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Verfahren und Vorrichtung zur selektiven Bild-Wiedergabe Die Erfindung
betrifft die selektive Wiederherstellung eines Bildes oder einer Kombination von
Bildern aus einem Photospeichermaterial zur gleichzeitigen Betrachtung oder Wiedergabe,
nach Patent (Patentanmeldung P 14 97 614.8), insbesondere Anspruch 20.
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Im Speziellen betrifft die Erfindung die Wiedergabe von Bildern,
die in zur einzigen zusammengesetzten Aufzeichnung gespeichert sind, WO-bot jede
dieser Bilder mit einem Ortsfrequenz -Trägersignal überlagert ist, das eine deindeutige
azimutale Ausrichtung aufweist.
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In vielen Fällen ist es wünschenswert zu Demonstrationszwecken oder
ähnlichem einen geometrischen, physiologischen oder anders gearteten Zusammenhang
zwischen Teilsystemen oder Konstruktionselementen visuell aufzeigen zu können, wenn
von diesen Wirkungen aufeinander ausgeübt werden oder wenn diese auf irgendeine
Weise zu der Gesamtstruktur eines Systems beitragen. So wäre es beispielsweise für
das Verständnis der Wirkungsweise und des Aufbaues eines Otto-Motores zweckmäßig,
das Kühlsystem, das Schmiersystem, die Kraftübertragung und andere Nebenaggregate
einzeln und in ausgewählten Kombinationen sowie in einer zusammengefügten Einheit
als Ganzes betrachten zu könnten Durch derartige Verfahren wird der Lernprozeß beschleunigt,
da durch die Betrachtung die Beziehungen zwischen den verschiedenen Konstruktionselementen
und Teilsystemen besser verstanden werden.
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Gemäß dem Stand der Technik wird eine Anzahl von photographischen
Transparenten hergestellt, von denen jedes ein Bild eines Teilsystems oder eines
Konstruktionselementes einer zu studierenden zus am mengesetzten Struktur enthält.
Anschließend wird eine Anzahl von Projektoren verweMet, mit denen auf einem Wiedergabeschirm
die einzelnen Tellsysteme oder die Konstruktionselemente, deren Beziehung betrachtet
werden soll, übereinander projiziert. Dieses Verfahren ist jedoch mit schwerwiegenden
Fehlern behaftet. So ist es z. B.. sehr schwierig, zu erreichen, daß die zu Uberlappenden
Bilder genau tibereinander ru allen kommen, was notwendig ist, um die Zusammengehörigkeit
zwischen den wiedergegebenen Teilsystemen aufzuzeigen.
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Darüber hinaus ist mit diesem Verfahren auch ein erheblicher Aufwand
für die Projektionsausrüstung verbunde. Auch-der Betrieb einer solchen Anlage gestaltet
eich ziemlich beschwerlich, selbst wenn man
erreicht hat, daß die
Bilder genau aufeinander liegen. Das zusammengesetzte Bild kann auch nicht direkt
betrachtet werden, sondern muß mit einem Projektor von großer Leistung auf einem
Bildschirm entworfen werden.
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Als Alternative zu dem genannten Verfahren könnte man versuchen, mehrere
solche photographische Transparenzen mit einem einzelnen ProjeMor zu entwerfen.
Es ist aber nur möglich, eines oder höchstens eine kleine Anzahl derselben gleichzeitig
scharf auf dem Wiedergabeschirm abzubilden.
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Die vorliegende Erfindung soll daher Verfahren und eine Vorrichtung
für die gleichzeitige Wiedergabe mehrerer Bilder angeben, die sich insbesondere
für die Wiedergabe von Demonstrationsmaterial oder ähnlichem eignen. Es soll eine
relativ große Anzahl von verschiedenen Bildern in einer einzigen Aufzeichnung gespeichert
werCIen, die dann getrennt oder in einer bestimmten Kombinatton wiedergegeben werden.
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Hierbei sollen die Bilder vorzugsweise direkt visuell oder er eine
Projektion betrachtet werden., Fernel sollen mit der vorliegenden Erfindung ein
Wiedergabeverfahren und Vorrichtugen angegeben werden, um zwei oder mehrere getrennt
erhaltene Bilder für eine Betrachtung oder Wiedergabe derart zu überlagern, daß
die wiedergegekenen Bilder automatisch genau aufeinander zu liegen kommen. Des weiteren
wird eine schnelle und einfache Bedienung angestrebt. Diese Aufgabe wurde dadurch
gelöst, daß die Auzeichnung auf einer optischen Achse von einem in der Ebene derseiben
zumindest partiell kohärenten Lichtstrahlenbündel durc hstrahlt wird in einem Fourier-Transformationsraum
ein Beugungsmuster der Aufzeichnung erzeugt wird, das eine entsprechende Vielzahl
von
Dirac' schen Deltafunktionsreihen enthält, von denen jede mit
einem jeweils eines der verschiedenen Bilder charakterisierenden Ortsfrequenzspektrum
gefaltet ist; und daß selektiv und gleichzeitig durch diesen Fourier-ransformationsraum
wenigstens ein Teil von jedem Beugungsmuster aus einer bestimmten Anzahl der die
verschiedenen Bilder charakterisierenden Beugungsmuster durchgelassen wird, wodurch
über die selektiv durchgelassenen Spektren eine Uberlagerung von ausgewählten Bildern
rekonstruiert werden kann.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn man für die Auswahl der wieder
zugebenden Bilder manuell betätigbare Bedienungseinrichtungen anbr ingt, die auf
im Ortsfrequenzrauzn angeordnete Filtervorrichtungen derart wirlren, daß allein
auf einen Refehl von den Bedienungseinrichtungen die mit den bestimmten Bildern
verbundenen Beugungsspektren durchgelassen werden. Vorteilhafterweise bildet man
die Filtervorrichtungen als ihrer Spulen radial verschiebbare Abdeckblenden aus,
wobei die Spulen von den Bedienungseinrichtungen aus selektiv erregt werden. Es
ist auch günstig in Deckung mit den Beugungsordnungen, die den verschiedenen Bildern
entsprechen, unterschiedliche Spektralfilter anzubringen, um damit die wiedergegebenen
Bilder farbmäßlg zu codieren.
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Die folgende Zeichnung dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.
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Es zeigen: Fig. 1 eine nicht maßstäbliche perspektivische Schemazeichnung
von einer bevorzugten Ausführungsform eines efindungsgemäßen Wiedergabegerätes;
Fig.
2 ein sektorenförmiges Farbfilter, das zu einer Farb-Codierung der wiedergegebenen
Bilder in die in Fig. 1 gezeigte Ausführüngsform eingesetzt werden kann; Fig. 3
ein typisches Beispiel für ein zusammengesetztes Bild, das mit einem optischen System
gemäß Fig. 1 für die Wiedergabe und Überlagerung einer ausgewählten Kombination
von in einer zusammengesetzten Aufzeichnung gespeicherten Bildkomponenten erzeugt
werden kann; Fig. 4 eine nicht maßstäbliche Schemazeichnung von einem farbigen Objekt
und einer fotografischen Kamera, die verwendet werden kann, um trägerfrequenzmodulierte
Farbauszugsbilder von dem Objekt herzustellen; die Kamera ist im.Teilschnitt dargestellt,
um das fotografische Aufnahmematerial und ein Beugungsgitter im Inneren der Kamera
zu zeigen; Fig. 5 A bis Fig. 5 D einzelne und zusammen gesetzte Farbauszugskomponenten
eines fotografterten Objektes, wobei jeder einzelnen Aufzeichnung ein spezieller
Bereich des sichtbaren Spektrums und eine periodische Modulation, die durch ihre
relative Winkelanordnung gekennzeichnet ist, zugeordnet sind; eine nicht maßstähliche
perapektivische Schemazeichnung von einer Wiedergabevorrichtung gemäß dem Stand
der Technik zur Wiedergabe von fotografischen Aufzeichnungen des oben b@schriebenen
Typs;
Fig. 7 eine schematische Ansicht von einem Fraunhofer' schen
Beugungsmuster, das in der Vorrichtung gemäß Fig. 6 entstehen kann, und Fig. 8 eine
perspektivische Schemazeichnung eines vergrößerten Ausschnittes des Ortsfrequenzfilters
von Fig. 6.
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Die Fig. 1 mit 3 dienen zur Erläuterung des Erfindungsgedankens. Bevor
jedoch im einzelnen die Ausführungsform von Fig. 1 besprochen wird, soll zum besseren
Verständnis der Erfindung und ihrer Bedeutung eine kurze allgemeine Erörterung über
die bekannten Speicher-und Wiedergabeverfahren gegeben werden: Hierzu dienen die
Fig. 4 mit 8.
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Fig. 4 zeigt in sehr schematischer Form eine fotografische Kamera
10, die verwendet werden kann, um eine von einem periodischen Gitter modulierte
fotografische Aufnahme eines bestimmten Spektralbereiches herzustellen. Diese Aufnahme
kann in der Kamera 10 als Uberlagerung von drei getrennten Farbauszugsbellchtungen
eines fotoempfindlichen Filmes 12 erzeugt werden. Die einzelnen auf diese Weise
erhaltenen Farbauszugsaufzeichnungen sind jeweils mit einer bestimmten Gitterstrtiktur
moduliert. Diese wird beispielsweise durch ein Beugungsgitter 16, das in der Nähe
des Films 12 angebracht ist, auf diesem erzeugt.
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Die azimutale Orientierung dieses Gitters ist bei den einzelnen Farbauszügen
unterschiedlich und eindeutig festgelegt.
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Fig. 4 zeigt den ersten Schritt des vielstufigen Ver£ahrensa das zur
Hcrstelltang dieser zusammengesetzten Aufzeichnungen verwendet wird.
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Ein Objekt 14, das durch verschiedene gelb, grün, blau Bild rot reflektierende
Zonen
dargestellt ist, entsprechend den Bezeichnungen von Fig. 4, wird über ein Filter
18, dessen maximale spektrale Durchlässigkeit im roten Gebiet des sichtbaren Spektrums
liegt, fotografiert. Ein Gitter 16 mit schräger Orientierung der Linien, das beispielsweise
mit einem Winkel von 30° gegen die Horizontale von rechts oben nach links unten
geneigt ist (von der Rückseite der Kamera aus gesehen), wird dem Film 12 gegenübergesetzt.
Auf diese Weise wird ein Schattenbild des Gitters 16 mit dem Rotauszug des Bildes
vom Gegenstand 14 überlagert.
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Die entstehende Aufzeichnung 19 des Farbauszuges, die dem Gehaltvon
rotem Licht zum Objekt 14 entspricht, wird zu einem Positivbild verarbeitet, was
beispielsweise durch eine Umkehrentwicklung erfolgen kann.Dabei erhält man eine
Darstellung entsprechend Fig. 5A. Fig. 5 A zeigt, daß die Modulation des Gitters
den Objektdetails des roten Spektralauszuges überlagert ist. Da auch gelbes Licht
einen Rotanteil aufweist, wird auch das gelbe Gebiet des CYbjekbes 14 überlagert
mit einem oiter der gleichen Winkelorientierung abgebildet.
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Zur weiteren Herstellung einer zusammengesetzten fotografischen Aufzeichnung
gemäß 20 von Fig. 5 D wird eine Farbauszugsaufnahme durch ein Filter, dessen spektrale
Durchlässigkeit im wesentlichen durch eine blaue Wellenlänge gekennzeichnet ist,
sowie unter Verwendung eines vertikal angeordneten Beugungsgitters durchgeführt.
Anschließend wird derselbe Prozeß mit einem Filter, dessen spektrale Durchlässigkeit
hauptsächlich im grünen liegt, und mit einem Beugungsgitter, des sen Linien schräg
von links oben nach rechts unten - beispielsweise in einem Winkel von 300 gegen
die Horizontale - angeordnet sind, durchgeführt.
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Aus Fig. 5B ist ersichtlich, daß der blaue Farbauszug 21. nur auf
den
Gebieten des Filmes 12 eine Belichtung hervorruft, bei denen
im Objekt 14 eine blaue Verteilung vorliegt; erfolgt jedoch eine Belichtung von
dem Objekt 14 durch ein Grünfilter, so erhält man wiederum eine Gitterstruktur in
dem Gebiet der gelben Objektverteilung, wobei die Orientierung dieser Gitterstruktur
mit der der grünen Farbauszugsaufzeichnung 22 übereinstimmt. Auf dem Gebiet, das
im Objekt einer gelben Verteilung entspricht, erhält man daher, wie aus Fig. 5D
ersichtlich, eine Überlagerung der periodischen Gitterstruktur von der roten wie
auch von der grünen Farbauszugsaufzeichnun.g. Eine Vorrichtuug zur Wiedergabe einer
solchen fotografischen Aufzeichnung kann gemäß dem Stand der Technik die in Fig.
6 gezeigte Ausführung aufweisen. Diese Wiedergabevorrichtung besteht aus einer Lichtquelle
23 von zumindest partiell kohärentem Licht. Gemäß der Zeichnung enthält diese eine
Bogenlampe 24, eine Kondensorlinse 25-spwie eine Abdeckblende Zß mit einer Öffnung
27 von begrenztem Durchmesser. Mit einer Linse 2B erreicht man, daß die so entstandene
Punktlichtquelle - reell oder virtuell - in große Entfernung gerückt wird, so daß
man hinter dieser Linse 28 einen annähernd parallelen Strahlengang erMlt*l Es schließen
sich eine Filmhaltevorrichtung 29 für die Aufnahme der wiederzugebenden transparenten
Aufzeichnung an, sowie eine Transformationslinse 30 und ein Fourier-Transformationsfilter
31, deren Bedeutung im folgenden noch erläutert wird. Eine Projektionslinse 32 und
ein Wiedergabeschirm 33 vervollständigen die Wiedergabevorrichtung.
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Beleuchtet man eine transparente Aufzeichnung - wie z. B. die zusammengesetzte
Aufzeichnung 20 von Fig, 5D - in der Filmhaltevorrichtung 29, so treten Beugungs-
und Interferenzerscheinungen auf. Da die den einzeinen Farbauszugsaufzeichnungen
19, 21 und 22 entsprechenden periodischen Gitterßtrukturen in unterschiedlichen
Winkeln angeordnet
sind, erhält man in drei durch entsprechende
Winkel getrennte Richtungen Beugungsmuster mit vielen Ordnungen. Die esamtheit dieser
Beugungsmuster ist durch das Bezugszeichen 34 gekennzeichnet. Ein Beispiel für eine
derartige Anordnung der Beugungsfiguren ist schematisch in Fig. ? gegeben. Jedes
der einzelnen Beugungsmuster entspricht jeweils einer der getrennten Farbauszugsaufzeichnungen.
Es enthält jeweils eine nullte Ordnung, die in allen Fällen räumlich mit denen deranderen
Farbauszugsaufzeichnungen zusammenfällt und den nicht abgebeugten Anteil enthält.
Des weiteren enthält jedes Beugung3-muster eine Vielzahl von Komponenten aus höheren
Beugungsordnungen mit dem Anteil des abgebeugten Lichtes. Die Beugungsmuster stellen
Dirac' sche Deltafunktionsreihen dar, die mit den Ortsfrequenzspektren der jeweiligen
Farbauszugsaufzeichnungen gefaltet sind.
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@-1 Durch die Verwendung der Transformationslinse 30 erreicht man,
daß die Beugungsmuster im Brennweitenabstand von der Linse 30 an einer Stelle entstehen,
die gewöhnlicherweise als Fourier-Transformationsraum (oder auch als Fraunhofer'
sche Beugungsebene) bezeichnet wird.
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Diese Bezeichnung ist deshalb gewählt, da an dieser Stelle durch die
beschriebenen Bougungs- und Interferenzeffekte eine räumliche und seitliche Frequenzanalyse
erfolgen kann. An dieser Stelle werden auch Ortsfrequenz- und Spektralfilter eingebracht.
Hierdurch kann man erreichen, daß eine oder mehrere der einzelnen Aufzeichnungen
wiedergegeben werden, um beispielsweise eine Rekonstruktion der ursprünglichen Szene
in natürlichen Farben oder in wahlweise verzeichneten Farben zu erhalten.
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Aus Fig. # wird das Wesen des Fourier-Transformationsraumes ersichtlich.
Der Einfluß, den man durch eine Ortsfrequenzfilterung allein
oder
durch eine Ortsfrequenz- und Spektralfilterung einer einzelnen Beugungsordnung oder
mehrerer derselben in diesem Fourier-Transformationsraum erhält, wird hieraus verständlich.
In Fig. 7 sind drei in verschiedenen Winkelbereichen liegende Beugungsmuster dargestellt.
Sie entsprechen den roten, grünen und blauen Ortsfrequenzspektren der Szene und
erstrecken sich entlang der mit 36, 38 und 40 bezeichneten Geraden. Jede dieser
Geraden 36, 38 und 40 steht senkrecht zur Richtung der periodischen Gitters die
den einzelnen Farbauszugsaufzeichnungen zugeordnet sind. Die Zonen der nullten Beugungsordnung
von allen Beugungsmustern fallen räumlich zusammen.
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Aus den Beugungsgesetzen folgt für den Beugungswinkel die Beziehung:
sin a = x (1) Hierin bedeutet A die spektrale Wellenlänge der beleuchtenden Strahlung
und # die Ortsfrequenzen. Nimmt man einen parallelen Strahlengang fiir das Licht
in der Ebene der Halterung 29 an (eine Bedingung, die nicht notwendigerweise eingehalten
werden muß), so entstehen die Beugungsornungen im Fourier-Transformationsraum an
den Deltafunktionsstellen, die durch die Transformation der aufgezeichneten Modulation
bestimmt sind. Die radialen Abstände von der Achse des Beugungsmusters sind durch
folgende Gleichung festgelegt: R = f2 m #c # (2) Hierin bedeuten: f2 die Brennweite
der Linse 30; A die mittlere Wellenlänge der beleuchteten Strahlung; m die Beugungsordnung
und ci> 0die Grundfrequenz des Gitters.
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Die ersten Ordnungen jedes Beugungsmusters kann man als ein Ortsfrequenzspektrum
des Objektes mit maximaler Frequenz #s (= Radius dieser Ordnung) betrachten, das
mit der Ortsfrequenz # c eines Trägersignales gefaltet ist. Die Komponenten der
zweiten Ordnung kann man als eine Faltung von einem Ortsfrequenzspektrum mit einer
maximalen Frequenz #s mit der Ortsfrequenz Z#c eines Trägersignales betrachten.
Analoge Überlegungen ergeben sich für die höheren Beugungsordnungen. Die verschiedenen
Beugungs ordnungen jedes Beugungsmusters stehen demnach in einem harmenischen Verhältnis
zueinander. Hierbei wirkt die Ortsfrequenz ca oder ein geradzahliges Vielfaches
von dieser als Trägerfrequenz für das Ortsfrequenzsektrum, welches die Objektverteilung
beschreibt. In der Abbildung sind nur zwei Ordnungen gezeigt; es ist trotzdem verständlich,
daß auch höhere Ordnungen vorhanden sind, deren Intensität jedoch mit zunehmender
Orndnung abnimmt.
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Man erhält eine Ortafrequenzfüterung des Beugungsmusters, wenn man
das Transformationsfilter 31 mit seinen Öffnungen in der Ebenecdes Fourier-Transformationsraumes
gemäß Fig. 6 anbringt. Die Komponenten der nullten Beugungsordnung fallen räumlich
zusammen. Die Ortsfrequenzen, die demnach in dem Informationskanal der nullten Beugungsordnung
vorhanden sind, stellen die Summe der zu den einzelnen Farbauszugsaufzeichnungen
19, 21 und 22 gehörenden Spektren dar. Eine Öffnung in dem Transformatinsfilter
31, welche die nullte Beugungsordnung durchläßt, führt zu einem aus Schwarz-Weiß-
und Grautönen zusammengesetzten Bild der Szened 14. Die mit jedem der Farbauszugsaufzeichnungen
verbundenen Informationskanäle sind hier untrennbar miteinander verflochten. Sie
lassen sich daher nicht wieder geeignet einfärben, um den fotografierten Gegenstand
in natürlichen Farben wiederzugeben. Mit den höheren Beugungsordnungen ist es wegen
der Aufteilung
in verschiedene Winkelbereiche - entsprechend den
Geraden 36, 38 und 40, auf denen die roten, blauen und grünen Spektren liegen -möglich,
eine naturgetreve Reproduktion zu erhalten. Man fügt hierzu jedem Informationskanal
die entsprechende Spektralcharakteristik zu, indem am an den zugehörigen Stellen
geeignete Spektralfilter einbringt.
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Fig. 8 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von der Mitte des Filters
31.
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Die Öffnungen haben geeignete Größe, um als Ortsfrequenzfilter zu
wirken. Die passenden Spektralfilter bewirken eine farbgetreue Wiedergabe des Objektes.
Natürlich können auch, wenn dies erwürischt ist, Kompol nenten von höheren Beugungsordnungen
über geeignete Spc;ktralfilter durchgelassen werden. In dem dargestellten Beispiel
ist jedoch darauf verzichtet, um die Darstellung möglichst einfach zu halten.
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Der Strahlengang durch das Projektionssystere sei rn folgenden betrachtet.
Durch eine geeignete Anordnung der Lampe 24 und der Kondensorlinse 25 wird erreicht,
daß die Öffnung 27 in der Abdeckblende 26 gleichmäßig durch ein Lichtbündel mit
maximaler Intensität und einem breitbandigen Energiespektrum beleuchtet wird. Die
Linse 28 ist von der Abdeckblende 26 in axialer Richtung derart verschoben angebracht,
daß der eine Brennpunkt dieser Linse mit der Ebene der Abdeckblende 26 zusammenfällt.
Hierdurch wird erreicht, daß das Licht den Film im wesentlichen parallel durchstrahlt.
Die Transformationslinse 30 vereinigt die im wesentlichen ebenen Wellenfronten zu
den Beugungsbildern der nullten und der höheren Ordnungen. Sie werden auf den Fourier-Transformationsraum
fokussiert, der sich in der Eintrittsöffnung der Projektionslinse 32 oder nahe derselben
befindet Die Linsen 28 und 30 dienen dazu, das Bild der beleuchteten Öffnung 27
in der Abdeckblende 26 auf das Transformationsfilter
31 abzubilden.
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Obiges fotografisches Speicher- und Wiedergabeverfahren wurde anhand
einer Speicherung und Wiedergabe der in Farbauszügen enthaltenen Information besprochen.
Es gibt jedoch auch Verfahren und Vorrichtungen, um eine große Anzahl von Bildern
verschiedener Szenen auf dem gleichen fotografischen Speichermedium additiv überlagert
aufzuzeichnen und trotzdem getrennt voneinander durch Verfahren der Ortsfrequenzfilterung
wieder-egeben zu können. Ein derartige Verfahren wurde in der deutschen Patentanmedlung
P w P 14 97 614.8 beschrieben.
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Gemäß dieser Erfindung wird eine größere Anzahl von Bildern verschiedener
Konstruktionselemente oder Teilsysteme überlagert in einer einzigen zusammengesetzten
fotografischen Aufzeichnung gespeichert. Als Weiterbildung des dort angegebenen
Wiedergabeverfahrens wird gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht, daß jedes von
diesen Bildern oder jede beliebige Kombination derselben mittels eines einfachen,
manuell betätigten Wählverfahrens wiedergegeben werden kann.
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Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein System mit den wesentlochen
Grundzügen der Erfindung. Es besteht aus einer Beleuchtungseinrichtung 50, einer
Transformationslinse 54, einer Vorrichtung 56, fUr die Auswahl der wiederzugebenden
Bilder; einer Projektionslinse 58 zur Projektion der wahlweise erhaltenen Bilder
auf einem Projektionsschirm 60.
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Hierbei enthält die Beleuchtungseinrichtung 50 gemäß der Abb. 1 eine
Bogenlampe
52, die eine intensive Lichtquelle darstellt und von einer Kondensorlinse 64 auf
eine kleine Öffnung 66 in einer Abdeckblende 68 abgebildet wird. Durch eine derartige
Beleuchtungseinrichtung wird eine kleine Lichtquelle (die im foIgenden jeweils als
Punktlichtquelle bezeichnet wird) mit relativ hoher Intensität im sichtbaren Spektralbereich
erzeugt.
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Die Kollimatorlinse 52, die bevorzugterweise in etwa im Abstand ihrer
Brennweite von der Abdeckblende 68 entfernt angeordnet ist, erzeugt -> ein im
wesentlichen paralleles Lichtstrahlbündel, das auf die Transformationslinse 54 gerichtet
ist. Das aus der Transformationslinse 54 austretende Licht beleuchtet eine zusammengesetzte
Aufzeichnung 70, die in einer Halterung 72 angeordnet ist. Die Kollimatorlinse 52
und die Transformationslinse 54 erzeugen gemeinsam ein Bild der in der Abdeckblende
68 entstehenden wirksamen Punktlichtquelle, im wesentlichen in den Ebene des hinteren
Brennpunkts der TransformatIonslinse 54 an einer Stelle, die als Fourier-Transformationsraum
bezeichnet wird. Dort entsteht auch ein Fraunhofer' sches Beugungsmuster der Transparenzfunktion
in der Aufzeichnung 70.
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Wie bereits oben erwähnt, enthält die zusammengesetzte Aufzeichnung
70 eine Anzahl von überlagert gespeicherten Bildkomponenten, wobei jede Bildkomponente
im Ortsfrequenzraum mit einem Trägersignal überlagert ist, wobei der Richtungsvektor
von jedem dieser Trägersiduale gegenüber den RichtungsYektoren der anderen Trägersignale
die den anderen Bildkomponenten zugeordnet sind, um einen bestimmten Azimut verdreht
ist. Im Fourier-Transformationsraum entsteht zu jedem Trägersignal eine Dirac' sche
Deltafunktion, wobei jede Deltafunktion eine azimutale Orientierung aufweist, die
in einer festen Beziehung
zu dem Richtungsvektor des entsprechenden
Trägersignales steht. Jede dieser Deltafunktionen ist mit einem Ortsfrequenzspektrum
gefaltet, welches die das zugehörige Trägersignal rnodulierende Bildkomponente charakterisiert,
Auf diese Welse wird ein Beugungsmuster erzeugt, ähnlich dem von Fig. 7. Die Anzahl
der Deltafunktionsverteilungen entspricht jedoch hier der Anzahl der trägermodulierten
Blldkomponenten, die in der zusammengesetzten Aufzeichnung 70 gespeichert sind.
Die in FT. 1 gezeigte Ausführungsform ist für eine Wiedergabe von einer Aufzeichnung
mit 6 verschiedenen in dieser gespeicherten Bildkomponenten, eingerichtet. Diese
Anzahl kann willkiirlich gewählt werden, so da,3 je nach Bedarf eine größere oder
geringere Anzahl von zusammengesetzten Bildern aufgezeichnet und wiedergegeben werden
kann, wie dies bereits in zur oben erwähnten Hauptanmeldung beschrieben worden ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Bildkomponente oder jede
erwünschte Kombination der 6 Bildkomponenten gleichzeitig mit den anderen für eine
direkt visuelle oder über eine Projektion erfolgende Betrachtung reproduziert werden.
Dies erfolgt, indem man in dem Fourier-Transformationsraum nur von de@ wiederzugebenden
Bildern der Aufzeichnang die entsp@echenden Beugingsordnungen @@ster Ordnung durchläßt.
Hierzu sind be@ gielsweise 6 Paare von regulierharen Ortsfrequenzfiltervorrichtungen
74 v@@gesehen, jede dieser Filtervorrichtungen 14 enthält aine lichiundurchlässige,
keilförmige Filterplatte 76, die mit dem Tauchkern 78 einer Spule 80 verbunden ist,
und in radialer Richtung - ven der optischen Achse aus gesehen - durch die Spule
80 hin- und herverschob@@ werden kann. Die Erregung der Spulen 80 erfolgt von er
zentralen Stelle aus. Diametral gegenüber-Hegende Paare der Filtervoorlichtungen
74 sind hierbei elektrisch miteinander
verbunden. Durch eine Anordnung
von 6 Wählerschaltern 82 werden sie paarweise über 6 Schaltknöpfe 83 betätigt. Die
gegenüberliegenden Endpunkte der Schalter sind mit einer elektrischen Spannungsquelle
verbunden, die in diesem Fall schematisch durch eine Batterie 84 dargestellt ist.
Aus obiger Erläuterung ist ersichtlich, daß zur Wiedergabe von einer der Bildkomponenten
oder von jeder beliebigen Kombination derselbente i automatischer erreichter genauen
Überlagerung der Bedienende der Anlage nur die entsprechenden Schaltknöpfe 83 betätigen
muß.
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Durch die Projektionslinse 58 und den Wiedergabeschfrm ist eine Möglichkeit
aufgezeigt, um die wiedergegebenen Bildkomponenten betrachten zu können. Es können
jedoch auch die Projektionslinse und der Projektionsschirm entfernt werden und die
wiedergegebenen Bilder direkt visuell betrachtet werden, wenn man das Auge auf der
optischen Achse in etwa in die Ebene der Linse 58 bringt.
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Gemäß dem Vorstehenden wurde in sehr schematischer Form eine von vielen
möglichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Anhand derselben
wurde gezeigt, daß jede beliebige Kombination von Bildkomponenten für eine direkte
Betrachtung oder für eine Betrachtung über Projektion wiedergegeben werden kann,
wenn nur jeweils die erwünschte Kombination der Wählerschalter 82 betätigt wird.
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Als zusätzliche Hilfe für den Betrachter können die wiedergegebenen
Bildkomponenten farbcodiert werden, um so eine leichtere Unterschetdung zwischen.
ihnen im zusammengesetzten Bild zu ermöglichen. Eine derartige Farbcodierung kann
dadurch erreicht werden, daß man ein sektorenartig ausgebildetes Spektralfilter
86 direkt hinter der Ortsfrequenzifiltervorrichtung
74 anhringt.
Dieses Spektralfilter 86 enthält 12 (6 einander gegenüberliegende Paare) Spektralfiler,
wobei jedes dieser Filterpaare seine maximale Durchlässigkeit bei einer verschiedenen
Wellenlänge des sichtbaren Spektrums hat. Wenn man ein solches Spektralfilter 86
verwendet, werden die jeweils durchgelassenen Ortsfrequenzspektren der entsprechenden
wiederzugebenden Bildkomponenten einer Spektralfilterung durch die Spektralfilter
86 unterworfen.
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Die rücktransformierten Bilder erscheinen daheriin den den jeweiligen
Spektralfiltern entsprechenden Farben.
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Auf dem Bildschirm 60 ist zur Erläuterung ein zusammengesetztes Bild
dargestellt, wie es für medizinische Demonstrationszwecke geeignet ist. Dieses Bild
zeigt eine menschliche Hand, der die Knochenstruktur derselben so überlagert ist,
daß beide Bildkomponenten genau aufeinanderpassen. In gleicher Weise können noch
weitere physiologische Systeme diesem Bild zugefügt werden, so daß man für Krankenschwestern,
Ärzte und medizinisch-technisches Personal eine hervorragend geeignete Lernhilfe
erhält.
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Fig. 3 zeigt ein ähnliches Beispiel, diesmal für Mechanikerlehrlinge,
in dem drei Bildkomponenten, die Autokarosserie mit dem Fahrwerk, der Motor und
das Auspuffsystem einander überlagert sind.