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Kinematographisches Aufnahme- und Wiedergabeverfahren Zusatz zum Patent
7o6 8i7 Gegenstand es Hauptpatentes 7o6 817 ist ein kinematographisches Aufnahmeverfahren,
bei analoger Umkehrung auch Wiedergabeverfahren, bei dem die wiederzugebenden Bilder
durch ein Feld von Linsen in Teile zerlegt und die so entstehenden Teile des Bildes
durch die Zerlegerlinsen verkleinert abgebildet werden und bei denn Zerlegerlinsen
und lichtempfindliche Schicht nicht auf dem gleichen Träger angeordnet sind. Die
Zahl der im Linsenfeld enthaltenen Zerlegerlinsen ist hierbei so klein gewählt,
daß jede der Zerlegerlinsen in jeder Richtung gleichzeitig eine Vielzahl voneinander
zu unterscheidender Bildpunkte wiedergibt, in dem jede Rasterlinse einen Teil eines
Zwischenbildes des Aufnahmegegenstandes mit seinen Einzelheiten auf der lichtempfindlichen
Schicht abbildet.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Weiterbildung und Verbesserung
dieses Verfahrens, dem noch einige -Mängel anhaften, wie die folgenden Ausführungen
zeigen.
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,. In Fig. z der beiliegenden Zeichnung ist noch einmal das optische
System wied'erge geben, das im Rahmen des Hauptpatentes für die Zerlegung oder Zusammensetzung
der Bilder beschrieben worden ist. Die Bezeichnung der einzelnen Elemente, dieses
optischem Systems lehnt sich an die Bezeichnung des Hauptpatentes an. Mit z ist
das aufzunehmende, aus den beiden. Pfeilen rd und ib bestehende Objekt bezeichnet.
Von diesem-Objekt wird von dem O'bj aktiv 17, das aus den vier Linsen 7a bis r7d
besteht, in der Ebene z9 ein Bild entworfen. ' Dieses Zwischenbild wird von Zerlegerlinsen
ao auf dem Film 22 abgebildet, wobei es gleichzeitig in die beiden Teilbilder,-92a
und 2zb zerlegt wird. Die Größe der Teilbilder wird durch diel Teilbildblende 18
bedingt. Da sich zwischen Teilbil.dbflende r8- und den Zerlegerlinsen:2o noch .die
eine Linse 17d des Objektivs 17 befindet, ist für den Strahlengang das Bild 18a
maßgebend, das, die Linse i7d von der materieller Tcilbildblende 18 erzeugt.
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Aus dem bereits im Hauptpatent ange--@ gebenen Strahlengang ergeben
sich folgende Regeln der Bemessung der einzelnen Teile: Gegeben ist die' Teilbildgräße
aus den Filmabmessungen und, der Zahl der Teilbilder so,-wie
aus
der optischen Leistungsfähigkeit der Zerlegerlinsen 2o. Bei gegebener Brennweite
der Zerlegerlinsen ist damit der Bildwinkel gegeben, unter dem die Teilbildblende
i8 und ihr Bild 18ä von den Zerlegerlinsen erscheint; er ist gleich dem Bildwinkel,
-unter dem die Teilbilder von den Zerlegerlinsen aus erscheinen. Das Zwischenbild
ig muß eine solche Lage' haben, daß. sich .die Teilbilder lückenlos aneinanderschließen.
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Wie bereits im Hauptpatent angegeben wurde, müssen die Teilbilder
auf dem Film größer aufgezeichnet werden, als für -die Bildprojektion benötigt wird,
damit bei den unvermeidlichen Ungenauigkeiten der Filmlage nicht Lücken im projizierten
Bild entstehen. Die Größe dieser Abweichungen der Filmlageist durch die Schrumpfung
des Films und die Genauigkeit der mechanischen Ausfülirung gegeben, sie kann bei
gegebenem Aufwand an technischen Mitteln nicht unter einige Zehntelmillimeter _
heruntergedrückt werden. Soll die Fläche des Films noch gut ausgenutzt werden, so
muß die Teilbildgröße ein Mehrfaches hiervon sein, das heißt, sie darf unter o,6
bis o,8 mm nicht gewählt werden. ' Unter diesen Voraussetzungen ergibt sich für
die Anordnung nach Fig. i folgendes: Die Teilbildblende 18 erhält im Verhältnis
zu der. Brennweite,des Objektivs i7 eine erhebliche Größe, so daß das Objektiv ein
großes Öffnungsverhältnis . haben muß, im -allgemeinen größer als i : 1,5. Um ein
Vignet-, fieren zu vermeiden, das sich hier als Beschneidung der seitlichen Teilbilder
bemerkbar macht und deshalb unbedingt vermieden werden muß, ist es meistens erforderlich,
die Teilbildblends 18 dort .anzuordnen, wo sonst die Aperturblende..des Objektivs
17 angeordnet wird. Erfahrungsgemäß muß das Objek-
tiv 17 bei dieser Anordnung
gut korrigiert sein, wenn eine ausreichende Bildschärfe erreicht werden soll. Die
Zerlegerlinsen 2o müssen mit einer zentral angeordneten Aperturblende
46 versehen sein, wenn die Verzeichmuig klein gehalten werden soll. Bei der
Projektion der Bilder durch ein gleiches optisches System, wie es bei der Aufnähme
verwendet wurde, wird zwar die.Verzeichnung aufgehoben, das gilt aber-nur, wenn
die Lage der Teilbilder fehlerlos ist, was nicht zutreffend ist. Diese Zusammenhänge
erfordern einen erheblichen Aufwand .an optischen Mitteln, wodurch verhältnismäßig
hohe Herstellungskosten bedingt werden. D'9 der Zweck der Zeilenkinematographie
jedoch der einer Verbilligung der Kinematographie ist, steht dieser große Aufwand
an optischen Mitteln diesem Zweck entgegen. Dazu kommt noch- ein weiterer Mangel.
Die hohe erforderliche Lichtstärke und der gute Korrektionszustand des Objektivs
ergibt eine größere Zahl von Glaslinsen gegen Luft, Meistens ist noch eine weitere
Linse 17e, die punktiert eingezeichnet ist und die am Ort des Zwischenbildes ig
angeordnet ist, erforderlich, um den erforderlichen Bildwinkel der Teilbildblende
zu erreichen. Die Zeichnung i stellt ungefähr die Abmessungen des optischen Systemsi
maßstäblich dar, lediglich die Zerlegerlinsen werden mit einem kleineren Durchmesser
als gezeichnet ausgeführt (beiläufig bemerkt, beträgt der zweckmäßigste Durchmesser
der Zerlegerlinsen 3,4 bis 3,7 mm), und die Lage des aufzunehmenden Objektes
ist weiter entfernt zu denken. Nach der Zeichnung sind dann sechs bis sieben Glaskörper
gegen Luft erforderlich; wodurch erhebliche Lichtverluste entstehen.
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Diese Mängel sollen durch die vorliegende Erfindung vermieden werden,
die vorschlägt, das Zwischenbild ig außerhalb des Raumes zu entwerfen, der zwischen
dem Objektiv 17 und den Zerlegerlinsen liegt. Hierfür bestehen zwei Möglichkeiten,
das Zwischenbild liegt, bezogen. auf den Strahlengang bei der Aufnahme, entweder
hinter den Zerlegerlinsen oder vor dem Objektiv.
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Fig. 2 zeigt eine Anordnung; bei der das Zwischenbild, bezogen auf
den Strahlengang bei der Aufnahme, hinter den Zerlegerlinsen liegt. Wie die Erfahrung
zeigt, können in diesem Fall als- Objektiv zwei einfache bikonvexe Linsen 17a und
17b verwendet werden, die Zerlegerlinsen 2o können als Vollkugeln ausgeführt werden,
die Aperturblende kann als Vorderblende, bezogen auf die Zerlegerlinsen gemäß der
Zeichnung, ausgeführt werden, und die erzielte Bildschärfe ist bei einem gleichen
Öffnungsverhältnis noch besser als bei der Anordnung nach Fig, i, bei dein oben
geschilderten hohen Aufwand an optischen Mitteln, Die Grunde für diese bessere Wirkung
liegen in folgendem. Zwischenbild 1g und Film 22 liegen, auf der gleichen Seite
der Zerlegerlinsen 2o. Die Schnittweite zwischen Film und Zerlegerlinse 2o wird
bei gleichen Radien kürzer als bei der Anordnung nach Fig. 1. Außerdem: ist die
Beanspruchung der Flächen der Zerlegerlinsen in diesem Fall geringer, so da,ß die
Fehler der Zerlegerlinsen 2o kleiner werden. Die Objektivlinsen i7a und 17b kommen
wesentlich näher an die Zerlegerlinsen 2o ; zu stehen, so daß die Winkel, unter
denen die Lichtstrahlen diese Flächen durchsetzen, günstiger werden, so da.ß auch
ohne besonderen optischen Aufwand die Bildfehler sehr klein werden. Die Linsen 17a;
17b und 2o i können als ein dreilinsiges Objektiv aufgefaßt werden. Der Ort für
die Aperturblende,
bei der die Verzeichnung aufgehoben oder auf
ein ausreichend kleines Maß verringert wird, liegt hier praktisch meistens in der
gezeichrieten Lage kurz vor den Zerlegerlinsen 2o: Auf eine chromatische Korrektur
kann verzichtet werden"d'a die Brennweite des Gesamtsystems so kurz wird,, daß die
Farbenfehler auch ohne besondere Korrektur derselben ausrechend klein werden. Wie
Versuche zeigten, können für die Linsen 17a und 17b einfache Brillengläser benutzt
werden.
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Bei der Anordnung nach Fig. 2 kann. die Teilfeldblende 18 fest vor
den Objektivlinsen 17a und '17b angeordnet werden. Das Objek-
tiv 17 muß auf
. die jeweilige Gegenstandsweite eingestellt werden. Die Tiefenschärfe des gesamten-
optischen Systems ist zwar wegen der .kleinen Gesamtbrennweite eine derartig große;
daf- mit Rücksicht auf die Bildschärfe eine solche Einstellung nicht erforderlich
wäre, aber mit Änderung der Gegenstandsweite ändert sich auch die Lage des Zwischenbildes
1g und damit die Zusammensetzung des Gesamtbildes aus dem. Teilbildern. Wie die
Erfahrung zeigt, wird hierdurch -die Wirkungdes B,ilides wesentlich stärker gestört
als durch eine Verringerung der Bildschärfe. Dieser Umstand erfordert eine Einstellung
der Linsen i7a und -i7b auf die jeweilige Gegenstandsweite. Die geringe Entfernung
zwischen Objektivlinsen 17 und Zerlegerlinsen2o in Fig. 2 gestattet eine feste Anordnung
der Teilbildblende i8, ohne daß bei der erwähnten Einstellung.aüf die Gegenstandsweite
ein Vignettieren eintritt: -Die hier mögliche Anordnung gestattet, bei der Projektion
der ganzen Teilbildblende i8 oder der eine? Hälfte derselben durch einen Exzenter
i8° oder eine andere mechanische oder sonstige Vorrichtung eine schnelle hin und
her gehende Bewegung zuerteilen. Wie Versuche gezeigt haben, können dadurch die
Trennlinien zwischen den einzelnen Teilbildern beim projizierten Bild in stärkerem
Maße unsichtbar ;gemacht werden, als ohne dieses Hilfsmittel möglich ist.
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Bei der Anordnung nach Fig. 2 bietet es keine Schwierigkeiten; durch
entsprechende Stellung der Linsen 17a - und 17b und der Teilbil:dblende 18
zu erreichen, daß das Bild: 1811 der Teilb,ildblende i8 weit nach außen gerückt
wird. Hierdurch wird erreicht, da,ß auch. für die seitlich liegenden Zerlegerlinsen
die optische Achse, -die durch ,den, Mittelpunkt der Zerlegerlinse und ,den Mittelpunkt
des Bildes der Teilbildblenide 189 geht, gegen die optische Achse des Gesamtsystems
nur wenig geneigt ist, wodurch die, Bildgüte ebenfalls. steigt. Der mögliche Verzicht
auf did Korrektur .der Farbenfehler gestattet es, bei der Anordnung nach Fig. 2
- das Ob-j ektiv 17 nur aus positiven Linsen zusammenzusetzen, die dann nur schwach
gekrümmte Flächen erhalten, so d'aß Bildfeldkrümmung und sphärische Abweichungen
klein gehalten werden. Bei mittleren Brennweiten sind bikonvexe Linsen von gleichem
Krümmungsradius beider Flächen zweckmäßig, bei kürzeren Brennweiten empfiehlt sich,
in bekannter Weise eine -Durchbiegung der Linsen in der Weise, daß die Bildfeldkrürnmung
möglichst klein bleibt, während bei größeren Brennweitem. eine Durchbiegung zweckmäßig
in der Weise erfolgt, da.ß die sphärischen Abweichungen möglichst klein bleiben.
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Eine zweite Anordnung gemäß der Erfindung, bei der das Zwischenbild
vor dem Ob, jektiv liegt, ist in Fig: 3 dargestellt. -Beidieser Anordnung liegen
bei- der Aufnahme Objekt und Zwischenbild auf der gleichen Seite des Objektivs 17;
so daß dieses hier sowohl aus einer positiven Linse als auch, wie gezeichnet, aus
einer negativen Linse bestehen kann. Bei dieser Anordnung muß die Höhe der Teilbildblende'
18 kleiner als der Abstand zweier benachbarter Zerlegerlinsen sein, denn, wie die
Abbildung unmittelbar erkennen -läßt, es kann nur in diesem Fall die Zerlegung in
anschließende Teilbilder erfolgen, Um eine gleiche Größe der Teilbilder zu; erhalten,
muß die Brennweite der Zerlegerlinsen entsprechend größer gewählt werden. Es wird
meistens nicht genügen, wie gezeichnet, Hallkugeln als Zerlegerlinsen zu verwenden,
die Krümmungsradien der Zerlegerlinsen werden meistens. wesentlich größer gewählt
werden müssen. Bei dieser Anordnung ist das Öffnungsverhältnis der Optik, bezogen
auf den Film, meistens erheblich kleiner als bei der Anordnung nach Fig. 2. Diese
Anordnung ist deshalb für Aufnahme und Projektion weniger geeignet, dagegen kann
sie für Betrachtungsapparate zur unmittelbaren Betrachtung der Filme benutzt werden.
Die -Anordnung nach Fig. 3 ist für diesen Zweck besonders geeignet, weil es keine
Schwierigkeiten bietet; die Teilbildblende 18 kleiner als die Eintrittspupille des
menschlichen Auges zu machen.
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Bei derartigen Betrachtungsapparaten mit einer Optik nach Fig. 3 werden
die Z,erlegerlinsen zweckmäßig aus" Glas gepreßt, wie es Fig. q. in der Ansicht
und Fig., 5 im Querschnitt zeigt. In diesem Fall erscheinen auch bei subjektiver
Betrachtung die Teilbilder aneinanderstoßend.
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Im vorstehenden war die Anordnung nach Fig.-2 für die Aufnahme beschrieben,
dieselbe kann natürlich mit den gleichen Vozteilen auch für die Projektion benutzt
wer= den. Die ausführlicher, beschriebenen Linsenanordnungen sind als Beispiele
zu betrachten, es können naturgemäß auch andere, aus der
photographischen
Optik bekannte Linsenanordnungen für den Ob j ektivteil 17 benutzi werden. Auch-
bei der Anordnung nach Fig. 2 kann die Teilbildblende zwischen den Linsen des Objektivs
oder hinter denselben angeordnet werden, was besonders bei längeren Brennweiten
zweckmäßig sein kann.
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Die im Hauptpatent beschriebenen besonderen-Blendenanordnungen und
Farbfilter für - Farbenaufnahmen und Stereoaufnahmen, die Zwischen Objektiv
17 und Zerlegerlinsen 2o angeordnet werden müssen, können in der Ebene iga
angeordnet werden. Wie aus Fig. 2 unmittelbar zu erkennen ist, wird in dieser Ebene
ebenfalls das Bild in Teilbilder; welche aneinarnderstoßen, zerlegt. Diese Ebene
iga wird allerdings nicht scharf auf dem Film abgebildet, was jedoch für diese Zwecke
nicht erforderlich - ist.
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Es sei noch a"uf die gegenseitige Lage der Teilbilder hingewiesen,
die bei den Anordnungen nach Fig. 2 und 3 die gleiche ist, während bei der Anordnung
nach Fig. i dieser Lage gegenüber oben und unten und die Seiten bei jedem Teilbild
vertauscht sind. Die Lage nach Fig. 2 und 3 ist die günstigere, da hier die Teilbilder
in der richtigen gegenseitigen Lage auf denn Film aufgezeichnet werden.
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Oben war eine Bewegung der Teilbildblende während der Praj elition
erwähnt, um die Trennlinien unsichtbar zu machen. Es war erwähnt, daß auch nur die
eine Hälfte bewegt zu werden braucht. Dieses bietet den Vorteil, daß die andere
Hälfte so ausgeführt werden kann, daß sie durch einen Handgriff ifib von Hand so
eingestellt werden kann, daß die Sichtbarkeit der Trennlinien zwischen den Teilbildern
ein Minimum wird. D'em gleichen Zweck kann eine Auszackung der Ränder der Teilbildblende
oder entsprechend verlaufende Filter dienen.
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Die Objektivli:nsen 17a und 17b können bei der Anordnung nach Fig.
2 auch so durchgebogen werden, daß die eine ein Minimum an sphärischer Abweichung,
die andere ein Minimum an Bildfeldwälbung besitzt, zweckmäßig-bat die dem Objekt
oder dem Projektionsschirm zugekehrte Linse eine Durchbiegung entsprechend minimaler
sphärischer Abweichung.- Dieser Linse kann man auch zweckmäßig eine etwas größere
Brennweite als der anderen Linse geben.
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Sollen verschiedene Brennweiten benutzt werden, so brauchen nicht
beide Linsen 17" und 17b ausgewechselt zu werden, sondern es genügt, wenn in an
sich bekannter Weise nur eine dieser beiden Linsen ausgewechselt wird oder wenn
der Abstand zwischen beiden Linsen geändert wird. Diese -Maßnahmen bieten zwar bei
normalen photographischen Objektiven Schwierigkeiten, bei der hier vorliegenden
Beanspruchung der Linsen sind sie j edoch leicht anwendbar. .
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Oben war erwähnt, däß die Bewegung der Teilbildblende auch durch andere
als mechanische Mittel erfolgen könne, beispielsweise können hierzu elektrische
Anordnungen ähnlich einem Wagnerschen Hammer benutzt werden.
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Zum Stande der Technik sei noch darauf hingewiesen, da:ß es bei Farbftlmaufnahmeverfahren
bekannt ist, Zylinderlinsen innerhalb des Raumes zwischen Objekt und Bild anzuordnen.