DE1168761B - - Google Patents

Description

DEUTSCHES Μι» PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 57 a-37/02

Nummer: 1 168 761

Aktenzeichen: M 50037 IX a / 57 a

1 168 761 Anmeldetag: 16. August 1961

Auslegetag: 23. April 1964

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, bei der zum Erzeugen eines plastischen Eindruckes beim Betrachten eines einzelnen zweidimensionalen Bildes zwischen Bild und Betrachter zwei in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen verzerrende optische Elemente angeordnet sind. Sie ist insbesondere beim Fernsehen, beim Film und auf dem Gebiet der Photographie verwendbar.

Bei der üblichen stereoskopischen Photographie wird eine Spezialkamera benötigt. Dabei werden gleichzeitig zwei Bilder von optischen Systemen hergestellt, die achsparallel nebeneinander im Abstand angeordnet sind. Die gewonnenen doppelten Filme oder Diapositive werden in einem einzigen Rahmen montiert und in einem Spezialgerät betrachtet, das gesonderte, parallele optische Systeme, und zwar eines tür jedes Auge des Betrachters aufweist.

Einer der wesentlichen Nachteile der üblichen stereoskopischen Photographie besteht darin, daß stets zwei Halbbilder erzeugt oder verwendet werden und daß sie es nicht ermöglichen kann, ein einzelnes flaches Bild plastisch erscheinen zu lassen. Darüber hinaus wird sie durch Anwendung von einem doppelten optischen System und doppelter Bilder teuerer.

Es besteht also offensichtlich Bedarf für ein optisches System, daß eine plastische bzw. Tiefenwirkung von einem einzelnen zweidimensionalen Bild liefert und das leicht beim Fernsehen bzw. allen möglichen zweidimensionalen flachen Bildern, seien diese nun normale Photographien oder Druckerzeugnisse od. dgl., verwendet werden kann.

Einige Versuche in dieser Richtung wurden bereits unternommen. Bei diesen bekannten Anordnungen sind zwischen Bild und Betrachter zwei in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen verzerrende optische Elemente angeordnet, im allgemeinen zwei zylindrische Linsen oder Spiegel. Man hat aber auch bereits zum Erzeugen eines plastischen Eindrucks Parabolspiegel verwendet. Der plastische Eindruck wird durch ein eine horizontale Verzerrung bewirkendes optisches Element erreicht.

Die Erfindung besteht darin, daß das die horizontale Verzerrung bewirkende optische Element eine ellipsenförmige Begrenzungsfläche hat. Es hat sich gezeigt, daß dabei der erzeugte plastische Eindruck besonders wirkungsvoll ist und daß insbesondere früher beobachtete unerwünschte zentrale Verzerrungen weitgehend vermieden werden können. Der Grund hierfür besteht möglicherweise darin, daß die bei der Erfindung verwendete Begrenzungsfiäche zwei, die bisher verwendete optische Fläche jedoch nur eine Brennlinie bzw. einen Brennpunkt aufweisen.

Anordnung zum Erzielen eines plastischen
Eindrucks von Bildern

Anmelder:

Juan Jose Molina (Cervantes), Guatemala
(Guatemala)

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-lng. G. Puls und
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. Ε. Frhr. ν. Pechmann,
Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:
Juan Jose Molina (Cervantes), Guatemala
(Guatemala)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 17. August 1960 (50 140)

Das vertikal verzerrende optische Element kann bei der Anordnung nach der Erfindung in der bekannten Weise als optisch wirksame Fläche eine Zylinderfläche mit horizontaler Zylinderachse haben. Besonders bewährt hat sich eine Anordnung, bei der der mittlere Krümmungsradius der horizontal verzerrenden Fläche und/oder der vertikal verzerrenden Fläche etwa fünfmal so groß wie die Länge des Bildes ist.

Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung in Anwendung bei einem Spiegelsystem;

F i g. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Systems nach Fig. 1 in Verbindung mit einem Fernsehschirm; Fig. 3 zeigt eine andere Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung in Anwendung bei einem Linsensystem;

F i g. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Linsensystems nach F i g. 3 in Verbindung mit einem Fernsehschirm;

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei der ein erfindungsgemäßes Linsen-

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system bei der Betrachtung von projizierten Bildern verwendet wird;

F i g. 6 zeigt noch eine andere abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei der ein erfindungsgemäßes Linsensystem bei der Betrachtung von projizierten Bildern verwendet wird.

Fig. 7 ist eine Darstellung zur theoretischen Erklärung der bei der Verwendung eines erfindungsgemäßen optischen Elements auftretenden Tiefenwirkung.

Erfindungsgemäß wird die plastische Wirkung durch ein elliptisches optisches Element erzielt, das z. B. eine elliptische Spiegelfläche oder eine Linse mit einer elliptischen Oberfläche sein kann. Die elliptische Fläche wird durch Bewegen einer geraden, vertikalen Linie um zwei im gegenseitigen Abstand angeordnete vertikale, parallele Achsen erzeugt. Als optisches Element kann je nachdem, ob Brechung oder Reflektion des Bildes erwünscht ist, eine Linse oder ein Spiegel dienen.

Ein optisches Element gemäß der Erfindung verzerrt das Bild horizontal. Diese horizontale Verzerrung wird durch vertikale Verzerrung kompensiert, so daß vom Beobachtungspunkt aus das entstehende virtuelle Bild mit normalen Meßverhältnissen erscheint. Die kompensierende vertikale Verzerrung kann dadurch gewonnen werden, daß das Bild selbst von vornherein mit vertikaler Verzerrung hergestellt wird. So kann zum Herstellen einer Photographie die Kamera eine Linsenform haben, die im Film oder in der Kopie eine vertikale Verzerrung des Bildes erzeugt. Beim Fernsehen kann die kompensierende Verzerrung innerhalb der Bildröhre elektromagnetisch, elektrostatisch oder durch eine andere geeignete Schaltung hergestellt werden, so daß ein vertikal verzerrtes Bild auf dem Schirm erscheint.

Die vertikale Verzerrung kann auch optisch erzeugt werden, z. B. kann eine zylindrische Linse oder ein zylindrischer Spiegel mit horizontaler Achsrichtung optisch zwischen dem Bild und dem erfindungsgemäßen optischen Element angeordnet werden. Die horizontale zylindrische Linse bzw. der Spiegel wird das Bild vertikal verzerren, derart, daß das in der vertikalen elliptischen Linse bzw. in dem entsprechenden Spiegel entstehende Bild wieder die normalen Maß-Verhältnisse hat.

Das zweidimensionale Bild 11 der Fig. 1 wird durch Reflektion an einem horizontalen zylindrischen Spiegel 12 vertikal so verzerrt, daß das Kreuz A des Bildes auf dem Spiegel 12 die Proportionen, wie sie durch die Abbildung B gegeben sind, annimmt. Der Spiegel 13 ist elliptisch und reflektiert das Abbild C, so daß es von dem Betrachter am Ort P betrachtet werden kann.

Das vom optischen Element 13 reflektierte Abbild C hat wieder normale Maßverhältnisse und ist gegenüber dem Ausgangsbild A geringfügig vergrößert. Gleichzeitig wird, wenn man das Abbild C im Spiegel 13 binokular betrachtet, ein plastischer Eindruck ohne zentrale unerwünschte Verzerrung gewährleistet. DieserTiefeneffekt wird durch den Spiegel 13 gewonnen.

In F i g. 2 wird das optische System nach F i g. 1 bei einem üblichen Fernsehgerät verwendet. Als Bild dient der Femsehschirm 11. Die Spiegel 12 und 13 können auf einem Gestell 14 unterstützt und durch Handstellschrauben 15 mannigfach verstellt werden. Die entstehende Abbildung, die auf dem optischen Element 13 betrachtet werden kann, zeigt eine pla-

stische Wirkung; die Abbildung ist vergrößert, hat aber die gleichen Maßverhältnisse wie das Bild auf dem Schirm 11.

Der Krümmungsradius der Spiegel 12 und 13 ist fünfmal so groß wie die Länge des zweidimensionalen Bildes 11 gewählt. Zweckmäßigerweise hat der Spiegel 12 gleiche Höhe und Länge wie der Spiegel 13 oder ist schmaler.

In einem optischen System gemäß der Erfindung können auch Linsen an Stelle von Spiegeln verwendet werden. Gemäß Fig. 3 und 4 sind zwischen dem Schirm 11 eines Fernsehgerätes 17 und dem Beschauer eine horizontal angeordnete zylindrische Linse 22 und eine vertikal angeordnete elliptische Linse 23 vorgesehen. Die elliptische Linse 23 weist eine dem Beschauer zugewandte konvex gewölbte Oberfläche mit einer Form auf, die durch Bewegen einer geraden vertikalen Linie um zwei im gegenseitigen Abstand angeordnete parallele vertikale Achsen gewonnen ist.

Die Prinzipien der Erfindung können ganz allgemein bei der Betrachtung zweidimensionaler Bilder angewandt werden. An die Stelle des Femsehschirms kann z. B. eine Photographie oder ein Gemälde treten.

Wenn man die projizierten Bilder eines Films oder von Diapositiven betrachten möchte, kann die Anordnung gemäß der Erfindung gemäß den F i g. 5 und 6 in Verbindung mit Projektionsschirmen angewandt werden, wie dies in F i g. 5 und 6 dargestellt ist. Zu F i g. 5 ist der Projektor 30 auf einem durchscheinenden Schirm 31 gerichtet. Zwischen dem Schirm 31 und dem Beschauer sind Linsen 32 und 33, die den Linsen in F i g. 3 und 4 ähneln, angeordnet. Die Linse 33 weist dabei die elliptische Form auf. Das zylindrische Element 32 kann fortgelassen werden, wenn das Ausgangsbild mit Hilfe einer geeigneten Kamera vorher auf photographischem Wege verzerrt ist. Gemäß Fig. 6 wirft der Projektor40 ein vertikal verzerrtes Bild auf den Schirm 41. Der dem weiter oben beschriebenen Spiegel 13 ähnliche elliptische Spiegel 43 reflektiert das Bild in Richtung auf den Beschauer, wobei die Abbildung wieder normale Maßverhältnisse, aber eine plastische Wirkung erhält.

Ohne die Erfindung irgendwie einengen zu wollen, wird an Hand der Fig. 7 eine mögliche Erklärung der plastischen bzw. Tiefenwirkung versucht, die mit einem elliptischen optischen Element gewonnen werden kann. Die beiden Augen Μ, N des Betrachters liegen nach Fig. 7 horizontal nebeneinander. Als optisches Element D, E dient ein Spiegel, dessen Oberfläche die Form einer Ellipse hat, die durch Bewegen einer vertikalen geraden Linie um zwei auseinanderliegende parallele vertikale Achsen Ζ, Z erzeugt ist. Punkte U und V liegen auf dem Spiegel D, E direkt den Augen des Beschauers Μ, N gegenüber. Es sei angenommen, daß an den Punkten U, V gesonderte, seitlich versetzte imaginäre Spiegel Q, R und 5, T angebracht sind, die auf Punkten U, V der Kurve durch den Spiegel D, E liegen. Die Normalen zu den Spiegeln Q, R und S, T schneiden sich im Punkte X. Der Punkt F des Bildes G, H wird durch die imaginären Spiegel Q, R und 5, T in Form von zwei seitlich versetzten Abbildungen reflektiert. Da jedoch diese seitlich versetzten getrennten Abbildungen in jeden der Spiegel Q, R und S, T den Augen Μ, N des Betrachters direkt gegenüber liegen, erscheinen die getrennten Bilder bei binokularer Betrachtung durch den Beschauer als ein einziges unverzerrtes Bild mit plastischer bzw. Tiefenwirkung.

Claims (5)

1 Die Tiefenwirkung kann erhöht werden, wenn man einige einfache Regeln bei der Herstellung der Bilder befolgt. Es ist zweckmäßig, daß das Bild getrennte Ebenen und Kontraste zwischen Schatten dieser Ebenen besonders hervorhebt. So ist es wünschenswert, ein helles Objekt vor einem dunklen oder ein dunkles vor einem hellen Objekt zu haben, wenn diese Objekte verschiedene Entfernung vom Beschauer haben. Es hat sich auch als nützlich erwiesen, in einer Szene die Objekte von einer Seite stärker als von der anderen Seite zu beleuchten. Patentansprüche:

1. Anordnung, bei der zum Erzeugen eines plastischen Eindrucks beim Betrachten eines einzelnen zweidimensionalen Bildes zwischen Bild und Betrachter zwei in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen verzerrende optische Elemente angeordnet sind, dadurch ge kennzeichnet, daß das die horizontale Verzerrung bewirkende optische Element (13,23, 33,43, DE) eine ellipsenförmige Begrenzungsfläche hat.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vertikal verzerrende Ele-

ment (12, 22, 32) wie an sich bekannt, als optisch wirksame Fläche eine Zylinderfläche mit horizontaler Zylinderachse aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontal (23, 33) und/ oder die vertikal verzerrende optisch wirksame Fläche (22, 32), wie an sich bekannt, das Licht brechende Linsenflächen sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontal (23, 33) und/ oder die vertikal verzerrende optisch wirksame Fläche (22, 32), wie an sich bekannt, das Licht reflektierende Spiegelflächen sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Krümmungsradius der horizontal verzerrenden Fläche (13,23, 33, 43) und/oder der vertikal verzerrenden Fläche (12, 22, 32) etwa fünfmal so groß wie die Länge des Bildes (A) ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2157138, 2 251850,
795;

belgische Patentschriften Nr. 494 213, 493 230;
britische Patentschrift Nr. 339 644.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen