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Inversor für photographische Zwecke
Bekanntlich werden im Filmwesen die Reproduktion der Filme und deren Reduktion von einem Format auf ein anderes mit einem "Travelling-System° vorgenommen, wobei der Film in einer Ebene (Objektebene) festgehalten und vor dieser Ebene die Kamera und das Objektiv verstellt werden. Im allgemeinen wird während der Veränderung der Abstände zwischen Objekt- und Bildebene das Objektiv von einer empirisch entwickelten unrunden Scheibe eingestellt. Auf die gleiche Weise werden die sogenannten "Tricke", wie Abblendungen, Überblendungen u. dgl., durchgeführt.
Bei der Aufnahme wird im wesentlichen die gleiche Methode angewendet, weil der Apparat der Szene mittels eines auf Schienen laufenden Fahrgestells genähert bzw. von dieser entfernt wird. Es ist dabei Aufgabe des Operateurs, das Objektiv richtig einzustellen.
Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, bei photographischen Aufnahmen, insbesondere bei Kinoaufnahmen, die Aufnahme einer Szene auf eine bestimmte Perspektive bzw. auf einen gewählten Bildwinkel einzustellen und nun bei unveränderter Entfernung von der Szene die Objekte derselben wahlweise verschieden gross auf dem Aufnahmematerial abzubilden.
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jektiv in wahlweise einstellbarem Massstab in der Bildebene des Inversors selten-und hohenverkehrt abgebildet wird.
Die Erfindung geht von einem Inversor aus, der in an sich bekannter Weise mittels eines Steuermechanismus eine automatische Scharfeinstellung der durch das Inversorobjektiv in der Bildebene des Inversors erzeugten Abbildung des in der Objektebene befindlichen Objektes auf Grund der Linsengleichung
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ermöglicht.
Der erfindungsgemässe Inversor für photographische Zwecke ist im wesentlichen dadurchgekenn- zeichnet, dass an einem starren Rahmen eine horizontale und eine vertikale Führung angeordnet sind, die einander in einem Bezugspunkt schneiden, dass an der horizontalen Führung ein Gleitstück angeordnet ist, in dem vertikal ein Träger verschiebbar ist, und dass auf der vertikalen Führung eine um einen Punkt schwenkbare Leitstange angelenkt ist, wobei dieser Punkt entweder im Abstand 2 f vom Bezugspunkt liegt und jenseits der vertikalen Führung eine gleichartige Führungs-, Träger- und Gleitstückanordnung vorgesehen ist, oder dieser Punkt im Abstand f vom Bezugspunkt liegt und die Leitstange an eine Muffe angelenkt ist, die auf einer Verlängerung der horizontalen Führung verschiebbar ist.
Weitere Kennzeichen und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den Patentansprüchen hervor.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Die Fig. 1 und 2 erläutern das der Erfindung zugrundeliegende geometrische Problem.
Fig. 3 zeigt das Schema der symmetrischen kinematischenBeziehungen der konjugierten Ebenen in bezug auf die Hauptebenen des Objektives bei ortsfest eingestelltem Objektiv. Fig. 4 zeigt die Zerlegung der Kräfte nach der kinematischen Funktion der Elemente. Die Fig. 5 und 6 zeigen zwei praktische Lösungen, um den Schnittpunkt einer konjugierten Ebene mit der Halbierungslinie jedes rechten Winkels der kartesischen Koordinaten längs dieser Linie zu führen. Fig. 7 zeigt das gleiche Schema wie Fig. 3 für den Fall, dass statt des Objektives des Inversors eine der konjugierten Ebenen festgehalten wird. Fig. 8 ist eine
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schematische Darstellung einer vereinfachten Abänderung der kinematischen Beziehungen der konjugier- ten Ebenen.
Mit der in Fig. 1 verwendeten Bezeichnung der Koordinaten hat das schon erwähnte Grundgesetz der geometrischen Optik die Form :
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in der f die Brennweite ist, wogegen x und x'die Abszissen der konjugierten Punkte bedeuten, von denen der eine in der Objektebene und der andere in der Bildebene liegt. In Fig. 1 ist auf der Ordinatenachse eines kartesischen Koordinatensystems mit dem Koordinaten x und y im Abstand 2 f vom Ursprung 0 ein Punkt F angenommen ; w und z-z sind die Halbierungslinien der rechten Winkel des Koordinatensystems und durch F ist eine beliebige Gerade n-n gezeichnet, welche die beiden Halbierungslinien in den Punkten A und B schneidet.
Da die beiden Punkte A und B auf den Halbierungslinien der rechten Winkel liegen, sind ihre Ordinaten und Abszissen paarweise gleich und es ist also AQ = AC = x bzw. BP = OP = DB = x'. Wenn man in den zwei ähnlichen Dreiecken AFC und BFD die Werte 2f, x und x'berücksichtigt, also AC = x ; BD = x' ; FC = 2f - x und DF = x'-2f einsetzt, so gilt die Proportion : x : x' (2f-x) : (x*-2f) hieraus folgt : x (x'- 2f) = x' (2f-x) und schliesslich : xx'- 2fx = 2fx'- xx'. oder
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dies ist die Gleichung der Geraden durch die konjugierten Punkte.
Wenn man die Gerade n-n um den Punkt F dreht, so verändern sich kontinuierlich die Koordinaten ihrer Schnittpunkt mit den Halbierungslinien, sie bilden jedoch immer die Abstände der konjugierten Punkte in dem zentrierten Linsensystem mit der Brennweite f.
Wenn sich die Lage des Punktes F ändert, so verändert sich auch dessen Abstand von 0 z. B. auf 2f', jedoch werden die Koordinaten der Schnittpunkte mit den Halbierungslinien dann die Abstände der konjugierten Punkte in einem Linsensystem mit der Brennweite f'sein.
Verbindet man in Fig. 1 A mit P und verlängert man die Gerade BP bis sie bei B'die Linie z-z trifft, so ist erkennbar, dass die Gerade AP die Gerade FO im Punkte po in der Mitte zwischen F und 0 bzw. im Abstand f von 0 schneidet, weil P der Mittelpunkt zwischen B und B'ist, weshalb auch F der Mittelpunkt zwischen F und 0 ist.
Wenn man daher im kartesischen Koordinatensystem auf der y-Achse gemäss Fig. 2 einen Punkt FO im Abstand f vom Ursprung wählt und von einem auf der x-Achse willkürlich gewählten Punkt P die Gerade PF zieht, so wird deren Verlängerung die Halbierungslinie OZ in einem Punkte A schneiden, dessen Koordinaten den Abstand des konjugierten Punktes von P im Linsensystem mit der Brennweite f bilden.
Fig. 3 zeigt eine praktische Auswertung der kinematischen Eigenschaften des erläuterten geometri- schen Systems. In Fig. 3 stellen die Führungsstangen 2 die x-Achse des kartesischen Koordinatensystems dar ; diese Stangen sind Teile eines starren Rahmens. Eine Stütze b, welche durch den Punkt F geht, stellt die y-Achse dar. Auf der Stütze b gleiten Führungen 25, die einen Zapfen F tragen, welcher als Stützpunkt für eine Leitstange 1 dient.
Die Führungen 25 können mit einer Mikrometerschraube 37 (vgl. Fig. 7) verstellt und in einem genau der Brennweite des Objektives entsprechenden Abstand von der Achse der Stangen 2 fixiert werden.
Die mittels Schraubenspindeln 24, 24' betätigten, auf den Stangen 2 gleitenden Muffen 3 und 3'geben durch die parallelen senkrechten Ebenen, welche durch die Achsen der mit diesen Muffen fest verbundenen Führungsstangen 5-5'gehen, die konjugierten Ebenen Q und P an, d. h. die Objekt- bzw. Bildebene.
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der die Hülse 8 auf-und abwärts gleitet, am Rahmen a des Apparates feststehend montiert. Die der Objektivebene 0 zugeordnete Führung 25 ist in gleicher Weise wie bei der Ausführung nach Fig. 3 an der Stütze 6'verschiebbar geführt und kann mittels einer mit einem Griffknopf 37 versehenen Gewindespindel 26 in Richtung der y-Achse verstellt werden, um den Punkt F in einen Abstand 2f vom Punkt 0 einzustellen.
Die Führung 25 trägt den Zapfen Fb, auf dem die mit einem Handgriffhebel L verbundene Leitstange 1 schwenkbar gelagert ist.
Die Stütze b'trägt am unteren Ende ein Kreuzstück 30, das auf der in der x-Achse des Systems liegenden, ortsfesten Führungsstange 2 verschiebbar geführt ist.
Auf der Leitstange 1 gleiten die beiden Hülsen 7 und 7'. von denen die dem feststehenden konjugierten Punkt Q zugeordnete Hülse 7 mit einer auf der Führungsstange 5f vertikal verschiebbaren Hülse 60 im Punkt 8 schwenkbar verbunden ist, wogegen die dem verschiebbaren konjugierten Punkt P zugeordnete Hülse 7'im Punkt 8'mit einer Hülse 6" schwenkbar verbunden ist, die auf der Führungsstange 5'verti- kal verschiebbar geführt ist. Diese Führungsstange 5'ist an einem Trägerstück t montiert, das ebenfalls auf der Führungsstange 2 in Richtung der x-Achse verschiebbar geführt ist.
Die Hülse 60 ist durch einen rechtwinkeligen, gleicharmigen Winkelhebel 27 mit dem Kreuzstück 30 der Stütze b'auf Bewegung verbunden, wobei der Winkelhebel 27 auf einem an der Hinterwand des Apparatrahmens a ortsfest angeordneten Zapfen 28 schwenkbar gelagert und mittels Schubstangen 29 bei 30 an der Hülse 6 und bei 31 am Kreuzstück So angelenkt ist. Auf die gleiche Art ist die Hülse 6" durch einen rechtwinkeligen, gleicharmigen Winkelhebel 32 mit dem Kreuzstück 30 der Stütze b verbunden. Dieser Winkelhebel 32 ist auf einem am Trägerstlick t montierten Zapfen 33 schwenkbar gelagert und mittels Schubstangen 34 bei 35 an der Hülse 6" und bei 36 am Kreuzstück 30 angelenkt.
Da. bei jedem der beiden Winkelhebel die beiden Arme gleich lang sind, verschieben sich bei einer Schwenkung der Leitstange 1 um ihren Drehpunkt Fb die beiden Punkte 8 und 8'tatsächlich stets auf den die Achsenwinkel halbierenden Geraden z bzw. (u, so dass die eingangs erläuterte Bedingung
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Somit ist auch bei dieser Ausführung die eingangs erläuterte Bedingung erfüllt.
Die Verwendung des Apparates für Kinoaufnahmen bringt keine Veränderung in den beschriebenen kinematischen Anordnungen mit sich, da es genügt, von der Szene mit einem Aufnahmeobjektiv eine
Zwischenabbildung auf die Objektebene des Inversorobjektives scharf einzustellen, ähnlich wie ein belie- i biges, zu reproduzierendes Bild eingestellt wird.
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meinsame optische Achse haben und ihre Knotenpunkte in einem grösseren Abstand als die arithmetische
Summe ihrer Brennweiten liegen, dadurch gegeben, dass das reelle Bild, das durch das eine Objektiv (Aufnahmeobjektiv) in seiner mit der Objektebene des zweiten Objektivs (Inversorobjektiv) zusammenfallenden Bildebene erzeugt wird, durch dieses zweite Objektiv in dessen Bildebene verkehrt reproduziert wird.
Es ist leicht verständlich, dass das von einem entsprechend eingestellten Objektiv in Q erzeugte Bild der Szene durch das eigene Objektiv des Apparates, das zwischen den beiden konjugierten Ebenen liegt, verkleinert, gleich gross oder vergrössert auf der Ebene P reproduziert wird.
Da das Bild Q verkehrt ist und daher jenes in P aufrecht erscheint, braucht man den Film nur in um- gekehrter Richtung laufen lassen, um die für die Projektion erforderliche richtige Bildfolge der Einzelbil- der zu erhalten.
Die erläuterten Prinzipien der Erfindung können durch verschiedene weitere mechanische Einrichtun- gen verwirklicht werden, welche zu den gleichen Ergebnissen führen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Inversor für photographische Zwecke, der mittels eines Steuermechanismus eine automatische
Scharfeinstellung auf Grund der Linsengleichung
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