DE2755978B2 - Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe stereoskopischer Ansichten und Vorrichtung zu seiner Durchführung - Google Patents

Description

20

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteraiisprüchen herausgestellt

Durch die Erfindung wird erreicht, daß eine größere Anzahl von Betrachtern, der eine stereoskopische Darstellung einer Szene dargeboten wird, beim ^r> Herumlaufen um die Vorrichtung nach der Erfindung die Szene unter verschiedenen Blickwinkeln und so sehen können, als ob sie um die dargestellte Szene in Wirklichkeit herumliefen.

Wird die Szene von einer Reihe ortsfester Durch- ι ο sichtsbilder dargestellt, die um die Szene herum nach dem Verfahren bzw. mit der Vorrichtung nach der Erfindung aufgenommen worden sind, sind die Gegenstände in der Szene ebenfalls ortsfest Man erhält dann ein stereoskopisches Standbild. Gibt man die Szene mit ι > einer Reihe sich bewegender Durchsichtbilder wieder, die mit einer Filmkamera aufgenommen worden sind, derart, daß eine Relativbewegung zwischen der Kamera und der Szene stattfindet, und gibt man die Bilder entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren 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.

Anhand der Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert

F i g. 1 ist eine vereinfachte Draufsicht auf mehrere Kameras bzw. eine einzelne, sich bewegende Kamera, mit denen Szenen nach dem erfindungsgemäßen jo Verfahren aufgenommen werden;

Fig. 2 ist eine vereinfachte Draufsicht auf eine ortsfeste Filmkamera, mit der erfindungsgemäß Bilder sowie eine seitlich sich bewegende Szene aufgenommen werden; J>

F i g. 3 zeigt eine vereinfachte Draufsicht einer ortsfesten Filmkamera, mit der Bilder nach der vorliegenden. Erfindung aufgenommen werden, sowie eine auf einem Drehteller sich drehende Szene;

Fig.4A zeigt eine vereinfachte Draufsicht der Geometrie und der Funktionsweise der Bildwiedergabe nach dem Pseudoschlitzverfahren der vorliegenden Erfindung;

F i g. 4B zeigt eine Draufsicht der Geometrie für den idealen Bildschirm, wie er nach der vorliegenden 4^r> Erfindung für die Szenenwiedergabe eingesetzt wird;

Fig.4C zeigt die Konstruktionsgeometrie eines idealen Fresnel-Bildschirms, wie sie benutzt wird, um den in F i g. 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;

F i g. 5B zeigt eine mit der F i g. 5A in Zusammenhang stehende zusätzliche Geometrie, um den Verlauf der >-> Projektionsstrahlen zu zeigen;

F i g. 5C zeigt die Geometrie für die mathematische Analyse des alternativen Bildschirms der F i g. 5A;

Fig.5D zeigt eine Vorderansicht des alternativen Bildschirms der F i g. 5A; m>

F i g. 5E zeigt die F i g. 5D im Schnitt;

F i g. 5F zeigt die F i g. 5D in der Draufsjcht;

F i g. 5G zeigt den alternativen Bildschirm der Fig. 5F im Seitenriß;

F i g. 5H zeigt vergrößert einen Teil der F i g. 5E; b^r>

F i g. 6 zeigt e>ne vereinfachte Draufsicht einer Bildschirmgeometrie für die räumliche Wiedergabe von Szenen mit pseudoikopischen Szenen nach der vorliegenden Erfindung;

Fig.7A zeigt eine vereinfachte Draufsicht einer Anordnung zur Wiedergabe stereoskopischer Bilder rr.Si einem Abtasvprojektor und einer Bildschirmgeometrie nach der vorliegenden Erfindung;

Fig.7B zeigt eine vereinfachte Anordnung zur Wiedergabe einer endlichen Anzahl von Bildpunkten für das Auge eines Betrachters entsprechend der vorliegenden Erfindung;

Fig.7C zeigt eine ausführliche Beschreibung der Bildwiedergabe der F i g. 7B, ohne jedoch alle Projektionsstrahlen zu erfassen und unter Einbeziehung beider Augen des Betrachters;

F i g. 8 zeigt das Verschmelzen nebeneinanderliegender Abtastbilder auf dem Bildschirm für 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, >v ;nn das Projektionsbiid sich nicht ändert;

Fig.9B zeigt eine der Fig.9A ähnliche Ansicht, wobei jedoch die einfallenden Bildstrahlen das Auge aus unterschiedlichen Winkeln erreichen;

F i ;·». 1OA zeigt eine Ausführungsform eines optischen Laufbildkompensators in Form einer Spiegeltrommel und eines kreisrunden Laufbildfilms für das optische Kompensieren projizierter stereoskopischer Bilder nach der vorliegenden Erfindung;

F i g. 1 OB zeigt vergrößert die zentrale Bildbildung im optischen Kompensator nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. HA 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. 1IB zeigt eine Hälfte der Anordnung der Fig. HA in der Draufsicht; die fehlende Hälfte ist zur gezeigten symmetrisch;

Fig. 12A zeigt schematisch die Arbeitsweise der Spiegeltrommel, wenn der Brennebenenverschiuß jeweils eine Hälfte von zwei aufeinanderfolgenden Einzelbildern auf dem Film durchschaltet;

Fig. 12B zeigt schematisch die Arbeitsweise der Spiegeltrommel, wobei der Brennebenenverschluß von einem von zwei nebeneinanderliegenden Einzelbildern auf dem Film einen größeren Teil als vom anderen durchschaltet;

Fig. 12C zeigt schematisch die Funktionsweise der Spiegeltrommel, wenn der Brennebenenverschluß nur ein Einzelbild durchschaltet;

Fi;;. 13 zeigt einen alternativen Bildbewegungskompensator mit Winkelreflektoren;

Fig. 14A zeigj einen vereinfachten Strahlweg vom Film zum Bildschirm für eine Bildwiedergabe nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14B zeigt die Anordnung der Fig. 14A in der Draufsicht;

Fig. 14C zeigt die Anordnung der Fig. 14A im Seitenriß;

Fig. 15 zeigt vereinfacht die Pseudoschlitzerzeugung und selektive Betrachtung von Schirmbildern nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16A zeigt im Seitenriß die Lichterzeugung und den Bildweg für die Bildwiedergabevorrichtiing 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 AusfUhrungsform der Bildwiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. I8B zeigt einen Schnitt auf der Linie A-A der Fig. 18A mit der Abtastvorrichtung im Projektionsbetrieb;

Fig. 18C zeigt einen Schnitt auf der Linie B-B der Fig. 18A mit im Lichterzeugungsbetrieb arbeitendem Abtaster;

Fig. 19 zeigt perspektivisch eine Bildwiedergabean-

nrHnuno narh t\t*r \je\r\\t*at*nAan FrfinHnn« *** ο · "■ —ο — o·

Die Fig. 1 zeigt die Kamera 1 in mehreren Zeitpunkten auf einem Weg, der mit N beginnt und mit M endet; diese Kameraorte sind um die Entfernung d voneinander beabstandet. Die optische Achse 2 bleibt in den verschiedenen Kameralagen parallel. Das Sichtfeld λ ist in allen Kamerastellungen gleich. Der Winkel θ 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 ebenfalls zwischen 0 und 180° veränderbar. 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 ausführt, während sie nacheinander Szenen in dem angegebenen Intervall entlang des Weges aufnimmt, kann die F i g. 1 auch mehrere ortsfeste Kameras darstellen, die in der Entfernung d untereinander beabstandet die gleiche Aufgabe erfüllen. In diesem Fall können die verschiedenen Kameras der Gruppe nacheinander oder gleichzeitig arbeiten. Gleichzeitig arbeitende ortsfeste Kameras wurden eine zeitliche Szenenbewegung jedoch nicht erfassen. Die F i g. 1 zeigt eine typische Szene 3 mit willkürlichen Objektpunkten A und B. die sich im Sichtfeld der Kamerastellungen (n+4) und (N+ 5) befinden.

Die Konvention der Zeitzunahme von links nach rechts bleibt erhalten, obgleich die Kamera auch in der entgegengesetzten Richtung laufen kann, sofern man die Wiedergabeanordnung hinsichtlich des optischen Weges entsprechend korrigiert. Dies wird im Verlauf der folgenden Beschreibung deutlicher zu erkennen sein.

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 Translationsgeschwin digkeit die Größe und die Entfernung des resultierenden räumlichen Bildes ab.

In dem zum Nachweis dtr vorliegenden Erfindung äUigCLiaUicn ι uniiitGnsiTiGuCu wuruC eine ποππαιε 16-mm-Filmkamera zur Aufnahme von Naturszenen normal gehalten und ohne externe Behinderungen

verwendet, jedes beliebige Kilmformat jedoch kann verwendet werden, sofern die Kamera und die Wiedergabeeinrichtung das jeweilige Filmformat auch aufnehmen können.

In der F i g. 2 befindet die Filmkamera 10 sich an einem festen Ort, während sie eine sich bewegende Szene 11 aufnimmt. Die resultierenden Ansichten sind denen der F i g. 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 c/von den Objektpunkten A und B verschoben, der dem Kameraabstand der F i g. 1 entspricht. Sowohl α als auch θ unterliegen den gleichen Bedingungen wie die entsprechenden Größen in der Fig. 1.

Die Fig. 3 entspricht der Fig. 2; die mit der ortsfesten Filmkamera 20 aufzunehmenden Gegenstände befinden sich jedoch auf einem sich drehenden

DroUtnljoi- Ol Ae^r in «Ιαι* mil rlom Dfoil »Αΐβίπίβπ

Richtung umläuft. Die Richtung der Relativbewegung zwischen Kamera und Szene ist in den Fig. 1, 2 und 3 gleich. Diese Bedingung gilt für eine gemeinsame Wiedergabevorrichtung, läßt sich aber an der apparativen Ausrüstung modifizieren, um die Bilder stereoskopisch — im Gegensatz zu pseudoskopisch — wiederzugeben.

In der F i g. 4A liegt der Abtastprojektor im Punkt P] auf I¹Sm Bezugskreis 30 mit dem Radius R um der Mittelpunkt C; es handelt sich um einen von mehrerer Abtastpunkten auf dem Kreis 30. Drei willkürliche Strahlen d, e, /"gehen von /Ί aus und spannen einer Winkel ψ zu drei Elementen des Bildschirms 31, 32, 33 auf. Das Bildschirmelement 31 befindet sich am Punki (a). das Bildschirmelement 32 im Punkt (b), da« Bildschirmelement 33 im Punkt (c). Obgleich hier nur drei Bildschirmelementpunkte gezeigt sind, ist eine Vielzahl von Elementen über die gesamte Schirmbreite von A bis B verteilt. Der Bildschirm setzt sich aus reflektierenden Elementen zusammen, deren Oberflächen rechtwinklig zu einer zum Punkt (O)au(dem Kreis verlaufenden Linie liegen. Die Schirmelemente reflektieren die einfallenden Strahlen waagerecht und streuen sie senkrecht, wie an folgenden Figuren der Zeichnung erläutert werden wird. Die waagerechte Spiegelung bringt sämtliche einfallenden Strahlen auf einer vertikalen Pseudoschlitz Si, der sich auf dem Kreis 30 befindet, so daß dem Kreis der zentrale Projektionsstrahl (eb), der durch den Mittelpunkt Cdes Kreises 30 verläuft, als Strahl (eb)' parallel zur Konstruktionslinie (co) reflektiert wird. Der Pseudoschlitz (s) hat von der Linie (co) die gleiche Entfernung wie P\ und l"jft aul dem Kreis 30 in entgegengesetzter Richtung um. Die Spiegelungen der Strahlen (if)' und (cd)' erzeugen der gleichen Winkel ψ wie die Strahlen (fa) und (de).

Die F i g. 4B zeigt die Geometrie für eine Anordnung der Bildschirmelemente entsprechend der Entwicklung eines fresnelartigen Bildschirms aus einzelnen vertikalen Segmenten — beispielsweise 41,42,43 — auf einem Kreis 30. Ein solcher Bildschirm läßt sich auf einet Räche ausbilden, die einen Radius R um der Kreismittelpunkt C aufweist damit die spiegelnden Schirmelemente einwandfrei ausgerichtet werden.

Der willkürliche Projektorpunkt P_x kann sich irgendwo auf dem unteren Teil des Kreises 30 über einer praktisch erreichbaren Winkclbereich von etwa 120° zwischen den Punkten fund F bewegen. Während P₁ sich bewegt, bewegt der Pseudoschlitz sich in der entgegengesetzten Richtung auf dem Kreis 30 auf P_x zu

und zwar so, daß die Entfernung d zwischen P, und OC immer gleich der Entfernung dzwischen S_x und OC ist. S_x führt das Bild aller Strahlen, die den Knotenpunkt der Projektorlinse im Punkt P_x verlassen. Infolge der vertikalen Streuung der auf die Bildschirmelemente fallenden Strahlen sieht ein irgendwo entlang des vertikalen Pseudoschlitzes S_x befindliches Auge ein vollständiges und sehr helles Bild, das von den vielen Bikt'ichirmelementen reflektiert wird.

Die Kreisbogenlänge von der Mitte des Bildschirmelements 41 zu irgendeinem Schirmelement — beispielsweise 42 -, die bei C einen Winke/ von θ (rad) aufspannt, ist R ■ B. Der Winkel, den die Elementfläche des Bildschirms - beispielsweise 42 — mit der Tangente an den Konstruktionskreis 30 aufspannt, beträgt Θ/2. Das Element 43 ist ein entsprechendes Schirmelement unter einem Winkel *θ = .τ/3 (rad) bzw. 60°. Die lineare Abwicklung ist für jeden Bildschirmort auf der Konstruktionslinie 44 gezeigt.

Die Fig. 4C steiit die Fresnei-Erzeugungsbedingungen für den in Fig.4B gezeigten Bildschirm dar. Die Elemente 41, 42, 43 sind wieder in ihrer Winkelzuordnung von Θ/2 und mit der Abstandsformel relativ zum Mittelpunkt des Bildschirms gezeigt, bei dem es sich um das Element 41 handelt Die Geometrie auf der linken Seite des Nullwinkelpunktes in Fig. 4C ist als negativ gezeigt und stellt ein genaues Spiegelbild der Geometrie auf der rechten Seite des Nullwinkelpunktes dar. Die Endelemente sind für θ = 60" gezeigt; dieser Winkel kann aber abhängig von der Größe des Bildschirms und dem gewünschten Betrachtungswinkel auch einen anderen Wert haben.

Die Fig. 5A zeigt eine Draufsicht einer alternativen Geometrie für einen waagerecht spiegelnden und vertikal streuenden Bildschirm 50 mit einem Krümmungsradius r, dessen Mittelpunkt Cim Mittelpunkt des Ortskreises 30 für die Projektor-Abtastbewegung liegt. Es sind sieben verschiedene zeitliche Orte des Abtastprojektors als P, bis P₇ gezeigt; die entsprechenden Pseudoschlitzorte innerhalb des gleichen Abtastzeitintervalls sind als Si bis S₇ gezeigt. Die Abtastbewegung des Projektors ist als im Gegenuhrzeigersinn, die Abtasteinrichtung des Pseudoschlitzes als im Uhrzeigersinn verlaufend dargestellt Nur die zentralen Projektionsstrahlen sind gezeigt, die der optischen Achse des Projektors entsprechen. Der Strahl P\a wird vom Bildschirm 50 im Punkt a reflektiert; der reflektierte Strahl aSi schneidet den Kreis 30 im Punkt S₁. Sämtliche von Pi ausgehenden Strahlen werden unabhängig von ihrer Richtung und dem Einfallswinkel auf dem Bildschirm 50 auf den Schnittpunkt Si reflektiert. Die gleiche Geometrie gilt auch für jeden anderen Lageort P₂ bis P₁ des Projektors. An jedem Pseudoschlitz, der spiegelbildlich zum Projektorlagepunkt um die Linie gcPj liegt, sammeln sich alle reflektierenden Strahlen, die von dem jeweiligen Projektortspunkt ausgehen. Die Strahlen Z^-S₆, eS% dSi, cSi und OS₂ verlaufen nicht genau parallel zur Bezugslinie P₇Cg, verlaufen aber zum einen Schnittpunkt mit der Linie PiCg, der auf dieser zunehmend weiter auswärts liegt

Was die Aufnahmeeinrichtung der F i g. 1 anbetrifft, bleibt die optische Achse 2 der Kamera während der 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 P\ tastendem Projektor machen diesen Bildschirm zu einem geeigneten Kompromiß gegenüber dem idealen Bildschirm.

Fig.5B zeigt den gleichen Bildschirm 50 wie die Fig.5A, wobei jedoch ein willkürlicher Abtastprojektor P_x auf dem Ortskreis 30 zusätzlich um den Strahl b in der optischen Achse die Projektionsstrahlen a und c wirft. Die Strahlen a, bund c werden vom Bildschirm 50 in einer waagerechten Ebene zu den Schirmpunkten ν, υ und t reflektiert, von wo sie zum Pseudoschlitz S_x weiterlaufen und diesen als a', 6'und c'verlassen. Die Bogenlänge P_xO ist in Fig.5B gleich S_xO. P_x und S_x laufen auf dem Ortskreis 30 in entgegengesetzter Richtung und sind im Punkt U koinzident.

Die F i g. 5C zeigt die Geometrie zur mathematischen Ermittlung des Abstandes (X+ R), der im Zusammenhang steht mit dem Schnittpunkt der verlängerten reflektierten Projektionsachse SA mit der verlängerten Bezugslinie OC. Ein willkürlich gewählter Projektorpunkt P auf dem Ortskreis 30 spannt einen Winkel θ im Mittelpunkt Cdes Kreises 30 mit dem Radius rauf. Die optische Achse PCA des Projektors P wird vom Bildschirm im Punkt A gespiegelt; 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 ο auf dem Kreis 30. Die optische Achse des Projektors P schließt mit der auf dem 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 dem Mittelpunkt C Der Winkel β ist der kleine Winkel zwischen der Verlängerung von OC und SA. Λ/ist die variable Entfernung von Cnach A und hängt vom für θ gewählten Wert ab.

Die mathematischen Zusammenhänge der Fig.5C sollen im folgenden ausgeführt werden. Eine endliche Anzahl von Werten für θ wird gewählt und die entsprechenden Werte (X+ R) angegeben. Der ideale Bildschirm würde sämtliche Werte (X+ R) unendlich groß machen, während der alternative Bildschirm Werte von 5,5 R bis oo zeigt

]	sin«	Mathematische Zusammenhänge in F i g. 5C	2<x-B.	sin 2 «/sin ß.	Ergebniswerte (X + R)
M	= sin Βφ; β =	= R ■ sin (θ — «)/sin«;		5,50/?
	X+R= M-	= 2/?(e-a)/2a-6und	5,65/?
Für kleine θ gilt:	= θ/j/Jsowie	5,85/?
X+R	Kurvenpunkte θ	7,25/?
Oi	5	9,50/?
10	16,50 R
20	OO
30
40
50
60

Die F i g. 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, so daß sie für das Auge des Betrachters nicht wahrnehmbar sind. Diese waagerechten Grate verlaufen über die gesamte Breite und Höhe des Bildschiri.is. In der Modellausführung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist der Bildschirm etwa 305 mm breit und etwa 153 mm hoch.

Obgleich dieses kleine Demonstrationsmodell nur zur Erläuterung des Prinzips gebaut wurde, lassen sich die gleichen Grundlagen auch zum 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.

Die Fig.5E zeigt eine übertriebene Schnittdarstellung AA des Bildschirms 50 aus der F i g. 5D. Die Gestalt der Wellelemente des Bildschirms ist nicht zu 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 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 auch eine nicht übermäßige vertikale Streuung des von den Projektoren her einfallenden Lichtes ideal ist.

Die F i g. 5F zeigt eine Draufsicht des Bildschirms 50. Die Bildschirmnormale ist als qN bezeichnet. Ein willkürlich gewählter Projektor im Punkt P wirft einen Strahl Pq unter einem Winkel <x auf Nq; der reflektierte Strahl qS verläuft ebenfalls unter einem Winkel« zu Nq. Diese Reflektionsgeometrie für den Bildschirm 50 gilt für jeden Punkt P und jeden von P ausgeworfenen Strahl.

Die F i g. 5G zeigt einen Seitenriß der Anordnung der F i g. 5F; dabei ist der gleiche geworfene Strahl Pq von der Normalen geringfügig geneigt gezeigt, damit kein Spezialfall vorliegt Die vom Einfallspunkt q auf den Bildschirm gestreuten Strahlen reichen von a nach b über einen Streuwinkel V, der in der Praxis etwa 45° betragen kann. Die Intensität der vertikal gestreuten Strahlen ist über den Vertikalwinkel Kim wesentlichen konstant.

Die Fig.5H zeigt einen stark vergrößerten Schnitt durch die reflektierende Vorderfläche des Bildschirms 50. Die einfallenden Strahlen a und b nähern sich einem vertieft liegenden konkaven Reflektor, die reflektierenden Strahlen a'und b'verlaufen über einen Vertikalwinkel V. Die einfallenden Strahlen C und d treffen auf einen 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.

Die F i g. 6 zeigt eine Draufsicht auf eine alternative Biidschirmgeometrie, in der eine beidseitig spiegelnde Fläche 60 sich in der Vertikalebene OP befindet, so daß die von P_x ausgehenden Strahlen zum Pseudoschlitz 5, zurückkehren, der P_x überlagert ist; die Orientierung (ab) des Projektionsbildes ist gegenüber (bp,) seitenverkehrt Die optische Achse P_xC wird vom Spiegel 60 in C reflektiert, läuft mm idealen Biidschirmeiement (k), wo die Reflexion zu S₁ parallel zu OC erfolgt Die optische Funktionsweise des Projektors P_y auf der rechten Seite des Spiegels 60 auf dem Ortskreis 30 ist identisch mit der des Projektors ίΛ auf der linken Seite des Spiegels. Die Orientierung (mn) des Projektionsbildes nach der Spiegelung und Rückkehr zum Pseudoschlitz Sy, der P_y überlagert ist, erfährt eine Seitenumkehr zu (nm), wobei der Zentralstrahl rS_y parallel zu OCverläuft

In Fig.4A laufen der Projektionspunkt und der Pseudoschlitz entgegengesetzt zueinander auf dem Ortskreis 30. In der F i g. 6 laufen der Projektionspunkt

in und der Pseudoschlitz gemeinsam und einander überlagert in der gleichen Richtung. Als Konvention für die Erfindung ist hier eine Laufrichtung irr Uhrzeigersinn gewählt; die entgegengesetzte Richtung ist ebenfalls möglich. Das Resultat der Addition einer

π beidseitig spiegelnden Fläche nach Fig.6 ist eine pseudoskopische Darstellung eines räumlichen Bildes bzw. eine stereoskopische Darstellung einer pseudoskopischen Ansicht.

Wenn in F i g. 1 die Kamera in die entueuenuesptzte

2(1 Richtung (Halbkugel) weisen würde, wäre nach der vorliegenden Erfindung das wiedergegebene Bild pseudoskopisch, sofern der Spiegel 60 der F i g. 6 nicht hinzugeführt wird, um die Darstellung zu einer stereoskopischen umzurichten. Diese alternative BiId-

»■i schirmgeometrie der F i g. 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.

in Die F i g. 7 A zeigt eine Draufsicht der idealen Bildschirmgeometrie, bei der zwei Szenenbildpunkte A₁ und Β, in der Wiedergabeszene 70 (entsprechend den Objektpunkten A, B der Fig. 1) strahlenmäßig von den Ortspunkten P_n+* und P_n+ 5 des Projektors 75 zu den

Γι Bildschirmelementen 71, 72, 73 und 74 und zurück zu den Pseudoschlitzen S_n+4 und S_n+s verfolgt sind. In der Darstellung verläuft die Bildschirmbreite auf dem Ortskreis 30 von D bis £ unter einem Radius R um den Mittelpunkt C. Die Projektorortspunkte P_n bis P_m entsprechen den Kameraortspunkten η bis m in F i g. 1. Der Projektor 75 im Punkt P„+4 weist den Linsenknotenpunkt 76 auf, von dem die Strahlen ausgehen. Der Projektor 75 am Ort P„+5 hat den Linsenknotenpunkt 77, von dem Strahlen ausgehen.

4¹; Der Ort S_n+? des Pseudoschlitzes hat auf dem Kreis 30 von O die gleiche Entfernung wie der Punkt P_n+ 5, der Pseudoschlitzpunkt S„+4 die gleiche Entfernung von O wie P_n+A. Ein Strahl vom Knotenpunkt 76 wird vom Bildschirm-Spiegelsegment 72 zurückgeworfen und

so schneidet den Ortskreis 30 im Punkt S„+4, während der Strahl 72 nach S„+4 verlängert den reproduzierten Bildpunkt A, dargestellt. Ein anderer Strahl vom Knotenpunkt 76 zum Spiegelsegment 74 wird ebenfalls zum Ortskreis reflektiert, den er im Punkt S_n+4 schneidet; der reflektierende Strahl von 74 nach S„+4 ergibt verlängert den reproduzierten Bildpunkt Bj. Die Strahlen 76 zum Segment 72 und 76 zum Segment 74 treten gleichzeitig auf. In einem geringfügig anderen Zeitpunkt, der sich aus der Laufzeit des Projektors 75 auf dem Ortskreis 30 zwischen den Punkten P_n+* und P_n+ 5 ergibt, bestimmen sich die Strahlen für die Bildpunkte A* B-, aus dem Abgehen vom Pseudoschlitzort S_n+S. Ein Strahl vom Knotenpunkt 77 des Projektors 75 am Ort P_n+s wird vom Spiegelsegment 71 reflektiert

b5 und schneidet den Ortskreis 30 im Punkt S_n+S. Der refieklierie Strahl 71 zum Punkt S_n+s zur Szene 70 ergibt verlängert dort den Bildpunkt A₁. Entsprechend wird ein den Knotenpunkt 77 verlassender Strahl vom

Spiegetsegment 73 reflektiert, ichneidet den Ortskreis im Pseudoschlitzpunkt S_n+S und ergibt zur Szene 70 verlangen den Bildpunkt Bi. Auf entsprechende Weise erzeugen aus dem Projektor 75 in unterschiedlichen Zeitpunkten während des Umlaufs auf dem Oriskreis 30 ί austretende Strahlen sämtliche Bildpunkte einer beliebigen Szene für jede beliebige Projektorlage.

Die Fig. 7B zeigt die Art und Weise, auf die drei beliebige Bildpunkte x, y, ζ in der wiedergegebenen Szene 70 mit dem einzelnen Auge E des Betrachters ι» durch die Pseudoschlitzsteilungen 84, 85, 86 in unterschiedlichen Zeitpunkten wahrgenommen werden, während der Projektor 75 auf dem Oriskreis 30 die Punkte 81, 82, 83 durchläuft. Der Projektor 75 hat den Projektionswinkel Θ, der für alle Projektionsstellungen r> 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 l_jphtclrahl*»n aiic ^Am PrrtioW^** vm £^^ 'SV/SÜ!'¹"*" Pseudoschliti-punkten 84, 85, 86 auf dem Ortskreis 30 geworfen ,/erden. Sämtliche verwandten, unter dem Winkel θ getrennten Strahlen — beispielsweise 81 nach

89 und 81 nach 95 — werden so in ihre entsprechenden Pseudoschlitzpunkte geworfen, daß sie am Schlitz den gleichen Winkel θ aufspannen. Der reflektierte Strahl 2-> von 89 nach 84 und der reflektierte Strahl von 95 nach 84 liegen im Punkt 84 um β Grad auseinander. Die optische Projektionsachse 81 nach 92 verläuft durch den Mittelpunkt C des Ortskreises 30 und wird vom Spiegelelement 92 reflektiert, so daß der reflektierte w Strahl 92 nach 84 parallel 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 π wieder. Der reflektierte zentrale Projektionsstrahl 91 nach 85 und der reflektierte zentrale Projektionsstrahl

90 nach 86 liegen beide parallel zur Bezugskonstruktionslinie CO.

Die F i g. 7C ist der F i g. 7B dahingehend ähnlich, daß -411 der Projektor 75 auf dem Ortskreis 30 mit dem Radius R um den Mittelpunkt C läuft, auf dem die willkürlichen Ortspunkte 110,111,112,113,114 und 115 definiert sind. Desgleichen sind die resultierenden Pseudoschlitz-Ortspunkte 116, 117, 118, 119, 120 und 121 definiert. Das 4-, linke und das rechte Auge eines willkürlichen Betrachters sind als Ei und E_r gekennzeichnet. Die Augen sehen die beliebige wiedergegebene Szene 70 und insbesondere die Bildpunkte *, y, z. Von jedem Auge zu den Bildpunkten y, χ, ζ gezogene Linien werden von den w Bildschirm-Spiegelsegmenten auf dem Ortskreis 30 reflektiert Nur diejenigen Projektionsstrahlen sind hier gezeigt, die am tatsächlichen Aufbau der zu den Augen verlängerten Bildpunktstrahlen beteiligt sind. Das Auge Ei sieht den Bildpunkt χ durch den Pseudoschlitz 121 hindurch nach dessen Spiegelung am Bildschirmelement 122, wobei das Licht im Projektor 75 im Ortspunkt 115 seinen Ausgang nimmt. Entsprechend nimmt das Auge Erden Bildpunkt χ durch den Pseudoschlitz 118 hindurch nach der Reflexion am Spiegelelement 123 wahr, wobei t>o das Licht im Projektor 75 im 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 einem h5 reflektierenden Biidschirmeiement auf den Pseudoschlitz und dann das Auge geworfen werden.

Die F i g. 8 zeigt die Art und Weise, auf die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bewirkt, daß das projizierte BId 140, das ein Einzelbild eines Films darstellt, sich sei'lich auf dem Bildschirm bewegt, während es vertikal bezüglich der Bildschirm-Bezugslinie 142 stillsteht. Die Fig.8 zeigt zwei aufeinanderfolgende Einzelbilder 140, 141 des Films in vier willkürlich gewählten Zeitpunkten (T\, Ti \-At, T+ 2At und T\+3At). Obgleich zur Vereinfachung nur vier Zeitpunkte gezeigt sind, gibt es innerhalb des Zeitintervalls 3 At tatsächlich eine unendlich große Anzahl von Lagen für die sich bewegenden projizierten Einzelbilder. Das Bild 140 ist zur Zeit Ti vollständig gezeigt. Die Messungen Vi, xi und χι legen bestimmte feste Elementpunkte innerhalb des projizierten Einzelbildes 140 fest. Eine Wischlinie WL bildet sich an der Bildschirm-Bezugslinie 142 zur Zeit Ti. Mit fortschreitender Zeit und während des Zeitintervalls At nach rechts gleitendem Einzelbild bleiben die festen Element _n,>|,Ll_: γ „ ..„A χ .,..UjI r\j„ U/.„Mj„j„ ll/l^ j..j»_s„U.

jedoch nach oben und bringt das nachfolgende Einzelbild 141 mit dem Bild AB in die gleiche Lage j'i. Zur Zeit T+2 at ist das Bild 141 größtenteils dargestellt worden; die relative waagerechte Lage gemeinsamer Elemente, wie sie durch die Maße *i und xi gebildet werden, unterschieden sich jedoch vom 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 y\ definiert sind, bleibt fest. Zur Zeit T\+3At ist das Projektionsbild 141 vollständig; es bleibt keine Spur des Projektionsbildes 140. Die Wischlinie WL befindet sich an der Oberkante des Projektionsbildes. und das Projektionsbild 141 hat sich um eine Strecke D seitlich verschoben, wobei D gleich dem Winkelintervall des Projektors in Radians (zwischen den Zeitpunkten Ti unci Ti + 3 zli^multipliziert mit dem Radius /?des Ortskreises 30 in F i g. 7C ist. Diese seitliche Bewegung aufeinanderfolgender Projektionsbilder über den Schirm während eines Wischeffekts in der Vertikalen setzt sich fiir die mehrere Einzelbilder eines Films in einer Abtastsequenz fort. In dem Modell der vorliegenden Erfindung sind 26 solcher Einzelbilder über einen Projektionswirkel von etwa 120" eingesetzt. Die aufeinanderfolgenden Bilder werden mit einer sehr hohen Geschwindigkeit wiedergegeben, so daß jedes Einzelbild häufiger als mit der kritischen Frequenz von etwa 50 s¹ wiedergegeben wird.

Die Fig. 9A zeigt, daß. wenn der Projektor 75 auf dem Ortskreis 30 umläuft und durch zwei willkürliche Punkte 160, 161 läuft, während das projizierte Bild innerhalb des Winkels Θ 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 162, 163 gespiegelt wird. Alle Punkte des Bildes, die 160 unter einem beliebigen Projektionswinkel verlassen, verlassen auch den Punkt 161 unter dem gleichen Winkel und kommen an den jeweiligen Pseudoschlitzpunkten 162, 163 über die entsprechenden Spiegelelemente des Bildschirms unter gleichem Winkel an. erscheinen daher dem Auge E parallel und folglich unendlich weit entfernt. Infolge dieses Phänomens weist die Ausführung der vorliegenden Erfindung ein laufendes Projektionsbild (»sweeping«) zur Bildschirmflache auf, so daß eine endliche Anzahl von Kameraortspunkten nach F i g. 1 und eine endliche Anzahl entsprechender Ortspunkte des Projektors nach

Fig.9A eine unendliche Anzahl von Kamera- und Projektorortspunkte für den Betrachter mit dem Auge Ferzeugen.

Die F i g. 9B zeigt die gleiche Projektionsgeometrie wie die Fig.9A, wobei jedoch außerhalb der Achse liegende Projektionsstrahlen gezeigt sind, wo das Auge E des Betrachters eine Szene aufnimmt, die den schraffierten Raum füllt, während der Knotenpunkt des Auges E den Bildschirm durch die vertikalen Pseudoschlitze 163, 162 hindurch wahrnimmt Das Auge E des ι ο Betrachters sieht den Pseudoschlitz 162, dann 163, während der Pseudoschlitz im Uhrzeigersinn umläuft und der Projektor 75 sich vom Punkt 160 zum Punkt 161 bewegt Das Auge E sah daher den Bildschirm-Bildpunkt 166 zuerst, der unter einem Winkel a. von der optischen Achse des Projektors 75 abweicht wenn dieser sich im Ortspunkt 160 befindet Das Auge Esieht danach ck.i Bildpunkt 167 auf dem Bildschirm, während der Projektor 75 in den Ortspunkt 161 und das gleiche Bild wie im Ortspunkt 160 projiziert Der Bildpunkt 167 liegt unter einem Winke! β zur optischen Achse des Projektors 75, wenn dieser sich im Ortspunkt 161 befindet Da der Winkel β kleiner als der Winkel α ist und der reflektierte Strahl 166 nach 162 einen verhältnismäßig großen Winkel zur reflektierten optisehen Achse 168 nach 162 einschließen, läßt sich schließen, daß das Auge allgemein diejenige Bildinformation aus der Szene erhält, die den Bewegungswinkel θ des Projektors richtig ausfüllt, der von den Crtspunkten 160, 161 begrenzt wird. Die seitliche jo Auslenkung des Projektionabiides auf dem Bildschirm ist eine Bedingung für ein Betrachten einer unendlichen Anzahl von Projektionsortspunkten mit der in der vorliegenden Erfindung verwendeten endlichen Anzahl von Einzelbildern der Szene. J5

Die Fig. 1OA zeigt eine Ausführungsform der Einzelbildverarbeitung nach der vorliegenden Erfindung. Ein Bildbewegungskompensator mit einer Spiegeltrommel wurde zum ersten Mal von dem französischen Erfinder Emile Renaud (1844— 1918) in einer als »Praxinoskop« bekannten Entwicklung verwendet, das jedoch nur zweidimensionale Bilder projizierte. Der Spiegeltrornmelkompensator wird nach der vorliegenden Erfindung nicht anvisiert, sondern dient als eines von mehreren möglichen Verfahren zur Bewegungskompensation. Das Trommelverfahren wurde gewählt, um das Geräusch und die Anzahl der beweglichen Teile in meinem stereoskopischen Lauflbild-Wieder{;abesystem üii senken. Normaler Kinofilm 180 wird zu einem Kreisbogen 181 mit einem Radius 2R geformt. Eine Spiegeltrommel 1182 liegt konzentrisch mil: dem Filmbogen und hai: einen Radius R, der gemessen wird zu der auf dem Umfang der Spiegeltrommel 182 befindlichein Spiegelsegmentiläche. 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 dem Film 180 entlang eines Kreises, für die die Einzelbilder 183, 184 und 185 nebeneinanderliegende Beispiele sind. Die Spiegelsegmente bilden jeweils ein Abbild des entsprechenden Filmbildes im Mittelpunkt des Filrtibogens als aus den Filmbildern 183, 184 und 185 wiedergegebene Bilder 189,190bzw. 191 aus.

Die Fig. 1OB zeigt vergrößert die Bilder, die sich an der Mittelachse 181 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 Mittellinie 181 aufspannen (beispielsweise 183 und 184 oder 195 ir Fig. 10A). In der Fig. 1OA sind die Eckpunkte de« Einzelbildes 184 mit den Buchstaben a, b, c und c gekennzeichnet Die entsprechenden Bildpunkte a» fa c und d, sind die in der Fig. 1OA und auch klarer in dei F i g. 1OB für ein Bild 190 gezeigt, bei dem es sich um da! Abbild des Einzelbildes 184 auf dem Film handelt Füi eine stationäre, stereoskopisch wiedsrgegebene 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 Films 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 se verkoppelt, daß sie gemeinsam und phasenrichtig umlaufen, wie oben beschrieben, und zwar mit einei Geschwindigkeit, die der wiedergegebenen Szenenbewegung entspricht

Die Fig. 11A und HB zeigen einen Seitenriß sowie eine Teildraufsicht eines alternativen stereoskopischen Bildwiedergabeverfahrens, das anstelle des Spiegeltrommelkompensators der Fig. 1OA eingesetzt werder kann. Ein zentral angeordnetes, drehendes Facettenprisma 200 dient dazu, die Abtastbewegung des Läufen 211 hinsichtlich der Filmeinzelbilder auf dem Kreisbogen 201 zu kompensieren. Der Filmbogen hat einer konstanten Radius um die Abtastläuferachse 230. Det Filmradius ist nicht kritisch und hängt von dei gewünschten Anzahl der Filmeinzelbilder innerhalb des abgetasteten Sichtfeldes ab, das seinerseits gleich den-Sichtfeldwinkel des Betrachters ist

Die halbierte Draufsicht der F i g. 11B ist um eine vertikale Symmetrieebene 199 herum gezeichnet, um die beiden einander entsprechenden Ansichten einfaeher und leichter in geeigneter Größe auf einer einziger Zeichnungsseite darstellen zu können.

Eine ortsfeste Lampe 209 schickt Licht durch da; Kondensatorsystem des Läufers (Linsen 210, 213 unc Spiegel 212), das über einen ortsfesten konischer Spiegel 214 abgelenkt wird und den Filmkreisbogen 201 überstreicht. Das zentrale Drehprisma 200 ist über eir Getriebe 2011 sowie die schlupffreien Riemen 203, 205 sowie die Zahnriemen 204, 206 mit der Filmbewegung und dem Ab' aster 211 verkoppelt Die Drehtrommelan-Ordnung ist in den Lagern 207, 208 gelagert In einem experimentellen Modell mit 96 Einzelbildern des Film: über 360° und einem Drehprisma 200 mit 8 Facetten isi beispielswehe ein Drehzahlverhältnis von 11:1 zwischen dem Drehprisma und dem Abtaster 211 erforderlich, wenn Prisma und Abtaster ip der gleicher Richtung drehen. Diese Bewegung gewährleistet daO jedes Einzelbild des Films von der zugeordneter Facette des Prismas abgetastet wird. Die kompensierter Bilder werden mit der Projektionsoptik aus der Linst 215, dem 90°-Bilddrehelement 216 (beispielsweise eir Schmidt- oder Schwalbenschwanzprisma), den Spiegelr 217,218 und der Streulinse 219, die den Projektions win kel aufweitet, auf einen waagerecht reflektierenden und senkrecht streuenden Halbspiegel 221 (identisch mit dem Spiegel 50 in Fig.5A bis 5H) projiziert. Diese Anordnung ist zwar brauchbar, wurde aber insbesondere wegen der zusätzlichen Antriebsgurte und des durcr sie verursachten Geräusches gegenüber der Ausfüh-

rungsform mit Spiegeltrommel zurückgestellt

Die F i g. 12A, 12B und 12C zeigen aufeinanderfolgende Draufsichten der Wischwirkung des Brennebenenverschlusses 300 beim Schwenk Ober 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 Einzelbildes 303 als des Einzelbildes 302 durchschaltet In der Fig. 12C schaltet der Verschluß 300 nur das Bild 303 durch. Zwei aufeinanderfolgend aufgenommene Einzelbilder 302, 303 des Laufbildfilms sind mit ihren Abbildern in den zugeordneten Spiegelfacetten 305, 306 gezeigt Das Filmbild 302 ist von den Punkten A, B, das Filmbild 303 von den Punkten Q D begrenzt Punkte im Abbild sind mit dem Index ß) bezeichnet Die Spiegelfacetten liegen auf einem Bogen 304 mit dem halben Radius des Fümbogens. Obgleich nur zwei Einzelbilder dargestellt sind, gilt der gleiche Zusammenhang für jedes Einzelbild und jedes Spiegelsegment um den Kreisbogen herum, je nach dem gewünschten Sichtwinkel. Die zum Aufbau der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung verwendeten Anzahl von Filmbildern ist 80, kann aber auch etwas verringert werden, wenn man eine Einschränkung der Raumwirkung der Abbildung in Kauf nimmt, die mit zunehmendem Betrachtungsabstand flacher wird. Die Mittellinie 307 der Projektion halbiert immer den Brennebenenverschluß 300 und geht von der Mitte Odes Fümbogens 301 aus. Da das Abbild des Mittelpunktes sämtlicher Filmbilder auf dem Bogen 301 mli dem 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 Film in vertikaler Richtung nicht, während die Vielzahl von Einzelbildern auf dem Filmbogen den Bildschirm entsprechend der F i g. 8 überstreichen. Da das Bild um 90° 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 — vgl. Fig. 12A — die Projektionsmittellinie 307 auf der Kante der Filmbilder 302,303, gilt folgender Zusammenhang:

A₁B₁ ist das Abbild des Filmbildes 302 im Spiegelsegment 303;

C₁Di ist das Abbild des Filmbildes 303 im Spiegelsegment 306.

Infolge des Brennebenenverschlusses 300 wird die rechte Hälfte des Filmbildes 302 in 3OS bei OB, und die linke Hälfte des Filmbildes 303 in 306 bei OC, abgebildet; OA, und OD₁ sind infolge der Abdeckung durch den Brennebenenverschluß 300 schwarz. Sind die Projektionsmittellinie 307 und der Verschluß teilweise in das Filmbild 303 hineingelaufen (vgl, Fig, 12B), gilt folgender Zusammenhang:

EiB, ist der unabgedeckte Teil des Abbildes des

Filmbildes 302 im Spiegel 305; F₁Ci ist der unabgedeckte Teil des Abbildes des

Filmbildes 303 im Spiegelsegment 306. £",ß,und F₁C, sind komplementäre Teile der Filmbilder 302, 303 und erzeugen ein vollständig stetiges Bild aus einem Teil des Filmbildes 302 und einem Teil des Filmbildes 303. Λ,/?,und Dasind infolge der Abdeckung durch den Brennebenenverschluß 300 schwarz. Wenn die Projektionsmittellinie 307 sich in der Mitte des Filmbildes 303 befindet (vgl. Fig. 12C), gilt folgender Zusammenhang:

CDj ist das Abbild des gesamten Filmbildes 303, da der

ίο Brennebenenverschluß 300 Licht durch das gesamte Bild 303 hindurchtreten läßt Das Filmbild 303 kann in seiner Spiegelung im Spiegelsegment 306 betrachtet werden. AjBi ist schwarz, da der Brennebenenverschluß 300 das Filmbild 302, wie es im Spiegelsegment 305 sichtbar ist, abdeckt Da die Spiegeltrommel sich aus flachen Segmenten — beispielsweise 305, 306 — zusammensetzt, die kompensierte Bilder -adf den Bildschirm zurückwerfen, erhält man während der Abtastbewegung in der Praxis eine Lichtmodulation, die in der Folge zwischen nacheinander projizierten Bildteilen dunkle vertikale Bildstreifen hervorrufen kann, die die Breite des Pseudoschlitzes nicht dem radialen Raum eines Filmbildes entspricht Diese Lichtmodulation ist auf den zentralen abtastenden Lichtstrahl entlang der Eingangsaperatur der Projektionslinse zurückgeführt worden. Eine alternative Einrichtung, die diese dunklen vertikalen Linien verhindert ist in

Fig. 13 gezeigt

F i g. 13 zeigt eine alternative Einrichtung, mit der sich der Spiegeltrommelkompensator darstellen läßt Anstelle ebener Spiegelsegmente, wie beispielsweise der Segmente 306, 305 in Fi g. 12A bis 12C, sind unter 90° gewinkelte Flachspiegekeile angeordnet wie es die F i g. 13 zeigt wobei di Spiegelsegmente 320,321 unter 90° zueinander liegen und ihr Scheitel M auf einem Kreis 304 mit dem halben Radius des Fümbogens 301 liegt Mit einer Spiegelanordnung dieser Art ziehen sämtliche Abbilder von Objektpunkten, wie beispielsweise Cund D, eine Linie von den Objektpunkten durch den Scheitel M in eine gleiche Entfernung hinter M, wo die Bildpunkte C, bzw. D, entstehen. Infolgedessen ist das in Fig. 13 entstehende Bild gegenüber dem der F i g. 12A bis 12C seitenverkehrt.

Diese Seitenumkehr wird im Projektor durch eine geeignete Bildausrichtung — mittels einer Prismenoder Spiegelanordnung — ausgeglichen.

Die einzigartige Geometrie der 90°-Spkgelsegmente 320,321 bewirkt, daß sämtliche einfallenden Lichtstrahlen pardlel zum einfallenden Licht reflektiert werden. Da die optische Ab.astachse in die Linie 307 fällt, wird der einfallende Hauptlichtstrahl nicht wie in den Fig. 12A bis 12C von der Achse 307 hinweggelenkt, sondern von den 9O°-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.

Die Fi g, HA ist eine vereinfachte Perspektivdarstellung des Lichtweges 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 dem Abtastkreis 335 mit einer solchen Ge^cchwindiekeit

um, daß er etwa 50mal in der Sekunde zu einem vorgegebenen Punkt auf dem Kreis 335 zurückkehrt, um den Flimmereindruck im Auge des Betrachters zu unterdrücken. Obgleich nur eine Facette der Projektionsoptik in F i g. 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. 25 U/sec mit 2 Bildumläufen pro Umdrehung umlief.

Der Film 336 ist um die Filmführung 337 gelegt gezeigt und läuft von dort zu einer nicht gezeigten Filmantriebsmechanik. Konzentrisch mit der Filmführung 337 ist die Spiegeltrommel 338 angeordnet, von der ein Spiegelsegment 339 gezeigt ist Ein Pfeil 340 deutet das Filmbild auf dem Film an. Der Pfeil 340 stellt dabei in der Aufnahme der Szene in F i g. 1 eine vertikale aufwärtsgerichtite 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 34i! ein Abbild der gleichen Ausrichtung an der Drehachse 330 erzeugt Ein einfallender Lichtstrahl 343, der mit vorgenannter Abtastoptik dreht, fällt im Punkt A auf das Filmbild, im Punkt B auf das Spiegelsegment 339, von dort verläuft der Lichtstrahl durch die Mitte der Projektionslinse 331, den Bildwender 332, und die Reflexion aus dem Spiegel 333 durchläuft Jie Streulinse 334, von wo sie die Drehachse 330 im Punkt C schneidet und zum Bildschirm 344 und zum Bildounkt A/läuft Der vertikale Pfeil 345 auf dem Bildschirm ist gegrnQber dem Filmbild A richtig um 90° gedreht Die Laufrichtung der Abtastoptik ist als im Uhrzeigersinn 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.

Die Fig. HB ist eine vereinfachte Draufsicht der in Fig. 14A gezeigten Bildwiedergabevorrichtung. Zur übersichtlicheren Darstellung ist in der Fig. 14A der Brennebenenverschluß 346 (im Gegensatz zu den Fig. I4B, 14C) nicht gezeigt. Bei der Entwicklung des Prototyps der Bildwiedergabevorrichtung hat sich herausgestellt, daß der BrennebenenverschluD 346 nicht unbedingt erforderlich ist, um brauchbare stereoskopische Bilder zu erzeugen, und zwar hauptsächlich wegen des schnellen Übergangs zwischen den Abtastbewegungen der aufeinanderfolgenden Filmbilder. Der Wegfall des Verschlusses 346 hat die Wirkung, die Lichtintensität des Projektionsbildes 345 auf dem Bildschirm 344 zu verdoppeln. Der Film 336 ist als in der Fi p. 14B in Richtung der Pfeile laufend dargestellt Ein Zahnrad 347 treibt den Film 336 um die Filmführung 337. Der Film wird auf dem Zahnrad 347 mit den Schuhen 348, 349 gehalten. Die Fig. 14C zeigt einen Vertikalschnitt A-A durch den Bildschirm 344.

Wie in der F i g. 14C dargestellt, fällt das Projektionslicht 343 in seiner Abtastbewegung im Filmbild 341 auf den Film, wobei der Einfallswinkel β zu einer waagerechten Ebene entsteht. Der Winkel β hat in der Praxis ein Maximum von 10°, bevor das Schirmbild sich wahrnehmbar verschlechtert Idealerweise wäre der Winkel ß-0°. Um jedoch eine Strahlenteilung und die damit zusammenhängenden Lichtverluste bei der Aufnahme des Bildes 360 auf dem Film 341 im

Spiegelsegment 339 zu vermeiden, wurde der Winkel β in Kauf genommen — wie sich mit dem Modell erwies, mit akzeptablen Ergebnissen.

Die Fig. 15 zeigt eine vereinfachte Perspektivdarstellung des selektiven Betrachters vertikaler Segmente von Schirmbildern zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Der optisch geschwenkte Pseudoschlitz ist auf dem 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 Terzeugte Licht auf den Pseudoschlitz DC Das Auge fliegt in einer vertikalen Ebene, die auch DC und mn enthält Die Vertikale (mn) befindet sich im Projektionsbild 371. Das Bild 371 läßt sich in seiner Gesamtheit wahrnehmen, wenn das Auge 370 sich zum Pseudoschlitz 372 hinaufbewegt und sich an irgendeinem Ort entlang der Linie DC befindet Entsprechend kann das Auge 370 sich irgendwo in der verlängerten Ebene (mnCD)\or dem Abtastkreis 335 befinden. Wenn das Auge 370 sich seitlich nach rechts oder links aus dieser Ebene, die (mn) enthalt hinausbewegt, sieht 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-\At) erreicht ist kann das Auge 373 durch den Pseudoschlitz BA schauen und den vertikalen Ausschnitt (pq) des Bildes 374 auf dem 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+Δί) nichts 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, 14B, 14C abgenommen werden.

Die Fig. 16A, 16B, 16C zeigen drei orthographische Darstellungen (Draufsicht Seiten- und Endriß) der Einrichtung, mit der das Filmbild 341 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung um 90° gedreht wird. Eine Drehung um 90° ist erforderlich, damit Kinofilmbilder im normalen Filmbildformat nach Fi g. 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.

In der F i g. 16A enthält der Abtaster 407, der sich mit höherer Geschwindigkeit als der Flimmerfrequenz um die Achse 330 dreht, die Lichtquelle 400 und das Lichtkondensatorsystem aus der Linse 401, dem Spiegel 402 und der Linse 403. Das aus der Linse 403 austretende Licht wird vom ortsfesten konischen Spiegel 404 im Punkt P reflektiert. Während der Abtaster 407 dreht, wird Licht nacheinander von einer unendlichen Anzahl von Punkten auf einem Kreis im Spiegel 404 reflektiert, der durch den Punkt P verläuft und dessen Mittelpunkt in der Drehachse 330 liegt; vgl. Fig. 16B. Das vom Spiegel 404 reflektierte Licht durchläuft den Film, von dem ein Einzelbild 341 gezeigt ist. Das Licht läuft weiter durch den Brennebenenverschluß 346, dessen öffnung die gleiche Größe wie ein einzelnes Filmbild hat Die Erfahrungen beim Testen der Bildwiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Er-

findung haben gezeigt, daß der Brennebenenverschluß 346 nicht unbedingt erforderlich ist und man, wenn er entfällt, die Bildschirmausleuchtung verdoppeln kann. Das durch den Verschluß 346 hindurchtretende Licht läuft zu einem 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 dem beleuchteten Abbild, das vo.n Rest der Optik auf den Bildschirm geworfen wird, die es dabei um 90° 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 gespiegelt wird. In der Praxis ergibt sich infolge der 5°-Neigung des Spiegels 405 der Winkel θ zu 95°.

In der F i g. 16B ist die Entfernung von der Drehachse 330 nach Q gleich der Entfernung von der Achse 330 bis R; das vom Spiegel 405 im Purkt Q reflektierte Licht wird von der Projektionslinse 331 auf dem Punkt R auf dem Paraiieiogrammspiegei 406 gerichtet Das vom Spiegel 406 gespiegelte Licht verläuft unter einem Winkel von 45° zur Waagerechten, wie es die F i g. 16C zeigt, während es zum Spiegel 333 und zur Streulinse (Negativlinse) 334 läuft, von der das Bildlicht auf den Projektionsschirm gelangt, 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 F i g. 14A, 14B, 14C erläutert wurde. Gemeinsam bewirken alle diese Spiegelungen eine Drehung des Filmbildes um 90°, bevor es auf der. Bildschirm fpUt

Die F i g. 1"/ zeigt einen vereinfachten Seitenriß einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Bildwiedergabe nach der vorliegenden Erfindung, bei der das Bild sich auf dem Bildschirm bewegt und als in kontinuierlicher Bewegung befindliche vieldimensionale Perspektivdarstellung erscheint, wie sie das menschliche Auge in natürlichen Szenen wahrnimmt. In der F i g. 17 dreht der Abtaster 407 um die Drehachse 330, so daß ein fester Punkt mit höherer Geschwindigkeit, als der Flimmergrenze des menschlichen Auges entspricht, abgetastet wird. Die eingesetzte Anzahl der Abtastelemente ist beliebig. Die Abtastoptik der Fi g. 17 ist als Kondensalorlinse 401, Spiegel 402, Kondensatorlinse 403, Brennebenenverschluß 346 und Spiegel 405 dargestellt. Zur Vereinfachung der Darstellung sind mehrere weitere optische Elemente in der Abtastanordnung zur Fig. 16A, 16B, 16Cbeschrieben, hier aber nicht gezeigt. In der Fig. 17 ist die Lichtquelle 400 ortsfest, während der Abtaster 407 um sie herumläuft. Der Winkel 420 hält die Linse 401, der Winkel 421 den Spiegel 402 am Lichtkasten 407. Die umlaufenden Beleuchtungslichtstrahlen, die das Kondensatorlinsensystem abgibt, laufen über den Kegelspiegel 404. Die Winkelöffnung des Kegelspiegels 404 beträgt an der Drehachse 330 im Modell der vorliegenden Erfindung 120°. Das vom Spiegel 404 reflektierte Licht durchläuft einen zu einem Kreisbogen geführten waagerecht transportierten Film (im Modell der Erfindung wurde hier 16-mm- Kinotonfilm verwendet). Obgleich der Film zu einem vollständigen Kreis um die Drehachse 330 gelegt und zu einer einheitlichen Filmschleife mit der Spiegeltrommel 338 verbunden dargestellt ist, kann es sich bei dem Film 336 auch um eine lange Schleife oder um einen von einer Ab- auf eine Aufwickelspule laufenden Film handeln. Dabei ist das Aniriebszal iirad 338 mit der Spiegeltrommel 338 verkoppelt, damit das einzelne Spiegelsegment 339 sich immer mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie das einzelne Filmbild 341 bewegt Das Spiegelsegment 339 und das Filmbild 341 sind willkürlich gewählte Beispiele gleicher Elemente auf der Spiegeltrommel und im Filmtransportsystem, die diese Form der Synchronisierung erfordern. Die Bildeinstellung erfolgt, indem man den Film seitlich bezüglich der zugeordneten Spiegelfacette verschiebt. Der Abtaster 407 wird vom Motor 430 über die Welle 431 und den Kupplungs-

lü flansch 432 angetrieben. Der Motor 430 ist an einer ortsfesten Grundplatte 438 befestigt, die über einer Tischplatte oder einer Bezugsebene 440 mit den Beinen 439 abgestützt ist Der Motor lief in dem Modell der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit 1500 U/min. Da in dem Modell zwei vollständige Abtastoptiken vorlagen, betrug die Bildwechselfrequenz 50 Hz. Die Hülse 433 ist mit dem Filmkreis 336 und der Spiegeltrommel 333 mittels des Filmmotors 437, der Scheibe 435, dem Gurt 436 und der Scheibe 434 synchronisiert Die Drehgeschwind'.*, i.eit für Kinofilm ist au den üblichen 24 Bildern pro Sekunde gewählt in dem Modell wurden 80 Bilder auf 360° gewählt

Die Fig. 18A, 18B, 18C zeigen drei Ansichten der Ausführungsform einer stereoskopischen LautDild- Wiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfin dung. Die Fig. 18A ist eine Draufsicht, in der zwei Schnitte AA und BB angegeben sind. Den Schnitt AA zeigt die F i g. 18B; es handelt sich hier um eine Ansicht der Projektionsoptik beim Vorbeilau' an einer zum

jo Bildschirm 344 rechtwinkligen Linie. Der Schnitt BB ist in der Fig. 18C gezeigt; sie ist eine Darstellung der Lichtsammeioptik, die erforderlich ist, um die Filmebene 341 als ein repräsentatives Einzelbild auszuleuchten. Der Abtastbogen umfaßt ein 120°-Segment von (m)

i^r> nach (n)in Fig. 18A. In der Fig. 18A befinden sich im Lichtkasten 407 eine ortsfeste Lichtquelle 400 und die Abtastoptik 401,403. Der Reflektor 402 ist ebenfalls Teil der Abtastoptik im Lichtkasten 407, aber nur :n der Fig. 18C gezeigt Die Abtastoptik innerhalb und außerhalb des Lichtkastens 407 liegt jeweils doppelt vor, so iaß bei einem Umlauf des Abtasters an dem verhältnismäßig langsam laufenden Film 336 vorbei jedes Filmeinzelbild zweimal abtastet; das Bildflimmern 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 gegebenenfalls den Brennebenenverschluß 346 sowie den Spiegel 405 und die Projektionslinse 331.

Am Lichtkasten 407 ist der Querstab 500 unter einem Winkel von 95° zur Mittellinie der Kastenoptik (Schnitt BB in Fig. 18A) angeordnet. Ein am Querstab angebrachter Teil der Abtastoptik sind der parallelogrammförmige Flachspiegel 406, der Flachspiegel 333 und die konkave Nrgativlinse 334, die den Frojektionswinkel zum Schirm 334 durch eine kreisrunde Schutzumhüllung 505 aus Kunststoff aufspreizt. Das Spiegelsegment 339 auf der mehrfacettigen Spiegeltrommel 338 nimm, das Abtastbild vom Einzelbild 341

bo im Abtastzeitpunkt auf. Der Film 336 ist als um die Filmführung 337 gewickelt dargestellt. Der Fi'm 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

hi gezeigt, wie er in die Zahnradanordnung ein- und aus ihr hinausläuft. Das Zahnrad wird von dem in Fig. 18B gezeigten Motor 437 angetrieben; diese Bewegung wird über den Gurt 506 auf die Spiegeltrommel gegeben. 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 Erfindung waren 80 Spiegelsegmente auf der Spiegeltrommel 338 und 8 Zahne auf dem Antriebszahnrad vorhanden; damit ergab sich ein erforderliches Untersetzungsverhältnis von 10:1 zwischen Spiegeltrommel 338 und Zahnrad 308.

In der F i g. 1OB dreht der Motor 430 den Abtastläufer über die Welle 431 und den 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 Streuoptik 509 ist jeweils ein Loch vorgesehen, durch das das Projektionslicht vom Abtaster in die Streuoptik eintreten kann, aus der es aus der Linse 34 austritt, durch das gekrümmte Kunsisioifenster 505 läuft und auf dem halbspiegelnden Bildschirm 344 das Projektionsbild erzeugt. Der Film 336 ist um eine kreisrunde Filmführung 337 gewickelt dargestellt. Die gesamte abwärts vorstehende Abtastoptik ist innerhalb der kreisrunden Filmführung angeordnet; der einzige abwärts vorstehende Teil der Abtastoptik, den die Fi g. 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 F i g. 18A gezeigte Projektionslinse 131. In den Fig. 18B, 18C sind die abwärts vorstehenden Teile der Abtastoptik als zum Antriebsgurt 506 für die Spiegeltrommel 338 beabstandet angeordnet gezeigt. Der FiIm- und Spiegeltrommelmotor 437 auf der Grundplatte 514 ist mit der Riemenscheibe 541, die 15 Zähne aufweist sowie dem achtzähnigen Filmantriebszahnrad verbunden. Die Scheibe 541 und der Gurt 506 treiben vom Antriebsmotor 437 her die mit 150 Zähnen ausgeführte Antriebsscheibe 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 Ring 511, dem Ring 513 unter dem Querstab 500 und der Umhüllung 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° beabstandeten Prnkten am Umfang der Bildwiedergabevorrichtung mit den Beinen 439 zusammengehalten (vgl. Fig. 18A). Die Halteeinrichtung 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 — beispielsweise 543 — den oberen Ring 511 mit dem Ring 51Z Eine zusätzliche Kapplatte 503 ist auf drei Abstandhaltern 503 angeordnet für die der Abstandshalter 517 ein Beispiel darstellt Die Kapplatte 503 blendet Licht ab, während die öffnung zwischen 503 und 512 einen Lufteinlaß darstellt 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 zusätzlichen Gebläsemotor zur Gera > tekühlung. Die Bildwiedergabevorrichtung selbst arbeit als Radialgebläse, das einen selbstkühlenden Luftstrom erzeugt.

Die Fig. 18B, 18C zeigen eine ringförmige Filmkas sette 516, die unter der Grundplatte 514 konzentrisch

in zur Achse 330 angeordnet ist Die Fiimführung kann in vielerlei Form ausgeführt sein — beispielsweise als übliche Spulenab- und -aufwickelmechanik, deren Einzelheiten hier nicht gezeigt sind. Das elektrische System ist ebenfalls nicht gezeigt, da es herkömmlicher

ι j weise aus den Motorsteuerelementen 430,437 und dem Lampensteuerelement 400 besteht. Im Fall eines Tonfilms muß man zusätzlich einen herkömmlichen Tonaufnehmer und Verstärker vorsehen, die aber zur Vereinfachung ebenfalls nicni dargesiciii sind.

:n Die Fig. 18B 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.

Die Fig. 18C entspricht der Fig. 18C, ist jedoch ein Schnitt auf der Linie ß-ßder Draufsicht der Fig. 18A. Der Sd .aitt B-B verläuft durch denjenigen Punkt, in dem der Läufer Licht von der Lampe 400 über die Kondensatorlinse 401, den Spiegel 402 und die Kondensatorlinse 403 aufnimmt Cas aus der Linse 403 austretende Kondensatorlicht verläuft durch einen offenen Boden im 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 (m) und (TiJl wie in F i g. 18A ersichtlich; er wirft das Abtastlicht durch den Film hindurch in die Optik hinein, die das Abtastbild erzeugt.

Die Fig. 19 zeigt in einer Perspektivdarstellung die

stereoskopische Bildwiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Der Beobachter 550 betrachtet eine Szene mit Bewegung und räumlicher Tiefe auf dem halbspiegelnden Bildschirm 344; dieser Bildschirm ist oben unter Bezug auf die F i g. 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

so Fenster 505 hindurchtritt wird korrigiert, indem man den Bildschirm 344 um die Schwenkpunkte A, B Lppt, 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 Funktionssteuerelemente sind auf dem vordersten Bein 439 gezeigt Auch ein Teil der kreisförmigen Filmführung ist erkennbar. Die verbleibenden Ausschnitte entsprechen den bereits in Fig. 18A, 18B und 18C gezeigten. Die Netzschnur 551 ist an eine

Anschlußdose auf dem Ring 511 und von dort an die zentrale Steuerdose 553 geführt Die Steuerdose 553 ist am Bein 439 hinter den Steuerschaltern befestigt; es handelt sich hier um eine Normausführung.

Hierzu 26 Blatt Zeichnuneen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe stereoskopischer Ansichten zur Betrachtung durch mehrere Personen ohne Hilfsmittel an deren Augen, bei dem man eine Folge mehrerer Ansichten einer Szene mit einer Filmkamera nacheinander photographisch aufnimmt und die Ansichten nacheinander wiedergibt, indem man die Ansichten mit einem Abtastprojektor auf einen Bildschirm wirft, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ansichten derart aufnimmt, daß zwischen den einzelnen Ansichten eine Relativbewegung zwischen der Kamera und der Szene erfolgt, wobei die optische Achse (2) der Kamera (10 oder 20) für die verschiedenen Ansichten gleich bleibt oder parallel ist, daß der Abtastprojektor (P) während des Projizierens der aufeinanderfolgenden Ansichten sich an aufeinanderfolgenden Orten entlang eines Kreisbojg«:ns (30) befindet und seine optische Achse dabei immer auf den Mittelpunkt dieses Kreises weist, so daß das Bild auf den Bildschirm (50) auf der gegenüberliegenden Seite des Kreismittelpunktes geworfen wird, daß der Bildschirm ortsfest ist und waagerechte Rippen besitzt, die aus dem Projektor einfallende Lichtstrahlen vertikal streuen, daß der Bildschirm (50) so gekrümmt ist, daß ein von dem Projektor (P) in einer der aufeinanderfolgenden Stellungen projizierte Lichtstrahl, der durch den Kreismittelpunkt auf den Bildschirm (50) trifft, reflektiert '".Td und den Bogen des Kreises an einem Punkt schneidet, der das Spiegelbild des Ortes des Abtastprojektors (V) bezüglich einer Linie ist, die vom Mittelpunkt des Abiastkreisbogens des Projektors zum Mittelpunkt des Kreises führt, und der reflektierte Strahl im wesentlichen parallel zu dieser Linie verläuft, daß weiterhin der Bildschirm so gekrümmt ist, daß das vom Projektor in einer der aufeinanderfolgenden Stellungen projizierte Bild in seiner Gesamtheit von einem Auge wahrgenommen werden kann, das irgendwo auf einer vertikalen Linie sich befindet, die den Kreis im Spiegelpunkt des Ortes des Projektors schneidet, und daß man die Abtastgeschwindigkeit des Projektors so hoch hält, daß sie in der Erholzeit des Gesichtssinnes eines Betrachters liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerechten Rippen auf elementaren vertikalen Abschnitten liegen, aus denen der Bildschirm (50) sich zusammensetzt, und jeder der elementaren vertikalen Abschnitte so gerichtet ist, daß das vom Projektor (P) in einer seiner aufeinanderfolgenden Stellungen projizierte Bild sich in seiner Gesamtheit von einem Auge wahrnehmen läßt, das irgendwo auf einer vertikalen Linie liegt, die den Kreis in dem Spiegelpunkt des Ortes des Projektors (T^ schneidet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerechten Rippen stetig über den Bildschirm (50) verlaufen.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Wiedergabeteils des Verfahrens der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Projektoren, die um eine vertikale Achse umlaufen, während sie eine Bildfolge auf den Bildschirm (344) werfen, wobei die optische Achse des bzw. der Projektors(-ren) auf die vertikale Achse gerichtet ist, durch eine mit einer Vielzahl von Facetten versehenen Spiegeltrommel (182, 338), deren Drehachse in die vertikale Achse fällt, durch einen Laufbildfilm (336), der auf einer kreisförmigen Filmführung gehaltert ist, deren Achse in die vertikale Achse fällt, wobei jedes Einzelbild des Films getrennt aus eine bestimmte Facette der Spiegeltrommel abgebildet wird, so daß sämtliche virtuellen Bilder der Filmeinzelbilder in der vertikalen Achse entstehen,

ίο der Film bezüglich der schnellen Abtastung durch den Projektor entweder ortsfest ist oder sich langsam bewegt, die aufeinanderfolgenden Einzelbilder vom Projektor um 90° gedreht werden, um auf dem Bildschirm (344) eine aufrechte Bildlage zu erzeugen, und der Bildschirm die von dem Projektor geworfenen aufeinanderfolgenden Ansichten auf einen waagerecht durchlaufenden vertikalen Austrittsschlitz reflektiert, der sich auf dem Abtastkreis des Projektors befindet und mit dec gleichen

Winkelgeschwindigkeit wie der Projektor umläuft

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es beispielsweise aus der US-Patentschrift 38 15 979 bekanntgeworden ist, und ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Man hat seit Jahrzehnten danach gestrebt, Szenen stereoskopisch ohne Hilfsmittel für die Augen des Betrachters derart wiederzugeben, daß eine Anzahl von Personen solche Szenen gleichzeitig und ortsunabhängig voneinander betrachten kann. So beschreibt die

J5 deutsche Patentschrift 4 08 984 ein Verfahren zur stereoskopischen Wiedergabe eines Films, bei dem auf dem verwendeten Film die Links- und Rechtsbilder von Stereoaufnahmen abwechselnd hintereinander angeordnet sind. Die Bilder werden mittels einer Wiedergabevorrichtung beliebig.: c Art bei einer über der kritischen Bildfolge (etwa 35 see) liegenden Bildfolge wiedergegeben. Ferner beschreibt die deutsche Patentschrift 3 67 468 eine Vorrichtung zur stereoskopischen Wiedergabe von Bildern, bei der eine Mehrzahl von Lichteintrittsöffnungen festliegen und so angeordnet sind, daß sie nebeneinander, aber in verschiedener Höhe angeordnet sind. Die Lichteintrittsöffnungen lassen mit Hilfe bekannter optischer Hilfsmittel die Strahlen in zeitlicher Folge auf ein gemeinsames Bildfenster fallen.

Aus der eingangs genannten US-Patentschrift 38 15 979 ist es bekannt, eine Kamera radial um einen Punkt auf einem Kreis zu bewegen und nacheinander Szenen zu fotografieren. Danach wird der Film mittels eines ortsfesten Projektors projiziert, der eine festliegende optische Achse besitzt und eine rasche Folge von Bildern projiziert, die von der Kamera fotografiert worden sind. Die optischen Achsen bezüglich eines Punktes auf dem Ortskreis der Kamerastellungen sind

bo alle radial ausgerichtet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, bei dem auf die geschlitzte Trommel nach der eingangs bekannten Vorrichtung verzichtet und außerdem eine parallele Versetzung der

b5 optischen Achsen der Kamera und des Projektors ausgenutzt werden kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.