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Einrichtung zur Aufnahme oder zur Wiedergabe von Mehrfarbenbildern
mittels chromatisch polarisierten Lichtes Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung
zur Aufnahme oder zur Wiedergabe von Mehrfarbenbildern mittels chromatisch polarisierten
@ Lichtes, bei der das zur Belichtung bzw. zur Projektion dienende Licht durch einen
Polarisator geleitet, durch ein optisches Medium in Komponenten verschiedenen Polarisationszustandes
aufgespalten und in Abhängigkeit von elektrischen Steuerimpulsen sodann durch einen
zweiten Polarisator nach Farbkomponenten analysiert wird. Es ist bekannt, bei einer
solchen Einrichtung die zur Herstellung von farbigen Bildern erforderliche Zerlegung
polarisierten Lichts in Farbkomponenten durch einen doppeltbrechenden Kristall zu
bewirken. Doppeltbrechende Kristalle gestatten den Durchgang polarisierten Lichtes
bekanntlich nur in zwei ausgezeichneten Schwingungsrichtungen. Die Zerlegung des
dabei elliptisch polarisierten Lichtes erfolgt durch Interferenz in dem doppeltbrechenden
Kristall in zwei einander komplementäre Farben, von denen je nach der gegenseitigen
Stellung von Polarisator und Analysator jeweils die eine oder irgendwelche Anteile
von beiden gleichzeitig, was ein mehr oder weniger vollkommenes Weiß ergeben würde,
mittels eines Analysators ausgewählt werden können. Die Auswahl der beiden "komplementären
Komponenten, die nach Durchgang durch einen doppeltbrechenden Kristall sich hinsichtlich
ihres Polarisationszustandes unter-' scheiden, wird dabei elektrisch dadurch gesteuert,
daß die als Polarisator oder Analysator benutzten Nicolschen Prismen der Wirkung
eines elektromagnetischen Kraftfeldes ausgesetzt werden. Wegen der niedrigen " Verdet-Konstante
des Kalkspats, aus dem die Nicolschen- Prismen bestehen, ist allerdings auch bei
Anwendung stärkster Magnetfelder die Steuerbarkeit der Auswahl der beiden Komplementärfarben,
die durch die Natur des dazwischengestellten doppeltbrechenden Kristalls bestimmt
werden, praktisch nur gering, so daß das durch die Anordnung tretende Licht lediglich
nach der einen oder anderen der beiden Komplementärfarben hin getönt werden kann.
' Die Erfindung besteht nun darin, daß zur Aufspaltung des Lichtes in Komponenten
verschiedenen Polarisationszustandes eine in den Lichtweg geschaltete, chrornatisch
aktive planparallele, senkrecht zur optischen Achse geschliffene Platte dient und
daß die Farbenauswahl durch eine von einer elektrostatischen oder einer elektromagnetischen
Lichtsteuerzelle hervorgerufene und von den dieser Zelle zugeführten elektrischen
Steuerimpulsen abhängige Drehung der Polarisationsebenen der durch das chromatisch
aktive Medium hindurchgegangenen Lichtstrahlen erfolgt. Durch die Lichtsteuerzelle
kann die durch das ebenfalls
in den Lichtweg geschaltete, chromatisch
aktive Medium erzeugte Rotationsdispersion des Lichtes in jeder "gewünschten Weise
verändert, also nach Bedarf vergrößert oder verringert werden, so daß es gelingt,
Farbkomponenten jeden gewünschten. Spektralbereichs auszuwählen, was bei der Anordnung
mit einem doppeltbrechenden Kristall nicht der Fäll ist. Die Verwendung elektrostatischer
oder elektromagnetischer Lichtsteuerzellen hat die wichtigen weiteren Vorzüge, daß
diese Lichtsteuerzellen verhältnismäßig schwäche Steuerströme benötigen und daß
sie außerdem die Verwendung der neuerdings gebräuchlichen Polarisationsfilter gestatten,
die sich neben ihrer beträchtlichen Billigkeit besonders durch wesentlich größere
Apertur auszeichnen und dadurch erst wirklich praktisches Arbeiten mit polarisiertem
Licht ermöglichen.
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Die Erfindung sei nun an Hand der Zeichnungen näher erklärt.
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In Abb. i ist eine schematische Darstellung des Aufrisses der Aufnahmekamera
wiedergegeben, während in Abb. 2 der Aufnahmeapparat im Grundriß dargestellt ist:
Die Lichtstrahlen, die von dem aufzunehmenden Bild ausgehen, das ruhend oder bewegt
sein kann und das durch den Pfeil i angedeutet ist, gelangen in die Kamera 2. In
der Kamera werden die Lichtstrahlen durch einen Polarisator 5 polarisiert und durch
ein chromatisch aktives Medium 6 geleitet. Dieses chromatisch aktive Medium hat
die Eigenschaft, die Schwingungsebene jedes polarisierten Lichtstrahls in einem
für seine Farbe charakteristischen Maße zu drehen. Als chromatisch aktives Medium
6 kann beispielsweise eine senkrecht zur optischen Achse geschliffene Quarzplatte
verwendet werden. In diesem Fall werden pro Millimeter Plattenstärke die Schwingungsebenen
polarisierter roter Lichtstrahlen um etwa 150 gedreht, die Schwingungsebenen polarisierter
gelber Lichtstrahlen werden um etwa 21 'gedreht, und die j Schwingungsebenen
polarisierter violetter Lichtstrahlen werden um 51° gedreht, für andersfarbige Lichtstrahlen
gelten entsprechende Werte.
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Die auf diese Weise chromatisch polarisierten Lichtstrahlen werden
durch eine Lichtsteuerzelle 7 geleitet, durch die eine elektrisch gesteuerte- Gegendrehung
der Schwingungsebenen der chromatisch polarisierten Lichtstrahlen bewirkt wird.
Die elektrische Spannung der Lichtsteuerzelle 7, die durch die Stromquelle 16 erzeugt
wird; ist so bemessen, daß sich die durch die Lichtsteuerzelle 7 :und die durch
das chromatisch aktive Medium 6 bewirkten, einander entgegengerichteten Drehungen
der Schwingungsebenen der polarisierten Lichtstrahlen für jeweils eine bestimmte
Lichtsorte aufheben, so daß die Lichtstrahlen dieser Farbe durch den Analysator
8 hindurchgehen. Diese Lichtstrahlen werden sodann zur Belichtung des Negätivflms
1o verwendet.
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Um die Lichtstrahlen der verschiedenen Farben nacheinander durchlassen
zu können, ist es notwendig, die Spannung der Lichtsteuerzelle 7 entsprechend zu
bemessen. Da die optischen Farbeindrücke nur dann als Mischfarben erscheinen, wenn
sie innerhalb einer gewissen Verschmelzungszeit, längstens etwa 1J9 Sekunde, aufeinandertolgen,
so ergibt sich, daß die Selektion der verschiedenen Färben innerhalb dieser Zeit
erfolgen muß. Es ist deshalb erforderlich, daß der Lichtsteuerzelle 7 eine entsprechende
Steuerfrequenz zugeführtwird, die, wie im Beispiel von Abb: -angegeben ist, durch
die Stromquelle 16 erzeugt wird.
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Je nachdem, ob ein Drei-, Vier- oder .st-Farbenfilni hergestellt werden
soll, werden während einer Periode der der Lichtsteuerzelle 7 zugeführten Steuerfrequenz
3, q: bzw. n-F ilmbilder belichtet. Beispielsweise würden zur Herstellung eines
Dreifärbenfilms bei einer Steuerfrequenz von 9 Perioden 27 Filmbilder pro Sekunde
zu belichten sein.
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Wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, besitzt die Kamera :2 ein lichtdichtes
Nebenabteil, in dem eine Lichtquelle 13 untergebracht ist. Die Lichtemission dieser
Lichtquelle 13 wird ebenfalls durch die Stromquelle 16 gesteuert und ist deshalb
eine Anzeige für die jeweilige Phase der Steuerfrequenz der Lichtsteuerzelle 7 und
damit auch für die jeweils ausgewählte Farbe des aufzunehmenden Bildes. Die Lichtstrahlen
der Lichtquelle 13 belichten einen schmalen Nebenstreifen des Negativfilms ro, ähnlich
dem Tonstreifen beim Tonfilm. An sieh ist diese Anordnung der die Steuerströme ergebenden
Zeichen nicht neu.
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Als Negativfilm kann normales Schwarzweißfilmmaterial verwendet werden.
Vorzugsweise wird man panchromatisches, für alle Farben möglichst gleichmäßig sensibilisiertes
Filmmaterial verwenden: Der so belichtete Negativfilm wird in der üblichen Weise
entwickelt und kopiert.
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Die Projektion des Positivfilms erfolgt durch den Wiedergabeapparat
17, den Abb. 3 schematisch im Aufriß und Abb. q. im Grundriß zeigt.
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Im Wiedergabeapparat 17 befindet sich eine Lichtquelle 18, deren Lichtstrahler.
durch den Polarisator 2o polarisiert und durch ein chromatisch aktives Medium 21
geleitet werden. Das chromatisch aktive Mediüin 21 hat dieselben optischen Eigensehaften
wie das in der Kamera 2 verwendete chromatisch aktive Medium 6:
Die
chromatisdh polarisierten Lichtstrahlen der Lichtquelle 18 werden daräuf durch eine
Lichtsteuerzelle 22 geleitet. Durch die Lichtsteuerzelle 22 wird eine elektrisch
gesteuerte Gegendrehung der Schwingungsebenen der chromatisch polarisierten Lichtstrahlen
der Lichtquelle 18 bewirkt. Die durch die Lichtsteuel-zelle 22 und das chromatisch
aktive Medium 21 bewirkten, einander entgegengerichteten Drehungen der Schwingungsebenen
der polarisierten Lichtstrahlen der Lichtquelle 18 lieben sich jeweils für eine
bestimmte Lichtsorte auf, so daß die Lichtstrahlen dieser Farbe durch den Analysator
23 hindurchgehen.
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Die jeweils auf diese Weise ausgesonderten Lichtstrahlen der Lichtquelle
18 projizieren den Positivfilm 25, der, durch den Motor 30 angetrieben, durch den
Strahlengang dieser Lichtstrahlen bewegt wird. Diese Lichtstrahlen verlassen den
Wiedergabeapparat 17 durch die Linse 26 und projizieren das Filmbild auf den Projektionsschirm
(Leinwand) 31.
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Wie aus Abb.4 hervorgeht, wird durch eine besondere Vorrichtung des
Wiedergabeapparates 17 bewirkt, daß die Projektion jedes Filmbildes des Positivfilius
25 durch Lichtstrahlen derselben Farbe erfolgt, wie sie bei der Belichtung des entsprechenden
Filmbildes des Negativfilms 1o in der Kamera angewendet worden sind. Diese Vorrichtung
ist in einem lichtdichten Nebenabteil des Wiedergabeapparates 17 untergebracht und
besteht im wesentlichen aus einer Lichtquelle 32, deren Lichtstrahlen durch die
Linse 33 und den Projektionsspalt 34 geleitet werden und den Nebenstreifen des PQSltivfilmS
25 durchdringen, der die photographischen Aufzeichnungen der bei der Bildaufnahme
zur Farbenauswahl angewendeten Steuerfrequenz trägt. Die auf diese Weise modulierten
Lichtstrahlen gelangen in die Photozelle 35.
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Die Stromquelle 37 der Lichtsteuerzelle 22 wird durch die photoelektrischen
Impulse der Photozelle 35 derart gesteuert, daß durch die Lichtsteuerzelle 22 Lichtstrahlen
der gleichen Farbe zur Projektion eines Bildes des Positivfilms 25 ausgewählt werden,
wie sie bei der Belichtung des entsprechenden Filmbildes des Negativfilms io angewendet
worden waren.
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Wenn der Ablauf des Films mit entsprechender Geschwindigkeit erfolgt,
erscheinen die auf der Projektionsleinwand 31 erzeugten Bilder in den natürlichen
Farben.
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Die Plätze der die Farbenauswahl in der Kamera 2 und dem Projektor
17 bewirkenden Lichtsteuerzelle und des chromatisch aktiven Mediums können auch
untereinander vertauscht werden. Es ist auch möglich, bei der Wiedergabe des Positivfilms
25 die Farbenauswahl nach dem Durchgang des Lichtes dürch das' Projektionsobjektiv'
in' `_ der beschriebenen Weise vorzunehmen.
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Wie bereits erwähnt wurde, muß die Ausi wahl der Lichtstrählen der
verschiedenen Farben innerhalb der Vcrschmeläüngszeit,. etwa i/9 Sekunde, beendet
sein, Es kann dabei so verfahren werden, daß innerhalb dieser Zeit alle Farben'
nacheinander ausgewählt werden. Hierzu' ist z. B. der die Farbenauswahl bewirkenden
Lichtsteuerzelle 7 eine Steuerfrequenz zuzuführen, deren Spannungskurve verläuft
wie in Abb. 5 dargestellt ist, wobei E,., E, und E" die Spannungen bedeuten, die
zur Auswahl der drei Grundfarben erforderlich sind. Wenn während der V erschmelzungszeit
n Filmbilder belichtet bzw. projiziert werden, so muß während der Belichtungszeit
von drei dieser ia Filmbilder je eine der Spannungen E,., Eg und E" erreicht werden.
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Die Spannung der die Farbenauswahl bewirkenden Lichtsteuerzelle kann
auch während der Belichtung je eines Filmbildes konstant sein und während des Filmtransportes
entweder jedesmal auf Null zurücksinken, wie dies in Abb! 6 gezeigt ist, oder auf
den zur Auswahl der nächsten Farbe erforderlichen Wert übergehen, wie aus Abb.7
ersichtlich ist. Bei einem n Farbenfilm würden entsprechend n Spannungsstufen vorhanden
sein.
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Zur Aufnahme und Wiedergabe der die einzelnen Szenen begleitenden
Töne kann dem vorstehend beschriebenen Farbfilm wie beim Schwarzweißfilm ein die
Tonaufzeichnungen tragender Tonstreifen beigegeben werden.
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Es können zur Erzeugung farbiger kinematographischer Bilder auch photographische
Platten oder ähnliches lichtempfindliche Material angewendet werden.