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Einrichtung zur methodischen Verzerrung ebener Bilder auf optischem Wege mit beliebigen Linsensystemen.
Nach dem im Haupt-Patente angegebenen Verfahren können unter Anwendung beliebiger Linsensysteme projektivo Bildveränderungen durchgeführt werden.
Auch wurde bereits dort gezeigt, dass durch zweimalige Durchfülhrung projektivor Vorzerrungen affine Bildveränderungen hergestellt werden können.
Im Zusatz-Patente Nr. 20937 wurde dieses Verfahren dahin ausgebildet, dass die Herstellung affiner Bildveränderungen mit einem Schlage möglich wird, wenn zwei der im Haupt-Patente beschriebenen Verzerrungsapparate hintereinander geschaltet werden, wobei mit Hilfe drehbarer oder schiefgestellter Linsen, diese affinen Bildverzerrungen direkt erzielt werden.
Die auf Grund dieses Gedankens konstruierten optischen Instrumente und photographischen Roproduktionsapparatc litten aber sämtlich an dem Mangel eines sehr kleinen Gesichtsfeldes, von dem selbst die vollkommensten derselben, bei welchen ein Teleobjektiv mit einer um den hinteren Brennpunkt desselben drehbaren Sammellinse kombiniert ist, nicht vollkommen frei zu sprechen ist.
Das führte dazu, dasselbe Ziel wieder in zwei Stufen unter Herstellung eines Zwischenbildes auf pbotographischcm Wege, wie schon im Haupt-Patente angegeben, anzustreben, aber dadurch, dass man Apparate konstruierte, welche konstant scharf zeichnen, diesen Prozess wesentlich zu vereinfachen, und zeigt das zweite Zusatz-Patent Nr. 22923 eine diesbezügliche praktische Lösung, welche späterhin noch weiter konstruktiv ausgebaut und variiert wurde.
Ausserdem wurde jedoch auch das Ziel, die affine Bildveränderung mit einem Schlage ohne photographisches Zwischenbild herzustellen, nicht aus dem Auge gelassen. Ausser der bereits erwähnten Verwendung eines Teleobjektivs als Vordersystem und Verlegung der rückwärtigen drehbaren Sammellinse in den hinteren Brennpunkt des Telesystems erwies sich noch die Anwendung sphärisch geschliffener Spiegel (Konvex-oder Konkavspiegel) als taugtiches Mittel hiezu.
Selbe bilden, wie jeder Physiker weiss, in ihren optischen Verhalten ein strenges Analogen der Linsen, und gi) t altes, was für Linsen gitt, mutatis mutandis auch für solche Spiegel. Selbe sind daher auch ebenso wie Linsen und in gleicher Weise zu projektiven Bildveränderungeu geeignet und können ebenso wie Linsen zur Erreichung bestimmter Zwecke beliebig kombiniert werden, und zwar sowohl Linsen mit Linsen, Spiegel mit
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Der konstruktive Vorteil, der damit erreicht wird, ist bloss der, dass das Hindernis des beschränkten Gesichtsfeldes, das bei der Kombination von Linsen mit Linsen zur direkten Herstellung affiner Bildveränderungen bisher vorlag, durch die Verwendung von Spiegeln umgangen werden kann.
Um die praktische Durchführung dieser Neuerung und der für dieselben notwendigen Apparate klar zu machen, erscheint es wieder notwendig, eine kurze, theoretische Betrachtung vorauszuschicken.
* Erstes Zusatz-Patent Nr. 20937, zweites Zusatz-Patent Nr. 22923.
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Im Stamm-Patent sind die Bedingungen des #Photographierens im Winkel" dahin festgelegt worden, dass die beiden Dildebonen und die Ebene des Objektivs sich in einer Geraden schneiden müssen, und bezüglich der Winkel, welche die drei Ebenen miteinander
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Im Zusatz-Patente vom 11. November 1902 wurde gezeigt, dass diese Bildschärfebodingung auch eine konstruktiv sehr gut verwertbare, geometrische Bedeutung besitzt, und darauf die Konstruktion von Apparaten aufgebaut, welche permanent scharf zeichnen.
Hienach erschien die Bildschärfebedingung geometrisch, wie folgt, formuliert :
Wenn man durch das Objektiv zu den beiden Bildebenen parallele Ebenen legt, so schneiden dieselben die beiden Bildebenen in zur Kollineationsachse parallelen Geraden (den sogenannten Gegenachsen). Das verwendete Objektiv wird nur dann ein scharfes Bild geben, wenn diese beiden Gegenachsen in den beiden Brennebenen des Objektivs liegen.
Ganz analoge Gesetze gelten für die scharfe Abbildung und projektivo Bildveränderung durch sphärisch geschliffene Spiegel (Fig. 1 und 2). Selbe tauten :
1. Die Ebenen der beiden konjugierten, ebenen Bilder schneiden sich stets in einer Geraden M, welche in der Scheitelebene M S'des verwendeten sphärischen Spiegels liegt.
(Die Scheitelebene vertritt hier die Stelle der Objektivebene bezw. der beiden llauptebenen des Objektivs.) II. Legt man durch den Mittelpunkt der spiegelnden Fläche C'zu den beiden Bildebenen parallele Ebenen, die sogenannten Gegenebenen, so schneiden selbe die beiden Bildebenen in zur Kollineationsachse parallelen Geraden, den sogenannten Gegenachsen. Der verwendete Spiegel wird nur dann ein scharfes Bild geben, wenn diese bei den Gegenachseu in seiner Brennebene liegen.
Es besteht somit eine vollkommene Analogie zwischen dem Verhalten von Linsen und Spiegeln. Den beiden Hauptebenen des Objektivs entspricht die Scheitelebene des Spiegels ; den beiden Brennebenen des Objektivs entspricht die eine Brennebene des Spiegels : den beiden Haupt-oder richtiger Knotenpunkten"des Objektivs entspricht der Mittelpunkt des Spiegels vollkommen und eindeutig.
Zieht man jetzt noch die rein geometrische Affinitätsbedingung heran, durch deren Erfüllung die Kombination zweier projoktivor Bildveränderungen eine affine Bildveränderung ergibt, und welche schon im Zusatz-Patente vom 4.
Mai 1902 fonuuiiort wurde, welche sich aber einfacher und durchsichtiger darin präzisieren lässt, dass zwei projektive Bildveränderungen sich stets dann, aber auch nur dann, zu einer affinen Bildveränderung ergänzen, wenn das den beiden in Kombination gebrachten projektiven Bildsystemen gemeinsame Bild in beiden Bildsystemen die gleiche Gegenachse besitzt, so sind allo Elemente gegeben, um nicht nur sphärisch geschliffene Linsen, sondern auch sphärisch geschliffene Spiegel miteinander in beliebiger Weise zur Erzielung beliebiger Bildveränderungs- effekte zu kombinieren.
Hierauf basiert die im nachstehenden als Beispiel schematisch skizzierte Ausführungs- form eines Apparates, der einen Spiegel mit einem Objektiv kombiniert und direkt affine Bild veränderungen liefert (Fig. 3).
In der äusseren Form stellt der Apparat eine Variante des im Zusatz-Patente '001 11. November 1902 geschützten Apparates dar. Jedoch wurde an der Stelle des dort photographisch festzuhaltenden Zwischonbildes ein sphärisch geschliffener Hohlspiegel in
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ist das Original a b verschieblich montiert. Auf der Wand M A sitzt der Hohlspiegel S S derart, dass M A seine Scheitelebene darstellt. Derselbe spiegelt das Original a b verkleinert, verkehrt und projektiv verzogen als Luftbild nach a" b" in die Ebene MD. Dieses Luftbild a"b"wird von dem ebenfalls in der Wand MB verschieb lichen Objektiv 0 übernommen und in die Ebene M E Projiziert.
Dass dort entstehende Bild a'b'ist eine direkt affine Bildveränderung des Originals a b.
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verändert worden. Die Verbindungsgerade dos Spiegelmittelpunktes C mit dem Objektivmittelpunkte 0 bestimmt die Richtung der Afnnitätsstrahlen.
Die Bildebene M E dreht sich um die gemeinsame Schnittgerade M der vier Ebenen.
. B Ebene des Originals und Objektivs,
M A Scheitelobene des Spiegels, M D Ebene des Zwischenbildes, ME Ebene der affinen Abbildung.
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Die Ebene ME wird analog, wie in dem im Zusatz-Patente vom 11. November 1902 beschriebenen Apparat durch das Dreieck 0 m n zwangläufig bei allen Bewegungen des Objektivs 0 mitgenommen, wodurch, wie dort erreicht wird, dass der Apparat permanent scharf zeichnet.
Selbstverständlich lässt sich auch dieser Apparat in unzähligen Varianten ausführen, sobald nur daran festgehalten wird, dass :
I. Die beiden Bildebenen sich bei Linsen mit der Objektivebene, bei Spiegeln mit der Scheitelebene in einer Geraden schneiden müssen.
11. Die Gegenachsen der beiden Bilder stets in den zugehörigen Brennebenen der Linsen bezw. in der Brennebene des Spiegels liegen müssen.
III. Im Falle affiner Abbildung die Gegenachse des Zwischenbildes bei beiden projektiven Bildsystomen gemeinsam ist.
Es erscheint deshalb auch zwecklos, hier weitere konstruktive Varianten auszuführen, die dem Wesen der Sache nichts neues hinzufügen könnten, und seien deshalb die Kombinationen von Spiegeln mit Spiegeln durch die schematischen Fig. 4 und 5 erledigt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ausführungsform der Einrichtung der im Haupt-Patent Nr. 20299, sowie im ersten und zweiten Zusatz-Patent Nr. 20937 und Nr. 22923 gekennzeichneten Art für projektive oder für affine Bildveränderungen, dadurch gekennzeichnet, dass an Stelle von Linsen oder Linsonkombinationen entweder teilweise oder zur Gänze sphärisch geschliffene Spiegel verwendet worden.
2. Ausführungsform einer Einrichtung für direkt affine Bildveränderungen, die im wesentlichen eine Kombination zweier der im Stamm-Patent, sowie Im ersten und zweiten Zusatz-Patent gekennzeichneten, Linsen oder Spiegel verwendenden Bildveranderungsapparate darstellt, gekennzeichnet durch ein Paar (mit Rücksicht auf die Affinitätsbedingung der Gemeinsamkeit des Luftbildes bezw. imaginären Bildes und dessen Gegenachse) gegeneinander schief gestellter oder verdrohbarer oder aufeinander kollimierter Linsensysteme oder Spiegel.
3. Ausführungsform einer Einrichtung zur direkten Herstellung affiner Bildver- änderungen, gekennzeichnet durch eine Kombination zweier optischer Systeme mit einem H'ldh'äger. bei welcher der optische Mittelpunkt des Objektivs (bczw. der Krümmungs= mittelpunkt des Spiegels) des ersten optischen Systems in eine Brennebene des zweiten optischen Systems zu liegen kommt und gleichzeitig die Bildebene des dem ersten optischen System zugehörigen Bildträgers zur Brennebene des zweiten optischen Systems parallel steht.