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Bildschirm für kinematographische Atelieraufnahmen mit Hintergrundsprojektion
Die Erfindung bezieht sich auf einen Bildschirm aus durchsichtigem Werkstoff, der
für kinematographische Atelieraufnahmen bestimmt ist und dazu dient, einen Hintergrund
darzubieten, der durch Projektion mittels eines auf der der aufzunehmenden Szene
abgewandten Schirmseite befindlichen Projektors zustandekommt.
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Ursprünglich hat man einen solchen Bildschirm als Mattscheibe ausgebildet.
Um den damit verbundenen Nachteil zu vermeiden, daß die Helligkeit des projizierten
Hintergrundsbildes am Schirmrande wesentlich geringer ist als in der Schirmmitte,
hat man später vorgeschlagen, anstatt einer Mattscheibe eine durchsichtige Platte
zu verwenden, die an ihrer der Aufnahmekammer zuzuwendenden Seite als Raster aus
untereinander gleichen, sammelnden achsensymmetrischen Linsenflächen ausgebildet
ist. Wenn ein Bildschirm dieser Art auch ein Hintergrundsbild von gleichmäßiger
Helligkeit liefert, so ist doch bei den üblichen Projektionslampen die Helligkeit
nicht ausreichend.
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Nach der Erfindung läßt sich eine größere Helligkeit dadurch erzielen,
daß auch die dem Projektor zuzuwendende Schirmseite als ein Raster aus untereinander
gleichen, sammelnden Linsenflächen ausgebildet wird, und zwar derart, daß die beiden
Raster gleiche Teilung haben, daß die optischen Achsen der gegenüberliegenden Linsenflächen
miteinander
zusammenfallen, und daß zwischen der Brennweite f' der
Linsenflächen des projektorseitigen Rasters und der Schirmdicke d die Beziehung
besteht 5d>f'>5/9d. Diese Beziehung besagt unter der Voraussetzung geeigneter Dicke
des Schirmes und geeigneter Größe der Rasterelemente sowie unter der Annahme, daß
bei jedem einzelnen durch zwei gegenüberliegende Linsenflächen begrenzten optischen
System das gesamte vom Projektor kommende und auf die projektorseitige Linsenfläche
auftreffende Licht die aufnahmeseitige Linsenfläche verläßt, daß der Winkel, den
die Achse eines vom Projektor kommenden und einer Linsenfläche am Schirmrande zugeführten
Strahlenbündels mit der Schirmsenkrechten einschließt, einen bestimmten Wert nicht
unterschreiten soll, was für eine bestimmte Schirmgröße gleichbedeutend damit ist,
daß der Abstand des Projektors vom Schirm einen gewissen Wert nicht übersteigt.
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Es sind schon Bildschirme bekannt, die größtmögliche Helligkeit dadurch
gewährleisten, daß sie das Projektionsobjektiv in das Aufnahmeobjektiv abbilden.
Diese Bildschirne haben entweder die Form eines großen Hohlspiegels, der auch durch
eine große Anzahl kleiner Hohlspiegel ersetzt sein kann, oder einer großen Sammellinse,
an deren Stelle auch eine Fresnelsche Linse treten kann.
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Ein unerwünschter Nachteil dieser bekannten Bildschirme ist darin
zu sehen, daß das Objektiv des Projektors zu dem Objektiv der Aufnahmekammer eine
genau vorgeschriebene Lage haben muß. Von diesem Nachteil ist der erfindungsgemäße
Bildschirm bei etwas kleinerer Helligkeit des dargebotenen Hintergrundsbildes frei.
Die Aufnahmekammer känn gegenüber dem Projektor innerhalb gewisser Grenzen beliebig
verschoben werden. Die Größe des Verschiebungsbereichs, innerhalb dessen die Güte
des dargebotenen Hintergrundsbildes unverändert bleibt, ändert sich für eine bestimmte
Schirmdicke und eine bestimmte Größe der Rasterelemente in Abhängigkeit von der
Brennweite f" der Linsenflächen des aufnahmeseitigen Rasters. Zweckmäßig wird die
Brennweite f " nicht kleiner als die halbe, aber auch nicht größer als die doppelte
Schirmdicke gewählt.
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Beidseitig mit einer Linsenrasterung versehene Bildschirme sind an
sich nicht neu. Die bekannten Bildschirme dieser Art waren aber für die Projektion
stereoskopischer Bilder bestimmt, und für die Wahl der Brennweiten der Linsenflächen
waren ganz andere Gesichstpunkte maßgebend als bei dem erfindungsgemäßen Bildschirm
für die Hintergrundsprojektion. Außerdem bestanden die Linsenrasterungen aus zylindrischen
Linsen. Grundsätzlich können freilich auch für den vorliegenden Fall zylindrische
Linsen verwendet werden. Dann müßte aber eine erfindungsgemäß ausgebildete Platte
mit achsensymmetrischen Linsenflächen, wie an sich bekannt, durch zwei benachbart
hintereinander angeordnete Platten ersetzt werden, von der die Zylinderlinsen der
einen die Zylinderlinsen der anderen senkrecht kreuzen. Bei jeder dieser beiden
Platten müßten dann die Brennweiten der Linsenflächen auf der vorderen und auf der
hinteren Seite nach den gleichen Gesichstpunkten gewählt werden, wie oben für achsensymmetrische
Linsen angegeben ist.
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Die Herstellung der Linsenraster kann nach irgendeinem geeigneten
Verfahren erfolgen. In Frage kommt z. B. das Einprägen der Rasterung durch Überrollen
einer durch Erhitzen erweichten Platte aus durchsichtigem Werkstoff mittels einer
geeignet ausgebildeten Walze oder das Einprägen mit Hilfe von ebenen Prägeformen,
unter Beachtung; daß einander entsprechende Linsenflächen der beiden Schirmseiten
die erforderliche gegenseitige Lage haben müssen.
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Bildschirme der erforderlichen Größe von etwa 3o bis q.o qm können
nicht gut aus einem Stück, sondern müssen aus einer größeren Anzahl von Teilstücken
hergestellt werden, wobei darauf zu achten ist, daß das Hintergrundsbild durch die
Stoßkanten nicht beeinflußt wird. Empfehlenswert ist es, den Schirm aus leistenförmigen
oder tafelföhnigen Teilstücken zusammenzusetzen und zwecks Vermeidung jenes Stoßkanteneffektes
die Unterteilung so zu wählen, daß die Mittel zur Verbindung der Teilstücke in vom
Licht umdurchstrahlt bleibenden Schirmteilen untergebracht werden können. Uni den
Teilstücken einen guten Zusammenhalt zu geben, wird vorteilhaft ein die Größe des
Schirmes begrenzender Rahmen vorgesehen, in dem zueinander senkrechte Drähte in
solchen Abständen gespannt sind, daß die gebildeten Maschen die Größe der Teilstücke
haben. Um durch diese Drähte den dichten Zusammenschluß der Teilstücke nicht zu
behindern, empfiehlt es"sich, zur Aufnahme der Drähte in die seitlichen Begrenzungsflächen
der Teilstücke Nuten einzuarbeiten. Der Zusammenhalt der Teilstücke kann noch durch
Verkittung verbessert werden. Die Teilstücke eines Schirmes können auch, ohne daß
Spanndrähte erforderlich wären, mittels geeigneter Nuten und Vorsprünge miteinander
verbunden werden.
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In der Zeichnung dient Abb. i zur Erläuterung des Grundgedankens der
Erfindung. Abb. 2, q. und 5 stellen in vergrößertem Maßstab je einen Teil eines
erfindungsgemäß ausgebildeten Bildschirms in einem die Krümmungsmittelpunkte verschiedener
Linsenflächen der Raster enthaltenden Schnitt dar, wobei Abb. q. und 5 zwei verschiedene
Verbindungen von Teilstücken des Schirmes veranschaulichen. Abb. 3 zeigt den durch
Abb. 2 dargestellten Bildschirm in einer Ansicht gegen die Linsenrasterfläche. Abb.
6 zeigt in einer Ansicht in verkleinertem Maßstab den Aufbau eines gemäß Abb. 5
ausgebildeten Bildschirms.
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In Abb. i sind L1', L,, L31, L41, L5', L 3 ,
L,' und L 1 ", L2", L3", L4"1 L6", L 8 ",
L 7 " zwei Reihen von Linsen, die je zu einem Linsenraster von gleicher
Teilung gehören. Die beiden Linsenraster sind in einem Abstand s voneinander angeordnet.
Die optischen Achsen entsprechender Linsen L1', L1" bzw. L,', L2"
... fallen miteinander zusammen. Die Linsen der Reihe L1', L2 . . .
L7 haben eine Brennweite f' = s und die Linsen der Reihe Li ", L2"
. . .
L7" eine Brennweite f" = s l?. Mit 0, ist das Objektiv
eines Projektors bezeichnet, das einen Film F9 von einem zu projizierenden Hintergrund
in eine i am Orte der Linsenreihe LI', L2 ... befindliche
Ebene
El abbildet, in der das entworfene Bild durch die Begrenzungslinien der Linsen Li',
L2 . . . in einzelne Bildelemente unterteilt wird. Jede der Linsen L1', L2 . . .
entwirft von dem Projektionsobjektiv 0, in der am Orte der Linsen L1", L2'
. . .
befindliche Ebene E2 ein Bild 0.,1' bzw. 0m2 . . . ,
in
dem das gesamte durch die betreffende Linse hindurchgegangene Licht vereinigt ist.
Hierdurch entsteht in der Ebene E2 ein Rasterbild von dem Film FD. Die Linsen Ll",
L2" ... erzeugen je von der zugehörenden Linse L1' bzw. L2 ... ein reelles Luftbild.
Das Aufnahmeobjektiv 0" bildet das in der Ebene E2 liegende Rasterbild auf den Film
F" so ab, daß einzelne Lichtpunkte entstehen, von dem jeder einem jener Bilder
0,1', 0»,' ... des Projektionsobjektivs 09 entspricht.
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Der Bildschirm nach Abb. 2 und 3 ist eine Platte m aus einem durchsichtigen
Werkstoff, z. B. einem organischen Glas, der einen Brechungsindex n =
1,5
hat und von solcher Art ist, daß er sich gut prägen läßt. Diese Platte
m ist an der einem Projektor zur Projektion eines Hintergrundsbildes zuzuwendenden
Seite mit einer Rasterung von kugeligen Linsenflächen l1', 12, ls , 14'
. . . versehen und an der einer Kammer zur gleichzeitigen Aufnahme des Hintergrundsbildes
und einer Szene zuzuwendenden Seite mit einer Rasterung von kugeligen Linsenflächen
l1", l2", 13'1, 1411 . . . . Die Verbindungslinien der Krümmungsmittelpunkte
Ml' und Ml", M2' und M2", M$ und M.", M4 und M4" ... entsprechender Linsenflächen
11' und 11 " bzw. 12' und 12" bzw. l2 und 1"" bzw. 14' und 14"
... sind einander parallel und haben einen Abstand t voneinder, der gleich
der halben Dicke d der Platte nz, gemessen zwischen den Linsenscheiteln,
ist. Die Linsenflächen h', l,',
l3', l4 . . . der einen Rasterfläche haben
einen Krümmungshalbmesser r' = d/3, entsprechend einer Brennweite f' =
d, und die Linsenflächen l,", l2", 13", 14'1 . . . der andern Rasterfläche
einen Krümmungshalbmesser r" = d/6, entsprechend einer Brennweite f" = d/6, entsprechend
einer Brennweite f" = d/2. Die Schnittlinien benachbarter Linsenflächen bilden
ein Netz von Quadraten von der Seitenlänge b = d/61'2, so daß also die Diagonalen
der Quadrate die Länge d/3 haben. Für den vorliegenden Fall r" = d/6 (d. i. ein
Wert von r", der zweckmäßig nicht unterschritten wird) ist b = d/61,2 der größte
Wert von b, der in Frage kommt, falls nicht ein Teil der Rasterfläche unausgenutzt
bleiben soll. Ist z. B. d = 18 mm, so ist b = 4,242, d. i. ein Wert, der bereits
genügend klein ist, damit bei der Betrachtung im Kino der Bildeindruck von einem
mittels eines solchen Bildschirms gewonnenen Hintergrundsbild gut ist.
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Der Bildschirm nach Abb.4 unterscheidet sich von dem nach Abb. 2 und
3 lediglich dadurch, daß der Krümmungshalbmesser y" der Linsenflächen l" den Wert
d/4 hat, entsprechend einer Brennweite f" = 3/4 d dieser Linien
l", und daß die Quadratseite b den Wert d/3 hat. Der obere Teil von Abb.
4 zeigt einige Rasterelemente vom Rande des Bildschirms, in die die vom Projektor
kommenden Strahlenbündel unter einem Winkel a geneigt eintreten, während der untere
Teil von Abb. 4 Rasterelemente von der Mitte des Bildschirms enthält, in die die
vom Projektor kommenden Strahlenbündel ungefähr senkrecht zum Bildschirm eintreten.
Diejenigen Teile des Bildschirms, durch die in dem durch Abb.4 veranschaulichten
Schnitt durch die Krümmungsmittelpunkte M' und M" der Linsenflächen
L'
bzw. l" sowie in allen zu diesem Schnitt parallelen Schnitten kein Licht
hindurchtritt, sind schraffiert gezeichnet.
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Bei einem Bildschirm von 7 m Breite, 5 m Höhe und 15 mm Dicke, der
aus 35 quadratischen Tafeln ml m2, m3, m4 ... von i m Seitenlänge
zusammengesetzt ist (zweckmäßig wird man die Abmessungen der Tafeln noch wesentlichen
kleiner wählen), enthält jede Tafel 40 ooo Linsenrasterelemente, die durch Quadrate
von b = 5 mm Seitenlänge begrenzt sind. Von je zwei aneinandergrenzenden Tafeln
ml und m2 oder m3 und m4 ist die eine, ml bzw. ms, mit einer Nut, ml' bzw. ms',
versehen, die nur in solchen (in der Zeichnung schraffierten) Teilen der Tafel liegt,
durch die keine vom Projektor kommenden Lichtstrahlen hindurchtreten. In die Nut
ml' (m3') der Tafel ml (ms) greift ein entsprechender Vorsprung m2 (m4') der Tafel
m2 (m4) ein. Um einen guten Zusammenhalt der Tafeln zu gewährleisten, sind diese
noch miteinander verkittet.
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Der Bildschirm nach Abb. 5 und 6 unterscheidet sich von dem nach Abb.
4 dadurch, daß das Verhältnis b/d einen größeren Wert als i : 3 hat, nämlich den
Wert i : 2, 5, was bei gleich großem b zur Folge hat, daß auch bei den Elementen
am Schirmrande die Flächen F, die im Schirminnern die durch den Schirm hindurchtretenden
Lichtstrahlenbündel begrenzen, gegen die Verbindungslinien der Krümmungsmittelpunkte
M' und MM" derart geneigt sind, daß jede Fläche F die Verlängerung der zugehörenden
Verbindungslinie über M" hinaus schneidet. Dieser Verlauf der Lichtstrahlen erlaubt,
die im folgenden beschriebene Verbindung zweier aneinandergrenzender Tafeln ml und
na." ohne daß der vom Licht durchsetzte Raum in Anspruch genommen wird. In jede
der beiden Tafeln ist an den Grenzflächen, in denen die Tafeln einander berühren,
eine Längsnut mlz bzw: m," von halbkreisförmigem Querschnitt so eingearbeitet, daß
die beiden Nuten zusammen eine Nut von kreisförmigem Querschnitt ergeben. In diese
Nut greift ein Spanndraht o ein, der an einem Rahmen p für den Bildschirm befestigt
ist. Abb. 6 läßt das Netz der Spanndrähte für mehrere Tafeln erkennen. Die Spanndrähte
bilden Maschen von i qm Größe, und jede Masche des Netzes nimmt eine der Tafeln
auf.