Einrichtung für stereoskopischen Bildwurf. Gegenstand der Erfindung ist eine Ein richtung für stereoskopischen Bildwurf, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schirm sich mit grosser Geschwindigkeit längs der Ebene, in welcher die Projektion erfolgt, ver schiebt, und aus einzelnen Spiegelflächen zu sammengesetzt ist, die in quer zur Bewe gungsrichtung verlaufenden Reihen angeord net und in Bewegungsrichtung stark, quer zur Bewegungsrichtung schwach gekrümmt sind, so dass ein auf .die Spiegelflächen auf treffendes kreisrundes Lichtbündel einen länglichen, streifenförmigen Reflex erzeugt,
und dass die Spiegelflächen je zweier aufein ander folgender Reihen verschiedenartig so angeordnet sind"dass die von ihnen erzeugten Reflexe quer zur Bewegungsrichtung gegen einander versetzt liegen, so dass die infolge der Trägheit der Netzhaut und der Schirm bewegung dem Auge als über die ganze, von den Spiegelflächen bestrichene Länge lau fende Bänder erscheinenden Reflexe quer zur Bewegungsrichtung aneinander anschliessen.
Dass mit einer derartigen Einrichtung ein stereoskopisches Sehen von jeder Stelle des vor dem Schirm befindlichen Raumes mög lich ist, wenn auf den Schirm .Stereoteilbilder überlagert projiziert werden, ergibt sich aus folgenden Erläuterungen anhand der Fig. 14, die einen Horizontalschnitt durch das Projek tionszentrum darstellt. Mit A und A, sind die beiden Linsen einer Stereokamera darge stellt, welche die Stereoteilbilder f und F projizieren.
Die Projektionsebene, in welcher sich die eingangs genannten Spiegelflächen quer zur Zeichnungsebene bewegen, ist mit -XY bezeichnet. Die Bogen E und E, stellen Längsschnitte durch zwei dieser Spiegelfläehen dar. Der Krümmungsmittelpunkt des Bogens E liegt bei O, derjenige des Bogens Ei. bei 0:L.
Auf der Linie KZ kommen, vom Spiegel E erzeugt, zwei reelle Bilder a, a1 der Objek tive<I>A,</I> A1 zu liegen. Der Umriss von a ist dem Umri$ der Linse A konjugiert, während der Umriss von a:
dem Umriss der Linse Al konjugiert ist. Entsprechendes gilt für die reellen Bilder b, b" ,die von der Spiegelfläche El ebenfalls auf der Linie KZ erzeugt wer den, und für die reellen Bilder c, cl, welche von einer andern, nicht dargestellten Spiegel fläche ebenfalls auf der Linie KZ erzeugt werden.
Die Zuschauer können die Reflexe auf den spiegelnden Elementen nur durch die reellen Bilder auf der Linie KZ hindurch wahrnehmen.
Betrachtet man beispielsweise einen Be schauer, der bei S sein linkes,<I>bei D</I> sein rechtes Auge hat, so nimmt jedes dieser Au gen auf dem Bogen E eine genau umrissene Zone 1 reflektierten Lichtes wahr, deren Länge von derjenigen des reellen Bildes a oder cal jedes Objektives bestimmt ist. Der Restdes Bogens E bleibt für den Beschauer SD im Dunkeln. Die von ihm ausgehenden Blicke treffen auf den Bogen E an der Zone 1 unter verschiedenen Winkeln auf und müs sen daher verschiedene Lichtquellen wahr nehmen, das heisst das Auge S nimmt das Ob jektiv Al und das Auge D das Objektiv A wahr.
Es ergibt sich also an der Zone 1, auf welche beide Stereoteilbilder übereinander projiziert werden, für die Augen eine Tren nung der beiden Stereoteilbilder. Denn das vom Objektiv A auf die Zone 1 geworfene Licht, dao heisst der entsprechende Teil der Gesamtprojektion XY ist dem Beschauer durch das reelle Bild a nur mittels des Au ges D wahrnehmbar, und die Projektion des Objektives Al auf die Zone 1 ist mittels des reellen Bildes a nur dem Auge S sichtbar.
Es bildet sich also eine stereoskopische Wahrnehmung des Teils 1 der Gesamtprojek tion XY für den Beschauer<I>SD.</I>
Nimmt man nun an, dass sich der Be schauer SD hinsichtlich des Abstandes vom Schirm oder in der Breiterrichtung oder in beiden Richtungen verschiebt, so dass er nach S, Dl oder SZ Dz gelangt, so nimmt sein auf die reellen Bilder a, a, gerichteter Blick jetzt andere Teile der Gesamtprojektion XY auf dem Bogen E wahr, und zwar die Zone 2, wenn er sich bei<B>8,</B> Dl befindet, und die Zone 3, wenn er sich bei SZ DZ befindet;
alle diese Zonen waren .dunkel als sich der Beschauer bei SD befand.
Blickt der Beschauer SD weiter nach links, so trifft er auf die reellen Bilder b, b, und nimmt auf dem Bogen El aus den vor stehend für die Zone 1 dargelegten Gesichts punkten mit stereoskopischem Bildeindruck die Zone 4 wahr. Diese Zone 4 wird beispiels:- weise von einem Beschauer, .der sich bei S3 D3 befindet, auf jenem dritten, nicht gezeich neten Bogen wahrgenommen, welcher die reellen Bilder c, cl erzeugt. Blickt dieser Be schauer S3 D3 auf die reellen Bilder b, bl, so sieht er auf dem Bogen El die Zone 5 in stereoskopischer Wahrnehmung.
Wenn also beispielsweise der Beschauer SD die ganze Projektion XY stereoskopisch wahrnehmen will, so müssen noch eine An zahl von Bogen hinzugefügt werden, damit der Beschauer, so wie er die Zone 1 auf dem Bogen E und die Zone 4 auf dem Bogen El sieht, auch die Zonen 2, 3, 5 usw. wahr nehmen kann.
Das Gleiche ergibt sich beispielsweise für den Beschauer S3 D3, der noch Bogen zur Wahrnehmung der Zone 1, 2, 3 usw. be nötigt. Wenn eine ausreichende Anzahl von Bogen vorhanden ist, kann jeder Beschauer jeden Teil der Gesamtprojektion nur durch zwei reelle Bilder hindurch sehen, von denen das dem linken Auge sich bietende ein reelles Bild der Linse Al und .das dem rechten Auge sich bietende ein reelles Bild der Linse A ist.
Praktisch ist nun die Anordnung einer solchen grösseren Anzahl von Spiegelflächen in einer Reihe nebeneinander nicht möglich, weil sich ja diese Flächen gegenseitig durch dringen würden und dadurch jede Spiegel fläche einen Teil der hinter ihr liegenden Spiegelfläche verdecken würde.
Diese Schwierigkeit wird nun erfindungs gemäss durch die erwähnte Anordnung der spiegelnden Elemente in mehreren Reihen und durch die ebenfalls erwähnte schnelle Bewegung des Schirmes gelöst. Diese Mass nahmen rufen die gleiche Wirkung hervor, wie wenn in F'ig. 14 längs der Linie XY eine Vielzahl von iSpiegelflächen vorhanden und diese so angeordnet wären, dass keine der Spiegelflächen die Reflexwirkung der andern beeinträchtigen würde, und dies aus folgen den Gründen:
Da die in quer zur Verschiebungsrichtung des Schirmes verlaufenden Reihen angeord neten Spiegelflächen auch in Bewegungsrich tung, und zwar in dieser stark gekrümmt sind, wodurch die Reflexe auch für Be schauer in verschiedener Höhenlage sichtbar sind, ergibt ein kreisrundes Lichtbündel, das auf eine Spiegelfläche auftrifft, auf dieser einen länglichen streifenförmigen Reflex. Da der Schirm in derjenigen Richtung, in wel cher die Spiegelflächen stark gekrümmt sind, sehr schnell verschoben wird, können sich infolge der Trägheit der Netzhaut die strei fenförmigen Reflexe für das Auge in Re flexbänder verwandeln, die sich über die ganze von den Spiegelflächen bestrichene Länge erstrecken.
Der Zusammenhang zwi schen diesen Reflexbändern auch quer zur Bewegungsrichtung wird erfindungsgemäss dadurch erhalten, dass die .Spiegelflächen je zweier aufeinanderfolgender Reihen so ange ordnet sind, dass die von ihnen erzeugten Reflexe auch quer zur Bewegungsrichtung gegeneinander versetzt sind. Zu diesem Zweck können beispielsweise die Spiegelflä chen zweier aufeinanderfolgender Reihen mit verschiedener Neigung oder quer zur Be wegungsrichtung gegeneinander versetzt an geordnet sein, so dass erst nach mehreren Reihen die Spiegelflächen wieder parallel zueinander verlaufen, bezw. genau überein anderliegen.
Die Spiegelflächen, aus welchen der Schirm gebildet ist, können aus konkaven oder konvexen Ringflächen bestehen oder auch aus anderen Flächen abgeleitet sein, welche nach einer kreisförmigen Leitlinie und einer Erzeugenden von geeigneter Form gekrümmt sind, wenn sie nur auffallende Lichtstrahlen in längliche, streifenförmige Reflexe umwandeln können.
Hierzu sind bei spielsweise paraboloidische, zykloidische, hyperboloidis.che, ellipsoidische, eiförmige Flächen geeignet, wobei die Spiegelflächen auch aus verschiedenen der vorstehend ge nannten Flächenarten zusammengesetzt sein können.
Der Erfindungsgegenstand wird anhand .der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 biG 4 zeigen die Bildung der Spiegelflächen des Schirmes; Fig. 5 bis 6 erläutern die Zusammen setzung des Schirmes aus den einzelnen Spiegelflächen; Fig. 7 zeigt einen Schirm in Form eines endlosen Bandes; .
Fig. 8 und 9 zeigen einen Schirm in Form einer umlaufenden Scheibe; Fig. 10 zeigt eine Detailvariante; Fig. 11 ist eine weitere Ausgestaltung des !Schirmes nach Fig. 7; Fig. 12 und 13 zeigen einen Schirm für Bildwurf von .der dem Beschauer abgewand ten Seite her.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Element zur Bildung der Spiegelflächen in der Ur sprungsform. Es besteht im wesentlichen aus dem Teil einer Ringfläche halbkreisförmigen Querochnittes, deren konvexe Fläche spie gelnd gemacht ist. Die einfallenden Strah len t'17, <I>N, 0, P, Q</I> (Fig. 1), welche in der Längsmittelebene liegen, werden in Rich tung M', N',<I>0', P',</I> Q' zurückgeworfen.
Man erhält so aus einem einfallenden Lichtstrahl einen länglichen, streifenförmigen Reflex. Betrachtet man hingegen die Strahlen R, <I>L,</I> T, S (Fig. 2), welche in einer Querebene liegen, so .sieht man, dass .diese in Richtung der divergierenden Linien<I>L', R', T',</I> S' zu rückgeworfen werden. Man hat auf diese Weise ein Blickfeld, dessen Winkelweite in der ,Senkrechten erheblich ist.
Gemäss Fig. 3, 4 wird das spiegelnde Ele ment nach Fig. 1 und 2 durch Querschnitte in mehrere Teile, z. B. in vier Teile a, b, c, d unterteilt. Die Mittelpunkte dieser Teile werden auf eine gemeinsame gerade Linie gesetzt, wie es in Fig. 3a dargestellt ist, so dass die einzelnen Teile die Neigung bei behalten, welche sie im Ursprungselement hatten.
Zur Bildung des Schirmes aus Rei hen der so gebildeten Teile wird gemäss Fig. 4 vorgegangen, indem in einer Reihe nur Teile a., in der folgenden Reihe nur Teile b, in der dritten Reihe nur Teile c und in der vierten Reihe nur Teile d angeordnet werden, wobei zu beachten ist, dass die ein zelnen Teile hinsichtlich ihrer Form gleich sind und sich nur hinsichtlich ihrer Neigung in bezug auf die untereinander parallelen Verbindungslinien ihrer Mittelpunkte unter scheiden.
Die Fig. 5 zeigt als Beispiel ein Stück einer Reihe, welche aus aneinander gesetz ten Teilen 3, 4, 5 der Gattung c besteht und aus einem einzigen dünnen Blechstück ge bildet ist, das aus, spiegelndem Werkstoff besteht oder nachträglich spiegelnd gemacht ist.
Da bei allen Teilen die spiegelnde Flä- ehe jeweils, nach zwei verschieden grossen Halbmessern gekrümmt ist, verwandeln alle diese Teile das einfallende Licht in läng liche, .streifenförmige Reflexe. Infolge der verschiedenen Winkelstellung der einzelnen Spiegelflächen sind diese Reflexe jedoch gegeneinander versetzt.
Die gleiche Wirkung erhält man, wenn man .den Schirm aus, gleichen Elementen gleicher Winkelstellung zusammensetzt, wel che beispielsweise die Form nach Fig. 1 haben. In diesem Fall, welcher in Fig. 6 dar gestellt ist, liegen in den einzelnen Reihen jeweils .die vollständigen Elemente 1a., 1b, 1e, 1d, 1e, 1g, 1h, 1i, 1f, Il. Die Elemente je zweier aufeinanderfolgenden Reihen sind seitlich gegeneinander versetzt, so.
dass erst die Elemente einer auf die Reihe der Ele mente 1l folgenden Reihe von neuem mit der Unterseite la ausgerichtet liegen. Die Ge samtheit -der Reihen von la bis 1l 'wird im folgenden eine Reihengruppe genannt.
Eine vollständige Reihengruppe oder ein Teil derselben kann beispielsweise durch Pressen, Giessen, Ziehen zusammen mit dem Träger der Spiegelflächen erhalten werden.
Innerhalb einer solchen Reihengruppe sind die Reflexe seitlich gegeneinander ver setzt.
In beiden Fällen erfolgt die Verschie bung des Schirmes in derjenigen Richtung, in welcher,die Spiegelflächen .der Elemente 1 bezw. .der aus ihnen .erhaltenen Teile den kleineren Krümmungshalbmesser aufweisen. Bei .dieser Verschiebung verwandeln sich die einzelnen streifenförmigen Reflexe infolge der Trägheit der Netzhaut für das: Auge in Reflexbänder, wobei die einzelnen Bänder seitlich unmittelbar aneinander anschliessen, so dass man ein geschlossenes Bildfeld erhält.
Selbstverständlich muss die winklige Ver lagerung zwischen den Teilen a,<I>b, c, d,</I> bezw. die seitliche Versetzung der Elemente la, 1b usw. gegeneinander der Länge der streifen- förmigen Reflexe entsprechen, da man ,sonst Unterbrechungen oder Überlagerungen zwi schen den einzelnen Reflexbändern erhalten würde, die sich aus der Bewegung .der strei fenförmigen Reflexe ergeben. Die Verschie bung kann in einer kontinuierlichen oder hin- und hergehenden Bewegung bestehen.
In letzterem Falle muss selbstverständlich der Hub der einzelnen Bewegungen gleich oder grösser sein, als die Höhe einer ganzen Reihengruppe beträgt.
Gemäss Fig. 7 erhält man eine ununter- brochene Bewegung durch Verwendung eines Schirmes in Form eines endlosen Bandes. Die Stangen 6 weisen Spiegelflächen der eben erläuterten Art auf und sind auf end lose Ketten 7 aufgesetzt, welche über die Rollen 8 laufen. Die nutzbare Projektions fläche ist durch den Linienzug 9 umrissen.
Gemäss Fig. 8 und 9 wird das Bildfeld durch Drehung der Scheibe 17 um eine senk recht zur Projektionsfläche liegende Achse erhalten. Die ,Scheibe 17 ist aus einem Blech stück oder ähnlichem Werkstück gebildet, welches in radialer Anordnung die Teile 18 aufweist, die aus in der oben beschriebenen Weise, seitlich oder winkelig gegeneinander versetzten Spiegelflächen gebildet sind. Wenn auf einen .solchen Schirm gleich zeitig mehrere Stereobildstreifen übereinan der geworfen werden, so nimmt :der Be schauer wie beim eingangs erwähnten sphä rischen Spiegel eine dreidimensionale Dar stellung wahr. Der beschriebene Schirm kann als "sphärischer Spiegel mit vielen Brennpunkten" bezeichnet werden.
Denn seine schnelle Verschiebung in Verbindung mit der Form und der Versetzung der in einer Reihengruppe zusammengefassten Spie gelflächen vervielfacht die Bildung konju gierter Punkte, welche infolge der Trägheit der Netzhaut für den Beschauer aneinander anschliessend erscheinen. Der Umstand, dass sich der beschriebene -Schirm wie ein sphäri scher Spiegel mit mehreren Brennpunkten verhält, beruht ausschliesslich auf seinen optischen Eigenschaften.
Denn die geometri sche Form und .die spiegelnde Ausgestaltung, sowie die Bewegung der einzelnen Spiegel flächen rufen die gleiche Wirkung hervor, wie sie in dem imaginären sphärischen Spie gel eintreten würde, das heisst die Punkte, welche den, von den Objekten des Projek tionsapparates gebildeten Lichtquellen kon jugiert sind, erscheinen in dem Raum vor .dem Spiegel aneinander anschliessend, so dass die Augen einer grossen Anzahl von Zu schauern, die auf allen Punkten dieses Rau mes verteilt .sind, sich an Scheiteln von Lichtkegeln befinden,
die von der ganzen nutzbaren Oberfläche .des Spiegels reflektiert werden. Mit einem einzigen sphärischen Spiegel können diese Wirkungen praktisch natürlich nicht erhalten werden, wohl aber mit dem beschriebenen ,Schirm.
Der beschriebene Schirm ist auch sehr ge eignet zur unmittelbaren Projektion von wirklichen Gegenständen aus einem üblichen Bildwerfer. Die Merkmale des Schirmes ge statten den Blickachsen der Zuschauer, durch das Objektiv des Bildwerfers den dort befindlichen, wirklichen Gegenstand @ zu er reichen, so dass eine plastische und ver grösserte Betrachtung ermöglicht wird.
Diese Anwendung ist für wissenschaftliche und Lehrzwecke sehr vorteilhaft, da die natur- getreue Wiedergabe der räumlichen Aus dehnung und der Farben mit einer Klarheit und einer Leuchtkraft erfolgt, welche, der jenigen vielfach überlegen ist, welche man bei der üblichen Projektion natürlicher Gegenstände auf .Schirmen mit diffuser Lichtwirkung erhält. Daher erscheint der Bildwurf wie der wirkliche Gegenstand selbst. Auch bei :der Wiedergabe von Bild streifen ergibt sich eine sehr hohe Glanz wirkung und eine genaue Wiedergabe des Gegenstandes oder des Bildstreifens.
Auch wenn man normale, nicht stereoskopische Bildstreifen auf den beschriebenen Schirm projiziert; ,so erhält man dank der Kontrast und Glanzwirkung einen plastischen Ein druck, der zwar nicht der echten dreidimen sionalen Wirkung des stereoskopischen Bild wurfes gleichzusetzen ist, sich dieser aber nähert.
Um den nutzbaren Zuschauerraum recht nahe vom Schirm beginnen zu lassen, ist es zweckmässig, .gemäss Fig. 10 die Mittelpunkte 31 der Spiegelflächen 30, die in einer Reihe liegen, auf einem Bogen 32 anstatt auf einer geraden Linie anzuordnen.
Die Krümmungs- mittelpunkte der Bogen 32 liegen auf der Linie 33; die optischen Hauptachsen der Spiegelflächen 30 ,schneiden sich in dem Krümmungsmittelpunkt desjenigen Bogens 32, der zu der betreffenden Reihe gehört. Die Mittelpunkte der schwachen Krümmun gen der einzelnen Spiegelflächen liegen auf dem Bogen 34, dessen Mittelpunkt wiederum mit dem Mittelpunkt des Bogens 32 zusam menfällt.
Hieraus ergibt sich, dass der Krüm- mungshalbmesser des Bogens 32 grösser ist als der grosse Krümmungshalbmesser der Spiegelflächen 30. Wie sich aus der Zeich nung weiterhin ergibt, liegt die Ebene, wel- c 'he durch den Bogen 32 bestimmt ist, senk recht zu der Ebene und der Richtung; in welchen sich der Schirm verschiebt.
Wenn man gemäss. Fig. 7 zwischen den Reihen der Spiegelflächen die Zwischen- räume 10 vorsieht, so können dem Zuschauer Gegenstände oder Personen sichtbar gemacht werden, die sich jenseits der Projektions- fläche, zum Beispiel im P,aum 11, befinden.
Die wichtigste Ausnutzung dieser Anord nung ist diejenige, bei welcher die durch die Zwischenräume 10 sichtbar gemachten Ge genstände ein,Szenenbild darstellen, welches ein natürliches sein kann oder auch ein auf die Leinwand 12 gemaltes, welche auf die kleinen Rollen 13 gewickelt ist, um nach Wunsch das Szenenbild ändern zu können. Wenn man beispielsweise auf einen solchen Schirm Bildstreifen wirft, deren Handlun gen stereoskopisch vor einem nicht aktini- schen Hintergrund,
das heisst in Räumen mit schwarzen Wänden, Fussböden und Decken aufgenommen sind, so spielen sich diese Handlungen bei der Wiedergabe mit räum licher Wirkung -in einer Umgebung ab, wel che bei der Aufnahme des Bildstreifens nicht vorhanden war.
Das Szenenbild kann mittels der Anord nung nach Fig. 11 farbig sichtbar gemacht werden. Hinter der Leinwand 12 liegt eine zweite, auf die Rollen 15 gewickelte, durch scheinende Leinwand 14, welche in allmäh lichem Übergang mit allen Farben des Spek trums gefärbt ist. Hinter ihr liegen Licht strahler 16, welche der Leinwand 12 die in der Leinwand 14 enthaltenen Farben ver- mitteln.
Lässt man bei dieser Anordnung die Leinwand 12 fort, so erscheint .dass .gefärbte Licht unmittelbar in den Zwsiehenräumen 10 .des iSchirmes nach Fg. 7, und man er hält im Bildwurf einen eigenartigen Farb effekt. Die Verschiebung der gefärbten Lein- wand 14 durch Drehung der Rollen 15 kann von der Kabine der Bedienungsperson aus gesteuert werden.
Gemäss Fig. 12 laufen die endlosen Ket ten 23 mit den )Spiegelflächen über vier Rol len 19, 20, so dass ein verhältnismässig gro sser Raum 21 eingeschlossen wird, in wel chem der Bildwerfer 22 angeordnet ist. Das aus ihm austretende Strahlenbündel, dessen Endstrahlen mit PK und PE bezeichnet sind, trifft von hinten auf den Schirm auf. Um dennoch den Zuschauern diesen Bildwurf sichtbar: zu machen, sind die gekrümmten Sp%egelflächen 1 in der aus Pig. 13 näher ersichtlichen Weise angeordnet.
In dieser Figur muss man sich die unterste .Spiegel- fläche soweit oberhalb ,der beiden andern liegend vorstellen, dass letztere von d em un tern Endstrahl PE und erstere vom obern Endstrahl PK getroffen werden. Die ge krümmten Spiegelflächen 24 sind zur Pro- jektionsfläche um 45' geneigt und auf ihrer Rückseite sind zusätzliche ebene Spiegelflä- ch.en 25 vorgesehen.
Die von den gekrümm ten Spiegelflächen reflektierten Strahlen .des Bildwerfers treffen auf die ebenen Spiegel flächen der nächsthöheren Reihe und werden von diesen beispielsweise in Richtung der Linien R und 7, zum Zuschauer geworfen. Um zu verhindern, däss die Zuschauer durch die Zwischenräume 26 hindurch unmittel bar auf das Objektiv des Bildwerfers 22 sehen können, sind an den 'Spiegelfläehen 24 und 25 die Blenden 27 angebracht.
Device for stereoscopic image projection. The invention relates to a device for stereoscopic image projection, which is characterized in that the screen moves at high speed along the plane in which the projection takes place, and is composed of individual mirror surfaces that are transverse to the direction of movement running rows and are strongly curved in the direction of movement and slightly curved transversely to the direction of movement, so that a circular light beam hitting the mirror surfaces generates an elongated, strip-shaped reflex,
and that the mirror surfaces of two consecutive rows are arranged differently in such a way that the reflections generated by them are offset from one another transversely to the direction of movement, so that the movement due to the inertia of the retina and the screen affects the eye as over the whole of the Mirror surfaces, coated length, running bands connect appearing reflections perpendicular to the direction of movement.
The fact that with such a device a stereoscopic view of every point of the space in front of the screen is possible if partial stereo images are projected onto the screen, results from the following explanations with reference to FIG. 14, which shows a horizontal section through the projection center . With A and A, the two lenses of a stereo camera are Darge, which project the stereo sub-images f and F.
The projection plane in which the above-mentioned mirror surfaces move transversely to the plane of the drawing is denoted by -XY. The arches E and E represent longitudinal sections through two of these mirror surfaces. The center of curvature of the arch E is at O, that of the arch Ei. at 0: L.
Two real images a, a1 of the lenses <I> A, </I> A1 come to lie on the line KZ, generated by the mirror E. The outline of a is conjugated to the outline of lens A, while the outline of a:
is conjugated to the contour of the lens Al. The same applies to the real images b, b ", which are also generated on the line KZ by the mirror surface El, and for the real images c, cl, which are also generated on the line KZ by another, not shown mirror surface .
The audience can only perceive the reflections on the reflective elements through the real images on the KZ line.
If, for example, one looks at a spectator who has his left eye at S and his right eye at D, each of these eyes perceives a precisely defined zone 1 of reflected light on the arc E, the length of which is different from that of that one of the real image a or cal of each lens is determined. The remainder of the arc E remains in the dark for the viewer SD. The views emanating from him hit the arc E at zone 1 at different angles and must therefore perceive different light sources, that is, the eye S perceives the objective Al and the eye D perceives the objective A.
There is thus a separation of the two stereo partial images for the eyes at zone 1 onto which both stereo partial images are projected one above the other. Because the light thrown by the lens A onto the zone 1, i.e. the corresponding part of the overall projection XY, can only be perceived by the viewer through the real image a by means of the eye D, and the projection of the lens A1 onto the zone 1 is by means of the real image Image a only visible to the eye S.
A stereoscopic perception of part 1 of the overall projection XY is thus formed for the viewer <I> SD. </I>
If one now assumes that the viewer SD shifts with regard to the distance from the screen or in the width direction or in both directions, so that he arrives at S, Dl or SZ Dz, then he perceives him to be more directed towards the real images a, a, Now see other parts of the overall projection XY on the arc E true, namely the zone 2 if it is at <B> 8, </B> Dl, and zone 3 if it is at SZ DZ;
all of these zones were .dark when the viewer was at SD.
If the viewer SD looks further to the left, he encounters the real images b, b, and perceives zone 4 on the sheet El from the points of view presented above for zone 1 with a stereoscopic image impression. This zone 4 is, for example: perceived by an observer who is located at S3 D3 on that third sheet, not drawn, which generates the real images c, cl. If this viewer S3 D3 looks at the real images b, bl, he sees zone 5 on the sheet El in stereoscopic perception.
If, for example, the viewer SD wants to perceive the entire projection XY stereoscopically, a number of arcs must be added so that the viewer, as he sees zone 1 on arc E and zone 4 on arc E, also can perceive zones 2, 3, 5 etc.
The same applies, for example, to the viewer S3 D3, who still needs arches to perceive zones 1, 2, 3, etc. be. If there is a sufficient number of arcs, each viewer can see each part of the overall projection through only two real images, of which the left eye is a real image of lens A1 and the one that is presented to the right eye is a real image Lens A is.
In practice, the arrangement of such a large number of mirror surfaces in a row next to one another is not possible because these surfaces would penetrate each other and each mirror surface would cover part of the mirror surface behind it.
This difficulty is now solved according to the invention by the aforementioned arrangement of the reflective elements in several rows and by the also mentioned rapid movement of the screen. These measures produce the same effect as when in Fig. 14 along the line XY there would be a large number of mirror surfaces and these would be arranged in such a way that none of the mirror surfaces would impair the reflective effect of the others, for the following reasons:
Since the rows of mirror surfaces arranged transversely to the direction of movement of the screen are also strongly curved in the direction of movement, so that the reflections are also visible to viewers at different heights, the result is a circular light beam that strikes a mirror surface, on this an elongated strip-shaped reflex. Since the screen is moved very quickly in the direction in which the mirror surfaces are strongly curved, the streak feniform reflections for the eye can turn into re flexbands as a result of the inertia of the retina, which extend over the entire length swept by the mirror surfaces extend.
The relationship between these reflective bands, also transverse to the direction of movement, is obtained according to the invention in that the mirror surfaces of two successive rows are arranged in such a way that the reflections generated by them are also offset from one another transversely to the direction of movement. For this purpose, for example, the mirror surfaces of two successive rows with different inclinations or transversely to the direction of movement can be offset from one another, so that only after several rows do the mirror surfaces again run parallel to one another, respectively. exactly match each other.
The mirror surfaces from which the screen is formed can consist of concave or convex ring surfaces or be derived from other surfaces which are curved according to a circular line and a generating line of suitable shape, if they only convert incident light rays into elongated, strip-shaped reflections can.
For this purpose, for example, paraboloidal, cycloidal, hyperboloidal, ellipsoidal, egg-shaped surfaces are suitable, it also being possible for the mirror surfaces to be composed of various of the types of surface mentioned above.
The subject of the invention is explained in more detail with reference to the drawing.
Fig. 1 through 4 show the formation of the mirror surfaces of the screen; Fig. 5 to 6 explain the composition of the screen from the individual mirror surfaces; Fig. 7 shows a screen in the form of an endless belt; .
8 and 9 show a screen in the form of a rotating disk; 10 shows a detailed variant; Fig. 11 is another embodiment of the screen of Fig. 7; 12 and 13 show a screen for throwing images from the side facing away from the viewer.
1 and 2 show an element for forming the mirror surfaces in the original shape. It consists essentially of the part of an annular surface of semicircular cross section, the convex surface of which is made mirror-like. The incident rays t'17, <I> N, 0, P, Q </I> (Fig. 1), which lie in the longitudinal center plane, are in the direction M ', N', <I> 0 ', P ', </I> Q' thrown back.
An elongated, strip-shaped reflex is thus obtained from an incident light beam. If, on the other hand, one considers the rays R, <I> L, </I> T, S (Fig. 2), which lie in a transverse plane, one sees that these are in the direction of the diverging lines <I> L ', R ', T', </I> S 'to be thrown back. In this way you have a field of vision whose angular width in the vertical is considerable.
According to Fig. 3, 4, the reflective ele ment of FIGS. 1 and 2 by cross-sections in several parts, for. B. divided into four parts a, b, c, d. The centers of these parts are set on a common straight line, as shown in Fig. 3a, so that the individual parts retain the inclination that they had in the original element.
To form the screen from Rei hen the parts thus formed, the procedure shown in FIG. 4 is followed by only parts a in a row, only parts b in the following row, only parts c in the third row and only parts d in the fourth row be arranged, it should be noted that the individual parts are the same in terms of their shape and differ only in terms of their inclination with respect to the mutually parallel connecting lines of their centers.
Fig. 5 shows as an example a piece of a row, which consists of an each other set th parts 3, 4, 5 of the type c and is formed from a single thin piece of sheet ge, which consists of, reflective material or is made reflective later.
Since the reflective surface of all parts is curved according to two differently sized radiuses, all of these parts transform the incident light into elongated, stripe-shaped reflections. As a result of the different angular positions of the individual mirror surfaces, however, these reflections are offset from one another.
The same effect is obtained if the screen is composed of the same elements of the same angular position, which have the shape of FIG. 1, for example. In this case, which is shown in FIG. 6, the individual rows each have .the complete elements 1a., 1b, 1e, 1d, 1e, 1g, 1h, 1i, 1f, II. The elements of two consecutive rows are laterally offset from one another, see above.
that only the elements of a row following the row of elements 1l are again aligned with the underside la. The totality of the rows from 1 a to 1 1 'is referred to below as a row group.
A complete row group or a part thereof can be obtained, for example, by pressing, casting, drawing together with the support of the mirror surfaces.
Within such a row group, the reflexes are laterally offset from one another.
In both cases, the shift of the screen occurs in the direction in which the mirror surfaces .der elements 1 respectively. .the parts obtained from them .have the smaller radius of curvature. During this shift, the individual stripe-shaped reflections are transformed into reflective bands for the eye due to the inertia of the retina, with the individual bands directly adjoining one another at the sides, so that a closed image field is obtained.
Of course, the angular displacement between the parts a, <I> b, c, d, </I> and. the lateral displacement of the elements 1 a, 1 b, etc. against each other correspond to the length of the strip-shaped reflections, since otherwise interruptions or overlaps between the individual reflective bands would result from the movement of the strip-shaped reflections. The displacement can consist of a continuous or reciprocating movement.
In the latter case, of course, the stroke of the individual movements must be equal to or greater than the height of an entire row group.
According to FIG. 7, an uninterrupted movement is obtained by using a screen in the form of an endless belt. The rods 6 have mirror surfaces of the type just explained and are placed on endless chains 7 which run over the rollers 8. The usable projection area is outlined by the line 9.
According to FIGS. 8 and 9, the image field is obtained by rotating the disk 17 about an axis that is perpendicular to the projection surface. The, disc 17 is formed from a sheet metal piece or similar workpiece, which has the parts 18 in a radial arrangement, which are formed in the manner described above, laterally or angularly offset from one another mirror surfaces. If several stereo image strips are thrown on top of one another at the same time on such a screen, the beholder perceives a three-dimensional display, as with the spherical mirror mentioned above. The screen described can be referred to as a "spherical mirror with many focal points".
Because its rapid shift in connection with the shape and the displacement of the mirror surfaces combined in a row group multiplies the formation of conjugated points, which appear to the viewer following one another due to the inertia of the retina. The fact that the described screen behaves like a spherical mirror with several focal points is based solely on its optical properties.
Because the geometric shape and the reflective design, as well as the movement of the individual mirror surfaces, produce the same effect as would occur in the imaginary spherical mirror, i.e. the points that are formed by the objects of the projection apparatus Light sources are conjugated, appear in the room in front of the mirror adjoining each other, so that the eyes of a large number of spectators, who are distributed on all points of this room, are at the apex of light cones,
which are reflected from the entire usable surface of the mirror. With a single spherical mirror these effects can of course not practically be obtained, but they can be obtained with the screen described.
The screen described is also very suitable for the direct projection of real objects from a conventional projector. The features of the screen enable the viewing axes of the viewer to reach the real object @ located there through the lens of the projector, so that a three-dimensional and enlarged view is made possible.
This application is very advantageous for scientific and teaching purposes, since the lifelike reproduction of the spatial expansion and the colors takes place with a clarity and luminosity that is in many ways superior to that which is normally used when natural objects are projected onto screens with a diffuse lighting effect. Therefore, the image appears like the real object itself. Also with: the reproduction of image strips results in a very high gloss effect and an exact reproduction of the object or the image strip.
Even if normal, non-stereoscopic image strips are projected onto the screen written on; , thanks to the contrast and gloss effect, one obtains a three-dimensional impression which, although it cannot be equated with the real three-dimensional effect of the stereoscopic image, does approach it.
In order to have the usable auditorium begin very close to the screen, it is useful, according to FIG. 10, to arrange the centers 31 of the mirror surfaces 30, which are in a row, on an arc 32 instead of on a straight line.
The centers of curvature of the arches 32 lie on the line 33; the main optical axes of the mirror surfaces 30 intersect at the center of curvature of that arc 32 which belongs to the row in question. The centers of the weak curvatures of the individual mirror surfaces lie on the arc 34, the center of which in turn coincides with the center of the arc 32.
This means that the radius of curvature of the arc 32 is larger than the large radius of curvature of the mirror surfaces 30. As can also be seen from the drawing, the plane which is determined by the arc 32 is perpendicular to it the plane and the direction; in which the screen shifts.
If according to. 7 provides intermediate spaces 10 between the rows of mirror surfaces, in this way objects or people can be made visible to the viewer who are on the other side of the projection surface, for example in the P, aum 11.
The most important use of this arrangement is the one in which the objects made visible through the spaces 10 represent a scene image, which can be a natural one or one that is painted on the canvas 12, which is wound on the small rolls 13, in order to follow Wish to be able to change the scene. If, for example, one throws image strips onto such a screen, the actions of which are stereoscopic against a non-actinic background,
that is, are recorded in rooms with black walls, floors and ceilings, then these actions take place during playback with a spatial effect - in an environment that was not present when the picture strip was recorded.
The scene image can be made visible in color by means of the arrangement according to FIG. Behind the canvas 12 is a second, wound on the rollers 15, through translucent canvas 14, which is colored in a gradual transition with all the colors of the spectrum. Behind it are light emitters 16 which convey the colors contained in the canvas 14 to the canvas 12.
If the screen 12 is left out with this arrangement, then the colored light appears directly in the double spaces 10 of the screen according to FIG. 7, and a peculiar color effect is obtained in the image. The displacement of the colored canvas 14 by rotating the rollers 15 can be controlled from the operator's cabin.
According to FIG. 12, the endless chains 23 with the mirror surfaces run over four rollers 19, 20, so that a relatively large space 21 is enclosed in which the projector 22 is arranged. The bundle of rays emerging from it, the end rays of which are designated PK and PE, strike the screen from behind. In order to make this image visible to the audience, the curved mirror surfaces 1 are made of Pig. 13 arranged in a more apparent manner.
In this figure one has to imagine the lowest mirror surface so far above, the other two lying, that the latter is struck by the lower end ray PE and the former by the upper end ray PK. The curved mirror surfaces 24 are inclined by 45 'to the projection surface, and additional flat mirror surfaces 25 are provided on their rear side.
The beams of the projector, reflected by the curved mirror surfaces, hit the flat mirror surfaces of the next higher row and are thrown by them towards the viewer, for example in the direction of lines R and 7. In order to prevent the viewers from being able to see the objective of the projector 22 directly through the spaces 26, the diaphragms 27 are attached to the mirror surfaces 24 and 25.