DE653909C - Einrichtung zur Projektion von dreidimensionalen Objekten und von Bildern auf Linsenrasterschichttragern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Projektion von dreidimensionalen Objekten und von Bildern auf Linsenrasterschichtträgern nach Patent 653 168.
Bei der Einrichtung nach dem Hauptpatent ist ein erstes strahlenbrechendes System aus linsenförmigen Elementen, die in ihrer gemeinsamen Brennpunktebene Bilder der Austrittspupille des Projektionsobjektivs hervorbringen, vorgesehen, und diese Bilder werden mit Hilfe eines zweiten gleichartigen Systems, das sie im gewünschten Maß stäbe einzeln auf die Mattscheibe wirft, wieder aufgenommen und durch ein drittes strahlenbrechendes System betrachtet. Jedes dieser Systeme kann aus einem oder mehreren strahlenbrechenden Netzen von geeigneten Brennweiten bestehen, die so angeordnet sind, daß ihre Elemente einander entsprechen.

Wenn, wie bei der Einrichtung nach dem Hauptpatent, zwischen dem Projektionsobjektiv und der Mattscheibe konvergente optische Netze vorgesehen sind, hat dies gewisse praktische Beschränkungen in der Ausführung und der Anwendung dieser Schirme zur Folge. Nach der Erfindung enthalten die beiden ersten strahlenbrechenden Systeme, welche die reellen Bilder auf der Mattscheibe entstehen lassen, mindestens ein divergentes linsenförmiges System. Dadurch wird insbesondere eine Verringerung der Gesamtdicke und eine Verstärkung der Helligkeit des Schirms erzielt.

Die Zeichnung veranschaulicht den Schirm nach der Erfindung in Fig. 1 und 2 beispielsweise in zwei Ausführungsformen im Schnitt nach einer die optische Hauptachse der Projektionsvorrichtung enthaltenden Ebene.

Gemäß Fig. 1 treffen die von dem nicht näher dargestellten Projektionsobjektiv O kommenden Lichtstrahlen auf das erste Netz R₂, das aus divergenten optischen Elementen besteht und zu dem die Brennpunktebene J₁ gehört. Das zweite Netz E ist aus konvergenten optischen Elementen gebildet. Die Mattscheibe I₂ ist der Brennpunktebene I₁ mit Bezug auf die optischen Elemente des Netzes E zugeordnet. Das dritte oder letzte

Netz i?₃ ist auf der Seite des Beschauers vorgesehen, der sich in der Betrachtungszone // befindet. Jedes der drei Netze R₂, E oder R₃ kann von einfacher oder zusammengesetzter Ausführung sein.

Der Schirm nach Fig. ι wirkt wie folgt; Jedes Element des ersten divergenten Netzes R₂ gibt von der Austrittspupille des Objektivs 0, gesehen unter dem Winkel α, ein ίο kleines virtuelles Bild in der Ebene J₁. Diese Bilder, die sich in der Bildebene vom Netz R₂ im Abstand ε₂ befinden, liegen nicht notwendigerweise dicht nebeneinander, wie Fig. ι erkennen läßt. Das konvergente Netz B ist derart ausgebildet, daß seine optischen Elemente einzeln den Elementen des Netzes R₂ entsprechen und die die optischen Mittelpunkte zusammengehöriger Elemente verbindenden Geraden sich im Mittelpunkt der Austrittspupille des Objektivs O treffen.

Das Netz B nimmt diese Elementarbilder mit seinen einzelnen Elementen auf, um davon reelle und vergrößerte Bilder auf der Mattscheibe I₂ zu erzeugen. Die Brennweite/ der optischen Elemente des Netzes E wird so gewählt, daß die Abstände Cp₁ und <p₃ der Ebenen I₁ und I₂ vom Netz E in bezug auf dieses einander zugeordnet sind. Die in der Ebene I₂ erzeugten Bilder können dicht nebeneinander liegen, dürfen aber niemals einander überlappen. Die Gesamtheit der Netze R₂ und E bringt auf der Mattscheibe I₂ umgekehrte Bilder der Austrittspupille des Objektivs 0 hervor.

Das Netz A₃, das im Abstand «₃ von der Ebene I₂ liegt, weist optische Elemente auf, weiche eine etwas engere Teilung als die auf der Mattscheibe I₂ erzeugten Bilder besitzen, so daß in einem' geeigneten endlichen Abstand die Betrachtungszone H vorgesehen werden kann, auf deren beiden Seiten man Sichtpunkte für die Betrachtung des Reliefbildes findet, das durch die Gesamtheit der Elementarbilder auf der Mattscheibe I₂ gegeben ist, von denen jedes durch ein entsprechendes optisches Element des Netzes R₃ als Einzelteil gesehen wird. Bekanntlich zeigt unter diesen Bedingungen, wenn man eine gerasterte Photographic mit einem umgekehrten oder pseudoskopischen Reliefbild projiziert, das von dem Beschauer auf Seite der Zone H gesehene Bild das richtige Relief. Bei dem betrachteten Beispiel der Fig. 1 ist angenommen, daß die optischen Elemente bei dem Netz R₂ plankonkav und bei dem" Netz E plankonvex sind. Ihre Gesamtheit bildet ein konvergentes System. Je nach dem Wert der Brechungszahl und je nach den Krümmungsradien der Kugel- oder Zylinderflächen der Elemente der Netze R₂ und E kann der Zwischenraum zwischen diesen beiden Netzen sehr klein und sogar im Grenzfall Null sein. Alles hängt von der Vergrößerung ab, die vom Netz E verlangt wird, .um die in der Ebene I₁ erzeugten Bilder in die in der Ebene /₂ entstehenden Bilder überzuführen. In dem Maße, wie die Entfernung zwischen den beiden Netzen R₂, B abnimmt, haben ihre Teilungen ebenso wie ihre Undurchsichtigkeiten das Bestreben, gleich zu werden. Auf alle Fälle gestattet diese Anordnung, da die- Entfernung der Netze R₂ und B verhältnismäßig gering ist, eine Verkleinerung der Gesamtdicke des Schirms.

Praktisch wird indessen das Netz R₂ vorzugsweise eine bestimmte Undurchsichtigkeit aufweisen müssen, während die Undurchsichtigkeit des Netzes E und auch des Netzes R₃ vorzugsweise Null ist. Diese Undurchsichtigkeit des Netzes R₂ wird in einfacher Weise z. B. dadurch erhalten, daß Zwischenwände zwischen den optischen Elementen dieses ersten Netzes oder der beiden ersten Netze vorgesehen werden oder auf die eine der Flächen des ersten Netzes, beispielsweise der Einfachheit halber auf die ebene Fläche dieses Netzes R₂, ein Gitter oder Gewebe T aufgelegt wird, dessen undurchsichtige Teile die Aufgabe haben, daß keines der die einzelnen optischen Elemente des Netzes R₂ durchquerenden Lichtbündel Gefahr läuft, nach Brechung durch dieses Netz R₂ auf das Netz E außerhalb des ihm homolog entsprechenden optischen Elementes aufzutreffen. Je näher daher das Netz R₂ dem Netz E ist, um so näher kann die Undurchsichtigkeit des Netzes R₂ dem Wert Null sein.

In Fig. 2 ist ein Schirm dargestellt, bei welchem das zweite optische Netz E aus divergenten Elementen besteht. Die Gesamtheit des ersten und des zweiten Netzes bleibt konvergent. Diese Anordnung, welche eine Umkehrung der Anordnung nach Fig. 1 ist, führt jedoch wie diese zur Aufstellung von Schirmen, auf die man, um das richtige Relief zu erhalten, Objektive mit pseudoskopischem Relief projizieren muß.· Wie bei Fig. 1 wird nämlich auch bei der Anordnung nach Fig. 2 die Umkehrung der Bilder um i8o° nur einmal durch dasjenige der bei- no den Netze bewirkt, das die kom^rergenten optischen Elemente aufweist.

Nach Fig. 2 besteht das erste Netz R₂ aus konvergenten optischen Elementen, und das aus divergenten optischen Elementen zusammengesetzte zweite Netz E Hegt zwischen dem Netz R₂ und der Mattscheibe I₂. Die Brennpunktebene I₁ des Netzes R₂ ist der Ebene der Mattscheibe I₂ in bezug auf die optischen Elemente des Netzes E zugeordnet. Das auf der Beschauerseite vorgesehene dritte Netz i?3 ist wie bei Fig. 1 konvergent.

Um ein Beispiel eines zusammengesetzten Netzes zu zeigen, ist in Fig. 2 das eine Abänderung des Netzes R₂ darstellende Netz R₂ veranschaulicht, das vorzugsweise aus zwei strahlenbrechenden, gegebenenfalls durch eine Luftschicht u getrennten Systemen gebildet ist, von denen das erste konvergent und das zweite divergent ist und deren Gesamtheit konvergent bleibt.

ίο Diese besondere Anordnung hat einerseits den Zweck, das Netz ^₂' der Ebene I₁ zwecks Verringerung der Dicke des Schirms zu nähern, und andererseits gestattet sie, jedem der optischen Elemente des Netzes R₂' zietnlieh kurze Brennweiten zu geben, was -ihre Ausführung erleichtert. Die aus ihrer Gesamtheit sich ergebende Brennweite weist den Wert ε₂ auf, der größer als jede der Brennweiten ihrer Einzelelemente ist. Es ist demnach ε₂ die Brennweite des Netzes R₂ oder des Netzes R₂. Die Brennweite des Netzes E ist f, und die Brennweite des Netzes R₃ hat den Wert ε_Ά, während Cp₁ und <p₂ die einander bezüglich d,es Netzes E zugeordneten Abstände der Ebenen I₁ und I₂ sind.

Die Wirkungsweise des Schirms der Fig. 2 ist die gleiche wie bei dem Schirm der Fig. 1, wobei jedoch folgende Unterschiede bestehen: Einerseits ist es nicht erforderlich, ein undurchsichtiges Gitter T zwischen den Netzen R₂ und E oder R₂ und E vorzusehen. Andererseits würde das Netz R₂, wenn es allein vorhanden wäre, in der Ebene I₁ reelle Bilder der Austrittspupille des Objektivs 0 erzeugen. Diese Bilder verhalten sich wie virtuelle Objektive in bezug auf die optischen Elemente des Netzes E. Die Ebenen I₁ und L bleiben bezüglich des Netzes E mit der Brennweite / einander zugeordnet. Die reellen BiI-der auf der Mattscheibe I₂ sind wie bei Fig. 1 vergrößert.

Der Fortfall des Gitters T ist bei der Anordnung nach Fig. 2 dadurch ermöglicht, daß die Lichtbündel, die das Netz R₂ unter dem Öffnungswinkel α treffen, niemals nach Bre

chung durch die optischen Elemente des Netzes R₂ auf die entsprechenden Elemente des Netzes E übergreifen können.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Projektion von dreidimensionalen Objekten und von Bildern auf Linsenrasterschichtträgern nach Patent 653 168, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei ersten strahlenbrechenden Systeme (R₂ und E), welche die reellen Bilder auf der Mattscheibe (J₂) entstehen lassen, mindestens ein divergentes linsenförmiges System enthalten.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste strahlenbrechende System (R₂, Fig. 1) aus einem divergenten Netz besteht und virtuelle Bilder erzeugt, und daß das zweite strahlenbrechende System (E) diese Bilder aufnimmt und mit der gewünschten Vergrößerung auf die Mattscheibe (I₂) wirft.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung des Übergreifens der von den divergenten optischen Elementen des ersten Netzes (R₂, Fig. 1) ausgehenden Lichtbündel auf die entsprechenden EIe-_: mente des zweiten Netzes (E) ein Gitter (T) mit undurchsichtigen Teilen vorgesehen ist, welches diese Lichtbündel begrenzt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste strahlenbrechende System (R₂ oder R₂) aus einem konvergenten Netz besteht und reelle Bilder erzeugt, welche als virtuelle Objekte für die optischen Elemente des zweiten Netzes (E) dienen, und daß dieses zweite Netz (E) aus divergenten optischen Elementen besteht und diese Bilder aufnimmt sowie mit der gewünschten Vergrößerung auf die Mattscheibe (J₃) wirft.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen