DE1061179B

DE1061179B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung plastisch wirkender Bilder

Info

Publication number: DE1061179B
Application number: DEG13108A
Authority: DE
Inventors: Stephen Evdokimovich Garutso
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-12-01
Filing date: 1953-11-18
Publication date: 1959-07-09

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Raumbilddarstellung und zielt auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit der Gegenstände auf einen Film so aufgenommen werden können, daß ein dreidimensionales oder plastisch wirkendes Negativ erzeugt wird, von dem Positive hergestellt werden können.

Die von einem beliebigen Bildwerfer geworfenen Positivbilder zeigen auf einem üblichen Bildschirm die Gegenstände in richtigen Größenverhältnissen und Tiefenwirkungen,

Es wurde gefunden, daß ein mehrere Feld- oder Sekundärlinsen aufweisendes Linsensystem gemeinsam mit einem Hauptobjektiv bei richtiger Zuordnung der Brenmveiten und bei jeder Feldlinse zugefügten Farbeinrichtungen, z.B. gefärbten Filtern, eine Raumbildwirkung erzeugt, insbesondere wenn die Feldlinsen außerhalb der Brennebene des Hauptobjektivs liegende Bilder erzeugen.

Es wurde ferner gefunden, daß es vorteilhaft ist, wenn die farbigen Sekundärbilder vor dem Hauptbild stehen und dem an der Brennebene des Hauptobjektivs befindlichen Hauptbild gegenüber verschoben sind, wobei beste Ergebnisse erhalten werden, wenn die Lichtstrahlen von den Feldlinsen durch das Hauptobjektiv hindurchgeleitet werden.

Die farbigen Sekundärbilder geben dem aufgenommenen Gegenstand des Hauptbildes eine Raumwirkung und Körperlichkeit. Der Farbzusatz hebt die Flächenwirkung auf und zeigt dem Betrachter des vorgeführten Films eine Tiefenwirkung und Körperlichkeit der in verschiedenen Entfernungen stehenden Gegenstände. Die vielfachen Sekundärbilder gelangen erfindungsgemäß unter verschiedenen Winkeln, und zwar in waagerechter Richtung und in lotrechter Richtung, zur Brennebene.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung plastisch wirkender Bilder.

Weiter zielt die Erfindung darauf ab, daß die Vorrichtung mit verhältnismäßig wenig Kosten hergestellt werden kann, ferner keine besonders ausgeführten Bauteile erfordert und daß im Handel erhältlichen Filter und Feldlinsen verwendet werden können.

Diese Ziele sowie andere Ziele werden durch eine neuartige Aufstellung, Formgebung, Ausführung, Zuordnung und gegenseitige Anordnung von Einzelteilen, Bauteilen und Kennzeichen erreicht, von denen eine bestimmte Form in den Zeichnungen dargestellt und in der Beschreibung beschrieben ist. In den Zeichnungen ist

Fig. 1 eine Vorderansicht des Erfindungsgegenstandes mit vier Feldlinsen, die um das Hauptobjektiv angeordnet sind,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1 mit dem rückwärts der Feldlinsen gelegenen Hauptobjektiv,

Verfahren und Vorrichtung
zur Herstellung plastisch wirkender
Bilder

Anmelder:
Stephen Evdokimovich Garutso,
Hollywood, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. Κ. Boehmert, Patentanwalt,
Bremen 1, Feldstr. 24

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. Dezember 1952

Stephen Evdokimovich Garutso,

Hollywood, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 3 eine Vorderansicht der das Hauptobjektiv umgebenden Feldlinsen mit den rückwärts der Feldlinsen gelegenen Prismen und den vorwärts der Feldlinsen gelegenen Farbfiltern,

Fig. 4 ein Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3, der die Relativstellungen der waagerechten Feldlinsen dem Hauptobjektiv gegenüber zeigt,

Fig. 5 ein Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 3, der die Relativstellungen der lotrechten Feldlinsen und ihrer zugehörenden Elemente zeigt,

Fig. 6 eine schematische Ansicht einer Feldlinse, des Hauptobjektivs und der zwischen der Feldlinse und dem Hauptobjektiv angeordneten Prismen, wobei der Lichtstrahlenweg für die Feldlinsen und für das Hauptobjektiv strichpunktiert dargestellt ist, und

Fig. 7 eine Ansicht der Brennebene des Hauptobjektivs mit den von dem Hauptobjektiv projizierten Bildern und den gleichfalls auf die Brennebene projizierten Sekundärbildern, die von der in Fig. 6 dargestellten Feldlinsenanordnung gegenüber dem Hauptbild verschoben worden sind.

Das in den verschiedenen Figuren lediglich zu Erläuterungszwecken dargestellte Hauptobjektiv 1 ist eine Bikonvexlinse. Vor dem Hauptobjektivl befindet sich eine Gruppe von waagerechten und lotrechten Feldlinsensystemen, von denen jedes System eine Feld- oder Sekundärlinse 2 und eine Einrichtung ent-

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hält, um die Lichtstrahlen so zu drehen, daß sie ihren Weg durch das Hauptobjektiv 1 nehmen. Diese Einrichtung kann zwei rechtwinklige Prismen 3 und 4, einen Spiegel oder einen anderen. Reflektor enthalten. Das System enthält auch vor der Feldlinse 2 ein Filter 5. An Stelle des" farbigen Filters kann ein Prisrna oder ein Beugungsgitter verwendet werden. Erfindungsgemäß werden vier Feldlinsensysteme dieser Art verwendet, und zwar zwei waagerechte Systeme 6 und 7 (Fig. 1) und zwei lotrechte Systeme 8 und 9.

In den waagerechten Systemen läuft die Achse jeder Feldlinse 2 parallel zur-Achse des Hauptobjektivs 1, wie Fig. 4 zeigt. Die waagerechten Systeme sind in der Aufnahmerichtung und waagerecht zueinander versetzt (Fig. 3 und 4). Das System 7 liegt daher etwas vorwärts und etwas oberhalb des Systems 6. Die Aufstellung der Systeme 6 und 7 ist dabei so getroffen, daß der Abstand zwischen den Achsen der beiden Feldlinsen ungefähr dem mittleren Pupillenabstand des Menschen entspricht. Die Prismen sind so aufgestellt, daß die durch jeden Prismensatz der beiden Systeme 6 und 7 tretenden Lichtstrahlen bei voller Blendenöffnung mehr als die Hälfte des auf gegenüberliegenden Seiten der Objektivachse 10 befindlichen Feldes der Brennebene des Hauptobjektivs decken. Hinter dem Hauptobjektiv 1 ist eine Einrichtung 12 vorgesehen, um die Blendenöffnung des Objektivs zu regeln. Bei kleinster Blendenöffnung, die bei dem Objektiv benutzt werden soll, werden nur die Kanten des Feldes von den durch die Systeme 6 und 7 tretenden Lichtstrahlen getroffen.

Die lotrechten Systeme 8 und 9 haben Achsen, die in einer größeren Entfernung voneinander auf Abstand stehen als die Achsen der Systeme 6 und 7. Wesentlich ist jedoch, daß die Achsen der Systeme parallel verlaufen und daß die lotrechten Systeme fluchten, also zueinander nicht versetzt sind, wie dies der Fall bei den waagerechten Systemen ist. Die lotrechten Systeme enthalten die gleichen Bauteile, nämlich ein Filter, eine Feldlinse und zwei rechtwinklige Prismen. Die Systeme lassen bei voller Blendenöffnung durch die lotrechten Prismen Lichtstrahlen durchtreten, die etwas weniger als die Hälfte des auf gegenüberliegenden Seiten der Achse 10 befindlichen Feldes decken. Die waagerechten Systeme decken also etwas mehr als ein halbes Feld, während die lotrechten Systeme etwas weniger als ein halbes Feld decken, wobei die Achse 10 als Bezugsachse verwendet wird.

Die Feldlinsen der vier Systeme sollen Sekundärbilder erzeugen, die auf der Brennebene des Hauptobjektivs 1 nicht scharf eingestellt sind. Infolgedessen müssen die Feldlinsen mit Rücksicht auf ihre Stellungen und die Brennweite des Hauptobjektivs 1 besondere Brennweiten haben. Die von den Feldlinsensystemen erzeugten Sekundärbilder müssen ferner eine Brennebene haben, die an einer beliebigen Stelle zwischen der hinteren Hauptebene des Hauptobjektivs 1 und der Brennebenell des Hauptobjektivsl liegt. Dies ist aus Fig. 6 ersichtlich, in der die Lichtstrahlen für das Hauptobjektiv 1 und für ein Feldlinsensystem dargestellt sind. Aus dieser Figur geht hervor, daß der Brennpunkt für das Hauptobjekti\'- auf der Brennebene 11 liegt, während die Brennebene für das Sekundärbild bei 13 liegt. Der nach vorn gemessene Abstand ;der Brennebene für das Sekundärbild ist ohne Bedeutung, abgesehen davon, daß die Sekundärbilder verschwommen oder verschleiert sein müssen und keine : Verzerrungen in dem auf der Brennebene 11 liegenden -Hauptbild hervorrufen dürfen. Die Verschleierungs-

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förderung bezieht sich natürlich nur auf ein Bild, das auf der Brennebene des Hauptobjektivs 1 erzeugt wird. Die Größe der verwendbaren Brennweiten für die Feldlinsen kann leicht berechnet werden. Wenn in dem in Fig. 6 gezeigten System /' die nicht dargestellte Brennweite einer Feldlinse, / die Brennweite des Objektivs 1, ί der Abstand der zweiten Hauptebene des Objektivs 1 von der Brennebene des Sekundärbildes und d der optische Abstand zwischen der ίο Feldlinse und dem Objektiv, bezogen auf die Ebenen, ist, dann kann der Abstand ί der hinteren Hauptebene des Objektivs von der Stelle, an der das Sekundärbild erzeugt wird, nach folgender Formel berechnet werden:

^s-ä-f-f

Wenn beispielsweise f = 7,5 cm und d = 5,0 cm ist und wenn das Sekundärbild 1,5 cm vor der Brennebene ao des Objektivs erscheinen soll, läßt sich der richtige Wert für f leicht finden.

s = / —1,5 = 7,5 — 1,5 = 6,0 cm.
Bei Einsetzen der Werte in die Formel ergibt sich
7,5(5,0- f)

' * 5,0 — f — 7,5 '

f = +35 cm.

Diese Verhältnisse werden bei Verwendung von Konvexlinsen oder Sammellinsen erhalten. Werden Konkavlinsen oder Zerstreuungslinsen verwendet, so liegen die Sekundärbilder hinter der Brennebene des Objektivs 1. Da hierdurch keine so gute Wirkung erreicht wird wie mit den positiven Feldlinsen, werden vorzugsweise nur positive Feldlinsen verwendet.

Die bei jedem Linsensystem verwendeten Prismen decken bei voller Blendenöffnung ein halbes Feld des Objektivs 1. Den Berechnungen der Größen und der Stellungen der Feldlinsen und der Farbfilter liegt die gleiche Erwägung zugrunde, mit der Erweiterung, daß bei den Feldlinsen die Brennweiten und die Stellungen so gewählt werden, daß die Sekundärbilder vor der Brennebene des Objektivs 1 erzeugt werden. Für jedes Feldlinsensystem können verschiedene Filter kombinationen verwendet werden, oder jedes Filter der verschiedenen Systeme kann eine andere Farbe haben, z. B. Rot, Blau, Grün oder eine Kombination dieser Farben, so daß das gesamte sichtbare Farbspektrum verwendet wird. Die waagerechten Feldlinsensysteme 6 und 7 können z. B. im System 6 ein Rotfilter, im System 7 ein Grünfilter haben, oder die Systeme können mehrfarbige Filter aufweisen, die in rote, grüne und blaue Abschnitte getrennt sind. Das gleiche gilt für die lotrechten Feldlinsensysteme 8 und 9.

Nachstehend werden Arbeitsweise, Verwendungen und Vorteile der Erfindung beschrieben.

Die aus Feldlinsen und Objektiv bestehende Kombination wird an einer Kamera angebaut. Zum Projizieren des hergestellten Positivfilms wird ein üblicher Bildwerfer benutzt, der das Bild auf den gebräuchlichen flachen Bildschirm wirft.

Die Wirkung der Farben bei der Erzielung einer Raumwirkung ist seit langem bekannt. In einer Abhandlung der Zeitschrift »Britsh Journal of Photography«, 1908, 56, S. 328, von E. Grimsehl wird folgendes ausgeführt : Wird eine entwertete rote deutsche Zehnpfennigmarke mit beiden Augen durch ein Leseglas von 10 cm Durchmesser betrachtet, so scheint der Entwertungsstempel etwa 2 bis 3 mm oberhalb der

Claims

Papierebene zu stehen. Dies ist nicht der Fall bei einer grünen Fünfpfennigmarke. Die Wirkung beruht daher auf der Farbe der Briefmarke. Die Erscheinung tritt nicht auf, wenn ein schwarzer Buchstabe auf rotem Papier gedruckt wird, tritt jedoch dann auf, wenn der Buchstabe in Rot auf Weiß gedruckt wird, d. h., wenn ein feines Netzwerk aus roten Linien auf weißem Papier mit einem schwarzen Aufdruck versehen wird. Besonders auffällig ist die Erscheinung bei einem weitmaschigen Liniennetz, bei dem Teile des Buchstabens, die in den roten Linien liegen, erhöht erscheinen, während die auf dem weißen Grund stehenden Teile vertieft erscheinen. In der Abhandlung wird weiter ausgeführt, daß, wenn eine Gruppe von konzentrischen Kreisen abwechselnd in grüner, blauer, schwarzer, roter usw. Tusche ohne weiße Zwischenräume gezeichnet und durch ein Leseglas betrachtet wird, das Grün vertieft erscheint. Die schwarzen Kreise scheinen an den Stellen erhöht, an denen ihre Kanten den roten Kreis berühren, und scheinen an den Stellen vertieft, an denen ihre Kanten den grünen Kreis berühren. Die Ursache für diese Erscheinungen sind die chromatischen Abweichungen, die die Lichtstrahlen erfahren, wenn sie durch die Kanten des Leseglases treten. Dies erklärt jedoch nicht die Tatsache, daß beim Aufzeichnen einer großen Zahl schwarzer, grüner und roter Punkte auf einem weißen Bogen in unregelmäßiger Anordnung von etwa 2 mm Abstand und bei der Betrachtung dieser Aufzeichnung mittels eines Leseglases die grünen Punkte vorn, dahinter die schwarzen Punkte und noch weiter dahinter die roten Punkte erscheinen. In Dreifarbendrucken, die mit einem groben Raster gedruckt sind, erscheinen die Farben bei Betrachtung mit einem Leseglas in verschiedenen Ebenen, und zwar zuoberst das Rot, dann das Gelb und schließlich das Blau, wobei jede Farbe 1 oder 2 mm von der anderen Farbe im Abstand steht. Wird für jedes Auge ein besonderes Leseglas von etwa 12 cm Brennweite verwendet, dann wird die Erscheinung umgekehrt. Beim Durchblicken durch die Mitte der Linse tritt keine Raumwirkung auf. Die Raumwirkung tritt nur beim Durchblicken durch die Kanten auf. In der in der »Phys. Zeitschrift«, 1908, S. 201, erschienenen Abhandlung von M. von Rohr, die auch in der Zeitschrift »British Journal of Photography«, 1908, 56, S. 328, erschien, wurde ausgeführt, daß die Erklärung für obige Erscheinung darin zu sehen ist, daß jedes Auge in Wirklichkeit durch ein Prisma blickt, dessen Brechungswinkel nach den Schläfen des Betrachters gerichtet ist. Wird ein auf einem weißen Untergrund befindlicher schwarzer Punkt mit dem einen Auge durch ein Prisma betrachtet, dann erscheint das Bild verschoben und infolge der Zerstreuung der Lichtstrahlen mit farbigen Randkanten umgeben, nämlich einer blauen Randkante an der Nasenseite und einer roten Randkante an der Schläfenseite. Werden auf einem dunklen Untergrund befindliche Punkte ohne Leseglas mit bloßem Auge betrachtet, dann erscheinen die roten Punkte in größerer Entfernung als die blauen Punkte, was auf den Achromatismus des Auges zurückzuführen ist. Fußend auf diesen Erkenntnissen soll durch die Erfindung eine Tiefenwirkung oder eine Raumbildwirkung erreicht werden; zu diesem Zweck werden Farbfilter in Verbindung mit Feldlinsen verwendet, die die Lichtstrahlen durch das Objektiv 1 in einer Menge durchtreten lassen, die etwas größer ist als das halbe Feld der Brennebene 11 für die waagerechten Feldlinsensysteme und etwas kleiner ist als das halbe Feld des Objektivs 1 für die lotrechten Feldlinsensysteme. Es kann gezeigt' werden, daß der. durch die Feldlinsensysteme erzeugte Farbzusatz zu den Sekundärbildern eine geringe Erhöhung der Belichtungsgeschwindigkeit bedeutet und daß die insbesondere durch die Prismen erfolgende Verschiebung der aus den Feldlinsensystemen austretenden Lichtstrahlen zur Brennebene 11 Licht unter den zur Erzeugung einer Raumbildwirkung richtigen Winkeln zuführt. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, sind die Sekundärbilder fast unmerkbar. Dieser Zustand gibt auch die beste Beleuchtungsstärke. Die Feldlinsensysteme erhellen das ITauptbild, und die Abdeckung des Objektivs mittels der Prismen der Systeme blendet das Objektiv bei großen Blendenöffnungen ab und erhöht dadurch die Bildtiefe der von dem Objektivl erzeugten Bilder. Die in der waagerechten Ebene liegenden Prismen sollen möglichst nahe der Achse 10 liegen, ohne daß sie das Feld bei kleinen Blendenöffnungen vignettieren oder abschatten. Die waagerecht liegenden Linsensysteme 6 und 7 sind zur Raumwirkung sehr wichtig, da die Augen in waagerechter Richtung auf Abstand stehen. Die von den verschiedenen Prismen der Feldlinsensysteme erfolgte Verschiebung der Lichtstrahlen führt Licht unter richtigen Winkeln zur Brennebene, so daß eine Raumwirkung entsteht. Die auf diese Weise hergestellten verschobenen Bilder sind notwendig, um dem Hauptbild Körperlichkeit und Tiefe zu geben. Es ist bereits erwähnt worden, daß die Brennebene der Sekundärbilder an beliebiger Stelle zwischen der hinteren Hauptebene des Objektivs 1 und der Brennebene 11 des Objektivs 1 liegen kann, vorausgesetzt, daß keine Verzerrung des Hauptbildes erfolgt. Vorteilhaft ist es, in den waagerechten Systemen Rot- und Blaufilter zu verwenden. Eine verbesserte Raumwirkung kann jedoch auch dadurch erhalten werden, daß drei Farben, z. B. Blau, Grün und Rot, in den waagerechten Feldlinsensystemen zu Streifen verbunden werden. Es können normale Abzüge von dem Negativ angefertigt werden. Die waagerechten und senkrechten Feldlinsensysteme, die verschobene, unscharfe Sekundärbilder und Farben erzeugen, vergrößern die Licht- und Schattenwirkungen und geben den Anschein einer Tiefe und eines Raumes, der zwischen den Bildern der in verschiedenen Abständen aufgestellten Gegenstände vorhanden ist, wobei diese Wirkungen sowohl für weit entfernte, nahe und mittelweit entfernte Gegenstände erhalten werden. Da die mehrfarbigen Sekundärbilder auf die Brennebene sowohl in waagerechter Richtung als auch in lotrechter Richtung unter verschiedenen Winkeln auftreffen, wird die gesamte Flachwirkung aufgehoben und ein plastisches Bild unter guten Beleuchtungsverhältnissen erzeugt. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung plastisch wirkender Bilder mittels eines Hauptobjektivs und in dessen Strahlengang eingreifender Zusatzlinsensysteme, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme in der Weise vorgenommen wird, daß dem von dem Hauptobjektiv erzeugten, scharf eingestellten Bild mindestens ein dieses überlappendes unscharfes Nebenbild überlagert wird, das die Zusatzlinsensysteme im Zusammenwirken mit dem Hauptobjektiv mittels farbigen Lichtes erzeugen, dessen öffnung nur zum Teil von den Zusatzlinsensystemen eingenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung plastisch wirkender Bilder mittels eines Objektivs