DE19851293A1

DE19851293A1 - Panorama-Kamera und Projektor mit mehreren Objektiven

Info

Publication number: DE19851293A1
Application number: DE1998151293
Authority: DE
Inventors: Christoph Kendel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1998-11-06
Publication date: 2000-05-11

Description

Die Erfindung befaßt sich mit der Projektion oder dem Aufnehmen von Panoramabildern. Das neuartige daran ist, daß das Bild nicht durch eine Optik, nicht durch ein einzelnes Objektiv projiziert wird, sondern daß ein einziges, zusammenhängendes Bild (Dia) oder Gegenstand durch mehrere Objektive auf ein einziges Bild projiziert wird.

Das heißt, daß mehrere Objektive eine zusammenhängende Vorlage auf ein zusammenhängendes Bild projizieren. Der Abbildungsmaßstab ist dabei frei wählbar. Die einzelnen Objektive wirken dabei wie ein einziges System.

Daß zwei nebeneinander liegende Objektive ein Bild projizieren ist nur unter bestimmten Voraussetzungen möglich. Würden einfache Linsen oder "Normale" Objektive verwendet würde das Bild zerteilt: durch die Bildumkehrung der einzelnen Objektive würde der Bereich der zwischen den Objektiven liegt auf die Außenbereiche des entstehenden Bildes abgebildet.

Es kommt zu falschen Überschneidungen.

All diese Fehler können durch ein geradsichtiges Objektiv vermieden werden. Zwei Objektive die jeweils Links auf Links und Oben nach Oben projizieren können nebeneinander sein und eine einzige zusammenhängende Vorlage auf ein einziges zusammenhängendes Bild abbilden.

Soll ein Bild vergrößert oder verkleinert werden müssen die einzelnen Objektive in verschiedene Richtungen zeigen. Dadurch muß auch der Film gebogen werden. Damit es keine "Ecken" gibt sollten Objektive mit gewisser Bildwölbung verwendet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt, welche im folgenden näher beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 Aufsicht auf ein abbildendes System aus zwei geradsichtigen Objektiven mit dem Abbildungsmaßstab 1.
Geradsichtiges Objektiv (2) mit Zwischenobjektiv (4) und Hauptobjektiv (3). Es entsteht ein Zwischenbild (11),

Fig. 2 Aufsicht auf ein abbildendes System mit einem Abbildungsmaßstab ≠ 1.
Der Bereich (12) des Gegenstandes (8) wird auf einen Bereich (10) des Films (9) abgebildet. Die anderen Bezeichnungen wie Zwischenobjektiv, Zwischenbild, Hauptobjektiv . . . wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Die Bezeichnungen stimmen überein,

Fig. 3 Aufsicht auf ein abbildendes System mit zwei Dachkant Prismen Paaren (5) und zwei Hauptobjektiven (3). Sie bilden jeden Punkt der Vorlage (1) auf genau einen Punkt der Leinwand (7) ab. Zu beachten ist, daß dies auch für den Bereich der Überschneidung gilt. Ein Punkt der Vorlage der sich zwischen den Optiken befindet (16) wird auf genau einen entsprechenden Punkt (17) abgebildet. Es entsteht ein zusammenhängendes Bild,

Fig. 4 Aufsicht auf einen Weitwinkelprojektor. Er arbeitet mit der gleichen Optik wie sie zur Erzeugung eines Weitwinkelbildes (Skizzenblatt 1, Fig. 2) benutzt wird.
Das in den Lampen (14) erzeugte Licht wird zum Teil Reflektoren (13) und Kondensor Linsen (15) gebündelt, auf die Objektive abgestimmt vorbehandelt. Das Licht fällt durch die Diavorlage (1) auf die Objektiv- Systeme, durch welche ein Bild auf die Leinwand (7) projiziert wird.
Die Objektiv-Systeme bestehen dabei entweder aus Zwischenbild verwendenden Einzelobjektiven (2) oder aus Dachkantprismen verwendenden Systemen (5) oder aus Porroprismen verwendenden Systemen (4) oder aus einer Kombination dieser Objektivtypen,

Fig. 5 Aufsicht auf ein einzelnes Objektiv, welches mehrobjektivprojektionsfähig ist. Es arbeitet zur Bildumkehrung mit zwei Prismen die zu einem Porro- Prismen-System zusammengefügt sind. Das aufrecht stehende Prisma (18) lenkt das Bild nach oben oder unten. Das liegende Prisma (19) dreht das Bild so, daß ein gleich gebautes Objektiv die Projektion fortsetzen kann.
Der Tatsache, daß das entstehende Bild leicht versetzt entsteht kann durch Drehen des Objektivs zusammen mit der Vorlage entgegen gewirkt werden. Gemessen an der normalen Projektionsgröße fällt der dadurch entstehende Fehler kaum ins Gewicht,

Fig. 6 Ansicht eines des gleichen Objektives. Mit aufrechtem Prisma (18) und waagerechtem Prisma (19) und Linsensystem (3),

Fig. 7 Schrägbild des gleichen Objektives mit Projektions-Vorlage (1), aufrechtem Prisma (18), waagerechtem Prisma (19) und Linsensystem (3).
Weitere baugleiche Objektivsysteme lassen sich lückenlos ansetzen indem jedes zweite System um 180° um eine der optischen Achse parallelen Achse gedreht wird.

Fig. 8 Geshiftete Objektivsysteme über einem Bereich (25) der nicht abgebildet werden soll. Shiften bedeutet in diesem Fall, daß die optische (21) Achse des Hauptobjektives nicht mit der optische Achse (22) des Zwischenobjektives übereinstimmt. Die Vorlage beginnt am Punkt (20) sich zu wiederholen.

Zusammenfassung der wichtigsten Zeichnungen

Fig. 9 Drei Objektive, die ein abbildendes System ergeben,

Fig. 10 ein kompletter Rundumpanoramaprojektor, realisiert ausschließlich mit rein Linsen basierten Systemen. Einige Hauptstrahlen sind eingezeichnet. Auf die Bildwechselvorrichtung wurde nicht eingegangen.

Wie in den Zeichnungen verdeutlicht gibt es mehrere Arten zum Ziel zu kommen. Das Ziel ist in diesem Fall allgemein ein Geradsichtiges Objektiv, welches gebraucht wird um ein Bild durch mehrere Objektive abzubilden.

Die erste gezeigte Möglichkeit ist die Verwendung von einem Zwischenobjektiv (Fig. 1), welches ein Zwischenbild erstellt, welches dann vom Hauptobjektiv abgebildet werden kann. Die zweit dargestellte Möglichkeit ist die Verwendung eines Dachkant Prismenpaares bei den einzelnen Objektiven (Fig. 3). Diese Möglichkeit hat Lichttechnische Vorteile, aber den Nachteil, daß die Prismen nicht einfach zu bearbeiten sind. Zu beachten ist, daß sich die Schnittweite bei der Verwendung von Prismen stark vergrößert, was unter Umständen die Verwendung von Spezialobjektiven nötig macht.

Die dritte Möglichkeit ist die Verwendung von Porro-Prismen. Diese müssen, da sie in ihren Ausmaßen weit über den Bereich hinausgehen, welchen sie abbilden, in einer Weise angeordnet sein wie in Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 angedeutet wird. Die aufrecht stehenden Prismen (18) müssen dabei abwechselnd nach oben und nach unten ausgerichtet sein, um den flach liegenden Prismen (19) den benötigten Platz haben. Die Objektive sind dadurch "Zickzackartig" angeordnet, was einen leichten Ausgleich der Höhen durch shiften oder drehen nötig werden läßt.

Beim Überdecken der Filmwechselstelle kann durch Shiften ein durchgehendes Bild erzeugt werden. Das bedeutet, daß ein Zwischenbild auf gewohnte Weise erzeugt wird, dieses aber nicht komplett abgebildet wird. Dies geschieht dadurch, daß das Hauptobjektiv zur Seite bewegt wird.

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung eines zusammenhängenden Weitwinkelbildes, insbesondere eines Rundumbildes, dessen Bildausschnitt einen Winkelbereich von bis zu 360° um die Aufnahmeposition abdecken kann, dadurch gekennzeichnet, daß es aus mehreren Objektiven eine Gesamtoptik bildet, welche ein zusammenhängendes Bild entstehen läßt.
Das Panoramabild, welches entsteht, kann sich dabei

a) auf einer Ebene oder
b) auf einer Zylinderoberfläche oder einem Ausschnitt einer Zylinderoberfläche oder
c) auf einer kugelförmigen Fläche oder dem Ausschnitt einer kugelförmigen Fläche oder
d) auf einer Kegeloberfläche oder dem Ausschnitt einer Kegeloberfläche oder einer ähnlichen Fläche entstehen.

Das Bild, welches aufgenommen wird, wird auf chemischen oder elektronischen Wege festgehalten.

2. Verfahren zur Projektion eines zusammenhängenden Weitwinkelbildes, insbesondere eines Rundumbildes, dessen Bild einen Winkelbereich von bis zu 360° um die Projektor abdecken kann, dadurch gekennzeichnet, daß es aus mehreren Objektiven eine Gesamtoptik bildet, welche von einer zusammenhängenden Vorlage (z. B. einem einzigen Dia Streifen) ein zusammenhängendes Bild entstehen läßt.
Die Panoramavorlage (bei Durchlichtprojektion das Dia, sonst das Bild), welche projiziert wird, kann sich dabei

a) auf einer Ebene oder
b) auf einer Zylinderoberfläche oder einem Ausschnitt einer Zylinderoberfläche oder
c) auf einer kugelförmigen Fläche oder dem Ausschnitt einer kugelförmigen Fläche oder
d) auf einer Kegeloberfläche oder dem Ausschnitt einer Kegeloberfläche oder einer ähnlichen Fläche befinden, und kann auf eben diese Flächen auch projiziert werden.

3. Optisches Verfahren zur Erzeugung oder zur Projektion eines Weitwinkelbildes ins besondere eines Panoramas, entsprechend Anspruch 1 und Anspruch 2, gekennzeichnet daduch, daß mehrere Objektiven zu einer gemeinsam wirkenden Einheit kombiniert werden, welche aus einem zusammenhängenden Gegenstand (einer zusammenhängenden Vorlage) ein zusammenhängendes Bild entstehen läßt. Die Verwendung von nicht bildumkehrenden, das heißt geradsichtigen Objektiven ermöglicht dies.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Einzelobjektive einen bestimmten Abschnitt der Vorlage - seitenrichtig und aufrecht (vertikal nicht verkehrt) oder nur seitenrichtig oder nur aufrecht - auf einen definierten Bereich, allgemein auf eine Leinwand oder eine Filmfläche, beschrieben unter Anspruch 1 und Anspruch 2, abbildet.
Die einzelnen optischen Achsen der Objektive stehen so zueinander, daß die Bereiche die durch die jeweiligen Objektive abgebildet werden sich gering überschneiden, die Objektive sind so zu wählen, daß sich die Abbildungen die sich überschneiden genau entsprechen.

4. Eine Objektivbauweise, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungen geradsichtig sind. Darunter verstehe ich, daß das Bild aufrecht steht und seitenrichtig projiziert wird. (Links bleibt Links, Oben bleibt Oben).
Dies ist zu erreichen durch

a) Führung des Strahlengangs eines einfache abbildenden Systems durch ein Porro- Prismenpaar.
b) Führung des Strahlengangs eines einfach abbildenden Systems durch ein Dachkant- Prismenpaar.
c) Erzeugung eines reellen Zwischenbildes durch eine Zwischenoptik, welches durch die Hauptoptik dann projiziert wird.
Auch möglich ist die Kombination aus mehreren der genannten Elemente, oder eine Kombination aus diesen und noch ungenannten Elementen, einzige Voraussetzung ist, daß das Objektiv geradsichtig bleibt, zumindest in einer Ebene (entweder Horizontal oder Vertikal).

5. Eine Objektivanordnung bei der - durch Shiften der Einzelobjektive des Gesamtsystems (d. h. die optische Achse paralell zum Ursprungsort zu verschieben) oder durch drehen gemäß den Scheinpflugschen Regeln - ein Abschnitt des Films auf einen größeren Abschnitt der Leinwand projiziert wird, so daß es möglich wird, den Film aus dem abgebildeten Bereich zu führen, ohne daß die Stelle, durch die der Film gewechselt werden kann, projiziert wird.