Aufnahme- und Projektionsspiegel für Panoramabildaufnahme und Panoramabildprojektion unter in horizontaler Ebene liegenden Bildwinkeln bis zu 360 Die Erfindung betrifft einen Aufnahme- und Pro jektionsspiegel für Panoramabildaufnahme und Pano- ramabildprojektion unter dn horizontaler Ebene lie genden Bildwinkeln bis zu 360 .
Die bekannten Aufnahme- und Projektionsspiegel in Kugel-, Kegel-, Paraboloid- oder Rotationskörper form sind so vor dem Objektiv einer Aufnahmeka mera gebräuchlicher Bauart angebracht, dass das auf ihnen erscheinende virtuelle Bild ides gesamten umge benden Panoramas vom Bildwinkel 360 in der Hori zontalen als ringförmiges Bild .auf den Filmstreifen abgebildet werden kann.
Bei der Projektion wird umgekehrt das aufgenom mene Bild, das als ringförmige Abbildung erscheint, über einen entsprechenden ,Kugel-, Kegel- oder Para- boloidspiegel auf kugel- oder zylinderförmige Projek tionsflächen abgestrahlt. Der Projektionsspiegel ist dabei so vor dem Projektionsgerät angebracht, dass das projizierte Ringbild ganz und in geeigneter Lage auf die Spiegelfläche trifft.
Das bei der Aufnahme verzerrte bzw. verzeichnete Ringbild wird dabei durch Umkdhrun,g des Aufnahmevorganges wieder entzerrt und verzeichnungsfrei auf der Projektionsflä che abgebildet. Trotzdem zeigten die .bisher vorge schlagenen kugel-, kegel-, paraboloid- oder rotations- körperförmigen Spiegel jedoch zahlreiche Nachteile, so dass sie bisher nicht mit zufriedenstellendem Er folg benutzt werden konnten.
Der Kegelspiegel liefert bei der Projektion keine Winkelvergrösserung des Projektionsbereiches in der Vertikalen, so dass die projizierten Bilder selbst bei einem relativ grossen Projektionswinkel des .Projek tionsgerätes zu flach erscheinen. Entsprechend wird bei der Aufnahme mit Kegelspiegeln immer nur ein sehr flacher Ausschnitt des 360 Panoramas erfasst, was ebenfalls störend winkt.
Eine genau in entgegengesetztem Sinne nachtei lige Wirkung zeigen .Kugel- und Paraboloidspiegel. Die Tangentialebenen an derartigen Spiegelkörpern durchlaufen alle Raumlagen von der Horizontallage, ,die sie im Scheitelpunkt des Spiegelkörpers einneh men; .bis zur Vertikallage, die sie bei der Kugel am Äquator einndhmen, beim Paraboloid bei hinrei chend grosser Entfernung vom Scheitelpunkt jedoch nur annähernd erreichen.
Das bedeutet jedoch bei Beachtung des Spiegelgesetzes, dass derartige Spie gelkörper selbst in Vertikalrichtung einen Bildwinkel bis zu annähernd 180 erfassen können.
Das :Aufnehme- bzw: Projektionsfeld wird daher im Gegensatz zum Kegelspiegel bei Kugelspiegeln oder Paraboloidspiegeln so übermässig erweitert, dass bei der .Aufnahme ein derart umfassender Aus schnitt des 360 Panoramas aufgenommen wird, wie er bei der Projektion grundsätzlich nicht wiedergege ben werden kann.
Die Nachteile des übergrossen Bildwinkels in der Vertikalen treten besonders stark bei der Projektion (hervor. Das aufgenommene, flächenmässig kleine Filmstreifenbild wird bei der Projektion derartig stark in, Vertikal- und Horizontalrichtung vergrössert, dass die Auflösungsgrenze des bis heute bekannten Fümstreifenmaterials weit überschritten wird. Die Vergrösserung ist ausserdem so stark, dass selbst kleinste Unregelmässigkeiten oder Beschädigungen des Filmstreifenmaterialsdeutliche Bildfehler bewir ken.
Ferner wird bei der Projektion der Lichtfluss des Projektionsgerätes über einen so ,grossen Raumwin kel verteilt, dass keine ausreichende Bildflächen- leuchtdichte auf der Projektionswand erreicht werden kann. Das projizierte Bild erscheint dunkel, ver schwommen, unscharf und äusserst kontrastarm.
Durch die Erfindung werden diese Nachteile grösstenteils behoben und ein funktionsgerechter Auf nahme- bzw. Projektionsspiegel geschaffen.
Die Erfindung geht davon aus, den vertikalen Bildwinkel der 360 -Vollpanorama-Aufnahme bzw. -Projektion durch geeignete Spiegelformung auf vernünftige mittlere Werte zu beschränken, ohne dabei, wie es bei den bisher vorgeschlagenen Spiegel typen der Fall war,
zur Beschränkung des vertikalen Bildwinkels einfach die überflüssigen Bereiche der Vertikalzone auszublenden und so eine äusserst ungünstige Bildflächen- wie auch Lichtnutzung in Kauf nehmen zu müssen.
Dies wird erfindungsgemäss erreicht durch einen Spiegel, der als aussen verspiegelter Rotationskörper ausgebildet ist, entstanden durch Rotation eines Kur venstückes um die Spiegelkörperachse, wobei das Kurvenstück ein konvexes Kreisbogenstück ist, des sen Kreismittelpunkt ausserhalb der Körperachse liegt und welches die Spiegelachse in einem spitzen Winkel schneidet.
Dabei kann der Spiegelkörper als Hohlkörper ausgebildet sein .und an seiner Spitze eine genügend grosse zentrisch ,zur Körperachse des Spie gels angebrachte Öffnung besitzen. Vor der Öffnung des Spiegels, und zwar der verspiegelten Aussenflä che gegenüber, kann schliesslich ein weiterer Reflek- torspiegel angeordnet sein.
Die erfindungsgemässe Anordnung ,kann. für alle Arten von Panoramabildaufnahmen .und Panorama bildprojektionen verwendet werden, z. B. auch in Ge räten, die für Werbezwecke Verwendung finden. In diesem Fall ist in einem Unterbau ein Lauf- oder Standbildprojektionsgerät untergebracht und auf dem Unterbau ein kegelstumpfförmiger Oberbau aus durchscheinendem, mattiertem und abbildungsfähi- gem, Material, wie z. B.
Glas, Kunststoff oder dgl., auf gesetzt, in welchem zentrisch ein konvex-, kugel- oder kegelförmiger Spiegel oder ein entsprechendes Spie gellinsenobjektiv derart untergebracht ist, dass über diesen Spiegel durch das im Unterbau untergebrachte Projektionsgerät das 360'-Bilddirekt oder nach vor heriger Umlenkung über eine Planspiegelfläche von innen abgestrahlt wird. Die Kegelstumpffläche kann dabei .aufrecht, d. h.
mit ihrer Spitze nach oben oder umgekehrt mit ihrer Spitze nach unten gerichtet, be nutzt werden.
Verschiedenste Ausführungsformen der Erfin dung und Anwendungsmöglichkeiten sind in der an liegenden Zeichnung wiedergegeben, und zwar zei gen: Fig. 1 und 2 .verschiedene Ausführungsformen des Spiegelsystems und Fig. 3 bis 6 verschiedene Ausführungsformen von Werbesäulen, in denen der erfindungsgemässe Spie gel zur Anwendung gelangt.
Wie Fe. 1 und 2 erkennen lassen, ist der Aufnah- me- und Projektionsspiegel ein aussen verspiegelter Rotationskörper, der durch die Rotation eines konve xen Kreisbogenstückes um die Spiegelkörp.erachse entstanden ist, wobei das Kreisbogenstück die Körper achse im spitzen Punkt des Spiegels unter einem spitzen Winkel schneidet und der dem Kreisbo- genstück gehörige Kreismittelpunkt ausserhalb der Körperachse liegt.
Bei einem Schnitt durch die Spie gelanordnung durch die Körperachse 1 bildet die Mantelfläche 2 des Spiegelkörpers 7 eine Kreislinie um einen .Kreismittelpunkt 3, der ausserhalb der Spiegelkörperachse 1 liegt..
Bei der .Projektion treffen die aus dem Objektiv 5 eines üblichen Projektionsgerätes austretenden Strah len auf die Spiegelfläche 2 und werden, mit Aus nahme der wenigen innenliegenden Strahlen, die auf' die Spiegelflächenspitze 4 treffen, innerhalb eines seitlichen ,vertikalen Projektionsbereiches 6, welcher sich über den gesamten .Spiegelumfang erstreckt,
ab- gelenkt. Es kommen praktisch die gesamten aus dem Objektiv 5 austretenden Strahlen im gewünschten Winkelbereich 6 auf dem .ganzen Spiegelumfang der Projektion völlig zugute.
.Nahezu der .gesamte vom Projektionsgerät .ausge hende Lichtstrom wird somit auf den vorbestimmten Projektionsbereich 6 konzentriert. Hierdurch wird es möglich, ein lichtstarkes und infolge der geringeren Flächenvergrösserung durch Winkelbeschränkung auch ein scharfes Bild auf einer den Spiegel umge benden zylinder-, kugel- oder kegelstumpfförmigen Projektionsfläche zu erzeugen. Entsprechendes gilt für die Aufnahme.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in. Fig. 2 dargestellt. Hierbei wird ein Spiegel 7', der in diesem Falle als Hohlkörper ausgebildet und mit einer Öffnung 9 versehen ist, in Verbindung mit einem Reflektorspiegel 8 benutzt, der zentrisch über .dem Spiegel 7' im Abstand angebracht ist. Bei der Projektion treten die aus dem Objektiv 5 austreten den ,Projektionsstrahlen durch die Öffnung 9 an der Spitze des Spiegels 7' hindurch.
Sie treffen auf den Planspiegel 8 und werden von diesem auf die verspie- gelte Aussenfläche 2 des Spiegels 7' zurückgeworfen und von diesem auf eine nicht dargestellte Projek tionsfläche abgestrahlt.
Bei der Aufnahme ist der beschriebene Strahlen verlauf entsprechend umgekehrt und anstelle des Pro jektionsgerätes eine Aufnahmekamera gesetzt.
Ausser dem Planspiegel 8 kann auch ein Kugel-, Kegel-., Konvex-, Rotationskörper-Spiegel oder Spie gel nach vorliegender Erfindung benutzt werden. Desgleichen ist es möglich, bei dem in Fig. 2 darge stellten Spiegelsystem den Spiegel in bezug auf die Spiegelspitze :in aufrechter, umgekehrter oder belie big geneigter Lage zu benutzen.
Der beschriebene Spiegel bewirkt bei in der Hori zontalen liegenden Bildwinkeln bis zu 360 durch Beschränkung -des :vertikalen Bildwinkels auf den gewünschten Bildbereich eine Verringerung der Bild auflösung, eine stärkere Konzentration des Licht flusses und damit eine entscheidende Verbesserung der Bildschärfe, -helligkeit und -qualität. Dies wirkt sich besonders günstig aus bei Werbesäulen, wie sie z. B. in Fig.. 3 bis 6 schematisch dargestellt sind.
Derartige Werbesäulen bestehen aus einem Un terteil 10, in welchem das Lauf- oder Standbild-Pro- jektions.gerät 14 untergebracht ist. ;Darauf sitzt ein Oberteil 11, 12, 13 aus durchscheinendem, mattiertem und abbildungsfähigem Material, wie Glas, Kunststoff o. dgl., das .die Gestalt eines aufrechten (Fig. 3) oder umgekehrten Kegelstumpfes :
(Fig. 4) besitzt. In die sem sitzt ein Spiegel gemäss Fig. 1 oder Fig. 2, über welchen, das 3,60 -Bild durch den Lauf- oder Stand bildprojektor 14 direkt oder nach vorheriger Umlen kung über einen Planspiegel auf die kegelstumpfför- mige Projektionsfläche 11 (Fig. 3), 12 (Fig.4) oder 13 (Fzg. 5) von innen her abgestrahlt wird.
Bei der Werbesäule gem. Fig. 5 sind im Oberteil 13 eine Zone 18 aus durchscheinendem, mattiertem und abbildendem Material und eine oder mehrere wei tere Zonen 19, die sich oberhalb und/oder unterhalb der Zone 18 befinden, aus klarem und durchsichti gem Material vorgesehen.
Der Betrachter kann auch die ihm abgewandten, gegenüberliegenden Bildflä- chenteile beobachten, so dass er von einem Stand- punkt aus nahezu das gesamte über blicken kann.
Die gleiche Möglichkeit bietet die Werbesäule gem. Fig.6. Darüberhinaus ist es hier möglich, gleichzeitig das gesamte Panorama von innen her zu betrachten.
In einem Traggestell 20 sind ein Gehäuse 21 und eine Projektionsfläche 22 in Form eines Kegelstump- fes, einer Kugelschale oder eines Zylinders aufge hängt.
Im Gehäuse 2,1 ist der Stand- oder Laufbild- projektor 14 so untergebracht, dass er das Bild des 360 -iPanoramas entweder direkt oder nach Umlen kung durch eine Planspiegelfläche über einen Spiegel nach Fig. 1 oder Fig.2, welcher zentrisch innerhalb des von der Projektionsfläche 22 umschlossenen Raumes und .unterhalb des Projektors 14 angebracht ist, von innen her auf die Projektionsfläche 22 ab strahlt.
Das projizierte Bild kann bei einer derartigen Werbesäule von aussen und von innen betrachtet werden, indem der Zuschauer unter die aufgehängte Projektionsfläche 2.2 tritt und so von seinem Stand punkt aus das .ganze 3@60 -Panorama überblicken kann.
Das Stand- oder Laufbildprojektionsgerät 14 kann ausserdem so angebracht sein, dass es um seine optische Achse gedreht werden kann. Hierdurch wird es möglich, auch bei Projektion stehender Bilder .die auf den Projektionsschirm erscheinende Abbildung durch Drohen des ganzen Projektionsgerätes zu be wegen. Anstelle der Bewegung des ganzen Projek tionsgerätes kann auch nur ein Bildfenster gedreht werden.
Recording and projection mirrors for panoramic image recording and panorama image projection at image angles of up to 360 lying in the horizontal plane. The invention relates to a recording and projection mirror for panoramic image recording and panorama image projection at image angles of up to 360 lying in the horizontal plane.
The well-known recording and projection mirrors in spherical, conical, paraboloid or rotational body shape are attached in front of the lens of a recording camera of conventional design that the virtual image that appears on them is the entire surrounding panorama from the 360 ° angle of view in the horizontal as ring-shaped image on the filmstrip.
Conversely, during projection, the recorded image, which appears as a ring-shaped image, is radiated onto spherical or cylindrical projection surfaces via a corresponding spherical, conical or paraboloid mirror. The projection mirror is attached in front of the projection device in such a way that the projected ring image hits the mirror surface entirely and in a suitable position.
The ring image distorted or recorded during the recording is rectified by reversing the recording process and reproduced on the projection surface without distortion. Nevertheless, the previously proposed spherical, conical, paraboloid or rotational body-shaped mirrors showed numerous disadvantages, so that they could not be used with satisfactory success up to now.
The conical mirror does not provide any angle enlargement of the projection area in the vertical direction, so that the projected images appear too flat even with a relatively large projection angle of the .Projek tion device. Correspondingly, when recording with conical mirrors, only a very flat section of the 360 panorama is recorded, which is also annoying.
A detrimental effect in exactly the opposite sense. Sphere and paraboloid mirrors. The tangential planes on such mirror bodies pass through all spatial positions from the horizontal position, which they men in the vertex of the mirror body; .to the vertical position, which they assume in the case of the sphere at the equator, but only approximately reach in the case of the paraboloid at a sufficiently large distance from the apex.
However, if the law of mirrors is observed, this means that such mirror bodies can capture an image angle of up to approximately 180 even in the vertical direction.
In contrast to the conical mirror in spherical mirrors or paraboloid mirrors, the recording or projection field is expanded so excessively that such a comprehensive section of the 360 panorama is recorded during the recording that cannot be reproduced in the projection.
The disadvantages of the oversized angle of view in the vertical are particularly pronounced in the projection (. The recorded, small-area film strip image is enlarged so much in the vertical and horizontal directions during projection that the resolution limit of the film strip material known to date is far exceeded Furthermore, the magnification is so great that even the smallest irregularities or damage to the film strip material cause clear image errors.
Furthermore, during the projection, the light flux of the projection device is distributed over such a large spatial angle that sufficient image surface luminance cannot be achieved on the projection wall. The projected image appears dark, blurry, out of focus and extremely low in contrast.
With the invention, these disadvantages are largely eliminated and a functionally appropriate recording or projection mirror is created.
The invention is based on the assumption that the vertical angle of view of the 360 full panorama recording or projection is limited to reasonable average values by suitable mirror shaping, without, as was the case with the previously proposed mirror types,
To limit the vertical angle of view, simply hide the superfluous areas of the vertical zone and thus have to accept an extremely unfavorable use of the image area and light.
This is achieved according to the invention by a mirror that is designed as an externally mirrored body of revolution, created by rotating a Kur venstückes around the mirror body axis, the curve piece being a convex circular arc piece whose center point is outside the body axis and which intersects the mirror axis at an acute angle .
The mirror body can be designed as a hollow body and have a sufficiently large opening centrally attached to the body axis of the mirror at its tip. Finally, a further reflector mirror can be arranged in front of the opening of the mirror, namely opposite the mirrored outer surface.
The arrangement according to the invention can. can be used for all types of panorama picture recordings and panorama picture projections, e.g. B. also in Ge devices that are used for advertising purposes. In this case, a moving or still image projection device is housed in a substructure and a truncated cone-shaped superstructure made of translucent, matt and reproducible material, such as B.
Glass, plastic or the like., Set on, in which a convex, spherical or conical mirror or a corresponding mirror lens lens is housed in such a way that the 360 'image directly or afterwards via this mirror through the projection device housed in the substructure Deflection is emitted from the inside via a plane mirror surface. The truncated cone surface can .upright, d. H.
with their point upwards or vice versa with their point downwards, be used.
Various embodiments of the invention and possible applications are shown in the attached drawings, namely show: Fig. 1 and 2 .different embodiments of the mirror system and Fig. 3 to 6 different embodiments of advertising pillars in which the inventive mirror is used .
Like Fe. 1 and 2, the recording and projection mirror is an externally mirrored rotating body, which was created by rotating a convex circular arc piece around the mirror body axis, the circular arc piece being the body axis at the acute point of the mirror at an acute angle intersects and the center of the circle belonging to the circular arc lies outside the body axis.
In a section through the mirror assembly through the body axis 1, the lateral surface 2 of the mirror body 7 forms a circular line around a .Circle center 3, which lies outside the mirror body axis 1 ..
In the .Projection, the emerging from the lens 5 of a conventional projection device Strah len on the mirror surface 2 and are, with the exception of the few internal rays that hit 'the mirror surface tip 4, within a lateral, vertical projection area 6, which extends over extends the entire mirror circumference,
distracted. Practically all of the rays emerging from the objective 5 in the desired angular range 6 on the entire mirror circumference of the projection are fully used.
Almost all of the luminous flux emitted by the projection device is thus concentrated on the predetermined projection area 6. This makes it possible to generate a bright image and, as a result of the smaller area enlargement by angle restriction, also a sharp image on a cylindrical, spherical or frustoconical projection surface surrounding the mirror. The same applies to the recording.
Another embodiment of the invention is shown in FIG. Here, a mirror 7 ', which in this case is designed as a hollow body and is provided with an opening 9, is used in conjunction with a reflector mirror 8 which is attached centrally over .dem mirror 7' at a distance. During the projection, the exit from the lens 5, the projection rays through the opening 9 at the top of the mirror 7 'through.
They hit the plane mirror 8 and are thrown back by this onto the mirrored outer surface 2 of the mirror 7 'and emitted from this onto a projection surface (not shown).
When recording the beam described is reversed accordingly and a recording camera is set instead of the Pro projection device.
In addition to the plane mirror 8, a spherical, conical., Convex, rotational body mirror or Spie gel can be used according to the present invention. Likewise, it is possible, in the mirror system shown in Fig. 2 Darge, the mirror with respect to the mirror tip: to use in an upright, inverted or belie big inclined position.
The described mirror causes horizontal image angles of up to 360 by limiting the vertical image angle to the desired image area, a reduction in image resolution, greater concentration of the light flow and thus a decisive improvement in image sharpness, brightness and quality . This has a particularly beneficial effect on advertising pillars, such as those used for. B. in Fig. 3 to 6 are shown schematically.
Such advertising pillars consist of a lower part 10 in which the moving or still image projection device 14 is housed. An upper part 11, 12, 13 made of translucent, matted and reproducible material, such as glass, plastic or the like, sits on top, which has the shape of an upright (Fig. 3) or inverted truncated cone:
(Fig. 4). In the sem there is a mirror according to FIG. 1 or FIG. 2, via which the 3.60 image by the moving or still image projector 14 directly or after previous deflection via a plane mirror onto the frustoconical projection surface 11 (FIG . 3), 12 (Fig. 4) or 13 (vehicle 5) is radiated from the inside.
At the advertising pillar according to Fig. 5 is in the upper part 13, a zone 18 made of translucent, matt and imaging material and one or more white direct zones 19, which are located above and / or below the zone 18, made of clear and transparant material.
The viewer can also observe the parts of the image surface facing away from him, opposite him, so that he can see almost the entire picture from one point of view.
The advertising pillar in accordance with Fig. 6. It is also possible to view the entire panorama from the inside at the same time.
A housing 21 and a projection surface 22 in the form of a truncated cone, a spherical shell or a cylinder are suspended in a support frame 20.
The still or motion picture projector 14 is accommodated in the housing 2.1 in such a way that it can display the image of the 360 panorama either directly or after being deflected by a plane mirror surface via a mirror according to FIG. 1 or FIG space enclosed by the projection surface 22 and .below the projector 14, radiates from the inside onto the projection surface 22.
With such an advertising column, the projected image can be viewed from the outside and from the inside by the viewer stepping under the suspended projection surface 2.2 and thus being able to overlook the whole 3 @ 60 panorama from his point of view.
The still or moving image projection device 14 can also be attached so that it can be rotated about its optical axis. This makes it possible to move the image appearing on the projection screen by threatening the entire projection device even when projecting still images. Instead of moving the entire projection device, only one image window can be rotated.