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Verfahren und Vorrichtung zur stereoskopischen Laufbildwieder-
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gabe Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Aufzeichnen
und stereoskopischen Betrachtung von Szenen und insbesondere ein Verfahren und eine
Vorrichtung, mit denen sich dieses Ziel ohne Sichthilfsmittel an Auge des Vetrachters
erreichen läßt.
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Man hat zeit Jahrzehnten danach gestrebt, Szenen stereoskopisch ohne
Betrachtungshilfsmittel an den Augen des Betrachters und derart wiederzugeben, daß
eine Anzahl von Personen solche Szenen gleichzeitig und ortsunabhängig betrachten
kann.
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Es hat sich nunmehr herausgestellt, daß, wenn man eine verhältnismäßig
große Anzahl zusammenhängender Bilder der zu betrachtenden Szene hinter einer sich
schnell bewegenden vertikalen, pseudooptisch erzeugten Schiltzspertur dargestellt,
die dabei entstehende Paralellaxe an jedem Zeitpunkt verhindert, daß ein Auge des
Betrachters genau das sieht, was auch das andere Auge sieht. Da die Apertur sich
in Bewegung befindet, sieht jedes
Auge innerhalb eines kurzen Zeintintervalls
ein vollständiges Bild. Dieses Intervall liegt innerhalb der Erholzeit des Gesichtssinns
des Menschen. Im Gehirn verschnelzen dann die beiden von den Augen aufgenommenen
Bilder zu einem einzigen räumlichen Bild.
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Es läßt sich also eine stereoskopische Darstellung einer szene eine
oder einer größeren Anzahl von Betrachtern darbieten, Wenn die Betrachter na die
Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung herumlaufen, sehen sie die Szene unter
verschiedenen Aspekten und sp, als ob sie um die dargestellte Szene in Wirklichkeit
herumliefen.
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Wird die Szene von einer Reihe ortsfester Durchsichtbilder dargestellt,
die um die Szene herum nach den Verfahren und mit der Vorrichtung der vorliegeden
Erfindung aufgenommen worden sind, sind die Gegenstände in der 8rcrru ebenfalls
ortsfest; man erhält dann ein stereoskopisches Standbild. Gibt man die Szene mit
einer Reihe sich bewegender Durchsichtbilder wieder, die mit einer Filmkamera aufgenommen
worden sind derart, daß eine Relativbewegung zwischen der leere und der Szene stattfindet,
und gibnt man die Bilder nach der vorliegenden Erfindung wieder, erhält man eine
räumliche Darstellung bewegter Bilder. Die Bewegungen in der Szene werden dabei
in das stereoskopische Bewegungsbild ebenso aufgenommen und wiedergegeben wie die
Relativbewegung zwischen Szene und Kamera.
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Ausführlicher dargestellt: Die Perspektive, die ein Auge eines Betrachters
erfaßt, setzt sich aus diskreten vertikalen Linien vom Bildinformation zusammen,
die zu diskreten Zeitpunkten aufgenommen worden sind. Zu diesen gleichen diskreten
Zeitpunkten sicht das andere Auge des gleichen Beoachters jedoch eine vollständig
andere Perspektive. Die Gesamtperspektive für beide Augen ist natürlich unterschiedlich,
da bekanntermaßen die Augen räumlich in der Wasgerechten voneinander getrennt sind.
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Das Bild als Ganzes wird also zeitlich und räumlich aufgeteilt.
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Die vorliegende Erfindung sohafft ein Verfahrens zum Aufzeichnen und
Wiedergeben von stereoskopischen Ansichten zwecks Betrachtung durch mehrer Personen
ohne Hilfsmittel an den Augen der Betrachter, indem man eine Vielzahl aufeinanderfolgender
Ansichten einer Szene mit einer Filmkamera so photographiert, daß zwischen jeder
der aufeinanderfolgenden Ansicht eine Relativbewegung zwischen der Kamera und der
Szene erfolgt und die optischen Achsen der Kamera für die verschiedenen Ansichten
im wesentlichen parallel zueinander verlaufen oder ineinanderfallen, dann diese
Ansichten nacheinander wiedergibt, indem man sie mit einem Abtastprojektor auf einem
Bildsachirm wirft, wobei der Abtastprojektor während der Projektion der aufeinanderfolgenden
Ansichten sich an aufeinanderfolgenden Punkten auf einem Kreisbegen befindet, und
die optische Achse des Projektors immer zum Mittelpunkt des Kreises zeigt, um des
Bild auf dem Bildschirm auf der gegnüberliegenden Seite des Kreismittelpunkts zu
werfen, wobei der Bildschirm ortsfest ist und aus
waagerechten Graten
besteht, die von Projektor her einfallende Lichtstrahlen vertikal streuen, und der
Bildschirm so gekrümmt ist, daß ein von Projektor an einen der aufeinanderfolgenden
Punkte geworfenen Lichtstrahl, der durch den Mittelpunkt des Kreises tun Bildschirm
läuft, reflektiert wird und den Kreisbogen in eines Punkt schneidet, bei des es
sich um den spiegelbildlich reflektierten Lagepunkt des Projektors us eine Linie
handelt, die Mittelpunkt des Abtastbogens des Projektors zum Kreismittelpunkt verläuft,
wobei der reflektierte Strhal im wesentlichen parallel R dieser Linie verläuft und
der Bildschirm so gekrümmt ist, daß das vom Projektor in einem der vorgenannten
aufeinanderfolgenden Punkte geworfene Bild in seiner Gesamtheit von einem Auge aufgenommen
werden kann, daß sich irgendwo auf einer Vertikalen befindet, die den Kreis in der
Spiegelreflektion schneidet.
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Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin eine Vorrichtung zur stereoskopischen
Wiedergabe von Laufbildern an vor den Bildschirm dieser Vorrichtung befindliche
Beobachter. Diese Vorrichtung weist einen reflektierenden Bildschirm aus wasgerechten
gewellen Graten, einen oder mehrere Projektoren, die von um eine vertikale Achse
drehen, während sie bei aif die vertikale Achse gerichtete optische Achse eine Bildfolge
auf den Bildschirm werfen, eine Spiegelfacettentrommel, dren Drehachse in vertikalen
Achsen fällt, und einen auf einer kreisförmigen Filmführung gehaltenen Kinofilm,
wobei die Achse der Filmführung mit der vertikalen Achse zusammenfällt und jedes
der aufeinanderfolgenden
Einzelbilder auf den Filn separat auf
zinke der Facetten der Spiegeltrommel derart geworfen worden ist, daß sämtliche
virtuellen Bilder der Einzelbilder des Films in der vertikalen Achse gebildet werden,
der Film entweder ortsfest ist oder sich hinsichtlich der schnellen Abtastbewegung
des Projektors langsam bewegt, sie aufeinanderfolgenden Einzelbilder des Films von
den Projektors um 90° gedreht werden, um die Bilder auf den Bildschirm aufrecht
m halten, und der Bildschirm die von da Projektors geworfenen aufeinanderfolgenden
Einzelbilder auf einen wasgerecht sich bewegenden vertikalen Ausgangsschlitz wirft,
der auf den Abtastkreis des Projektors liegt und sich mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit
wie dieser bewegt.
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Die Ziele und Basenderheiten der vorliegenden Erfindungs sollen nun
anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.
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Fig. 1 ist eine vereinfachte Draufsich mehrere Kameras oder einer
einzelnen sich bewegegenden Kamera, die verwendet werden (wird), um Szenen nach
der vorliegenden Erfindung aufzunehmen; Fig. 2 ist eine vereinfachte Draufsicht
einer ortsfesten Filmkamera, mit der nach der vorliegenden Erfindung Bilder aufgenommen
werden, sowie einer zeitlich sich nbewegenden Szene;
Fig. 3 zeigt
eine vereinfachte Draufsicht einer ortsfesten Filmkaera, sit der Bilder nach der
vorliegenden Erfindung aufgenommen werden, sowie eine auf einen Drehteller sich
drehende Szene; Fig. 4A zeigt eine vereimfachte Draufsicht der Geometrie und der
Funktionsweise der Bildwiedergabe nach dem Pseudoschlitzverfahren der vorliegenden
Erfindung; Fig. 4B zeigt eine Draufsicht der Geometrie fiir den idealen Bildschirm,
wie er nach der vorliegenden Erfindung für die Szenenwiedergabe eingesetzt wird;
Fig. 4C zeigt die Konstruktionsgeometrie eines idealen Fresnel-Bildschirms, wie
sie benutzt wird, um den in Fig. 4B gezeigten Bildschirm zu entwickeln; Fig. 5A
zeigt eine vereinfachte Draufsicht eines alternativen Bildschirms und dessen Geometrie,
wie sie zur Wiedergabe von Szenen nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
Fig. 5B zeigt eine mit der Fig. 5A in Zusammenhang stehende zusätzliche Geometrie,
um den Verlauf der Projektionsstrahlen zu zeigen;
Fig. 5C zeigt
die Geometrie für die mathematische Analyse des alternativen Bildschirms der Fig.
5A; Fig. 5D zeigt eine Vorderansicht des alternativen Bildschirms der Fig. 5A; Fig.
5E zeigt die Fig. 5D im Schnitt; Fig. 5F zeigt die Fig. 5D in der Draufsicht; Fig.
5 G zeigt den alternativen Bildschirm der Fig. 5F im Seitenriß; Fig. 5H zeigt vergrößert
einem Teil der Fig. 5E; Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Draufsicht einer Bildschirmgeometrie
für die räumtliche Wiedergabe von Szenen mit pseudoskopischen Szenen nach der verliegenden
Erfindung; Fig. 7A zeigt eine vereinfachte Draufsicht einer Anordnung zur Wiedergabe
stereoskopischer Bilder mit einem Abtastprojekter und einer Bildschirmgeometrie
nach der vorliegenden Erfindung; Fig. 7B zeigt eine vereinfachte Anordnung zur Widergabe
einer endlichen Anzahl vom Bildpunkten für das Auge eines Betra@ters entsprechend
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7C zeigt eine ausführliche Beschreibung
der Bildwiedergabe der Fig. 7B, ohne jedoch alle Projektionsstrahlen zu erfassen,
und unter Einbeziehung beider Augen des Betrichters; Fig. 8 zeigt das Verschmelzen
nebeinanderliegender Abtastbilder auf den Bildschirm fUr vier der unendlich vielen
Projektorabtastpunkte für die stereoskopische Bildwiedergabe nach der vorliegenden
Erfindung; Fig. 9A zeigt einen einzelnen Abtastprojektor und seine optische Wirkung
auf das Auge des Betrachters für einfallende parallele Strahlen, wenn das Projektionsbild
sich nicht ändert; Fig. 9B zeigt eine der Fig. 9A ähnliche Ansicht, wobei jedoch
die einfallenden Bildstrahlen das Auge aus unterschiedlichen Winkeln erreichen;
Fig. 10A zeigt eine Ausführungsform eines optischen Laufbildkompensators in Form
einer Spiegeltrommel und eines kreisrunden Laufbildfilmes für das optische Kompensieren
projizierter stereoskopischer Bilder nach der vorliegenden Erfindung; Fig. 10B zeigt
vergrößert die zentrale Bildbildung im optischem Kompensator nach der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 11A zeigt im Seitenriß eine alternative Ausführungsform
eines zentralisierten optischen Laufbildkompensators mit facettierter Drehprismenanordnung
für die optische Kompensierung projizierter stereoskopischer Bilder nach der vorliegenden
Erfindung; Fig. 11B zeigt eine Hälfte der Anordnung der Fig. 11A in der Draufsicht;
die fehlende Hälfte ist sur gezeigten symmetrische; Fig. 12A zeigt schematisch die
Arbeitsweise der Spiegeltrommel, wenn der Brennebenenverschluß jeweils eine Hälfte
von zwei aufeinanderfolgenden Einzelbildern auf dem Film durchschaltet; Fig. 12B
zeigt schematisch die Arbeitsweise der Spiegeltrommel, wobei der Brennebenenverschluß
von einen von zwei neboneinanderliegenden Einzelbildern auf dem Film einen größeren
Teil als vom anderen durchschaltet; Fig. 120 zeigt schaatisch die Funktionsweise
der Spiegeltrommel, wenn der Brennebenenverschluß nur ein Einzelbild durchschaltet;
Fig. 13 zeigt einen alternativen Bildbewegungskompensator mit Winkelreflektoren;
Fig.
14A zeigt einen vereinfachten Strahlweg vom Film zum Bildschirm für eine Bildwiedergabe
nach der vorliegenden Erfindung; Fig. 14B neigt die Anordnung der Fig 14Ain der
Draufsicht; Fig. 14C zeigt die Anordnung der Fig. 14 A im Seitenriß; Fig. 15 zeigt
vereinfacht die Pseudoschlitzerzeugung und selektive Betrachtung von Schirabildern
nach der vorliegenden Erfindung; Fis. 16A seigt in Seitenriß die Licht erzeugung
und den Bildweg für die Bildwiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 16B zeigt die Anordnung der Fig. 16A in der Draufsicht; Fig. 16C zeigt die
Anordnung der Fig. 16A im Seitenriß; Fig. 17 zeigt als vereinfachten Seitenriß die
Bewegung der Abtastanordnung und des Films relativ zur Spiegeltrommel für die Bildwiedergabevorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung; Fig. 18A zeigt eine ausführliche Draufsicht der
Ausführungsform der Bildwiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
Fig.
18B zeigt einen Schnitt auf der Linie A-A der Fig. 18 b mit der Abtastvorrichtung
im Projektionsbetrieb; Fig. 180 zeigt einen Schnitt auf der Linie B-B der Fig. 18A
mit im Lichterzeugungsbetrieb arbeitendem Abtaster; Fig. 19 zeigt perspektivisch
.ine Bildwiedergabeanordnung nach der vorliegenden Erfindung; Die Fig. 1 ist die
Kamera 1 in mehreren Zeitpunkten auf eine Weg, der mit N beginnt und mit M endet;
diese Kameraorte sind um die Entfernung d voneinander beebstandet. Die optische
Achse 2 bleibt in den verschiedenen Kamerlagen parallel. Das Sichtfeld α ist
in allen Kamerastellungen gleich. Der Winkel 0 zwischen der optischen Achse und
der die optischen Knotenpunkte der Kamerastellungen miteinander verbindenden Linie
kann zwischen 0 und 180° betragen. Die vertikale Neigung der optischen Achse der
Kamera ist obenfalls zwischen 0 und 180° veränderbar.
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Außerhalb der waagerechten und senkrechten Grenzen von 0 und 180°
wird das Bild pseudoskopisch. Obgleich die Fig. 1 eine einzige Filmkamera zeigt,
die eine translatorische Bewegung über eine unendliche Anzahl von Stellungen innerhalb
einer gegebenen Zeitspanne zusführt, während sie nacheinander Szenen in den angegebenen
Intervall entlag des Wegen aufnimmt, kann
die Fig. 1 auch nehrere
ortsfeste Kameras darstellen, die in der Entfernung d untereinander beabstandet
die gleich Aufgabe erfüllen. In dieses Fall kannen die verschiedenen Kameras der
Gruppe nacheinander oder gleichzeitig arbeiten. Gleichseitig arbeitende ortsfeste
Kameras würden eine seitliche Szenenbewegung Jedoch nicht erfassen. Die Fig. 1 seigt
eine typische Szene 3 mit willkürlichen Objektpunkten A und B, die sich im Sichtfeld
der Kamerastellungen (n+4) und (N+5) befinden.
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Die Konvention der Zeitsunshse von links nach rechts bleibt erhalten,
obgleich die Kamera auch in der entgegengesetzten nicht tung laufen kann, sofern
san die Wiedergabeanordnung hinsichtlich des optischen Weges entsprechend korrigiert,
Dies wird in Verlauf der folgenden Beschreibung deutlicher zu erkennen sein.
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In der Praxis wird die Szene von einem Fahrzeug aus aufgenommen, das
sich mit beliebiger Geschwindigkeit bewegen kann. Der Zusammenhang zwischen der
Translationsgeschwindigkeit der Kamera und der Folgefrequenz der Einzelbilder auf
dem Film ergibt für die wiedergegebene Szene eine scheinbare Änderung der Bildgröße
und -abstände. Für gegebene Bildfrequenz nehmen mit zunehmender Translationsgeschwindigkeit
die Größe und die Entfernung des resultierenden räumlichen Bildes ab.
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In dem zum Nachweis der vorliegenden Erfindung aufgebauten Funktionsmodell
wurde eine normale 16mm-Filmkamera zur Aufnahme von Naturszenen normal gehalten
und ohne externe Behinderungen verwendet.
Jedes beliebige Filmformat
jedoch kann verwendet werden, sofern die leere und die Wiedergabeeinrichtung das
jeweilige Filmformat auch aufnehmen können.
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In der Fig. 2 befindet die Filmkamera 10 sich an eine festen Ort,
während sie eine sich bewegende Szene 11 aufnimmt. Die resultierenden Ansichten
sind denen der Fig. 1 ähnlich, wenn die Objektpunkte A und B aus den Stellungen
(N+4) und (N+5) aufgenommen werden. In der Stellung (N+5) sind die Objektpunkte
A' und B' um den Abstand d von den Objektpunkten A und B verschoben, der dz Kameraabstand
der Fig. w entspricht. Sowohl x als auch 0 unterliegen den gleichen Bedingungen
wie die entsprechenden Größen in der Fig. 1.
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Die Fig. 3 entspricht der Fig. 2; die nit der ortsfesten Fimkamera
20 aufzunehmenden Gegenstände befinden sich jedoch auf eine sich drehenden Drehteller
21, der in der nit da Pfeil gezeigten Richtung umläuft. Die Richtung der Relativbewegung
zwischen Kamera und Szene ist in den Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 gleich. Diese Bedingung
gilt für eine gemeinsame Wiedergabevorrichtung, läßt sich aber en der apparativen
Ansrüstung modifizieren, um die Bilder stereoscopisch - im Gegensatz zu pseudoskopisch
- wiederzugeben.
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In der Fig. 4A liegt der Abtastprojektor im Punkt P1 auf dem Bezugskreis
30 mit dem Radius R um den Mittelpunkt C; es handelt
sich um einen
von mehreren Abtastpunkten auf dem Kreis 30. Drei willkürliche Strahlen d, O, f
gehen von P1 aus und spannen einen Winkel # zu drei Elementen des Bildschirms 31,
32, 33 auf. Das Bildschirmelement 31 befindet sich en Punkt (a), das Bildschirmelement
32 im Punkt (b), das Bildschirmelement 33 im Punkt (c).
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Obgleich hier nur drei Bildschirmelementpunkte gezeigt sind, ist eine
Vielzahl von Elementen über die gesamte Schiembreite von A bis B verteilt. Der Bildschirm
setzt sich aus reflektierenden Elementen zusammen, deren Oberflächen rechtwinklig
zu einer zum Punkt (O) auf den Kreis verlaufenden Linie liegen.
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Die Schirmelemente reflektieren die einfallenden Strahlen waagerecht
und streuen sie senkrecht, wie an folgenden Figuren der Zeichnung erläutert werden
wird. Die waagerechte Spielung bringt sämtliche einfallenden Strahlen auf einem
vertikalen Pseudoschlitz S1, der sich auf dem Kreis 30 befindet, so daß den Kreis
der zentrale Projektionsstrahl (ob), der durch den Mittelpunkt C des Kreises 30
verläuft, als Strahl (ob)' parallel zur Konstruktionslinie (co) reflektiert wird.
Der Pseudoschlitz (s) hat von der Linie (co) die gleich Entfernung wie P1 und läuft
auf dem Kreis 30 in entgegengesetzter Richtung um. Die Spiegelungen der Strahlen
(af)' und (cd)' erzeugen den gleichen Winkel # wie die Strahlen (fa) und (dc),.
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Die Fig. 4B zeigt die Geometrie für eine Anordnung der Bildschirmelemente
entsprechend der Entwicklung eines freznelartigen Bildschirms aus einzelnen vertikalen
Segmenten - bzpw. 41, 42, 43 - auf einem Kreis 30. Ein solcher Bildschirm läßt sich
auf
einer Fläche ausbilden, die einen Radius R Us den Kreismittelpunkt
C aufweist, damit die spiegelnden Schirmelemente einwandini ausgerichtet werden.
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Die willkürliche Projektorpunkte Px kann sich irgendwo auf dem unteren
Teil des Kreises 30 über einen praktisch erreichbaren Winkelbereich von etwa 120°
zwischen den Punkten E und F bewegen. Während P1 sich bewegt, bewegt der Pseudoschlitz
sich in der entgegengesetzten Richtung auf dem Kreis 30 auf Px zu, und zwar so,
daß die Entfernung d zwischen Px und OC immer gleich der Entfernung d zwischen Sx
und OC ist. Sx führt das Bild aller Strahlen, die den Knotenpunkt der Projektorlinse
im Punkt Px verlassen. Infolge der vertikalen Streuung der auf die Bildschirmelemente
fallenden Strahlen sicht ein irgendwo entlag des vertikalen Pseudoschlitz Sx befindliches
Auge ein vollständiges und sehr helles Bild, das von den vielen Bildschirmelementen
reflektiert wird.
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Die Kreisbogenläge von der Mitte des Bildschirmelements 41 zu irgendeinem
Schirmelement - bzpw. 42 - die bei C einen Winkel von 0 (red) aufspannt, ist R.O.
Der Winkel, den die Elementfläche des Bildschirms - bzpw. 42 -mit der Tangente an
den Konstruktionskreis 30 aufspannt, beträgt 0/2. Das Element 43 ist ein entsprechendes
Schirmelement unter einem Winkel x 0 = #/3 (rad) bzw. 60°. Die lineare Abwicklung
ist für jeden Bildschirmert auf der Konstruktionslinie 44 gezeigt.
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Die Fig. 4C stellt die Freanel-Erzeugungsbedingungen für den in Fig.
4B gezeigten Bildschirm dar. Die Elemente 41, 42, 43 sind wieder in ihrer Winkelzuordnung
von 0/2 und mit der Abstandsforsel relativ zun Mittelpunkt des Bildschirms gezeigt,
bei den es sich um das Element 41 handelt. Die Geometrie auf der linken Seite des
Nullwinkelpunkts in Fig. 4C ist als negativ gezeigt und stellt ein genaues Spiegelbild
der Geometrie auf der rechten Seite des Nullwinkelpunkts der. Die Endelemente sind
für Q - 600 gezeigt; dieser Winkel kann aber abhängig von der Größe des Bildschirms
und den gewünschten Betrachtungswinkel auch einen anderen Wert haben.
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Die Fig. 5A zeigt eine Draufsicht einer alternativen Geometrie für
eine waagerecht spiegelnde und vertikal streuenden Bildschirn 50 sit eine Krümmungsradius
r, dessen Mittelpunkt C is Mittelpunkt des Ortskreises 30 für die Projektor-Abtastbewegung
liegt. Es sind sieben verschiedene zeitliche Orts des Abtastprojektors als P, bis
P7 gezeigt; die entsprechenden Pseudoschlitzorte innerhalb des gleichen Abtastzeitintervalls
sind als 81 bis S7 gezeigt. Die Abtastbewegung des Projektors ist als in Gegenuhrzeigersinn,
die Abtastrichtung des Pseudoschlitzes als ii Uhrzeigersinn verlaufend dargestellt.
Nur die zentralen Projektionsstrahlen sind gezeigt, die der optischen Achse des
Projektors entsprechen. Der Strahl P1a wird vom Bildschirm 50 im Punkt a reflektiert;
der reflektierte Strahl aS1 schneidet den Kreis 30 im Punkt S1. Sätzliche von P1
ausgehenden Strahlen werden unabhängig von ihrer Richtung und dem Einfallswinkel
auf
den Bildschirm 50 auf den Schnittpunkt S1 reflektiert.
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Die gleiche Geometrie gilt auch für Jeden anderen Lageort P2 bis P7
des ProJeXtors. An Jeden Pseudoschlitz, der spiegelbildlich zum Projektorlagepunkt
um die Linie gcP7 liegt, sammeln sich alle reflektierenden Strahlen, die von da
Jeweiligen Projektorortspunkt ausgehen. Die Strahlen fS6, eS5, dS4, cS3 und b82
verlaufen nicht genau parallel zur Bezugslinie P7Cg, verlaufen aber zun eines Schnittpunkt
nit der Linie P7Cg, der auf dieser zunehmend weiter auswärts liegt.
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Was die Aufnahmeeinrichtung der Fig. 1 anbetrifft, bleibt die optische
Achse 2 der Kamera während den aufeinanderfolgenden Einzelsichtbildern im wesentlichen
parallel; aus diesem Grund ist es in Fig. 5A erwünscht, daß auch die nacheinander
reflektierten Strahlen in der optischen Achse parallel bleiben. In der Praxis hat
sich jedoch empirisch herausgestellt, daß die Abweichung der reflektierten Zentralstrahlen
von der idealen Parallelität, bei der jeder reflektierte Strahl zur Bezugslinie
P7Cg parallel verläuft, für den Aufbau des stereoskopischen Bildes nicht wesentlich
ist. Dieses Fehlen der Parallelität der reflektierten Zentralstrahlen und die Neigung
der Projektionsbilder zu seitlicher Trapezverzerrung bei vom Punkt P7 zum Punkt
P1 tastendem Projektor machen diesen Bildschirm zu einem geeigneten Kompromiß gegenüber
dem idealen Bildschirm.
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Fig. 5B zeigt den gleichen Bildschirm 50 wie die Fig. 5A, wobei jedoch
ein willkürlicher Abtastprojektor Px auf dem Ortskreis 30
zusätzlich
un den Strahl b in der optischen Achs die Projektionsstrahlen e und c wirft. Die
Strahlen a, b und c werden von Bildschirm 50 in einer waagerechten Ebene zu den
Schirmpunkten v, u und t reflektiert, von wo sie zum Pseudoschlitz Sx weiterlaufen
und diesen als ', b' und c' verlassen. Die Bogenlänge PxO ist in Fig. 5B gleich
SxO. Px und Sx laufen auf dem Ortskreis 30 in entgegengesetzter Richtung und sind
ia Punkt O koinzident.
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nie Fig. 5C zeigt dio Geometrie zur matematischen Ermittlung des Abstands
(X + R), der im Zusammenhang steht mit dem Schnittpunkt der verlängerten reflektierten
Projektionsachse SA mit der verlängerten Bezugslinie OC. Eine willkürliche gewählte
Projektorpunkt P auf dem Ortskreis 30 spannt einen Winkel 0 im Mittelpunkt C des
Kreises 30 mit dein Radius r auf. Die optische Achse PCA des Projectors P wird vom
Bildschirm im Punkt A gespegelt; der reflektierte Strahl schneidet den Kreis 30
in S, von wo er zum Auge des Betrachters weiterläuft. Der Schirm 50 hat einen Radius
r mit dem Mittelpunkt o auf dar Kreis 30.
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Die optische Achse des Projektors P schließt itt der auf da Bildschirm
rechtwinkligen Linie OA einen Einfalls- und Reflektionswinkel α ein. In dieser
Darstellung umspannt der Bildschirm einen Halbwinkel von 60° hinsichtlich des Kreises
30 mit den Mittelpunkt C. Der Winkel ß ist der kleine Winkel zwischen der Verlängerung
von OC und S@. M ist die variable Entfernung von C nach A und hängt vom für 0 gewählten
Wert ab.
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Die matematischen Zusammenhänge der Fig. 5C sollen im folgenden ausgeführt
werden. Eine endliche Anzahl von Werten für 0 wird gewählt und die entsprechenden
Werte (X + R) angegeben.
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Der ideale Bildschirm würde sämtliche Werte (X + R) unendlich groß
machen, während der alternative Bildschirm Werte von 5,5R bis cozeigt.
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Matematische Zusammenhänge in Fig. 50 sin α = sin 0/#3 ; ß =
2α - 0 M = R.sin(0-α)/sin α ; X+R = M.sin2α/sinß Für kleine
0 gilt: X+R = 2R(0-α)/2α - 0 undα = 0/#3 sowie X+R = 5,5R Kurvenpunkte
0 Ergeb@iswerte (X+R) 5 5,50 R 10 5,65 R 20 5,85 R 30 7,2, R 40 9,50 B 50 16,50
R 60 Die Fig. 5D zeigt eine Vorderansicht des alternativen Bildschirms 50. Die reflektierenden
gewellten Grate sind durch die waagerechten Linien dargestellt. Diese Linien haben
in der Praxis in vertikaler Richtung eine Teilung von etwa 7,8/mm (200/in.), so
daß
sie für das Auge des Betrachters nicht wahrnehmbar sind. Diese
waagerechten Grate verlaufen über die gesamte Breite und Höhe des Bildschirms. In
der Modellausführung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist der Bildschirm
etwa 305 mm ( 12 in.) breit und etwa 153 mm ( 6 in.) hier hoch.
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Obgleich dieses kleine Desonstrationasodell nur sur Erläuterung des
Prinzips gebaut wurde, lassen sich die gleichen Grundlagen auch zu Bau einer wesentlich
größeren stereoskopischen Betrachtungsvorrichtung verwenden. Die vertikale Teilung
der waagerechten Grate des Bildschirms sollten so gewählt sein, daß sie am Auge
des nächstliegenden Beobachters im Publikum einen Kreisbogen von nicht mehr als
einer Winkelminute aufspannen.
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Die fig. 5E zeigt eine übertriebene Schnittdarstellung AA des Bildschirms
50 aus der Fig, 5D. Die Gestalt der Wellelemente des Bildschirms ist nicht su kritisch;
verlaufen sie jedoch zu steil, nimmt der vertikale Streuwinkel zu stark zu, so daß
die Bildhelligkeit nach vorn zum Betrachter abnimmt. Es hat sich in der Praxis herausgestellt,
daß ein etwa 0,8 mm (1/32 in.) dickes Blech aus nichtrostendem Stahl, das mit "240
grit"-Körnung auf eine Satinpolitur Nr. 4 ("satin no. 4 polish") bearbeitet wurde,
für sowohl die waagerechte Spiegelung als such eine nicht übermäßige vertikale Streuung
des von den Projektoren her einfallenden Lichte ideal ist.
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Die Fig. 5 F zeigt eine Draufsicht des Bildschirms SO. Die Bildschirmnormale
ist
als qN bezeichnet. Ein willkürlich gewählter Projektor im Punkt P wirft einen Strahl
Pq unter einem Winkel <4 auf Nq; der reflektierte Strahl qS verläuft ebenfalls
unter einem Winkel α zu Nq. Diese Reflektionsgeometrie für den Bildschirm
50 gilt für jeden Punkt P und jeden von P ausgeworfenen Strahl.
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Die Fig. 5G zeigt einen Seitenriß der Anordnung der Fig. 5F; dabei
ist der gleiche geworfene Strahl Pq von der Normalen grringfügig geneigt gezeigt,
damit kein spezialfall vorliegt. Die von Einfallspunkt q auf des Bildschirm gestreuten
Strahlen reichen von a nach b über einen Streuwinkel V, der in der Praxis etwa 450
betragen kann. Die Intensität der vertikal gestreuten Strahlen ist aber den Vertikalwinkel
V in wesentlichen konstant.
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Die Fig. 5H zeigt einen stark vergrößerten Schnitt durch die reflektierende
Vorderfläche des Bildschirms 50. Die einfallenden Strahlen a und b b nähern nich
eine vertieft liegenden konkaven Reflektor, die reflektierenden Strahlen a' und
b' verlaufen über einen Vertikalwinkel V. Die einfallenden Strahlen C und d treffen
auf einem erhöht liegenden (konvexen) Reflektor; die reflektierten Strahlen c',
d' schließen einen vertikalen Streuwinkel ein, der etwa den gleichen Wert hat wie
der des konkaven Reflektors.
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Die Fig. 6 seigt eine Draufsicht auf eine alternative Bildschirmgeometrie,
in der eine beidseitig spiegelnde Flache 60
sich in der Vertikalebene
OP befindet, so daß die von Px ausgehenden Strahlen zum Pseudoschlitz Sx zurückkehren,
der Px überlagert ist; die Orientierung (ab) des Projektionsbildes ist gegenüber
(bis) seitenverkehrt. Die optische Achse PxC wird vos Spiegel 60 in C reflektiert,
läuft zum idealen Bildschirmelement (k), wo die Reflexion zu Sx parallel zu OC erfolgt.
Die optische Funktionsweise des Projektorn Py auf der rechten Seite des Spiegele
60 auf den Ortskreis 30 ist identisch mit der des Projektors Px auf der linken Seite
des Spiegels. Die Orientierung (mn) des Projektionsbildes nach der Spiegelung und
Rückkehr zum Pseudoschlitz Sy, der Py üverlagert ist, erfährt eine Seitenumkehr
zu (nimi), wobei der Zentralstrahl rSy parallel zu OC verläuft.
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In Fig. 4A laufen der Projektionspunkt und der Pseudoschlitz entgegengesetzt
zueinander auf den Ortskreis 30. In der Fig. 6 laufen der Projektionspunkt und der
Pseudoschlitz gemeinsam und einander überlagert in der gleichen Richtung. Als lonvention
für die Erfindung ist hier eine Laufrichtung is Uhrzeigersinn gewählt; die entgegengesetzte
Richtung ist obenfalls möglich.
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Das Resultat der Addition einer beiseitig spiegelnden Fläche nach
Fig. 6 ist eine pseudoskopische Darstellung eines räumlichen Bildes bzw. eine stereoskopische
Darstellung einer pseudoskopischen Ansicht.
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Wenn in Fig. 1 die Kamera in die entgegengesetzte Richtung (Halbkugel)
weisen würde, wäre nach der vorliegenden erfindung das wiedergegebene Bild pseudoskopisch,
sofern der Spiegel 60
der Fig. 6 nicht inzugeführt wird, ut die
Darstellung su einer stereoskopischen umzurichten. Diese alternative Bildschirmgeometrie
der Fig. 6 stellt ein Mittel dar, das die Bedienungsperson der Kamera von der Notwendigkeit
befreit, die Kamera in eine der beiden Halbkugeln richten zu müssen, ohne daß dabei
die Wiedergabeapparatur wesentlich abgeändert werden muß.
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Die Fig. 7A zeigt eine Draufsicht der idealen Bildschirmgeometrie,
bei der zwei Szenenbildpunkte Ai und Bi in der Wiedergabeszene 70 (entsprechend
den Objektpunkten A, B der Fig. 1) strahlenmäßig von den Ortspunkten Pn+4 und Pn+5
des Projektors 75 zu den Bildschirmelementen 71, 72, 73 und 74 und surück zu den
Pseudoschlitzen Sn+4 und 8n+5 verfolgt sind. In der Darstellung verläuft die Bildschirmbreite
auf dem Ortskreis 30 von D bis E unter eine Radius R ui den Mittelpunkt C. Die Projektorortspunkte
Pa bis Pm entsprechen den Kameraortspunkten n bis 1 in Fig. 1. Der Projektor 75
im Punkt Pn+4 weist den Linsenknotenpunkt 76 auf, von da die Strahlen ausgehen.
Der Projektor 75 am Ort Pn+5 hat den Linsenknotenpunkt 77, von dem Strahlen ausgehen.
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Der Ort 5n+5 des Pseudoschlitzes hat auf da Kreis 30 von 0 die gleiche
Entefernung wie der Punkt Pn+5, der Pseudoschlitzpunkt Sn+4 die gleiche Entfernung
von 0 wie Pn+4. Ein Strahl vom Knotenpunkt 76 wird vom Bildschirm-Spiegelsegment
72 zurückgeworfen und schneidet den Ortskreis 30 im Punkt Sn+4, während der Strahl
72 nach Sn+4 verlängert den reproduzierten Bildpunkt
Ai dargestellt,
Ein anderer Strahl von Knotenpunkt 76 zum Spiegelsegment 74 wird ebenfalls zum Ortskreis
reflektiert, den er ii Punkt Sn+4 schneidet; der reflektierende Strahl von 74 nach
Sn+4 ergibt verlängert den reproduzierten Bildpunkt Bi. Die Strahlen 76 zum Segment
72 und 76 zum Segment 74 treten gleichteilig auf. In einen geringfügig anderen Zeitpunkt,
der sich aus der Laufzeit des Projektors 75 auf den Ortskreis 30 zwischen den Punkten
Pn+4 und Pn+5 ergibt, bestimmen sich die Strahlen für die Bildpunkte Aj, Bi aus
den Abgehen von Pseudoschlitzort 8n+5. EinStrahl von Knotenpunkt 77 des Projektors
75 an Ort wird von Spiegelsegment 71 reflektiert und schneidet den Ortskreis 30
im Punkt Sn+5. Der reflektierte Strahl 71 zum Punkt Sn+5 zur Szene 70 ergibt verlängert
dort den Bildpunkt Ai. Entsprechend wird ein den Knotenpunkt 77 verlassender Strahl
von Spiegelsegment 73 reflektiert, schneidet den Ortskreis im Pseudoschlitzpunkt
Sn+5 und ergibt zur Szene 70 verlängert den Bildpunkt Bi- Auf entsprechende Weise
erzeugen aus den Projektor 75 in unterschiedlichen Zeitpunkten während des Umlaufs
auf dem Ortskreis 30 austretende Strahlen sämtliche Bildpunkte einer beliebigen
Szene für Jede beliebige Projektorlage.
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Die Fig. 7B zeigt die Art und Weise, auf die drei beliebige Bild.
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Punkte x, y, t in der wiedergegebenen Szene 70 sit den einzelnen Auge
s des Betrachters durch die Pseudoschlitzstellungen 84, 85, 86 in unterschiedlichen
Zeitpunkten wahrgenommen werden, während der Projektor 75 auf dem Ortskreis 30 die
Punkte 81, 82, 83 durchläuft. Der Projektor 75 hat den Projektionswinkel Q, der
für
alle Projektionsstellungen auf dem Ortskreis 30 konstant ist. Punkte 87, 88, 89,
90, 91, 92, 93, 94 und 95 stellen allesamt Reflexionspunkte der Bildschirmspiegelsegmente
dar, von denen die Lichtstrahlen aus den Projektor zu den jeweiligen Pseudoschlitzpunkten
84, 85, 86 auf des Ortskreis 30 geworfen wird den. Sämtliche verwandten, unter dem
Winkel 0 getrannten Strahle - b@pw. 81 nach 89 und 81 nach 95 werden so in ihre
entsprechenden Pseudoschlitzpunkte geworfen, daß sie am Schlitz den gleichen Winkel
0 aufspannen. Der reflektierte Strahl von 89 nach 84 und der reflektierte Strahl
von 95 nach 84 liegen im Punkt 84 um 0 Grad auseinander. Die optische Projektionsachse
81 nach 92 verläuft durch den Mittelpunkt C den Ortskreis 30 und wird von Spiegelelement
92 reflektiert, so daß der reflektierte Strahl 92 nach 84 parallal zur Bezugskonstruktionslinie
CC liegt. Auf entsprechende Weise gibt der Pseudoschlitz 85 die vom Ortspunkt 82
des Projektors ausgehenden Strahlen, der Pseudoschlitz 86 die vom Ortspunkt 83 des
Projektors 75 ausgehenden Strahlen wieder. Der reflektierte zentrale Projektionsstrahl
91 nach 85 und der reflektierte zentral. Projektionsstrahl 90 nach 86 liegen beide
parallel zur B Bezugskonstruktionslinie CO.
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Die Fig. 7C ist der Fig. 7B dahingehend ähnlich, daß der Projektor
75 auf dem Ortskreis 30 mit dem Radius R um den Mittelpunkt C läuft, auf dz die
willkürlichen Ortspunkte 110, 111, 112, 113, 114 und 115 definiert sind. Desgl.
sind die resultierenden Pseudoschlitz-Ortspunkte 116, 117, 118, 119, 120 und 121
definiert. Das linke und das rechte Auge eines willkürlichen
Betrachters
sind als E1 und Er gekennzeichnet. Die Augen sehen die beliebige wiedergegebene
Szene 70 und insbesondere die Bildpunkte x, y, z. Von jeden Auge zu den Bildpunkten
y, x, s gzogenen Linien werden von den Bildschirm-Spiegelsegmenten auf dem Ortskreis
30 reflektiert. Nur diejenigen Projektionsstrahlen sind hier gezeigt, die an tatsächlichen
Aufbau der zu den Augen verlängerten Bildpunktstrahlen beteiligt sind. Das Auge
E1 sieht den Bildpunkt x durch den Pseudoschlitz 121 hindurch nach dessen Spiegelung
an Bildschirmelement 122, wobei das Licht im Projektor 75 im Ortspunkt 115 seinen
Ausgang nimmt. Entsprechend nicht das Auge Er den Bildpunkt x durch den Pseudoschlitz
118 hindurch nach der Reflexion am Spiegelelement 123 wahr, wobei das Licht in Projektor
75 is Ortspunkt 112 seinen Ausgang nimmt. Auf die gleiche Weise erzeugen alle gezeigten
Strahlen Bildpunkte in der beliebigen wiedergegebenen Szene 70, indem sie von einem
der Ortspunkte des Projektors 75 ausgehen und von eine reflektierenden Bildschirmelement
auf den Pseudoschlitz und dann das Auge geworfen werden.
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Die Fig. 8 zeigt die Art und Weise, auf die eine Ausführungsforn der
vorliegenden Erfindung bewirkt, daß das projizierte Bild 140, das ein Einzelbild
eines Films darstellt, sich seitlich auf den Bildschirm bewegt, während es vertikal
bezüglich der Bildschirm-Bezugslinie 142 stillsteht. Die Fig. 8 zeigt zwei aufeinanderfolgende
Einzelbilder 140, 141 des Films in vier willkürlichen gewählten Zietpunkten (T1,
T1 + #t, T1+2#t, und T1+3#t). Obgleich zur Vereinfachung nur vier Zeitpunkte gezeigt
sind,
gibt es innerhalb des Zeitintervalls 3 dt tatsächlich eine unendlich große Anzahl
von Lagen für die sich bewegenden projizierten Einzelbilder. Das Bild 140 ist sur
Zeit T1 vollständig gezeigt. Die Messungen Y1, xl und x2 legen bestimmte feste Elementpunkte
innerhalb des projizierten Einzelbilds 140 fest. Eine Wischlinie WL bildet sich
an der Bildschirm-Bezugslinie 142 zur Zeit T1. Mit fortschreitender Zeit und während
des Zeitintervalls # t nach rechts gleitendem Einzelbild bleiben die festen Elementpunkte
Yl, =1 und x2 stabil. Die Wischlinie WL rutscht jedoch nach oben und bringt das
nachfolgende Einzelbild 141 mit den Bild AB in die gleiche Lage y1. Zur Zeit ?1+2
at ist das Bild 141 größtenteils dargestellt worden;, die relative waagerechte Lage
gemeinsamer Elemente, wie sie durch die Maße x3 und x4 gebildet werden, unterschieden
sich jedoch von projizierten Bild, sofern nicht der aus der Szene aufgenommene Gegenstand
sich relativ zur Kamera in Fig. 1 im Unendlichen befand. Die relative vertikale
Lage gemeinsamer Elemente, wie sie durch die Messung y1 definiert sind, bleibt fest.
Zur Zeit T1+3#t ist das Projektionsbild 141 vollständig; es bleibt keine Spur des
Projektionsbildes 140. Die Wischlinie WL befindet sichen der Oberkante des Projektionsbildes
und das Projektionsbild 141 hat sich um eine Strecke D seitlich verschoben, wobei
D gleich dem Winkelintervall des Projektor in Radians (zwischen den Zeitpunkten
T1 und T@+3#t), multipliziert mit den Radius R des Ortskreises 30 in Fig. 7C ist.
Diese seitliche Bewegung aufeinanderfolgender Projektionsbilder über den Schirm
während eines Wischeffekts in der Vertikalen setzt sich für die
mehrere
Einzelbilder eines Films in einer Abtastsequenz fort.
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In da Modell der vorliegenden Erfindung sind 26 solcher Einzelbilder
über einen Projektionswinkel ton etwa 1200 eingesetzt.
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Die aufeinanderfolgenden Bilder werden nit einer sehr hohe Geschwindigkeit
wiedergegeben, so daß jedes Einzelbild häufiger als mit der kritischen Frequenz
von etwa 50 s-1 wiedergegeben wird.
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Die Fig. 9A zeigt, daß, wenn der Projektor 75 auf des Ortskreis 30
umläuft und durch zwei willkürliche Punkte 160, 161 läuft, während das projizierte
Bild innerhalb des Winkels 0 gleich bleibt, ein Strahl, der einen im Unendlichen
auf der optischen Achse in der Szene befindlichen Punkt wiedergibt, von den Spiegelsegmenten
164, 165 auf die Pseudoschlitzpunkte 16t, 163 gespiegelt wird. Alle Punkte des Bildes,
die 160 unter einem beliebigen Projektionswinkel verlassen, verlassen auch den Punkt
161 unter den gleichen Winkel und kommen an den jeweiligen Pseudoschlitzpunkten
162, 163 über die entsprechenden Spiegelelemente des Bildschirm unter gleichen Winkel
en, rscheinen daher da Auge E parallel und folglich unendlich weit entfernt. Infolge
dieses Phänonens weist die Ausführung der vorliegenden Erfindung ein laufendes Projektionsbild
("sweeping") zur Bildschirmfläche auf, so daß eine endliche Anzahl von Kameraortspunkten
nach Fig. 1 und eine undliche Anzahl entsprechender Ortapunkte des Projektorn nach
Fig. 9A eine unendliche Anzahl von Kamera- und Projektorortspunkte für den Betrachter
mit dem Auge E erzeugen.
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Die Fig. 9B die gleiche Projektionsgeonetrie wie die Yig. 9t, wobei
Jedoch außerhalb der Achse liegende Projektionsstrahlen gezeigt sind, wo das Auge
E des Betrachters eine ozone aufnicht, die den schraffierten Raum fillt, während
der Knotenpunkt des Auges E den Bildschirs durch die vertikalen Pseudoschlitze 163,
162 hindurch wahrnimmt. Das Auge E des Betrachters sieht den Pseudoschlitz 162,
dann 163, während der Pseudoschlitz im Uhrzeigersinn umläuft und der Projektor 75
sich von Punkt 160 zun Punkt 161 bewegt. Das Auge E zeh daher den Bildschirm-Bildpunkt
166 zuerst, der unter einen Winkel α von der optisch Achse des Projektore
75 abweicht, wenn dieser sich in Ortspunkt 160 befindet. Das Auge E sieht danach
den Bildpunkt 167 auf den Bildschirm, während der Projektor 75 in den Ortspunkt
161 und das gleiche Bild wie im Ortspunkt 160 projiziert. Der Bildpunkt 167 liegt
unter eines Winkel B zur optischen Achse des Projektors 75, wenn dieser sich im
Ortspunkt 161 befindet. Das der Winkel ß kleiner als der Winkel ob ist und der reflektierte
Strahl 167 nach 163 einen verhältnismäßigen kleinen Winkel zur reflektierten optischen
Achse 169 nach 163 und der reflektierte Btrahl 166 nach 162 einen verhältnismäßig
großen Winkel zur reflektierten optischen Achse 168 nach 162 einschließen, läßt
sich schließen, daß das Auge allgemein diejenigen Bildinforsation aus der Szene
erhält, die den Bewegungswinkel 0 des Projektors richtig ausfüllt, der von den Ortspunkten
160, 161 begrenzt wird. Die seitlich Auslenkung des Projektionsbildes auf den Bildschirm
ist eine Bedingung für ein Betrachten einer unendlichen Anzahl von Projektionsortspunkten
mit der in der vorlieliegenden
Erfindung verwendeten endlichen
Anzahl von Einzelbildern der Szene.
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Die Fig. 10A seigt eine Ausführungsform der Einzelbildverarbeitung
nach der vorliegenden Erfindung. Ein Bildbewegungskompensator nit einer Spiegeltrommel
wurde zus ersten Mal von des französischen Erfinder Emile Renaud (1844-1918) in
einer als "Praxinoskop" bekannten Entwicklung verwendet, das Jedoch nur zweidimensionale
Bilder projizierte. Der Spiegeltrommelkompensator wird nach der vorliegenden Erfindung
nicht anvisiert, sondern dient als einen von mehreren möglichen Verfahren ur Bewegungskompensation.
Das Trommelverfahren wurde gewählt, um das Geräusch und die Anzahl der beweglichen
Teile in meinem stereoskopischen Laufbild-Wiedergabesystem zu senken. Normaler Kinofilm
180 wird zu einen Kreisbigen 181 lit eines Radius 2R geformt. Eine Spiegeltrommel
182 liegt konzentrisch mit dem Filmbogen und hat einen Radius R, der gemssen wird
zu der auf den Umfang der Spiegeltrommel 182 befindlichen Spiegelsegmentfläche.
Die Anzahl der Spiegelsegmente um den Umfang der Trommel 182 herum, für die die
Segmente 186, 187 und 188 nebeneinanderliegende Beispiele sind, ist gleich der Anzahl
der Einzelbilder auf des lili 180 entlang einen Kreises, für die die Einzelbilder
183, 184 und 185 nebeneinanderliegende Beispiele sind. Die Spiegelsegmente bilden
jeweils ein Abbild des entsprechenden Filmbildes im Mittelpunkt des Filmbogens als
aus den Filmbildarin 183, 184 und 185 wiedergegebene Bilder 189, 190 bzw. 191 aus.
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Die Fig. 10B zeigt vergrößert die Bilder, die sich an der Mittelachse
180 bilden; sie sind jeweils dem zugehörigen Filmeinzelbild zugewandt. Der Winkel
zwischen diesen Einzelbildern 189, 190, 191 ist jeweils gleich dem Winkel, den die
Mittelpunkte nebeneinanderliegender Filmeinzelbilder an der Mittelinie 181 aufspannen
(bzpw. 183 und 184 oder 195 in Fig. 10A). In der Fig. 10A sind die Eckpunkte des
Einzelbilds 184 nit da Buchstaben a, b, c und d gekennzeichnet, Die entsprechenden
Bildpunkte ai, bi, ci und al sind die in der Fig. 101 und auch klarer in der Fig.
10B für ein Bild 190 gezeigt, bei des es sicht um das Abbild des Einzelbildes 184
auf dem Film handelt.
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Für eine stationäre, stereoskopischen wiedergegebene Szene nach der
Erfindung werden der Film 180 und die Spiegeltrommel 182 relativ zueinander in der
richtigen Phase festgehalten, so daß eine von der Achse 181 gezogene Linie, die
ein beliebiges Einzelbild des Pilu halbiert, auch das auf der Spiegeltrommel 182
für dieses gleiche Einzelbild gebildete Spiegelsegmentbild halbiert. Für eine nach
der vorliegenden Erfindung stereoskopisch wiedergegebene Laufbildszene sind der
Film 180 und die Spiegeltrommel 182 miteinander so verkoppelt, daß sie gemeinsam
und phasenrichtig umlaufen, wie oben beschrieben, und zwar sit einer Geschwindigkeit,
die der wiedergegebenen Szenenbewegung entspricht.
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Die Fig. 11A und Fig. 11B zeigen einen Seitenriß sowie einen Teildraufsicht
eines alternativen stereoskopischen Bildwiedergabeverfahrens, das anstelle des Spiegeltrommelkompensators
der
Fig. 10A eingesetzt werden kann. Ein zentral angeordnetes drehendes
Fecettenpriswe 200 dient dazu, die Abtastbewegung des Läufers 211 hinsichtlich der
Filmeinzelbilder auf des Kreisbogen 201 zu kompensieren. Der Fllsbogen hat einen
konstanten Radius um die Abtastläuferachse 230. Der Filsradius ist nicht kritisch
und hängt ton der gewünschten Anzahl der Filmeinzelbilder innerhalb des abgetasteten
Sichtfelds ab, das seinerseits gleich den Sichtfeldwinkel des Betrachters ist.
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Die halbierte Draufsicht der Fig. 11B ist um eine vertikale Symmetrieebene
199 herum gezeichnet, um die beiden einander entsprechenden Ansichten einfacher
und leichter in geeigneter Gr8sse auf einer einzigen Zeichnungsseite darstellen
zu können.
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Eine ortsfeste Lampe 209 schickt Licht durch das tondensatorsystem
des Läufers (Linsen 210,213 und Spiegel 212), das über einen ortsfesten konischen
Spiegel 214 abgelenkt wird und den Filmkreisbogen 201 überstreicht. Das zentrale
Drehprisma 200 ist über ein Getriebe 202 sowie die schlupffreien Riemen 203, 205
sowie die Zahnriesen 204, 206 sit der Filmbewegung und des Abtaster 211 verkoppelt.
Die Drehtrommelanordnung ist in den Lasern 207, 208 gelagert. In eines experimentellen
Modell mit 96 Einzelbildern des Films über 360° und einem Drehprisma 200 sit 8 Facetten
ist bspw. ein Drehzahlverhältnis von 11:1 zwischen des Drehprisma und des Abtaster
211 erforderlich, wenn Prisma und Abtaster in der gleichen Richtung drehen. Diese
Bewegung gewährleistet, daß jedes Einzelbild des Films von der zugeordneten
Facette
des Prismas abgetastet wird. Die kompensierten Bilder werden mit der Projektionsoptik
aus der Linse 215, den 900-Dilddreheleaent 216 (bspw. ein Scheidt- oder Schwalbenschwanzprisma),
den Spiegeln 217, 218 und der Streulinse 219, die den Projektionswinkel aufweitet,
auf einen waagerecht reflektierenden und senkrecht streuenden Halbspiegel 221 (identisch
mit des Spiegel 50 in Fig. 5A bis 5H) projiziert. Diese Anordnung ist zwar brauchbar,
wurde aber insbesondere wegen der zusätzlichen Antriebsgurte und des durch sie verursachten
Geräusches gegenüber der Ausführungsform mit Spiegeltrommel zurückgestellt.
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Die Fig. 12A, 12B und 12C zeigen aufeinanderfolgende Draufsichten
der Wischwirkung des Brennebenenverschlusses 300 beim Schwenk über den Filmbogen
301. Die Richtung ist willkürlich als im Gegenuhrzeigersinn dargestellt; die Funktionsweise
gilt jedoch auch für den Uhrzeigersinn. Die Fig. 12A zeigt, wie der Verschluß 300
jeweils die Hälfte der Einzelbilder 302, 303 offenlegt, die zwei von vielen Einzelbildern
entlang des Bogens 301 sind. Die Fig. 12B zeigt, wie der Verschluß einen größeren
Teil des Einzelbilds 303 als des Einzelbilds 302 durchschaltet. In der Fig. 12C
schaltet der Verschluß 300 nur du Bild 303 durch.
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Zwei aufeinanderfolgend aufgenommene Einzelbilder 302, 303 des Laufbildfilms
sind sit ihren Abbildern in den zugeordneten Spiegelfacetten 305, 306 gezeigt. Das
Filmbild 302 ist von den Punkten A, B, das Filibild 303 von den Punkten C, D begrenzt.
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Punkte im Abbild sind nit des Index (i) bezeichnet. Die Spiegelfacetten
liegen sut eines Bogen 304 sit des halben Radius des
Filmbogens.
Obgleich nur zwei Einzelbilder dargestellt sind, gilt der gleiche Zusammenhang für
jedes Einzelbild und jedes Spiegelsegment um den Kreisbogen herum je nach des gewünschten
Sichtwinkel. Die zum Aufbau der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung verwendeten
Anzahl von Filmbildern ist 80, kann aber auch etwas verringert werden, wenn maa
eine Einschränkung der Raumwirkung der Abbildung in Kauf nimmt, die mit zunehmenden
Betrachtungsabstand flacher wird. Die Mittellinie 307 der Projektion halbiert inner
den Brennebenenverschluß 300 und geht von der Mitte 0 des Filibogens 301 aus. Da
das Abbild des Mittelpunkts sämtlicher Filmbilder auf den Bogen 301 nit des Punkt
O zusammenfällt, durchläuft der Mittelpunkt der Filmbilder den Schirm waagerecht
mit einer Winkelgeschwindigkeit, die gleich der Abtastgeschwindigkeit des Rotors
nach Fig. 8 ist. Der Filmbildmittelpunkt bewegt sich auf den Pils in vertikaler
Richtung nicht, während die Vielzahl von Einzelbildern auf da Filmbogen den Bildschirm
entsprechend der Fig. 8 überstreichen. Da das Bild um 900 gedreht wird, ehe es auf
den Bildschirm auftrifft, zeigt die Draufsicht der Fig. 12A, 12B und 12C die Bogen
AB und CD auf 301, die die Höhe des Bildes darstellen. Die Bildbreite entspricht
der Breite des Filmstreifens. Liegt - vergl. Fig.
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12A - vergl. Fig. 12A - die Projektionsmittellinie 307 auf der Kante
der Filmbilder 302, 303, gilt folgender Zusammenhang: AiBi ist das Abbild des Filmbilds
302 Spiegelsegment 305; CiDi ist das Abbild des Filmbilds 303 Spiegelsegment 306.
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Infolge des Brennebenenverschlusses 300 wird die rechte Hälfte des
Filmbilds 302 in 305 bei OBi und die linke Hälfte des Filmbild 303 in 306 bei a
abgebildet; OAi und ODi sind infolge der Abdeckung durch den Brennebenenverschluß
300 schwarz. Sind die Projektionsmittellinie 307 und der Verschluß teilweise in
das Filmbild 303 hineingelaufen (vergl. Fig. 12B), gilt folgender Zusammenhang:
ZiBi ist der unabgedeckte Teil des Abbild des Filmbilds 302 im Spiegel 305; FiCi
ist der unabgedeckte Teil des Abbild des Filmbilds 303 im Spiegelsegment 306.
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EiBi und FiCi sind komplementäre Teile der Filmbilder 302, 303 und
erzeugen ein vollständig stetiges Bild aus einem Teil des Filmbilds 302 und eines
Teil des Filnbilds 303. AiEi und Die sind infolge der Abdeckung durch den Brennebenenverschluß
300 schwarz. Wenn die Projektionsmittellinie 307 sich in der Mitte des Filmbilds
303 befindet (vergl. Fig. 12C), gilt folgender Zusammenhang: CiDi ist das Abbild
des gesamten Filmbilds 303, da der Brennebenenverschluß 300 Licht durch das gesamte
Bild 303 hindurchtreten läßt. Das Filmbild 303 kann in seiner Spiegelung im Spiegelsegment
306 betrachtet werden.
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AiBi ist schwarz, da der Brennebenenverschluß 300 das Filmbild 302,
wie es in Spiegelsegment 305 sichtbar ist, bdeckt.
Da die Spiegeltrommel
sich aus flachen Segmenten - bzpw.
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305, 206 - zusammensetzt, die kompensierte Bilder auf den Bildschirm
zurückwerfen, erhält man während der Abtastbewegung in der Praxis eine Lichtrodulstion,
die in der Folge zwischen nacheinander projizierten Bildteilen dunkle vertikale
Bildstreifen hervorrufen kann, die die Breite des Pseudoschlitzes nicht des radialen
Raum eines Filmbildes entspricht. Diese Lichtmodulation ist auf den zentralen abt
ast enden Lichtstrahl entlang der Eingangsaparatur der Projektionslinse zurückgeführt
worden. Eine alternative Einrichtung, diese dunklen vertikalen Linien verhindort,
ist in Fig. 13 gezeigt.
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Fig. 13 zeigt eine alternative Einrichtung, sit der sich der Spiegeltrommelkompensator
darstellen läßt. Anstelle ebener Spiegelsegmente wie bspv. der Segmente 306, 305
in Fig. 12A bis 12C sind unter 900 gewinkelte Flachspiegelteile angeordnet, wie
es die Fig 13 zeigt, wobei die Spiegelsegmente 320, 321 unter 90° zueinander liegen
und ihr Scheitel M auf eines Kreis 304 mit des halben Radius des Filmbogens 301
liegt. Mit einer Spiegelanordnung dieser Art ziehen sämtliche Abbilder von Objektpunkten
wie bspw. C und D eine Linie von den Objektpunkten durch den Scheitel M in eine
gleiche Entfernung hinter M, wo die Bildpunkte Ci bzw. Di entstehen. Infolgedessen
ist das in Fig. 13 entstehende Bild gegenüber des der Fig. 12A bis 12C seitenverkehrt.
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Diese Seitenumkehr wird in Projektor durch eine geeignete Bildausrichtung
- mittels einer Prismen- oder Spiegelanordnung -geglichen.
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Die einzigartige Geometrie der 90°-Spiegelsegmente 320, 321 bewirkt,
daß sämtliche einfallenden Lichtstrahlen parallel zum einfallenden Licht reflektiert
werden. Da die optische Abtastachse in die Linie 307 fällt, wird der einfallende
Hauptlichtstrahl nicht wie in den Fig. 121 bis 12C von der Achse 307 hinweggelenkt,
sondern von den 90°-Spiegelsegmenten 320, 321 parallel zur Linie 307 reflektiert.
Das Ergebnis ist eine über den Bildschirm laufende Reihe von Ansichten gleicher
Intensität, aus denen die vertikalen dunklen Streifen verschwunden sind.
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Die Fig. 14A ist eine vereinfachte Perspektivdarstellung den Lichtwege
für eine Bildwiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Die optische
Abtastmechanik besteht aus der Projektionslinse 331, dem 90°-Bildwender 332, dem
Spiegel 333 und der negativen Bildstreulinse 334 und dreht sich um die Achse 330.
Der Pseudoprojektionspunkt 350 läuft auf den Abtastkreis 335 mit einer solchen Geschwindigkeit
um, daß er etwa 50mal in der Sekunde zu einem vorgegebenen Punkt auf dem Kreis 335
zurückkehrt, un den Flimmereindruck im Auge des Betrachters zu unterdrücken. Obgleich
zur eine Facette der Projektionsoptik in Fig. 14A gezeigt ist, kann jede Anzahl
von Facetten eingesetzt werden, wobei die Projektionsumlaufgeschwindigkeit mit zunehmender
Facettenzahl abnimmt. In dem Modell der Erfindung waren zwei Facetten enthalten,
wobei der Läufer aus der vorerwähnten Projektionsoptik bestand und mit 1500 U/min.
bzw.
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25 U/sec. mit 2 Bildumläufen pro Umdrehung umlief.
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Der Filn 336 ist un die Filmführung 337 gelegt gezeigt und läuft von
dort su einer nicht gezeigten Filmantriebsmechanik.
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Konzentrisch mit der Filmführung 337 ist die Spiegeltrommel 338 angeordnet,
von der ein Spiegelsegment 339 gezeigt ist. Ein Pfeil 340 deutet das Filmbild auf
des Film an. Der Pfeil 340 stellt dabei in der Aufnahme der Szene in Fig. 1 eine
vertikale aufwärtsgerichtete Dimension dar. Der Kamerafilm durchläuft die Kamera
der Fig. 1 vertikal; ein in der Szene vertikal aufgenommener Pfeil würde die bei
340 gezeigte Orientierung aufweisen. Das Spiegelsegment 339 bewirkt, daß das Filmbild
340 bei 342 ein Abbild der gleichen Ausrichtung an der Drehachse 330 erzeugt. Ein
einfallender Lichtstrahl 343, der mit vorgenannten Abtastoptik dreht, fällt im Punkt
A auf das Filmbild in Punkt B auf das Spiegelsegment 339, von dort verläuft der
Lichtstrahl durch die Mitte der Projektionslinse 331, da Bild wender 332 und die
Reflexion aus des Spiegel 333 durchläuft die Streulinse 334, von we sie die Drehachse
330 im Punkt C schneidet und zum Bildschirm 344 und zum Bildpunkt Ai läuft. Der
vertikale Pfeil 345 auf dem Bildschirm ist gegenüber dem Filmbild A richtung um
90° gedreht. Die Laufrichtung der Abtastoptik ist als im Uhrzeigesinn laufend gezeigt,
kann aber ebenso auch im Gegenuhrzeigersinn verlaufen, ohne die Erscheinung des
Schirmbildes zu ändern. Der Umlaufkreis 335 liegt in einer waagerechten Ebene, während
die Drehachse 330 vertikal liegt.
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Die Fig. 143 ist eine vereinfachte Draufsicht der in Fig. 141 gezeigten
Bildwiedergabevorrichtung. Zur übersihtlicheren Darstellung ist in der Fig. 14A
der Brennebenenverschluß 346 (im Gegensatz zu der Fig. 14B, 14C) nicht gezeigt.
Bei der Entwicklung des Prototyps der Bildwiedergabevorrichtung hat sich herausgestellt,
daß der Brennebenenverschluß 346 nicht unbedingt erforderlich ist, um brauchbare
stereoskopische Bilder zu erzeugen, und zwar hauptsächlich wegen des schnelen Übergangs
zwischen den Abtastbewegungen der aufeinanderfolgenden Filmbilder.
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Der Wegfall des Verschlusses 346 hat die Wirkung, die Lichtintensität
des Projektionsbildes 345 auf dem Bildschirm 344 zu verkoppeln. Der Film 336 ist
als in der Fig. 14B in Richtung der Pfeile laufend dargestellt. Ein Zahrend 347
treibt den Film 336 um die Filmführung 337. Der Pils wird auf des Zahnrad 347 mit
den Schuhen 348, 349 gehalten. Die Fig. 14C zeigt einen Vertikalschnitt A-A durch
den Bildschirm 344.
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Wie in der Fig. 14O dargestellt, fällt das Projektionslicht 343 in
seiner Abtastbewegung im Filmbild 341 auf den Film, wobei der Einfallswinkel ß zu
einer waagerechten Ebene entsteht. Der Winkel ß hat in der Praxis ein Maximum von
10°, bevor das Schirmbild sich wahrnehmbar verschlechtert.Idealerweise wäre der
Winkel ß-0°. Um jedoch eine Strahlaufteilung und die damit zusammenhängenden Lichtverluste
bei der Aufnahme des Bildes 360 auf dem Film 341 im Spiegelsegment 339 zu vermeiden,
wurde der Winkel ß in Kauf genommen - wie sich mit dem Modell erwies, mit akseptablen
Ergebnissen.
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Die Fig. 15 zeigt eine vereinfachte Perspektivdarstellung den selektiven
Betrachters vertikaler Segmente von Schirmbildern zu unterschiedlichen Zeitpunkten.
Der optisch geschwenkte Pseudoschlitz ist auf des Schwenkkreis 335 bei D und B gezeigt,
wobei der Umlauf im Uhrzeigersinn erfolgt. Der Bildschirm 344 wirft das gesamte
vom Pseudoprojektorknoten im Punkt D zur Zeit T erzeugte Licht auf den Pseudoschlitz
DC. Das Auge z liegt in einer vertikalen Ebene, die auch DC und an enthält. Die
Vertikale (mn) befindet sich im Projektionsbild 371. Das Bild 371 läßt nich in seiner
Gesamtheit wahrnehmen, wenn das Auge 370 sich zum Psedoschlitz 372 hinaufbewegt
und nich an irgendeines Ort entlang der Linie DC befindet. Entsprechend kann das
Auge 370 sich irgendwo in der verlängerten Ebene (mnCD) vor dem Abtastkreis 355
befinden, Wenn das Auge 370 sich seitlich nach rechts oder linke aus dieser Ebene,
die (mn) enthält, hinausbewegt, sicht es verschiedene andere vertikale Ausschnitte
des Schirmbildes 371. Das Auge 373 jedoch sieht nichts vom Bild 371, da dort kein
Licht aus dem Pseudoschlitz 372 verfügbar ist. Wenn der Pseudoprojektionspunkt B
auf dem Abtastkreis 335 im Zeitpunkt (T+#t) erreicht ist, kann das Auge 373 durch
den Pseudoschlitz BA schauen und den vertikalen Ausschnitt (pq) des Bilds 374 auf
dz Bildschirm 344 wahrnehmen. Die vertikale Linie (pq) und der Pseudoschlitz 375
und das Auge 373 sind in einer einzigen Ebene gezeichnet. Das Auge 370 kann zur
Zeit (T+#t) nicht vom Bild 374 sehen. Wenn sich das Auge 373 seitlich nach links
oder rechts aus der Vertikalebene mit der Bildlinie (pq) auf dem Bild 374 hinausbewegt,
nimmt es verschiedene andere vertikale Ausschnitte des Schirmbildes
374
wahr. Dies sind also die Vorgänge bei der Wahrnehmung dynamischer bilder durch bewegliche
Pseudoschlitze, während die Bilder nacheinander vom Film 336 der Fig. 14A, B, C
abgenommen werden.
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Die Fig. 16A, B, C zeigen drei orthographische Darstellungen (Draufsicht,
Seiten- und Endriß) der Einrichtung, mit der des Filmbild 341 in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung um 90° gedreht wird. Eine Drehung um 90° ist erforderliche,
damit Kinofilmbilder im normalen Filmbildformat nach Fig. 1, 2 und 3 eingesetzt
werden können und man in der Bildwiedergabevorrichtung den film waagerecht transportieren
und abtasten kann und dennoch stereoskopische Bilder erhält, die der aufgenommenen
Szene voll entsprechen.
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In der Fig. 161 enthält der Abtaster 407, der sich mit höherer Geschwindigkeit
als der Filmmerfrequenz um die Achse 330 dreht, die Lichtwuelle 400 und das Lichtkondensatorsystem
aus der Linse 401, dem spiegel 402 und der Linse 403. Das aus der Linse 403 austretende
Licht wird von ortsfesten konischen Spiegel 404 im Punkt P reflektiert. Während
der Abtaster 407 dreht, wird Licht nacheinander von einer unendlichen Anzahl von
Punkten auf einen Kreis im spiegel 404 reflektiert, der durch den Punkt P verläuft
und dessem Mittelpunkt in der Drehachse 330 liegt; vergl. Fig.
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16B. Das vom Spiegel 404 reflektierte Licht durchläuft den Film, von
des ein Einzelbild 341 gezeigt ist. Du Licht läuft weiter durch den Brennebenverschluß
346, dessen Öffnung die gleiche
Größe wie ein einzelnes Filmbild
hat. Die Erfahrungen beim Testen des Bildwiedergabevorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung haben gezeigt, daß der Brennebenenverschluß 346 nicht unbedingt erforderlich
ist und man, wenn er entfällt, die Bildschirmbusleuchtung verdoppeln kann. Das durch
den Verschluß 346 hindurchtretende Licht läuft zu eines Segment 339 der Spiegeltrommel
338. Es erscheint also ein Abbild des Filmbildes 341 im Mittelpunkt der Spiegeltrommel
338 bzw. auf der Drehachse 330. Das Bild 360 wird zu des beleuchteten Abbild, das
vor Rest der Optik auf den Bildschirm geworfen wird, die es dabei um 900 dreht.
Der Spiegel 405 ist in der Praxis unter einem Winkel von 5° zur Vertikalen eingestellt,
so daß unter 10° zur Horizontalen winklig einfallendes Licht des Bildes 360 in einer
waagerechten Ebene gespeigelt wird. In der Praxis ergibt sich infolge der 5°-Neigung
des Spiegels 405 der winke 0 zu 95°.
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In der Fig. 16B ist die Entfernung von der Drehachse 330 nach Q gleich
der Entfernung von der Achse 330 bis R; das vom Spiegel 405 im Punkt Q reflektierte
Licht wird von der Projektionslinse 331 auf dem Punkt R auf dem Parallelgrammspiegel
406 gerichtet. Das vom Spiegel 406 gespiegelte Licht verläuft unter einem Winkel
von 45° zur Waaferechten, wie es die Fig. 160 zeigt, während es zum spiegel 333
und zur Streulinse (Negativlinse) 334 läuft, von der das Bildlicht auf den Projektionsschirm
gelagt, der auf der anderen Seite der Drehachse 330 liegt und bereits erläutert
wurde. Der Punkt 350 ist der Pseudoknoten
-Projektionspunkt, der
im Zusammenhang mit den Fig. 14A, B, C erläutert wurde. Gemeinsam bewirken alle
diese Spiegelungen eine Drehung des Filmbildes um 90°, bevor es auf den Bildschirm
fällt.
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Die Fig. 17 zeigt einen vereinfachten Seitenriß einer Ausführungsform
der Vorrichtq sur Bildwidergabe nach der vorliegenden Erfindung, bei der das Bild
sich auf des Bildschirm bewegt und als in kintinueierlicher Bewegung befindliche
vieldimensionale Perspektivdarstellung erschicht, wie sie das menschliche Auge in
natürlichen Suenen wahrnimmt. In der Fig. 17 dreht der Abtaster 407 um die Drehachse
330, so daß ein fester Punkt mit höherer Geschwindigkeit, als der Filmmergrenze
des menschlichen Auges entspricht, abgetastet wird. Die eingesetzte Anzahl der Abtastelemente
ist beliebig. Die Abtastoptik der Fig. 17 ist als Kondensatorlinse 401. Spiegel
402, Kondensatorlinse 403, Brennbenenverschluß 346 und Spiegel 405 dargestellt.
Zur Vereinfachung der Darstellung sind mehrere weitere optische Elemente in der
Abtastanordnung zur Fig. 16A, B, C beschrieben sind, hier aber nicht gezeigt. Im
der Fig. 17 ist die Lichtquelle 400 ortfest, während der Abtaster 407 um sie herunläuft.
Der Winkel 420 hält die Linse 401, der Winkel 421 den Spiegel 402 mm Lichtkasten
407. Die umlaufenden Beleuchtungslichtstrahlen, die das Kondensatorlinsensystem
abgibt, laufen über den Kegelspiegel 404. Die Winkelöffnung des Kegelspiegels 404
beträgt an der Drehachse 330 in Modell der vorliegenden Erfindung 120°. Das vom
Spiegel 404 reflektierte Licht durchläuft einen zu einem
Kreisbogen
geführten waagerecht transportierten Film (in Modell der Erfindung wurde hier 16mm-Kinotonfilm
verwendet). Obgleich der Film zu einen vollständigen Kreis um die Drehachse 330
gelegt und zu einer einheitlichen Filmschleife mit des spiegeltrommel 338 verbunden
dargestellt ist, kann es sich bei des Film 336 auch um eine lange Schleife oder
um einen von einer AS auf eine Aufwickelspule laufenden Film handeln. Dabei ist
das Antriebszahnrad 338 nit dem Spiegeltrommel 338 verkoppelt, damit das einzelne
Spiegelsegment 339 sich immer mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie das einzelne
Filmbild 341 bewegt. Das Spiegelsegient 339 und das Filmbild 341 sind willkürlich
gewähkte Beispiele gleicher Elemente auf der Spiegeltrommel und in Filmtransportsystem,
die diese Form der Synchronisierung erfordern.
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Die Bildeinstellung erfolgt, inden man den Film seitlich bezüglich
der zugeordneten Spiegeltacette verschiebt. Der Abtaster 407 wird von Motor 430
über die Welle 431 und den Kupplungsflansch 432 angetrieben. Der Motor 430 ist an
einer ortsfesten Grundplatte 438 betestigt, die über einer Tischplatte oder einer
Bezugsebene 440 mit den Beinen 439 abgestützt ist. Der Motor lief in des Modell
der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit 1500 U/min. Da in dem Modell
zwei vollständige Abtastoptiken vorlagen, betrug die Bildwechselfrequenz 50 Hz.
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Die Hülse 433 ist mit dem Filmkreis 336 und der Spiegeltrommel 338
mittels des Filmmotors 437, der Scheibe 435, des Gurt 436 und der Scheibe 434 synchronisiert.
Die Drehgeschwindigkeit flir Kinofilm ist zu den üblichen 24 Bildern pro Sekunde
gewählt. In da Modell waren 80 Bilder auf 3600 gewählt.
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Die Fig. 18A, B, C zeigen drei Ansichten der Ausführungsform der Ausführungsform
einer stereoskopischen Laufbild-Wiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 18A ist ein Draufsicht, in der zwei Schnitte AA und BB angegeben sind.
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Den Schnitt AA zeigt die Fig. 18B; es handelt sich hier um eine Ansicht
der Projektionsoptik beim Vorbeilauf an einer zum Bildschrim 344 rechtwinkligen
Linie. Der Schnitt tt BB ist in der Fig.
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18C gezeigt; sie ist ein Darstellung der Lichtsammeloptik, die erforderlich
ist, um die Filmebene 341 alsein repräsentatives Einzelbild auszuleuchten. Der Abtastbogen
umfaßt ein 120°-Segsenkt von (5) nach (n) in Fig. 18A. In der Fig. 18A befinden
sich im Lichtkasten 407 eine ortfeste Lichtquelle 400 und die Abtastoptik 401, 403.
Der Reflektor 402 ist ebenfalls Teil der Abtastoptik im Lichtkasten 407, aber nur
in der Fig. 18C gezeigt.
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Die Abtastoptik innerhalb und außerhalb des Lichtkastens 407 liegt
jeweils doppelt vor, so daß bei eines Umlauf des Abtasters an dem verhältnismäßig
langsam laufenden Film 336 vorbei jedes Filmeinzelbild zweimal abtastzet; das Bildfilmmern
kann also vom menschlichen Auge nicht mehr wahrgenommen werden. Bei dem ausgeführten
Modell der Erfindung betrug die Wiederholungsgeschwindigkeit 50 Hz. Der Kasten 407
trägt auch externe optische Teile wie ggf. den Brennbenenverschluß 346 sowie den
Spiegel 405 und die Projektionslinse 331. Am Lichtkasten 407 ist der Querstab 500
unter eine Winkel von 930 zur Mittellinie der Kastenoptik (Schnitt BB in Fig. 18A)
angeordnet. Ain am Querstab angebrachter Teil der Abtastoptik sind der parallelogrammförmige
Flachspiegel 406, der Flachspiegel 333 und die konkave Negativlinse
334,
die den Projektionswinkel zum Schirm 344 durch eine kreisrunde Schutzumhüllung 505
aus Kunststoff aufspreizt. Das Spiegelsegment 339 auf der mehrfacettigen Spiegeltrommel
338 nimmt das Abtastbild von Einzelbild 341 im Abtastzeitpunkt auf. Der Film 336
ist als um die Filführung 337 gewickelt dargestellt.
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Der Film 336 verläßt die Führung 337 tangential und läuft in die Filmtransportmechanik
ein, die mit den Rollen 507 und dem Zahnrad 508 dargestellt ist. Der Film 336 ist
gezeigt, wie er in die Zahnradanordnung ein- und aus ihr hinausläuft. Das Zahnrad
wird von des in Fig. 18B gezeigten Motor 437 angetrieben; diese Bewiegung wird über
den Gurt 506 auf die Spiegeltrommel gegeben.
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Die Winkelgeschwindigkeit der Spiegeltrommel 338 und des Films 336
auf der kreisrunden Filmführung 337 werden durch entsprechende Wahl der jeweiligen
Riemenscheiben gleich gehalten. In dem ausgeführten Modell der 1Priindune waren
80 Spiegelsegmente auf der Spiegeltrommel 338 und 8 Zähne auf dem Antriebszahnrad
vorhanden; damit ergab sich ein erforderloches Untersetzungsverhältnis von 10:1
zwischen Spiegeltrommel 338 und Zahnrad 508.
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In der Fig. 101 drebt der Motor 430 den Abtastläufer über die Welle
431 und des Kupplungsflansch 432, Die in der Fig. 18B gezeigten Läuferelemente sind
der Lichtkasten 407, der Querstab 500, der parallelogrammförmige Flachspiegel 406
und die Streuoptik 509 aus dem Spiegel 333 und der Negativlinse 334. Im Querstab
500 und der Steueroptik 509 ist jeweils ein Loch vorgesehen, durch das das Projektionslicht
vom Abtaster in die Steueroptik eintreten kan, aus der es aus der Linse 34 austritt,
durch das
gekrümmte Kunststoffenster 505 läuft und auf dem halbspiegelnden
Bildschirm 334 das Projektionsbild erzeugt. Der Film 336 ist um eine kreisrunde
Filmführung 337 gewickelt dargestellt.
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Die gesamte abwärtz vorstehende Abtastoptik ist innerhalb der kreisrunden
Filmführung angeordnet; der einzige abwärts vorstehende Teil der Abtastoptik, den
die Fig. 18B zeigt, ist der Parallelogrammspiegel 406. Die Fig. 18C zeigt weitere
abwärts vorstehende Teile der Abtastoptik, d.h. den Spiegel 405 und den Brennebenenverschluß
346. Das einzige verbleibende abwärts vorstehende Teil der Abtastoptik ist die in
Fig. 18A gezeigte Projektionslinse 331. In der Fig. 18B, C sind die abwärts vorstehenden
Teile der Abtastoptik als zum Antriebsgurt 506 für die Spiegeltrommel 338 beabstand
angeordnet gezeigt. Der Film- und Spiegeltrommelmotor 437 auf der Grundplatte 514
ist mit der Riemenscheibe 541, die 15 Zähne aufweist, sowie den achtzahnigen Filmantriebszahnrad
verbunden. Die Scheibe 541 und der Gurt 506 treiben von Antriebsmotor 437 her die
mit 150 Zähnen ausgeführte Antriebscheibe 540, die mit der Spiegeltrommel 338 verbunden
ist. Scheibe 540 und Spiegeltrommel 338 laufen auf der Buchse 542 um die Motorwelle
431. In der Fig. 18B befindet sich die Läuferanordnung in einem rechtwinklig kreiszylindrischen
Kammer, um zu verhindern, daß Streulicht zum Betrachter gelangt. Diese Kammer setzt
sich aus dem oberen Rind 511, dem Ring 513 unter dem Querstab 500 und der Umkühlung
510 aus Kunststoff zusammen, die durch in die Ringe 511, 513 eingeschnittene Nuten
in einer Kreisform gehalten wird. Die Ringe 511, 513 und 514 werden an drei um 120°
bestandeten Punkten am Unfang der Bildwiedergabevorrichtung
mit
den Beiden 439 zusammengehalten (vergl. Fig.
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18A). Die Halteeinrichtungen für die Ringe, die Grundplatte und die
Kunststoffhülle weist die Abstandsrollen 502, 515 sowie die Schraube 501 auf. Um
die Abtasteinrichtung nach oben abzuschliessen, verbinden drei Winkel - bspw. 543
- den oberen Ring 511 mit dem Ring 512. Eine zusätzliche Kapplatte 503 ist auf drei
Abstandsrollen 503 angeordnet, für die der Abstadnshlter 517 ein Beispiel darstellt.
Die Kapplatte 503 blender Licht ab, während die Öffnung zwischen 503 und 512 einen
Lufteinlaß derstellt, durch den die Lichtquelle 400 gekühlt wird; weiterhin wird
dort die Netzanschlußschnur eingeführt. Die warme Luft tritt durch eine tangentiale
Öffnung in der Hülle 510 auf der Rückseite der Bildwiedergabeanordnung hinter dem
Bildschirm 344 aus. Diese natürliche Luftströmung vermeidet einen zuasätzlichen
Gebläsemotor zur Gerätehühlung. Die Bildwiedergabevorrichtung selbst arbeitet als
Radiagebläse, das einen selbstkühlenden Luftstrom erzeugt.
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Die Fig. 18B, C zeigen eine ringförmige Filmkassette 516, die unter
der Grundplatte 514 konzentrisch zur Achse 330 angeordnet ist. Die Filmführung kann
in vielerlei Form ausgeführt sein -bspw. als übliche Spulenab- und aufwickelmechanik,
deren Einzelheiten hier nicht gezeigt sind. Das elektrische System ist obenfalls
nicht gezeigt, da es herkömlicherweise aus des Motorsteuerelementen 430, 437 und
dem Lampensteuerelement 400 besteht.
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Im Fall eines Tonfilms muß man zusätzlich einen herkömlichen Tonaufnehmer
und Verstärker vorsehen, die aber zur Vereinfachune
ebenfalls
nicht dargestellt sind.
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Die Fig. 188 zeigt das Auge eines beliebigen Beobachters, das sich
in beliebiger Höhe, Entfernung zur Maschine und in beliebiger Winkellage befinden
kann. Diese erlaubte Winkellage, innerhalb der ein Betrachten möglich ist, ist jedoch
vom Abtastwinkel abhängig.
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Die FSg. 18C entspricht der Fig. 18C, ist jedoch ein Schnitt suf der
Linie B-B der Draufsicht der Fig. 18A. Der Schnitt OB verläuft durch denjenigen
Punkt, in dem der Läufer Licht von der Lampe 400 nkr die Kondensatorlinse 401, den
Spiegel 402 und die Kondensatorlinse 403 aufnimmt. Das aus der Linse 403 austretende
Kondensatorlicht verläuft durch einen offenen Boden in Ring 513 auf seinem lauf
zum Kegelspiegel 404. Der ortsfeste Kegelspiegel 404 verläuft über einen Bogen von
120° um die Achse 330, zwischen den Punkten (u) und (n), wie in Fig. 18A ersichtlich;
er wirft das Abtastlich durch den Film hindurch in die Optik hinein, die des Abtastbild
erzeugt.
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Mc Fig. 19 zeigt in einer Perspektivdarstellung die stereoskopische
Bildwiedergebevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
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Der Beobachter 350 betrachtet eine Szene mit Bewegung und licher Tiefe
auf dem halbspiegelnden Bildschirm 344; dieser Bildschirm ist oben unter Bezug auf
die Fig. 5A bis 5H ausführlich beschrieben, wurde unter mehreren im Prinzip möglichen
Ausführungsformen ausgewählt und arbeitet ausgezeichnet. Die Trapezverzerrung,
die
sich ergibt, weil das projizierte Abtastbild durch das geringfügig unter dem Mittelpunkt
des Bildschirms 344 liegende Fenster 505 hindurchtritt, wird korrigiert, indes man
den Bildschirm 344 um die Schwenkpunkte A, B kippt, die geringfügig über dem oberen
Ring 511 liegen. Der Antriebsmotor 430 ist teilweise sichtbar; die Tragbeine 439
sind an der Grundplatte 514 befestigt gezeigt. Einige der Fuunktionssteuerelemente
sind auf des vordersten Bein 439 gezeigt. Auch ein Teil der kreisförmigen Filmführung
ist erkennbar. Die verbleibenden Ausschnitte entsprechen den bereits in Fig. 18A,
B und C gezeigten.
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Die Netzschnur 551 ist an eine Anschlußdose auf des Ring 511 und von
dort an die zentrale Steuerdose 553 geführt. Die Steuerdooe 553 ist am Bein 439
hinter den Steuerschaltern befestigt; es handelt sich hier um eine Normalausführung.
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L e e r s e i t e