DE1797269A1 - Relief-Kamera - Google Patents

Description

DR.-ING.VON KREISLER DR.-ING. SCHONWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DlPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 4. September 1968

Anmelder: Harry S. Jones, 50 Navesink, Monmouth Beach, New Jersey

U.S.A.

Relief-Kamera

Gegenstand der Erfindung ist kurz zusammengefaßt das Folgende: Das dreidimensionale Bild, das durch eine Momentaufnahme unter Verwendung einer Objektivlinse mit erheblicher waagerechter öffnungsweite auf ein einzelnes Blatt aus lichtempfindlichem Film aufgezeichnet ist, welches unter einer einzelnen Reihe senkrecht ausgerichteter zylindrischer Linsen angeordnet ist, ist abnormal oder pseudoskopisch, wenn man es nach der Entwicklung durch eine gleiche einzelne Reihe zylindrischer Linsen betrachtet. Es werden verschiedene, nebeneinander anwendbare optische Mittel zur Verwendung in der Kamera anstelle der üblichen einzelnen Reihe zylindrischer Linsen beschrieben, die das abnormale dreidimensionale Bild in ein normales oder wirklich stereoskopisches Bild umwandeln, wenn der entwickelte Film durch eine einfache einzelne Reihe zylindrischer Linsen betrachtet wird.

Die Verwendung einer einzelnen Linse unter Benutzung einer Blendenöffnung in Form eines waagerechten Schlitzes und eines senkrecht arbeitenden Rollverschlusses an der Schlitzöffnung zur Erlangung einer dreidimensionalen Momentaufnahme ist beispielsweise im USA-Patent 1.882.424 beschrieben. Zur Erlangung des dreidimensionalen Bildes wird eine Reihe senkrecht ausgerichteter Oitterstäbe oder zylindrischer Linsen zwischen der Kameralinse und dem lichtempfindlichen Film angeordnet. Das unter

' - 2 10983 2/0832

Verwendung dieser sehr einfachen und daher erwünschten Kameraart erlangte dreidimensionale Bild ist jedoch abnormal, wenn man nach' der Entwicklung des Films zur Betrachtung des Reliefbildes die gleiche Art von zylindrischem Linsensystem benutzt. Wenn beispielsweise auf dem dreidimensionalen Bild eine Person einen Gegenstand hält, so scheint diese Person den Gegenstand zum Betrachter hin zu bewegen, wenn der Betrachter seinen Kopf zur einen oder anderen Seite hin bewegt. Der Gegenstand scheint daher dem Betrachter zu folgen, wenn dieser sich bewegt. Dies widerspricht natürlich der normalen Erfahrung und ist das Gegenteil dessen, was man von einer dreidimensionalen Fotografie fordert.

Trotz dieser Erscheinung, daß nämlich der nach vorne gehaltene Gegenstand dem Betrachter zu folgen scheint, scheinen die Betrachter derartiger "pseudo-dreidimensionaler" Bilder durch gedankliche Kompensation die im Vordergrund und die im Hintergrund befindlichen Gegenstände in ihrer richtigen Stellung zu "sehen", bis man sie zu einer kritischen Betrachtung des Bildes auffordert. Dies scheint ein psycho-physiologisches Charakteristikum zu sein, das bisher noch nicht veröffentlicht worden ist.

Wenn man eine einfache Momentaufnahmen-Kamera der oben beschriebenen Art benutzen will, um eine normale Relief-Fotografie zu erhalten, stehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten zur Verfügung. Eine der Möglichkeiten besteht darin, daß man das Relief in der Kamera während der Belichtung von der abnormalen in die normale Form umkehrt, was im USA-Patent 3.301.154 und in der «SA-Patentanmeldung, Serial No. 649.308 vom 27. Juni 1967 sowie auch hier offenbart ist. Die andere Möglichkeit besteht darin, daß man diese Umkehrung nach der Belichtung und Entwicklung der dreidimensionalen Fotografie vornimmt, was in den USA-Patentanmeldungen Serial Nos. 649.312, 649.306 und 649.311 vom 27. Juni 1967 beschrieben ist.

Eine Analyse der abnormalen und der normalen Relief-Fotografien hat ergeben, daß man zur Umwandlung einer abnormalen Fotografie

109832/08?? - 5 -

in eine normale Relief-Fotografie nur die Folge der unter jedem zylindrischen Linsenelement der Linsenreihe am Film aufgezeichneten Reliefdaten umkehren muß. Keine Umkehrung des Gesamtformates durch irgend ein herkömmliches Mittel erreicht dies. Nur die Einzelbehandlung dieser einzelnen Datengruppen gegenüber dem Gesamtformat erzeugt die gewünschte Art der Umkehrung.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist also die Schaffung neuer Mittel zur Umkehrung jedes einzelnen Datenstreifens unter jeder Linsenbildung innerhalb der Kamera ohne Umkehrung des Formates des ganzen Bildes.

Andere und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung ergeben ™ sich aus der weiteren Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen.

In Übereinstimmung mit diesen und zur Lösung dieser Aufgaben beruht ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung auf den verschiedenen, im folgenden ausführlich beschriebenen Mitteln zur Umkehrung des Datenstreifens ohne Umkehrung des Gesamtformates des Bildes.

Das Verständnis der vorliegenden Erfindung wird durch Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erleichtert, in denen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer dreidimensionalen Kameraanordnung bekannter Art zeigt.

Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung einen senkrechten Schnitt durch die bekannte Konstruktion.

Fig. 3 bis 16 zeigen in vergrößerter Darstellung senkrechte Schnitte von innerhalb der Kamera anzuordnenden Umwandlern gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 17 zeigt in einer der Fig. 1 ähnlichen Darstellung ein Umwandlungssystem gemäß der Erfindung und

109837/Π832 - ⁴ ~

Pig. l8 zeigt eine schematische Darstellung einer lichtempfindlichen Platte zur Verwendung im System gemäß Fig. 17·

In den Zeichnungen sind alle zylindrischen Linsen oder Linsenbildungen im Vergleich zu den Übrigen Teilen der abgebildeten Systeme stark vergrößert dargestellt, um ihre Konstruktion und Punktion deutlicher zu zeigen.

Es werden hier zwar nur zylindrische Linsen beschrieben, für den Fachmann ist es jedoch selbstverständlioh, daß man auch sphärische Linsen verwenden kann, wenn man vielaohsige stereoskopische Effekte erzielen will, d.h. ein sowohl waagerechtes als auch senkrechtes ReLief.

In Fig. 1 ist eine Aus ftihrungs form einer Relief-Kamera dargestellt. Ein dreidimensionales Objekt 2 wird von einer Linse 1 auf einer transparenten, zylindrischen Linsenplatte 6 abgebildet, die Linsenbildungen 7 aufweist, welche eine Oberfläche derselben bilden. Jede der Linsenbildungen 7 erzeugt ein Bild der öffnung der Linse 1, die zu optischen Zwecken als gegenüber den kleinen Linsenelementen 7 im Unendlichen liegend betrachtet werden kann. Die andere Oberfläche 8 der Platte 6 ist in unmittelbarer Nähe der Emulsion 4 auf einer Unterlage 5 irgend eines herkömmlichen, lichtempfindlichen Mediums 3 angeordnet. Ein Strahl R von einem Punkt R¹ des Objektes 2 wird auf dem lichtempfindlichen Medium 3 an einem Punkt r abgebildet, während ein Strahl L von einem Punkt L¹ an einem Punkt 1 auf dem lichtempfindlichen Medium 3 abgebildet wird. Die Strahlen R und L stellen eine mit dem rechten Auge E-. und eine mit dem linken Auge Et aufgenommene Ansicht des Objektes 2 dar. Die Wörter "rechts" und "links" beziehen sich sowohl auf das Objekt als auch auf das Gesamtbildformat, das über die Linsenbildungen 7 auf dem lichtempfindlichen Medium 3 abgebildet wird. Die fotografische Belichtung erfolgt selbstverständlioh mittels eines (nicht dargestellten) senkrecht arbeitenden, einen waagerechten Schlitz aufweisenden Verschlusses, der in unmittelbarer Nähe einer (desgleichen nicht dargestellten) aus einem waagerechten Schlitz

109832/0832 . s -

bestehenden Blendenöffnung arbeitet. Die Linse 1 kann in der Praxis von herkömmlicher Bauart sein und aus zwei Elementen bestehen, die beispielsweise beiderseits des Verschlusses und der Blende angeordnet sind, wobei diese in Fachkreisen bekannt sind.

Nach der Belichtung und Entwicklung des lichtempfindlichen Mediums j5 ist auf diesem ein exaktes, aufrechtes seitenrichtiges dreidimensionales Bild des Gegenstandes 2 abgebildet, wenn eine Linsenplatte 6 oder eine ähnliche, herkömmliche Linsenplatte mit im wesentlichen der gleichen Anzahl von Linsenbildungen pro Längeneinheit in unmittelbarer Nähe an der Unterlage 5 des lichtempfindlichen Mediums 3 angeordnet wird; wenn der Film richtig ausgerichtet ist, kann er entweder als von der Rückseite beleuchtetes Durchsichtbild oder auch mit Beleuchtung von vorne durch Linsenbildungen 7 betrachtet werden, wenn ein Abzug des belichteten, lichtempfindlichen Mediums 3 benutzt wire.

Das Relief-Bild erscheint dem beide Augen benutzenden Betrachter deutlich dreidimensional, es ist jedoch, wie oben erwähnt wurde, abnormal oder pseudoskopisch und nicht etwa normal oder stereoskopisch. Dieses abnormale Relief steht insofern im Gegensatz zu einem in der wirklichen Welt beobachteten Bild, als das Gesicht und die Augen eines Subjektes dem Betrachter zu folgen scheinen und sich nicht von ihm abwenden, wenn der Betrachter seinen Kopf zur einen oder zur anderen Seite der Relief-Fotografie hin bewegt. Man hat festgestellt, daß alle Betrachter glauben, die Relief-Fotografie zeige ein normales Relief-Bild, wenn der Betrachter seinen Kopf nicht zur einen oder anderen Seite hin bewegt oder die Relief-Fotografie um eine senkrechte Achse gedreht wird.

Die oben beschriebene Abnormalität folgt aus der Tatsache, daß, während das vom Betrachter beobachtete Gesamtbild seitenrichtig ist, das Format der Einzeldaten unter jeder Linsenbildung eine genaue Umkehrung derjenigen Daten ist, die zur Abbildung einer wirklichen und nicht einer pseudoskopischen dreidimensionalen Darstellung erforderlich sind. Mit anderen Worten, während die

10983?/(1832 "⁶"

Gesamtwirkung des Gesamtbildes richtig ist und richtig gesehen wird, sehen die Augen des Betrachters umgekehrte Daten durch jede einzelne Linsenbildung.

Es ist daher offenbar notwendig, die jeder einzelnen Linsenbildung zugeordneten Daten umzuwandeln, während die Gesamtdaten vom Betrachtungspunkt von rechts nach links beibehalten werden.

Die Umkehrung und Korrektur der Stellung jedes Datenstreifens unter jeder Linsenbildung kann man durch Behandlung des belichteten Films erreichen. Die vorliegende Erfindung betrifft jedoch Mittel zur Bewirkung der Datenstreifenumkehr ohne Umkehrung des Gesamtdatenformates vor der Erzeugung des Bildes auf dem lichtempfindlichen Film.

Das in Fig. 2 dargsteilte Datenstreifenumkehrsystem gleicht dem im USA-Patent 3.201.15^ beschriebenen System.

Bei diesem System sind identische Linsenplatten 9, 9a und 9b mit ihren Linsenelementen koaxial zur Elementachse x-x angeordnet. Eine erste Linsenplatte 9b ist mit ihrer flachen Oberfläche .17 am lichtempfindlichen Medium 3 auf die gleiche Weise wie die ähnliche Platte 6 in Fig. 1 angeordnet. Ihre Linsenbildungen aufweisenden Oberflächen 10b berühren die Oberflächen 10a einer zweiten Linsenplatte 9a, während die flache Oberfläche 17a der zweiten Linsenplatte 9a eine flache Oberfläche 17 einer dritten oder obersten Linsenplatte 9 berührt. Die gestrichelten Linien in dieser und anderen ähnlichen Figuren geben die Grenzen einer Linsenbildungsbreite auf jeder Plattenanordnung an. Ein Strahl L, der den Strahl L in Fig. 1 entspricht, wird von der obersten Linsenplatte 9 im Punkt 1 auf der Ebene 16 zwischen den flachen Oberflächen 17 und 17a scharf eingestellt. Die Strahlen L₁ und Lp geben die Grenzen dieser Strahlenbündel an, die in ein Linsenelement 1On eintreten. Infolge der Wirkung gleicher, anliegender Linsenelemente 10m und 10p der ersten und zweiten Linsenplatte 9b und 9a wird der Bildpunkt 1 im Punkt 1 auf dem lichtempfindlichen Medium 3 an der Kante der benachbarten Linsensäule

10983?/Π832

abgebildet. Ein Strahl L-*, der die Achse x-x unter einem kleineren Winkel schneidet, wird jedoch an einem Punkt I^ innerhalb der die Achse x-x enthaltenden Linsensäule abgebildet.

Wenn alle den Punkten r und 1 entsprechenden Strahlen gezeichnet werden, findet man, daß nur die nahe an der Achse x-x liegenden Strahlen auf das lichtempfindliche Medium j5 innerhalb der Linsensäule um die Achse x-x auftreffen. Weiter von der Achse x-x liegende Strahlen fallen in die übernächste oder an zweiter Stelle benachbarte Linsensäule. Die Relief-Daten werden jedoch sowohl in der Säule um die Achse x-x als auch in der an zweiter Stelle benachbarten Säule im Vergleich zur Reihenfolge zwischen r und 1 in ihrer Reihenfolge umgekehrt.

Die Umkehrung der von der dritten Linsenplatte 9 gelieferten Relief-Daten wird zwar von der ersten und zweiten Linsenplatte 9a und 9b bewirkt, es liegt jedoch auf der Hand, daß die Relief-Daten in das an zweiter Stelle benachbarte Linsenelement abgelenkt werden, wenn der Winkel B auf etwa ein Drittel der Größe des Grenzstrahlenwinkels A vergrößert wird. Dieser Zustand ist analog der "Diaphonie" in einem Nachrichtensystem. Während diese optische "Diaphonie" die Erlangung eines richtigen und normalen Relief-Bildes nicht verhindert, verursacht diese "Diaphonie" eine geringe seitliche Verschiebung des Bilddetails, wenn der Betrachter sich seitlich bewegt, während er das dreidimensionale Bild betrachtet. Der Gesamteffekt dieser Tatsache besteht darin, daß der Betrachtungswinkel, innerhalb dessen ein annehmbares dreidimensionales Bild zu sehen ist, auf einen Bruchteil des beim System gemäß Pig. I verfügbaren Betrachtungswinkels begrenzt wird. Da selbst zur Annäherung an den mittleren menschlichen Augenabstand eine große Objektivlinse 1 erforderlich ist, verringert die obige Blickwinkelbegrenzung die nützliche Basis der Linse 1 auf einen entsprechenden Bruchteil der Gesamtbreite der Linse 1. Wenn zur Überwindung dieser Begrenzung eine größere Linse 1 verwendet wird, wird auch die Kamera größer, schwerer und teuerer, was offenbar nachteilig ist.

- 8 109837/0832

Aus Fig. 3 erkennt man, daß die obige Begrenzung verringert oder ganz vermieden werden kann, wenn man eine dicke erste Linsenplatte 11 am Film 3 verwendet, deren Linsenbildungen 12 eine größere Brennweite als die zweite und dritte Linsenplatte 9 und 9a haben. Bei dieser Art von Relief-Datenwandlern bedecken die korrigierten Daten zwischen 1 und r die ganze Breite der senk-

C W

rechten Linsensäule zwischen den gestrichelten Linien b. Bei diesem verbesserten System können die zweite und die dritte Linsenplatte 9 und 9a gemäß Fig. 2 identisch sein oder auch verschiedene Linsenradien und/oder Dioken haben. Zweckmäßig ist die erste Linsenplatte IL dicker als die zweite und die dritte Linsenplatte, und zwar vorzugsweise etwa doppelt so dick wie diese.

Wenn man die Dicke des in Fig. 3 von den drei Linsenplatten gebildeten Stapels oder Paketes verringern will, kann man das in Fig. 4 dargestellte System anwenden, um auf der ganzen Breite der Linsen Io gleichzeitig korrigierte Relief-Daten auf dem lichtempfindlichen Medium 3 zu erhalten. Bei dieser Art von Wandler wirken die Linsen 14 und 15 zusammen, um die Relief-Daten zwischen den Punkten r und 1 in der Brennebene 16 an Punkten 1 und r auf dem lichtempfindlichen Medium 3 scharf einzu-

C C

stellen. Um dies zu erreichen, sind die Linsenplatten IJ und 18 dünner als die Linsenplatte 9 ausgebildet und die Linsenplatte 13 ist dünner als die Linsenplatte 18 ausgebildet. Wenn jedoch ^ die Gesamtdicke des Linsenplattenstapels nicht begrenzt sein muß, können die Platten 13 und 18 irgend eine beliebige Dicke haben, vorausgesetzt, daß ihr Dickenverhältnis so gewählt ist, daß eine Vergrößerung der Linie rl auf die Breite der Linie 1 r

gleich dem Abstand zwischen den gestrichelten Linien vorgesehen wird. Die Radien der Linsen 14 und 15 müssen auch so gewählt werden, daß die Linie rl auf der Linie 1 r auf dem lichtempfind-

C O

liehen Medium 3 abgebildet wird. Das Verhältnis der Radien der Linse 14 zu der Linse 15 ist beispielsweise im wesentlichen gleich dem Verhältnis der Dicke der Linsenplatte 13 zur Dicke der Linsenplatte 18.

Wenn man das System weiter vereinfachen und verbessern will,

10 983? /71832 - 9 -

kann man die Linsenplatte 18 (in Fig. 4) weglassen, was in Fig. 5 dargestellt ist. Irgend ein herkömmliches, unabhängiges äußeres Mittel (das nicht dargestellt ist) kann man benutzen, um den Abstand d zwischen dem lichtempfindlichen Medium 3 und der Linsenplatte Ij5 vorzusehen, so daß das vergrößerte Bild der Linie rl auf der Linie Ir auf dem lichtempfindlichen Me-

C C

dium 3 gleich der Darstellung in Fig. 4 erzeugt wird. Die Linsenelemente 14a auf der Linsenplatte Γ5 müssen jedoch eine Krümmung haben, die ausreicht, um zu bewirken, daß die Linie rl auf der Linie Ir abgebildet wird. Ein weiterer Vorteil des in Fig. 5 dargestellten Systems besteht darin, daß das lichtempfindliche Medium 3 die Linsenelemente oder Linsenplatten nicht berührt und folglich ein möglicher Verschleiß sowohl des Films als auch der Linsen und der Linsenplatten vermieden wird.

Wenn man einen festen Abstand zwischen dem lichtempfindlichen Medium j? und der Linsenplatte 13> mit Sicherheit vorsehen will, kann man gemäß der Darstellung in Fig. 6 eine flache Glas- oder Kunststoffplatte 20 mit ebenen Oberflächen 21 und 22 anwenden, um diesen Abstand zu erhalten. Bei dieser Ausführungsform des Wandlers muß die Krümmung der Linsenelemenüe 14b der Linsenplatte 13 ausreichen, um zu bewirken, daß die Linie rl bei der richtigen Länge (d.h. der BasLte des Elementes 10) auf der Linie 1 r abgebildet wird.

In den Figuren 7, 8, 9, 10, 11 und 12 sind verschiedene Wandlersysteme dargestellt, bei denen der Abstand zwischen den Linsenelementen 10 und der Brennebene l6, zwischen der Brennebene 16 und den Elementen 14c, I4d, l4e, l4f, 14g oder 14h und zwischen den Elementen 14c, I4d, l4e, I4f, 14g oder 14h und der Filmebene etwa gleich ist. Bei diesen Systemen ist der Abstand zwischen r und 1 und zwischen 1 und r im wesentlichen der gleiche.

Die in den Fig. 7 und 8 dargestellten Systeme entsprechen den in den Fig. 5 bzw. 6 dargestellten Systemen insofern, als die erste Linsenplatte (l8 in Fig. 4) vermieden wird. Das in Fig. 9 dargestellte System gleicht dem in Fig. 8 dargestellten System.

109837/083?

- Io -

- Io -

nur daß anstelle der Abstandsplatte 23 (die der Platte 20 in Fig. 6 gleicht) die zusammengesetzte Abstands- und Linsen-Filmanordnung 40 verwendet wird. Die in Fig. 9 dargestellte Anordnung 40 besteht aus einer·lichtempfindlichen Emulsion 45, die an der flachen Oberfläche 46 eines Linsen-Elementes 44 befestigt ist, über dem ein transparentes Element 41 mit einer flachen Oberfläche 42 in inniger Berührung mit den Linsenoberflächen 4j5 des Elementes 44 angeordnet ist. Das Element 41 kann aus transparentem Werkstoff hergestellt sein, der sich auflöst, wenn die Emulsion 45 nach der Belichtung entwickelt wird, oder aus einem Werkstoff, der vor oder nach der Entwicklung der Emulsion 45 von den Bildbetrachtungslinsenbildungen 43 abgezogen werden karr», wie es in der USA-Patentanmeldung, Serial No. 649.309 beschrieben ist. Ein Vorteil der Anordnung 40 besteht darin, daß sie, falls dies erwünscht ist, ausreichend flexibel sein kann, um in Form einer Filmrolle vorgesehen zu werden.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 10 und 12 kann man einen Abrieb der Elemente l4e in wünschenswerter Weise dadurch vermeiden, daß man eine Platte 26 aus Glas oder einem anderen, geeigneten, dauerhaften, transparenten Werkstoff zwischen der Linsenplatte 25 und der Anordnung 47 (gemäß der Darstellung in Fig. 12) anordnet. Die Anordnung 47 gleicht der Anordnung 40 in Fig. 9, weist jedoch eine mit Linsenbildungen versehene Oberfläche 49 anstelle der flachen Oberfläche 42 bei der Anordnung 40 auf. Die Linsenbildungen 14h und 49 wirken zusammen, um die Linie rl

als Linie 1 r auf der Emulsion 45 scharf einzustellen, cc

Die Fig. 10 und 11 zeigen andere Anwendungen der Schutzplatte 26. In Fig. 10 dienen die Linsen 30 des mit Linsenbildungen versehenen Films 29 sowohl als Teile des Relief-Wandlers als auch als Linsensystem zur Betrachtung nach dem Entwickeln. Da die Linsenplatten gewöhnlich aus Kunststoff hergestellt sind, sind sie dem VerschMß mehr unterworfen als ein härterer Werkstoff, wie etwa Glas. Wenn man daher zwischen dem lichtempfindlichen Medium 3 und der ersten Linsenplatte 32 gemäß der Darstellung in Fig. 11 eine Schutzplatte 26 anwendet, kann man,

10983?/Π83

falls es gewünscht ist, einen herkömmlichen Rollfilm verwenden.

Für den Fachmann liegt es auf der Hand, daß bei allen den im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 12 beschriebenen Relief-Wandlern sphärische Linsen anstelle von zylindrischen Linsen verwendet werden können. Die nachfolgend im Zusammenhang mit den Fig. 1? und 14 beschriebene Art eines Rdief-Wandlers ist in erster Linie zur Verwendung mit einer zylindrischen Linsenplatte bestimmt. Wenn der in den Fig. 15 und 14 dargestellte Wandler mit runden Linsen verwendet wird, wirkt er nur um eine Achse, während die andere Achse unbeeinflußt bleibt. Wenn man bei den in den Fig. 2 bis 12 dargestellten Systemen sphärische Linsen verwendet, erhält man korrigierte Relief-Bilder, sofern die Augen des Betrachters einen waagerechten Abstand voneinander haben oder einen Abstand entlang irgend einer anderen Linie gegenüber der waagerechten. Das in den Fig. IJ und 14 dargestellte Relief-Wandlersystem liefert jedoch ein normales Relief nur entlang einer Achse, während das Relief entlang einer rechtwinklig zur korrigierten Achse verlaufenden Achse unbeeinflußt und abnormal bleibt.

Bei dem in Fig. 13 dargestellten Rellef-Datenwandlersystem verwendet man zahlreiche Linsen 61. Schwalbenförmige Prismen 63 sind unter einer Linsenplatte 60 angeordnet, um eine Relief-Datenwandlung zu erzielen. Die Strahlen R und L werden von den Linsenelementen 6l und der flachen Oberfläche 62 sowie ferner von der Oberfläche 64 des Prismas 63 gebrochen, dann von der Oberfläche 66 des Prismas 63 reflektiert, dann von der Oberfläche 65 des Prismas 63 gebrochen und treffen schließlich an den Punkten 1 r auf das lichtempfindliche Medium 3. Die Punkte 1

CC C

und r und alle dazwischen liegenden Punkte entsprechen Strahlen zwischen R und L, jedoch in umgekehrter Reihenfolge im Vergleich zu dem Fall, wo das Prisma 63 nicht verwendet wird. Die Krümmung der Elemente 6l, die Winkel zwischen den strahlenbrechenden Oberflächen 64 und 65 und der reflektierenden Oberfläche 66, die Brechungsindices der Platte 60 und des Prismas 63 und die Dicke e und f vermag der Optiker leicht derart zu bestimmen, daß im

10983?/np?2 -12-

wesentlichen parallele Strahlenbündel, die auf die Linsenelemente 61 auftreffen, mit ihrem Brennpunkt auf das lichtempfindliche Medium 3 vereinigt werden.

Fig. 14 zeigt eine mögliche Abwandlung der Pig. 15, bei der eine Schutzplatte 67, die der in Fig. 10 dargestellten Platte 26 gleicht, zwischen Prismen 65 und einer mit Linsenbildungen versehenen Filmanordnung 40 (die der in Fig. 9 dargestellten Anordnung gleicht) angeordnet ist. Die Ablesungslinsenbildungen 43 sind optisch transparent, bis der Deckfilm 41 entfernt wird, wie es zuvor beschrieben wurde. Verschleißschäden am Film 40 durch die scharfen Kanten 70 der Prismen 63 sowie Verschleißschäden auf den Prismen selbst werden von der Platte 67 vermieden, die aus Glas oder irgend einem anderen geeigneten Werkstoff hergestellt sein kann. In manchen Fällen kann es erwünscht sein, eine reflektierende Beschichtung auf der Oberfläche 66 der Prismen anzuordnen, statt nur die innere Reflektion der Prismen zu benutzen, da die innere Reflektion in den Berührungsflächen im Bereich der Abmessung f infolge der engen Berührung zwischen den lichtbrechenden Oberflächen verloren gehen kann.

Bei dem in Fig. 15 dargestellten Relief-Datenwandlersystem verwendet man Reflektion in einer Weise, die der bei den Systemen gemäß den Fig. 13 und 14 gleicht, wobei man jedoch nicht zusätzlich eine Strahlenbrechung wie im Falle der Prismen anwendet. Da keine Brechung angewendet wird, liegen die korrigierten Relief-Datenpunkte 1 und r gegenüber ihren entsprechenden Stellungen in den Systemen gemäß Fig. I3 und 14 seitlich verschoben. Beim System gemäß Fig. 15 würden die Linsenbildungen 8l der Wandlerlinsenplatte 80, wenn die ebenen Spiegelelemente 86 nicht vorhanden wären, rechte und linke Relief-Daten an Punkten r und 1 auf der Ebene 83 (ähnlich wie die Linsen 7 der herkömmlichen Linsenplatte 6 im System gemäß Fig. 1) brennscharf einstellen. Jedoch bewirken die ebenen Spiegel 86, die parallel zu und im wesentlichen koinzident mit den Kuppenlinien 87 der Linsenbildungen 8l sind, daß die Strahlen L, C und R auf die Punkte 1 und r fallen. Um in der Praxis den besten mittleren

10983?/Π 832 - 13 -

Brennpunkt der Strahlen R und L zu erhalten, hat es sich als wünschenswert herausgestellt, die Platte 8o etwas dünner als eine gleichwertige herkömmliche Platte auszubilden, so daß das lichtempfindliche Medium 3 über der Ebene 83 angeordnet werden kann, um den besten mittleren Brennpunkt der in der Nähe der Punkte 1 und r auffallenden Strahlen zu erreichen. Der Strahl R wird am Punkt 84 auf einer Spiegelebene 86 reflektiert, während der Strahl C, der mit der Linsenachse χ - χ zusammenfällt, am Punkt 85 auf dem gleichen ebenen Spiegel 86 reflektiert wird. Bei der einfachen, in Fig. 15 dargestellten Konstruktion trifft der äußerste Strahl L unmittelbar im Punkt 1 auf und bedarf keiner Reflektion. Für den Fachmann liegt es auf der Hand, daß die seitliche Verschiebung der Relief-Daten um eine oder zwei Linsenbreiten ohne praktische Folge ist, da in der Praxis Hunderte von Linsen auf dem Format einer typischen Relief-Fotografie vorhanden sind.

Das in Fig. 16 dargestellte Relief-Datenwandlersystem gleicht sehr dem in Fig. 15 dargestellten System, es weist jedoch ein entfernbares Linsenelement 92 auf, das wie bei den in den Fig. 9, 10, 12 14 dargestellten Systemen eine Filmemulsion 45 enthält. Das Linsenelement 92 kann dadurch entfernt werden, daß man es vom Linsenelement 90 abzieht oder abschält. Das Element 90 kann gemäß einer anderen Ausführungsform auch während der Entwicklung der Emulsion 45 oder auch zu einem anderen Zeitpunkt durch Auflösung beseitigt werden. Solange das Linsenelement am Linsenelement 90 befestigt ist, befindet es sich in derart inniger Berührung mit dem Linsenelement 90, daß die Linsenelemente 93 im wesentlichen transparent sind. Nach der Trennung der Elemente 90 und 92 und nach der Entwicklung der Emulsion kann man die Linsenelemente 93 jedoch zum Betrachten der Fotografie als normales Relief-Bild benutzen. Da die Emulsion 45 und das Element 92 niemals voneinander getrennt werden, wird eine vollkommene Deckung der Ir -Relief-Daten gegenüber den Linsenelementen 93 sichergestellt. Diese wünschenswerte Kombination von Linsenelementen 92 und einer lichtempfindlichen Emulsion ist möglich, wenn ein wünschenswert dünnes und gewöhnlich

109837^0832

- 14 -

wünschenswert flexibles Ablesungs- bzw. Betrachtungslinsenelement 92 mit einem Linsenelement 90 kombiniert ist, das Linsenelemente 91 mit größerer Brennweite aufweist und ebene Spiegelelemente enthält, deren Ebenen parallel zu den Linsenelementen liegen und die mit den Kuppenlinien 98 zwischen den Linsenelementen 9I zusammenfallen. Auf eine Weise, die der Punktion des Systems gemäß Fig. 15 gleicht, werden die nicht umgewandelten Relief-Datenpunkte r und 1, die auf der Ebene 94 virtuell bildscharf eingestellt sind, auf weitere virtuelle Punkte 1 und r reflektiert. Die Anordnung der lichtempfindlichen Emulsion 45 geringfügig oberhalb der Ebene 94 ermöglicht jedoch eine fotografische Aufzeichnung der korrigierten Relief-Daten 1 und r .

In Fig. 17 ist ein Relief-Datenwandler dargestellt, bei dem man konkave zylindrische oder sphärische Linsen 107 verwendet. Das Bild eines Objektes 102 wird von einer Linse 101 auf eine Linsenplatten 106 brennscharf eingestellt, die konkave oder negative zylindrische oder sphärische Linsen Io7 aufweist, und zwar auf die gleiche Weise, wie es in Fig. 1 durch die Linse 1 auf die Linsen 7 geschieht. Da die negativen Linsen I07 die Punkte r und 1 hinsichtlich der rechten und linken Seite des Gesamtformates unmittelbar seitenrichtig plazieren, sind die Elemente eines normalen Relief-Bildes in der virtuellen Brennebene 110 der negativen Linsen 107 vorhanden. Man kann natürlich keinen lichtempfindlichen Film in der Ebene eines virtuellen Bildes anordnen. Daher muß man diese virtuelle Bildebene 110 mit einer Projektionslinse 103 auf den Film 112 projizieren. Die korrigierten Datenpunkte zwischen r und 1 werden dann zwischen den Punkten r und 1 auf dem Film 112 in der richtigen Reihenfolge gegenüber dem Gesamtformat abgebildet, obwohl das öesamtforraat von der Linse 103 umgekehrt wird. Um sicher zu stellen, daß das ganze Bildfeld auf der Filmemulsion 104 aufgezeichnet wird, ist eine Hilfslinse 111 nahe an der Linsenplatte I06 angeordnet, wobei die Linse 111 ein Bild der Linse 101 wirksam auf der Linse 103 brennscharf einstellt. Für den Optiker liegt es auf der Hand, daß die Linse 101 vorzugsweise aus vorderen und hinteren Elementen besteht, die im Abstand voneinander beiderseits der Halte-

109837/0832 - 15 -

ebene angeordnet sind, und daß die Linse 111 aus gesonderten, auf jeder Seite der Linsenplatte 106 angeordneten Elementen bestehen kann. Wenn das lichtempfindliche Medium 105 entwickelt ist und in der üblichen Weise durch eine herkömmliche zylindrische Linsenplatte betrachtet wird, die im wesentlichen die gleiche Anzahl von Linsen pro Längeneinheit wie die Anzahl der Relief-Datenelemente pro Längeneinheit der Breite gleich dem Abstand zwischenden Punkten r und 1 hat, erscheint das Bild als normales Relief. Da die mit 100 bezeichnete Anordnung eine negative Linsenplatte 106, eine Hilfslinse 111, eine Projektionslinse 103 und ein/£ lichtempfindliches Medium 112 aufweist, die alle in einer festen Stellung zueinander angeordnet sein können, ..Jj kann man die Anordnung 100 als einen Relief-Datenwandler ansehen. Das Gesamtbild des Gegenstandes Io2 kann man brennscharf einstellen, indem man diese Anordnung 100 gegenüber der Linse 101 im Gehäuse 109 oder umgekehrt bewegt, ebenso wie man das Gesamtbild des Objektes 2 durch eine Relativbewegung zwischen der Linse 1 und der Anordnung 9d bei der Kamera gemäß Pig. I brennscharf einstellen kann.

Da das System gemäß Fig. 17 ein aufrechtes Bild liefert, kann man gemäß der Darstellung in Fig. 18 nach Wunsch anstelle eines herkömmlichen lichtempfindlichen Mediums 10J einen mit Linsenbildungen versehenen Film 120 vorsehen. Dieser mit Linsenbildungen versehene Film kann irgend eine herkömmliche Emulsion 122 4| auf seiner nicht mit Linsenbildungen versehenen Unterlage 121 tragen, da diese Emulsion nicht von innerhalb der Unterlage belichtet werden muß, im Gegensatz zum System gemäß Fig. 10, bei dem eine Emulsion von innerhalb der mit Linsenbildungen versehenen Unterlage 29 belichtet werden muß. Die Linsenbildungen 123 können mit den für eine anschließende Betrachtung als normale Relief-Fotografie von der mit Linsenbildungen versehenen Seite her optimalen Krümmungsradien ausgebildet werden. Die Häufigkeit der Linsenbildungen 123 im Raum muß natürlich der Häufigkeit der r 1_-Datengruppen im Raum entsprechen.

Man beachte, daß man im Rahmen des Erfindungsgedankens die in

10983?/OR·*? -16-

den Fig. 3, 4, 6, 8, 9, 10, 11 und 12 dargestellte, mit Linsenbildungen versehene Anordnung entweder in Form eines Filmes als Teil des lichtempfindlichen Aufzeichnungsmedium^ oder in Form einer Platte als Teil der permanenten Kameraanordnung vorsehen kann.

Im ersten Fall, wo die zylindrische, mit Linsenbildungen' versehene Anordnung die Gestalt eines Filmes hat, muß die Filmanordnung selbstverständlich mindestens so flexibel wie das lichtempfindliche Aufzeichnungsmedium sein, so daß man diese zu einer Einheit zusammensetzen und das Ganze auf eine Spule aufspulen und von dieser abspulen kann, ohne daß die verschiedenen, mit Linsenbildungen versehnen Oberfläche außer Deckung geraten. In dieser Hinsicht mag es ratsam sein, die Linsenbildungen in Längsrichtung vorzusehen (d.h. parallel zur Längsachse des Filmes), um auf diese Weise die Gefahr einer Verschiebung der verschiedenen Linsenbildungen gegeneinander auszuschalten oder äußerst gering zu halten. In Hinsicht hierauf sollte man jedoch Sorge tragen, daß die Fotografie immer derart gehalten wird, daß die Linsenbildungen eine senkrechte Achse haben, und zwar Bowohl dann, wenn das fotografische Bild auf dem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial erzeugt wird, als auch beim Betrachten desselben.

Im zweiten der oben angegebenen Fälle, bei dem die zylindrische Linsenbildungsanordnung die Gestalt einer Platte hat, sollte Sorge getragen werden, daß die verschiedenen Linsenbildungen deckungsgleich zueinander und zum Aufzeichnungsmedium gehalten werden. Dies kann man erreichen, indem man eine starre Konstruktion und eine synchronisierte Zahnradkupplung mit dem lichtempfindlichen Medium vorsieht.

Unter gewissen Umständen verwendet man eine Mischform aus einer mit Linsenbildungen versehenen Plattenanordnung und einer mit Linsenbildungen versehenen Filmanordnung (siehe insbesondere die Fig. 9, 10, 12 und 14). In diesen Fällen muß man große Sorgfalt aufwenden, um sicherzustellen, daß die verschiedenen Linsen-

109839/ΠΒ3? - 17 -

bildungen sich decken.
Die folgenden Punkte sind dem Fachmann klar:

1. Zweiachsige normale Relief-Bilder kann man erhalten, wenn man sphärische Linsen in den Systemen gemäß den Fig. 2,

3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 17 und 18 anstelle zylindrischer Linsen verwendet. Bei den Systemen gemäß den Fig. 13, 14, 15, kann man anstelle zylindrischer Linsen sphärische Linsen verwenden, die zweite oder waagerechte Achse für senkrechte oder pseudo-stereoskopische Bilder wird jedoch nicht in normale stereoskopische Bilder umgewandelt.

2. Bei den Systemen gemäß den Fig. 1, 2, 3, 4, 10 und 12 kann die dem lichtempfindlichen Medium 3 benachbarte

erste Linsenplatte auf ihrer ersten flachen Oberfläche eine lichtempfindliche Emulsion tragen, so daß sich die Anwendung eines gesonderten, herkömmlichen lichtempfindlichen Blattes oder einer lichtempfindlichen Platte erübrigt. Diese lichtempfindliche Emulsion muß jedoch so ausgebildet sein, daS sie sich zur Belichtung von der Innenseite der Linsenplatte eignet, und nicht zur Belichtung von außen, wie es bei herkömmlichem fotografischem Film der Fall ist.

j>. Alle hier dargestellten Systeme funktionieren ohne eine zusätzliche Kollimatlonslinse, die unmittelbar über der obersten Linsenplatte im Weg der Strahlen L und R und anderer gleichartiger Strahlen von der Objektivlinse 1 angeordnet ist, die Arbeitsweise der dargestellten Systeme kann jedoch nach Wunsch verbessert oder abgewandelt werden, indem man eine solche Kollimationslinse zusätzlich vorsieht. Eine solche nicht dargestellte Linse parallelisiert alle Strahlen von der Anhaltebene der Linse 1, wie es in der USA-Patentanmeldung, Serial No. 649.308 dargestellt und beschrieben 1st. Gemäß der Darstellung und Beschreibung in dieser USA-Pate itaameldung kann man eine zweite einstellbare, zusätzliche Linse zwischen dieser ersten zusätzlichen Linse und der Linse 1 anordnen, um wesentliche

109837/Π832 -18-

Änderungen der Brennweiten zwischen der Linse 1 und der obersten . mit Linsenbildungen versehenen Platte, auf der das Relief-Bild brennscharf eingestellt wird, auszugleichen.

4. Es ist klar, daß die genaue Lage der für die Linse 1 gewählte Brennebene mit Bezug auf die Stellung des Subjektes, für das der beste Brennpunkt gewünscht wird, mit der Ebene zusammenfallen sollte, in der der Krümmungsmittelpunkt 7C der Lindenelemente 7 liegt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, oder in einer entsprechenden Stellung, bezogen auf die obersten Linsenplatten der in den Pig. 2, 3, 4, 5* 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 15 und 16 dargestellten Systeme. Da jedoch die Gesamtdicke der üblichen Linsenplatte oder zusammengesetzten Linsenplattenanordnung gering ist im Vergleich zur Brennweite der Linse 1 oder deren Gleichwert, kann die Linse 1 in der Praxis auf die tatsächlichen Linsenbildungen der obersten Linsenplatte brennscharf eingestellt werden.

5· Bei dem in Pig. 17 dargestellten Wandlersystem können die

negativen Linsen 107 ein zusammengesetztes Linsensystem sein, das auf beiden Seiten einer transparenten Platte 106 oder auf derjenigen Seite der Platte 106 angeordnet ist, die der Linse 101 gegenüberliegt. Die Hilfslinse 111 kann desgleichen auf jeder Seite der mit Linsenbildungen versehenen Platte 106 angeordnet sein. Ferner kann die Hilfslinse 111 in zwei oder mehr Elemente unterteilt sein, die auf einer oder beiden Seiten der Platte·106 angeordnet sind, was für den Fachmann ohne weiteres erkennbar ist. Beim System gemäß Fig. 17 kann die negative Linsenplatte 106 durch eine doppelt positive mit Linsenbildungen versehene Platte 25a ersetzt werden, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Die Projetionslinse 103 stellt dann, wie es dargestellt ist, das korrigierte oder gewandelte reelle Relief-Bild außerhalb der Linsenplatte 25a auf einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmittel 112 brennscharf ein. Die Verwendung der Projektionslinse 103 bietet den Vorteil, daß das auf dem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmittel 112 brennscharf eingestellte Relief-Bild nach Wunsch durch entsprechende Einstellung der Lage der Linse 103

10983?/Π 832

- 19 -

und des lichtempfindlichen Mediums 112 gegenüber der Linsenplatte 106 oder der Linsenplatte 25a vergrößert oder verkleinert werden kann.

6. Es ist klar, daß die zweite und dritte Linsenplatte in den

Fig. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12 aus einer einzelnen Platte bestehen kann, die die erforderlichen Linsenbildungen auf beiden Seiten aufweist.

Zusammengesetzte Filme sind allgemein bekannte Materialien. Es gibt Filme dieser Art, bei denen die einzelnen Filmschichten aus dem gleichen Werkstoff hergestellt sind und durch Kleber, statische Elektrizität oder Verklinkungen zusammengehalten werden. Bekannt ist auch die Herstellung zusammengesetzter Filme, deren Teile verschiedene Zusammensetzung und folglich unterschiedliche Schmelzpunkte, Löslichkeit in verschiedenen Lösungsmitteln und andere physikalische Eigenschaften haben.

Die Erzeugung von zusammengesetzten Filmen, die die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung wünschenswerte Ablösung, Haftung und/oder Löslichkeit haben, ist an sich nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Vielmehr verwendet man im Rahmen der Erfindung bekannte Filme dieser Art, die die im einzelnen angegebenen Eigenschaften und/oder Formen haben. Zur Erläuterung seien jedoch zwei solche Unterfilme mit verschiedener Löslichkeit erwähnt, nämlich Polyvinylalkohol, der im wesentlichen wasserlöslich ist, und Polyäthylen, das im wesentlichen wasserunlöslich ist. Filmbildende Materialien, die leicht in die zur hier vorgesehenen Verwendung gewünschte Gestalt geformt werden können, weisen Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polystyrol, Styrol-Acryl/nitril-Mischpolymerisate, Acrylsäure- und Methycrylsäureester als Homo- und Mischpolymerisate, Polyvinylacetat, Vinylidenchloridpolymere usw. auf.

Filme und Unterfilme mit geeigenten Linsenausbildungen, Gegenlinsenausbildungen, negativen Linsenausbildungen und Linsenausbildungen auf mehreren Seiten können zweckmäßig mit herkömmlichen

1098 3 7/Π83? -2o-

Kunststofformverfahren hergestellt werden, wie etwa durch Formung mit Lösungsmitteln, Schmelzspritzen, Spritzen mit Lösungsmitteln usw., je nachdem, welches Verfahren für das zu verwendende Material geeignet ist.

Zweckmäßig geformte Platten zur Verwendung in permanenten Kameraeinrichtungen können aus Glas, Quarz und/oder verschiedenen optisch brauchbaren Kunststoffen, wie etwa Polymethylmethacrylat, hergestellt werden.

- 21 1098 3 7/08 3?

Claims (5)

Patentansprüche

1. Relief-Kamera mit einer Linse mit großer öffnung, mit einem entfernt von dieser Linse angeordneten lichtempfindlichen Aufnahmemedium, und mit einer Linsenvorrichtung zwischen beiden, gekennzeichnet durch in Wirkverbindung mit der Linsenvorrichtung vorgesehene Mittel zur Umkehrung des zu jeder Linsenbildung gehörenden einzelnen Datenstreifens ohne Umkehrung des Gesamtformates aller der Linsenvorrichtung als Ganzes zugehörigen Daten.

2. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrung mittels Prismen erfolgt.

3. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrung durch Reflektion erfolgt.

4. Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrung durch Brechung durch mehr als zwei übereinander angeordnete Linsenvorrich^x:ungssysteme erfolgt.

5. Kamera nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der übereinander angeordneten Linsenvorrichtungssysteme eine andere Brennweite als die anderen Linsenvorrichtungssysteme hat.

Leerseite