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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 181919 - ■ KLASSE 57L· GRUPPE

KARL JULIUS DRAC in WARSCHAU.

von Prismen und Linsen herzustellen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Mai 1903 ab.

In einer Veröffentlichung von Cr ο s (Les mondes, Jahrgang 19 von 1869, S. 306) ist vorgeschlagen worden, die Teilbilder für die Mehrfarbenphotographie durch gleichzeitige Aufnahme in drei Regionen des Spektrums, also unter Vermeidung von Lichtfiltern herzustellen. Zur Ausführung des Verfahrens hat Crοs beabsichtigt, von einem Objekt ausgehende Strahlen im Bündel zu sammeln, dieses durch ein Prisma in ein Spektrum zu zerlegen, drei Regionen hiervon, die von Crοs als einfache betrachtet wurden, durch drei Objektive aufzufangen und auf die Platte zu werfen, gegebenenfalls auch durch ein vor jedes Objektiv geschaltetes Prisma die Verlängerung der Bilder zu heben und durch spätere Abbildungen der so erhaltenen Negative dieselben zum gewünschten Format zu vergrößern.

Um nun dieses nur ganz allgemein in der Idee angegebene Verfahren praktisch auszuführen, ist es notwendig, daß der vom vorderen Objektiv aufgenommene Strahlenkegel mit geeigneten Mitteln in ein aus parallelen Büscheln zusammengesetztes Bündel verwandelt wird, daß durch verschiedene Ablenkung beliebiger Strahlengruppen eine Teilung des Spektrums in einzelne Bündel erfolgt, und zwar in derjenigen Ebene des optischen Systems, in welchem das Verhältnis der Spektrumlänge zum Querschnitt jedes einzel-

^! nen homogenen Bündels das größte ist, d. i. in der Pupillenebene des Systems, und daß das Spektrum in umgekehrtem Verhältnis zur Aktinität der erhaltenen Spektralbezirke geteilt wird.

Im einzelnen geschieht dabei das folgende, näfnlich:

1. Ein Differenzieren des Lichtes, d. h. eine Zerlegung des aus mehreren Farben zusammengesetzten Strahles mit Hilfe einer analysierenden Prismenanordnung in elementar homogene Strahlen, und

2. eine Integration des Lichtes, d. h. eine Wiederherstellung durch Zusammenziehen einzelner Gruppen dieser homogenen Strahlen mit Hilfe einer Anzahl synthetisierender Anordnungen von Prismen und Linsen zu drei oder mehreren je in sich mischfarbig zusammengesetzten, voneinander getrennten und sich gegenseitig zur Farbe des in das System eingetretenen Lichtes ergänzenden Lichtarten.

Die Anwendung dieser Maßnahmen zur Ausführung des Verfahrens bezw. zur Schaffung einer entsprechenden Kamera ist Gegenstand vorliegender Erfindung.

Zur Erläuterung des vorliegenden Verfahrens dient die Fig. 1 der Zeichnung, auf welcher schematisch der Strahlengang in den Prismen der Kamera dargestellt ist, welche zur Bildung des Spektrums und zur Ablenkung und Auflösung dessen verschiedener Teile dienen.

Läßt man das vom Objektiv in bekannter Weise, z. B. mit. Hilfe einer vorderen Fokalblend^r parallel gerichtete, d. h. aus parallel.

verlaufenden Büscheln zusammengesetzte Strahlenbündel auf ein Prisma oder einen Prismensatz A fallen, so werden die weißen Strahlen des eintretenden Lichtbündels durch Brechung zerstreut; man erhält daher hinter dem Prisma entsprechend dem verwendeten Dispersionsmittel für jeden Strahl des Bündels ein Spektrum. Die erhaltenen einzelnen Spektra sind gegeneinander verschoben, decken sich aber

ίο so weit, daß sie ein Gesamtspektrum bilden. Dieses Gesamtspektrum wird von drei Prismensätzen jB und C, B₁ und C₁, B₂ und C₂ aufgefangen, welche die entsprechenden farbigen Strahlenbündel ablenken und wieder sammeln, so daß ζ. B. die aus dem Hauptstrahl R durch Dispersion gebildeten farbigen Strahlen in den Punkten r, V₁, r₂ zusammentreffen, während die dem Hauptstrahi R' entsprechenden Strahlen in den Punkten r', r\, r'₂ sich schneiden. Die Schnittpunkte r, T₁, r₂ bezw. r', r\, r'₂ und die Punkten, λ', an welchen die Strahlen R bezw. R' andererseits aus dem Prisma A austreten, sind in Beziehung zueinander konjugierte Punkte.

Das Strahlenbündel weißen Lichtes wird demnach in drei farbige Strahlenbündel zerlegt, welche dem unteren oder rotorangenen, dem mittleren oder gelbgrünen und dem oberen oder blauvioletten Teile des Spektrums entsprechen.

Ordnet man die Prismen D, D₁ und D₂ so an, daß ihre Vorderflächen mit den Linien f-r' bezw. r₁-r\ und r₂-r'₂ zusammenfallen, ■ 35 und wird das Material sowie die Winkel dieser Prismen geeignet gewählt, so werden drei farbige, aus parallelen Strahlenbüscheln zusammengesetzte und parallel verlaufende Strahlenbündel erhalten. Diese Strahlenbündel werden durch ein geeignetes Objektivsystem auf die lichtempfindlichen Platten geleitet, auf welche sie, ihrer Zusammen-. Setzung entsprechend, chemisch einwirken.
Die einzelnen Teile vorliegender (schematisch dargestellter) Prismensätze sollen also folgenden Bedingungen Genüge leisten: Die Prismen A und B von gleicher Substanz und gleichem Winkel sind einander so zugekehrt, daß, ihre inneren und äußeren Flächen einander parallel sind. Dasselbe gilt für die Prismen C und D. Die beiden Prismenpaare A, B und C, D wirken so wie eine planparallele und zur Richtung der optischen Achse des Objektivs normal gerichtete Platte, wodurch die Hervorrufung der den Prismen eigentümlichen Aberrationen vermieden wird.

Der Brechungswinkel der Prismen C und D

kann dem Brechungswinkel der Prismen A und B gleich sein oder nicht; dann ist auch die Entfernung d zwischen den einander zugekehrten Flächen der Prismen A und B gleich

oder nicht gleich <V, d. h. der Entfernung \, zwischen den einander zugekehrten Flächen der Prismen C und D (Fig. 1). Will man '* : jedoch gleiche Winkel in allen drei Systemen, d.h. A, B₁C₁D, A₁B₁X₁₁D₁, A-B₂, C₂, Z)₂ beibehalten, dann müßte man zwei von den drei Strahlenbündeln (beispielsweise χ und X₂) durch Spiegelung ablenken, um der Wiedervereinigung aller drei Strahlenbündel in eines vorzubeugen. Dies empfiehlt sich sogar bei der Verwendung lichtempfindlicher Platten größeren Formats.

Die beschriebene Anordnung von vier Prismen, durch welche ein jedes ein_; Teilbild erzeugendes Bündel hindurchgehen soll, zerfällt also in zwei Teile, von welchen der eine (analysierendes Prismensystem) im gemeinsamen Teile des optischen Systems liegt und das Spektrum erzeugt, während der zweite Teil (synthetisierendes Prismensystem) sich in je einer der Abzweigungen befindet, deren Zahl der Zahl der zu erzeugenden Teilbilder entspricht.

Wird die Teilung des Spektrums unter den oben angegebenen Bedingungen vorgenommen, so ist die Expositionsdauer unter sonst gleichen Umständen für die gleichzeitige Herstellung von η-Negativbildern nur η-mal so groß als bei der einfarbigen Aufnahme bei An-Wendung der gleichen vorderen Fokalblende. Werden beispielsweise, wie es sich ja in der Praxis als genügend erwiesen hat, nur drei sich ergänzende Negative gleichzeitig hergestellt, so ist mithin die Expositionsdauer bei Anwendung vorliegenden Verfahrens nur dreimal so groß als bei der Herstellung der üblichen einfarbigen Bilder bei gleich starker Abblendung.

Um für alle drei exponierten Platten eine gleiche Belichtungsdauer zu gewinnen, muß die Teilung des Spektrums nach einem bestimmten Gesetz vorgenommen werden, welches im folgenden näher entwickelt werden soll.

Die verschiedenfarbigen Strahlen . eines Spektrums besitzen, wie allgemein bekannt, eine verschieden starke chemische Einwirkung auf die photographische Platte. Bezeichnet F, F' (Fig. 2) die Länge des Spektrums, so läßt sich die chemische Wirkung der Strahlen nach ihrer Stellung im Spektrum durch die Kurve G, H darstellen. Um eine gleiche Expositionsdauer für alle drei Platten zu erhalten, muß nun das Spektrum in drei Teile F, F₂, F₂, F₃, F₃, F' in der Weise geteilt werden, daß die durch die Kurve G, H, Abrisse G, K und Ordinate H, K begrenzte Fläche durch die Ordinaten L, M und JV, O in drei gleiche Teile zerlegt wird, so daß also G,L,Mgleich L₁M, JV, Ogleich JV, Ο,Κ,Η ist. Bei Platten . verschiedener Empfindlich-

& keit, ζ. B. für einzelne Farben sensibilisierter, muß die Fläche G, E, L, M (Fig. 3) gleich

" M, P, N, O gleich O, Q, H, K sein. Um diese Teilung verschiedenen Plattensorten anpassen zu können, müssen die oben erwähnten synthetisierenden' Systeme verstellbar angeordnet sein. -

Die im obigen beschriebene analysierende Prismenanordnung bildet zweckmäßig den mittleren Teil der vorderen Objektivhälfte a, b (Fig. 4) einer Kamera zur Herstellung farbiger Photographien nach dem Prinzip des vorliegenden Verfahrens. Vor genannter analysierender Prismenanordnung findet also der eine Teil des vorderen Objektivs seine Aufstellung, welcher mit einer vorderen Fokalblende versehen ist, die zweckmäßig die Form eines Rechtecks erhält, dessen kleinere Dimension senkrecht zur Hauptebene des analysierenden Prismas steht, und die eng genug sein muß, um die zusammengesetzten Strahlen-. büschel ausreichend parallel zu richten (Fig. 4). Vor und hinter jedem synthetisierenden Prismensystem findet alsdann ein rückverwandelndes, dioptrisches System (hinteres Objektiv) Aufstellung. Dieses letztere Objektiv dient dazu, das farbige Strahlenbündel analog dem experimentum crucis von Newton zu sammeln und zu einem reellen Bilde zu vereinigen und dasselbe alsdann, gegebenenfalls nach Vergrößerung, auf die Platte zu werfen.

Die in vorbeschriebener Weise ausgerüstete

Kamera wirkt um so vollkommener, je größer die Länge des zu teilenden Spektrums im Verhältnis zu dem Querschnitt des einzelnen homogenen Strahlenbündels gewählt wird und je vollkommener die vom Objektiv kommenden Strahlen parallel gerichtet werden, weil allein unter diesen Voraussetzungen die gegenseitige Verschiebung der das Spektrum bildenden Teilspektra keinen wesentlichen oder merklichen Einfluß auf die gleichmäßige Färbung der erhaltenen Negative ausübt.

Die Länge des Spektrums hängt von dem Material, der Zusammensetzung und sonstigen Beschaffenheit des Prismensystems A ab; ein möglichst vollkommenes Richten der Strahlen wird dagegen durch die Wahl eines achromatischen und aplanatischen Hauptlinsen-

50' systems des Objektivs ereicht, so daß man im Brennpunkte des zweiten Linsensystems, also in der Pupille des Systems, eine schmale Einschnürung jedes homogenen Bündels erhält, wie dies Fig. 4· zeigt, in welcher das Schema des Strahlenganges in den Linsen dargestellt ist.

Rechts ist der Hauptstrahlengang und links die Abbildung von zwei Punkten durch entsprechende Büschel dargestellt. Das letztgenannte Linsensystem kann ein strahlensammelndes, hinter dem reellen .Bilde des Objektes angeordnetes System sein. Die drei hinteren dioptrischen Systeme (Objektive), welche die farbigen Strahlenbündel in bildgebende zu verwandeln haben, entsprechen dieser zweiten Hälfte des eigentlichen Objektivs und werden zweckmäßig mit je einem Linsensystem verbunden, welches das erhaltene Bild vergrößert auf die Platten wirft.

Es soll hier nicht unerwähnt bleiben, daß die Prismen A bezw. D, D₁, D₂ so gestaltet sein können, daß sie zugleich Teile des vorderen Objektivs bezw. der hinteren drei dioptrischen Systeme bilden.

Es sei ferner bemerkt, daß die Zusammen-•setzung und Art der verwendeten Linsensysteme verschieden sein kann, da es ja bekannt ist, die oben verlangten Bedingungen auf die verschiedenste Weise vermittels bekannter Objektivkombinationen zu erfüllen.

Ein Ausführungsbeispiel der Kamera nach den Angaben des vorliegenden Verfahrens ist in Fig. 5 der Zeichnung dargestellt.

-B/ ist eine Aperturblende, α der erste Teil des vorderen Objektivs, b der zweite Teil des vorderen Objektivs, c der erste Teil des hinteren Objektivs; in d kann zweckmäßig der' zweite Teil des hinteren Objektivs behufs Vergrößerung und Verbesserung der Bilder angebracht werden. A, B, C, D bezw. D₁ und D₂ sind Wernickesche geradsichtige Prismen, die denPrismen A,B,C₁D, A₁B₁₁C₁₁D₁, A, B₂, C₂, D₂ des Schemas Fig. 1 entsprechen. Sp ist die Pupillenebene, in welcher das erhaltene Spektrum durch die Kanten der Spiegel m, m, n,n geteilt wird. P, P₁, P₂ sind lichtempfindliche Platten.

Eine solche Kamera kann in bekannter Art natürlich auch umgekehrt zur Synthese eines Bildes in natürlichen Farben aus sich ergänzenden farblosen Positiven benutzt werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

I. Verfahren, drei oder mehrere kornplementäre, auf lichtempfindlichen Platten ' gleichzeitig fixierbare Bilder eines Objektes zum Zwecke der Farbenphotographie mit Hilfe von Prismen und Linsen herzustellen, wobei ein Bündel der vom Objekt ausgesandten und mit einem einzigen Objektiv aufgenommenen Strahlen durch ein System farbloser Dispersionsprismen in ein Gesamtspektrum verwandelt und das so erhaltene kontinuierliche Spektrum in drei oder mehrere komplementäre, mischfarbige, reelle Bilder verwandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) zur Erzeugung eines kontinuierlichen Spektrums sowie zur Ermöglichung einer optischen Korrektur des Bildes der vom vorderen Objektiv aufge-

nommene Strahlenkegel mit Hilfe bekannter Mittel zur Strahlenbegrenzung in den optischen Systemen (vordere Fokalblende) in ein parallelisiertes, d. h. aus parallelen

Büscheln zusammengesetztes Bündel verwandelt wird, und daß

b) zwecks Erzielung der Einfarbigkeit eines jeden Teilbildes die" Teilung

ίο des Spektrums in einzelne Bündel

an derjenigen Stelle des optischen Systems erfolgt, in welcher das Verhältnis der Spektrumlänge zum Querschnitt jedes einzelnen homogenen Bündels, aus welchem das ganze

vielfarbige Bündel besteht, das größte ist, d. h. in der Pupillenebene, und daß ferner

c) zwecks Erzielung einer gleichen Expositionsdauer für alle Teilbilder bei einer gegebenen Plattensorte die Teilung des ganzen Spektrums im umgekehrten Verhältnis zu der Aktinität der entsprechenden Spektrumsbezirke erfolgt.
2. Kamera zur Ausführung der Dreifarbenphotographie nach Anspruch 1 bezw. zur Synthese eines Bildes in natürlichen Farben aus sich ergänzenden farblosen Positiven, gekennzeichnet durch ein für alle drei Bilder gemeinsames, aus einem analysierenden Prismensystem und Linsen _u, j bestehendes optisches System, dessen vorderer Teil zwecks Parallelisierung der " Strahlenbüschel mit einer vorderen Fokalblende versehen ist, ferner gekenn-, zeichnet durch Ablenkungsmittel für einzelne der Spektrumteile und durch drei besondere, für jedes Bild analoge optische Systeme, von denen jedes aus einer Linse, einem synthetisierenden Prismensystem und eventuell noch aus einer ferneren Linse zur Vergrößerung bezw. Korrektur des Bildes zusammengesetzt ist.
3. Bei der Kamera nach Anspruch 2 eine derartige Anordnung der Prismen für Aufhebung der denselben eigentümlichen Aberrationen, daß ein jedes das einzelne Bild zusammensetzende Bündel in dem optischen Gesamtsystem vier Prismen bezw. Prismensätze durchläuft, die so angeordnet werden, daß in der Fortpflanzungsrichtung des Lichtes betrachtet die ersten und vierten mit ihren Basen zu den zweiten und dritten entgegengesetzt gerichtet sind derart, daß ein jedes je zwei Prismen hinteinander passierende Büschel im zweiten Prisma dieselbe Reihe von Medien in umgekehrter Ordnung passiert als im ersten, wobei die Einfallswinkel in dem ersten Prisma den Austrittswinkeln in dem zweiten gleich sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Hill REICHSDRUCSUISI,