen benutzen, dass man es gegenüber den Filmen so anordnet, dass die Verbindungslinie seiner Objektivmitten senkrecht steht zur Richtung der zylindrischen Rasterlinsen.
Allgemeiner kann man diese Regel auch so aussprechen, dass die Verbindungslinie der Objektivmitten
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parallel laufen soll zu der Richtung, in der von dem Film aus die verschiedenfarbigen Objektivzonen nebeneinander bei der Aufnahme oder Wiedergabe gesehen werden. In dieser Formulierung bleibt die Regel auch bei Benutzung von sphärischen Rasterlinsen richtig.
Ein Ausführungsbeispiel für den Fall, dass die zylindrischen RasterHnsen auf den Filmen senkrecht zu deren Längsrichtung verlaufen, ist in der Fig. 3 im Schnitt dargestellt. Der Originalfilm 10, der auf den Kopierfilm 11 abgebildet wird, wird durch die Lichtquelle 12 und die Eondensoroptik. M beleuchtet. Zwischen beiden Filmen befindet sich ein optisches System 14 der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Art.
Es ist so zwischen die Filme gestellt, dass die optischen Achsen senkrecht auf der Zeichenebene stehen und dass man hinter dem Objektiv die Daehkantspiegel erblickt. Die Zahl der Objektive richtet man im allgemeinen nach der Zahl der verschiedenfarbigen Filterzonen, die von einer Rasterlinse auf die dahinter befindliche Fläche der photographischen Schicht bei der Aufnahme abgebildet werden. Handelt es sich dagegen z. B. darum, dass man hinter jeder Rasterlinse mehrere stereoskopiseh voneinander verschiedene Bilder aufgezeichnet hat, so richtet sich die Zahl der Objektive nach der Anzahl dieser verschiedenen Bilder und kann daher bei stereoskopischen Aufnahmen z. B. zwei oder auch mehr betragen.
Im übrigen kann das System 14 in seiner Wirkungsweise betrachtet werden wie ein gewöhnliches Objektiv grosser Öffnung. Es ist hiebei die Bedingung einzuhalten, dass die auf den Filmen aufgezeichneten virtuellen Filterlagen, d. h. die virtuellen Abstände, unter denen das Mehrzonenfarbfilter vom Film aus erscheint, übereinstimmen mit den Abständen der Objektivpupillen von den Filmen. Diese Bedingung, die für das Vermeiden von Farbverfälsehungen, sogenannte Dominanten, erforderlich ist, kann ebenso, wie es für gewöhnliche Kopierobjektive grosser Öffnung bekannt ist, in an sieh bekannter Weise berücksichtigt werden, indem entweder die Filmbahn gekrümmt oder Linsen verwendet werden, die die virtuellen Filterlagen den Abständen der Objektivpupillen anpassen.
Die Einrichtung gemäss den Fig. 1-3 beruht im wesentlichen darin, dass der ebene Spiegel 4 zusammen mit je einem der Dar-hkantspiegel , 6 oder 7 eine teilweise Bildumkehr bewirkt. Es ist nun möglich, diese Einrichtung so abzuändern, dass der Spiegel 4 ganz fortgelassen wird, in welchem Falle man mit jedem Objektiv ein Spiegelsystem verbunden hat, das eine vollständige Bildumkehr bewirkt. Man kann aber auch die Objektive 1, 2 und 3 z. B. zwischen dem Gegenstand 8 und dem ebenen Spiegel 4 oder zwischen den Dachkantspiegeln und dem Bild 9 anordnen. Schliesslich kann man aber auch den ebenen Spiegel und die Dachkantspiegel in anderer Weise gegenüber den Objektiven anordnen, so dass sie ebenfalls eine teilweise Bildumkehr bewirken.
Zwei derartige Ausfühmngsbeispiele zeigen die Fig. 8 und 9 einerseits und die Fig. 10 und 11 anderseits.
Bei der Einrichtung gemäss den Fig. 8 und 9 wird der Originalfilm 10 auf den Kopierfilm 11 durch die drei Objektive 1, 2 und. 3 abgebildet. Hinter jedem Objektiv befindet sich der ebene Spiegel 4 zusammen mit den drei Dachkantspiegeln 5, 6 und 7, die so angeordnet sind, dass die Ebenen der Dachkantspiegel auf der Ebene des Spiegels 4 senkrecht stehen. Man könnte also statt dessen auch hinter jedem Objektiv einen Tripelspiegel anbringen.
Die Einrichtung gemäss den Fig. 10 und 11 unterscheidet sich von der gemäss den Fig. 8 und 9 im wesentlichen dadurch, dass sich die Objektive 1, 2 und 3, die den Oiginalfilm 10 auf den Kopierfilm 11 abbilden, zwischen dem ebenen Spiegel 4 und den Dachkantspiegeln 5, 6 und 7 befinden, die im übrigen ebenso wie bei der Einrichtung gemäss den Fig. 8 und 9 so angeordnet sind, dass ihre Ebenen auf der Ebene des Spiegels 4 senkrecht stehen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Erfindung zeigen die Fig. 4-7. Bei diesen besteht die Optik aus einer grösseren Anzahl gleichartiger Elemente. Die gegenseitige Anordnung dieser Elemente ergibt sich aus Fig. 7, während in Fig. 6 ein einzelnes Element in perspektivischer Ansicht gezeichnet ist. Zwei zueinander senkrechte Schnitte durch ein Einzelelement sind in den Fig. 4 und 5 dargestellt.
Bei dieser Einrichtung sind die ebenen Spiegel so angeordnet, dass sie eine vollständige Bildumkehr bewirken. Zu diesem Zweck werden Winkelspiegel benutzt, von denen jeder aus zwei aufeinander senkrecht stehenden ebenen spiegelnden Flächen besteht. Der Unterschied zwischen Winkelspiegeln und Dachkantspiegeln besteht darin, dass beim Dachkantspiegel die spiegelnden Flächen so im Strahlengang angeordnet werden, dass ein Teil der Strahlen eines Bündels zunächst auf die eine und dann auf die andere spiegelnde Fläche, ein anderer Teil des Strahlenbündels dagegen in umgekehrter Reihenfolge auf die spiegelnden Flächen trifft. Beim Winkelspiegel dagegen treffen alle Strahlen des Bündels zunächst auf die eine und dann auf die andere der den Winkelspiegel bildenden ebenen Flächen.
Das Objektiv 15 entwirft ein Bild 9 des Gegenstandes 8, wobei die Lichtstrahlen vor dem Objektiv über den Winkelspiegel 16 und hinter dem Objektiv über den Winkelspiegel 7'/gehen. Die beiden Winkelspiegel sind so angeordnet, dass ihre Kanten aufeinander und auf der Richtung der optischen Achse senkrecht stehen. Die vom Gegenstand 8 ausgehenden Strahlen verlaufen also beispielsweise bis zum Spiegel 16 unter dem Objektiv 15 und werden dann so gespielt, dass sie in das Objektiv gelangen, als kämen sie von einem Gegenstand, der sich in Richtung der optischen Achse befindet. Das Objektiv entwirft ein Bild dieses Gegenstandes ebenfalls in Richtung seiner optischen Achse.
Durch die Wirkung des Winkelspiegels 7'/werden jedoch die Lichtstrahlen so abgebrochen, dass sie hinter dem Objektiv 15 vorbeilaufen und sich in der Ebene des Bildes 9 vereinigen,
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Die Pfeile in den Fig. 4, 5 und 6 sind so gezeichnet, dass stets die Spitze eines Pfeiles im Original auf die Spitze des entsprechenden Pfeiles im Bild abgebildet wird. Man sieht, dass jeder Bildpfeil der Richtung nach parallel zu dem entsprechenden Originalpfeil verläuft. Eine Einrichtung, die sich aus einzelnen Elementen gemäss den Fig. 4, 5 und 6 zusammensetzt, ist besonders gut geeignet, um grosse Flächen abzubilden, wobei die gleichen Vorteile erzielt werden können, die oben für die Abbildung eines bandförmigen Gegenstandes durch das System 14 angeführt wurden.
Sieht man nämlich auf ein Einzelelement in Richtung der optischen Achse, so bilden die beiden Winkelspiegel, wie in Fig. 7 dargestellt, einen rechten Winkel miteinander, wobei sich das Objektiv dort befindet, wo beide Spiegel übereinander liegen. Derartige rechtwinklige Elemente lassen sich nach Art von Fischgrätenmustern in der Weise aneinanderfügen, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, wobei man das Objektiv 15 in einer Ebene anordnet, die in Fig. 7 mit der Zeichenebene übereinstimmt.
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angeordnet, dass ihre drei optischen Achsen in einer Ebene liegen, und dass diese Ebene auf der Richtung der zylindrischen Rasterlinse senkrecht steht.
Vor jedem Objektiv befinden sich auf der einen Seite die Winkelspiegel 16, 19 und 22, auf der andern Seite die Winkelspiegel 17, 20 und 23 in der Weise wie es in den Fig. 4, 5 und 6 gezeichnet ist.
Auch für Kopiermaschine mit einer Optik gemäss den Figuren 4-7 gelten natürlich die vorhin angegebenen Bedingungen über die Lage der Objektive mit Bezug auf die Filme, so dass die Öffnungen der Objektive von dem Film aus in den gleichen Richtungen und Entfernungen gesehen werden wie die entsprechenden Zonen des Aufnahme-oder Wiedergabefilters.
Es ist selbstverständlich, dass die ebenen spiegelnden Flächen und die Dachkantspiegel, die bei den neuen Einrichtungen Verwendung finden, sowohl durch Oberflächenverspiegelung als auch dadurch hergestellt werden können, dass man die Totalreflexion an Begrenzungsflächen geeigneter durchsichtiger Körper, z. B. Glas, ausnutzt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Kopieren von Bildern auf Linsenrasterfilmen nach dem Patente Nr. 146585, wobei wenigstens zwei Objektive zusammen mit ebenen Spiegeln so angeordnet sind, dass die Objektive den gleichen Originalfilm auf dem gleichen Kopierfilm abbilden, dadurch gekennzeichnet, dass die ebenen Spiegel eine teilweise oder ganze Bildumkehr bewirken.