-
Photographische Weitwinkelpanoramaaufnahmevorrichtung Die Erfindung
bezieht sich auf eine photographische Weitwinkelpanoramaaufnahmevorrichtung mit
mehreren Aufnahmeobjekten und betrifft eine derartige Vorrichtung, an der
je eine Strahlablenkanordnung angebracht ist, sowie mit einer gemeinsamen
Kollimatorlinse und einem gemeinsamen weiteren Objektiv, mit der mehrere aneinandergrenzende
Teilbilder auf lichtempfindliches Material, insbesondere photographischen Film,
abgebildet werden.
-
Bei der Aufnahme von Panoramabildern ist es bekannt, den Objektbereich
in mehrere Abschnitte zu unterteilen und diese Teile durch getrennte Linsensysteme
aufzunehmen. Dazu ist es bekannt, für jeden dieser Objektbereiche getrennte optische
Systeme. zu verwenden oder durch entsprechende Spiegelanordnungen die Objektbereiche
in einem gemeinsamen optischen System zu vereinigen. Bei der letzteren Lösungsforin
des Problems ist es bekannt, das durch entsprechende Spiegelsysteme vereinigte Bild
mittels einer gemeinsamen Kollimatorlinse und eines gemeinsamen weiteren Objektivs
auf die Wiedergabefläche, z. B. den photographischen Film, zu projizieren. Es ist
auch bekannt, mit Hilfe von Ablenkvorrichtungen die Strahlen in mehrere der Anzahl
der Teilbilder entsprechende Linsensysteme zu werfen, die Zwischenbilder der Szenenteile
erzeugen. Bei dieser bekannten Einrichtung ist hinter der Ebene der Zwischenbilder
ein Kollimator und ein Objektiv angeordnet, das die Zwischenbilder auf dem Film
abbildet. Es ergibt sich dabei jedoch die Schwierigkeit, der gemeinsamen Kollimatorlinse
den Strahlengang von allen Objektiven unter genau gleichen Bedingungen zuzaführen,
um Bildverzerrungen und -versetzungen des bei der Wiedergabe hergestellten Gesamtbildes
zu vermeiden.
-
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Anordnung
zu schaffen, bei der, im wesentlichen unabhängig von der Anordnung und dem Strahlengang
der einzelnen Objektivsysteme und Strahlenablenkanordnungen, auf der Kollimatorlinse
ein für alle Abschnitte gleichförmiges, sich an den Grenzflächen genau deckendes
Bild geschaffen wird. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Aufnahmeobjektive
in einer gemeinsamen Ebene liegen und daß am Ort der von den Objektiven entworfenen
Zwischenbilder jedem Aufnahmeobjektiv eine Plankonvexlinse zugeordnet ist deren
Planflächen in einer Ebene liegen.
-
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird es möglich, den Strahlengang
vor Auftreffen auf der Kollimatorlinse so zu beeinflussen, daß eine genau gleiche,
unverzerrte Wiedergabe für jeden Objektabschnitt unabhängig von dessen Lage im Objektfeld
und in der Wiedergabefläche, z. B. dem Film, erreicht wird. Insbesondere wird es
durch diese erfindungsgemäße Anordnung möglich, das Objektfeld in Abschnitte zu
unterteilen, die in mehreren Reihen übereinander auf den Film projiziert werden.
Dabei ist die Wiedergabe jedes der Felder so gleichförmig, daß ohne Schwierigkeiten
ein nachträgliches Aneinanderreihen der einzelnen Bildabschnitte am fertigen Bild
möglich ist, ohne daß an den Stoßrändern der Bildabschnitte störende Verzerrungen
auftreten.
-
Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen an Hand der
Zeichnungen näher erläuteft In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine schematische
Darstellung des erflndungsgemäßen optischen Systems einer Kamera, F i
g. 2 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine mit einem erfindungsgemäßen
optischen System ausgerüstete Kamera, F i g. 3 und 4 schematische Horizontalschnitte
entlang der Linien 3-3 und 4-4 in F i g. 2, F i g. 5 eine schematische
Darstellung ähnlich wie F i g. 1 auf ein abgewandeltes optisches System,
F i g. 6 und 7 Teilansichten des Films mit der Verteilung der Bildfelder
entsprechend den Objektabschnitten, F i g. 8 eine Schrägansicht auf eine
Plankonvexlinsenanordnung, wie sie im optischen System gemäß F i g. 1 Verwendung
findet.
F i g. 9 eine Ansicht ähnlich F i g. 8 auf
eine Plankonvexlinsenanordnung, wie sie im optischen System gemäß F i
g. 5 Anwendung findet.
-
F ig. 10 ein Teilstück eines Films mit der durch das optische
System gemäß F i g. 5 erreichbaren Aufteilung der Bildabschnitte,
F ig. 11 die Umsetzung der Bildabschnitte gemäß F i g. 1.5
zu einem Panoramabild, z. B. bei der Projektion, F i g. 12 ein Teilstück
eines Films mit zwei übereinanderliegenden Bildfeldern und F i g. 13 die
Umsetzung der Bildfelder gemäß F i g. 12 zu einem Panoramabild, z. B. bei
der Projektion.
-
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung basiert auf der grundlegenden
Methode der photographischen Reproduktion eines Objekts, in diesem Falle eines Panoramas
mit einem Gesamtbildwinkel von 180', in dem in F i g. 1 in strichpunktierten
Linien angedeuteten Schema. Dieses Panorama ist in die vier Ab-
schnitte unterteilt,
und das Bild desselben besteht also aus vier Teilbildern, von denen jedes einen
Kreisbogen von 45' umfaßt. In dem schematischen Beispiel nach F i g. 1 werden
vier Teilobjektive verwendet, und zwar je eines für jeden Kreisbogenabschnitt
von 45'. Da nun diese Objektive nicht alle an der gleichen Stelle angeordnet werden
können und jeder Abschnitt genau erfaßt werden muß, um die vier Abschnitte genau
zusammenzufügen, ist eine Mehrlinsenanordnung verwendet, welche aus den Teilobjektiven
30, 31, 32 und 33 besteht, die auf einer Objektivplatte
35 so angebracht sind, daß sie die vier Ecken eines Quadrats einnehmen. Diese
Anordnung kann auch anders, z. B. in Form eines Kreuzes, erfolgen. Damit jede der
Linsen gerade einen Abschnitt aufnehmen und das Bild in ihrer Brennpunktebene erzeugen
kann, müssen vor den Teilobjektiven lichtbrechende oder, wie im dargestellten Beispiel,
spiegelnde Aggregate 40, 40a, 41, 41a
42, 42 a, 43 und 43 a angeordnet
werden, wobei jedes dieser Aggregate das aus einem Abschnitt kommende Licht ablenkt.
-
Vor jedem der Teilobjektive 30, 31, 32 und 33 ist ein
Spiegelpaar angeordnet. Die Spiegelpaare 40, 40a
sowie 41, 41a sind
angeordnet, um den Unterschied in der Ebene der Objektive zu beseitigen, da alle
Bilder in der gleichen Ebene aufgenommen werden. Ebenso bewirken diese Spiegel eine
doppelte Umkehrung des Bildes, welches daher seitenrichtig projiziert wird. Jedes
dieser Spiegelpaare erfaßt genau einen mittleren Objektsektor von je 45'
der abzubildenden Szene.
-
Die von den beiden seitlichen Sektoren kommenden Lichtstrahlen werden
durch die Spiegelpaare 42, 42 a sowie 43, 43 a in die Teilobjektive
32, 33 geworfen, wobei diese Spiegelpaare ebenfalls eine doppelte Umkehrung
und damit seitenrichtige Wiedergabe des Bildes hervorrufen.
-
So erzeugt also jede der Teilobjektive 30, 31, 32
und
33 mit Hilfe eines der Spiegelpaare ein Teilbild, das auf die Brennpunktebene
55 geworfen wird. Diese Ebenee ist die gleiche für alle vier Teilobjektive
und gleichzeitig die gemeinsame Ebene der äußeren Oberflächen eines Linsenaggregats
55, das beispielsweise aus den vier plankonvexen Linsen 50, 51,
52 und 53
besteht. Das Linsensystern kann also, wie in F i g. 8
dargestellt,
aus vier einzelnen plankonvexen Linsen bestehen, jedoch wird vorzugsweise eine Kondensoranordnung
50 verwendet, deren Einheiten aus je zwei plankonvexen Linsen bestehen,
deren konvexe Seiten einander zugekehrt sind. Es können auch Achromate verwendet
werden.
-
Die Anordnung der Teilobjektive 30, 31, 32 und 33
sowie
die der Linsen 51, 52, 53 und 54 ist zentrosymmetrisch, wobei die Symmetrieachse
die optische Achse der Sammellinse 60 ist. Diese erzeugt ein Bild der vier
Abschnitte, gesehen durch die vier plankonvexen Linsen sowie die vier Teilobjektive.
Zwischen dem Plankovex-Linsensystem 50 und der Linse 60 ist eine Kollimatorlinse
61 angeordnet, die die genaue Einstellung der Teilbilder erleichtert.
-
Das Bild wird auf die lichtempfindliche Schicht eines Films
56 in der Kamera geworfen, welcher auf diese Weise auf der Fläche eines Bildfeldes
58 Teilbilder des Panoramaobjekts in bestimmter Anordnung zueinander aufnimmt,
die von der Anordnung der Teilobjektive sowie von derAusbildung und Lage der lichtbrechenden
bzw. lichtreflektierenden Aggregate 40, 41, 42 und 43 abhängt.
-
Man wird bemerken, daß das Bild eines Sektors des Panoramaobjekts
mittels des Objektivs 35 in der Brennpunktebene 55 erzeugt wird und
daher in dem Abschnitt 59 des Rahmens erscheint, während das Bild des benachbarten
Sektors in dem Abschnitt 59' erscheint usw. Die Bilder der vier Sektoren
des Panoramas erscheinen also gleichzeitig auf dem belichteten Film, und zwar in
den mit den betreffenden Nummern gekennzeichneten Ab-
schnitten.
-
Die F i g. 2, 3 und 4 erläutern eine nach dem obigen
Prinzip arbeitende Kamera. Diejenigen Teile dieser Figuren, welche bereits in der
schematischen Darstellung nach F i g. 1 gezeigt und erklärt wurden, haben
die gleichen Bezugsnummern.
-
Die Kamera besteht aus einem Kasten 25, der durch einen abnehmbaren
Deckel des üblichen Typs verschlossen ist, durch welchen man Zutritt zu den üblichen
Filmspulen 26, 27 hat, zwischen denen der Film in bekannter Weise bewegt
wird. Das Vorderteil der Kamera ist mit den Öffnungen versehen, welche in verschiedene
Richtungen weisen. In dem hier dargestellten Beispiel ist das Panorama in vier Abschnitte
unterteilt, aber es sind nur drei Öffnungen angeordnet, wobei die eine Öffnung die
doppelte Breite besitzt und dabei die beiden mittleren Objektsektoren erfaßt. Diese
doppeltbreite Öffnung befindet sich am Vorderende des Kameragehäuses zwischen den
beiden anderen Öffnungen.
-
Hinter der doppeltbreiten Öffnung sind die Spiegel 40a und 41a angeordnet.
Falls der gewünschte Bildwinkel nicht durch einen einfachen Spiegel erfaßt werden
kann, kann der letztere durch ein kombiniertes lichtbrechendes und lichtreflektierendes
Prisma ersetzt werden.
-
Hinter den beiden seitlichen Öffnungen, die in F i g. 2 als
in einer niedrigen Ebene liegend dargestellt sind, ist ein Halter angeordnet, welcher
die beiden Spiegel 42 und 43 trägt.
-
Hinter der Frontwand mit den lichtreflektierenden oder lichtbrechenden
Einheiten ist der erste Objektivträger mit den Teilobjektiven 30, 31, 32
und 33 angeordnet. Die Anzahl der Teilobjektive entspricht der Anzahl von
Abschnitten, in welche das Panorama unterteilt ist. In dem in den F i
g. 2, 3 und 4 dargestellten Beispiel sind, wie in F i g. 1,
vier solcher Objektive dargestellt. Jedes dieser Teilobjektive ist zu
seiner
lichtbrechenden oder lichtreflektierenden Einheit 40, 41, 42 bzw. 43 zentriert.
-
Die Teilobjektive liegen alle in einer Ebene, und sie haben eine gemeinsame
Projektionsebene 55.
-
Der Teilobjektivträger 35 ist zur Einstellung des Bildes mittels
Zahnstangentrieb 68 verstellbar.
-
Hinter dem Teilobjektivträger 35 befindet sich eine Scheidewand
69 mit einem Fenster 70, in welchem das aus plankonvexen Linsen bestehende
Kondensorlinsensystem 50 sitzt. Dieses System hat eine der Anzahl der Teilobjektive
entsprechende Anzahl plankonvexer Linsen 51, 52, 53 und 54, wobei die planaren
Oberflächen dieser Linsen den Teilobjektiven zugewandt sind. Diese planaren Oberflächen
liegen alle in der gleichen Ebene und bilden vorzugsweise ein Stück mit den Linsen,
die, wie bei 55 angedeutet, aus der gemeinsamen Ebene hervorstehen. Die Linsen
können, wie bereits beschrieben, auf eine gemeinsame Basis gekittet sein.
-
Die optische Achse jeder Plankonvexlinse ist zu der optischen Achse
des einen der Teilobjektive 30,
31, 32 und 33 ausgerichtet,
und die planaren Basen der Plankonvexlinsen sind in der gemeinsamen Brennpunktebene
55 der Teilobjektive angeordnet. Hinter dem System plankonvexer Linsen ist
die Kollimatorlinse 61 angeordnet, welche verstellbar auf einem Haltebrett
sitzen kann.
-
In entsprechender Entfernung von der Wand 69
und der Brennpunktebene
55 der Teilobjektive befindet sich ein weiterer Objektivhalter
75 mit dem Ob-
jektiv 60, welches das zusammengesetzte Bild
erzeugt. Dieses Objektiv ist so aufgebaut und angeordnet, daß ein Bild aller reellen
Bilder in der Brennpunktebene in der Projektionsebene 76 entworfen wird,
in welcher der lichtempfindliche Film 56 angeordnet ist. Auf diese Weise
enthält jedes Bildfeld 58 des in dem Bildfenster liegenden Films mehrere
Teilbilder, die in der in den F i g. 6 und 7 dargestellten Weise zusammengestellt
und gruppiert sind.
-
Bei dem in den F i g. 2, 3 und 4 dargestellten Linsensystem
enthält ein Rahmen 58 des Films die vier Teilbilder 77, 78, 79 und
80 gleicher Größe, in der in F i g. 6 dargestellten Weise in zwei
Reihen und zwei Spalten angeordnet, wobei jedes dieser Bilder einen Sektor des Panoramaobjekts
enthält. Die Teilbilder 77 und 78 können ein Bild der mittleren
Ab-
schnitte des Panoramas und die Teilbilder 79 und 80
Bilder
der äußeren Abschnitte des Panoramas enthalten.
-
Die allgemeine Einteilung des Panoramabildes richtet sich teilweise
nach der Art des aufzunehmenden Bildes, nach der Wirkung, welche hervorgebracht
werden soll und nach den Umständen, unter welchen das Bild projiziert wird. In vielen
Fällen wird ein Panoramabild mit einem Bildwinkel von 1201 genügen, um die gewünschte
Wirkung zu erzielen; in anderen Fällen wird es nicht ratsam sein, den Teil des Bildes,
welcher den mittleren Abschnitt enthält, in eine gleiche Anzahl von Abschnitten
zu unterteilen. Wird das Bild in der Mitte geteilt, dann erscheint in der Mitte
des reproduzierten Bildes unter Umständen eine Teillinie.
-
Soll eine derartige Teillinie in der Mitte des Bildes ventnieden werden,
kann der zentrale Abschnitt über ein einziges Teilobjektiv aufgenommen werden, welches
dann einen Bildwinkel von 90' erfaßt. Eine derartige Konstruktion ist schematisch
in Fig. 5 dargestellt. Wie aus dieser Figur hervorgeht, ist hier das Panorama
in drei Abschnitte unterteilt, von denen die beiden äußeren einen Bildwinkel von
45' umfassen. Der zentrale Sektor hat jedoch einen Bildwinkel von 90'.
-
Das bringt eine Modifikation der in Fig. 1 dargestellten Konstruktion
mit sich, und der Satz 82 von Teilobjektiven umfaßt daher nur drei Objektive,
die in zwei verschiedenen Höhen angeordnet sind. Das obere Teilobjektiv
90 steht dem mittleren Sektor des Panoramas gegenüber und ist so konstruiert,
daß es einen Bildwinkel von 90' erfaßt. Um eine Parallaxenverschiebung zu
vermeiden, kann vor das Objektiv 90
eine Spiegelanordnung 83, 83 a
gesetzt werden. Dieses Objektiv erzeugt dann ein Bild des Sektors in seiner bei
94 angegebenen Brennpunktebene, welche auch die gemeinsame Ebene der planaren Flächen
des plankonvexen Linsensystems 93 ist.
-
Die beiden Teilobjektive 85 und 86 erfassen einen Kreisbogen
von je 451, und da die Abschnitte, welche sie aufnehmen, zu beiden Seiten
des zentralen Sektors angeordnet sind, arbeiten dieselben mit Spiegelaggregaten
87, 87 a sowie 88, 88 a, welche die von diesen Abschnitten kommenden
Lichtstrahlen auf die Objektive 85 und 86 richten, deren optische
Achsen parallel zu der optischen Achse des Objektivs 90
liegen.
-
Das plankonvexe Linsensystem 93 besteht aus den drei plankonvexen
Linsenaggregaten 91, 92 und 93.
Das letztere erstreckt sich über die
Gesamtbreite der Basis 94 und steht dem Teilobjektiv 90 gegenüber, während
die beiden Aggregate 91 und 92 nur je eine Hälfte der Breite
der Basis 94 einnehmen. Es wird also ein Bild des zentralen Sektors unter einem
Bildwinkel von 901 auf die obere Hälfte der Ebene 94 geworfen, während Bilder
der beiden seitlichen Sektoren durch die Spiegel in die Objektive 85 und
86
und von den letzteren auf die untere Hälfte der gemeinsamen Ebene 94 der
planaren Oberflächen der plankonvexen Linsen geworfen werden. Jedes von einem dieser
Teilobjektive 85 und 86 geformte Bild nimmt also nur die Hälfte der
Breite der Ebene 94 ein.
-
Wie bereits oben erwähnt, ist das System plankonvexer Linsen vorzugsweise
ein Kondensor mit zwei genau gleichen Anordnungen, deren plane Flächen parallel
und außen liegen, während die konvexen Oberflächen einander gegenüberstehen.
-
Die Bilder auf der Ebene 94 werden durch das dem Objektiv
60 in F i g. 1 entsprechende Objektiv 96 aufgenommen, welches
dann das Bild auf den Film 97 wirft. Ein Bereich 98 des Films, der
jeweils durch das Fümfenster hindurch belichtet wird, enthält demnach die drei Teilbilder
85. 86' und 90'.
Bei der Anordnung gemäß F i g. 10, deren Auflösung
in Fig. 11 schematisch dargestellt ist hat man den Vorteil, daß das Bild
bei der Projektion auf einen Schirm keine Teillinie in der Mitte aufweist, wo eine
derartige Linie besonders auffällt insbesondere, wenn der Projektionsmittelpunkt
in oder nahe dem Mittelpunkt des Schirmbildes liegt.
-
Wenn ein Objektiv für einen Bildwinkel von 90'
nicht zweckmäßig
ist, kann eine Anordnung verwendet werden, bei welcher drei Teilobjektive eine obere
Reihe bilden, welche mit zwei Objektiven in der unteren Reihe zusammenwirken. Die
Anordnung der Objektive ist dabei im wesentlichen die gleiche wie in Fig.
1, abgesehen davon, daß ein drittes Objektiv
zwischen den
beiden Objektiven 30, 31 angeordnet ist, welches den zentralen Abschnitt
des Panoramas direkt, also ohne lichtbrechende oder reflektierende Mittel aufnimmt,
während die anderen Objektive die für sie bestimmten Strahlen über die im Zusammenhang
mit Fig. 1 beschriebenen lichtbrechenden oder reflektierenden Mittel erhalten.
In diesem Falle erfassen die Objektive der oberen Reihe nur je einen Winkel
von 30'. Das Bildfeld auf dem Film wird in der in der F i g. 7 dargestellten
Weise in verschiedene Abschnitte unterteilt.
-
In F ig. 12 ist ein mit zwei Teilobjektiven hergesteRtes Film-Bildfeld
dargestellt. Es besteht aus den beiden Teilbildern 92 und 94, welche die
beiden Sektoren 92' und 94" des Panoramas gemäß Fig. 13
wiedergeben,
wobei jedes Teilbild einen Kreisbogen von 901 des Panoramas umfaßt. Die beiden
Teilbilder sind auf dem Film, wie in F i g. 12 dargestellt, in der Längsrichtung
des Filmstreifens ausgerichtet, wobei jedes Bild die volle Breite des Films
56, aber jeweils nur die Hälfte der Bildfeldhöhe bedeckt.
-
Das projizierte Bild, wie es in F! g. 13 dargestellt ist, legt
die beiden Teilbilder Seite an Seite, und die Teillinie liegt in der Mitte.