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Vergrösserungseinrichtung.
Bei den bekannten Einrichtungen (Fernrohre, Spiegelteleskope, Mikroskope) zur Erzeugung vergrösserter oder verkleinerter Abbildungen von Gegenständen wird stets das ganze Bild gemeinsam, d. h. es werden alle Bildpunkte gleichzeitig durch optische Hilfsmittel, wie Linsen, Holilspiegel, Prismen u. dgl., abgebildet. Diese Einrichtungen werden jedoch ausserordentlich umfangreich und durch die nötige hohe Genauigkeit sehr teuer, wenn es sich um starke Vergrösserungen handelt (z. B. Spiegelteleskope). Über eine bestimmte Vergrösserungsfähigkeit werden die Herstellungsschwierigkeiten unüberwindlich. Ferner ist'der Beobachter gezwungen, die Beobachtung in unmittelbarer Nähe der Einrichtung und in einer bestimmten Lage vorzunehmen.
Das erfindungsgemässe neue System zur Herstellung vergrösserter oder verkleinerter Abbildungen von beliebigen Objekten unterscheidet sich von den bekannten Einrichtungen grundlegend durch den Umstand, dass nicht das ganze Bild gleichzeitig von der Einrichtung verarbeitet wird, sondern dass das Bild in beliebig viele, in gleichgültiger Folge aneinandergereihte Bildelemente aufgelöst wird und die einzelnen Bildelemente nacheinander zum Aufbau eines subjektive oder objektiven Bildes in der gewünschten Vergrösserung oder Verkleinerung benutzt werden.
Zum punktweisen Abtasten des abzubildenden Objektes und zum Wiederzusammensetzen des vergrösserten oder verkleinerten Bildes können die aus der Fernsehtechnik bekannten Hilfsmittel, z. B. Spiegelräder, Spiegelschrauben u. dgl., herangezogen werden. Der Abbildungsmassstab ist durch das Verhältnis der Länge des Lichtstrahles in der Zerlegeeinrichtung zu der in der Einrichtung zur Bildzusammensetzung bestimmt und kann durch Verändern des letzteren auch in einfachster Weise variiert werden. Die optische Verbindung zwischen dem Bildzerleger und dem Bildzusammensetzer wird nur durch einen einzigen Lichtstrahl bzw. in der Praxis durch ein sehr schmales Lichtstrahlenbündel hergestellt. Die Länge und Gestalt des Weges dieses Lichtstrahles haben keinen Einfluss auf den Abbildungsmassstab und auf die Lage des Bildes.
Das erfindungsgemässe System ; zeichnet sich gegenüber den bekannten Einrichtungen dadurch aus, dass die optischen Mittel für den Vergrösserungsvorgang selbst ausserordentlich einfach gestaltet sind und, z. B. wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, nur aus ebenen Spiegeln bestehen, deren Abmessungen unter Umständen auch nicht mit dem Abbildungsmassstab erhöht zu werden brauchen.
Sofern gekrümmte Spiegel oder Linsen zur Anwendung kommen, brauchen diese nur ein sehr schmales Lichtbündel, entsprechend dem eben beobachteten Bildpunkt, zu verarbeiten und brauchen daher nicht im entferntesten den Umfang und die Präzision zu besitzen wie bei den üblichen Einrichtungen für die gleichzeitige Vergrösserung des gesamten Bildes.
Ein weiterer Vorteil der Einrichtung liegt darin begründet, dass der zwischen Zerleger und Zusammensetzer verlaufende Lichtstrahl auch über grössere, gegebenenfalls sehr lange oder auch nicht geradlinige Strecken fortgeleitet werden kann. Es ist dadurch möglich, den Aufstellungsort des Bildzusammensetzers in grösserer Entfernung vom Zerleger und in beliebiger Lage in bezug auf diesen zu wählen. wählen.
In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel einer der Erfindung entsprechenden Einrichtung bedeutet 1 den Gegenstand oder die Abbildung eines solchen, von dem ein vergrössertes oder verkleinertes Bild entworfen werden soll. Durch den Drehspiegel 2 in Verbindung mit einem oszillierenden Spiegel 3 wird der Gegenstand 1 zeilenweise abgetastet. Das von dem eben beobachteten Punkt des Gegenstandes reflektierte oder ausgestrahlte Licht, dessen Stärke der Helligkeit der betreffenden Stelle des Gegenstandes entspricht, fällt auf den Drehspiegel, wird von diesem reflektiert, fällt dann auf den oszillierten Spiegel 3 und gelangt nach Reflexion an diesem zu einer feststehenden
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Lochblende, einer Linse oder einem Linsensystem 4. Durch die Rotation des Drehspiegels 2, der z.
B. aus sechs zu einem regelmässigen Prisma zusammengesetzten ebenen Spiegeln 5 besteht, wird erreicht, dass auf die Blende oder Linse 4 stets ein einem andern Punkte des Objektes 1 entsprechender Lichtstrahl fällt. Nach ein Sechstel Umdrehung des Drehspiegels 2 ist auf diese Weise durch einen der
Spiegel 5 eine Zeile des Objektes 1 abgetastet. Inzwischen hat sich die Neigung des oszillierenden
Spiegels um einen solchen Betrag geändert, dass durch den nächsten Spiegel des Spiegelrades 2 die anschliessende Querzeile des Bildes in derselben Weise abgetastet wird.
Durch den dritten Spiegel des Rades 2 wird eine dritte anschliessende Querzeile des Bildes aufgenommen usw., bis nach einer ganzen Umdrehung des Spiegelrades 2 der Gegenstand 1 zur Gänze in zeitlich aufeinanderfolgende Punkte aufgelöst ist, Dann kehrt der Spiegel 3 in seine Ausgangsstellung zurück, worauf der geschilderte Vorgang von neuem beginnt.
Der durch die Blende oder Linse 4 hindurchtretende Lichtstrahl fällt dann auf einen feststehenden
Spiegel 6 und wird von diesem auf einen der zwei parallelstehenden Spiegel 7 und 8 geworfen. Zwischen diesen beiden Spiegeln 7 und 8 wird nun der Lichtstrahl mehrmals hin und her geworfen und auf diese Weise über eine beliebig lange Strecke fortgeleitet. In den Weg des Lichtstrahles können an einer oder an mehreren Stellen Blenden eingeschaltet werden, um Störungen des Bildes durch diffus reflektiertes Licht auszuschalten. Beispielsweise ist zwischen den Spiegeln 7 und 8 eine aus undurchsichtigem, lichtabsorbierendem Material hergestellte Trennwand 9 angeordnet, die mit Blendenöffnungen 10 versehen ist.
Der die beschriebene Lichtführung, verlassende Lichtstrahl gelangt, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer weiteren Blende 14, die auch ebenso wie 4 durch eine Linse oder ein Linsensystem ersetzt werden kann, in den Bildzusammensetzer, der beispielsweise ebenso wie der Bildzerleger aus einem synchron oszillierenden Spiegel 13 und einem aus sechs Spiegeln 15 zusammengesetzten synchron rotierenden Drehspiegel12 aufgebaut ist. Von diesem fällt der Lichtstrahl auf, eine Mattscheibe oder Projektionsfläche 11 und baut auf dieser aus den zeitlich aufeinanderfolgenden Punkten ein Abbild des Gegenstandes in dem gewünschten Abbildungsmassstab auf.
In Fig.'1 ist der leichteren Darstellung halber eine Zeilenzahl von sechs angenommen ; bei der praktischen Ausführung wird man jedoch die Zeilenzahl weit höher wählen und so hoch annehmen, als es für die geforderte Bildschärfe notwendig ist. Ebenso wird man für die direkte Betrachtung die Bildwechselzahl so hoch annehmen, dass ein kontinuierlicher Bildeindruck entsteht, d. i. mindestens 16 sek. Für die Benutzung der Einrichtung zur Herstellung photographischer Aufnahmen von unbewegten Objekten oder Abbildungen kann die Bildwechselzahl, gegebenenfalls zugunsten der Zeilenzahl, unter dieses Mass herabgesetzt werden.
Die Übertragung des Lichtstrahles vom Bildzerleger zum Zusammensetzer kann naturgemäss auch ohne die Spiegelanordnung 7, 8 in geradliniger Bahn erfolgen. Der Lichtstrahl kann aber auch durch Spiegel oder durch Fortleitung in einem stabförmigen durchsichtigen Körper mittels Totalreflexion in beliebig geformten, nicht geradlinigen Bahnen geführt werden.
Die eingangs erwähnten Vorzüge der Erfindung bleiben auch dann erhalten, wenn der vergrössert oder verkleinert abzubildende Gegenstand nicht in nacheinander dargestellte punktförmige Elemente aufgeteilt wird, sondern nur in eine Vielzahl kleiner Teilbilder aufgelöst wird. In diesem Falle ist auch mit geringer Zeilenzahl eine sehr hohe Bildschärfe erzielbar, weil jedes Teilbildchen bereits eine grosse Zahl voneinander differenter Bildpunkte darstellt.
Bei sehr grossen Entfernungen kann in den Weg des Lichtstrahles zum Ausgleich der Lichtverluste ein optisches oder elektrooptisches Lichtrelais eingeschaltet werden ; auch ist es möglich, zur Verringerung der Absorptionsverluste des Lichtstrahles diesen in ein anderes Spektralgebiet (z. B. infrarot) zu transponieren und beim Zusammensetzen in das ursprüngliche Spektralgebiet rückzuverwandeln.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur vergrösserten oder verkleinerten Abbildung von Gegenständen oder von Abbildungen von solchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildung aus Bildelementen in zeitlicher Aufeinanderfolge zusammengesetzt wird und bei der sowohl die Bildumgrenzung als auch das die Bildelemente übertragende Lichtstrahlenbündel zwischen einem Bildzerleger und Bildzusammensetzer seine Lage beibehält.