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Gerät zur kinematographischen Aufnahme einer Bilderreihe mittels einer
Reihe nacheinander ausgelöster Beleuchtungsfunkenstrecken Die Erfindung bezieht
sich auf ein Gerät zur kinematographischen Aufnahme einer Bilderreihe mittels der
sogenannten Funkenkinematographie. Dabei werden auf einer ruhenden photographischen
Schicht mittels einer Reihe nacheinander ausgelöster Beleuchtungsfunkenstrecken
Reihen von Einzelbildern aufgenommen, von denen jedes durch eine einzelne Funkenstrecke
erzeugt wird. Man benutzt dies Verfahren zur Kinematographie von sehr schnell verlaufenden
Vorgängen zur Erzielung von Schatten- und Schlierenbildern und erreicht dabei Bildfrequenzen
von etwa 5 ooo bis zo ooo ooo pro, Sekunde.
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Bei der praktischen Durchführung dieses Verfahrens macht die aufeinanderfolgende
Auslösung der Beleuchtungfunkenstrecken in den gewünschten kurzen Zeitintervallen
Schwierigkeiten, insbesondere, wenn die letztgenannten hohen Bildfrequenzen erzielt
werden sollen. Eine mechanische Auslösung mittels rotierender Kontakte oder eines
fliegenden Geschosses, wie sie bekannt ist, läBt diese hohen Frequenzen nicht erzielen.
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Es ist bekannt, zur elektrischen Auslösung einer einzelnen Funkenstrecke
und zur Erzielung des für die Beleuchtung erforderlichen starken einmaligen, d.
h. aperiodischen Funkenüberganges, die sogenannte Machsche Schaltung zu verwenden.
Diese ist in Abb. r der Zeichnung wiedergegeben, wobei B die Beleuchtungsfunkenstrecke,
Cl- und C2 je eine Leidener Flasche, R ein hochohmiger Widerstand, W ein
Dämpfungswiderstand und A
eine Auslösefunkenstrecke ist.
Lädt man die 1_eidener Flasche auf Hochspannung auf, und löst man dann bei _1 einen
Auslösefunken aus, :o entlädt sich hiernach der Kondensator C2 in den Kondensator
Cl über die Beleuchtungsitinkenstrecke B, wenn R genügend groß ist.
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Man kann nun, wie bekannt, solche im wesentlichen aus zwei Kondensatoren
und einer Beleuchtungsfunkenstrecke bestehende Schaltungseinheiten unter Zwischenschaltung
einer Verzögerungsirnpedanz in Reihe aneinander anschließen, um bei der Auslösung
eine Reihe aufeinanderfolgender Beleuchtungsfunken zu erhalten. Würde man die Schaltungseinheiten
einfach nur in dieser Weise alleinanderreilien, so ergäbe dies in mancher Hinsicht
noch keine befriedigende Lösung des Problems, die für die Herstellung eines vorführbaren
Lauffilms erforderliche sehr große Anzahl von Beleuchtungsfunkenstrecken kurz aufeinanderfolgend
in bestimmten gewünschten Zeitabständen auszulösen; denn die Schaltleitungen im
Funkenkreis müssen zur Vermeidung von Induktivität kurz sein, um eine aperiodische
Dämpfung und damit einen starken einmaligen Funkenübergang zu gewährleisten. Außerdem
stellen sich bei längeren Reihen solcher Schaltungseinheiten Rückwirkungen der später
ausgelösten Funkenkreise auf die vorausgehenden Funkenkreise heraus, die die gewünschten
Zeitabstände verändern oder die Entladung anderweitig beeinträchtigen können. Vor
allein aber würde eine lange Reihe solcher Machscher Schaltungseinheiten wegen der
Verwendung zweier umfangreicher Kondensatoren je Einheit sehr viel Raum beanspruchen
und im Gebrauch sehr unhandlich werden, zumal ja die Beleuchtungsfunkenstrecken
in der Nähe des aufzunehmenden Objektes und der photographischen Optik angebracht
werden müssen.
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Die Erfindung bezweckt, eine Anordnung zu schaffen, bei der diese
Übelstände vermieden werden. Zu diesem Zweck geht die Erfindung von der für ein
hochfrequenz-kineinatographisches Aufnahmegerät an sich bekannten Schaltung aus,
bei der die nacheinander auszulösenden Beleuchtungsfunkenstrecken mit induktiven
Widerständen abwechselnd in Reihe in einem Stromkreis liegen, in den parallel zueinander
Kondensatoren eingeschaltet sind, die mit gleichgleichnamigen Belegungen zwischen
je einer Funkenstrecke und dein folgenden induktiven Widerstand angeschlossen sind;
das Neue der Erfindung bestellt in der Verwendung von Dreipolkondensatoreil bei
dieser Schaltung in der Weise, daß die gleichnamigen Pole jedes Kondensators all
verschiedenen Enden ein und derselben Funkenstrecke angeschlossen sind, und die
diesen. Polen zugeordneten Belegungen entsprechend paarweise nur je einer ihnen
ungleichnamigen Belegung zugeordnet sind. Auf diese Weise ergibt sich eine sehr
gedrängte Schaltung, :.da für jede einer Beleuchtungsfunkenstrecke zugehörige Schaltungseinheit
nur ein Kondensator erforderlich ist und die Länge der Schaltleitungen entsprechend
geringer wird. Dabei ist der bei der Machschen Schaltung zwischen den zwei Kondensatoren
liegende Dämpfungswiderstand entsprechend in Reihe mit jeder Beleuchtungsfunkenstrecke
anzuordnen. Ferner ist zur Aufladung einer Kondensatorenreihe je ein der Machschen
Schaltung entsprechenderhochohmiger Widerstand parallel zu jeder Funkenstrecke anzuordnen;
diese Widerstände können natürlich in bekannter Weise durch je einen Schalter ersetzt
«erden, der vor der Auslösung der Beleuchtungsfunkenstrecken geöffnet wird.
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Die neue einfache Schaltung gibt gemäß der Erfindung die Möglichkeit,
die elektrischen Schaltungselemente einer Reihe von Beleuchtungsfunkenstrecken zu
einer Aufnahmeeinheit zusammenzubauen, die sich als ein handlicher Kasten o. dgl.
der Optik zuordnen läßt. Dabei ist nicht erforderlich, daß die gesamte für die Optik
erforderliche Reihe voll Funkenstrecken in einer einzigen elektrischen Aufnahmeeinheit
zusammengefaßt ist: vielmehr empfiehlt es sich sogar, die Funkenstreckenreilie auf
verschiedene Aufnahmeeinheiten zu verteilen. Hierdurch ergibt sich die vorteilhafte
Möglichkeit, dem optischen System mehrere hintereinandergeschaltete elektrische
Aufnahmeeinheiten verschiedener Entladungsfrequenz, und damit verschiedener Bildfrequenz
zuzuordnen. Zugleich wird es durch die Trennung der elektrischen Aufnahmeeinheiten
möglich, bei längeren Reihen von Funkenstrecken die Rückwirkung der späteren Funkenstreckenschaltungseinheiten
auf die früheren zu vermeiden, indem gemäß der Erfindung die Aufnahmeeinheiten derart
gekoppelt werden, daß sie sich gegenseitig nicht beeinflussen.
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Zu diesem Zweck kann eine elektrische Aufnahmeeinheit, die vorzugsweise
als Baueinheit finit einer Auslösefunkenstrecke zusammengebaut ist, durch eine vorausgehende
entsprechende Aufnahmeeinheit dadurch ausgelöst werden, <laß ihre Auslösefunkenstrecke
im Bereich der von einer Funkenstrecke der vorausgehenden Aufnahmeeinheit hervorgerufenen
Ionisierung der Luft angeordnet wird; so kann z. B. die erste Funkenstrecke der
folgenden Einheit durch die letzte Funkenstrecke der vorausgehenden Einheit ausgelöst
werden. Stößt dies auf Schwierigkeiten der räumlichen Anordnung, so kann zur Zündung
der folgenden Funkenstrecke eine
Hilfsfunkenstrecke vorgesehen-
werden, die in dem Bereich einer, z. B. der letzten Funkenstrecke der vorausgehenden
Einheit angebracht wird. Bei dieser Ionisierungsltopplung sind die Aufnahmeeinheiten
völlig voneinander unabhängig. Natürlich kann diese Kopplung, wenn keine Übelstände
auftreten, auch durch Eine unmittelbare elektrische Kopplung der vorausgehenden
mit der folgenden Aufnahmeeinheit .ersetzt werden, z. B. durch einen unmittelbaren
Anschluß in der - erfindungsgemäßen Schaltung- unter Zwischenschaltung einer Induktanz.
In jedem Falle besteht die Möglichkeit, die folgende Aufnahmeeinheit nach einem
beliebigen bestimmten Zeitintervall auf die vorausgehende folgend auszulösen, und
die Bildfrequenz bzw. Entladungsfrequenz für die folgende Einheit anders zu wählen
als für die vorausgehende. Dies bringt den wesentlichen Vorzug mit sich, daß ein
bestimmter kinematographisch aufzunehmender Vorgang in einzelne kleine Zeitabschnitte
zerlegt werden kann, die mit, nach Maßgabe der Geschwindigkeit des Verlaufs, verschiedener
Bildfrequenz aufgenommen «erden können; d. h. in einem Zeitabschnitt, in dem rasche
und interessante Veränderungen des aufzunehmenden Gegenstandes vor sich gehen, kann
eine höhere Bildfrequenz verwendet werden als in einem anschließenden Zeitabschnitt,
in welchem langsamere und weniger interessante Vorgänge ablaufen.
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Die einzelnen elektrischen Aufnahmeeinheiten werden gemäß: der-Erfindung
mit dein zugehörigen optischen System zweckmäßig zu einem Aufnahmegerät zusammengebaut,
vorzugsweise jedoch so, daß die elektrischen Einheiten oder auch die optischen gegen
andere Einheiten oder Zusammenstellungen leicht auswechselbar sind, z. B. gegen
solche, die für andere Bilderzahl oder andere Bildfrequenzen eingerichtet sind.
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Die Entladungsfrequenz bzw. die Bildfrequenz einer Beleuchtungsfunkenreihe
richtet sich nach den zwischen die einzelnen Funkenstrecken geschalteten Induktanzen
sowie auch nach der Kapazität und Induktivität der einzelnen Funkenkreise unter
sich, wobei deren Ohmschen Widerstände so bemessen werden müssen, daß die aperiodische
Entladung gewährleistet wird. Zur veränderlichen Einstellung der Bildfrequenz einer
Aufnahmeeinheit werden daher gemäß der Erfindung deren Schaltungselemente,
d. 11. Kondensatoren, Induktionsspulen und Widerstände, zweckmäßig regelbar
gemacht, und zwar einzeln oder reihenweise gleichmäßig für die ganze Aufnahmeeinheit.
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Um vollkommen genaues Auslösen der Funken der Beleuchtungsfunkenstrecken
oder auch von Auslöse- oder Hilfsfunkenstrecken zu erleichtern oder unbedingt sicherzustellen,
empfehlen sich radioaktive Substanzen, die in der Nähe der Funkenstrecken angebracht
werden können.
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Zur Abbildung der Einzelbilder des bewegten aufzunehmenden Gegenstandes
sind bisher Einzelobjektive verwendet worden. Eine Vielzahl solcher Objektive würde
bei großen Reihen von Einzelbildern unter Umständen zu unhandlich.
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Gemäß der Erfindung können daher die Einzelobjektive durch Einzelspiegel
ersetzt werden; was eine große Verbilligung und Vereinfachung bedeutet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in den Abb,
s und 3 wiedergegeben, und zwar zeigt Abb. a das Schaltschema, und Abb. 3 das optische
Schema.
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In Abb. 2 ist a eine Auslösefunkenstrecke für eine ganze Reihe von
Beleuchtungsfunkenstrecken b1, b2, b,3.... usw.; gezeichnet sind nur drei Beleuchtungsfunkenstrecken.
Es können jedoch im gleichen Schaltschema nach Belieben weitere Funkenstrecken angeschlossen
werden. Gemäß Abb. 3 sind z. B. acht Beleuchtungsfunkenstrecken b1, bz
.... b8 einem entsprechenden optischen System mit acht Einzelobjektiven a1,
ö. . . . . o8 zugeordnet. Eine einzelne elektrische Aufnahmeeinheit kann
noch mehr Beleuchtungsfunkenstrecken umfassen.
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Gemäß Abb. z liegt jede der Beleuchtungsfunkenstrecken b1, b.., b3.
. . . parallel zu je einem Dreipolkondensator cl, c., c3. . . ., und
zwar an dessen äußeren Belegungen, während alle inneren Belegungen untereinander
und mit der Auslösefunkenstrecke a verbunden sind. Zwischen diesen einzelnen Funkenkreisen,
von denen jeder einen Dämpfungswiderstand zu" w;, zus.. . . in Reihe mit der zugehörigen
Funkenstrecke enthält, sind Verzögerungsinduktionsspulen h, L@ . . . . vorgesehen.
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Das Aufladen und das Entladen einer derartigen Aufnahmeeinheit erfolgt,
wie bei Abb. i beschrieben, wobei dieAufladung über Widerstände r1 bzw. r@ bzw.
r3.... oder diesen entsprechend parallel zur jeweils zugehörigen Funkenstrecke
angeordnete Schalter erfolgen kann; die Schalter müßten vor der Entladung geöffnet
werden.
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Die Kapazitäten sind zur Erzeugung einer Bildfrequenz von z. B. einigen
ioooo Hertz in der Größenordnung von je zweimal i o ooo cm an jedem Dreipolkondensator,
und die Induktivität von h, l1. . . , in der Größenordnung von je io mal ioe cm
zu wählen. Die Größe der Widerstände zul, zu., w,.... richtet sich im Einzelfall
nach den in den Funkenkreisen verwendeten Leitungen, und wird zweckmäßig so bemessen,
daß aperiodische Entladung erfolgt.
Gemäß Abb. 3 erzeugen die Einzelfunkenstrecken
bi, b2, b$. . . . nacheinander Einzelbilder dl, d2.... d8 des
bewegten Gegenstandes g, und zwar vermittels der Linse f.
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Die Aufnahme erfolgt auf einer ruhenden Platte oder auf einem ruhenden
Film, und ergibt einzelne voneinander getrennte Bilder, und zwar Schattenbilder
des Gegenstandes in den einzelnen Aufnahmemomenten. Man kann vor dem Objektiv auch
entsprechend der bekannten Toeplerschen Schliermethode Blenden anbringen, und erhält
dadurch von Vorgängen in durchsichtigen Medien Schlieraufnahmen.
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Da es auf Grund der Erfindung möglich ist, eine sehr große Anzahl
von Einzelbildern zu erhalten, können diese auf einen normalen Film umkopiert werden,
der zur kinematographischen Vorführung dient. Man erhält dadurch von Vorgängen,
deren Gesamtablauf sich innerhalb von i04 Sekunden und darunter vollzieht, einen
anschaulichen Eindruck.