DE2542159C3

DE2542159C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Zusammensetzen eines stereoskopischen Bildes

Info

Publication number: DE2542159C3
Application number: DE2542159A
Authority: DE
Inventors: Jerry Curtis Dunwoody Ga. Nims
Original assignee: NIMSLO TECHNOLOGY Inc ATLANTA GA US; Nimslo Technology Inc
Current assignee: Nimslo Corp Doraville Ga Us
Priority date: 1974-09-24
Filing date: 1975-09-22
Publication date: 1981-05-07
Also published as: DE2542159B2; DE2542159A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zusammensetzen eines stereoskopischen Bildes mit einer Vielzahl von Bildstreifen, wobei die Bildstreifen jeweils eine Mehrzahl Λ/νοη gesammelten Bildern einer entsprechenden Anzahl N von zweidimensionalen Ansichten des Objektfeldes aufweisen, welche von mit Abstand voneinander angeordneten Aufnahmepunkten aufgenommen wurden, und wobei ein Linsenraster mit einer entsprechenden Vielzahl von mit den Bildstreifen fluchtenden Linsen verwendet wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Stereoskopische Bilder mit einem Linsenraster werden grundsätzlich auf zwei Arten hergestellt, nämlich nach dem direkten Verfahren, bei welchem die beiden Schritte des Aufnehmens und Zusammensetzens

ίο innerhalb der Kamera erfolgen, sowie dem indirekten Verfahren, bei welchem eine Anzahl von zweidimensionalen Ansichten eines Objektfeldes von verschiedenen Aufnahmepunkten aus gemacht wird und das dreidimensionale Bild anschließend durch Projizieren der zweidimensionalen Bilder durch einen Zusammensetz-Lmsenraster zusammengesetzt wird. In der bisher praktizierten Form sind die beiden Verfahren jedoch hinsichtlich ihrer Verwendungsmöglichkeiten, der Qualität und der Kosten begrenzt wodurch eine kommerzielle Anwendung der beiden Verfahren in einem größeren Maßstab verhindert wurde.

Beispielsweise erfordert das direkte Verfahren typischerweise eine speziell konstruierte Kamera mit einer auf der Emulsionsseite des fotografischen Films angeordneten Linsenrasterschicht und einem Auflagerund Führungsmechanismus für die Bewegung der Kamera lungs einer um einen Punkt in der aufzunehmenden Szene zentrierten bogenförmigen Linie. Während der Belichtung wird die Kamera längs der durch den Führungsmechanismus festgelegten bogenförmigen Linie bewegt und der Linsenraster wird relativ zum fotografischen Film um eine Gesamtentfernung verschoben, welche der Breite einer einzelnen Linse des Linsenrasters entspricht Dies erfordert sehr präzise Bewegung der verschiedenen Kamera- und Führungsteile, woraus sich eine komplizierte Funktionsweise und Konstruktion ergeben. Darüber hinaus ist diese gesamte bekannte Vorrichtung sehr sperrig, was ihre Verwendbarkeit für Geländeaufnahmen begrenzt Das direkte Verfahren erfordert ferner in sehr nachteiliger Weise vergleichbar lange Belichtungszeiten und hat im übrigen den Nachteil einer schlechten Feldtiefe. Ein zusätzlicher Nachteil ist daß das fertige dreidimensionale Bild nicht frei vergrößert oder verkleinert werden kann.

Das indirekte Verfahren vermeidet zwar die meisten der vorstehend aufgeführten Nachteile des direkten Verfahrens dadurch, daß es die Verwendung einer konventionellen zweidimensionalen Kamera bei der Aufnahme des Objektfeldes oder der Szene erlaubt.

so Darüber hinaus wurde der Stand der Technik des indirekten Verfahrens in letzter Zeit zwar auch noch durch Entwicklungen hinsichtlich der Art und Weise der Herstellung der zweidimensionalen Aufnahmen merklich verbessert Hierzu wird auf die nicht vorveröffentlichte US-PS 39 60 563 verwiesen. Dennoch haben Begrenzungen des Zusammensetzschritts weiterhin eine größere Verwendung des indirekten Verfahrens verhindert Ein wesentlicher Grund hierfür liegt darin, daß das fertige, ineinandergeschachtelte lineiforme Bilder von verschiedenen zweidimensionalen Ansichten enthaltende Bildblatt separat vom Betrachtungsraster hergestellt und anschließend an diesem angebracht werden mußte, wobei die lineiformen Bilder mit den R?sterlinsen präzise fluchten müssen. Da die das Bild enthaltenden Blätter sich oft zwischen dem Zusammensetzen des Bildes auf ihnen und ihrem anschließenden Anbringen an dem Betrachtungsraster in ihrer Größe ändern, was beispielsweise aus Änderungen der

Umgebungstemperatur, der Feuchtigkeit und dergleichen resultiert, ist das Ausrichten des Bildblatts und des Betrachtungsrasters sehr mühsam und kostspielig und kann oft nicht in zufriedenstellendem MaBe erreicht werden. Bemühungen zur Anwendung der Massenproduktionstechnik en beim Schritt des Ausrichtens von Bildblatt und Betrachtungsraster, beispielsweise mittels Flach- oder Offset-Drucks des Bildes und Aufformen des Linsenrasters direkt auf das Bildblatt, vermögen nicht nur die Ausrichtprobleme in geeigneter Weise zu eliminieren, sondern schaffen noch andere Probleme, wie eine fade Farbreproduktion, eine weitere Änderung der Abmessungen des Bildblatts, eine geringe Druckfarben-Schwärzungsdichte eine geringe Auflösung des gedruckten Bildes und dergleichen, was die Bildqualität weiter herabsetzt

Es wurden Versuche zur Beseitigung der Probleme bei der Verbindung und dem Ausrichten von Bildblatt und Betrachtungsraster beim indirekten Zusammensetzverfahren unternommen, indem man eine fotografische Emulsion direkt auf die Rückseite des Linsenrasters aufschichtete und den so erhaltenen »Linsenrasterfilm« beim Zusammensetzen des endgültigen dreidimensionalen Bildes aus den projizierten zweidimensionalen Bildern verwendete, d.h., der Linsenrasterfilm wird anstelle des separaten Zusammensetz-Linsenrasters und des separaten fotoempfindlichen Blattes verwendet Dabei werden die zweidimensionalen Ansichten nacheinander oder gleichzeitig durch den Linsenraster projiziert, um die fotoempfindliche Emulsion unterhalb der Rasterlinsen zu belichten. Ein derartiges Verfahren ist grundsätzlich beschrieben in NA. Valyus. »Stereoscopy«, the Focal Press, London, 1966, Seiten 203 bis 205 sowie in dem US-Patent 34 82 913. Obgleich dabei die Probleme beim Verbinden und Ausrichten von Bild und Linsenraster vermieden werden, haben diese bekannten Verfahren des indirekten Zusammensetzens unter Verwendung eines Linsenrasterfilms es nicht geschafft, andere Probleme beim Zusammensetzschritt zu beseitigen. Beispielsweise haben auf diese Weise hergestellte stereoskopische Bilder begrenzte Betrachtungswinkel und Betrachtungsentfernungen, da der Linsenraster von derselben Entfernung und Position betrachtet werden muß, von welcher aus die zweidimensionalen Teilbilder während des Zusammensetzens projiziert wurden. Dadurch wird die Qualität des fertigen Bildes ernsthaft vermindert Ferner ist es bei dem bekannten Zusammensetzverfahren und den zugehörigen Vorrichtungen notwendig, jeweils individuelle Einstellungen der Einzelteile der Zusammensetzvorrichtung, beispielsweise eine Einstellung der Entfernung zwischen den Vergrößerungsiinsen, der Projektionsentfernung und dergleichen, vorzunehmen, um ausreichende Schärfe in den dreidimensionalen Bildern zu erhalten. Oft wird dies nicht richtig durchgeführt, woraus eine Herabsetzung der Bildqualität herrührt, und in jedem Fall sind diese Einstellungen kostspielig und zeitraubend. Zum Beispiel sind derartige Einstellungen jedesmal erforderlich, wenn die Entfernung zwischen der Kamera und dem interessierenden Zentrum des Objektfeldes, also dem Element oder Punkt, welcher in der Ebene des dreidimensionalen Bildes erscheinen soll, verändert wird. Wie nachstehend beschrieben, wird hierdurch eine beträchtliche Anzahl von miteinander zusammenhängenden Einstellungen erforderlich gemacht Bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt hat der Stand der Technik weder die Art dieser Einstellungen vollständig erfaßt noch einen wirksamen Weg zu ihrer Vermeidung oder zuverlässigen Vereinfachung gefunden. Im Ergebnis war es also bisher nicht möglich, Verfahren und Vorrichtungen zum indirekten Zusammensetzen zu schaffen, weiche die Herstellung von stereoskopischen Bildern hoher Qualität ermöglichen, wobei die Wirksamkeit und Kostenfaktoren eine breite kommerzielle Anwendung dieser Technik erlauben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein ίο Verfahren und eine Vorrichtung zum Zusammensetzen eines stereoskopischen Bildes aus einer begrenzten Anzahl zweidimensionaler Ansichten einer photographischen Szene anzugeben, so daß die Filmfläche unterhalb jeder Rasterlinse des dreidimensionalen Bildes entsprechend den zweidimensionalen Ansichten der photographischen Szene vollständig mit kondensierten Bildern gefüllt ist die im wesentlichen aneinander angrenzen, einander jedoch nicht überlappen.

2u Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. 8 angegebenen Maßnahmen gelöst

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sird Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 7 und 9 bis 14.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung «ι verschiedener in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Obersichtszeichnung des gesamten bekannten indirekten Verfahrens zur Herstellung stereoskopischer Bilder,

Fig.2 eine zeichnerische Veranschaulichung bestimmter grundsätzlicher Beziehungen zwischen den Elementen einer fotografischen Szene und den durch eine fotografische linse erzeugten Bildern dieser Elemente,

Fig.3 eine zeichnerische Veranschaulichung der Beziehungen zwischen dem Aufnahme- und Zusammensetzschritt des indirekten Verfahrens,

Fig.4 eine weitere kombinierte Darstellung des Aufnahme- und des Zusammensetzschritts, in welcher ferner die Wirkung der Änderung der fotografischen Entfernung auf die Beziehung zwischen verschiedenen Aufnahme- und Zusammensetzelementen veranschaulicht ist,

Fig.5 in Draufsicht ein Ausführungsbeispiel einer so erfindungsgemäßen veränderlichen fokussierbaren Viellinsenkamera,

F i g. 6 einen Vcf ükäischniu längs der Linie 5-5 sus Fig. 5,

Fig.7 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen festfokussierten Viellinsenkamera,

Fig.8 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einlinsen-Zusammensetzanordnung,

Fig.9 die Einlinsen-Zusammensetzanordnung ge- - maß F i g. 8 in einer anderen Arbeitsstellung und Fig. 10A, 1OB und IOC drei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Entlangstreichen des projizierten Bildes von zweidimensionalen Teilfilmen auf der fotoempfindlichen Fläche des Linsenrasterfilms.

es Wie oben angedeutet, umfaßt das indirekte Verfahren gemäß dem Stand der Technik grundsätzlich zwei unterschiedliche Schritte, nämlich einen Fotografieroder Aufhehmschritt und einen Schritt des Zusammen-

setzens des stereoskopischen Bildes. Diese Schritte sind schematisch in F i g. 1 im Zusammenhang mit dem gesamten indirekten Verfahren veranschaulicht. Beim Aufnehmschritt wird eine Anzahl von zweidimensionalen Ansichten eines Objektfeldes, welches beispielsweise die der Einfachheit halber auf einer geraden Linie liegenden Elemente A, K und B enthält, von einer entsprechenden Anzahl von Aufnahmepunkten aus, die quer zum Objektfeld liegen, aufgenommen. Die unterschiedlichen Aufnahmepunkte können durch Anordnung einer Anzahl von Kameras im gleichen Abstand zueinander längs einer senkrecht zu den optischen Achsen der Kameras verlaufenden Linie herbeigeführt werden, wobei die Kameras im wesentlichen dieselben optischen Charakteristiken aufweisen. Andererseits kann aber auch eine einzelne Kamera von Aufnahmepunkt zu Aufnahmepunkt relativ zum Objektfeld bewegt werden oder aber das Objektfeld kann relativ zu einer stationären Kamera bewegt werden. Schließlich kann zum Aufnehmen auch eine einzelne Kamera verwendet werden, welche eine Anzahl von Objektiven besitzt. Bei dem bekannten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 weist die Kameraanordnung fünf Einzelkameras 10, 12, 14, 16, 18 auf, welche längs einer geraden Linie 20 angeordnet und mit Bezug auf die Objektfeldelemente A, K, B zentriert sind. Beim Aufnehmen des Objektfeldes erzeugen die Kameras 10 bis 18 auf den entsprechenden Teilfilmen 22, 24, 26, 28 bzw. 30 latente Bilder der Objektfeldelemente A, K und B. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind in F i g. 1 nur die durch die zentralen Lichtstrahlen (K) erzeugten Bilder K' herausgegriffen. Die Teilfilme 22 bis 30 werden dann in geeigneter Weise für die Verwendung beim Zusammensetzschritt behandelt, insbesondere entwickelt, beschnitten und dergleichen.

Die behandelten Teilfilme (Negative oder Diapositive) 22 bis 30, welche die entwickelten Bilder K' enthalten, werden in einer entsprechenden Anzahl von Projektionsapparaten 32, 34, 36, 38 und 40 angeordnet, welche unabhängig voneinander einstellbar sind zur Steuerung der Vergrößerung und zum Ausrichten der einander entsprechenden Bilder eines ausgewählten Objektfeldelements aus den verschiedenen Negativen. Die einzelnen Bilder, welche zum Indeckungbringen während des Zusammensetzens ausgewählt sind, legen das Objektfeldelement fest, das anschließend in der Ebene des stereoskopischen Bildes zu liegen scheint Wie in F i g. 1 angenommen, sei dieses Objektfeldelement das Element K, so werden die Projektoren 32 bis 40 relativ zueinander verschoben, bis die projizierten Bilder K' auf einen gemeinsamen Punkt am Linsenrasterfilm 42 ausgerichtet sind. Außerdem werden dabei sämtliche übrigen notwendigen Einstellungen zum Erreichen einer gleichen Vergrößerung durch die Projektoren 32 bis 40 vorgenommen. Anschließend werden die Projektionsapparate 32 bis 40 eingeschaltet und in bekannter Weise werden auf der fotoempfindlichen Schicht 44 des Linsenrasterfilms 42 lineiformen Bilder /C" entsprechend den Bildern K'der Teilfilme 32 bis 40 gebildet Wegen des vorangegangenen Ausrichtens der projizierten Bilder K' liegen sämtliche lineiformen Bilder K" unterhalb der gleichen Linse des Films 42, und ein solches Indeckungbringen der projizierten Bilder K' ist tatsächlich erforderlich, wenn man scharfe stereoskopische Bilder erhalten wilL

Schließlich wird der belichtete Linsenrasterfilm 42 auf geeignete Weise behandelt, um das endgültige stereoskopische Bild zu erhalten, welches bei Betrachtung dem Beobachter eine Gesamtansicht des Objektfeldes im Relief darbietet.

Obwohl, wie oben erwähnt, das vorstehend beschriebene indirekte Verfahren einen Teil der Schwierigkeiten früherer stereoskopischer Verfahren beseitigt, konnte es bis jetzt noch keine größere wirtschaftliche Verwertung erfahren, was weitgehend von den sich aus dem Zusammensetzschritt ergebenden Kosten und Qualitätsgrenzen herrührt. Die Art und das Ausmaß dieser Begrenzungen können aus einer Analyse der fotografischen und optischen Parameter des indirekten Verfahrens abgeschätzt werden.

Anhand F i g. 2, in welcher eine einzelne Aufnahmelinse oder ein einzelner Kamerastandpunkt (Aufnahmepunkt) durch die Linse 48 veranschaulicht ist, können bestimmte grundlegende Beziehungen des Aufnahmeschritts aufgezeigt werden. Entsprechend wie vorstehend sind die zu fotografierenden Objektfeldelemente mit A, K und B bezeichnet, und die durch die Linse 48 erzeugten Abbildungen dieser Elemente auf dem ebenen Film 50 sind mit A', .K'bzw. B'bezeichnet. Die dünne Linse 48 repräsentiert das gesamte Objektivlinsensystem einer Kamera, welche eine optische Achse 52 hat. Die Linie 54 deutet die Ausrichtlinie der Aufnahmelinsen oder der Bewegung der Kamera relativ zum Objektfeld an und verläuft durch das optische Zentrum des Linsensystems. Zur Vereinfachung sei ferner angenommen, daß die Objekte A, K, B in einer geraden Linie 56 parallel und mit einem Abstand 5 zur optischen Achse 52 der Linse 48 angeordnet ist, und daß das Element K den »Schlüsselgegenstand« des Objektfeldes darstellt, d.h. das Element des Objektfeldes, dessen Bild später in der Ebene des fertigen stereoskopischen Bildes zu liegen scheint, und somit das Element, auf welches die Kamera scharf eingestellt ist. Das Element A scheint später im Vordergrund des fertigen stereoskopischen Bildes zu liegen und das Element B\m Hintergrund.

Aufgrund einfacher trigonometrischer Beziehungen ergeben sich die nachstehenden Gleichungen:

Kf,

_ Si- _ Sf₁

(D
(2)
a = ^M- = "-■ k- (3)

5s Darin bedeuten:

e den Abstand zwischen Objektivebene und

Filmebene;

/, die Brennweite der Aufnahmelinse;

a, k, b die Abstände zwischen Objektivebene und den ^b0 Objektfeldelementen A, K bzw. B;

a', Jt' fc'die Abstände längs der Filmebene 50 zwischen der Linsenachse 52 und den Bildern A', K'bzw. B'.

t,5 Die Gleichungen (1) bis (4) sind für alle fotografischen Aufnahmepunkte anwendbar, d.h. für alle Positionierungen der Aufnahmelinse oder der Kamera.
Die Größen ΔΧκα-und ΔΧβκ in F i g. 2 bedeuten die

Parallaxeänderungen über die Entfernung 5, oder anders ausgedrückt die Parallaxewerte längs der Filmebene 50 einerseits zwischen der Abbildung K' des Schlüsselgegenstandselements und der Abbildung A'des Vordergrundelements und andererseits zwischen der Abbildung K' des Schlüsselgegenstandselements und der Abbildung S'des Hintergrundelements.

Ferner bedeutet AX₅ den Gesamtwert der Parallaxeänderung über die Entfernung s. Wie ausführlich in der bereits erwähnten US-Patentanmeldung 5 08 810 erläutert und worauf im folgenden Bezug genommen wird, werden die Werte von AX₅-, ΔΧκΑ-und ΔΧβκ· innerhalb bestimmter Grenzen eingestellt, wobei ΔΧκα·und ΔΧβκ' zum Erreichen einer optimalen Schärfe und eines Reliefeffektes im stereoskopischen Bild vorzugsweise ij gleich groß gemacht werden. Nach Darlegung der vorstehenden Beziehungen beim Aufnahme-Verfahrensschritt ist es ferner von Wichtigkeit, die gegenseitige Abhängigkeit von Aufnahmeschritt und Zusammensetzschritt aufzuzeigen. Diese weiteren Beziehungen 2» können aus F i g. 3 abgeleitet werden, in welcher der besseren Übersichtlichkeit halber die einzelnen Aufnahme- und Zusammensetzschritte schematisch miteinander verbunden sind. Die Anordnung der zweidimensionalen Ansichten im Zusammensetzschritt ist somit in 2> F i g. 3 genau umgekehrt wie sie tatsächlich in der Praxis ist

In Fig.3 umfaßt der Aufnahmeschritt schematisch vier Objektive 58, 60, 62, 64 und vier entsprechende Teilfilme 66, 68, 70, 72. Um eine unnötige Kompliziert- so heit zu vermeiden, wird wiederum nur das Schlüsselgegenstandselement K des Objektfeldes gezeigt. Bei der Aufnahme erzeugen die Linsen 58 bis 64 latente Bilder K', natürlich zusammen mit nicht gezeigten Bildern von allen anderen Objektfeldelementen innerhalb des η Blickfeldes der Linsen, auf den betreffenden Teilfilmen 66 bis 72.

Der sich daran anschließende Zusammensetzschritt umfaßt eine gleiche Anzahl von Vergrößerungs- oder Projektionslinsen 74,76,78 und 80 zur Projizierung der Bilder K' sowie der Bilder der übrigen im Blickfeld der Aufnahmeünsen liegenden Objektfeldelemente, auf die Oberfläche eines Linsenrasterfilms 82. Der Linsenrasterfilm 82 besteht aus einem üblichen plankonvexen •Linsenraster 84, an dessen Unterseite (Mattscheiben- 4s ebene des Linsenrasters) eine fotoempfindliche Emulsionsschicht 86 aufgetragen ist. Der Zusammensetzraster 84 und die fotoempfindliche Schicht 86 können, falls gewünscht, separat voneinander angeordnet sein, oder sie können separat gefertigt und anschließend vor der =>o Belichtung miteinander verklebt oder auf andere Weise aneinander befestigt werden. Wie bekannt, sammelt der Linsenraster 84 die projizierten Bilder K' von den und betreffenden Teilfilmen 66 bis 72 zu einer entsprechenden Anzahl von lineiforman Bildern K" auf der fotoempfindlichen Schicht 86, welche bei geeigneter Anordnung der Filme und der Vergrößerungslinsen im wesentlichen in gleichen Abständen unterhalb einer Einzellinse 88 des Rasterschirms 84 angeordnet werden. Beim Betrachten des entwickelten Linsenrasterfüms 82 t>o durch den Raster 84 sieht daher ein Beobachter je ein unterschiedliches lineiformes Bild K" mit jedem Auge, wobei jedes der Bilder K"des Schlüsselgegenstandselement K von einem unterschiedlichen Aufnahmepunkt aus gesehen wiedergibt Wenn alle Bilder K' der Teilfilme 66 bis 72 in Deckung mit einem gemeinsamen Bezugspunkt projiziert werden, gehen die zentralen projizierten Strahlen (K') durch den Krümmungsmittelpunkt 90 derselben Linse 88 hindurch. Das Schlüsselgegenstandselement K scheint dann in der Ebene des stereoskopischen Bildes zu liegen. Die Bilder der Elemente im Vordergrund und Hintergrund des Objektfeldes hingegen werden nicht in Deckung projiziert und werden daher unterhalb verschiedener Linsen des Linsenrasters 84 abgebildet. Somit sieht der Betrachter diese Objekte als entweder vor oder hinter dem Schlüsselgegenstandselement liegend und scheint demzufolge das Gesamtbild des Objektfeldes dreidimensionalzusehen.

In Fig.3 sind natürlich die Positionsbesziehungen zwischen dem Schlüsselgegenstandselement K. den Aufnahmelinsen 58 bis 64, den Teilfilmen 66 bis 72, den Vergrößerungslinsen 74 bis 80 und dem Linsenrasterfilm 82 dargestellt, wenn alle diese Einzelteile in richtiger Weise angeordnet sind, und auf der fotoempfindlichen Schicht 86 sämtliche Bilder K"des Schlüsselgegenstandselements unterhalb derselben Linse 88 und im wesentlichen symmetrisch über die gesamte Breite der Linse angeordnet sind. Wenn diese Anordnung im wesentlichen nicht erreicht wird, ergibt sich ein Qualitätsverlust im endgültigen Bild, beispielsweise unscharfe Bilder, begrenzter Blickwinkel, ungenügender dreidimensionaler Effekt usw. Jedoch existiert die präzise Anordnung der Objektfeldelemente, der Aufnahme-Einzelteile und der Zusammensetz-Einzelteile, wie sie in F i g. 3 dargestellt ist, selten in der Praxis, was die oben erwähnten komplizierten und mühsamen Einstellungen während des Zusammensetzschritts notwendig macht. Darüber hinaus hat der Stand der Technik nicht vollständig die Art und gegenseitige Abhängigkeit der durchzuführenden Justierungen erfaßt. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die weiter unten abgeleiteten Beziehungen, welche zwischen den verschiedenen Einzelteilen bei richtiger Anordnung (wie in Fig.3) bestehen, dazu verwendet, um verbesserte Aufnahme- und Zusammensetztechniken und Einrichtungen zu schaffen, welche die Grenzen des Standes der Technik überschreiten.

Zurückgreifend auf F i g. 3 und der Einfachheit halber nur die Linsen 58, 60 und 62 betrachtend, wird der Mittelpunktsabstand zwischen den Linsen 58 und 60 mil Ti, der Mittelpunktsabstand zwischen den Linsen 60 und 62 mit Ti und die Abstände zwischen den entsprechenden Bildern K auf den Teilfilmen 66,68, 70 mit D\ bzw. D2bezeich.net.

Aufgrund trigonometrischer Beziehungen gilt folgendes:

k + e

D₁ = T₁

D₂ = T₂ -_τ

Wenn die Linsen 58, 60, 62 gleichen Abstand voneinander haben, so ist Γι = Ti und D\ = D₂. Somit ist der Abstand zwischen den Abbildungen K' auf benachbarten Teilfilmen bei sämtlichen Teilfilmen 66 bis 72 untereinander gleich, wenn die Aufnahmelinsen 58 bis 64 gleichen Abstand voneinander haben. Diese Beziehung besteht sowohl bezüglich der Bilder sämtlicher Objektfeldelemente in derselben Ebene als auch bezüglich des Elements K, d.h., sämtliche derartige koplanare Bilder werden durch die gleiche Entfernung Dk- voneinander in Abstand gebracht Aufgrund dessen läßt sich aus den Gleichungen (1) und (5) oder (6) die

nachstehende allgemeine Beziehung für die Entfernung zwischen den Bildern auf benachbarten Teilfilmen von entsprechenden Objektfeldelementen, welche koplanar mit dem Element sind, auf welches die Aufnahmelinsen scharf eingestellt sind, wobei die Aufnahmelinsen den gleichen Abstand Tvoneinander haben, ableiten:

Typischerweise wird h sehr viel größer als ζ sein, so daß folgt:

h g = r κ

(15)

— T - — — — T-

-7

Ähnlich können die Abstände zwischen den benachbarten Bildern jedes Vordergrund-Objektelements, beispielsweise A in Fig. 1, oder irgendeines Hintergrund-Objektelements, beispielsweise Element B in Fig. 1, und irgendeines anderen Objektfeldelements in denselben Ebenen ausgedrückt werden durch:

Die Gleichung (15) ergibt den Vergrößerungsfaktor oder den Vergrößerungsmaßstab, nachstehend mit R bezeichnet, des Vergrößerungssystems.

Darüber hinaus stehen g und h auch mit f_e in Beziehung, und zwar folgendermaßen:

oder

(16)

S = ,. ^J1V

D_n, = T₊T

(8) Somit kann durch Kombination der Gleichungen (15) und (16)Λ durch die Brennweite /_e der Vergrößerungslinsen und den Vergrößerungsmaßstab r in folgender

(9) Weise ausgedrückt werden:

Hinsichtlich des Linsenrasterfilms sind die wesentlichen Parameter der Linsen entsprechend der bekannten Linsenraster-Linsentheorie wie folgt:

(17)

ζ = jn

P =

(-> = 2 arc tan

(10)

(11)

(12)

(13) Für die kombinierte Aufnahme-Zusammensetz-Be dingung gemäß F i g. 3, d. h. wo die Aufnahmelinsen 58 bis 64, die Teilfilme 66 bis 72 und die Vergrößerungslinsen 74 bis 80 sämtlich derart angeordnet sind, daß jedes der Bilder K' mit einem gemeinsamen Bezugspunkt in Deckung gebracht wird, stehen die betreffenden Abstände d und D der Vergrößerungslinsen und Bilder K'vm folgenden Zusammenhang:

d =

Dh

g + /i

Nach Einsetzen der Gleichungen (7) in (18) ergibt sich:

Darin bedeuten:

j die Linsendicke;

η den Brechungsindex des Linsenrastermaterials;

r den Krümmungsradius der einzelnen Linsen;

P die Anzahl der Linsen oder Linien pro zoll;

θ den Blickwinkel der Linsen;

ζ den Abstand zwischen dem Krümmungsmittelpunkt der Linsen und der Mattscheibenebene des Linsenrasters;

w die Breite der einzelnen Linsen.

Betrachtet man nun den Zusammensetzschritt so kann gesagt werden, daß die Entfernung g zwischen der Ebene der Vergrößerungslinsen 74 bis 80 und der Ebene der Teilfilme 66 bis 72, der Abstand h zwischen der Ebene der Vergrößerungslinsen und dem Linsenrasterfilm 82 (insbesondere der Ebene der Krümmungsmittelpunkte der Einzellinsen des Linsenrasters), der Mittelpunktsabstand d zwischen benachbarten Vergrößerungslinsen, die Brennweite f_e der Vergrößerungslinsen, die Größe u des verwendbaren Bildbereichs eines der Teilfilme in einer Richtung senkrecht zur Längserstrekkung der Einzellinsen des Films 82 und die entsprechende Größe ν des fertigen stereoskopischen Bildes in folgender Beziehung zueinander stehen:

d = Γ ~

1 + e. k

60

h + z

= v/u

(14) Aus Gleichung (19) ist ersichtlich, daß sogar, wenn e der Kamera und g und h des Vergrößerungssystems konstant gehalten werden, der benötigte Abstand d der Vergrößerungslinsen noch mit der fotografischen Entfernung a zum Schlüsselgegenstandselement K und dem Abstand Γ zwischen den Aufnahmelinsen variiert. Bei normaler fotografischer Verwendung ist k natürlich fast unbegrenzt veränderbar. Für eine weitverbreitete Anwendung des indirekten Verfahrens ist daher geeignete Vorsorge zu treffen, um diesen Faktor auf schnelle und zuverlässige und wirtschaftliche Weise in Betracht zu ziehen.

Anhand der F i g. 3 kann ferner gezeigt werden, daß die optische Linsenbreite w des Linsenrasters 84 auch als Funktion des Vergrößerungslinsen-Abstandes d und somit des fotografischen Abstandes k variiert. Es ist erwünscht, daß bei Betrachtung eines stereoskopischen Bildes durch den Betrachtungsraster keine Diskontinuitäten oder Unterbrechungen im Gesamtbild des Objektfeldes vorhanden sein sollten (welche beispielsweise von Lücken zwischen benachbarten Bneiformen Bildern oder von einander überlappenden lineiformen Bildern herrühren), welches sich dem Betrachter bietet unbeschadet der Stellung, von der er das Bild ansieht. Das bedeutet, daß die unterhalb jeder Einzellinse am

Linsenrasterfilm gesammelten Bilder von einander entsprechenden Elementen aus den einzelnen zweidimer.sionalen Teilfilmen gerade den Bereich unterhalb der Einzellinse ausfüllen müssen, ohne einander zu überlappen. Die sich aus dieser Bildanordnung ergebenden Beziehungen sind aus F i g. 3 und durch Betrachtung der lineiformen Bilder des Schlüsselgegenstandelements K und anderer Elemente in derselben Ebene wie das Element K ersichtlich.

Gemäß F i g. 3 ist die durch die Bilder K" unterhalb der Einzellinse 88 umspannte Strecke gegeben durch:

= zd -

N - 1

(20)

Darin bedeutet: N die Anzahl der zweidimensionalen Teilfilme.

Nun sei angenommen, daß L' das Elementenbild auf den Teilfilmen (der besseren Übersichtlichkeit halber nur auf den Teilfilm 66 in F i g. 3 gezeigt) ist, welches durch die Einzellinse 92 neben der Einzellinse 88 fokussiert wird, um unter der Einzellinse 92 das lineiforme Bild Z/'zu erzeugen. Der Abstand /, zwischen dem Bild K" und dem Bild L" desselben Teilfilms, beispielsweise des Films 66, ist gegeben durch:

(21)

Um Diskontinuitäten oder Überschneidungen im zusammengesetzten stereoskopischen Bild zu vermeiden, nimmt jedes lineiforme Bild auf der fotoempfindlichen Fläche 86 im Idealfall eine Strecke von x/(N-\) ein. Somit ider der bevorzugte Wert von /:

N-T

(22)

Die optimale Breite w der einzelnen Linsen des Linsenrasters ist dann das w, welches die Gleichung (22) befriedigt. Dieses w kann durch Kombination der Gleichungen (20), (21) und (22) ermittelt werden über die folgende Gleichung:

_ΞΛ = Ndz/h

lineiformen Bilder K"und L"in Fig.3 als die gesamte Strecke I/N (d. h. w/N) überdeckend dargestellt sind, sind diese Bilder tatsächlich durch die Vergrößerungslinsen und den Linsenraster gut fokussiert und gesammelt Gewöhnlich sind sie in Wirklichkeit sehr schmale linienartige (»lineiforme«) Bilder von wesentlich geringerer Breite als in F i g. 3 dargestellt Daher ist es zur Vermeidung von Diskontinuitäten zwischen lineiformen Bildern erwünscht die einzelnen lineifor

^-m, auszudehnen

und, da h wesentlich größer als ζ ist, ergibt sich für praktische Zwecke:

w = NDzIh = Ndj/nh (23)

Es ist erkennbar, daß, wenn w entsprechend der Gleichung (23) ausgewählt wird, die gesamte Fläche des Linsenrasterfilms mit lineiformen Bildelementen ausgefüllt wird, welche aneinander angrenzen, jedoch einander nicht überlappen, und daß sich somit eine kontinuierliche ununterbrochene Ansicht des Objektfeldes dem Betrachter bietet. Jedoch folgt aus den Gleichungen (23), (19), daß der optimale Wert für w mit c/und somit mit ^variiert, so daß es nicht nur notwendig ist, sich über die Änderung von d infolge einer Änderung von ic Rechenschaft abzulegen, sondern ebenso über die gleichlaufende Änderung dei benötigten Wertes von w. Ansonsten sind die lineiformen Bilder K" usw. nicht richtig angeordnet, um die gewünschte nichtunterbrochene Bildform zu erhalten.

Obgleich zum Zwecke der Illustration die einzelnen gehalten unbeschadet einer Änderung des fotografimen Bilder über die Strecke^ ^x_

oder zu streichen, worin m die Breite jedes unausgedehnten lineiformen Bildes ist Gemäß einem MerkmaJ der Erfindung werden für diesen Zweck Verfahren und Vorrichtungen geschaffen, wie nachstehend beschrieben. Ferner ist es möglich, die Parameter des Linsenrasters auszuwählen und das Vergrößerungssystem in der Weise anzuordnen, daß die stereoskopischen Bilder mit akzeptabler Qualität geschaffen werden, ohne daß die einzelnen lineiformen Teilbilder expandiert werden. Die Erfindung schafft daher allgemein verbesserte Vorrichtungen und Verfahren zur Verwirklichung des indirekten Verfahrens mit oder ohne Bildausdehnung während des Zusammensetz-Schritts, wenngleich durch Vorsehen der Bildausdehnung die größten Vorteile erreicht werden.

Die Erfindung schafft, um die vorstehend beschriebenen Grenzen des Standes der Technik auf eine Weise zu überschreiten, eine Viellinsen-Kamera, bei welcher der Brennpunkt und der Abstand der Linsen voneinander gleichzeitig einjustiert wird, um immer die richtigen Bildbeziehungen zwischen den verschiedenen Teilfilmen einzuhalten, so daß das Zusammensetzen eines stereoskopischen Bildes durchgeführt werden kann, ohne daß eine Einstellung der Vergrößerungseinzelteile oder der Parameter des Linsenrascerfilms notwendig sind, unbeschadet einer Änderung der fotografischen Entfernung it. Das bedeutet, daß die Kamera es dem Fotografen erlaubt, daß System auf jedes Objektfeldelement seiner Wahl zu fokussieren, ohne daß eine Einstellung oder ein Umbau des Vergrößerungs-Linsenrasterfilmsystems für die einzelnen Werte der fotografischen Entfernung k erforderlich ist

Die Art und Weise, auf welche dies erreicht wird, ist in Fig.4 dargestellt, welche auch die sich daraus ergebenden Konsequenzen veranschaulicht, daß ein derartiges Einstellen der Kameralinsen nicht erfolgt

In Fig.4 ist K\ ein Schlüsselgegenstandselement, welches in der Entfernung k\ von der Objektivebene 94 einer Kamera 96 angeordnet ist, welche beispielsweise vier Objektive 98, lOO, 102, 104 aufweist, die auf das Element K\ einzentriert sind. Es sei angenommen, daß bei Anordnung der Objektive 98 bis 104 gemäß den ausgezogenen Linien in F i g. 4 die Kamera 96 derart bezüglich des Elements K\ fokussiert ist, daß auf den Teilfilmen 106, 108, 110, 112 scharf fokussierte Bilder K\ dieses Elements abgebildet werden. Wie weiter oben gezeigt, sind bei Anordnung der Objektive 98 bis 104 mit gleichem Abstand Γι voneinander die Bilder K\ auf den Teilfilmen 106 bis 112 mit gleichem Abstand D voneinander angeordnet. Die Vergrößerungslinsen 114, 116, 118, 120 des Vergrößerungsgeräts 122 sind dann entsprechend mit gleichem Abstand d voneinander angeordnet, um die lineiformen Bilder K'\ gleichmäßig über die Breite w einer Einzellinse 124 des Linsenrasterfilms 126 abzubilden, wie weiter oben erläutert Erfindungsgemäß werden sämtliche Einzelteile von den Teilfilmen 106 bis 112 an rückwärts in fester Position

sehen Abstandes k, d h. die Parameter des Vergrößerungs-Iinsenrasterfilmsystems, beispielsweise^, g, h, w, r, ζ und j, bleiben konstant unbeschadet einer Änderung der fotografischen Entfernung k, wodurch die mühsamen Einjustiervorgänge entfallen, welche bisher während des Zusammensetzens des Bildes notwendig waren.

Aus F i g. 4 ergibt sich, daß, um das Vergrößerungslinsenrasterfilmsystem tatsächlich auf diese Weise zu standardisieren, die Bilder K'des Schlüsselgegenstandselements (die projizierten Bilder, welche während der Vergrößerung in Deckung zu halten sind) immer an denselben Stellen der einzelnen zweidimensionalen Teilfilme 106 bis 112 abgebildet sein müssen. Dies wiederum erfordert bestimmte Einstellungen in der Kamera, deren Art besser abschätzbar ist bei Betrachtung dessen, was passiert, wenn die fotografische Entfernung k geändert wird, ohne daß derartige Einstellungen in der Kamera vorgenommen werden.

Angenommen die Kamera sei auf ein Objektfeldelement Ki (F i g. 4) fokussiert, welches um eine Strecke ki von der Objektivebene 94 entfernt angeordnet ist, so ist zu ersehen, daß die Objektive 98 bis 104 um eine Strecke Ae (welche der besseren Übersichtlichkeit halber stark vergrößert ist) von der Ebene 94 entfernt angeordnet werden müssen, in welcher sie sich bei Fokussierung auf das Element K\ befanden.

Diese Verschiebung der Objektive 98 bis 104 ist erforderlich, damit die Bilder des Elements K₂ auf der Filmebene scharf abgebildet werden. Wenn jedoch nur e verändert wird, fallen die Bilder K 2 des Elements K₂ (bei Betrachtung nur der beiden rechten Teilfilme 110 und 112 und der Annahme, daß beide groß genug sind, um die Bilder von K₂ aufzunehmen) nicht auf die gleichen Punkte auf den Teilfilmen 110 und 112 wie zuvor die Bilder K'\. Somit sind sie nicht in der richtigen räumlichen Beziehung zu den Vergrößerungslinsen 118 und 120 im Hinblick auf die Forderung eines !ndeckungbringens mit dem Krümmungsmittelpunkt 128 der Einzellinse 124 und werden statt dessen durch den Punkt 130 projiziert. Die Abweichung von der richtigen Lage der Bilder K'; läßt sich erfindungsgemäß dadurch vermeiden, daß der Abstand T zwischen benachbarten Objektiven 98 bis 104 der Kamera 96 entsprechend der Einstellung von e angepaßt wird. Diese weitere Justierung ist auf der linken Seite der F i g. 4 veranschaulicht.

Es sei wiederum angenommen, daß die Kamera auf das Element K₂ fokussiert ist und die Objektive 98 und 100 »m Ae nach vorn bewegt werden, um die Bilder K'₂ des Elements K₂ auf den Teilfilmen 106 und 108 scharf abzubilden. Dann läßt sich erkennen, daß, um die Bilder JC₂ an den gleichen Stellen der Teilfilme 106 und 108 wie zuvor die Bilder K\ abzubilden, der Abstand zwischen den Objektiven 19* und 100 von Ti in T₂ geändert werden muß. Mit anderen Worten, die Objektive 98 und 100 müssen von ihren in ausgezogenen Linien dargestellten Stellungen in die gestrichelten Stellungen auf der Unken Seite der F i g. 4 gebracht werden. Die Abstände, um welche die Objektive 98 und 100 (sowie entsprechend auch die Objektive 102 und 104) bewegt werden müssen, lassen sich aus der nachstehenden Gleichung ableiten:

Bei einem feststehenden Vergrößerungssystem sind g, h und d konstant unbeschadet einer Änderung von L Somit muß für sämtliche Werte von k die Größe von T(\ + e/k) ebenfalls konstant sein. Da k-* 00, geht die Größe T(\+e/k) ebenfalls — T-, so daß für T„ die Gleichung (19) die folgende Form annimmt:

d = T₀₀ (1 - fjh) =

g/h

(24)

1 +

d = T

Da dfür aile Werte von Tkonstant bleibt, läßt sich der Aufnahmelinsen-Abstand T durch Kombination der Gleichungen (19) und (24) wie folgt ausdrücken:

T =

1 + e/k

k + e

(25)

Bei Definition der Änderung A Tdes Linsenabstandes als T„ - Tergibt sich dann:

T=T.

k+

₌ T Jl. " Jc

(26)

und die verschiedenen Aufnahmelinsen müssen entsprechend bewegt werden, um die notwendige Änderung von Therbeizuführen. Beispielsweise ist in Fig.4, wo vier Linsen 98 bis 104 angeordnet sind und unter der Annahme, daß die Entfernung k\ = ~ und somit T_x = Γ«,, hat die Entfernung o, um welche die Objektive 100 und 102 (in entgegengesetzte Richtungen) bewegt werden müssen, den Wert T/2, und die Strecke (, um welche die Objektive 98 und 104 bewegt werden müssen, hat die Größe 3ΔΤ/2. Die Größe der Bewegungsstrecken der einzelnen Aufnahmelinsen ist natürlich abhängig von der Anzahl der in der Kamera verwendeten Linsen und ihrer Anordnung relativ zur Mittellinie des Linsenfeldes. In jedem Fall wird der Abstand Γ zwischen benachbarten Linsen entsprechend der Änderung von k und der Änderung von e in der Weise geändert, daß immer die

ι Bilder K' des Objektfeldelements K, auf welches die Kamera fokussiert ist, auf dieselben Stellen der Teilfilme fallen, wodurch die Bilder AT'in der richtigen räumlichen Beziehung zu den Vergrößerungslinsen für ein korrektes Zusammensetzen des endgültigen stereoskopischen , Bildes gehalten werden.

Nun sei Ae näher betrachtet und auf die Gleichung (1) zurückgegriffen. Dann läßt sich erkennen, daß sogar für kurze fotografische Entfernungen, beispielsweise A = 1219 mm, it wesentlich größer als f,, beispielsweise ι 25 mm ist, so daß gilt:

c - /, (1 + /, k) τ: f;;k (27)

Da bei Jt= oo sich die Beziehung e= f, ergibt, hat die

s Änderung Ae vom kleinsten Wert e<» auf den etwas

größeren Wert e, welcher zum Fokussieren eines

Objektfeldelements bei einer Entfernung k auf die

Filmebene der Kamera erforderlich ist, den Wert:

Ie = f — 1'

Somit kann die Einjustierung der Kameralinsen sowohl zum Fokussieren (Ae) als auch bezüglich des horizontalen Abstandes (AT) entsprechend der Änderung der fotografischen Entfernung k zu dem scharf eingestellten Objektfeldelement auf einfache Weise init Hilfe irgendeiner geeigneten mecharrschen Verwirklichung der Gleichungen (26) und (28) erreicht werden.

Vorteilhafterweise, jedoch nicht notwendigerweise werden beide Einjustierungen gleichzeitig durchgeführt, beispielsweise mittels eines mit dem Sucher der Kamera verbundenen Mechanismus. Ein Ausfuhrungsbeispiel eines für diesen Zweck geeigneten Mechanismus ist in den F i g. 5 und 6 dargestellt

Die F i g. 5 und 6 zeigen schematisch eine Kamera 132 mit fünf Objektiven 134, 136, 138, 140, 142, deren optische Achsen parallel verlaufen und deren optische Zentren in einer gemeinsamen Ebene liegen. Es versteht sich, daß die dargestellten dünnen Objektivlinsen nur beispielhaft sind und daß normalerweise zusammengesetzte Linsensysteme verwendet werden. Die Kamera kann mit jedem geeigneten Filmantriebssystem versehen sein, um fünf Teilfilme in Deckung mit den Objektives 134 bis 142 zu bringen. In gleichet· Weise ist die Kamera mit einem geeigneten Verschlußsystem versehen, welches schematisch bei 144 in Fig.5 angedeutet ist und welches beispielsweise vom Blattfedertyp sein kann, welcher in der am 16. Juli 1973 hinterlegten US-Patentanmeldung 3 79 387 »dreidimensionale Bilder und Verfahren zu ihrer Zusammensetzung« beschrieben ist Andererseits können einzelne, vorzugsweise elektronisch gesteuerte, Verschlüsse vorgesehen sein. Das Verschlußsystem kann in sämtlichen 2S Fällen derart ausgebildet sein, daß sämtliche Aufnahmen gleichzeitig oder, wie in der vorstehenden US-Patentanmeldung 3 79 387 beschrieben, separat gemacht werden können.

Die Linsen 134 bis 142 werden jeweils durch jo Befestigungsblöcke 146,148,150,152 bzw. 154 getragen, welche erftndungsgemäß innerhalb der Kamera 132 zur Bewegung in der Ebene der Linsen und senkrecht dazu angeordnet sind. Zu diesem Zweck sind die Befestigungsblöcke 146 bis 154 zwischen einer oberen Mitnehmerplatte 1S6A und einer unteren Mitnehmerplatte 1565 angeordnet, welche am Kameragehäuse fest angeordnet sind. Die Mitnehmerplatten 156A und 156ß sind mit vertikal verlaufenden Verricgelungsschlitzen 160A und 160B, 162A und i62B, 164Λ und 1645, 166A und 1665 sowie 168A und 1685 versehen, und die Linsenbefestigungsblöcke 146 bis 154 tragen obere und untere Ansätze oder Nocken 170A und 1705,172A und 1725, 174A und 1745, 176A und 1765 sowie 178A und 1785, welche von den entsprechenden Verriegelungsschlitzen 160A und 1605 bis 168A und 1685 aufgenommen werden. Da sämtliche Linsen 134 bis 142 sich um die gleiche Strecke von oder zu der Filmebene bewegen und bestimmte Linsen sich um unterschiedliche Strecken parallel zu der Filmebene bewegen, müssen die Verriegelungsschlitze entsprechend geneigt sein. Beispielsweise sind für die 5-Linsen-Anordnung gemäß den Fig.5 und 6, bei welcher sich die endständigen Linsen 134 und 142 seitlich zweimal so weit (2Δ T) wie die innen angeordneten Linsen 136 und 140 (ΔΤ) bewegen und die zentrale Linse 150 sich überhaupt nicht seitlich bewegt, die endständigen Verriegelungsschlitze 160A und 1605 sowie 168A und 1685 relativ zur Objektivebene um den halben Neigungswinkel der inneren Verriegelungsschlitze 162A und 1625 sowie 166A und 1665 geneigt. Der zentrale Verriegelungsschlitz 164A ist natürlich senkrecht zur Objektivebene angeordnet.

Da sich die Linsen 134 und 136 entgegen der Bewegungsrichtung der Linsen 140 und 142 bewege; b5 sind die Verriegelungsschlitze 160A und 1605 sowie 162A und 1625 entgegengesetzt zu den Verriegelungsschlitzen 166A und 1665 sowie 168A und 1685 geneigt.

Vorzugsweise ist die Länge der Verriegelungsschlitze so groß, daß ihre Enden den gewünschten Abschluß der Bewegungen der Linsen 134 bis 142 bilden. Diese Bewegungsstrecken können leicht aus den Gleichungen (26) und (28) bestimmt werden, wenn Γ«, /, und der minimal gewünschte Wert von k gewählt sind. Die Neigung der inneren Verriegelungsschlitze 162A und 1625 sowie 166A und 1665, welche erforderlich ist, um die richtige zusätzliche Änderung von e für jede zusätzliche Änderung von ( zu erhalten, kann durch Lösung der Gleichungen (26) und (28) für k und ihre anschließende Gleichsetzung und Umformulierung erhalten werden als:

Ie
IT

f, ■-1Γ,

(29)

Die Neigung der endständigen Verriegelungsschlitze ist dann einfach die Hälfte des sich aus Gleichung (29) ergebenden Wertes.

Um bei Veränderung der fotografischen Entfernung k die gewünschten zusätzlichen Änderungen bei der Fokussierung der Kamera und den Abständen der Linsen zueinander zu erhalten, sind die einzelnen Linsenbefestigungsblöcke 146 bis 154 durch eine Justiersteuerwelle 180 getragen, welche an ihrem einen Ende ein Justiersteuerrädchen 182 zur Betätigung durch den Fotografen aufweist. Die endständigen Blöcke 146 und 154 und die inneren Blöcke 148 und 152 tragen ein Innengewinde zur Aufnahme von entsprechenden Gewindeabschnitten der Welle 180. Damit die endständigen Blöcke 146 und 154 zweimal so weit seitlich bewegt werden wie die inneren Blöcke 148 und 152, ist die Gewindesteigung der endständigen Gewindeabschnitte 184 (welcher der besseren Übersichtlichkeit halber allein zeichnerisch dargestellt ist) zweimal so groß wie die Gewindesteigung der inneren Gewindeabschnitte 186 und 188. Die Gewindeabschnitte beiderseits der zentralen Linse 138 sind natürlich mit entgegengesetzt gerichteten Gewindegängen versehen. Der zentrale Befestigungsblock 150 ist mit der Welle 180 nicht verschraubt, sondern ist vorzugsweise auf diese aufgepaßt Die verwendete Größe der Gewindesteigungen kann entsprechend dem gewünschten Feinheitsgrad bei der Einjustierung gewählt werden, beispielsweise können die äußeren Gewindeabschnilte eine Steigung von 0,4 mm und die inneren beiden Gewindeabschnitte eine Steigung von 0,2 mm haben.

Die Steuerwelle 180 ist mit dem Sucher der Kamera, vorzugsweise einem Sucher vom Koinzidenztyp, verknüpft. Dies kann auf jede geeignete, dem Fachmann bekannte Art erfolgen. Beispielsweise kann das bewegliche Element 200 des Suchers mittels einer Nockenscheibe 202 mit einem von der Steuerwelle 180 getragenen Mitnehmer 204 gekoppelt sein. Diese Anlenkung kann in der Weise erfolgen, daß bei Fokussierung der Kamera ins Unendliche der Abstand T zwischen den Linsen seinen Maximalwert hat und e sein Minimum hat d. h. T= T„ und e=f,. Somit werden bei Fokussierung der Kamera auf irgendein näher als das unendlich befindliche Objekt durch Betätigung des Justierrädchens 182 gemäß Anleitung durch den Sucher 190 die Kameraobjektive 134 bis 142 entsprechend der Gleichung (29) seitlich und vorwärts bewegt, so daß die gewünschten Bildstellungen auf den einzelnen Filmebenen eingehalten werden. Es versteht sich, daß, wenn immer die Welle 180 einen Gehäuseteil der Kamera durchstößt, das Gehäuse einen geeigneten Durchbruch

enthält, um. eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung der Welle zu ermöglichen.

Bei einfacheren Kameras, in welchen eine Steuerung der Fokussierung über einen Bereich voa fotografischen Entfernungen nicht erforderlich ist, wie beispielsweise bei gewöhnlichen Schnappschußkameras mit einem relativ kurzbrennweitigen Objektiv, kann das Merkmal der Fokussierungseinstellung fortgelassen werden und die gewünschte Bildbeziehung zwischen den einseinen Teilfilmüfl kann durch Steuerung der seitlichen Bewegung der Linsen allein erfolgen. Eine derartige Kamera mit einem festen Brennpunkt ist in F i g. 7 gezeigt und kann allgemein die gleiche Konstruktion wie die Kamera gemäß den F i g. 5 und 6 haben, außer daß die Schlitze zur Führung der Linsenbewegungen sämtlich parallel zur Objektivebene der Kamera angeordnet sind. Somit sind in Fig.7 die obere Führungsplatte 206Λ und die untere Führungsplatte 2065 mit endständigen Führungsschlitzen 20SA jnd 2085 sowie 2iOA und 2105 versehen, welche die zweifache seitliche 2η Erstreckung wie die inneren Führungsschlitze 212A und 2125 sowie 214A und 2145 aufweisen. In diesem Fall ist die zentrale Linse gegenüber einer seitlichen und einer Fokussierungsbewegung fixiert.

Da bei der Ausführungsform gemäß F i g. 7 keine Änderung des Wertes e erfolgt, wobei e derart gewählt ist, daß die Linsen auf eine bevorzugte Entfernung, beispielsweise 3048 mm fokussiert sind, ist die Gesamtänderung Δ T des Abstandes zwischen den Linsen von Γ«, bis auf einen kleineren Wert von Tentsprechend der fotografischen Entfernung k, weiche kleiner ist als unendlich, ein wenig kleiner als bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 5 und 6. Für die festfokussierte Kamera ergibt sich durch Modifizierung der Gleichung (26) für Δ Tfolgende Gleichung:

1 T =

(30)

Die endständigen Linsen in Fig.7 werden daher seitlich um maximal 24 Γ aus Gleichung (30) und die inneren Linsen werden um maximal Δ Τ aus Gleichung (30) seitlich bewegt, wobei die Führungsschlitze 208Λ und 2085 bis 214Λ und 2145 vorzugsweise entsprechende Größe haben und relativ zum Sucher 216 derart angeordnet sind, daß sich diese Bewegungsgrenzen ergeben. Die Werte für Δ T aus den Gleichungen (26) und (30) sind für Linsen mit kurzer Brennweite oder für vergleichsmäßig lange minimale Entfernungen A- tatsächlich gleich groß, und die Gleichung (26) kann unter diesen Umständen sowohl für unterschiedlich fokussierbare als auch für fest fokussierte Kameras verwendet werden. Bei kurzen Entfernungen des Schlüsseigegen-Standes und/oder bei Kameras mit großer Brennweite ermöglicht die Gleichung (30) eine genauere Steuerung des Abstandes.

Wird bei einer unterschiedlich fokussierbaren Kamera gemäß den F i g. 5 und 6 für Γ«, beispielsweise ein eo Wert von 22,0 farn ve-wendet, ist die interessierende minimale Entfernung k des aufzunehmenden Schlüsselgegenstandes 1828,8 mm, so betragen gemäß den Gleichungen (26) und (28) unter der Annahme eines Wertes von 25 mm für f, die Werte für Δ Tund Δε somit O3OI mm bzw. 0,342 mm. Die Anlenkung des Suchers an die Justiersteuerwelle 183 und die Schraubverbindungen zwischen der Welle und den Linsenbefestigungsblöcken werden somit derart dimensioniert, daß die endständigen Objektive 134 und 142 über eine seitliche Strecke von 0,602 mm und die inneren Objektive 136 und 140 über die Strecke von 0,301 mm bewegt werden, wenn das Steuerrädchen 182 von einer dem unendlichen entsprechenden Stellung in eine dem Wert von 1828,8 mm entsprechende Stellung gebracht wird. In ähnlicher Weise werden die Verriegelungsschlitze 160Λ und 1605, 162Λ und 1625,166Λ und 1665 sowie 168Λ und 1685 relativ zur Objektivebene derart geneigt, daß eine entsprechende Änderung der Größe e von e«, = 25 mm zu dem e-Wert von 25,342 mm für einen k-Wert von 1828,8 mm zu erhalten, wobei zusätzliche Änderungen von e und t über diese maximalen Entfernungen hinaus sich aus Gleichung (29) ergeben.

Bei der fest fokussierten Kamera gemäß F i g. 7 hat beispielsweise ein Anfangs- oder Maximalwert des Linsenabstandes T» die Größe 22,0 mm. Bei Annahme von /",=25 mm und eines Minimaiwerts Jt= 1828,8 mm hat Δ T aus Gleichung (30) den Wert 0,297 mm. Der Sucher und die Justierwelle 180 werden in diesem Fall derart miteinander verbunden, daß sich eine seitliche Bewegung der endständigen Linsen über eine Gesamtentfernung von 0,594 mm und der inneren Linsen über eine Gesamtentfernung von 0,297 mm ergibt, wobei eine geeignete zusätzliche Steuerung darüber hinaus möglich ist.

Wenn es gewünscht ist. einen Linsenraster mit einem größeren Betrachtungswinkel zu verwenden, als dem, welcher durch den maximal zulässigen oder gewünschten Kameralinsenabstand ermöglicht wird oder beispielsweise wo eine Einzellinsenraster-Fiimanordnung bei Kameras mit verschiedenen Linsenabständen verwendet werden soll, kann ein im wesentlichen gemäß F i g. 4 aufgebautes Einzelschritt-Projektionssystem verwendet werden, bei welchem jedoch ein vergrößerter Abstand d zwischen benachbarten Linsen vorgesehen ist Dies erfolgt durch Vergrößerung des Abstandes d um die Strecke, welche erforderlich ist, um der Gleichung (23) für den betreffenden vorhandenen Linsenrasterfilm zu genügen.

Eine Vergrößerung des Abstandes zwischen den Vergrößerungslinsen in einem Viellinsensystem, wie es in F i g. 4 gezeigt ist, macht natürlich eine entsprechende Vergrößerung des Abstandes D zwischen benachbarten Teilfilmen erforderlich, wie durch Gleichung (18) vorgesehen. Dies kann leicht durch Auseinanderschneiden der zweidimensionalen Filmstreifen und Anordnen der einzelnen Filmstreifen in der richtigen Position relativ zu den einzelnen Vergrößerungslinsen erfolgen.

Als Alternative für ein Projektionssystem mit einer der Anzahl der Objektive in der Kamera entsprechenden Anzahl von Projektionslinsen kann ein System mit einer einzelnen Projektionslinse verwendet werden. Ein derartiges System ist in den F i g. 8 und 9 dargestellt, worin ein Projektionsgehäuse 216 eine Vergrößerungslinse 218, einen Negativträger 220 und einen Lampenraum 222 enthält Ein Filmstreifen 224 aus einer der vorstehend beschriebenen Viellinsenkameras, welcher beispielsweise 4 zweidimensionale Teilfilme 226, 228, 230, 232 aufweist, ist auf irgendeine übliche Weise in dem Filmträger 220 angeordnet Ein Einzellinsensystem dieser Art ist beispielsweise besonders nützlich, wenn der Blickwinkel θ des Linsenrasterfilms einen vergrößerten Projektionslinsenabstand erfordert und es nicht erwünscht ist, den Filmstreifen in mehrere Einzelfilme zu zerschneiden. Die Ausführungsform gemäß den F i g. 8 und 9 gibt diese Situation wieder.

Zu Beginn des Zusammensetzschritts wird der Filmträger 220 relativ zur Vergrößerungslinse 218 und dem Lampenraum 222 derart positioniert, daß das projizierte Bild der Abbildung K' auf dem ersten Teilfilm 226 in Deckung mit dem gewählten Bezugspunkt projiz Tt wird. Somit ergibt sich aus der Projektion des Teilfilms 226 die Abbildung eines entsprechenden Bildes /^''unterhalb der Einzellinse 234 des Linsenrasterfilms 236. Da der zweidimensionale Teilfilm 226 eine endständige Ansicht des Objektfeldes darstellt, wird das Bild K" angrenzend an eine Seitenkante der Einzellinse 234 abgebildet. Nach der Projektion des Teilfilms 226, wird die Lampe 222 ausgeschaltet und das Gehäuse 216 wird in Richtung des Pfeils 238 um eine Strecke verschoben, die ausreicht, um die Linse 218 von der in ausgezogenen Linien dargestellten Stellung 244 in F i g. 8 in die gestrichelt gezeichnete Stellung 246 zu bringen. Die Verschiebung des Gehäuses 216 erfolgt dabei beispielsweise mittels eines Schrittmotors 240, welcher über ein geeignetes mechanisches Anlenkgetriebe 242 mit dem Gehäuse 216 gekoppelt ist. Somit wird die Linse 218 um die Strecke d verschoben, so daß sie in der richtigen Position zur Projektion des Bildes K' des nächsten Teilfilms 228 durch den Krümmungsmittelpunkt der Einzellinse 234 hindurch angeordnet ist. Der Verschiebeabstand d der Linse 218 wird in der gleichen Weise wie bei dem Viellinsen-Vergrößerer gemäß Fig.4 bestimmt und braucht während der Bildzusammensetzung nicht geändert zu werden.

Die Lampe 222 und der Filmstreifenträger 220 werden ebenfalls in die Richtung des Pfeils 238 zusammen mit dem Gehäuse 216 bewegt und nach Beendigung dieser Bewegung sind diese Teile in den Positionen gemäß Fig.9. Um die richtige räumliche Beziehung zwischen dem Teilfilm 228 und der Linse 218 beizubehalten, muß jedoch der Filmträger 220 in die Richtung des Pfeils 248 um die Strecke D zwischen den Abbildungen K' auf den benachbarten Teilfilmen 226 und 228 verschoben werden. Der Wert von D in diesem Fall wird durch den Kameralinsenabstand bestimmt und kann auf der Gleichung (24) ermittelt werden. Ein Schrittmotor 250 und ein mechanisches Kuppelgetriebe zu dem Filmträger 220 kann für diesen Zweck vorgesehen sein.

Wenn die Linse 218, die Lampe 222 und der Teilfilm 228 wie in Fig.9 gezeigt, positioniert sind, wird die Lampe 222 eingeschaltet und das Bild des Teilfilms 228 wird auf den Linsenrasterfilm 236 projiziert, wodurch ein zweites lineiformes Bild /Cunterhalb der Einzellinse 234 abgebildet wird, welches im wesentlichen um die Strecke w/N von dem zuvor abgebildeten Bild λ "des Teilfilms 226 entfernt ist.

Anschließend wird der vorangegangene Ablauf für die Teilfilme 230 und 232 wiederholt, bis vier lineiforme Bilder K" unterhalb der Einzellinse 234 abgebildet sind. Natürlich werden lineiforme Bilder von anderen Elementen der zweidimensionalen Teilfilme unterhalb anderer Einzellinsen des Linsenrasterfilms 236 abgebildet

Das vorstehend aufgezeigte Einlinsen-Zusammensetzverfahren kann einschließlich des Zuführens und Abführens der Filmstreifen in und aus dem Filmstreifenträger 220 sowie des Zuführens und Abführens des Linsenrasterfilms zu und von der Belichtungsstelle vollautomatisch durchgeführt werden. Femer können auf dem Filmträger 220 zusätzliche Filmstreifen parallel angeordnet sein und mittels eines üblichen Lampengehäuses 222 projiziert werden. In diesem Fall werden ferner zusätzliche Vergrößerungslinsen und Linsenrasterfilme parallel angeordnet, wodurch ein gleichzeitiges Zusammensetzen von mehreren stereoskopischen Bildern erfolgen kann. Solche Bilder können von der gleichen fotografischen Szene sein oder von anderen fotografischen Szenen, wie nach der Bildinformation auf den zweidimensionalen Filmstreifen. In gleicher Weise können auch automatisch gesteuerte parallele Teilfilme, Vergrößerungslinsen und Linsenrasterfilme bei dem Viellinsen-Zusammensetzsystem gemäß F i g. 4 verwendet werden.

Als mechanische Anordnungen des Einlinsen-Systems können auch andere als die in den Fig.8 und 9 gezeigten verwendet werden. Beispielsweise kann anstelle eines beweglichen Lampengehäuse» 222 eine Serie von in geeigneter Weise angeordneten, festen Lampen oder auch ein gemeinsames großes Lampengehäuse verwendet werden.

Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal können beträchtliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik erreicht werden durch Verwendung entweder des oben beschriebenen Viellinsen-Zusammensetzverfahrens oder des oben beschriebenen Einlinsen-Zusammensetzverfahrens zum Zusammensetzen von stereoskopischen Bildern aus zweidimensionalen Ansichten, weiche mit einer konventionellen Einlinsen-Kamera aufgenommen wurden. In diesem Fall wird die Folge der zweidimensionalen Ansichten vorteilhafterweise dadurch aufgenommen, daß man die Kamera längs einer geraden Linie quer zum Objektfeld bewegt. Eine Anordnung zur Auflagerung der Kamera und die Art der Auswahl und Steuerung der Kameraabständen zwischen den Aufnahmepunkten, an welchen die zweidimensionalen Ansichten aufgenommen werden, sind in der US-Patentanmeldung 5 08 810 beschrieben.

Zum Zwecke des Zusammensetzens eines stereoskopischen Bildes aus zweidimensionalen Teilfilmen, welche mit einer Einlinsen-Kamera aufgenommen wurden, muß die Art der Filmzuführung in der Kamera bei der Bestimmung des Abstandes d der Vergrößerungslinsen herangezogen werden. Der Mittelpunktsabstand der Teilfilme innerhalb der Kamera ist nicht Twie bei den Kameras gemäß den F i g. 5 bis 7, sondern statt dessen ein Wert Γ» welcher durch die Charakteristik dei Filmzufuhr der Kamera bestimmt ist Der entsprechende, hier mit D_s bezeichnete Abstand zwischen der Abbildungen K' auf benachbarten Teilfilmen ist dahei gleich dem Wert von T₅ plus dem Abstand, um welcher sich das Bild K' längs des Teilfilms zwischen zwe benachbarten Aufnahmepunkten verschiebt Somit ist

D, = T₅ + T

k - f, "

(31)

' worin der letzte Ausdruck den Abstand darstellt, ur welchen sich die Abbildung K' verschiebt und welche leicht aus Gleichung (2) bestimmbar ist durch Einsetze von T, dem Abstand zwischen Kamerapositionierunge längs der geraden Linie, für den Wert s diese Gleichung.

Diese Änderung in der Beziehung von benachbarte Abbildungen ^'auf den Teilfilmen macht entsprechei de Änderungen in der Beziehung zwischen de verschiedenen Einzelteilen des Vergrößerungssysteir

erforderlich, welche von der Größe der Abstände der Abbildungen K' auf den Teilfilmen abhängt Somit ist der Vergrößerungslinsenabstand D₅ für das Viellinsen-Vergrößerungssystem gemäß Gleichung (18):

= D,—*,-- ■ g + h

(32)

und die entsprechende Breite w, der Einzellinse, welche vorher aus der Gleichung (23) bestimmt wurde, ist gegeben durch:

nh

(33)

Entsprechende Änderungen sind erforderlich beim Einlinsen-Vergrößerungssystem gemäß den Fig.8 und 9.

Um dem Betrachter ein nicht unterbrochenes stereoskopisches Bild zu bieten, sollte, wie bereits erwähnt, die Fläche unterhalb jeder Einzellinse des Betrachterlinsenrasters vollständig mit lineiformen Abbildungen des Objektfeldes ausgefüllt sein. Im Interesse einer hohen Qualität ist es in gleicher Weise erwünscht, daß benachbarte lineiforme Bilder nicht einander erkennbar überlappen und daß Bilder von im wesentlichen gleicher Dicke sind.

Um eine Abweichung zwischen den lineiformen Bildern aufgrund der Projektion von zweidimensionalen Ansichten durch verschiedene Flächen der Vergrößerungslinsen so gering wie möglich zu halten, werden vorzugsweise lichtdurchlässige Filter in Verbindung mit den Veigicßcrungslinsen verwendet. Die Filter haben auf geeignete Weise Lithtdurchiaßcharakteristiken, welche umgekehrt zu denen der Vergrööerungslinsen sind. Sorr,;t haben die Filter, während die Intensität des durch circ iVT'ischc Linse irndurcbgeiretenen Lichts charakteristischerweise mit steigender Entfernung von ihrer optischen Achse fällt, die Eigenschaft einer zunehmender Lirh'iurchlässigkeit mit zrößer werdender Entfernung von ihrer, Zentren. Die Filter wirken somit mit den Linsen zusammen, um üneiforme Bilder von irr. wesentlichen gleicher Schwärzungsdichte zu schaffen.

Ferner ist es, insbesondere wenn Linsen mit kurzer Brennweite verwendet werden, von Vorteil, Aufnahmeoder Vergrößerungslinsen mit unterschiedlichen Brennweiten bei den Linsenpositionierungen, welche von der zentralen Achse der Kamera oder des Vergrößerers entfernt sind, zu verwenden, um eine Verzeichnung herabzusetzen, welche sonst an den Kanten der stereoskopischen Bilder infolge von Unscharfe entstehen würde. Beispielsweise können bei der in den F i g. 5 und 6 dargestellten 5-Linsen-Kamera die beiden endständigen Linsen 134 und 142 jeweils eine Brennweite von 25 mm haben, die beiden mittleren Linsen 136 und 140 können eine Brennweite von 25,25 mm und die zentrale linse 138 kann eine Brennweite von 25,5 mm haben. Ein entsprechender 5-Linsen-Vergrößerer kann beispielsweise eine zentrale Linse mit 25 mm Brennweite, zwei Zwischenlinsen mit 25,25 mm Brennweite und zwei äußere Linsen von 26.0 mm Brennweite haben.

Im folgenden sei auf das »Bestreichen« der lineiformen Bilder näher eingegangen. Im Zusammenhang mit F i g. 3 wurde weiter oben erwähnt, daß die Breite der Fläche unterhalb jeder Einzellinse, welche ■) durch das gesammelte Bild von den einzelnen zweidimensionalen Teilfilmen auszufüllen ist, annähernd

χ
(Λ' -Ti beträgt. Erfindungsgemäß wird diese Fläche

durch Streichen des projizierten Bildes jedes einzelnen

Teilfilmes über die Strecke

während des

Projektionsvorgangs des Bildes gefüllt. Mit anderen Worten, der Einfallswinkel des projizierten Strahls auf den Linsenrasterfilm wird während des Projektionsvor-Ii gangs fortschreitend geändert, um das durch die einzelnen Linsen des Linsenrasterfilms gesammelte Bild

über die Strecke ;-«■■—, —m zu durchfahren oder zu

bestreichen. Dies erfolgt darüber hinaus auf eine Weise, .-ο bei welcher das Bild K'des projizierten Schlüsselgegenstandes mit dem Bezugspunkt in Deckung bleibt. Bei Verwendung eines Viellinsen-Vergrößerungsgeräts erfolgt auf geeignete Weise das Bestreichen der projizierten Bilder von sämtlichen Teilfilmen gleichzeitig, so daß das stereoskopische Bild in einem Schritt zusammengesetzt werden kann. Bei dem Einlinsen-Vergrößerungsgerät gemäß den F i g. 8 und 9 werden die Bilder von den verschiedenen Teilfilmen natürlich separat bestrichen.

jo Das Bestreichen kann auf drei verschiedene Arten erfolgen:

1. durch Verschieben des zweidimensionalen Teilfilms bzw. der Teilfilme und der Vergrößerungslinse bzw. -linsen, wobei der Linsenrasterfilm festgehalten

^!> wird;

2. durch Verschieben des Teilfilms bzw. der Teilfilme und des Linsenrasterfilms, wobei die Vergrößerungslinse bzw. -linsen festgehalten werden;

3. durch Verschieben der Vergrößerungslinse bzw. ⁴" -linsen und des Linsenrasterfilms. während der Teilfilm bzw. die Teilfilme festgehalten werden.

Sämtliche drei Möglichkeiten sind äquivalent und ergeben die gewünschte relative Bewegung zwischen v> den projizierten Bildern von den zweidimensionalen Ansichten und der fotoempfindlichen Oberfläche des Linsenrasterfilms. Wenn die Einzellinsenbreite w richtig gewählt ist und N Teilfilme vorhanden sind, so füllt die gesamte Strecke, welche durch die vergrößerten >o iineiformen Bilder oder Bildstreifen besetzt ist, unterhalb jeder Einzellinse des Linsenrasterfilms gerade die Einzellinse aus.

Die drei grundsätzlichen Arten des Bestreichens der lineiformen Bilder sind in den Fig. 1OA, 1OB und IOC is veranschaulicht Dabei sind in sämtlichen Fällen jeweils nur ein Teilfilm und seine zugehörige Vergrößerungslinse gezeichnet, es versteht sich jedoch, daß im Falle eines Viellinsen-Vergrößerungsgeräts die nachfolgend aufgezeigten Beziehungen für sämtliche Teilfilme und Linsen ω gelten.

Aus Fig. 1OA ist ersichtlich, daß, wenn das gesammelte Bild K" über die Strecke ,-r-.-*- , — m gestrichen

(Λ - ι I

werden soll, die Vergrößerungslinse 254Λ sich um eine b; Strecke φ und der Teilfilm 256/1 sich um eine Strecke M\ bewegen muß, und zwar in F i g. 1OA nach links, also entgegengesetzt der Richtung, in welcher das Bild K" expandiert werden soll. Aufgrund trigonometrischer

Beziehungen und unter Bezugnahme auf die Gleichungen (18) und (20) bis (23) kann gezeigt werden, daß:

M₁ = D - m

^ D

und daß:

Q₁ = d - m

(41)

(42)

Die Verschiebung der Linse 254Λ und des Teilfilms 256Λ über die Entfernungen (Ji bzw. M\ kann auf geeignete Weise mittels eines Arms 260Λ durchgeführt werden, welcher an den Rahmen 262Λ des Linsenrasterfilms in der Ebene der Krümmungsmittelpunkte der Einzellinsen drehbar angelenkt ist und an seinem anderen Ende gleitend gekoppelt ist mit dem Träger 264Λ der Vergrößerungslinse und dem Teilfilmträger 266Λ. Zur Drehbewegung des Arms 260/4 ist dieser in geeigneter Weise mit einem Schrittmotor 268Λ gekoppelt.

Bei der zweiten Art des Bestreichens, welche in Fig. 1OB dargestellt ist, bleibt die Vergrößerungslinse 254B stationär, während der Teilfilm 2565 in eine Richtung (in Fig. 1OB nach links) um die Strecke Ai₂ bewegt wird und der Linsenrasterfilm 258Ö in die entgegengesetzte Richtung (ir. Fig. 1OB nach rechts) um die Strecke VV₂ bewegt wird. Aufgrund trigonometrischer Beziehungen ergeben sich folgende Gleichungen:

W₂ = Q₁ = d - m -- - t!

Ai, =

(43)

(44)

G» = β Κ -

(46)

20

Die erforderliche Verschiebung des Teüfiims 256S und des Linsenrasterfilms 258B können auf einfache Weise durch einen gemeinsamen Arm 260B erhalten werden, welcher am Linsenträger 264ß drehbar angelenkt ist und an seinen beiden gegenüberliegenden Enden an den Rahmen 262B des Linsenrasterfilms und den Filmstreifenträger 266B gleitend angekuppelt ist. Entsprechend F i g. 1OA kann auch hier ein Schrittmotor 268Z?zur Betätigung des Arms 260B vorgesehen sein.

Gemäß der dritten grundsätzlichen Bestreichtechnik, welche in Fig. IOC dargestellt ist, wird die Vergrößerungslinse 254Cum eine Entfernung Q verschoben und der Linsenrasterfilm 258C wird in gleicher Richtung (beispielsweise gemäß Fig. iöC) um eine Strecke W₃ verschoben. In diesem Fall ergibt sich für die Größe der Linsenverschiebung Q₃ die folgende Beziehung:

(45)

Ferner ergibt sich für die Verschiebungsstrecke IV₃ βο des Linsenrasterfilms die nachstehende Beziehung:

65

Auch hier kann die Verschiebung der Vergrößerungslinse bzw. -linsen und des Linsenrasterfilms mittels eines

einzigen Arms 260C erfolgen, wozu der Arm am Teilfilmträger 266C drehbar angelenkt und an geeigneten Stellen entlang seiner Längserstreckung an den Vergrößerungslinsenträger 264Cund den Rahmen 262C des Linsenrasterfilms gleitend angekuppelt ist. Ein Schrittmotor 268C kann in geeigneter Weise zur Betätigung des Arms 260Cvorgesehen sein.
Das Streichen der einzelnen lineiformen Bilder über

die Strecke ₇-r₇ ^J—--,— m längs der fotoempfindlichen

Fläche kann kontinuierlich oder intermittierend durchgeführt werden. Ein kontinuierliches Streichen hat den Vorteil höherer Arbeitsgeschwindigkeit, wodurch die Zeit zum Zusammensetzen des stereoskopischen Bildes verringert wird, und ergibt auch ein sanfteres Bild über die bestrichene Fläche. Das Bestreichen der lineiformen Bilder auf irgendeine der vorstehend beschriebenen drei Arten ergibt unterhalb jeder Einzellinse des Linsenrasterfilms eine Anzahl von gesammelten Bildern, welche der Anzahl N der projizierten zweidimensionalen Teilfilme entspricht, wobei jedes dieser gesammelten Bilder im wesentlichen w/N der Fläche unterhalb der Einzellinse einnimmt. Nach Beendigung des Streichens ist der Projektionswinkel β (F i g. 4) des Vergrößerungssystems im wesentlichen gleich dem Betrachtungswinkel θ des Linsenrasterfilms. Der Projektionswinkel β ist gleich dem Winkel, welcher von den endständigen Projektionslinsenanordnungen eingeschlossen wird. Der gesamte Linsenrasterfilm wird auf diese Weise mit Bildern gefüllt. Da jedes gesammelte Bild infolge Wanderns des projizierten Bildes über die fotoempfindliche Fläche gebildet wird, gibt es darüber hinaus keine wesentliche Änderung in der Schwärzungsdichte des Bildes über die gesainte Bilderstreckung. Dies, sowie die Tatsache, daß jedes gesammelte Bild nur ein expandiertes Bild desselben Elements einer einzigen zweidimensionalen Ansicht darstellt, ergibt ein stereoskopisches Bild von hoher Betrachtungsqualität. Die Qualität der Bildstreifen und somit des fertigen Bildes kann sogar noch weiter verbessert werden, wenn man auch die oben erwähnten Lichtdurchlaßfilter und, falls angemessen, Aufnahme- oder Zusammensetzlinsen unterschiedlicher Brennweiten verwendet.

Obgleich die Erfindung mit Bezug auf die spezifischen Ausführungsformen beschrieben und dargestellt wurde, können viele Abwandlungen und Änderungen derartiger Ausführungsbeispiele im Rahmen der Erfindung durch den Fachmann vorgenommen werden. Beispielsweise können die vorstehend beschriebenen Aufnahme- und Zusammensetzverfahren dazu verwendet werden, ein lebendes Bild zu schaffen, indem man aufeinanderfolgende zwcidnr.cnsicr.aie Ansichten eines sich ändernden Objektfeldes aufnimmt, oder zur Erzeugung eines sich ändernden Bildes, indem man jede zweidimensiona-Ie Ansicht (oder Ansichtspaar) mit verschiedenen Objekten im Objektfeld oder sogar insgesamt unterschiedliche Objektfelder aufnimmt Im übrigen brauchen die zweidimensionalen Ansichten nicht direkt vom Objektfeld selbst aufgenommen werden, sondern sie können statt dessen von einem Abbild des Objektfeldes aufgenommen werden. Ein derartiges Abbild wird beispielsweise durch den Bildverstärkerschirm eines Röntgengeräts oder eines Elektronenmikroskops erzeugt werden. Obgleich die Erfindung vorstehend in erster Linie im Zusammenhang mit Kameras beschrieben wurde, welche einstellbare Linsenabstände haben, versteht sich, daß die Erfindung in gleicher Weise in bestimmten Beziehungen anwendbar ist, und insbeson-

dere im Hinblick auf die Anweisungen, mit Linsenabständen mittels üblicher Kameras umzugehen und mit dem Streichen oder Wandern des Bildes während des Zusammensetzschritts. Die Erfindung ist schließlich anwendbar auf Kameras, bei welchen die Linsen fest

angeordnet sind und wo während des Zusammensetzschritts Einjustierungen vorgenommen werden. Sämtliche derartige Modifikationen und Variationen sollen innerhalb des Schutzumfangs der nachfolgenden Ansprüche liegen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Zusammensetzen eines stereoskopischen Bildes mit einer Vielzahl von Bildstreifen, wobei die Bildstreifen jeweils eine Mehrzahl JV von gesammelten Bildern einer entsprechenden Anzahl

JV von zweidimensionalen Ansichten des Objektfeldes aufweisen, welche von mit Abstand voneinander angeordneten Aufnahmepunkten aufgenommen ι ο wurden, und wobei ein Linsenraster mit einer entsprechenden Vielzahl von mit den Bildstreifen fluchtenden Linsen verwendet wird, gekennzeichnetdurchdie folgenden Merkmale:

a) Projizieren der einzelnen JV zweidimensionalen Ansichten von einer entsprechenden Anzahl JV von Projektionslinsenstellungen aus, wobei das projizierte Bild eines ausgewählten Elements jeder Ansicht im wesentlichen in Deckung mit einem Bezugspunkt ist;

b) Positionieren eines Linsenrasters mit der Linsenweite w den Projektionslinsenstellungen gegenüber, wobei eine einzelne Linse des Linsenrasters im wesentlichen in Deckung mit dem Bezugspunkt ist, und

c) Ändern des Projektionswinkels der einzelnen zweidimensionalen Ansichten um einen vorgegebenen Betrag während der Projektion, wobei das projizierte Bild des ausgewählten Elements im wesentlichen in Deckung mit dem Bezugspunkt gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ändern des Projektionswinkels jeweils zwei der nachstehenden Teile in ihrer Stellung gleichzeitig verschoben werden, nämlich der N zweidimensionalen Ansichten, der Projektionslinse oder -linsen und des Linsenrasters, wobei der Projektionswinkel um einen vorgegebenen Wert geändert wird, während das Verhältnis des Abstandes zwischen dem ausgewählten Element der einzelnen zweidimensionalen Ansichten und der zugehörigen Projektionslinse zu dem Abstand zwischen dieser Projektionslinse und dem Linsenraster im wesentlichen konstant bleibt

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile während der Projektion der einzelnen Ansichten kontinuierlich in ihrer Stellung verschoben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die JVProjektionslinsenstellungen im wesentlichen auf dem Bezugspunkt zentriert werden und im wesentlichen mit gleichem Abstand voneinander längs einer geraden Linie derart angeordnet werden, daß die JV gesammelten Bilder, welche durch die einzelnen Linsen des Linsenrasters aus den projizierten Bildern der zweidimensionalen Ansichten erzeugt werden, einen Abstand von im wesentlichen w/N voneinander haben, und wobei der vorgegebene Wert, um welchen der Projektionswinkel der einzelnen zweidimensionalen Ansichten geändert wird, so groß ist, daß die Breite der entsprechenden durch jede einzelne Linse des Linsenrasters gebildeten JV gesammelten Bilder auf im wesentlichen w/N expandiert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4. ^ dadurch gekennzeichnet, daß der von den beiden endständigen Projektionslinsenstellungen nach der Expansion der Breite der gesammelten Bilder umschlossene Winkel im wesentlichen dem Betrachtungswinkel einer einzelnen Linse des Linsenrasters entspricht

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Projektion an jeder der JVProjektionslinsenstellungen jeweils eine eigene Projektionslinse angeordnet wird, den einzelnen JV Projektionslinsen jeweils eine der N Eweidimensionalen Ansichten in Projektionsstellung zugeordnet wird und sämtliche JVzweidimensionale Ansichten gleichzeitig projiziert werden, wobei die Änderung des Projektionswinkels gleichzeitig bei sämtlichen JVzweidimensionalen Ansichten erfolgt

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Projektion eine einzige Projektionslinse in die einzelnen Projektionslinsenstellungen bewegt wird und/oder jeweils eine der JV zweidimensionalen Ansichten in Projektionsstellung zu der Projektionslinse bei jeder der Projektionslinsenstellungen gebracht wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) wenigstens eine Projektionslinse (114,116,118, 120; 218, 254Λ 2545, 254Q zur Projektion jeweils einer der JV zweidimensionalen Ansichten (106, 108, 110, 112; 226, 228, 232; 256Λ, 256iy von einer entsprechenden Anzahl JV von Projektionslinsenstellungen (114, 116,118,120; 244,246...) aus, wobei das projizierte Bild (K') eines ausgewählten Elements (K) der einzelnen Ansichten (106, 108, 110, 112; 228, 230, 232; 256A 256B) im wesentlichen in Deckung mit einem Bezugspunkt (128) ist;

b) eine Einrichtung zur Positionierung eines Linsenrasters (126, 236, 258Λ, 2585, 258Q mit der Linsenweite w gegenüber den Projektionslinsenstellungen (114, 116, 118, 120; 244, 246), wobei eine Rasterlinse (124, 234) im wesentlichen in Deckung mit dem Bezugspunkt (128) ist und

c) Einrichtungen zur Änderung des Projektionswinkels der einzelnen zweidimensionalen Ansichten um einen vorgegebenen Betrag während des Projektionsvorgangs, wobei das projizierte Bild (K") eines ausgewählten Elements (K')\m wesentlichen in Deckung mit dem Bezugspunkt (128) bleibt

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Änderung des Projektionswinkels Anordnungen (260A 268-4; 260B, 2685; 260C 268Q zur gleichzeitigen Verschiebung jeweils zweier der nachstehenden Teile in ihrer Position umfassen, nämlich der JV zweidimensionalen Ansichten (256Ai der zugehörigen Projektionslinse (254A 254C/und des Linsenrasters (2585, 258CJ, wobei der Projektionswinkel um einen vorgegebenen Betrag geändert wird, während das Verhältnis des Abstandes (g) zwischen dem ausgewählten Element (K') der einzelnen zweidimensionalen Ansichten (256-4, 256B) und der zugehörigen Projektionslinse (254A 2545, 254CJzU dem Abstand (ft,) zwischen der Projektionslinse (254A 2545,254Ci und dem Linsenraster (25SA, 2585, 258Q im wesentlichen konstant bleibt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungseinrichtung eine Anordnung (260-4, 268-4; 2605, 2685; 260C

268Qzur kontinuierlichen Verschiebung der jeweils zwei Teile während der Projektion der einzelnen Ansichten aufweist

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß die N Projektionslinsenstellungen (114, 116, 118, 120; 244, 246...; 254Λ, 254B, 25AC) im wesentlichen auf den Bezugspunkt (128) zentriert sind und längs einer geraden Linie mit einem derartigen untereinander gleichen Abstand voneinander angeordnet sind, daß die durch die einzelnen Linsen (124, 234) des Iinsenrasterschirms (126,236,258Λ, 2585,258Q aus den projizierten Bildern (K') der zweidimensionalen Ansichten (106, 108, 110, 112; 226, 228, 230, 232; 256Λ 2562^ erzeugten Angesammelten Bilder (K") einen Abstand von im wesentlichen w/N voneinander haben, wobei der vorgegebene Wert, um welchen der Projektionswinkel der einzelnen zweidimensionalen Ansichten (106, 108, 110, 112; 226, 228,230,232; 256Λ 256ß verändert wird, gerade so groß ist, daß die Breite der durch die einzelnen Rasterlinsen (124, 234) erzeugten TV gesammelten Bilder (K")im wesentlichen w/N wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die endständigen Projektionslinsen nach Expansion der gesammelten Bilder (K") eingeschlossene Projektionswinkel iß) im wesentlichen dem Betrachtungswinkel (Θ) der einzelnen Linsen (124, 234) des Linsenrasters (126, 236, 258Λ, 2585, 258Q entspricht

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionseinrichtung (122) je eine Projektionslinse (114,116,118, 120) an den einzelnen N Projektionslinsenstellungen, eine Anordnung zur Halterung jeweils einer der N zweidimensionalen Ansichten (106,108,110,112) in Projektionsstellung zu den einzelnen N Projektionslinsen (114, 116, 118, 120) und Einrichtungen zum gleichzeitigen Projizieren sämtlicher N zweidimensionaler Ansichten (106,108,110,112) aufweist, und wobei die Einrichtung zur Änderung des Projektionswinkels eine Anordnung (260A, 268A; 260£, 268B; 260C 268C? zur gleichzeitigen Änderung des Projektionswinkels von sämtlichen der N zweidimensionalen Ansichten (106,108,110,112) umfaßt

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionseinrichtung eine einzige Projektionslinse (218), eine Anordnung (240, 242) zur Bewegung der Projektionslinse (218) in jede der N Projektionslinsenstellungen (244,246...) und/oder eine Anordnung (220, 248,250) zur Positionierung einer der N zweidimensionalen Ansichten (226, 228, 230, 232) in Projektionsstellung zur Projektionslinse (218) in den einzelnen Projektionslinsenstellungen (244, 246...) aufweist