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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur fortlaufenden
Aufnahme oder Wiedergabe fotografischer Aufzeichnungen mit einem Bildaufteiler,
der das Bild in mehrere kleine Bildelemente aufteilt, die über die gesamte Bildfläche
verteilt sind, und mit einem Antrieb zur Bewegung der Bildelemente in einer vorgegebenen
Richtung, wobei die Verteilung der Bildelemente auf der Bildfläche und die Bewegungsrichtung
der Bildelemente derart gewählt sind, daß die von den bewegten Bildelementen gebildeten
Bildbahnen sich nicht überlappen.
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Eine derartige Vorrichtung wurde bereits vorgeschlagen (deutsche Patentschrift
1254 961). Bei dem vorgeschlagenen Gegenstand besteht der Bildaufteiler aus einer
Bild- oder Lichtaufteilungsplatte, die aus mehreren aneinandergereihten kugelförmigen
Linsen gebildet ist. Nun ist es aber schwierig, eine derartige Lichtaufteilungsplatte
aus kugelförmigen Linsen als Massenerzeugnis herzustellen. Weiterhin muß bei der
bereits vorgeschlagenen Vorrichtung die lichtempfindliche Schicht oder Platte infolge
der Verwendung von kugelförmigen Linsen, deren Brennpunkt stets mit der hinteren
Linsenoberfläche zusammenfällt, möglichst nahe bei dieser hinteren Linsenoberfläche
angeordnet sein. Daher wird der Film mit einer Andruckplatte an die aus kugelförmigen
Linsen bestehende Linsenaufteilungsplatte angedrückt. Bei der vorgeschlagenen Anordnung
kann daher infolge des Anpressens der Filmplatte an die Kugellinsenplatte die Filmschicht
leicht beschädigt werden, was insbesondere bei hohen Filmvorschubgeschwindigkeiten
der Fall ist, die für Zeitdehnaufnahmen notwendig sind.
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Um diese Nachteile zu beseitigen, ist die eingangs erwähnte Vorrichtung
nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Bildaufteiler aus einer Lochplatte
mit mehreren kleinen Durchlaßöffnungen besteht.
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Eine derartige Mehrlochplatte kann sehr einfach als Massenprodukt
hergestellt werden, beispielsweise durch Ätzen, nachdem das Lochmuster durch ein
fotografisches Verfahren auf der Platte aufgebracht ist.
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Vorzugsweise werden die Durchlaßöffnungen als schmale lange Schlitze
mit einer sehr geringen Schlitzbreite ausgebildet. Dadurch ist die Herstellung der
Mehrlochplatte noch einfacher.
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Zur besseren Lichtausnützung weisen die Durchlaßöffnungen vorzugsweise
eine konisch zulaufende Seitenwand auf.
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In die Durchlaßöffnungen können kleine Linsen eingebettet sein, so
daß man die Filmplatte von der Lochplatte in einem gewissen Abstand anbringen kann,
der von der Brennweite der benutzten Linsen abhängt. Durch das Anordnen einer weiteren
Linse zwischen der Mehrlochplatte und der lichtempfindlichen Platte kann die Größe
der Bildfläche verändert werden.
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An Stelle der Fotoplatte kann man auch die Lochplatte zur Bewegung
des Bildelementes verschieben. Dadurch vereinfacht sich zum einen der Antrieb, und
zum anderen kann die Fotoplatte leichter aus dem Gerät herausgenommen werden.
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Bei Zeitdehnaufnahmen ist es oft wünschenswert, die Filmplatte als
.endloses Band auszubilden, so daß man mit der Aufnahme bei jeder beliebigen Plattenstellung
beginnen kann. Zu diesem Zweck kann die Filmplatte als Kreisscheibe oder Zylinder
ausgebildet werden. Bei Benutzung einer Kreisscheibe werden die Bildelemente vorzugsweise
entsprechend einem Polarkoordinatensystem angeordnet. Bei einer zylindrischeu Filmplatte
ist es notwendig, die Lochplatte c leicht gekrümmt innerhalb des Brennpunktbereichs
der Aufnahmelinse anzubringen. Zur Bildwiedergabe kann dieselbe Linse benutzt werden,
wobei allerdings die Lichtstrahlenrichtung umgekehrt werden muß. Wenn man daher
einen Kondensor und eine Lichtquelle auf der Rückseite der lichtempfindlichen Platte
einer Kamera anordnet, dann kann man dieses Gerät als Projektionsapparat verwenden.
Wenn man das Bild, ohne es zu projizieren, betrachten will, ist es notwendig, die
Mehrlochplatte und die Filmplatte umzudrehen. Die Projizierung des aufgenommenen
Bildes ist daher vorteilhaft.
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Zum Erzielen dieser Eigenschaften ist die lichtempfindliche Platte
vorzugsweise als kreisförmige Scheibe oder als Zylinder ausgebildet und wird von
dem Antrieb angetrieben. Ferner sind die winzigen Löcher oder Schlitze in der Mehrlochplatte
entsprechend einem Polarkoordinatensystem angeordnet.
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Bei der Projektion kann eine entwickelte lichtempfindliche Platte
zwischen einer Lichtquelle und dem Bildaufteiler angeordnet sein und das durch den
Bildaufteiler hindurchgegangene Licht mittels einer Projektionslinse projiziert
werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen an Hand von Zeichnungen
beschrieben werden.
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F i g. 1 zeigt zu einem gewissen Zeitpunkt ein Biidelementmuster auf
einer lichtempfindlichen Platte für kontinuierliche Fotografien; F i g. 2 zeigt
stark vergrößert die Bildelemente und die von ihnen beschriebenen Wege während einer
kontinuierlichen Aufnahme; F i g. 3 ist ein Schnitt durch eine Kamera nach der Erfindung
zum Herstellen kontinuierlicher Fotografien; F i g. 4 zeigt stark vergrößert die
Lage von Löchern in einer Mehrlochplatte, die in der Kamera nach der F i g. 3 verwendet
wird; F i g. 5 ist eine schematische Seitenansicht eines Projektionsgerätes nach
der Erfindung zum Wiedergeben kontinuierlicher Fotografien; F i g. 6 ist ein Schnitt
durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer Kamera nach der Erfindung; F i g. 7
zeigt im linken Teil einen stark vergrößerten Schnitt und im rechten Teil eine dazu
senkrechte Ansicht eines Loches in der Lochplatte; F i g. 8 und 9 zeigen ähnliche
Ansichten wie F i g. 7 für andere Lochformen in der Lochplatte; F i g. 10 zeigt
eine Kamera zum Aufnehmen kontinuierlicher Bilder, bei der die lichtempfindliche
Platte als rotierende Scheibe ausgebildet ist; F i g. 11 zeigt eine andere Anordnung
der Bildelemente.
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Ein mit der Vorrichtung der Erfindung aufgenommenes Bild ist aus Bildelementen
zusammengesetzt, die ,alle eine winzige Fläche haben und über die gesamte Bildfläche
mit einer Dichte verteilt sind, die, wie das vergrößerte Modell der F i g. 1 zeigt,
zwischen einigen Elementen bis zu einigen zehn Elementen pro Quadratmillimeter schwankt.
Diese Bildelemente sind derart angeordnet, daß sich ihre Bahnen selbst dann, wenn
das gesamte aus diesen Bildelementen bestehende Bild in einer Richtung bewegt wird,
nicht gegenseitig überlappen oder überlagern.
Gemäß der F i g. 1
wird ein einzelnes fotografisches Bild aus den Bildelementen All zusammengesetzt,
d. h. aus den Bildelementen A11,A12,A13 *,,»**«,**,* ....... Aln; A#,
1, Az" A" 3 ...... . . . . . . . . . . . . . . Azn
;
A31,A32,A33 ********,**, ....... A3 n;
Ami3 A,@, Am3
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . An,.
Wenn die Bildelemente in Abhängigkeit
von der Zeit nach rechts bewegt werden und derart angeordnet sind, wie es in noch
größerem Maßstab in F i g. 2 gezeigt ist, dann überlappen sich die Bahnen der Bildelemente
nicht gegenseitig, sondern fahren nur parallelliegenden Linien nach, deren Anzahl
gleich in - n ist.
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Da auf diesen parallelen Linien die Hell-Dunkel-Änderungen der zugeordneten
Bildelemente mit der Zeit aufgezeichnet werden, wenn man die Bildelemente in t Sekunden
um 1 mm bewegt, bilden die am resultierenden Ort erhaltenen Bildelemente Cii -ein
fotografisches Bild, das sich t Sekunden nach demjenigen Bild ergibt, das von den
Bildelementen All
gebildet ist. Entsprechend bilden die ,an irgendeinem dazwischenliegenden
Ort A l liegenden Bildelemente ein Bild, das A t Sekunden nach dem
von den Bildelementen All gebildeten Bild entstanden ist. Die Menge aller
dieser Gruppen von Bildelementen ergeben daher :ein vollständig zeitkontinuierliches
fotografisches Bild.
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Es sei angenommen, daß jedes Bildelement ein Kreis mit einem Durchmesser
von 1/1a5 mm ist und ,laß die Gesamtauflösung P = 2,5 Linien pro Millimeter beträgt,
was etwa einer Zeitungsfotografie entspricht. Mit diesen Werten erhält man unter
der Bedingung, daß sich die Bahnen der Bildelemente A11, A12.3 A13
. . . Alrl nicht gegenseitig überlappen, auch wenn die Bildelemente endlos
bewegt werden, die folgenden Beziehungen für n und die Bildbreite
L
von links nach rechts (pro Blatt):
Dabei ist d der Durchmesser jedes Bildelementes. Wenn man eine vertikale Höhe H
eines Bildes von 30 mm annimmt, dann erhält man eine kontinuierliche Fotografie
von etwa der gleichen Größe wie der eines Zeitungsbildes. Wenn die Bewegungsstrecke
kurz ist, dann kann man die Bildbreite L dadurch vergrößern, daß man das Muster
der Bildelemente ändert.
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Die beschriebenen Bildelemente kann man mit Hilfe einer erfindungsgemäßen
Kamera erhalten, von der ein Ausführungsbeispiel in der F i g. 3 dargestellt ist.
Bei dieser Kamera tritt das von einem (nicht gezeigten) Gegenstand stammende Licht
durch eine Optik 1, eine Blende 2 und einen Verschluß 3 ein. Auf der Oberfläche
4 a einer Lochplatte 4 bildet das Licht ein Bild und belichtet dann, nachdem es
durch winzige Öffnungen oder Löcher 5 getreten und dadurch in Lichtelemente aufgeteilt
ist, eine lichtempfindliche Platte 6.
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Die lichtempfindliche Platte 6 ist von einer Halterung 7 getragen,
die mittels einer Vorschubspindel 10, die durch Zahnräder 9 von einem Motor 8 angetrieben
wird, mit einer Geschwindigkeit von V mm/sec in die Richtung des in F i g. 3 gezeigten
Pfeils bewegt wird.
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Wie es in der F i g. 4 stark vergrößert gezeigt ist, haben die kleinen
Löcher 5 der Lochplatte 4 eine solche Größe und sind derart angeordnet, daß sie
die oben beschriebenen Bildelemente Ai; nachbilden.
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Wenn daher .die lichtempfindliche Platte 6 zusammen mit der Halterung
7 bewegt wird, und zwar über eine Strecke von l mm über einen Zeitraum von t Sekunden
wobei der Verschluß 3 offengehalten wird, damit das vom Gegenstand kommende Licht
in beschriebener Art und Weise die lichtempfindliche Platte erreichen kann, dann
werden die erwähnten WegeAiJ-Bil Cil der Bildelemente kontinuierlich auf der lichtempfindlichen
Platte 6 aufgezeichnet. Wenn hierbei die Bewegungsstrecke l kurz ist, dann kann
die gleiche Wirkung auch dadurch erzielt werden, daß man an Stelle der lichtempfindlichen
Platte 6 die Lochplatte 4 in die entgegengesetzt zum Pfeil liegende Richtung bewegt.
In diesem Fall ist die Bewegungsstrecke kurz, und die lichtempfindliche Platte kann
feststehend .angeordnet sein, wodurch die gesamte Anordnung vereinfacht und in einem
kleinen Kameragehäuse untergebracht werden kann.
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Wenn man die lichtempfindliche Platte 6 nun mit Umkehrung entwickelt
und durch sie und eine mit der Lochplatte 4 identische Lochplatte Licht auf einen
Bildschirm 14 projiziert, der in der F i g. 5 gezeigt ist, dann kann man die kontinuierlich
zu jedem Zeitpunkt aufgezeichneten fotografischen Bilder wiedergeben.
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Ein Beispiel eines .derartigen Projektionsapparates ist schematisch
in der F i .g. 5 gezeigt. Er enthält eine Lichtquelle 13, eine Kondensorlinse 12,
die unmittelbar im Lichtweg hinter der belichteten und entwickelten lichtempfindlichen
Platte 6 liegende Lochplatte 4, eine Optik 11 und den Bildschirm 14.
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Um beim Betrieb Unregelmäßigkeiten des Lichts auf dem Bildschirm 14
auf ein Minimum zu reduzieren, wird der Brennpunkt vorzugsweise .an einen Ort 14a
verlegt, so daß die Wirkung einer Bildfeldmaske (Vignette-Effekt) für das projizierte
Bild entsteht.
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Bewegt man nun die belichtete und entwickelte Platte 6 mit der Geschwindigkeit
von V mm/sec in Pfeilrichtung, dann erhält man Filmbilder (Kinematografien), die
völlig frei von Flimmererscheinungen sind, die sonst durch den Abstand der einzelnen
Bilder voneinander verursacht werden. Das dazu verwendete Projektionsgerät ist mit
dem Aufnahmegerät (F i g. 3) bis auf die zusätzliche Lichtquelle identisch, so daß
man sowohl zur Aufnahme als auch zur Wiedergabe dasselbe Gerät verwenden kann. Dies
geht auch aus einem Vergleich zwischen den F i g. 3 und 5 hervor.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel für eine Kamera ist in der F i g.
6 gezeigt. Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 3 bildet das
Licht eines (nicht gezeigten) Gegenstandes auf einer lichtempfindlichen Platte 6
ein Bild, nachdem es durch winzige Löcher 5 in einer Lochplatte 4, eine Optik 15
und eine Blende 16 hindurchgegangen ist.
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Ein besonderes Merkmal dieser Kamera besteht darin, daß die Bildgröße
verkleinert oder vergrößert werden kann, indem man das Verhältnis des Abstandes
a zwischen der Lochplatte 4 und der Optik 15 zum Abstand b zwischen der Optik 15
und der lichtempfindlichen
Platte 6, d. h. das Verhältnis
a : b verändert. Außerdem kann man die Lichtempfindlichkeit einstellen, die
Bildschärfe verbessern und andere Einstellungen vornehmen. Ferner kann die Berührung
zwischen der Oberfläche der lichtempfindlichen Platte 6 und der Lochplatte 4 vermieden
werden.
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Ein anderes Merkmal dieser Kamera besteht darin, daß an der Halterung
7 für die lichtempfindliche Platte 6 eine Zahnstange 17 befestigt ist, die mittels
eines Ritzels 18, das an einer von einem Motor angetriebenen Welle 19 befestigt
ist, hin- und herbewegt wird. Hierdurch kann die Geschwindigkeit V der lichtempfindlichen
Platte leicht auf einen hohen Wert gebracht werden, so daß diese Kamera besonders
vorteilhaft für Hochgeschwindigkeitsaufnahmen ist.
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Beim Herstellen kontinuierlicher Fotografien mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung entspricht bei einem Durchmesser der Bildelemente von 1/12s mm eine
Strecke von 1/12s mm einem Filmvorschub von einem Bild bei der normalen Kinematografie.
Eine übliche Filmaufnahme von 10 Minuten Dauer bei einem Filmvorschub von 16 Bildern
pro Sekunde kann daher ohne Flimmern verdoppelt werden, indem man bei Verwendung
der erfindungsgemäßen. Vorrichtung die lichtempfindliche Platte 6 um nur 80 mm bewegt.
Bewegt man ferner die lichtempfindliche Platte 6 mit einer Geschwindigkeit von 800
mm/ sec, dann entspricht das einer Hochgeschwindigkeitsaufnahme von 100 000 Bildern
pro Sekunde nach den gewöhnlichen fotografischen Verfahren.
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Die lichtempfindliche Platte 6 ist nicht auf eine rechteckige Form
beschränkt. Beispielsweise kann das lichtempfindliche Medium als rotierbare Scheibe
26 ausgebildet sein, die in der F i g. 10 gezeigt ist. Die Scheibe 26 wird mittels
eines Motors 22 gedreht. Man kann auch einen Teil einer rotierbaren Zylinderfläche
(nicht gezeigt) als lichtempfindliche Platte innerhalb der Tiefenschärfegrenzen
des Brennpunktes verwenden. In jedem Fall kann die Vorschubgeschwindigkeit des lichtempfindlichen
Mediums auf einen hohen Wert gesteigert werden. Bei Verwendung einer rotierbaren
Scheibe ist es jedoch notwendig, den winzigen Löchern 5 der Lochplatte geeignete
Polarkoordinaten zu geben, da die von den Bildelementen zurückgelegten Wege Kreise
sind.
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Wenn die rotierbare Scheibe 26 einen Durchmesser von 200 mm aufweist
und mit einer Drehzahl von 10 000 UpM gedreht wird, dann entspricht die Fotografiergeschwindigkeit
bei Ausnutzung des an der Peripherie gelegenen Teils der Scheibe für die Bilder
; einer Bildgeschwindigkeit von 10 000 000 Bildern pro Sekunde bei Anwendung der
üblichen fotografischen Verfahren.
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Ausführungsbeispiele für die winzigen Löcher 5 in der Lochplatte 4
sind in den F i g. 7 bis 9 gezeigt. Im Gegensatz zu einem geraden Durchgang mit
konstantem Durchmesser d nach der F i g. 7 sind die Löcher in den Ausführungsbeispielen
nach den F i g. 8 und 9 abgeschrägt und haben an der dem Lichteinfall zugewandten
Seite einen größeren Durchmesser. Demzufolge wird bei dem Ausführungsbeispiel nach
der F i g. 8 eine Lichtmenge ausgenutzt, die .auch reflektiertes Licht enthält und
etwa neunmal so groß wie bei Verwendung gerader Durchgänge ist. Bei Verwendung der
in der F i g. 9 gezeigten Löcher wird auch zweifach reflektiertes Licht benutzt,
so daß die Gesamtlichtmenge etwa gleich dem 25fachen der Lichtmenge bei Verwendung
gerader Durchgänge ist. Daher kann man mit den in der F i g. 9 gezeigten Löchern
auch bei Berücksichtigung des Wirkungsgrades der Reflexion eine Lichtempfindlichkeit
erhalten, die etwa gleich dem 15fachen der Lichtempfindlichkeit bei Verwendung gerader
Durchgänge gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 7 ist.
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Die notwendigen Bedingungen für die Bildelemente sind die, daß sie
alle eine winzige Fläche haben und daß sich ihre Wege nicht gegenseitig überlappen.
Sie können also auch linienförmig sein, wie es durch die Linien 23 der F i g. 11
angedeutet ist. Aus diesem Grund muß der Verteiler (die Lochplatte) zum Herstellen
von Bildelementen in Form von Punkten oder Linien nicht immer eine Lochplatte sein,
sondern kann flus vielen winzigen Linsen 21 bestehen, die in der F i g. 10 gezeigt
sind und die alle mindestens einen Oberflächenabschnitt aufweisen, der ein Teil
einer Kugelfläche ist. Es eignen sich auch winzige Linsen mit einer anderen, z.
B. teilweise zylindrischen Gestalt. Wie man aus F i g. 10 sieht, ist in diesem Fall
die lichtempfindliche Oberfläche der lichtempfindlichen Platte 26 in der Brennpunktebene
der winzigen Linsen der Mehrlochplatte 21 angeordnet, so daß man eine Berührung
zwischen der lichtempfindlichen Platte 26 und der Lochplatte 21 vermeiden kann.
Eine derartige Anordnung ist insbesondere für hohe Filmvorschubgeschwindigkeiten
vorteilhaft.
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Die beschriebene Vorrichtung zum kontinuierlichen Fotografieren führt
nicht nur auf wirklich kontinuierliche fotografische Aufzeichnungen, sondern bietet
auch eine Anzahl weiterer Vorteile. Beispielsweise lassen sich durch diese Vorrichtung
die Kameras und Projektionsapparate vereinfachen, die lichtempfindlichen Platten
verkleinern, die Hochgeschwindigkeitsfotografie erleichtern und die Lichtempfindlichkeit
steigern.