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Apparat zur Aufnahme oder Projektion von Panoramagrammen
Panoramagramme sind bekanntlich plastisch wirkende Bilder, die im Gegensatz zum gewöhnlichen Stereobild nicht aus zwei, sondern aus mehr als zwei verschiedenen Teilbildern zusammengesetzt sind und vermittels eines Strichoder Linsenrasters bei freiäugiger Betrachtung einen Stereoeffekt ergeben.
Zur Aufnahme von Panoramagrammen sind Apparate mit einer Anzahl in gerader Linie angeordneter Objektive bekannt, die derart ausgerichtet sind, dass für eine gegebene Aufnahmedistanz D der Hauptstrahl jedes Objektives
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Patentschrift Nr. 774145. Mit diesem Apparat können nur Aufnahmen in einer einzigen Aufnahmedistanz gemacht werden, für welche der Apparat eben gebaut ist.
Die vorhegende Erfindung betrifft einen Aufnahme-oder Projektionsapparat für Panoramagramme mit einer Reihe in gerader Linie angeordneter Objektive, der dadurch gekennzeichnet ist, dass diese Objektive in seitlicher Richtung verschiebbar angeordnet sind, so dass Aufnahmen oder Projektionen mit beliebiger Distanz gemacht werden können. Die einzelnen Objektive sind erfindungsgemäss durch eine mechanische Vorrichtung gekuppelt, so dass sie alle gemeinsam verstellt werden k@nnen, wobei die Verschiebung - wie später dargelegt werden wird-direkt proportional dem Abstand des betreffenden Objektives von der Mittelebene des Apparates sein muss.
Bei Aufhahmeapparaten für Panoramagramme ist erfindungsgemäss diese Seitenverschiebung der Objektive noch zwangsläufig mit der Distanzeinstellung gekuppelt, so dass alle Objektive bei beliebiger Aufhahmedistanz stets denselben Bildausschnitt aufweisen. Es genügt also bei einer Aufnahme, in bekannter Weise die Scharfeinstellung des Aufnahmeobjektes vorzunehmen ; die nötige Seitenverschiebung jedes einzelnen Objektivs wird dann erfindungsgemäss automatisch erzielt.-Bei Projektionsapparaten muss die Seitenverschiebung unabhängig von der Distanzeinstellung sein.
In den Fig. 1-6 ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt, u. zw. zeigen die Fig. 1-3 die geometrischen Grundlagen, die Fig. 4 und 5 je eine beispielsweise Ausführungsform des Aufnahmeapparates und Fig. 6 die
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Beziehung :
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Dieser Wert für D in Gleichung l eingesetzt ergibt :
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Zwischen Bildweite b, Brennweite f und Distanzverstellung #f gilt die Beziehung :
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Dies in Gleichung 3 eingesetzt ergibt schliesslich :
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Aus Gleichung 5 geht nun folgendes hervor :
1. Für eine gewisse Einstellung #f = c ergeben sich die nötigen Verschiebungen der einzelnen Objektive zu
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also direkt proportional dem Abstand A jedes Objektives von der Apparat-Mittelebene.
Es betragen also die Verschiebungen VI) V2 und va
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Die Objektive 0., 0"und 07 rechts von der Mitte erhalten dieselben Verschiebungen wie Og, Og und O1, jedoch im entgegengesetzten Sinne.
2. Wenn wir jetzt ein bestimmtes Objektiv betrachten, also A - const. ansehen, dann ergibt sich die Verschiebung v dieses Objektivs in Abhängigkeit von der Distanzeinstellung #f nach der Formel 5.
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Dies ist eine Kurve zweiten Grades zwischen v und #f, die in Fig. 3 graphisch aufgetragen ist : Die Distanzeinstellung erscheint auf der Abszissenachse, die zugehörige Seitenver- schiebung v auf der Ordinatenachse.
Bei einer Fokusänderung #f = f, also bei
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Im Punkte 0, bei = 0, also bei Einstellung auf unendlich ergibt sich
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Im Punkte F, bei f/-=f, also Abbildung in natürlicher Grösse, erhalten wir
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Der Wert des Tangens des Winkels tx ist also vom Punkte 0 bis zum Punkte F auf ein Viertel gefallen. Dies ist wichtig für die konstruktive Ausführung der automatischen Kupplung von Distanzeinstellung und Seitenverschiebung.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung zeigt die schematische Zeichnung Fig. 4. Die sechs Objek-
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der Objektivstandarte S seitenverschieblich angeordnet. Das mittelste Objektiv 04 ist am Objektivbrett fest und dient als Drehpunkt M des zweiarmigen Hebels H, der in den Punkten 1, 2, 3, 5, 6,/die Zugstangen Z1, Z2, Z3, Z5, Z6, Z7 angelenkt trägt. Die Abstände M-1 : M-2 : M-3 verhalten sich wie 3 : 2 : 1, entsprechend den Mittelabständen A1, A2, A3 der Objektive Oj, 0 und Oa. Dadurch wird dem Faktor A in der Formel 5 Rechnung getragen, indem die Verschiebung der Objektive bei gleichem Verdrehungswinkel des Hebels H proportional ihren Mittelanständen A1, A2, A3 erfolgt.
Das untere Ende E des Hebels H läuft in einer kurvenförmigen Kulisse N des Laufbodens der Kamera, die ähnlich der Kurve der Fig. 3 gekrümmt ist. Wird durch Drehen des Triebknopfes T und der beiden Ritzel Rl und R2, die in Zahnstangen auf der Unterseite der Objektivstandarte S eingreifen, diese letztere um das Stück Af nach vorn geschoben, so bewegt sich das Ende des Hebels H in der Kulisse N um die Strecke a nach links. Durch geeignete Wahl der Übersetzungen lässt es sich einrichten, dass dann die dadurch erteilte Seitenverschiebung der einzelnen Objektive gemäss der Gleichung 5
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auf dem ganzen Bereich von Af, für den der Apparat gebaut ist, streng eingehalten wird.
Die lichtempfindliche Platte, auf der die Teilbilder P1, P2, P3 usw. entstehen, befindet sich in der Kassette K an der Rückwand des Apparates. Die Belichtungszeit wird durch einen hier nicht dargestellten Schlitzverschluss vor der Platte eingestellt, die Abblendung erfolgt wie üblich durch Irisblenden.
Für viele Zwecke ist es nicht erforderlich, einen weiten Bereich von 6. 1 ins Auge zu fassen.
Beispielsweise braucht ein Apparat für Porträtphotographie nur für einen Bereich zwischen
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etwa ein und drei Meter Aufnahmedistanz verstellbar zu sein. Es würde also in Fig. 3 nur das Stück der Kurve von 1 bis 3, zwischen den Ordinaten durch Di und Dg in Frage kommen.
Wie man sieht, kann man es leicht durch eine Gerade mit dem mittleren Neigungswinkel a ersetzen, ohne einen bedeutenden Fehler zu machen. Das heisst, man kann die Abhängigkeit zwischen Distanzeinstellung und Seitenverschiebung der Objektive in diesem Falle durch ein linear proportional verstellendes Getriebe ohne Hilfe einer Kurvenbahn oder gekrümmten Kulisse besorgen.
Die Seitenverschiebung v wird in diesem Falle
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wobei sich tang am aus der Formel 6 für ein mittleres Afm ergibt zu
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Der zweite Faktor obiger Formel ist eine Kon- stante
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und wir erhalten schliesslich
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Eine beispielsweise Ausführungsform eines derartigen Apparates gemäss der Erfindung zeigt Fig. 5 : Die Objektive O1, O2, O3, O5, O6, O7, sind in der Führung F des Objektiworderteiles B
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der Spindel gleichzeitig verschoben werden.
Der entgegengesetzte Verschiebungssinn der rechts und links von der Mitte befindlichen Objektive wird hiebei durch Rechts-bzw. Linksgängigkeit der diesbezüglichen Schnecken berücksichtigt.
Dem verschiedenen Mittelabstand A wird dadurch Rechnung getragen, dass z. B. bei gleichem
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zweigängig und die Schnecke S7 dreigängig ausgeführt wird, wodurch bei gleichem Drehungswinkel der Spindel T die Verschiebung der Objektive 0"0, und07 sich wie 1 : 2 : 3 verhält, entsprechend ihren Mittelabständen A"A, und A7, die sich auch wie 1 : 2 : 3 verhalten.
Die linear proportionale Kupplung der Objektivverschiebung V mit der Distanzeinstellung A/ erfolgt nun beispielsweise durch die Kegelräder R in Verbindung mit den Schraubenspindeln W am rechten und linken Ende des Objektiworderteiles B. Bei Drehung der Spindel wird hiedurch der ganze Objektivtell heraus- gezogen oder hineingeschoben und die Distanzeinstellung aller sieben Objektive besorgt. Gleichzeitig wird durch diese Drehung der Spindel T die Seitenverschiebung der Objektive eingestellt, wie oben beschneben. Die Übersetzungen der Schnecken, Schraubenspindeln und Kegelräder sind so zu wählen, dass das theoretisch erforderliche Verhältnis zwischen Seitenverschiebung v und Distanzeinstellung nif gemäss der Formel 7 erzielt wird.
Die einzelnen Teilbilder P1, P2, P3 usw. entstehen auf der lichtempfindlichen Platte P, die in der Kassette K in üblicher Weise eingebracht ist. Die Zwischenwände I verhindern ein gegenseitiges Überschneiden der Teilbilder. Die Belichtungszeit wird durch einen hier nicht dargestellten Schlitzverschluss vor der Platte oder durch gemeinsam betätigte Einzelverschlüsse an den Objektiven geregelt. Ebenso erfolgt die Abblendung durch in den Objektiven eingebaute, gegebenenfalls gekuppelte verstellbare Irisblenden.
Ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu treten, lässt sich die mechanische Kupplung zwischen Distanzeinstellung und Objektiwer- schiebung unter Einhaltung der Beziehungen der Formeln 5 oder 6 noch auf mannigfache andere Weise erzielen, da hiezu fast jedes im Maschinenbau gebräuchliche Maschinenelement verwendet werden kann.
Mit Hilfe der im vorstehenden beschriebenen Aufnahmeapparate erhält man ein Negativ, das aus so vielen nebeneinander gereihten Teil- bildern besteht, als der Aufnahmeapparat
Objektive aufwies. Fig. 6 zeigt nun, wie aus diesen Reihenbildern mit Hilfe des erfindung- gemässen Projektionsapparates das vergrösserte
Panoramagramm hergestellt wird.
Der Projektionsapparat besitzt ebensoviele
Objektive Oj, 0, 03 usw. wie der Aufnahme- apparat, wobei diese Objektive ebenfalls in einer geradlinigen Führung seitenverschieblich angeordnet sind. Die Reihenplatte mit den
Teilbildern Pl, P2, Pg usw. wird an der Rückwand des Apparates eingeschoben und durch eine dahinter angebrachte Lichtquelle Q, beispiels- weise eine Quecksilberdampflampe, beleuchtet.
Die Scharfeinstellung auf der Ebene E-E wird durch Vor-oder Zurückschieben des
Objektivteiles B vollzogen. Hierauf werden sämtliche Teilbilder durch Seitenverschiebung der Objektive zur genauen Deckung gebracht, u. zw. kann man je nach Belieben entweder im Vordergrund des Bildes liegende Gegenstände zur Deckung bringen oder im Mittelgrunde oder im Hintergrund liegende. Das ist für den plastischen Effekt des resultierenden Panorama- gramms wichtig, denn diese zur Deckung ge- brachten BiMteile scheinen bzim Betrachten in der Ebene des Bildes zu liegen.
Es ist aber für die künstlerische Wirkung eines Panorama- gramms oft von ausschlaggebender Bedeutung, ob beispielsweise die Stirn eines Porträtkopfes in der Bildebene liegt oder die ein Viertel Meter dahinter befindliche Stuhllehne, so dass der ganze
Kopf aus dem Rahmen hervorzuspringen scheint.
Um diese Einstellung durchführen zu können, ist es beim ernndungsgcmässen Projektionsapparat notwendig, die Seitenverschiebung der Objektive
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unabhängig von der Scharfeinstellung vornehmen zu können.
Ersetzt man nun nach dem Einstellen den Schirm E-E durch die Positivplatte Y, schaltet dieser einen Strich-oder Linsenraster X mit vertikalen Rasterelementen vor und projiziert darauf die Teilbilder P Pg, Pa usw., so werden auf bekannte Weise sämtliche Teilbilder durch den Raster in strichförmige Elemente aufgelöst auf der Platte Y abgebildet und man erhält ein Panoramagramm, das bei der Betrachtung die bekannte Panorama-Stereowirkung zeigt.
Die notwendige Verschiebung der Objektive ergibt sich aus Fig. 6 analog der Gleichung 1 zu
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Die bei der Projektion der Teilbilder erzielte Vergrösserung y ist gleich dem Verhältnis der Projektionsweite D zur Bildweite b
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Wird dieser Wert in die vorige Gleichung eingesetzt, so erhalten wir
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Die notwendige Seitenverschiebung der Objektive ist also nur abhängig vom Mittelabstand A und von der gewählten Vergrösserung y.
Anstatt das Reihennegativ direkt zu projizieren, kann man es auch zuerst kopieren und dann dieses Reihenpositiv durchprojizieren. Man erhält hiedurch ein Rastemegaüv, das man im Kontakt-Kopierverfahren beliebig oft vervielfaltigen kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Apparat zur Aufnahme oder Projektion von Panoramagrammen mit einer Reihe in gerader Linie angeordneter Objektive, dadurch gekennzeichnet, dass diese Objektive seitenverschieblich angeordnet sind.