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Photographische Vorrichtung, insbesondere zum Aufnehmen und Wiedergeben
von Laufbildern Die Erfindung bezieht sich auf photographische Vorrichtungen und
betrifft insbesondere neuartige Vorrichtungen zum Aufnehmen und Wiedergeben von
Laufbildern.
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Allgemein gesprochen erfolgt die Vorführung von »Laufbildern« gewöhnlich
in der Weise, daß die Illusion einer Bewegung dadurch hervorgerufen wird, daß man
einer Aufzeichnung Informationen in zeitabhängiger Weise entnimmt. Auf dem Gebiet
der Photographie ist der Informationsinhalt der Aufzeichnung gewöhnlich in Gestalt
der Verteilung bzw. der Lagebeziehung von Metallkörnern auf einem Träger, z. B.
einem Filmstreifen, gegeben. Der Ausdruck »Aufzeichnung« bezeichnet im folgenden
sowohl den physikalischen Inbegriff, der in Kombination den Informationsinhalt und
den zugehörigen Träger umfaßt, als auch den als abstrakte Beziehung aufgefaßten
Informationsinhalt selbst.
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Wenn eine bildliche Wiedergabe einer Szene als Funktion der Zeit mit
Hilfe von Laufbildern vorgenommen werden soll, besteht die grundsätzliche Aufgabe
darin, sowohl die Zeitkoordinaten als auch die Raumkoordinaten eines optischen Bildes
der Szene in Gestalt von Raumkoordinaten auf einem Aufzeichnungsträger wiederzugeben,
wobei eine 1: 1-Entsprechung zwischen den Koordinaten des Bildes der Szene
und den Koordinaten der Aufzeichnung aufrechterhalten wird. Das am besten bekannte
System, das sich dieser theoretischen Forderung annähert, besteht in der Konstruktion
der gebräuchlichen Laufbildkameras; bei einer solchen Kamera ist ein intermittierend
arbeitender Verschluß zum Erzeugen einer Folge von Aufnahmen vorhanden, und ein
lichtempfindlicher Streifen wird synchron mit diesem Verschluß intermittierend bewegt.
Die mit Hilfe einer solchen Kamera hergestellte Aufzeichnung kann allgemein als
ein langer Streifen bezeichnet werden, der einen Informationsinhalt trägt, welcher
einen zeitlichen und einen räumlichen Teil umfaßt. Der räumliche Teil der Aufzeichnung
wird durch eine große Zahl von Einzelbildern repräsentiert, die dadurch gekennzeichnet
sind, daß die Raumkoordinaten der Aufzeichnung bei jedem Einzelbild im wesentlichen
mit den Raumkoordinaten mindestens eines Teils des ursprünglichen Bildes der Szene
kongruent sind. Die Längsabmessung des Streifens verkörpert den zeitlichen Teil
bzw. die Dauer der Szene; sie wird im folgenden als die Zeitachse bezeichnet. Die
verschiedenen Einzelbilder sind entlang dieser Zeitachse in Gestalt einer Folge
von einzelnen, jeweils ein Ganzes bildenden Bildern angeordnet, weshalb man eine
Aufzeichnung dieser Art als »zeitdiskontinuierlich« bezeichnen kann.
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Laufbildvorrichtungen, bei denen intermittierend zu bewegende, zeitdiskontinuierliche
Aufzeichnungen verwendet werden, arbeiten nicht in jeder Hinsicht zufriedenstellend.
Bei der Vorführung derartiger Aufzeichnungen ergeben sich verschiedene Nachteile;
hierzu gehören das Flimmern des Bildes, ungenaue Deckung der Einzelbilder, geräuschvoller
Betrieb, eine erhebliche Abnutzung der Kamerateile bzw. der Teile des Projektors
sowie des Films infolge des abwechselnden Auftretens von Beschleunigungs- und Verzögerungskräften
sowie die Notwendigkeit, bei der Projektion Lichtquellen von hoher Intensität zu
verwenden.
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Es wurden bereits Versuche unternommen, zufriedenstellend arbeitende
Laufbildvorrichtungen zu schaffen; hierbei wurden mechanische Einrichtungen verwendet,
die im Gegensatz zu den weiter oben behandelten Vorrichtungen mit einem sich kontinuierlich
bewegenden Aufzeichnungsträger arbeiten. Bei diesen mechanischen Einrichtungen benutzt
man im allgemeinen mindestens ein bewegliches optisches Element, um eine optische
Verlagerung eines Bildes herbeizuführen und so die Bewegung des Aufzeichnungsträgers
auszugleichen, während eine bildliche Wiedergabe auf den Träger aufgebracht wird.
Jedoch
handelt es sich bei der so gewonnenen Aufzeichnung ebenfalls
um eine zeitdiskontinuierliche Aufzeichnung, für die ebenfalls viele derEinwände
gelten, die gegenüber den bisher gebräuchlichen Laufbildvorrichtungen erhoben werden.
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Ferner sind bereits Vorrichtungen und Verfahren bekannt, um ein Bild
einer Szene in eine Vielzahl von einzelnen Bildpunkten zu zerlegen. Da jedoch die
Wiedergabe der Bildpunkte in Gestalt einzelner, getrennter Abschnitte der Zeitachse
der Aufzeichnung gespeichert wird, ist auch eine solche sich aus Bildpunkten oder
-teilen zusammensetzende Aufzeichnung als eine »zeitdiskontinuierliche« Aufzeichnung
zu betrachten.
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Die Erfindung sieht nunmehr eine »Laufbildvorrichtung« vor, bei der
nur der Aufzeichnungsträger als einziges bewegliches Element bewegt zu werden braucht
und bei der es nicht erforderlich ist, zum optischen Ausgleich dienende Teile, Verschlüsse,
Blenden u. dgl. zu benutzen. Ferner sieht die Erfindung Vorrichtungen vor, mittels
deren sich Laufbilder mit Hilfe der Zerlegung eines Bildes und der erneuten Zusammensetzung
desselben herstellen lassen.
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Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch eine Vielzahl von langgestreckten,
Licht fortleitenden Elementen, bei denen die Stirnflächen an einem Ende gitterähnlich
in der Bildebene eines optischen Systems angeordnet sind, während die anderen Stirnflächen
in Gestalt einer einzigen Reihe angeordnet sind, die in einer Modell- bzw. Abbildungsbeziehung
zu den zuerst erwähnten Stirnflächen steht, wobei die an zweiter Stelle erwähnten
Stirnflächen einander benachbart sind und einem lichtempfindlichen, als Bildträger
dienenden Flachmaterial gegenüberliegen, das kontinuierlich unter einem Winkel zur
Längsachse der Reihe bewegt werden kann, so daß jedes der den zuerst erwähnten Stirnflächen
gegenüberliegenden getrennten Bildelemente gesondert übertragen wird.
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Der Ausdruck »Modul« bzw. »Zeile« wird im folgenden im Sinne von »Modell«,
»Muster« oder »Bauklotz« verwendet.
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An Hand der ein Ausführungsbeispiel wiedergebenden Zeichnung ist der
Erfindungsgegenstand erläutert.
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Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Ausbildungsform
der Erfindung; Fig. 2 zeigt die Ausbildungsfonn nach Fig. 1 im Grundriß;
Fig. 3 ist eine teilweise weggeschnitten gezeichnete schematische perspektivische
Darstellung der Anordnung einiger Teile der Ausbildungsform nach Fig.
1;
Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht einer zur Verwendung als Projektor
geeigneten Ausbildungsform der Erfindung; Fig. 5 zeigt schematisch eine Anordnung
der Elemente eines der Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 6 veranschaulicht
die Elemente nach Fig. 5 in einer verschlüsselten bzw. codierten Anordnung;
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung ähnlich derjenigen
nach Fig. 6, wobei jedoch die Beleuchtungsverteilung verschoben ist; Fig.
8 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung ähnlich derjenigen nach
Fig. 5, welche die Neuverteilung der Beleuchtung veranschaulicht.
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Die Erfindung sieht eine Vorrichtung vor, die es ermöglicht, ein durch
ein optisches System erzeugtes Bild einer Szene in einzelne Abschnitte oder Teile
zu zerlegen und eine Codierung oder räumliche Umorientierung des Informationsinhalts,
d. h. der Strahlungscharakteristiken, jedes Abschnitts oder Teils gegenüber
den anderen Teilen vorzunehmen. Bei einer Ausbildungsform der Erfindung ist als
Mittel zum Durchführen dieser Aufgabe ein Bündel vorgesehen, das eine Vielzahl von
Lichtübertragungselementen umfaßt. Die beiden Enden dieses Bündels werden jeweils
durch die Enden der Lichtübertragungselemente gebildet. An einem Ende des Bündels
sind die Enden der übertragungselemente nach einem ersten vorbestimmten Plan oder
Muster lückenlos angeordnet, während die Enden der Elemente am entgegengesetzten
Ende des Bündels ebenfalls lückenlos nach einem zweiten vorbestimmten Plan angeordnet
sind, der vorzugsweise in einer vorbestimmten Beziehung zu dem ersten Plan steht.
Bei der Anordnung nach dem ersten Plan besteht eine räumliche und zeitliche Kongruenz
mit dem zu übertragenden Bild, so daß die verschiedenen Elemente die Strahlung zu
der Anordnung nach dem zweiten Plan übertragen, welche in den Bildelementen vorhanden
ist und die jeweils auf das betreffende Element der ersten Anordnung fällt. Weiterhin
sieht die Erfindung eine Vorrichtung zum Aufzeichnen des Informationsinhalts jedes
der Teile des Bildes vor; bei einer Ausbildungsform der Erfindung umfaßt die Vorrichtung
Antriebsmittel, die es ermöglichen, lichtempfindliche Informationsträgermittel in
der Nähe der erwähnten zweiten Anordnung längs einer Bahn zu bewegen, damit die
Informationsträgermittel die von den Enden der verschiedenen Lichtübertragungselemente
abgegebene Strahlung aufnehmen können, um so kontinuierlich eine entsprechende Vielzahl
von selbständigen Teilen einer Aufzeichnung zu erzeugen.
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In Fig. 1 bis 3 erkennt man eine Ausbildungsform der
Erfindung, die geeignete Mittel, z. B. eine Linse 20, umfaßt, um ein optisches Bild
einer Szene in einer Brennebene zu erzeugen, welch letztere in Fig. 1
und
2 durch die gestrichelte Linie F-F angedeutet ist. Aus Gründen der Einfachheit ist
die Linse bzw. das Objektiv 20 als einfache Bikonvexlinse dargestellt, und die Abbildungsfläche
F-F ist eben. Es sei jedoch bemerkt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung erheblich
kompliziertere optische Bilderzeugungssysterne umfassen kann, z. B. »Compoundrefraktoren«,
Reflektoren oder katadioptische Systeme, bei denen das Bild auf einer Fläche entworfen
wird, die nicht notwendigerweise eben ist.
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Es sind geeignete Mittel, z. B. ein Faserbündel 22, vorgesehen, um
das durch das Objektiv 20 erzeugte Bild in einzelne Teile zu zerlegen und den Informationsinhalt
dieser Bildteile zu verschlüsseln. Das Bündel 22 umfaßt eine Vielzahl von Lichtübertragungselementen,
vorzugsweise in Form von in seitlicher Richtung biegsamen Fasern, von denen in Fig.
3 einige mit 24 bezeichnet sind, die eine langgestreckte Form besitzen und
das Licht im wesentlichen entlang ihrer Längsachse übertragen. Bei einer bevorzugten
Ausbildungsform haben sämtliche Fasern im wesentlichen die gleiche Form und gleiche
Ab-
messungen; sämtliche Fasern sind zylindrisch und besitzen von einem Ende
zum anderen einen im wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser. Die Fasern bestehen
aus einem lichtdurchlässigen, festen Material, z. B. aus Glas oder einem klaren
Kunststoff, das optisch isotrop bleibt, wenn man es zu Fasem verarbeitet.
Der
kleinste Durchmesser des Faserquerschnitts ist vorzugsweise nicht so klein, daß
der Wirkungsgrad der Lichtübertragung durch Beugungseffekte beeinträchtigt werden
kann; im Hinblick hierauf wurde für den Fall, daß sichtbares Licht verwendet wird,
vorgeschlagen, einen kleinsten Faserdurchmesser von etwa 0,012 bis 0,015
mm vorzusehen. Der maximale Faserdurchmesser wird im Hinblick auf das bei der Anwendung
der Erfindung mindestens geforderte optische Auflösungsvermögen bestimmt, hierauf
wird weiter unten näher eingegangen; bei der bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung
überschreitet der maximale Faserdurchmesser jedoch nicht den Wert von
0, 100 mm.
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Jede Faser weist an einem Ende eine Stirnfläche auf; in Fig.
3. 5 und 8 sind einige dieser Stirnflächen mit 26 bezeichnet;
bei der dargestellten Ausbildungsform ist jede dieser Stirnflächen eine annähernd
rechtwinklig zur Faserachse verlaufende ebene Fläche; am anderen Ende jeder Faser
ist eine weitere Stimfläche vorhanden, die ähnlich ausgebildet sein kann; in den
Figuren sind einige dieser Stirnflächen mit 28
bezeichnet. Die das Bündel
22 bildenden Fasern sind so angeordnet, daß sich sämtliche Stirnflächen
26 am Ende 30 des Bündels befinden, während sämtliche Stirnflächen
28 am anderen Ende 32 des Bündels liegen. Wie in Fig. 5 schematisch
dargestellt, sind die Stimflächen 26 nach einem ersten vorbestimmten Plan
in einer gemeinsamen Ebene lückenlos angeordnet, und sie liegen vorzugsweise symmetrisch
innerhalb ihrer gemeinsamen Ebene in einem zweidimensionalen Gitter, das Reihen
34 und Spalten 36 umfaßt. Bei der bevorzugten Ausbildungsform verlaufen die
Reihen 34 im wesentlichen geradlinig und parallel zueinander, und jede Reihe enthält
die gleiche Anzahl von Faserstirnflächen; die Spalten verlaufen ebenfalls im wesentlichen
geradlinig und erstrecken sich rechtwinklig zu den Reihen; sämtliche Spalten umfassen
jeweils die gleiche Zahl von Faserstirnflächen; dieses vierseitige Gitter bildet
somit ein Quadrat, so daß jede Reihe und jede Spalte die gleiche Anzahl von Faserstirnflächen
enthält.
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Das Bündel 22 und das Objektiv 20 sind so zueinander angeordnet, daß
die Brennebene des Objektivs und daher auch jedes durch das Objektiv entworfene
Bild sowohl räumlich als auch zeitlich mit der gemeinsamen Ebene der Stimflächen
26 der Fasern zusammenfällt. Bei einer Ausbildungsform der Erfindung, bei
der das dem Objektiv 20 analoge Linsensystem eine nicht ebene Abbildungsfläche besitzt,
können die Faserstimflächen 26 so angeordnet sein, daß sie eine Fläche
30 bilden, deren Krümmung derjenigen der nicht ebenen Abbildungsfläche entspricht.
Gegebenenfalls können die Faserstimflächen 26 selbst eine von der ebenen
Fläche abweichende Gestalt besitzen.
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Wie in Fig. 6 schematisch dargestellt, sind die Faserstimflächen
28 nach einem zweiten vorbestimmten Plan angeordnet, d. h., sie liegen
vorzugsweise lückenlos nebeneinander in einer gemeinsamen Ebene i und bilden in
dieser Ebene eine gerade Linie; mit anderen Worten, die Faserstirnflächen
28 bilden eine eindimensionale Anordnung, die aus einer einzigen Reihe von
nebeneinanderliegenden Elemente besteht. Diese zweite Anordnung steht in einer vorbestimmten
Beziehung zu der ersten Anordnung nach Fig. 5; in dem dargestellten Falle
kann man jede Reihe 34 als einen Baustein des aus den Faserstimflächen
26 gebildeten Gitters betrachten; die zweite Anordnung ist eine lineare Anordnung
der Reihen, die dem Gitter nacheinander in einer vorbestimmten Reihenfolge entnommen
sind, z. B. von der Reihe 40 an einer Kante des Gitters zu der Reihe 42 an der anderen
Kante. Die Lagebezeichnung zwischen den Fasern in dem Bündel ist somit, soweit die
Faserenden in Betracht kommen, aus einem Gitter in eine Linie verwandelt worden.
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Um die Länge der linearen Anordnung der Faserstirnflächen
28 herabzusetzen, sind die einzelnen Fasern 24 bei einer abgeänderten Ausbildungsform
verjüngt ausgebildet, und sie besitzen ihren größten Durchmesser an der Stirnfläche
26, während der kleinste Durchmesser mindestens an der Stirnfläche
28 vorhanden ist. Je nach den räumlichen Erfordernissen der Ausbildungsform
kann die Verjüngung gleichmäßig sein oder variieren.
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Es ist bekannt, daß es die Lichtübertragungseigenschaften einer Faser
24 der bevorzugten Form und Größe nicht erlauben, zu der Stirnfläche 28 feine
Einzelheiten der Lichtintensitätsschwankungen des Bildelements zu übertragen, das
auf der Stimfläche 26 entworfen wird. Es liegt auf der Hand, daß nur ein
Teil der mittleren Lichtintensität, die an der Stirnfläche 26 gegeben ist,
an der Stirnfläche 28 der gleichen Faser vorzufinden sein wird. Der so entstehende
Verlust an Feinstruktur begrenzt den Auflösungsgrad der Bilder, die später mit Hilfe
einer gemäß der Erfindung hergestellten Aufzeichnung erzeugt werden. Außerdem tritt
während der übertragung ein gewisser Verlust an Lichtintensität auf, der sich für
eine Faser der erwähnten Art als das Verhältnis zwischen der Lichtintensität an
der Stirnfläche 26 und der Lichtintensität an der Stirnfläche 28 ausdrücken
läßt. Bei der bevorzugten Ausbildungsform ist dieses Verhältnis für sämtliche Fasern
im wesentlichen das gleiche. Längs der sich aus den Stimflächen 28 zusammensetzenden
Reihe von Stirnflächen läßt sich somit eine verschlüsselte Wiedergabe des Bildes
in räumlicher und zeitlicher Kongruenz mit der Ab-
bildungsfläche F-F erkennen,
wobei die Intensität des aus jeder Stirnfläche 28 austretenden Lichtes der
mittleren Intensität des Lichtes jedes Bildelements proportional ist, das an der
betreffenden Stirnfläche 26 entworfen wird.
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Der Informationsinhalt der einzelnen Bildelemente, der z. B. durch
die Intensität des an den Stirnflächen 28 austretenden Lichtes wiedergegeben
wird, wird vorzugsweise auf photographischem Wege auf geeigneten Bildträgermitteln,
z. B. einem lichtempfindlichen Element 50, aufgezeichnet. Dieses lichtempfindliche
Element 50 kann eine große Anzahl von Elementen bekannter Art umfassen; als
Beispiele seien ein photochemisches Element genannt, z. B. eine auf einer geeigneten
Unterlage angeordnete Halogensilberemulsion, ein elektrostatisches Element, z. B.
eine xerographische Platte, oder ein durch Lichteinwirkung polymerisierbares Element.
Es sei bemerkt, daß sicti die Erfindung jedoch nicht auf die Beispiele beschränkt,
die bezüglich des Elements 50
angegeben wurden, oder auf irgendein Verfahren,
das gegeben » enfalls erforderlich ist, um ein Bild bzw. ein Element50 in
eine dauerhafte Form überzuführen.
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Gemäß der Erfindung wird für jede Faser eine zeitkontinuierliche Aufzeichnung
der Schwankungen der Intensität des austretenden Lichtes dadurch hergestellt,
daß
das Element 50 während einer Relativbewegung zwischen dem betreffenden Lichtstrahl
und dem lichtempfindlichen Element belichtet wird. Gemäß Fig. 1 bis
3 besitzt das Element 50 die Form einer Rolle aus einem flexiblen
Flachmaterial. Beispielsweise umfassen die Mittel zum Erzeugen der zeitkontinuierlichen
Aufzeichnung auf diesem Flachmaterial eine erste drehbare Spule 52, auf die
ein Vorrat des Materials 50 anfangs aufgewickelt ist. Das Element
50 kann von der Spule 52 fortlaufend abgewickelt werden, und es sind
geeignete Mittel, z. B. eine zweite drehbare Spule 54, vorgesehen, um das von der
ersten Spule 52 abgewickelte Material 50
aufzunehmen. Ferner sind Mittel
vorgesehen, um das Element 50 während seiner Bewegung von der Spule
52 zu der Spule 54 in eine vorbestimmte Lage gegenüber der linien- bzw. zeilenförmigen
Anordnung der FaserstirnHächen 28 zu bringen. Diese Mittel umfassen bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel ein erstes Paar von LagüKstimmungsorganen oder
Rollen 56 auf der einen Seite der Zeile von Stirnflächen 28
sowie ein
zweites Paar von Lagebestimmungsorganen oder Rollen 58 auf der anderen Seite
der Stirnflächen 28, wobei die Anordnung derart ist, daß das Flachmaterial
50 zwischen den Rollenpaaren 56 und 58
annähernd längs einer
ebenen Bahn bewegt werden kann, welche der Reihe von Stirnflächen 28 im wesentlichen
benachbart ist und mit der gemeinsamen Ebene der Stirnflächen einen ersten und einen
zweiten Winkel bildet. Bei der bevorzugten Ausbildungsform ist der erste Winkel
annähernd gleich Null, so daß sich die Bewegungsbahn parallel zu der gemeinsamen
Ebene der Stirnflächen erstreckt, während der zweite Winkel 900 beträgt,
so daß die Bahn rechtwinklig zu der Reihe von Stirriflächen verläuft, wobei die
Bahn den Stirnflächen 28 so nahe benachbart ist, wie es sich mit der Notwendigkeit
vereinbaren läßt, ein ausreichendes mechanisches Spiel vorzusehen. Es können Mittel
vorgesehen sein, um dem Element 50 längs seiner Bewegungsbahn eine zusätzliche
mechanische Starrheit zu verleihen; zu diesem Zweck kann z. B. eine Platte
vorgesehen sein, durch welche das Element 50 längs der gesamten Strecke zwischen
den Lagebestimmungsorganen abgestützt wird. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
werden die Rollen eines der Rollenpaare oder beider Rollenpaare angetrieben, um
das Element 50 kontinuierlich, d. h. nicht intermittierend, während
einer durch den Benutzer der Vorrichtung zu bestimmenden Zeitspanne mit einer im
wesentlichen konstanten Geschwindigkeit an den Stimflächen 28 vorbeizubewegen,
so daß eine Belichtung des Elements 50 erfolgt.
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Während des Betriebs der Vorrichtung konzentriert das Objektiv 20
das von einer Szene kommende Licht in der Weise, daß in der Abbildungsfläche F-F
und damit auch in der gemeinsamen Ebene der Stimflächen 26 der Fasem 24 ein
Bild der Szene entworfen wird. Jede Faser des Bündels 22 überträgt dann von ihrer
Stirnfläche 26 zu ihrer Stimfläche 28
einen proportionalen Teil der
mittleren Intensität des in dem betreffenden Bildelement enthaltenen Lichtes, das
auf die betreffende Stimfläche 26 fällt. Die verschiedenen Stirnflächen
26 zerlegen daher das Bild in eine Vielzahl von Flächenelementen, die einen
Teil des Lichtinhalts des Bildes enthalten, wobei das von jeder dieser Teilflächen
kommende Licht gegenüber dem von anderen Teilflächen kommenden Licht umorientiert
wird, so daß die austretenden Lichtmengen an den Stirnflächen 28 eine geradlinige
Anordnung oder Zeile bilden. Wenn man eine Rolle aus einem flexiblen, lichtempfindlichen
Flachmaterial 50 zwischen den Spulen 52 und 54 anordnet und dieses
Material durch Drehen der Rollenpaare 56 und 58
mit einer bestimmten
Geschwindigkeit kontinuierlich längs der vorbestimmten Bahn weiterbewegt, wird das
Element 50 belichtet, so daß eine Aufzeichnung der Schwankungen der Intensität
des aus den einzelnen Stirnflächen 28 austretenden Lichtes als Funktion der
Zeit erzeugt wird. Die so hergestellte Aufzeichnung umfaßt somit eine Anzahl von
im wesentlichen parallelen, selbständigen belichteten Flächen bzw. langgestreckten
Spuren, die sich in der Bewepngsrichtung des Elements 50 erstrecken, wobei
jede dieser Spuren durch Änderungen des Gefüges des lichtempfindlichen Elements
entsprechend den gegebenenfalls auftretenden Schwankungen der mittleren Intensität
des zu einer Stirnfläche 28 übertragenen Lichtes gebildet wird. Wegen dieser
Form der Spuren oder Aufzeichnungsstreifen besteht die einzige Begrenzung bezüglich
der Dauer einer aufzunehmenden Szene in der physikalischen Abmessung der Zeitachse
des Aufzeichnungsträgers, d. h. in der Länge des Flachmaterials in Richtung
seiner Bewegung zwischen den Rollenpaaren 56 und 58. Bei der bevorzugten
Ausbildungsform werden die einzigen sich bewegenden mechanischen Teile durch diejenigen
Teile gebildet, welche dazu dienen, die lichtempfindlichen Bildträgermittel zu bewegen
und in ihre Aufnahmestellung zu bringen.
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Zwar braucht kein Verschlußmechanismus vorgesehen zu sein, doch kann
man bewegliche Mittel an einem beliebigen Punkte längs des Strahlenwegs zwischen
dem Linsensystem und dem lichtempfindlichen Element anordnen, um den Anfang bzw.
das Ende einer aufzunehmenden Szene scharf abzugrenzen. Da es sich erweisen kann,
daß der Belichtungsspielraum des jeweils verwendeten lichtempfindlichen Elements
nicht ausreicht, um die Schwankungen der Gesamthelligkeit der Szene von Augenblick
zu Augenblick zu erfassen, können Mittel vorgesehen sein, um die Intensität des
Lichtes zu regeln, mit dem das Element 50 belichtet wird. Um die Gesamtintensitätswerte
herabzusetzen, kann man z. B. eine Blende bekannter Konstruktion verwenden, um die
wirksame öffnung des Objektivs 20 zu variieren; um die Gesamtintensitätswerte zu
erhöhen, kann man alternativ einen Lichtverstärker, bei dem das Gefüge der lichtempfindlichen
Körner in der Größenordnung der Abmessungen der Stirnflächen 28 liegt, in
den Strahlenweg einschalten, beispielsweise zwischen dem Ende 32 des Faserbündels
und dem Element 50.
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Man kann die bis jetzt beschriebene Vorrichtung auch als Laufbildprojektor
verwenden, wenn man Mittel vorsieht, um die Faserstirnflächen 28 zu beleuchten,
wobei das auf die Faserstirnflächen auftreffende Licht durch eine Aufzeichnung so
geregelt wird, daß das zu den Stimflächen 26 übertragene Licht dort ein Muster
bildet, das eine Wiedergabe bzw. ein Bild einer Szene darstellt, das vorher zerlegt
und in Gestalt der Aufzeichnung gespeichert worden ist. In Fig. 4 ist eine Vorrichtung
dargestellt, die ähnliche Teile umfaßt wie die Vorrichtung nach Fig. 1 und
2, weshalb ähnliche Teile jeweils mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.
Ferner umfaßt die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung eine Projektionslichtquelle, z.
B. eine Lampe 60, zum Beleuchten der
Faserstimflächen
28. Wenn als Aufzeichnung z. B. ein flexibles »Durchsichtsbild«
62 mit variabler Dichte verwendet wird, das ähnlich angeordnet und bewegt
wird, wie es bezüglich des Elements 50 beschrieben wurde, bringt man die
Lampe 60 so an, daß deren Licht durch das »Durchsichtsbild« 62 beeinflußt
wird, z. B. dadurch, daß das Licht das Durchsichtsbild passiert, bevor es an dem
Ende 32
des Faserbündels auf die Stimflächen 28 trifft. Die bevorzugte
Ausbildungsform umfaßt ferner geeignete Mittel, z. B. eine Linse 64 in der Nähe
der Lampe 60,
um das das »Durchsichtsbild« passierende Licht parallel zu richten.
Bei dem »Durchsichtsbild« 62 handelt es sich vorzugsweise um eine Aufzeichnung,
die auf einem belichteten und der erforderlichen Behandlung unterzogenen Element
50 basiert, so daß es diesem Element insofern ähnelt, als es eine Anzahl
von selbständigen, parallelen, langgestreckten Spuren umfaßt, deren Abstände voneinander
gleich den Ab-
ständen zwischen den Mittelpunkten der Stirnflächen
28 sind.
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Wenn die »Durchsichtsaufzeichnung« 62 auf den Spulen
52 und 54 angeordnet und durch die Rollenpaare 56 und 58 in
die erforderliche Lage gebracht wird, bewirkt eine Drehbewegung der Rollenpaare,
daß sich die Aufzeichnung längs einer annähernd ebenen Bahn in unmittelbarer Nähe
der gemeinsamen Ebene der Stimflächen 28 und im wesentlichen paraUel dazu
bewegt, wobei sich die Spuren der Aufzeichnung in der Bewegungsrichtung erstrecken.
Da das »Durchsichtsbild« so bewegt wird, daß die verschiedenen Spuren ständig an
den entsprechenden Stirnflächen 28 vorbeilaufen, wird die Intensität des
von der Lampe 60 aus auf jede Stirnfläche 28 fallenden Lichtes durch
gegebenenfalls vorhandene Schwankungen der Lichtdurchlässigkeit, z. B. der Silberkorndichteverteilung,
von Elementen der betreffenden Spur beeinflußt. Das auf diese Weise beeinflußte,
auf die Stirnflächen 28 fallende Licht wird längs der Fasern 24 zu den entsprechenden
Stirnflächen 26
übertragen, die das Ende 30 des Faserbündels 22 bilden,
so daß dort ein aus Flächenelementen bestehendes Muster entsteht; mit anderen Worten,
die Stirnflächen 26 weisen unterschiedliche Lichtcharakteristiken, z. B.
unterschiedliche Intensitätswerte, auf. Das so erzeugte Muster ähnelt ziemlich weitgehend
den aus der graphischen Industrie bekannten Halbtonbildern. Hieraus ist ersichtlich,
daß das erzielbare Auflösungsvermögen auch durch den maximalen Faserdurchmesser
begrenzt wird. Die Linse bzw. das Objektiv 20 ermöglicht es, ein optisches Bild
des Musters auf einen Bildschirm oder eine andere Fläche zu projizieren, so daß
es betrachtet werden kann. Schwankungen der Charakteristiken des von den verschiedenen
Stimflächen 26 abgegebenen Lichtes, die durch die Bewegung des »Durchsichtsbildes«
62
gegenüber den Faserstirnflächen 28 hervorgerufen werden, erzeugen
den Eindruck einer Bewegung des Musters; dieser Eindruck ähnelt in gewissem Maße
demjenigen, welcher in einem größeren und einem i erheblich gröberen Maßstabe als
Bewegungseindruck einer bildlichen Darstellung bei Reklametafeln mit Hilfe von Blinklampen
erzielt wird. Sobald die Bewegung der Aufzeichnung unterbrochen wird, verschwindet
auch der Eindruck einer Bewegung des i Musters.
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Gemäß der vorstehenden Beschreibung umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung
in Gestalt einer Kamera oder in Form eines Projektors eine Vielzahl von zu einem
Bündel zusammengefaßten Fasern, wobei die Enden der Fasern an den Enden des Bündels
unterschiedlich, jedoch in gegenseitiger Zuordnung 5 angeordnet sind. Diese
Beziehung zwischen den beiden Anordnungen bildet ein Mittel zur Aufrechterhaltung
des Bildzusammenhangs. Es sei z. B. angenommen, daß zwischen den Anordnungen der
Faserenden an den Enden des Bündels eine regellose Beziehung besteht. Während der
Projektion einer Aufzeichnung durch das Faserbündel hindurch ist eine gewisse seitliche
Bewegung der Aufzeichnung zu erwarten. Der Ausdruck »seitliche Bewegung« bezeichnet
hierbei diejenige Komponente der Bewegung der Aufzeichnung parallel zur Ebene der
Stirnflächen 28 und im wesentlichen quer zur Richtung der normalen Bewegung,
die der Aufzeichnung durch die Drehbewegung der Rollenpaare 56 und
58 mitgeteilt wird. Durch eine solche seitliche Bewegung werden die Spuren
der Aufzeichnung jeweils in eine Lage gebracht, bei der sich jede Spur mit einer
Stirnfläche 28 deckt, die nicht der ursprünglichen Stirnfläche
28
entspricht, die dieser Spur bei der Herstellung der Aufzeichnung gegenüberstand.
Durch das Fehlen der ursprünglichen Entsprechung zwischen den Stirnflächen
28 und den Spuren der Aufzeichnung führt dies in Verbindung mit der regellosen
Beziehung zwischen den Anordnungen zur Entstehung eines regellosen Musters am Ende
30 des Faserbündels. Nur wenn keine seitliche Bewegung der Aufzeichnung erfolgt,
kann man vernünftigerweise erwarten, daß das ursprüngliche Muster einwandfrei wiedergegeben
wird. Wenn jedoch eine Modellbeziehung zwischen der Anordnung der Faserenden an
beiden Enden des Bündels besteht, zerstört eine seitliche Bewegung der Aufzeichnung
den Zusammenhang des Musters, das die Aufzeichnung am Ende 30 des Bündels
erzeugt, nicht, sondern es erfolgt lediglich eine Verschiebung des gesamten Musters
über das Bündelende 30 hinweg um eine Strecke, die sich nach der Größe der
seitlichen Bewegung richtet; zu den bevorzugten Beziehungen zwischen den Anordnungen
der Faserenden an den Bündelenden gehört somit eine derartige Modellbeziehung.
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Fig. 5 zeigt z. B. schematisch eine Anordnung von Faserstirnflächen
26, auf die ein Bild fällt, z. B. das Bild eines Kreuzes 66; in Fig.
6 ist eine den Stirnflächen 26 entsprechende Anordnung der Stirnflächen
28 dargestellt, und man erkennt die Beleuchtung dieser Stimflächen, die sich
aus der übertragung von Teilen des Bildes nach Fig. 5 ergibt. Aus Gründen
der Einfachheit und Deutlichkeit zeigen Fig. 5 bis 8
nur die Gestalt
des Bildes, die Stirnflächen, die Größe der Stirnflächenanordnungen und die übertragung
von Licht von hellen bzw. dunklen Bildelementen. Daher geht aus diesen Figuren nicht
die übertragung von Zwischenwerten, z. B. von Grautönen verschiedener Schattierung,
hervor. Es sei angenommen, daß eine kinematographische Aufnahme der Lichtverteilung
gemäß der Anordnung nach Fig. 6 entsprechend den Grundgedanken der Erfindung
hergestellt worden ist; bei der Projektion einer solchen Aufnahme ergibt sich, wie
in Fig. 7 gezeigt, eine ähnliche Lichtverteilung an den Stirnflächen
28. Die aus Fig. 7 ersichtliche Lichtverteilung läßt jedoch erkennen,
daß die Aufnahme bzw. deren Spuren um eine vorbestimmte Strecke seitlich bewegt
wurde, die bei dem vorliegenden Beispiel der Breite einer der Stirnflächen
28 entspricht.
Das Muster 68, das auf der Anordnung
der Stimflächen 26 des Projektors infolge der Umorientierung bzw. Neuordnung
der Lichtströme entsteht, die von der Anordnung nach Fig. 7 übertragen werden,
ist in Fig. 8 wiedergegeben. Es sei bemerkt, daß das in dieser Weise nach
dem ursprünglichen Bild 66 in Fig. 5 wiedergegebene Muster
68 seinen Zusammenhang nicht infolge der seitlichen Bewegung der Aufnahme
verloren hat, sondern lediglich eine Verschiebung des gesamten Musters um die Breite
einer Stimfläche zeigt.
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Damit eine ausreichende Fläche vorhanden ist, in die hinein das am
Ende 30 des Bündels erscheinende Bild verschoben werden kann, ohne daß sich
das Muster über eine Kante der Anordnung hinausbewegt, wobei ein Teil des Musters
verlorengehen würde, ist gemäß Fig. 1 und 2 eine Maske vorgesehen, die zwischen
dem Linsensystem 20 und dem Bündelende 30 in unnüttelbarer Nähe des letzteren
angeordnet ist. Die Maske 70 überdeckt einen Randabschnitt des Bündelendes
30 und erstreckt sich mit gleichmäßiger Breite von Teilen des Randes der
ersten vorbestimmten Anordnung der Stirnflächen 26 aus über eine Strecke
nach innen, die sich nach der Größe der zu erwartenden seitlichen Bewegung der Aufnahme
gegenüber den Stirnflächen 28 während der Projektion richtet. In Fig.
5 verdeckt die Maske 70 z. B. nur zwei Seitenkanten der Anordnung
am Bündelende 30, denn eine Verschiebung des Musters infolge einer seitlichen
Bewegung der Aufnahme ist nur in Richtung auf diese beiden Seitenkanten zu erwarten.
Diese Maske wird natürlich nur bei der Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
als Kamera vorgesehen. Wenn man die Maske aus der Vorrichtung entfernt, um die Vorrichtung
als Projektor benutzen zu können, so erhält man die erforderliche Fläche, in die
hinein sich das vollständige Bild gegebenenfalls bei einer seitlichen Bewegung der
Aufnahme während des Projektionsvorgangs verschieben kann.
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Es ist daran gedacht, die vorstehend beschriebene Erfindung als Projektor
in Verbindung mit geeigneten Aufnahmen zu benutzen, nüttels deren sowohl Lichtfrequenzen
als auch Lichtintensitäten beeinflußt werden können, sowie als Kamera in Verbindung
mit farbempfindlichem sowie mit schwarzweißempfindlichem Aufnahmematerial. Wenn
man die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wiedergabe farbiger Aufnahmen benutzt,
kann man die Vorrichtung in verschiedener Weise ausgestalten; in jedem Falle ist
die Linse bzw. das Objektiv 20 vorzugsweise achromatisch. Bei einer Ausbildungsform
umfaßt das Bündel 22 Fasern 24, die aus einem Material bestehen, das beim Hindurchsenden
von Licht innerhalb des sichtbaren Spektrums im wesentlichen gleichbleibende Absorptionscharakteristiken
zeigt. Bei dieser Ausbildungsform wird als lichtempfindliches Element
50 vorzugsweise ein subtraktiver, mehrschichtiger Farbkopplungs-Farbfilm
benutzt, wie er z. B. unter der Bezeichnung »Kodachrome« in den Handel kommt.
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Eine weitere Ausbildungsform ist so konstruiert, daß eine vorbestimmte
Zahl von Fasern jeweils nur eine von drei verschiedenen Primärfarben überträgt,
die entsprechend der »klassischen« Tristimulus-Farbentheorie gewählt sind. Die beiden
anderen Farben werden jeweils durch andere vorbestimmte Fasern des Bündels 22 übertragen.
Um die Lichtübertragung in dieser Weise einzuschränken, kann jede Faser an ihrer
Stirnfläche 26 mit geeigneten Farbf:itermitteln versehen sein, z. B. mit
einer Schicht, die durch Eintauchen der betreffenden Faserenden in ein gelatinehaltiges
Farbstoffbad aufgebracht ist. Bei einer anderen Ausbildungsforrn ist das Material,
aus dem die Fasern hergestellt sind, seinerseits mit einer farbabsorptionsfähigen
Substanz versehen, die im wesentlichen homogen innerhalb des gesamten Materials
dispergiert ist. Um bei beiden Ausbildungsformen die Modellbeziehung zwischen den
Stirnflächen 26 und 28 aufrechtzuerhalten, wird jede Reihe 34 aus
Fasern mit gleichen Farbübertragungseigenschaften zusammengesetzt, und diese Reihen
werden entsprechend den drei zu übertragenden Farben in sich wiederholender Folge
angeordnet. Alternativ kann man die Faserstimflächen 26 in sich wiederholenden
Dreif arbengruppen in ähnlicher Weise anordnen, wie es bei den beim Farbfernsehen
verwendeten Phosphormaterialien geschieht; jedoch ist es auch möglich, die Fasern
einfach regellos anzuordnen. Da die übertragung von Farbe durch jede
einzelne
Faser jeweils auf eine einzige Primärfarbe beschränkt ist, kann man die Farbe durch
den Intensitätswert und ihre Lage ausdrücken. Bei diesen Ausbildungsforrnen ist
es daher nicht erforderlich, einen Farbfilm zu verwenden, sondern es handelt sich
bei dem lichtempfindlichen Element 50 vorzugsweise um einen gewöhnlichen
panchromatischen Halogensilber-Schwarzweißfilm. Wenn ein solcher Film nach der Belichtung
und Entwicklung durch ein Faserbündel 22 projiziert wird, bei dem die gleichen Einschränkungen
hinsichtlich der Farbübertragung und die gleiche Anordnung der Fasern 24 gegeben
sind, wie es bei der Vorrichtung der Fall war, mittels deren die Aufnahme gemacht
wurde, so entsteht in der bereits beschriebenen Weise ein Muster bzw. Bild, das
jedoch zusätzlich in additiven Farben erscheint.
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Bei einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung ist das Bündel 22
so ausgebildet, daß eine vorbestimmte Zahl von Fasern eine von zwei »Farben« überträgt,
die gemäß den Ergebnissen von neueren Untersuchungen gewählt sind, welche von Edwin
H. Land auf dem Gebiet der Farbenlehre durchgeführt wurden; die Ergebnisse dieser
Arbeiten sind mit weiteren Einzelheiten in »Experiments in Color Vision«, Scientific
American, Mai 1959, Bd. 200, Nr. 5, S. 84 ff., beschrieben. Die andere
der beiden »Farben« wird durch die übrigen Fasern des Bündels 22 übertragen. Gemäß
der in der genannten Arbeit benutzten Terminologie wird eine dieser Farben als »kurzwelligeres
Band« und die andere als »langwelligeres Band« bezeichnet. Beispielsweise wird das
so übertragene kurzwelligere Band so gewählt, daß der Eindruck einer grünen Farbe
erzeugt wird; mit anderen Worten, die Wellenlänge beträgt etwa 520 Millimikron;
das langwelligere Band wird im roten Bereich gewählt, d. h., es liegt bei
einer Wellenlänge von etwa 600 Millimikron. Mit Hilfe der übertragung dieser
beiden Wellenlängenbänder durch das Faserbündel 22 wird auf einem Element
50 eine Aufnahme hergestellt, wobei das Element 50 vorzugsweise durch
einen panchromatischen Schwarzweißfilm gebildet wird. Die Aufnahme umfaßt dann eine
Anzahl gesonderter Spuren, die durch das kurzwelligere Band erzeugt worden sind,
sowie eine weitere Anzahl von gesonderten Spuren, die von dem langwelligeren Band
herrühren.
Bei dieser Ausbildungsform unterscheidet sich die Form
des als Projektor verwendeten Faserbündels 22 etwas von der Form des bei der Aufnahme
benutzten, denn die Fasern, welche das kurzwelligere Band übertrugen, übertragen
jetzt vorzugsweise einen erheblich breiteren Bereich von Lichtwellenlängen, und
zwar sogar den gesamten sichtbaren Spektralbereich. Wenn man das Faserbündel 22
in einer Aufnahmekamera benutzt, kann man es z.B. auf den Stimflächen
26 mit »Rot«-Filtern versehen, die aus einem wasserlöslichen Material bestehen,
sowie mit »Grün«-Filtem aus einem in einem organischen Lösungsmittel löslichen Material.
Beider Verwendung als Projektor kann man dann das Faserbündel 22 mit einem organischen
Lösungsmittel behandeln, um die »Grün«-Filtersubstanz zu entfernen, so daß ein breites
Frequenzband durch die ursprünglich »grünen« Fasern übertragen werden kann. Die
bei der Wiedergabe einer solchen Aufnahme benutzte Projektionslichtquelle liefert
vorzugsweise Licht, dessen Frequenzbereich so groß ist, daß man von »weißem« Licht
sprechen kann. Das mit Hilfe einer solchen Aufnahme an den Stimflächen
26 des Faserbündels gemäß der Erfindung erzeugte Muster setzt sich zwar scheinbar
nur aus »rotem« und »weißem« Licht zusammen, doch erscheint es in vollem Maße farbig.