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Mosaikfotografie Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Mosaikfotografie,
bei der Lichtstrahlen von einem Teil der Szene von einer Kamera direkt empfangen
werden und Lichtstrahlen von angrenzenden Teilen der Szene über reflektierende Wandglieder
zu mindestens einer weiteren Kamera gelangen. Systeme mit drei Kameras und
je einer reflektierenden Oberfläche für die beiden äußeren Kameras sind bekannt.
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Bei bekannten Einrichtungen zur Mosaikfotografie, mit mehreren Kameras
und als Trennwände wirkenden Spiegeln treten jedoch beim gleichzeitigen Projizieren
der Teilbilder an den übergangsstellen Fehler auf, wenn die Kameras und die Spiegel
bei der Aufnahme nicht für jede Entfernungseinstellung gesondert genau justiert
werden. Darüber hinaus ergeben sich störende Einstrahlungen von zu den Nachbarkameras
gehörigen Lichtstrahlen an den Spiegelkanten vorbei in die Kameras, die zu imerwünschten
Erscheinungen auf den Bildern führen.
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Wenn eine Szene von zwei verschiedenen Stellen aus betrachtet wird,
so ist infolge der Parallaxe die relative Lage der Objekte in verschiedenen Abständen
für jede Kamerastellung verschieden. Der Erfindung ]legt die Aufgabe zugrunde, die
Parallaxe an den sich überschneidenden Bildtellen dadurch zu vermeiden, daß die
dingseitigen Hauptpunkte der Kameraobjektive für jede Entfemungseinstellung
optisch zusammenfallen.
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Die Erfindung besteht darin, daß das jeder weiteren Kamera zugeordnete
reflektierende Wandglied und die dazugehörige Kamera in Abhängigkeit von der Entfernungseinstellung
der Kameraobjektive miteinander gekoppelt justierbar sind und daß ferner eine Abschirineinrichtung
an den Wandgliedern vorgesehen ist. Es wird hierdurch möglich, beim Wechsel der
Einstellung der Kameras sämtliche Teile zwangläufig so zu führen, daß eine einwandfreie
Wiedergabe bei der Projektion sichergestellt ist.
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Das Wandglied weist zweckmäßigerweise eine lichtreflektierende und
eine nichtreflektierende Seite auf und hat eine nichtreflektierende abgesehrägte
Kante; ferner kann die Abschirmeinrichtung aus einem dünnen, praktisch in der Ebene
der abgesehrägten Kanten liegenden, sich über diese Kanten hinaus erstreckenden
Flügel bestehen. Diese Flügel verhindern das Entstehen von Geisterbildern auf den
Filmen der äußeren Kameras durch direkt ohne Projektion auf diese Kameras auftreffende
Strahlen. Es kann auch eine Mehrzahl von undurchsichtigen Flügeln oder Schirmen
an den Enden der reflektierenden Oberflächen und in den die Blickgrenzen der Mittelkamera
bestimmenden Ebenen vorgesehen sein. Diese Flügel stehen den für die Linsen der
Mittelkamera bestimmten Lichtstrahlen nicht im Wege, sondem schützen die Seitenkameras
wirksam vor direktem Zutritt von zu Teilen des Feldes der Mittelkamera gehörigen
Strahlen.
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Die in dem System nach der vorliegenden Erfindung verwendeten Kameras
könnten nach einem der bekannten Verfahren aufgebaute Linsensysteme zum Erzeugen
von Bildern konstanter Größe ohne Rücksicht auf Fokussierung aufweisen. Wenn Kameras
mit derartigen Objektiven verwendet werden, bildet gleichzeitiger Wechsel der Fokussierung
der Kameras kein Problem. Wenn jedoch übliche Kameras verwendet werden, bei welchen
die Optik bei der Entfernungseinstellung relativ zum Film bewegt wird, müssen Mittel
vorgesehen sein, die sicherstellen, daß die optische Mitte des Systems bei der Linse
der Mittelkamera bleibt, so daß eine richtige Anpassung bei der Projektion an den
Verbindungslinien der verschiedenen Bilder gewührleistet ist.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird die Linse der Mittelkamera praktisch
im optischen Zentrum des Systems gehalten, und zur richtigen Anpassung während einer
Änderung der EntfernungseinsteIlung der Kameraobjektiv-, wird das Wandglied längs
seiner reflektierenden Oberfläche verschoben und die Kamera, welche di# Szene über
das reffektierende Wandglied aufnimmt, geschwenkt. Ilierdurch 'wird vermieden, daß
sich die zu einem abgebildeten Gegenstand gehörigen Bildpunkte auf den Filmen bei
einer Änderung der Entfernungseinstellung der Kameras
relativ zueinander
verschieben, wodurch bei der gleichzeitigen Projektion der Teilbilder Mehrfachkonturen
auftreten würden. Eine jeweils von Hand durchzuführende entsprechende Korrektur
der Kamerastellungen würde ein in der Praxis nicht durchzuführendes Verfahren darstellen.
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Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Mosaikfotografie wird der
optische Mittelpunkt des Systems bei der Linse einer Direktblickkamera gehalten,
wenn die Fokuseinstellung von unendlich kommend vermindert wird. Hierzu wird
- erläutert an einem Zwei-Kamera-System - die Linse der Direktblickkamera
aus der Fokuseinstellung für unendlich heraus axial bewegt, um die Einstellung auf
einen gewünschten Wert zu vermindern; ferner wird das Wandglied in seiner Ebene
um eine gewisse Entjernung nach außen bewegt, derart, daß der Grenzstrahl auf den
Punkt des Films der Direktblickkamera trifft, der vom Grenzstrahl vor Bewegung der
Linse und des Wandgliedes geschnitten wird: außerdem wird die Linse der anderen
Kamera nach außen um einen Abstand axial bewegt gleich dem, um welchen die Linse
der Direktblickkamera bewegt wurde, und die andere Kamera wird um eine Achse in
der Ebene ihres Films und durch den vom Grenzstrahl vor der ,Bewegung des Wandgliedes
und der Linsen geschnittenen Punkt um einen Winkel gedreht, der ausreicht, den Grenzstrahl
nach der Bewegung des Wandgliedes und der Linsen den gleichen Punkt des Films auf
der anderen Kamera schneiden zu lassen.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Darstellung des Phänomens der Parallaxe,
F i g. 2 eine schematische Darstellung des Kameraprinzips nach der Erfindung,
wodurch Parallaxe und Geisterbilder vermieden werden, und Fig. 3 die Darstellung
einer Anordnung für die Steuerung der reflektierenden Oberflächen und der Seitenkanieras
während des Wechsels des Fokus, wenn Kameras mit üblichen Linsensystemen verwendet
werden.
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Bei der Mosaikfotografie fotografieren mehrere Kameras aneinandergrenzende
Gebiete eines ausgedehnten Feldes. Durch gleichzeitige Projektion der entsprechenden
Filme auf eine Leinwand kann die originalbreite Szene projiziert werden. Der Projektor
ist so angeordnet, daß dort, wo ein Bild endet, das nächste beginnt. Wenn das ganze
zu fotografierende Objektfeld praktisch eine Ebene ist, tritt bei der Fotografie
kein besonderes Problem auf. Hat jedoch die Szene Tiefe, so besteht die Gefahr der
Parallaxe und als eine Folge erscheinen bei der Projektion an den sich überschneidenden
Bildrändern Doppelbilder der Objekte auf dem Bild.
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An Hand von F ig. 1 wird erläutert, warum zur Vermeidung der
Parallaxe alle Kameras so angeordnet sein müssen, als ob sie tatsächlich die Szene
von einem einzigen Punkt aus betrachten würden.
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Punkt F in F i g. 1 stellen ein entferntes Objekt und Punkt
N ein Objekt in geringerer Entfernung dar, Cl und C2 sind zwei Kameras.
Wenn die Punkte F und N im Blickfeld jeder Kamera erscheinen, dann scheint
nach der Entwicklung Punkt N auf dem Film der Kamera C, rechts von
Punkt F zu liegen, während auf dem F% der Kamera C2 Punkt N links
von Punkt F zu Regen scheint. Die Filmpositive können bei der Projektion
so angeordnet sein, daß die Punkte F jeder Kamera zusammenfallen. Dann werden zwei
Bilder des Punktes N projiziert. Läßt man andererseits bei der Projektion
die Punkte N zusammenfallen, dann erscheinen auf dem Projektionsbild zwei
Bilder des Punktes F. Diese für zwji Punkte F und N beschriebene Parallaxe
tritt bei allen Teilen des Bildfeldes auf und ist um so größer, je größer
der Unterschied der Entfernung der beiden Objekte ist. Die Parallaxe hängt vom Abstand
zwischen den Betrachtungspunkten ab, d. h. von der Entfernung der beiden
Kameras, und kann durch Vermindern dieser Entfernung herabgedrückt werden. Damit
müssen für eine vollständige Beseitigung der Paraflaxe die beiden Betrachtungspunkte
zusammenfallen. Bei der Mosaikfotografie müssen daher zum Vermeiden der Feblspannung
an den Nahtstellen der Bilder infolge Parallaxe alle Kameras ihre entsprechenderi
Szenenteile von praktisch dem gleichen Punkt aus betrachten.
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Bei der in F i g. 2 veranschaulichten Anordnung wird die Szene
tatsächlich von einem einzigen Punkt aus betrachtet, da die optische Mitte des Systems
in einem einzigen Punkt liegt.
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In F i g. 2, die eine Anordnung für Mosaikfotografie mit drei
Kameras veranschaulicht, ist eine Mittelkamera bei C mit Eintrittspupille
oder Linse bei 2 und Film bei 4, eine zweite, linke Kamera bei LC mit Eintrittspupille
oder Linse 6 und Film 8, und endlich eine dritte, rechte Kamera bei
RC mit Eintrittspupille oder Linse 10 und Film 12 gezeigt. Die Mitte der
Linse 2 von Kamera C ist der optische Mittelpunkt, von dem aus das ganze
Feld betrachtet wird.
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Um die Kameras LC und RC ihre entspreche ' nden Feldteile
wie vom Mittelpunkt 2 aus betrachten zu lassen, sind in der besonderen Ausführungsform
nach Bild 2 als parallel veranschaulichte Abdeckwände 14 und 16 an ihren
äußeren Frontseiten mit Spiegeloberflächen M' und M-" versehen. Die Kamera LC ist
so ausgerichtet, daß die senkrechte, Mittelpunkt, der Linse 6 und Film
8 verbindende Linie (strichpunktierte Linie 20), die Oberfläche M' im Punkt
Pl trifft, so daß der Abstand von der Linse 6 zum Punkt Pl gleich ist dem
Abstand von Mittelpunkt der Linse 2 zum Punkt Pl. Entsprechend ist Kamera RC so
angeordnet, daß die senkrechte, durch die Achse der Linse C gehende Linie
22 die Spiegeloberfläche M2 in einem Punkt P-' trifft, derart, daß der Abstand zwischen
dem Punkt P2 und Linse 10 gleich ist dem Ab-
stand zwischen Punkt P2
und Linse 2. Somit liegt optisch gesprochen der Mittelpunkt der Lichtstrahlen, die
auf die Spiegeloberfläche M' vom linken Teil des Bildfeldes auffallen und zur Kamera
LC reflektiert werden, bei Linse 2 der Kamera C und ebenso bilden auf die
Spiegeloberfläche M2 auffallende und zur Kamera RC reffektierte Lichtstrahlen ihren
optischen Mittelpunkt bei Linse 2 von Kamera C. Bei der beschriebenen Anordnung
der Kameras C, LC und RC fotografiert Kamera C das vom Winkel
a eingeschlossene Mittelfeld, die Kamera LC den Feldteil links des Mittelgebiets
und Kamera RC den Feldteil rechts davon.
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Diese Anordnung verhindert Parallaxe und stellt die Anpassung der
von den entsprechenden Filmen 4, 8 und 12 entwickelten Positive an den übergangsbereichen
bei gleichzeitiger Projektion sicher. Die Wände 14 und 16 sind an den äußeren
Enden abgeschrägt, so daß sie in Form von Messerkanten enden; der Abschrägwinkel
ist so gewählt, daß die zur Mittelkamera
unter dem Winkel a einfallenden
Strahlen nicht unterbrochen werden. Die der Mittelkamera gegenüberliegenden Oberflächen
der Wände 14 und 16
sollten geschwärzt sein und dürfen nicht reflektieren.
Um zu verhindern, daß ein nichtreflektierter Lichtstrahl aus einem Gebiet hinter
dem Ende der Messerkanten in die Pupillen der Linsen 6 und 10 eintritt,
sind an den abgeschrägten Enden der Wände 14 und 16 sehr dünne, opake, nichtreflektierende
Flügel V' und V-' angebracht, die sich über die abgeschrägten Enden hinaus in deren
Ebenen genügend weit erstrekken, so daß Lichtstrahlen vom Mittelteil des Feldes
in Richtung der Außenkameras abgeschirmt werden.
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Mit der in F i g. 2 veranschaulichten Kamera-Anordnung werden
die aus den Filmen 8 und 12 erhaltenen Bilder seitenverkehrt zu denen aus
Film 4 sein, doch kann dies leicht beim Kopieren oder bei der Projektion berücksichtigt
werden. Die auf den Rändern zwischen den Abschnitten liegenden und von der Drei-Kamera-Anordnung
fotografierten Feldteile - es sind dies die längs den Linien 24 und
26 verlaufenden Lichtstrahlen - werden aus den Filmen beider aneinandergrenzender
Kameras reproduziert, jedoch mit geringerer Intensität. Die Überlappung der Bildränder
bietet die Möglichkeit, während der Projektion Justierungen und Anpassungen durchzuführen.
Dieser dunklere Randteil jedes Films wird als die Vignette bezeichnet. Die Breite
der '#l'ignettc hängt von der Größe der Öffnung der Objektive und von der Entfornungseinstellung
der Kameras ab. Die Vignetten stellen sicher, daß kein Teil der Szene verlorengeht,
wenn die Fokuseinstellung verringert wird.
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Die schematische Anordnung nach F i g. 2 ist beschrieben für
den Fall, daß die zweiten Hauptpunkte der Objektive fest in bezug auf die Filme
wären; das gilt im wesentlichen bei bestimmten Konstantvergrößerungsobjektiven.
Wenn jedoch Kameras mit normalen Optiken verwendet werden, müssen Mittel vorgesehen
sein, um eine Anpassung unabhängig von Änderungen der Entfemungseinstellung der
Kameras zu gewährleisten.
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F i g. 3 veranschaulicht schematisch eine vorgeschlagene Anordnung
zur Sicherstellung der Anpassung bei Fokusänderungen, die es erlaubt, Kameras mit
üblichen beweglichen Objektivlinsen zu verwenden. Es ist der Einfachheit halber
in F i g. 3 nur die Mittelkamera C und die rechte Kamera RC angedeutet.
Die verspiegelte Oberfläche M2 ist nur als Linie gezeigt und der Mittelpunkt der
Linse 2 von Kamera C ist durch den Punkt 28 dargestellt. Der entsprechende
Mittelpunkt von Linse C von Kamera RC ist durch Punkt 30 angedeutet.
Die Lage der Messerkante von Spiegel M2 für Fokuseinstellung unendlich, gibt der
Punkt 32 wieder. Die ausgezogene Linie 34 stellt einen Strahl von einem entfernten
Punkt (etwa unendlich) dar, der gerade an der Messerkante bei 32 vorbefläuft
und durch den Mittelpunkt 28 der Linse von Kamera C auf einen Punkt
A auf Film 4 zugeht. Die ausgezogene, mit Pfeil versehene Linie 34P stellt
den reflektierten Teil des Strahls 34 dar, der durch den Punkt 30 der Linse
von Kamera RC tritt und den Film 12 in Punkte AR trifft. Soll nun eine kleinere
Entfernung eingestellt werden, so wird die Linse der Kamera 0 nach vom bis
zum Punkt 28' bewegt und die Linse der Kamera RC muß um einen gleichen Abstand -nach
vom längs ihrer Achse zum Punkt 30' bewegt werden. Es leuchtet nun ein, daß,
wenn die Projektoren gleiche Teile von allen Filmen projizieren sollen, die Punkte
A und AR sich nicht auf den entsprechenden. Filmen während der Fokuseinstellung
bewegen dürfen. Ferner müssen die Bilder irgendeines Punktes auf der Grenzlinie
zwischen den Feldern der beiden Kameras immer auf A und AR
fallen.
Diese Linie wird nun für Kamera C die unterbrochene Linie 36, welche
durch, Punkt A und Punkt 28' geht. Somit ist das Blickfeld der Mittelkamera
infolge der näheren Fokuseinstellung kleiner geworden. Folglich muß die Einstellung
der rechten Kamera derart verändert werden, daß sie nun den von der Mittelkamere
micht mehr erfaßten Teil aufnimmt. Durch Vorwärtsschieben des Spiegels M2 derart,
daß seine reflektierende Kante 32 zum Punkt 32' in der Linie des Strahles
36 hin bewegt wird, wird der längs der Linie 36 auffallende Grenzstrahl
entlang der Linie36R reflektiert. In der Lage30' der KameraRC jedoch, bei welcher
die Grenzlinie durch die Punkte AR und 30' geht und die KameraRC keine Änderung
in ihrer Ausrichtung erfährt, schneidet die Linie 38 den Spiegel 1W2 im Punkt
40. Demzufolge sollte die rechte Kamera als Einheit um den Punkt AR gedreht
werden, und zwar um einen Winkel fl, der von den Punkten 40, AR,
32' bestimmt ist. Zwischen den Linsen, den Spiegeln und den Seitenkameras
läßt sich damit eine automatische Korrektur und eine richtige Anpassung beiWechsel
der Entfernungseinstellung der Kameras leicht erreichen. Die Vorwärtsbewegung des
Spiegels erfolgt linear mit der Linsenbewegung und daher können beide exakt miteinander
gekuppelt werden, etwa durch einen Zahnstangenantrieb über eine Welle, indem der
Antriebsraddurchmesser entsprechend proportional zu den Entfernungen des Punktes
28 von den Punkten A
und 32 gehalten wird. Wird die Kamera RC
so angebracht, daß sie um den Punkt AR drehbar ist und diese Drehung steuerbar ist,
wie mittels eines Armes 42, der mit einer mit dem Spiegel gekoppelten Schablone
44 zusammenarbeitet, läßt sich eine richtige Ausrichtung der Kamera für jede Fokuseinstellung
der Kameras erreichen. Die linke Kamera und Spie- gel M' werden natürlich
entsprechend gesteuert.
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Die Erfindung schafft somit ein praktisches System für Mosaikfotografie,
das mit beweglichen Standardobjektiven oder mit Kameras für konstante Feldgröße
verwendet werden kann.
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Obwohl die in Verbindung mit dem System nach F i g. 2 beschriebenen
Flügel in der Anordnung der F i g. 3 nicht gezeigt sind, wurden solche
Flügel bei einem praktischen System angewendet, um die Bildung von Geisterbildem
zu verhindern. Die verspiegelten Oberflächen wurden in jeder Ausführung als parallel
gezeigt. Eine solche Anordnung ist nicht wesentlich, da sich auch jede andere geometrische
Anordnung anwenden läßt. Zur Verineidung von Parallaxe ist es jedoch wesentlich,
daß das System optisch zentriert ist, so daß alle Kameras, ohne Rücksicht auf ihre
Anzahl, die zu fotografierende Szene wie von einem einzigen Punkt aus betrachten.