DE2741047A1 - Optisches ver- und entschluesselungssystem - Google Patents

Description

Paten; an walte Dipl.-Ing. Curt Wallach

^ Dipl.-Ing. Günther Koch

Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

2741047 Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

_Datum: 12. September 1977

Unser Zeichen: l6 013 - K/Ap

Anmelder: Alfred Victor Alasia

146-07 Thirteenth Avenue
Whitestone, NY 11357

Bezeichnung: Optisches Ver- und Entschlüsselungssystem

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kodierung und Dekodierung von graphischen Darstellungen und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung verschlüsselter oder kodierter Bilder, die in Druckform vorliegen, und zur Entschlüsselung ihrer Abbildungen.

Der Ausdruck "graphische Darstellungen", wie er im folgenden benutzt wird, soll einen Gegenstand bezeichnen, dessen photographisches Bild entworfen werden kann, wobei der Gegenstand zweidimensional oder dreidimensional sein kann, beispielsweise eine Photographie, ein Muster, eine logische Darstellung, eine Figur, Anzeigemarken, ein Linienmuster einschließlich alphanumerische Zeichen, Unterschriften, Festkörper, Vollton- und Halbtonmaterialien und dergleichen.

In der US-PS 3 937 565 ist ein Verfahren zur Kodierung beschrieben, wobei die erzeugte Abbildung nicht auf einfache Weise erkannt oder reproduziert werden kann, ohne ein spezifisches Wissen von Einzelheiten des Verschlüsselungsverfahrens zu besitzen. Das bekannte System benutzt eine autostereoskopische Kamera zum Photographieren des Bildes, so daß ein Parallaxenpanoramagramm erzeugt wird. Die Kamera weist einen Linsenrasterschirm auf, wobei ein lichtempfindliches Element in der kombinierten Bildebene der Kamera erzeugt wird, die vom Objektiv und dem Linsenrasterschirm gebildet wird. Die Abbildung der zu verschlüsselnden Graphik wird anfänglich auf dem lichtempfindlichen Element in der Bildebene der Kamera fokussiert, wobei die Blende weit offen gehalten wird, so daß sich eine relativ kleine Schärfentiefe ergibt. Dann wird die Blendenöffnung

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verkleinert, so daß die Schärfentiefe erhöht wird. Dann werden Linsenrasterschirm und lichtempfindliches Element in Längsrichtung über die optische Achse der Kamera geführt, und zwar entweder auf das Objektiv der Kamera hin oder von dieser weg nach einem Anschlag innerhalb der Grenzen, die durch den Schärfentiefebereich gegeben sind. Der Verschluß der Kamera wird geöffnet, um das lichtempfindliche Element mit dem von der Graphik ausgehenden Licht zu belichten. Während der Belichtung werden Linsenrasterschirm und lichtempfindliches Element zusammen relativ zum Objektiv der Kamera bewegt, um aufeinanderfolgende Abschnitte des lichtempfindlichen Elementes unter dem Schirm zu belichten. Die Relativbewegungen sind so, daß der Bildpunkt der Mitte der graphischen Darstellung in der Mitte des lichtempfindlichen Elementes als verzerrter Punkt aufgezeichnet wird, der progressiv im Laufe der Relativbewegung von Objektiv, Linsenrasterschirm und lichtempfindlichem Element bewegt wird.

Die sich hieraus ergebenden und auf dem lichtempfindlichen Element erzeugten Bilder sind eine Linsenrasterverzerrung des Bildes der graphischen Darstellung und eines Bildes, bei dem die Versetzung zwischen dem Gegenstandsmittelpunkt und dem zweiten Konjugationspunkt einen Verschlüsselungsfaktor einführt. Das verschlüsselte Bild ist im wesentlichen nicht rekonstruierbar und kann nicht auf einfache Weise ohne Zuhilfenahme eines Betrachtungsgerätes identifiziert werden.

Um ein solches Bild zu dekodieren bzw. zu entschlüsseln, wird ein zweiter transparenter Linsenrasterschirm gleichen Aufbaus wie der erste Schirm benutzt, der bei der

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Kodierung Anwendung fand. Der zweite Schirm wird ausgerichtet, d. h. die Linsenrasterelemente des Schirmes werden in einer Richtung derart orientiert, daß sie die gleiche Beziehung zu dem verschlüsselten Bild besitzen wie der erste Schirm bei der Aufzeichnung. Nachdem der zweite Schirm ordnungsgemäß ausgerichtet ist, kann der Betrachter das unverzerrte Bild durch den zweiten Schirm hindurch erkennen.

Dieses System kann für eine Produktion in kleinem Maßstab zweckmäßig sein. Die relativ lange Belichtungszeit, die zur Belichtung des lichtempfindlichen Elementes in der autostereoskopischen Kamera erforderlich ist, verhindert jedoch eine Produktion von verschlüsselten Bildern in größerem Maßstab. Da jedes lichtempfindliche Element außerdem innerhalb des Tiefenschärfebereiches belichtet wird, aber von der Bildebene entfernt liegt, erfolgt keine scharfe Fokussierung, wie dies der Fall wäre, wenn das lichtempfindliche Element in der Bildebene liegend belichtet würde. Trotzdem ist das entschlüsselte Bild auch im bekannten Falle, wenn auch unscharf, erkennbar. Wenn auch das verschlüsselte Bild im bekannten Falle schwierig mit unbewaffneten Auge zu erkennen ist, lassen Änderungen der Schatten und Kontraste des verschlüsselten Bildes erkennen, daß ein verschlüsseltes Bild tatsächlich vorhanden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur Kodierung bzw. Verschlüsselung zu schaffen, welches gegenüber dem System nach der US-PS 3 937 565 vorteilhaft ist und bei dem eine relativ kurze Belichtungszeit für jeden Verschlüsselungsvorgang erforderlich ist, so daß eine

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Produktion verschlüsselter Bilder in großem Umfange erfolgen kann, wobei sich relativ schärfere dekodierte Bilder ergeben und wobei ein verschlüsseltes Bild geschaffen wird, welches einen geringeren Kontrast besitzt und die Schattenwirkung ein Erkennen mit unbewaffnetem Auge noch schwieriger macht.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird das verschlüsselte Bild vorzugsweise photographisch in der Weise erzeugt, daß das graphische Bild so verschlüsselt wird, daß es nicht direkt identifizierbar ist. Dies geschieht durch Penutzung einer Kamera, beispielsweise einer pseudoskopischen Kamera, wie diese an sich bekannt ist.

Pseudoskopische Kameras der Bauart, wie sie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Anwendung finden können, weisen ein Objektiv auf, welches vorzugsweise im Hinblick auf ein flaches Feld korrigiert sind (allgemein definiert als jene Oberfläche, in der die schärfsten Bilder durch ein Linsensystem erzeugt werden, wenn der Aufnahmegegenstand im Unendlichen liegt, oder durch die geometrischen Orte aller Punkte der gesammelten Lichtstrahlen, die durch das Linsensystem fokussiert werden). Um die Randlichtstrahlen abzublenden und die Bildqualität zu verbessern, ist eine Blende vorzugsweise in Gestalt eines Schlitzes vorgesehen, die als Schlitzblende wirkt. Der Schlitz kann breit genug sein, um eine störende Lichtbrechung zu vermeiden und um genug Licht durch das Objektiv treten zu lassen und um ein Bild zu erzeugen. Die Länge des Schlitzes ist vorzugsweise gleich dem Durchmesser der Linse. Das "Schlitzobjektiv" kann unterschiedliche Typen von Linsen enthalten. Beispielsweise kann das Schlitz-

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objektiv eine einfache Konvex-Konvex-Linse sein, die mit einer lichtundurchlässigen Maske mit einem Schlitz bedeckt ist, der vorzugsweise horizontal und vor der Linse liegt. Statt dessen kann das Schlitzobjektiv von einer relativ kleinen langgestreckten blockförmigen Linse gebildet werden, die wenigstens eine gekrümmte Oberfläche aufweist, so daß die Linse horizontal mit ihrer Längsrichtung angeordnet werden kann, wobei die gekrümmte Oberfläche die auftreffenden Lichtstrahlen nach der Bildebene fokussiert, welche als jene Oberfläche definiert ist, die generell als Ebene bezeichnet wird, in der das Linsensystem das schärfste Bild des Aufnahmegegenstandes an einer Stelle vor dem Linsensystem der Kamera erzeugt. Demgemäß soll der Ausdruck "die Längserstreckung des Schlitzobjektivs" die Längsrichtung allgemein einschließen, die durch den Schlitz der Maske oder durch die Längsrichtung der blockförmig gestalteten Linse bestimmt wird, je nachdem, welche Linsen Anwendung finden.

Das Gitter kann schmale parallele opake Streifen aufweisen, die durch schmale transparente Streifen getrennt sind. Vorzugsweise wird jedoch ein Linsenrasterschirm benutzt, der halbzylindrische durchgehende und parallele Linsenrasterelemente aufweist. Das Gitter liegt zwischen dem Schlitzobjektiv und der Bildebene dicht benachbart zu dieser Bildebene. Die Streifen oder die halbzylindrischen Linsenelemente sind normalerweise in einer Sichtung senkrecht zur Längserstreckung des Schlitzobjektivs orientiert, so daß dann, wenn der Schlitz horizontal liegt, die Streifen oder die Linsenrasterelemente des Gitters vertikal ausgerichtet sind. Weiter weist die Kamera einen Schlitzverschluß auf, der entweder direkt vor oder hinter

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dem Objektiv beweglich ist. So ein Verschluß besteht gewöhnlich aus einem opaken Vorhang mit einem Längsschlitz, der normalerweise parallel zu den Streifen bzw. Linsenrasterelementen des Gitters verläuft und so beweglich ist, daß der Schlitz in einer Richtung parallel und vorzugsweise horizontal zur Längserstreckung des Schlitzobjektivs verläuft. Ein lichtempfindliches Element, beispielsweise ein sensibilisierter Film, wird in der kombinierten Bildebene von Gitter und Objektivlinse angeordnet. Während der Belichtung durch die Kamera wird der Schlitzverschluß so betätigt, daß der Vertikalschlitz in Horizontalrichtung über die Ebene des Verschlusses verläuft, so daß aufeinanderfolgende Abschnitte des lichtempfindlichen Elementes belichtet werden. Da das Objektiv als Schlitzobjektiv ausgebildet ist und die Längsrichtung des Schlitzes quer zum Belichtungsschlitz verläuft, hat die Bewegung des Schlitzverschlusses die Wirkung, als ob sich eine quadratische Blendenöffnung geringer Größe über die Breite des Objektivs bewegt. Da der Schlitz des Verschlusses sich bewegt, ändert sich der Sichtwinkel des Gegenstandes, was wiederum zu Änderungen des Auffallwinkels im Gitter führt.

Infolge des Abstandes zwischen den Linsenoberflächen oder Streifen des Gitters läuft ein Lichtstrahl von einem Punkt in der Nähe des Mittelpunktes des Gegenstandes oder der photographierten Szene (im folgenden als Gegenstandsmitte bezeichnet) durch den Knotenpunkt der Objektivlinse auf das lichtempfindliche Element nach progressiv sich ändernden Punkten, wenn der Schlitz des Schlitzverschlusses bewegt wird, so daß unterschiedliche Aspekte des Gegenstandes dem Objektiv dargeboten und auf dem lichtempfindlichen Element als Parallaxen-Panoramagramm aufgezeichnet werden.

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Gemäß der Erfindung sind Mittel vorgesehen, um den Gegenstand quer zur optischen Achse des Objektivs zu bewegen, wenn der Verschluß betätigt wird. Dies erzeugt ein photographisches Bild, welches nicht nur eine Linsenrasterverzerrung des Bildes ergibt, sondern auch eine Versetzung eines jeden Bildpunktes über einen geometrischen Ort von Punkten in der Bildebene, so daß ein weiterer Verschlüsselungsfaktor eingeführt wird. Wie in der US-PS 3 937 565 beschrieben, kann das verschlüsselte Bild auf einem Film, vorzugsweise auf einem Selbstentwicklerfilm, aufgezeichnet werden. Wenn zahlreiche Versionen der verschlüsselten Zeichen erforderlich sind, können Schirmpositive dann von der photographischen Abbildung hergestellt werden, die durch die Kamera geliefert wird, und diese können dann zur Erzeugung von Druckplatten Verwendung finden. Die Platte kann dann benutzt werden, um mehrere Druckblätter des verschlüsselten Bildes zu erzeugen.

Die verschlüsselten Linsenrasterverzerrungen, die durch die Erfindung erzeugt werden, sind im wesentlichen nicht erkennbar in dem Sinne, daß die Originalform des Bildes durch ein unbewaffnetes Auge nicht identifiziert werden kann. Das verschlüsselte Bild kann in der gleichen Weise, wie in der US-PS 3 937 565 beschrieben, rekonstruiert werden. Wenn man insbesondere annimmt, daß eine positive oder eine negative Vergrößerung des Bildes während der Belichtung und/oder während des Druckvorganges erfolgt ist, kann das verschlüsselte Bild dadurch dekodiert werden, daß über dem gedruckten oder entwickelten Bild ein transparenter Linsenrasterschirm von dem gleichen Aufbau aufgelegt wird, der bei der Belichtung benutzt wurde, d. h. der Linsenrast erschirm muß die gleichen Zylinderlinsenrasterelemente

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pro Zentimeter und den gleichen Krümmungsradius besitzen, wobei der Linsenrasterschirm in der gleichen Lage auf das verschlüsselte Bild aufgelegt wird,wie der Verschlüsselungsschirm während der Aufzeichnung gelegen hat. Statt dessen kann ein Betrachtungsschirm mit einer unterschiedlichen Teilung, d. h. "beispielsweise mit einer unterschiedlichen Zahl von Linsenrasterelementen, benutzt werden, um das verschlüsselte Bild zu dekodieren, indem ein Betrachtungsgerät benutzt wird, welches optisch eine Änderung der Größe herbeiführt, d. h. eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Bildes auf die gewünschte Teiluag bewirkt. Das verschlüsselte Bild erscheint so als verschwommener Schatten und als Undefinierte Kontraständerung, wenn eine Betrachtung mit unbewaffnetem Auge erfolgt. Gemäß der Erfindung kann diese Schattenbildung und Kontrastverminderung noch weiter erhöht werden, indem ein Punktschirm Verwendung findet, der vorzugsweise zwischen dem Linsenrasterschirm und dem lichtempfindlichen Element während der Belichtung des lichtempfindlichen Elementes angeordnet wird. Dieser Schirm ist mit einem Punktmuster versehen, das sich in der Tönung dem verschlüsselten Bild anpaßt, so daß eine Maskierung des Bildes erfolgt.

Die Erfindung kann so für die verschiedensten Zwecke Anwendung finden, um Muster oder Dokumente zu verschlüsseln, die gegen Ausradieren, Fälschung, Nachahmung und dergleichen geschützt werden müssen. Die Erfindung kann auch für Spielzwecke oder für erzieherische Zwecke Anwendung finden, wo beispielsweise Testantworten gemäß der Erfindung verschlüsselt werden und auf dem gleichen Blatt aufgedruckt werden können wie die Fragen in unkodierter Form.

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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Originals bzw. eines entschlüsselten Bildes,

Fig. 2A, 2B und 2C schematische Ansichten eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kamerasystems, wodurch die Technik veranschaulicht wird, durch die ein photographisches verschlüsseltes Bild der Abbildung gemäß Fig. 1 erzeugt wird,

Fig. 3 eine verschlüsselte Abbildung des Bildes nach Fig. 1, und zwar verschlüsselt nach den Lehren der Erfindung ,

Fig. 4- eine vergrößerte Teilschnitt ansieht des für die Verschlüsselung benutzten Linsenrasterschirms,

Fig. 5 ein Verfahren zur Dekodierung des ausgedruckten verschlüsselten Bildes unter Benutzung eines transparenten Linsenrasterschirms,

Fig. 6 das dekodierte bzw. entschlüsselte Bild, wie es dem Betrachter durch den Linsenrasterschirm gemäß Fig. 4· erscheint.

Die Fig. 1 veranschaulicht als Ausführungsbeispiel eines Originals bzw. einer unverschlüsselten Graphik den Buchstaben A zum Zwecke der Erläuterung vorliegender Erfindung. Dieser Buchstabe A ist mit 14- gekennzeichnet und er kann auf einem Blatt 10 aufgedruckt sein, das einen

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kontrastierend^n Hintergrund 12 liefert. Der minimale Kontrast, der zwischen dem Bild 14 und dem Hintergrund 12 vorhanden sein muß, ist abhängig von den Beleuchtungsbedingungen, unter denen das Bild 14 aufgezeichnet werden muß, und außerdem von der Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 26, auf dem die Abbildung des Bildes aufgezeichnet werden soll.

Fig. 2 zeigt schematisch eine bekannte Kamera 18 der beschriebenen Bauart, welche gemäß der Erfindung modifiziert ist. Die bekannte Kamera weist ein Schlitzobjektiv 20, ein Gitter 24 und einen Verschluß 22 zur Aufzeichnung eines Bildes auf dem lichtempfindlichen Element 26 auf.

Das Schlitzobjektiv 20 ist in der Zeichnung der Übersichtlichkeit wegen in Gestalt einer einzigen Konvex-Konvex-Linse dargestellt. Es ist jedoch klar, daß das Objektiv aus einer Linse oder einer Kombination von Linsen oder anderen Systemen bestehen kann, die in der Lage sind, ankommendes Licht so zu konvergieren, daß das Licht als Abbildung in der Bildebene des Linsensystems fokussiert wird. So kann beispielsweise als Objektiv auch die erwähnte langgestreckte blockartig gestaltete Linse benutzt werden. Wie in der Zeichnung dargestellt, weist das Objektiv 20 außerdem eine lichtundurchlässige Maske 28 auf, die in der Nähe der Oberfläche der Konvex-Konvex-Linse und vorzugsweise auf dieser Oberfläche angeordnet ist. Die Maske 28 definiert einen das Licht durchlassenden Schlitz 30, der sich gemäß der bevorzugten Ausführungsform über die Oberfläche der Linse in Horizontalrichtung erstreckt.

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it

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat das Gitter 24 die Gestalt eines Linsenrasterschirme, der aus durchgehenden parallel zueinander angeordneten zylindrischen Linsenrasterelementen 34 besteht. Die Zahl der Linsenrasterelemente pro Zentimeter, die Orientierung und der Krümmungsradius der Linsenrasterelemente ist wählbar. Jedoch müssen, wie weiter unten im einzelnen beschrieben wird, diese Faktoren bekannt sein; denn sie sind für die Dekodierung bzw. Entschlüsselung der aufgezeichneten Abbildung kritisch. Linsenraster anderer Konfigurationen, beispielsweise sphärische Linsenrasterelemente, können ebenfalls benutzt werden, soweit ihre spezielle Konfiguration bekannt ist, so daß das Bild entschlüsselt werden kann. Gemäß der bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die zylindrischen Linsenrasterelemente in Vertikalrichtung senkrecht zur Richtung des Schlitzes 30 der Maske 28 ausgerichtet. Wie bekannt, wirkt ein Linsenrasterschirm dieser Form als Konvergenzlinse, und wenn der Schirm 24 zwischen dem Linsensystem 20 und dem Brennpunkt des Linsensystems angeordnet wird, dann fokussiert das aus Linsensystem 20 und Schirm 24 kombinierte System das Licht in dem neu kombinierten Brennpunkt 36. Wie oben erwähnt, wird das Bild eines Gegenstandes, welches durch das Schlitzobjektiv 20 und den Schirm 24 erzeugt wird, in einer Bildebene fokussiert. Diese Bildebene bewegt sich von der Brennebene, die durch den Brennpunkt 36 hindurchgeht, nach dem Schirm 24, wenn der Gegenstand, der betrachtet wird, sich von unendlich nach der Kamera bewegt. Wie aus den Fig. 2A, 2B und 2C ersichtlich, wird die Abbildung in der Bildebene fokussiert, wenn das Bild 10 vor der Kamera in einem endlichen Abstand angeordnet wird.

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Der Verschluß 32 ist vorzugsweise als Schiitzverschluß 42 ausgebildet, der einen Vorhang mit einem Schlitz 44 aufweist. Der Verschlußschlitz verläuft quer zur Längserstreckung des Schlitzes 30 des Objektivs 20, vorzugsweise in einer Vertikalrichtung. Demgemäß bewegt sich der Schlitz horizontal über die optische Achse, und zwar entweder direkt vor dem Objektiv 20 oder hinter demselben, wenn der Verschluß 22 durch den Verschlußantrieb 46 bewegt wird. Dies ist bekannt und braucht daher nicht näher beschrieben zu werden.

Das lichtempfindliche Element 26 kann ein photographischer Film der Selbstentwicklerart oder dergleichen sein. Es liegt mit dem Schirm 24 hinter dem Verschluß 22, wobei das lichtempfindliche Element 26 in der Bildebene 38 liegt. Wenn dies der Fall ist, dann ist die Kamera, die das Bild auf dem Element 26 aufzeichnen soll, richtig fokussiert.

Gemäß der Erfindung ist die Kamera weiter abgewandelt und weist Mittel auf, um das Originalbild 10 gleichzeitig mit dem Verschluß 22 relativ zu dem Schlitzobjektiv 20 zu bewegen. Diese Vorrichtung kann irgendeine Vorrichtung zur Bewegung von Bildern 10 sein und gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist sie eine Plattform 48 auf, die die graphische Darstellung 10 trägt. Die Plattform 48 ist mit einem Zahnstangengetriebe 50 versehen. Ein Motor 52, dessen Arbeitsweise durch einen Motorantriebsmechanismus 54 gesteuert wird, dreht das Zahnritzel 56» welches in die Zahnstange 50 eingreift. Dadurch wird bewirkt, daß bei Drehung des Motors 52 die graphische Darstellung 10 längs eines Pfades relativ zum Schlitzobjektiv 20 bewegt wird. Der Motorantriebsmechanismus 5^ kann mit dem Verschluß-

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antriebsmechanismus 46 synchronisiert werden, wie dies schematisch durch die Linie 58 angedeutet ist, und zwar beispielsweise über ein Differentialgetriebe, über eine geeignete Getriebekette oder durch elektrische Steuermittel. Es ist zweckmäßig, daß die graphische Darstellung bzw. das Bild 10 längs eines Pfades wandert, der sich im wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Objektivschlitzes erstreckt, jedoch muß der Pfad nicht parallel zur Längsrichtung des Objektivschlitzes verlaufen, und der Pfad braucht auch nicht in einer Richtung zu verlaufen, sondern er kann gekrümmt sein oder sogar in Gegenrichtung zu dem Verschlußschlitz verlaufen, solange die Richtung quer zur optischen Achse des Systems verläuft. Die Geschwindigkeit, mit der sich die graphische Darstellung bewegt, braucht nicht notwendigerweise proportional zu der Geschwindigkeit zu sein, mit der sich der Verschlußschlitz bewegt.

Aus Fig. 2A, 2B und 2C ist die Arbeitsweise der Kamera 18 und das erfindungsgemäße Verfahren erkennbar, und zwar in aufeinanderfolgenden Schritten. Zunächst wird eine Abbildung der graphischen Darstellung 10 auf dem lichtempfindlichen Element 26 in der Bildebene 38 fokussiert. Dann wird der Verschlußantriebsmechanismus 34 betätigt, so daß der Schlitz 44 des Verschlusses 22 sich in einer Richtung parallel zum Schlitz 30 des Schlitzobjektivs 20 bewegt. Gleichzeitig bewegt sich auch die Graphik 10 in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Richtung, in der sich der Schlitz des Verschlusses bewegt. Wenn sich der Verschlußschlitz horizontal über die Verschlußebene über aufeinanderfolgende erste, zweite und dritte Stellungen bewegt, die in den Fig. 2A, 2B bzw. 2C dargestellt sind,

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dann werden aufeinanderfolgende Abschnitte des lichtempfindlichen Elementes 26 belichtet. Da das Schlitzobjektiv durch einen Horizontalschlitz definiert ist, hat die Verse hlußbewegung die Wirkung einer relativ kleinen, im wesentlichen quadratischen öffnung, die sich über das Objektiv bewegt. Infolge der Abstände zwischen den Linsenrasterelementen 34- des Schirmes 24- und der Bewegung des Bildes während der Belichtung wird ein photographisches Bild auf dem lichtempfindlichen Element 26 erzeugt, welches nicht nur eine Linsenrasterzergliederung des Bildes darstellt, sondern es ist eine Abbildung, bei der jeder Punkt des Originalbildes über einen Ort von Punkten in der Bildebene versetzt ist, wodurch ein Verschlüsselungsfaktor eingeführt wird.

Das einmal belichtete lichtempfindliche Element 26 kann dann so behandelt werden, daß ein Schirmbildpositiv erzeugt wird, wie dies in der US-PS 3 937 565 beschrieben ist. Das Positiv wird dann benutzt, um eine Druckplatte herzustellen, die ihrerseits benutzt wird, um Blattmaterial 26' gemäß Fig. 3 zu bedrucken, wobei eine kodierte bzw. verschlüsselte Abbildung 14' ausgedruckt wird. Die Druckplatte kann auch von dem Negativ des lichtempfindlichen Elementes 26 hergestellt werden und es können andere Drucksysteme Verwendung finden, um Mehrfachversionen der kodierten Abbildungen auf dem Blattmaterial auszudrucken. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die so ausgedruckte Abbildung 14·' im wesentlichen nicht erkennbar und kann ohne Betrachtungshilfe nicht identifiziert werden. Obgleich das verschlüsselte Bild nicht erkennbar ist, ergeben sich Unterschiede im Kontrast, die das Vorhandensein einer bestimmten Abbildung erkennen lassen. Demgemäß und gemäß der

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3.0

Erfindung kann dieser Kontrast wesentlich vermindert werden, so daß es weiter erschwert wird, das verschlüsselte Bild zu entziffern, ohne den Linsenrasterschirm zu benutzen und ohne ein Dekodierverfahren durchzuführen. Gemäß der Erfindung wird vorzugsweise ein Punktschirm 60 zwischen Linsenrasterschirm 22 und lichtempfindlichem Element 26 während der Belichtung des lichtempfindlichen Elementes eingefügt. Vorzugsweise ist der Schirm 60 auf der Hinterseite des Gitters 24 festgelegt. Dieser Schirm ist mit einem Punktmuster versehen, das dem Tonmuster des Bildes entspricht, so daß das erzeugte Bild maskiert wird. Derartige Schirme sind für Zwecke der Lithographie bei der Herstellung von Halbtonbildern aus Volltonbildern allgemein gebräuchlich. Diese Schirme, welche in Verbindung mit der Erfindung benutzt werden können, sind als "Halbtonplatten" in Band 10 der McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology, 1960, McGraw-Hill Book Company, Inc., S. 611 und 612, bezeichnet. Im typischen Fall sind die Punkte auf einer transparenten Platte angeordnet, die eine erste Gruppe geätzter paralleler Linien besitzt, welche sich quer zu einer zweiten Gruppe geätzter paralleler Linien erstrecken, was zu einem Punktmuster von beispielsweise 10.000 Punkten pro Quadratzoll führt.(1.550 Punkte pro cm ), Allgemein gesprochen, schattiert der Schirm 60 das verschlüsselte Bild und vermischt es mit dem Hintergrund des Druckblattes, so daß der Bildschirm 60 auf dem lichtempfindlichen Element 26 in Verbindung mit dem verschlüsselten Bild die Wirkung einer Maskierung des Bildes hat.

Wie aus Fig. M- ersichtlich, wird zur Rekonstruktion, d. h. zur Entschlüsselung oder Dekodierung der verschlüsselten Abbildung 14', unabhängig davon, ob ein Punktschirm 60 bei

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der Kodierung benutzt wird oder nicht, ein transparenter Linsenrasterschirm 24' in der gleichen Weise benutzt, wie dies in der US-PS 3 937 563 beschrieben ist. Unter der Annahme, daß dabei keine Vergrößerung stattfindet, und zwar weder eine positive noch eine negative Vergrößerung des Abdrucks der verschlüsselten Abbildung gegenüber dem photographischen Bild, hat der Schirm 24' die gleiche Gestalt wie der in der Kamera 18 benutzte Schirm 24, und zwar im Hinblick auf die Zahl der zylindrischen Linsenrasterelemente 34-' pro Zentimeter und bezüglich des Krümmungsradius der Linsenrasterelemente. Die optische Dicke des Scairms 34' ist so dick wie der optische Abstand von der Linsenrast eroberfläche des Schirms 24- nach der lichtempfindlichen Oberfläche des Elementes 26, auf der die photographische Abbildung hergestellt wurde.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann durch registerartiges Anlegen des Linsenrasterschirms 24', d. h. durch Orientierung der Linsenrasterelemente 34-' gegenüber dem verschlüsselten Bild 14' wie der Schirm 24 gegenüber dem photographischen Bild, aus dem die Druckplatten hergestellt wurden, gehalten wurde, die Abbildung 14' dekodiert bzw. entschlüsselt werden, wie dies aus Pig. 6 ersichtlich ist.

Das verschlüsselte Bild 14' kann nicht einfach reproduziert werden. Eine solche Reproduktion erfordert nicht nur die gleiche Kamera 18 und eine Kenntnis des ursprünglichen Bildes 10, sondern unter anderem muß auch der Abstand des Bildes von der Kamera, die Lage des Linsenrasterschirms 3^- des Schirms 24 und die Länge und Pfadrichtung des Bildes 10 bekannt sein. Ohne dieses Wissen würde jeder Versuch einer Reproduktion des verschlüsselten Bildes erkennbar

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werden.

Je langer der Pfad ist, über den das Bild 10 sich während der Belichtung bewegt, um so größer wird der Verschlüsselungsfaktor, d. h. um so schwieriger wird es, aus dem verschlüsselten Bild die Natur des unverschlüsselten Originalbildes zu bestimmen. Durch Verlängerung der Pfadlänge, über die das Bild 10 während der Belichtung bewegt wird, erfolgt jedoch eine Verkleinerung des Bildwinkels, d. h. des Winkels relativ zur Senkrechten zur Bildebene, in dem das Bild durch den Linsenrasterschirm 24 betrachtet werden kann. Außerdem kann das Ausmaß der Verschlüsselung durch Auflösung des lichtempfindlichen Elementes durch die Zahl der Linsenrasterelemente pro Zentimeter und durch die Komplexität des Gegenstandes gesteuert werden.

Die vorstehend beschriebene Erfindung schafft eine Kamera und ein Verfahren, welches sehr viel schneller ist als das in der US-PS 3 937 565 beschriebene, da die Belichtungszeit des lichtempfindlichen Elementes 26 bei der Benutzung der pseudoskopischen Kamera 18 gemäß der Erfindung relativ kurz ist im Vergleich zur Verweilzeit, die durch eine herkömmliche autostereoskopische Kamera benötigt wird. Außerdem wird das sich ergebende Bild im Vergleich mit einem Bild, welches durch das bekannte Verfahren erzeugt wird, schärfer, da die Graphik während der Belichtung auf dem lichtempfindlichen Element fokussiert bleibt und nicht wie im bekannten Fall das lichtempfindliche Element von der Bildebene wegbewegt wird. Die Benutzung des Punktschirmes 60 vermindert weiter den Kontrast zwischen dem verschlüsselten Bild und dem Hintergrund des Originaldruckblattes.

Es ist klar, daß verschiedene Abwandlungen getroffen werden

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können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So kann beispielsweise, wenn ein weiterer Verschlüsselungsfaktor erwünscht ist und die Schärfe der Abbildung nicht kritisch ist, die Blende der Kamera verkleinert werden und das lichtempfindliche Element kann aus der Bildebene nach einer Stelle innerhalb des Tiefenschärfebereiches verlagert werden, bevor die Belichtung erfolgt. Statt dessen kann der Verschlüsselungsfaktor auch dadurch vergrößert werden, daß das Gitter 24- relativ zum Schlitzobjektiv während der Belichtung des lichtempfindlichen Elementes 26 bewegt wird.

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Claims (8)

-Z- Patentansprüche

1. Dreidimensionales Kameraabbildungssystem zur Aufnahme von parallaxen Panoramagranins eines Gegenstandes,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Objektiv (20) vorgesehen ist, daß ein Gitter (24) benachbart zur Brennebene des Objektivs angeordnet ist, daß ein Schlitzverschluß (22) benachbart zum Objektiv liegt und derart beweglich ist, daß eine Abbildung des Gegenstandes (14) in der kombinierten Bildebene (j58) von Gitter (24) und Objektiv (20) erzeugt wird, um eine wirksame Abtastblendenöffnung über der Bildebene zu liefern, daß Mittel (48) vorgesehen sind, um den Aufnahmegegenstand (10) zu tragen und daß Mittel (52,54,56) vorgesehen sind, um den Träger (48) synchron mit der Bewegung des Belichtungsschlitzes (22) so zu bewegen, daß das Bild erzeugt werden kann.

2. Kamera nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (24) aus einer Vielzahl paralleler langgestreckter Elemente (34) besteht, die in einer ersten Richtung orientiert sind und daß die Vorrichtung zur Bewegung des Gegenstandes (14) diesen Gegenstand quer zu dieser ersten Richtung bewegt.

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ORIGINAL INSPECTED

t ;*

3. Kamera nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der folgenden Merkmale:

a) Das Gitter (24) ist als Zylinderlinsenrasterschirm (34) ausgebildet.

b) Das Objektiv (20) ist ein Schlitzobjektiv (30) und die Linsenrasterelemente (34) des Gitters (24) sind quer zur Längsrichtung des Objektivschlitzes (30) angeordnet, wobei der Belichtungsschlitz (44) vorzugsweise quer zur Schlitzrichtung des Schlitzobjektivs (30) verläuft.

4. Kamera nach einem der Ansprüche 1-3* dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbtonschirm (60) zwischen dem Objektiv (20) und der Bildebene (38) vorgesehen ist, der ein Punktmuster aufweist um das Bild zu maskieren.

5. Kamera nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das Punktmuster so ausgebildet ist, daß eine dem Bild ähnliche Tönung zustande kommt.

6. Verfahren zur Erzeugung eines parallaxen Panoramagramns in verschlüsselter Form von einem Gegenstand unter Benutzung einer Kamera nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitzverschluß bewegt wird um den Gegenstand innerhalb des Schärfentiefenbereiches von Gitter und Linsen zu bewegen, daß synchron das Original quer zur

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optischen Achse des Objektivs bewegt wird, wobei die Bewegung des Schlitzverschlusses ein Bild innerhalb der Tiefenschärfe erzeugt und daß ein lichtempfindliches Element durch das innerhalb des Tiefenschärfenbereiches entworfenen Bildes belichtet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6,

gekenn zeichnet durch eines oder mehrere der folgenden Merkmale:

a) Das Gitter ist ein Zylinderlinsenschirm mit mehreren parallelen halbzylindrischen Linsen.

b) Das Objektiv ist ein Schlitzobjektiv und das Gitter ist mit parallelen durchgehenden Elementen versehen, die quer zur Längsrichtung des Objektiv^- Schlitzes verlaufen und daß der Schlitz des Schlitzverschlusses quer zur Orientierung der durchgehenden Elemente des Schirmes bewegt wird.

c) Daß das Original längs eines Pfades parallel zum Objektivschlitz bewegt wird und

d) daß der Gegenstand in der kombinierten Bildebene von Gitter und Objektiv fokussiert wird, und daß das lichtempfindliche Element in der Bildebene belichtet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß

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a) das belichtete lichtempfindliche Element entwickelt wird, um ein dauerhaftes Bild zu erzeugen und daß

b) mehrere Duplikate von dem Bild hergestellt werden, und daß

c) das verschlüsselte Bild, welches durch die Schritte a) und b) hergestellt wurde, dadurch decodiert wird, daß über eines der duplizierten Bilder die Linsenrasterelemente eines zweiten Linsenrasterschirms ausgerichtet werden, der die gleiche räumliche Verteilung und den gleichen Krümmungsradius besitzt wie die Linsenrasterelemente des ersterwähnten Schirmes.

Blattmaterial mit einem nach dem Verfahren gemäß

Anspruch 6 bis 8 hergestellten verschlüsselten

Bildes,

dadurch gekennzeichnet, daß das Bild nach den folgenden Schritten hergestellt

Es wird ein Bild des Originals in der kombinierten Bildebene einer dreidimensionalen Kamera erzeugt, die ein SchlJlzobjektiv und einen Linsenrasterschirm mit einer Vielzahl paralleler langgestreckter Elemente aufweist und es wird ein lichtempfindliches Element durch dieses Bild belichtet, während gleichzeitig das Original und der Schlitz eines Schlitzverschlusses der Kamera in einer Ebene benachbart zu dem Schlitzobjektiv bewegt werden, und zwar quer zur Längsrichtung der Linsenrasterelemente·

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