DE1597521A1

DE1597521A1 - Verfahren zum Aufnehmen,Kopieren und Betrachten photografischer Bilder (Integralphotografie)

Info

Publication number: DE1597521A1
Application number: DE1967C0044105
Authority: DE
Inventors: De Montebello Roger Lannes
Original assignee: COWLES COMMUNICATIONS Inc
Current assignee: COWLES COMMUNICATIONS Inc
Priority date: 1966-12-12
Filing date: 1967-12-11
Publication date: 1970-05-14
Also published as: NL6716870A; DE1597521C3; GB1189468A; US3503315A; CH493012A; DE1597521B2; BE707698A

Description

Dr. (ng. E. BERKENFELD · D i ρ I.-1 ng. H. B E RKE N F E LD, Patentanwälte, KdIn

1537521

Anlage Aktenzeichen .

zur Eingabe vom 8. Dezember 1967 Sch// Named.Anm. Cowl es Communicat ions, Inc,

Verfahren zum Aufnehmen, Kopieren und Betrachten photografischer Bilder (Integralphotografie).

Übersicht

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen und Schaustellen eines Bildes im stereoskopischen Rundbildrelief, zum Unterschied vom tiefen-verkehrten Relief, wobei das Bild ein sehr weitwinkliges Summenbild einer Szene ist. Dieses wahrnehmbare Summenbild ist dreidimensional und sowohl in beiden waagerechten Achsen als auch in der senkrechten Achse tiefenrichtig. Es ist im virtuellen Raum jenseits und durch seinen durchsichtigen Träger, ein kugellinsenfb'rmiges Netz, direkt sichttar. Das Verfahren stellt die vollständige natürliche binokulare 3icht wieder her, bietet eine stark veränderliche Perspektive und Veränderungen des Aussehens, sowie ein vollständiges Verdecken und Bloßstellen von Gegenständen durch andere Gegenstände, entsprechend dem Abstand und dem Betrachtungswinkel, genauso wie es bei einer wirklichen Szene der Pail ist, ohne irgendeine künstliche ßinebnung der Z-oder Tiefenachse und ohne die Phasen oder Verschiebungen, tiefenverkehrten Zonen oder Wiederholungsbilder, die bei den bekannten Verfahren zu finden sind.

Ein sehr water Winkel mit einem richtigen autostereoskopischen

Relief wurde bisher niemals erzielt und ein praktisches Verfahren unter Verwendung linsenförmiger Netze wurde bisher nicht vorgeschlagen,

Ebenso wären sehr weite Winkel mit nicht, eingeebneter Tiefe und mit richtigen Veränderungen der Perspektive unter Verwendung zylindrischer linsenförmiger Netze unausführbar, hauptsächlich wegen des Mißverhältnisses, das zwischen -len sich ergebenden veränderlichen Perspektiven und Anblicken in den waagerechten Ebenen und der unvermeidlich festestehenden Perspektive und dem Anblick in den senkrechten Ebenen besteht.

Grundlagen der Erfindung

Ein stereoskopisches System mit direkter Sicht unter Verwendung von zellenförmigen Elementen wurde zuerst von Lippmann vorgeschlagen, wie beispielsweise 'in Academie Des Sciences, Comptes Rendus 146, I908, Seiten 446-451 und im Journal of the Optical Society of America, Band 21, März 1932, Seiten 17I-I76 beschrieben ist. Trotz der eleganten Planung und der verblüffenden Ergebnisse wies dieses System von Professor Lippmann zahlreiche technische Schwierigkeiten auf, welche die Forscher von der ursprünglichen Zellenform weggeführt haben. Auf diese Weise wurde gefunden, daß der Ersatz der zellenförmigen Elemente durch lineare Elemente (Netz aus transparenten Linien oder zylindrischen Linsen, die häufig als "parallaxe Panoramagramme" bezeichnet werden) die durch die ursprüngliche Form gebotenen Probleme wesentlich vereinfachten. Diese Abänderung, die auf dem Vorschlag von H.E. Ives beruht, weist jedoch ihre eigenen Probleme auf, welche ihre Verwendbarkeit sehr stark eingeschränkt haben. Zu diesen

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Problemen-gehört die Notwendigkeit der Verwendung einer besonderen, dynamischen oder sehr großen Kameralinse oder mehrerer statischer Linsen, wobei die Kleinheit des Feldwinkels ein Wiederholen oder Zurückschnellen des Summenbildes bewirkt, das durch tiefenverkehrte und Doppelbildzonen unterbrochen ist, oder wenn ein größerer Blickwinkel gewünscht wird, ergibt sich daraus die Einebnung der Z-oder Teg.fenachse.

Die vorliegende iSrfindung betrifft hauptsächlich die Schaffung eines wirk.samen und betriebsfähigen Systems, welches das ursprüngliche Konzept der Integralphotografie von Lippmann verwendet. ·

Mit der von Lippmann beschriebenen Aufnähmevorrichtung und mit den später von Ives, Estanave und anderen vorgeschlagenen Vorrichtungen vrird eine photografische ufzeichnung eines Feldes durch ein linsenförmiges oiern.it Löchern versehenes Hetz unmittelbar auf einer Emulsion erzeugt. Die.3e Aufzeichnung besteht aus einer Gruppe von einzelnen, sich nicht überdeckenden, kleinen'Bildern, von denen jedes ein Bild des ganzen oder eines großen Teils des Feldes ist. Wenn, die photografische Aufzeichnung des Feldes, welche aus der Sruppe unabhängiger Bilder auf einer Emulsion besteht, entwickelt und ehemisch umgekehrt, d.h. in ein Positiv uüigewandelt und dann von ,hinten durch eine mehr oder weniger diffuse lichtgebende Fläche beleuchtet wird, wird in den Rau:- ein 3umnienbild des Feldes projiziert,. Das Bild wird durch die ".ca-seii-oratigen- Linsen projiziert, welche die Vorderseite der Elementarsellen bilden. In diesem Summenbild treten die Konvergenz- oder Kreuzungspunkte selbstverständlich'an den

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Stellen auf, welche genau den Stellen der Objektpunkte im ursprünglichen Feld entsprechen. Dieses Summenbild wird von dem Betrachter tiefenverkehrt gesehen, weil sich die Augen im Objektraum befinden müssen, um durch die Linsen sehen zu können. Um das Summenbild in ein stereoskopisches, statt in ein tiefenverkehrtes Bild umzuwandeln, muß Jedes kleine Bild einzeln geometrisch umorientehrt werden. Zur Erzielung dieser Umorientierung sind einige Vorrichtungen vorgeschlagen worden, z.B. von Lassus St. Genies. Alle diese Vorrichtungen verwenden eine zusätzliche Kameralinse oder einen Spiegel, aber diese zusätzliche Bilderzeugungsvorrichtung, selbst wenn sie sehr groß ist, begrenzt den Aufnähmewinkel und vereitelt daher den Zweck der Erzielung eines einzigen, weitwinkligen, stets veränderlichen Summenbildes. Von Lippmann wurde ein direktes Belichtungssystem vorgeschlagen, welches keine besondere Linse aufweist. Dieses System stellte aber lediglich ein Mittel dar, um Positive zu erhalten, da Lippmann von der Erscheinung der tiefenverkehrten Bilder offenbar keine Kenntnis hatte. Das Verfahren bestand darin, daß eine zweite linsenförmige Platte durch die ursprüngliche Platte in einem willkürlichen, vorzugsweise geringen Abstand belichtet wurde. In der vorageschlagenen Weise ist dieses Verfahren Jedoch nicht zufriedenstellend. Je nach der Stellung der zweiten Platte im virtuellen Objektraum verändern sich der Feld- und Blickwinkel des virtuellen stereoskopischen Bildes und seine räumliche Abhängigkeit von der zweiten Platte so sehr, daß bei Belichtung der beispielsweise in der Mitte innerhalb des virtuellen Objektraumes befindlichen zweiten Platte die eine Hälfte des neuen stereoskopischen SummenbilHes hinter der Platte sichtbar und virtuell ist, während die andere Hälfte sich vor der Platte erstreckt und real

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ist, so daß sich ein unnatürliches Aussehen der Bewegung und des Abschneidens an den Kanten der Platte ergibt. Außerdem wird der U3sprüngliche Aufnahmewinkel der ersten Platte in der zweiten Platte wesentlich und unannehmbar verringert. Wenn andererseits die zweite Platte wieder dicht genug neben der ersten Platte angeordnet wird, so daß der Blickwinkel nicht übermäßig verringert wird, teilen die linsenförmigen Elemente der ersten Platte die Elementarbilder der zweiten Platte.ineinzelne Komponenten auf.

Gegenstände der Erfindung

Einen Hauptgegenstand der Erfindung bildet die Schaffung eines praktischen und wirksamen Aufnahmesystems, welches die Nachteile der bekannten Systeme überwindet.

Gegenstand der Erfindung ist insbesondere ein Weitwinkel-Aufnahmesystem, bei weichem die Elementarbilder des Feldes einzeln und wirksam geometrisch umorientiert werden, ohne Einbuße an Feldwinkel und derart, daß.ein stereoskopisches Summenbild erzeugt j werden kann.

Einen anderen Gegenstand der Erfindung bildet ein Weitwinkel-Auf nähme sys tem mit einer linsenförmigen Platte, deren Bilderzeugungsstruktur zellenförmig ausgebildet und fähig ist, selbst ständig eine Vielzahl unabhängiger und sich nicht überdeckender Elementarbilder wenigstens.eines großen Teiles eines Feldes auf einer pantografIschen Emulsion herzustellen, sowie mit Sinrichtungen, die aus dem entwickelten Satz der Bilder einen neuen 3at4 von Bildern eraeWssn, bei welchen die ge.ornefcrisohe Orientie-

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rung jedes einzelnen Bildes relativ zum entsprechenden Bild des ersten Satzes umgekehrt ist,.wobei diese Einrichtungen außer den Netzen keine optischen Mittel aufweisen. Wenn der entwickelte Satz der auf diese Weise umorientierten Elementarbilder mit einer eine ähnliche Teilung aufweisenden linsenförmigen Platte ausgerichtet wird, ist die räumliche Summierung der Elemente von jedem einzelnen umorientierten Elementarbild stereoskopisch statt tiefenverkehrt und daher virtuell und hinter der Platte, statt real und vor derselben, wenn sie von der Vorderseite oder der bilderzeugenden Seite betrachtet wird, und weist kontinuierlich wechselnde Anblicke und Perspektiven in allen (senkrechten wie waagerechten) Richtungen auf, wenn sich der Betrachter vor der Platte innerhalb des weiten Aufnahmewinkels derselben bewegt. Jenseits dieses Winkels wird das Bild nicht wiederholt, sondern hört einfach auf, sichtbar zu sein.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine linsenförmige Weitwinkelstruktur, welche so ausgebildet ist, daß die Umorientierung des Elementarbildes ohne unausführbare Ausrichtprobleme erzfelbar ist. Innerhalb von Grenzen, welche eine Punktion der maximal annehmbaren Einbuße an Schärfe des Summenbildes und der Auflösekraft jedes Elementarbildes sind, kann der Abstand von Mittelpunkt zu Mittelpunkt (die Teilung) zwischen den einzelnen Elementen (Elementarbildern) größer gemacht werden als die Auflöseschwelle des Auges in Anbetracht der Tatsache, daß das Netz in einer Ebene liegt, die von jenen verschieden ist, welche im Raum des stereoskopischen Surnmenbildes liegen, und dass beim Betrachten die geringste seitliche Bewegung des Kopfes, die bei einem dreidimensionalen (virtuellen oder realen) Objekt natürlich . . *~Γ~ - - 6 -

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ist, das Schirmmuster unscharf macht, während die Augen konvergieren und auf das Bild jenseits des Netzes eingestellt sind.

Noch einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein System der vorstehend beschriebenen Art, bei welchem der Blickwinkel im wesentlüien identisch mit dem Aufnahmewinkel ist, damit nicht durch eine Verschiedenheit der Aufnahme- und Blickwinkel eine nennenswerte Verzerrung bewirkt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der | nachstehenden Beschreibung.

Zusammenfassung der Erfindung

Das System und Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt drei Stadien, ein Aufnahmestadium, ein Kopier- oder Umorientierungsstadium und ein Betrachtungsstadium. Sowohl beim Aufnahmestadium als auch beim Kopierstadium weisen die Netze vorzugsweise Membranen und Feldausnehmungen auf. Im Aufnahmestadium wird eine Aufnahme oder ein Photogramm des Feldes direkt erzeugt, ohne Zuhilfenahme irgend- jj welcher optischer Mittel. Unter der Bezeichnung "Photogramm" ist eine photografische Aufzeichnung eines optischen Feldes zu verstehen, wobei die photografische Aufzeichnung aus einer Vielzahl unabhängiger und sich nicht überdeckender, kleiner Elementarbilder besteht, von denen jedes ein Bild eines großen Teils des FeI-des ist.

Im Kopierstadium wird die geometrische Orientierung jedes Elementarbildes des Photogramms einzeln umgekehrt. Diese Umkehrung wird

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ohne Zuhilfenahme irgendwelcher zentraler, scharf einstellender, optischer Mittel (Linse oder Spiegel) bewirkt, indem das Photogramm relativ zu der das linsenförmige Netz bildenden Gruppe der bilderzeugenden Elemente in einer solchen Stellung angeordnet wird, daß jedes Elementarbild mit dem zugehörigen bilderzeugenden Element oder der Linse des Netzes axial ausgerichtet und auf einer der konjugierten Ebenen desselben angeordnet ist.» wobei eine strahlungsempfindliehe Schicht in einer zum Photogramm symmetrischen Stellung, aber auf der entgegengesetzten Seite des linsenförmigen Netzes auf der zweiten konjugierten Ebe-

§ ne angeordnet wird, so daß auf diese Weise die strahlnngsempfindliche Schicht durch das Photogramm belichtet wird. Auf diese Weise wird eine neue, aber entsprechende Gruppe von Elementarbildern hergestellt, von denen jedes relativ zum entsprechenden Bild des ursprünglichen Photogramms ve um 18O° umgekehrt ist. Die Elementarbilder selbst befinden sich jedoch sowohl um ursprünglichen als auch im neuen Photogramm relativ zueinander in den gleichen Stellungen. Die Gruppe der bilderzeugenden Elemente kann die gleiche Gruppe sein, die im Aufnahmestadium verwendet wurde, aber dies ist vorzugsweise nicht der Fall. Es wird nochmals darauf hingewiesen, daß die Umwandlung ohne Zuhilfenahme irgendwelcher zusätzlicher oder zentraler optischer Mittel ausgeführt wird. Im Betrachtungsstadium wird das neue Photogramm axial ausgerichtet mit einem Netz in optische Berührung gebracht, das vorzugsweise im wesentlichen keine Membranen aufweist. Das neue Photogramm kann durchsichtig sein und für die Betrachtung durchleuchtet werden, oder dasselbe kann lichtdundurchlässig mit hohem Reflexionsvermögen sein und* im Umgebungslicht betrachtet werden.

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Bei der· Betrachtung durch die Linsen erzeugen die Elementarbilder der zweiten Schicht ein virtuelles Summenbild der Originalszene, das dreidimensional und tiefenrichtig ist und das im virtuellen Raum jenseits der und durch die dritte Linsen-■ so. nicht direkt sichtbar ist. Infolge der bevorzugten komplementären Formen des Films und der Rückseite der linsenförmigen Ndtzschicht gemäß der Erfindung wird jede geringe Zusammenziehung oder Ausdehnung des Films durch die Anpassung unwirksam gemacht, die erfolgt, wenn der Film in Berührung mit der Oberfläche der Linsen angedrückt wird. Sine stärkere Zusammenziehung oder Ausdehnung kann leicht kompensiert werden durch Erhöhung bzw. Verringerung der Brechfungszahl in dem Bereich, in welchem die Vereinigung erfolgt. Eine gute Koinzidenz zwischen dem Film und den Linsen wird dann halb automatisch eher durch mechanische als durch visuelle Mittel bestimmt.

Eines oder mehrere der Linsennetze sind mit einzelnen Membranen für jede der Linsen versehen und das gleiche und/oder ein anderes der Linsennetze weist eine das Feld begrenzende Ausnehmung auf, so daß die von den verschiedenen Linsen erzeugten Bilder sich nicht wesentlich überdecken.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ergibt eine Einheit zur Erzeugung eines weitwinkligen virtuellen Summenbildes einer Szene, welches dreidimensional und tiefenriehtig ist und welches in dem virtuellen Raum Jenseits der und durch seine durchsichtige Stütze direkt sichtbar¹ ist, die; aus einem weitwinkligen linsenförmigen Netz besteht, .welches- vordere und hintere benachbarte Linsen mit kugelförmiges, konvexen Oberflächen aufweist, die dem Be-

trachter zugekei|ht und von demselben abgekehrt sind, aus einer Bildschicht mit kugelförmigen konkaven Oberflächen, welche an die hinteren Linsen im wesentlichen auf der Brennfläche der zugehörigen vorderen Linse oder näher angrenzen und mit derselben4usgerichtet sind, wobei die Bildschicht in den den Linsen entsprechenden Bereichen die weitwinkligen Elernentarbilder trägt, die sich etwas von jedem benachbarten weitwinkligen Elementarbild unterscheiden, wobei die linke Seite jedes Bildes der linken Seite des reproduzierten Gegenstandes entspricht.

In dem vorstehend beschriebenen Betrachtungsstadium können die Elementarbilder- wie angegeben- der Brennpunktebene der Elemente näher liegen, weil in der Praxis gefunden wurde, daß diese Ebene im Hinblick auf die große Ausnehmung der Elemente entgegen der Theorie nicht das Optimum für die Betrachtung darstellt.

Ein Hauptmerkmal der Erfindung bildet die Tatsache, daß das einzige optische Mittel, das im Kopier- oder Umorientierungsstadium verwendet wird, ein linsenförmiger Schirm ist, welcher auf der einen konjugierten Oberfläche das entwickelte ghotogramm und auf der anderen konjugierten Oberfläche eine lichtempfindliche Schicht trägt.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung bildet die Tatsache, daß die linsenförmigen Strukturen, die im Aufnahmedtadium und im Betraehtungsstadium verwendet werden, wesentlich gröber sein können, als im allgemeinen von Lippmann und den anderen Forschaern auf diesem Gebiet erkannt wurde, wodurch die Deckungsprobleme stark verringert werden. Unter "gröber" ist dabei ein größerer Mittelpunktsabstand

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benachbarter linsenförmiger Elemente und/oder ein größeres Ausmaß der einzelnen linsenförmigen Elemente und Elementarbilder zu verstehen. Bei der Bestimmung eines entsprechenden Abstandes zwischen den Mittelpunkten der Elemente müssen zwei sich widersprechende Paktoren berücksichtigt werden. Einer dieser Paktoren besteht darin, daß die Schärfe des projizierten Summenbildes durch die Schärfe oder die Auflösungskraft der einzelnen Elementarkomponenten direkt beeinflußt wird. Die Schärfe jeder dieser Komponenten ist ihrerseits zur Größe des Elementarbildes und demzufolge zum Mittelpunktsabstand der Elemente direkt proportional. Selbstverständlich werden durch größere Elementarbilder mehr kleinere Komponenten einer Szene aufgelöst. Der zweite Paktor besteht darin, daß die erhöhte Sichtbarkeit des Schirmes, welche durch die erhöhte Größe jeder Elementarkomponente bewirkt wird, die Schärfe des projizierten Bildes im Verhältnis zur Größe jeder Elementr]akomponente zumindest für die noch monokulare Betrachtung vermindert. Da die Betrachtung binokular ist, und gewöhnlich mit Einstellung jenseits des Schirmes erfolgt, kann ein Gleichgewicht zwischen diesen Paktoren mit einem Elementarabstand erzielt werden, der we- | sentlich größer ist als die Äuflösekraft des Auges, und verhältnismäßig grobe linsenförmige Strukturen konnerjverwendet werden, beispielsweise mit einem Mittelpunktsabstand von ungefähr 2,5 mm oder mehr für verhältnismäßig nahes Betrachten..Solche grobe Strukturen sind leichter herzustellen und leichter zur Deckung zu bringen als die feinen Schirme, die gewöhnlich vorgeschlagen werden, insbesondere im Hinblick auf die Membran- und Maskenflächen, die mit den Aufnahme- und/oder Kopierschirmen vereinigt werden müssen.

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Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer beschrieben.

Fig. 1 zeigt in größerem Maßstab eine teilweise schaubildliöhe Ansicht eines linsenförmigen Netzes von dicht nebeneinander angeordneten Linsen und einer gepreßten Schicht aus strahlungsempfindlichem Material, welche in enger Berührung mit einer Seite des linsenförmigen Netzes gegen dasselbe angedrückt werden kann.

Fig. 2 ist eine Rückansicht des linsenförmigen Netzes gemäß Fig. 1.

Fig. ]5 ist ein teilweiser Querschnitt n-ach der Linie J5~3

der Fig. 2, wobei die Sdiicht aus strahlungsempfindlichem Material mit einer Seite des Netzes in Berührung steht und die Linsen aus einem Material bestehen, das eine"hohe Brechungszahl aufweist.

Fig. 4 . ist ein ähnlicher teilweiser Querschnitt eines

Teils des linsenförmigen Netzes, das eine niedrigere Brechungszahl aufweist.

Die Figuren 5*0,14 und 17 zeigen schematisch teilweise Querschnitte von abgeänderten Ausführungsformen der Elemente und ihrer Anordnung ,während der ersten Belichtung der ersten strahlungs-

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empfindlichen Schicht im ersten Stadium des Verfahrens.

Die Figuren 6,9,15 und 18 zeigen schematisch ähnliche teilweise Querschnitte einer Schicht, welche ein nach der ersten Belichtung entwickeltes Bild trägt und welche mit der einen konjugierten Oberfläche eines linsenförmigen Netzes ausgerichtet ist, dessen_andere Seite mit einer geprägten Schicht eines unbelichteten strählungsempfindlichen Materials auf der anderen konjugierten Oberfläche ausgerichtet ist zwecks Belichtung der Schicht, um die vom Beschauer zu betrachtenden Bilder zu erhalten.

Die Figuren 7,10,16 und 19 zeigen ähnliche Ansichten von Teilen eines anderen linsenförmigen Betrachtungsnetzes, welches eine entwickelte Schicht mit den Elementarbildern trägt, die den linsen des Betrachtungsnetzes dicht angepaßt sind und sich in einem solchen Zustand befinden, daß sie durch die Linsen des linsenförmigen Netzes betrachtet werden können.

Die Figuren 11,12 und 13 sind teilweise, aber nicht schematische Querschnitte der AusfUhrungsform gemäß den Figuren 8,9 und 10. {

Es ist zu bemerken, daß die in den Figuren 5*6 und 7 gezeigten Elemente miteinander verwendet werden können, daß die in den Figuren 8,9 und 10 gezeigten Elemente miteinander verwendet werden können usw. sowie daß die Figuren 5*8,14 und 17 bei der Ausführung des Verfahrens gegeneinander austauschbar sind, wie beispielaweise auoh die Figuren 6,9,15 und 18·

Die Figuren 17*18 und 19 veranschaulichen schematisch eine wei-.-'■■■ -J3 -

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tere abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein einziges linsenförmiges Netz für alle drei Stadien des Verfahrens verwendet werden kann. Fig. I7 zeigt eine ebene Schicht oder einen Film, der mit den von den Linsen eines linsenförmigen Netzes erzeugten Bildern belichtet wird. Gemäß Fig. 18 wird eine zweite ebene Schicht oder ein Film durch das gleiche oder ein ähnliches linsenförmiges Netz belichtet, wobei sich der aus dem Vorgang der Fig. I7 ergebende belichtete Film auf der einen konjugierten Oberfläche und eine unbelichtete Schicht oder ein Film sich auf der anderen konjugierten Oberfläche befindet. Diese zweite Schicht oder der Film wird entwickelt und dann durch das gleiche oder ein ähnliches linsenförmiges Netz betrachtet, wie Fig. 19 zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Nachstehend wird genauer auf die bevorzugten und dargestellten Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen.

Die Figuren 1,2 und 3 zeigen schematisch teilweise Ansichten von Elementen, die im Betrachtungsstadium des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden. Es ist eine Schicht 20 vorgesehen, die vorzugsweise aus einem durchsichtigen klaren ungefärbten Kunststoff besteht, wie z.B. Polystyrol oder besser einem durchsichtigen Polyesterharz, mit einer Brechungszahl von η =1,56 oder mehr, dessen-beide Seiten 22, 24 aus einem dichten Netz von kleinen gleichmäßigen teilkugelförmigen konvexen Elementen 26 be- . stehen. Die Kugelteile auf der einen Seite der Netzschicht sind mit den Kugelteilen auf der anderen Seite der Netzschicht 20

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axial ausgerichtet, aber zu denselben nicht notwendigerweise konzentrisch, was von der Brechungszahl abhängt. Während die Anordnung würfelförmig sein kann, weist dieselbe vorzugsweise das dargestellte hexagonale oder Honigwabenmuster auf, welches eine dichtere Anordnung ergibt« Die teilkugelf örrnigen Vorsprünge auf den beiden Seiten der Netzschicht weL sen vorzugsweise gleiche Größe und Form auf. In diesem Betraehtungsstadium dient jede der Linsen auf einer Seite zum Vergrößern der Bildpunkte, die auf der strahlungsempfindlichen Schicht 28 aufgezeichnet sind, welche sieh auf der anderen Seite der Netzschicht in dichter Berührung mit der Rückseite der Linsen befindet. Jeder vergrößerte Bildpunkt füllt daher im wesentlichen die ganze Oberfläche der zugehörigen Linse aus. Jede Linse weist daher eine Dichte und/oder Farbe auf, welche der Dichte und/oder Farbe des auf der Betrachtungsachse liegenden BJHpunktes entspricht. Die Gesamtheit dieser verschiedenen Dichten und/oder Farben bildet ein Summenbild. Wenn sich der Beschauer bewegt, verändert sich der durch jede Linse vergrößerte Bildpunkt. Das gleiche macht die Tönung und/oder die Farbe der durch den vergrößerten Bildpunkt ausgefüllten Linse und daher verändert sich auch in bekannter Weise das ganze Aussehen des Summenbildes.

Während bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Er-findung verschiedene strahlungsempfindliche Materialien verwendet werden können, z.B. jene, die für ultraviolettes und infrarotes Licht empfindlich sind, wird das Verfahren gemäß der Erfindung im allgemeinen unter Verwendung von lichtempfindlichen Materialien ausgeführt, vorzugsweise von farbnegativenÄaterialien, wie z.B. Ektacolor, für die erste Belichtung und von farbpositivem Mate-"-■'. -- ' - 1.5 -

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rial, wie z.B. Ektacolor-Kopierfilm, für die zweite Belichtung, oder auch von Farbumkehrmatejjral, wie z.B. Ektachrome, oder von Schwarz-Weiß-Material in beiden Stadien.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird zumindest der strahlungs-, empfindliche Film, der im zweiten Stadium belichtet und im dritten Stadium betrachtet wird, verformt und gepreßt indem derselbe dem Druck zwischen einem Preßstempel und einer Matrize unterworfen wird, die genau die linsenförmige Netzschieht reproduzieren, für welche der Film verwendet werden soll, wobei die Matrize lediglich einen um die Dicke des Film größeren Halbmesser aufweist als der Preßstempel.

Um die Prägung zu erzielen, wird beispielsweise eine Schicht des Ektacolor-Kopierfilms während 20 Minuten bis 1 Stunde in einer Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 60 - 75$ bei einer Temperatur von 23° C gelagert, worauf die Filmschicht zwischen einem Preßstempel und einer Matrize unter einem Druck von ungefähr 84 - 14O kg/cm während eines Zeitraumes von ungefähr 1 Sekunde bei einer Temperatur der Matrize von 38 - 66⁰C verformt und gepreßt wird.

Hierauf wird der Film sofort aus dem Gesenk herausgenommen, wobei sorgfältig darauf geachtet wird, daß derselbe nicht verzogen wird, womit der Film für die Belichtung bereit ist.

Selbstverständlich muß die ganze Behandlung des Films vor der Belichtung im Qunklen ausgeführt werden, um eine unerwünschte Vorbelichtung oder Verschleierung des lichtempfindlichen Materials

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... des Films zu verhindern.

Eine sorgfältige Berechnung und Überwachung der obigen Parameter bewirkt, daß der Film und die Emulsion desselben durch den Prägevorgang im wesentlichen unbeeinflußt bleiben, was die Empfindlichkeitsmerkmale angeht.

Bei allen optischen Elementen, die bei der Ausführung des Verfahrenes" gemäß der Erfindung verwendet werden, sind die Krümmungs~ halbmesser der Linsen des linsenförmigen Netzes auf die Brechungszahl des Materials eingestellt, gewöhnlich eines- durchsichtigen * .thermoplastischen oder wärmehärtbaren Materials, so daß die von den Linsen im ersten und zweiten Stadium erzeugten Bilder annähernd auf Sehschärfe eingestellt sind, wobei der kritische Wert der Bildauflösung manchmal eine Sache des Kompromisses bild*. Je höher die Brechungszahl ist, desto größer ist der Potentialwinkel im Hinblick auf die Tatsache, daß in diesem Fall die Brennweite für den gleichen Krümmungshalbmesser kürzer wird. Im dritten oder Betrachtungsstadium wird die Einstellung derart vorgenommen, daß das Summenbild für eine gewählte Tiefenschärfe | am schärfsten ist, wobei die dargestellten naheliegenden Gegenstände mit flacheren Linsen schärfer sind, während die weiter entfernten Gegenstände mit dickeren Linsen schärfer sind, wache die richtige Brennweite aufweisen oder derselben nahekommen»

Die vielen Linsen der linsenförmigen Netzschicht weisen vorzugsweise gleiche Abmessungen und Krümmungshalbmesser auf. Vorzugsweise sind die einzelnen Linsen verhältnismäßig klein, obwohl sie nicht so Klein zu sein brauchen als der visuellen Auflösung durch, das■ mensohliehe Auge entspricht, Die Teilung oder der Ab-

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stand der einzelnen Linsen kann für ein Bild von 275 χ 35o mm ' . ungefähr 2,5 mm betragen. Ein Mdneres Bild im Taschenformat von 100 χ 125 mm kann die gleiche Gesamtzahl von Linsen mit einer Teilung von 1 mm aufweisen, vorausgesetzt, daß die Auflösekraft des Films ausreicht, um die gewünschten Angaben auf den kleineren Bildflächen aufzuzeichnen. Für größere Bilder kann eine entsprechend größere Teilung der Linsen verwendet werden.

Bei jeder der beispielsweisen Ausführungsformen des Verfahrens ^w gemäß der Erfindung wird^ für die Wiedergabe einer dreidimensionalen Szene eine Schicht des strahlungsempfindlichen Films durch die Bilder der Szene belichtet, welche durch die kleinen Linsen eines linsenförmigen Netzes hagestellt werden. Der belichtete Film wird dann entwickelt oder auf andere Weise behandelt, um die Bilder sichtbar zu machen, worauf der entwickelte belichtete Film auf eine andere Filmschicht kopiert xvird mittels eines zwischen denselben angebrachten linsenförmigen Netzes aus kleinen konvexen Linsen, so daß die verschiedenen Elementarbilder des \ ersten Films einzeln umgekehrt und scharf auf der lichtempfindlichen Schicht des zweiten Films aufgezeichnet werden können. Die zweite Filmschicht wird dann entwickelt oder auf andere Weise behandelt, um die Bilder sichtbar zu machen, worauf der zweite Film mit einem dem Relief desselben entsprechenden dritten linsenförmigen Netz ausgerichtet wird, damit die Einheit bei vorzugsweise diffusem Licht binokular betrachtet werden kann, welches von dem entwickelten zweiten Fiibm und durch das linsenförmige. Netz übertragen oder reflektiert wird, so daß das virtuelle weitwinklige Summenbild erzeugt wird, das dreidimensional und

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tiefenrichtig ist und das im virte]ullen Raum jenseits und durch das durchsichtige linsenförmige Netz direkt sichtbar ist.

Die Figuren 5*6 und 7 veranschaulichen in schematischen TeIlansichten die aufeinanderfolgenden Stadien der Ausführung eines Verfahrens gemäß der Erfindung.

\ Fig. 5 zeigt in stark vergrößertem Maßstab einen Querschnitt einer einzelnen Linse 40 einer linsenförmigen Netzschicht, die sich von der dargestellten Linse seitlich nach allen Richtungen erstreckt. Jede Linse wird aus kleinen Teilen von zwei Übereinander liegenden ausgerichteten Schichten gebildet, die fest miteinander verbunden sein können, wobei die vielen Linsen 40 hexagonal angeordnet sind. Der obere Teil der Linse 40 besteht aus einer plano-konvexen Linse 42, die mit der Linse 40 konzentrisch ausgerichtet ist. Die Linse 42 ist mit den benachbarten Linsen auf der gleichen Seite durch ebene Teile 44 verbunden.

Die ebenen Teile zwischen benachbarten Linsen 42 sind vorzugsweise mit liehtundurchlässigen Maskenflächen 45 versehen, um zu A verhindern, daß äußeres Licht und Reflexionen den Film 54 erreichen. Ss sind auch das Feld begrenzende Masken vorgesehen, wie nachstehend noch genauer erklärt wird.

Der untere Teil der Linse 40 besteht aus einer plano-konvexen Linse 46, Zwischen den oberen und unteren Linsen 42 und 46 ist eine Schicht 48 angeordnet, die vorzugsweise aus Metall besteht und die parallele Seiten aufweist» Die eine Seite liegt in der Ebene der Hauptpunkte der Linsen und ist mit Membranaimehmungen ,_; - 19 -

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versehen, von denen/jede mit ihrer zugehörigen Linse konzentrisch ausgerichtet ist. Die andere Seite ist mit (nicht dargestellten) das Feld begrenzenden Ausnehmungen versehen.

In inniger Berührung mit der Rückseite der linsenförmigen Netzschicht befindet sich eine strahlungsempfindliche Filmschicht 54, - die entsprechend geprägt ist, um sich dicht gegen die konvexen Oberflächen der Linsen 46 anzulegen, wobei die empfindliche oder Emulsionsschicht an die Oberfläche der Linsen 46 angrenzt.

Der strahlungsempfindliche Film kann eine Schicht aufweisen, die für infrarote, sichtbare oder ultraviolette Strahlung empfindlich ist und die nach der Entwicklung farbige (schwarz-weiße) negative oder positive Bilder, Farbnegative oder Umkehrbilder erzeugen kann. Wenn ein farbiger oder Farbnegativfilm verwendet wird, erfolgt die nachfolgende Belichtung auf einen empfindlichen Film, Um ein entsprechendes positives Transparent zu erzeugen. Wenn hingegen für die erste Belichtung ein Umkehrfilm verwendet Wird, wird derselbe auf Umkehrmaterial für die Betrachtung bei übertragenem oder reflektiertem Licht je nach-dem in schwarzwei.9 oder Farbe reproduziert.

Der nächste Vorgang stellt das wichtigste Merkmal der Erfindung dar. \

Nach der Entwicklung wird der belichtete Film 54 mit der für

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das Kopiers%\adium verwendeten linsenförmigen Netzschicht ausge-

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richtet, wieNgfig. 6 zeigt. Die Linsen 46 der Fig. 6 sind die

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gleichen wie in Pig. 5 oder mit denselben identisch. Sie sind auch in Größe und Teilung etwas größer oder kleiner, um sich

dem getrockneten entwickelten Film anzupassen, der auf dieser konvexen Oberfläche angeordnet wird, wobei sich die das Bild tragende Emulsionsschicht mit der Oberfläche der Linse 46 in Berührung befindet.

Auf der ebenen Seite der Linsen 46 ist eine Schicht 56 mit einer ebenen Oberfläche angeordnet, die eine lichtundurchlässige Schicht 58 mit Membranausnehmungen 60 trägt, während sich auf , der anderen Seite eine Reihe von konvexen Linsen 62 befindet. Alle Linsen 46, 62 und alle Ausnehmungen 60 Bind konzentrisch miteinander ausgerichtet. Die Dicke der Schicht 56 und der Krümmungshalbmesser der Linsen 62 werden eingestellt, wobei die Brechungszahl der durchsichtigen Materialien und der Linse 46 berücksichtigt wird, so daß die Bilder auf der Filmschicht 54 mit der Filmschicht 66 genau ausgerichtet und scharf eingestellt werden, auf welche die Bilder als Umkehr- oder Spiegelbilder übertragen werden sollen. Auf der anderen Seite der Schicht 58 befinden sich das Feld begrenzende Ausnehmungen. Angrenzend an die I Schicht 58 kann eine zweite Schicht angeordnet werden, die symmetrische das Feld begrenzende Ausnehmungen aufweist.

Der Film 66 mit seinen vielen kugelförmigen konkaven Ausprägungen, die im richtigen Abstand gegen die Linsen 46 anliegen, wobei die empfindliche Emulsionsschicht den Linsen zugekehrt ist, wird dann durch Beleuchtung durch den.Film 54 belichtet. Die Bildflächen des Films 54 und die empfindliche -Schicht des Films 66 befinden sich auf den konjugierten Oberflächen der Linsen,

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so daß die Bilder auf den Flächen der empfindlichen Schicht genau reproduziert werden, wobei sie einen solchen Winkel einschließen, daß bei der optischen Vereinigung des zweiten Films nach dessen Entwicklung mit dem dritten oder Betrachtungsnetz die Lichtstrahlen der Slementarbilder dieses Films jenseits der Hauptpunkte des dritten Netzes und gegen den Beschauer hin im wesentlichen die gleichen Winkel/bilden, die von den Lichtstrahlen der Szene an den Hauptpunkten der Linsen des ersten oder Aufnahmenetzes gebildet wurden.

Nach der Belichtung wird der Film 66 abgenommen und entwickelt, um die Bilder sichtbar zu machen, und dann auf der abgekehrten Seite der Oberfläche einer linsenförmigen Betrachtungsnetzschicht 70 angeordnet, wobei die die Bilder tragenden konkaven Teile des Films 66 mit den hinteren konvexen Oberflächen der die Netzschicht 70 bildenden Betrachtungslinsen 72 in innige Berührung kommen. Diese Schicht 70 weist Linsen von solcher Größe und Teilung auf, daß der Film 66 nach entsprechender Befeuchtung oder Trocknung ohne übermäßige Beanspruchungen angepaßt werden "■ kann. Gewöhnlich wird der Film mittels eines durchsichtigen Zements auf die Oberfläche der Netzsehicht 70 aufgebracht.

Zum Betrachten wird die aus dem die Bilder tragenden Film 66 und der linsenförmigen Schicht 70 bestehende Einheit vorzugsweise durch eine (nicht dargestellte) Quelle diffusen Lichts beleuchtet, die auf der oberen abgekehrten Seite angeordnet sein kann, so daß die Filmbilder durch die Linsen 72 betrachtet werden.

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Der Aufnahmewinkel der Linsen 42, d.h. der Winkel, der durch eine Kante der hinteren Linse 46, den Hauptpunkt/ der auch der Krümmungsmittelpunkt ist, und die Senkrechte zu den Linsen gebildet wird, ist durch die das Feld begrenzenden Masekenelemente 45 und/oder 48 begrenzt, so daß ein durch eine der Linsen 4o auf dem Film 54 erzeugtes Bild das durch die benachbarten Linsen erzeugte Bild nicht überdeckt. Das gleiche gilt für die Linsen 46 und 62. Die Linsen 72 des Betrachtunrgsstadiums, die keine das Feld begrenzenden Masken aufweisen, sind so proportioniert, daß die Augen die Bilder der benachbarten Linsen nicht scharf sehen können. ^

Die Masken der Aufnahme- und Kopiernetze, die eine hon^tfabenfö'rmige Anordnung der Linsen aufweisen^ sind vorzugsweise irn allgemeinen hexagonal, so daß die Bilder einander tangieren und zusammen im wesentlichen den ganzen Filmbereich ausfüllen.

Die Masken weisen nach innen gekrümmte hexagonale Seiten auf, die so bemessen sind, daß ihre Projektion auf den Film jeden Bildhohlraum bis zum Rand und bis zur Mittellinie der Zwischen- i räume ausfüllt, damit jedes Bild auf allen sechs Seiten den angrenzenden Bildern naheliegt. Bei den Ausführungsformen, bei denen der Aufnahmefilm eben ist, sind die Masken des Aufnahme netzes genaue Sechsecke.

Diese letztere Funktion ist für die Tönungsqualität des schließlichen Summenbildes aus dem folgenden Grunde wichtig: es ist schwierig, eine vollkommen scharfe Abgrenzung zwischen den Linsen des Betrachtungsschirmes zu erzielen. Da ihre Zwischenräume einen

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begrenzten Halbmesser und infolgedessen eine begrenzte Breite aufweisen und da sie durchsichtig sind, entspricht ihr Tönungswert den durch dieselben gesehenen Zwischenräumen des Films. Die dunklen Bereiche werden beispielsweise durch helle Zwischenräume herabgesetzt. Eine Lösung hierfür bildet die Verwendung von Umkehrfilm, bei welchem die unbelichteten Bereiche, d.h. die Zwischenräume, dunkel bleiben. Während dies die dunklen Zonen unterstützt, werden dadurch unglücklicherweise die hellen Zonen herabgesetzt, in welchen das Netz der Zwischenräume dunkel und stärker sichtbar wird, so daß die P hellen Zonen verdunkelt werden. Die Verwendung der nach innen gekrümmten hexagonalen Masken ermöglicht durch Erzeugung kontinuierlicher Bilder, dunkle Zwischenräume angrenzend an dunkle Bildbereiche und helle Zwischenräume angrenzend an helle Bildbereiche zu erzielen, was nicht nur eine verbesserte reproduktion der gesamten Tönung, sondern auch ein weniger deutlich sichtbares Schirmnetz ergibt.

Um die Vignetuerung, welche entweder eine Überdeckung oder ^ Lücken zwischen den Bildern bewirkt, auf ein Mindestmaß herabzusetzen, muß mindestens im Kopierstadium mehr als eine Maske verwendet werden, vorzugsweise eine Maske im Objektraum und eine im Bildraum.

Die Zwischenräume zwischen den Linsen der dargestellten Betrachtungsnetze sind (wie oben erwähnt),ausgeprägt, weil sie eine begrenzte Breite haben. Der Grund für diese begrenzte Breite ist in der Tatsache zu sehen, daß der Halbmesser der Linsen gleich der Hälfte des Abstandes zwischen denselben ist. Um die Breite

^L. - 24 -

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und demgemäß die Größe dieser Zwischenräume ohne Einbuße an Feidwinkel (Blickwinkel) zu"verringern, müßte ein Material mit einer etwas höheren Brechungszahl als vorstehend angegeben verwendet werden/ durch welches der Krümmungshalbmesser der gebildeten Linsen genügend vergrößert werden könnte, so daß die Oberflächen der Linsen sich unter einem solchen Winkel kreuzen würden, daß sie nur eine feine Linie bilden. Dies setzt natürlich voraus, daß der Abstand nicht vergrößert wird. Bei dem in Pig. 13 gezeigten Netz beträgt die Brechungszahl beispielsweise 1,56. Eine verbesserte Krümmung der Vorderseite könnte mit einer Brechungszahl von 1,61 oder 1,64 erzielt werden, wobei der ^ Krümmungshalbmesser von 1,175 mm auf 1,30 mm bzw. 1,35 mm ansteigt . '

Die Figuren 8, 9 und 10 veranschaulichen schematJS3h eine vereinfachte Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die erste Belichtung auf ebenem Film erfolgt, während der zu betrachtende Film geprägt ist. In diesen Figuren sind die Masken und andere Hilfselemente nicht dargestellt, werden aber unter Bezugnahme auf die Figuren 11, 12 und I3 beschrie- (j ben und dargestellt.

Es ist eine Schicht 80 vorgesehen, auf welcher eine große Zahl von gleichmäßigen, in gleichem Abstand liegenden, plario-konvexen Linsen 82 ausgebildet ist, die in einem hexagonalen Honigwabenmuster Oder in einem viereckigen Muster angeordnet sein können.

Die Schicht 80 wird von einer verhältnismäßig dicken Schicht ,eines starren durchsichtigen Materials getragen, wie z.B. einer

; —25 -

— — j.

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Glasplatte 81. Lichtstrahlen sind sehernatisch dargestellt, wobei das Vorhandensein der Glasplatte 81 nicht" berücksichtigt ist.

Auf der ebenen Seite 84, welche dem aufzunehmenden Gegenstand zugekehrt ist, ist die Schicht 80 mit einer lichtundurchlässigen Schicht versehen, in welcher Membranausnehmungen 86 ausge-■ bildet sind, und zwar eine für jede der Linsen 82. Die Ausnehmungen 86 sind mit der Achse jeder der Linsen 82 und deren Hauptpunkt genau ausgerichtet.

Die Schicht 80 liegt im Abstand von einer Tragschicht 88 aus durchsichtigem Material, wie z.B. Polyesterharz. Die Schicht 88 weist parallele Seiten auf, die als Stütze für eine Schicht eines strahlungsempfindlichen Films 90 dienen, welcher mit der Seite der Schicht 88 in Berührung steht, die den Linsen 82 entgegengesetzt ist und in der Brennpunktebene derselben liegt.

Nach der Belichtung wird der Film 90 entwickelt und wieder in eine Stellung gebracht, in welcher seine gegen die Rückseite der Schicht 88 oder einer identischen Schicht anliegende Emulsionsschicht relativ zur Hauptebene und zu den Hauptpunkten eines neuen Netzes angeordnet ist, wie Fig. 9 zeigt, wobei diese Stellung genau der Stellung der ersten Schicht 88 relativ zur Hauptebene und zu den Hauptpunkten des ersten Netzes entspricht. Das neue Netz weist Membranöffnungen auf, die ebenso wie jene des ersten Netzes angeordnet sind. Die dem Film 90 gegenüberliegende Seite des neuen Netzes trägt eine Schicht eines unbelichteten geprägten Films 92, dessen Emulsionsschicht den Linsen 82' zugekerjht und mit denselben axial ausgerichtet ist,

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wobei die Oberfläche des Films 92 kugelförmige Hohlräume aufweist. Die beiden Filme liegen dicht gegen die konjugierten Oberflächen an, so daß die Bilder des Films 90 so scharf als möglich auf die Emulsionsschicht des Films 92 eingestellt sind. Wenn sich die Teile in dieser Stellung befinden, x-iird der Film 92 belichtet, wobei das Licht vom Film 90 durch die Linsen 82' auf die Emulsionsschicht des Films 92 gelangt. Der belichtete Film wird dann entwickelt und getrockej&it. Hierauf wird der Film mit den Linsen 72 einer, linsenförmigen Netzschicht 70 in Berührung gebracht, welche die gleiche sein kann, wie die Schicht 70 in Fig. 7> in Ab- f[ hängigkeit von der Brechungszahl und vorausgesetzt, daß das Verhältnis zwischen der Hauptebene und dem Film 92 relativ zur Teilung desselben zum Verhältnis zwischen der Hauptebene des Netzes gemäß Fig. 9 und dem Film 92 während der Belichtung

proportional ist.

Während dieser Belichtung wird der Film zweckmäßig genau in der richtigen Stellung gehalten mittels einer (nicht dargestellten) Vakuumstütze, welche Hohlräume oder Lochungen auf- J weist-, die zu den konvexen Elementen auf der Rückseite des Films 92 komplementär sind.

Wenn, der entwickelte Film 92 durch die Linsen 72 der linsenförmigen Netzschicht 70 binokular betrachtet wird, erscheint die Aufnahme als ein Summenbild, stereoskopisch und in genügend weitem Winkel, so daß die betrachtete Aufnahme nicht die ablenkenden und unerwünschten Wirkungen des Zurückschnellens oder der Wiederholungsbilder aufweist, sondern sowohl in waagerechter

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als auch in senkrechter Richtung je nach dem Blickwinkel eine konstante. Veränderung des Aussehens bietet.

'Für die Betrachtung ist der auf der linsenförmigen Netzschicht 70 angeordnete Sekundärbildfilm 92 auf der zu beleuchtenden Seite vorzugsweise mit einer durchsheinenden, das Licht diffundierenden Schicht 9^ versehen, wie z.B. einer Schicht aus Opalglas oder geschliffenem Glas, oder eine^Schicht aus mattern Kunststoff.

Die Figuren 11 - 1j5 zeigen eine Ausarbeitung der in den Figuren 8, 9 und 10 gezeigten Ausführungsform. Die linsenförmige Netzschicht 80 aus Polyesterharz, Polystyrol oder einem anderen durchsichtigen Material ist mit einer großen Zahl von in regelmäßigen Abständen liegenden identischen Linsen 82 versehen, die vorzugsweise in einem hexagonalen Muster angeordnet sind. Die Linsen sind piano-konvex und zwischen den Linsen sind im wesentlichen ebene Flächen 100 vorgesehen. In die Schicht 80 ist ein verstärkendes Metallnetz eingebettet, das vorzugsweise aus einem gelochten Nickelblech 104 und einem an demselben anhaftenden dickeren gelochten Kupferblech 106 besteht, Die Ausnehmungen in den Blechen 104 und 106 sind verhältnismäßig groß und relativ zu den Achsen der Linsen 82 zentriert. Auf der Außenseite der Schicht 102 ist ein Membranblech angeordnet, das aus dnem mit Nickel überzogenen dünnen Kupferblech besteht, welches eine kleine Ausnehmung 108 in der Nickelschicht und größere Ausnehmungen 110 auf der Außenseite derselben aufweist, wobei die kleinen Ausnehmungen in Obereinstimmung mit den optischen Achsen der Linsen 82 im Abstand voneinander angeordnet und zu denselben zen-

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triert sind, sowie in der Hauptebene der Linsen liegen.

Auf der von der Szene abgekehrten Seite der Netzschicht 80 ist eine mit Ausnehmungen versehene Maskennetzschicht 110 angeordnet., welche ebenfalls aus einem mit Nickel überzogenen Kupferblech von entsprechender Dicke besteht. Die verhältnismäßig dünne Nickelschicht ist mit verhältnismäßig großen Aussnehmungen 1.14 und das Kupferblech mit größeren Ausnehmungen versehen. Die Ausnehmungen 114 sind mit den optischen Achsen der Linsen 82 ausgerichtet und zu denselben zentriert. Die Auslaehmungen 114 haben eine solche Größe, daß die von den Linsen ™ 82 in der Brennpunktebene erzeugten Bilder einander nicht überdecken, wie die Pfeillinie zeigt, welche den Weg eines Lichtstrahls durch die Linse an der äußeren Kante ihres Feldes darstellt. Wenn die Linsen'82 hexagonal angeordnet sind, weisen die Ausnehmungen 114 vorzugsweise hexagonale Form auf.

Mit der Maskenschicht 110 steht eine verhältnismäßig dicke Schicht 116 aus Glas oder vorzugsweise durchsichtigem Kunststoff in Berührung^, gegen deren Rückseite eine ebene Schicht des strah- | lungsempfindlichen Films 90 angedrückt ist, wobei die Emulsionsschicht des Films gegen die Rückseite der durchsichtigen Schicht 1 16 anliegt. Die Schicht 116 weist eine solche Dicke auf, daß der Film 90annähernd in der Brennpunktebene der Linsen 82 liegt. Nach der Belichtung wird der Film entwickelt und getrocknet. Hierauf wird der Film mit der in Fig. 12 gezeigten Einheit ausgerichtet, die im wesentlichen mit der Einheit gemäß Fig. 11 identis&h igt, wobei jedoch die Linsen 82 einen kleineren Halbmesser

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Auf der dem Membranblech 108, 110 zugekehrten Seite und im . Abstand von demselben liegt auf der konjugierten Oberfläche der Linsen 82 mit denselben ausgerichtet ein unbelichteter, geprägter Film 120, dessen Hohlräume dem Membranblech zugekehrt sind. Die Prägungen haben die gleiche Teilung wie der Abstand der Linsen 82 und die Hohlräume sind derart ausgebildet, daß sie der nach dem besten Kompromiß geformten zweiten konjugierten Oberfläche der Linsen 82 entsprechen, so daß das von jeder Linse erzeugte Bild auf der inneren oder Emulsionsseite 122 des Films so scharf als möglich ist. Der Film iwird " in dieser Abstandsstellung vorzugsweise durch eine (nicht dargestellte) komplementär geformte oder gelochte Vakuumstütze gehalten, in deren Hohlräume der geprägte Film» eingepaßt wird.

In Anbetracht der Tatsache, daß der Film 90 in Fig. 11 im wesentlichen auf der Brennweite der Linsen 82 liegt, während sich die aufzunehmenden Gegenstände in einem verhältnismäßig großen

ι- ■ .

Abstand befinden, weisen die Elemente eine solche Dicke auf, daß die Linsen 82 dem Film 90 in Fig. 11 näher liegen als in Fig. 12, während sich derselbe in beiden Figuren relativ zur Teilung im gleichen Abstand von den Hauptebenen der Netzschichten befindet. Aus Fig. 12 ist ersichtlich, daß die Ebene des Films 90 und die Oberfläche des Films 120, 122 im wesentlichen auf den konjugierten Brennpunkten der Linse 82 liegen. Der Pfeil 124 zeigt den Krümmungshalbmesser der konkaven Seite eines Teils des Films 120, 122, während der Pfeil 126 den Krümmungshalbmesser vom Hauptpunkt der Linse 82 angibt.

Zwecks Belichtung desFilms 120 wird der Film 90 von hinten vor-

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zugsweise durch diffuses Licht L beleuchtet, worauf der Film 120 abgenommen, entwickelt und getrocknet wird.

Zwecks Betrachtung wird der positive Film 120, 122, welcher die vielen parallaktisch verschiedenen Bilder des Schirmes trägt, mit den Linsen 82 einer linsenförmigen Netzschicht 70 ausgerichtet und mit denselben in Berührung gebracht. Der Film wird durch diffuses Licht L beleuchtet und wird binokular betrachtet, wobei der Beschauer durch die Linsen 72 gegen die Lichtquelle blickt, so daß der Beschauer eine Weitwinkelaufnahme in stereoskopischem Relief und ohne die unerwünsGh- ^ te Wirkung des Zuruckschnellens oder der Wiederholungsbilder wahrnimmt.

Wenn sich der Blickwinkel verändert, sieht der Beschauer verschiedene stereoskopische Ansichten der gleichen Szene. Wenn beispielsweise der Kopf einer Person aufgenommen wurde, ermöglicht das Verschwenken der Aufnahme mit der linsenförmigen Netzschicht 70 dem Beschauer, die Oberseite des Kopfes oder die Unterseite des Kinns zu_ sehen, während bei winkliger Bewegung .J der Aufnahme um eine senkrechte Achse der Beschauer hinter die eine oder die andere der Schläfen der Person sehen kann.

Die Figuren 14, 1-5 und 16 zeigen eine weitere abgeänderte AusfUhrungsForm der Einrichtungen, welche bei der Ausführung der Erfindung verwendet werden können. Fig. 14 zeigt das.Aufnahmestadium, Fig. 15 das Kpierstadium und Fig. 16 das Betrachtungsstadium.

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Gemäß Pig. 14 ist eine linsenförmige Netzschicht I30 vorgesehen, welche auf der dem aufzunehmenden Gegenstand, oder der Szene zugekehrten Seite eben ist. Auf der entgegengesetzten Seite des Netzes 1j50 sind in einem regelmäßigen hexagonal en Muster im Abstand voneinander viele teilkugelförmige Linsen 132 ausgebildet. Auf der ebenen Seite des Netzes 1j50 befindet sich eine lichtundurchlässige Schicht 1jj4, die Membranausnehmungen 136 aufweist, welche mit den Achsen und Mittelpunkten der Linsen 1^2 ausgerichtet und zu denselben zentriert sind. Die Ausnehmungen dienen dazu, das durch die Linsen hindurchgehende φ Licht zu begrenzen und auch eine bessere Begrenzung des Bildes zu geben. Auf der Rückseite des linsenförmigen Netzes 1^0 sind Masken- und Filmtragelemente 138 vorgesehen, die im seitlichen Schnitt im wesentlichen hexagonal sind und sich von der Rückseite des linsenförmigen Netzes 1j50 weg verjüngen. Diese Elemente 138 sind aus Metall oder lichtundurchlässigem Kunststoff hergestellt, um zu verhindern, daß die von benachbarten Linsen 1j52 erzeugten Bilder ineinander übergehen.

^ Von den Elementen I38 wird im richtigen Abstand von den Hauptpunkten der Linsen 1J52 eine geprägte Schicht des empfindlichen Films 14O getragen, der eine strahlungsempfindliche Emulsionsschicht 142 aufweist. Die kugelförmigen konkaven Oberflächen der Emulsionsschicht 142 sind auf den Brennflächen der Linsen 1,22 angeordnet.

In der in Fig. 14 gezeigten Stellung wird der empfindliche Film 14O, 142 durch die aufzunehmende Szene belichtet , worauf der Film entwickelt wird. _

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Im Kopierstadium wird der belichtete und entwickelte Film i4o, 142 gemäß Pig, 15 relativ zu einer konvexen Doppellinse 144 mit einer inneren Membranausnehmung 1j56 angeordnet, die auf ihren äußeren Seiten andere Masken- und Tragelemente 146 aufweist/ welche dazu dienen, den kugelförmigen geprägten Film 148, 150 derart abzustützen, daß seine unbelichtete Emulsionsschicht 150 auf einer konjugierten Oberfläche der Linse 144 liegt, während sich der belichtete und entwickelte Film 14o, 142 auf der anderen konjugierten Oberfläche befindet.

Fig. 16 veranschaulicht schematisch die Anordnung der Teile zum Betrachten der stereoskopischen Aufnahme. Der entwickelte Film 148, 150 wird durch die Tragelemente 146 auf einer Seite einer plano-konvexen Linse 152 abgestützt, welche ein einzelnes Element eines linsenförmigen Netzes 15^ bildet;. In dieser Stellung kann der Film von der ebenen Seite des linsenförmigen Netzes 15^· betrachtet werden und wird vorzugsweise durch diffuses Licht beleuchtet, das durch den geprägten Film 148, I50 hindurchgeht. Dieses Betrachtungsnetig ist in der Hauptebene ebenfalls mit Membranöffnungen versehen, welche jedoch größer sind, -Hier Ihr Durch- % messer wird vorzugsweise durch den kritischen Winkel oder den Winkel der totalen Reflexion bestimmt.

In den Figuren 14 und 16 sind Lichtstrahlen I60 und 162 dargestellt. Während der ursprünglichen photografischen Aufzeichnung der Szene können Gegenstände selbst unter dem extremen WinteL des Pfeils 160 bis zu einem gewissen Maße nach Art einer Fischaugenlinse auf den Film 1.4.0, 142 aufgezeichnet werden. Ebenso kann das stereoskoiiSQhe Bi-Id in begrenztem Maße sogar aus Blickwinkeln

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betrachtet werden, die so extrem sind, wie der Pfeil 162 in Fig. 16 zeigt, oder die nahezu 18O° betragen.

Die stereoskopischen Summenbilder gemäß der Erfindung zeigen ein stereoskopisches Relief, selbst wenn sie von Personen betrachtet werden, die monokulare Sicht infolge eines ParaÜaxenf'ehlers haben, der bei Veränderung des Blickfeldes auftritt, entweder durch eine Bewegung des Kopfes oder durch seitliche oder winklige Verschiebung der aus dem aufgezeichneten Bild urddem linsenförmigen Netz bestehenden Einheit.

Während die Erf indungcillgemein unter Bezugnahme auf einen durchleuchtbaren Film beschrieben wurde, fallen selbstverständlich auch reflektierende Kopien innerhalb des Rahmens der Erfindung. Das Bild befindet sich dann auf einem lichtundurchlässigen weißen und/oder stark reflektierenden Film, statt auf einem durchsichtigen Film.

In den Figuren I7, 18 und I9 sind nacheinander das Aufnahmestadium, das Kopierstadium und das Betrachtungsstadium für eine weitere praktische Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche ähnliche linsenförmige Bilderzeugungselemente verwendet. In den Figuren 17, 18 und I9 bezieht sich D auf Membranschichten, F auf lichtempfindliche Filme, L auf Linsen, M auf Masken, S auf Abstandsstücke und P auf planparallele Platten.

In den Figuren I7, 18 und I9 sind die verschiedenen durchsichtigen Elemente L, F, S und P nicht mit Schnittlinien dargestellt, um durchsichtigen Kunststoff anzudeuten. Die Anbringung solcher

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Schnittlinien würde die Darstellung der Schnittansichten in den Zeichnungen verwirren.

Eine Maske JVL- auf der Vorderseite des Linsenteils L₁ bedeckt die Zwischenräume zwischen den Linsen. Eine lichtundurchlässige Schicht D. mit vorzugsweise hexagonalen Membranöffnungen in derselben ist vorzugsweise in optischer Berührung zwischen den beiden Linsenteilen L₁ und L₂ befestigt, so daß die Linsen und die öffnungen konzentrisch sind. Ein Abstandsteil S^ kann vorzugsweise in optischer Berührung und auf der Emulsionsseite des Films angeordnet werden. Eine zweite Maske Mp ist auf der Rückseite des Linsenteils Lp angeordnet, um den Peldwinkel zu begrenzen und jedes überdecken der kleinen Bilder auszuschließen. In der Brennpunktebene wird dann das unbelichtete lichtempfindliche Material angeordnet, das eine Emulsion E₁ und eine Unterlage P₁ aufweist.

Der belichtete und entwickelte Film wird dann im Kopierstadium (Fig. 18) übertragen, in welchem derselbe auf der Vorderseite der Platte Pp in einer konjugierten Ebene der linsenförmigen A Schicht L₁J L₂ angeordnet wird, welche die gleiche sein kann, die bei der Aufnahme verwendet wird, oder eine ähnliche Schicht, und die zwischen den Platten P₂ und P^ koaxial befestigt wird. Wie bei der. Aufnahmeplatte ist eine lichtundurchlässige Schicht D₁ mit Membranöffnungen zwischen den Linsen der Schichten L₁ und Lp angeordnet. In ähnlicher Weise kann ein durchsichtiges Abstandselement S₁ vorgesehen sein. Eine das Feld begrenzende Maske M, ist zwischen der Schicht L₁ und dem Film F₁ ^! angeordnet, entweder auf der Rückseite oder als ein Teil der Platte P₂ und inner-

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halb derselben.

Eine andere Maske M^ kann auf der Rückseite der Schicht L₂ auf oder innerhalb der Platte P-, vorgesehen werden. Ein unbelichteter Film F₂ wird mit seiner Emulsion E_? auf der anderen konjugierten Ebene der Schicht L₁, L_g gegen die Rückseite der Platte P., angeordnet. Sobald der Film F₂ belichtet, entwickelt und getrocknet ist, ist derselbe für das Betrachtungsstadium bereit, in welchem derselbe mit F₂' und Ep' bezeichnet ist. Im Betrachtungsstadium (Fig. 19) wird der Film gegen die Platte Pu W in der oder näher zur Brennpunktebene der linsenförmigen Schicht L₁, L₂ angeordnet. Innerhalb dieser Schicht kann ein Abstandsstück S₂ vorgesehen werden. Kleine Bilder und Linsen werden selbstverständlich noch einmal koaxial und in der gleichen Einstellung angeordnet. ^λ

Wenn es bei allen Ausführungsformen der Erfindung gemäß den Figuren 1-16 gewünscht wird, das Summenbild auf dem Film 28 zu verkleinern oder zu vergrößeren, kann dasselbe auf einem ähnfc liehen geprägten Film reproduziert werdaen, der eine entsprechend kleinere oder größere Teilung·für den Abstand der Prägungen des Kopierfilms aufweist. Dies erfordert die Verwendung einer eine kleine Blende aufweisenden Kopierlinse von langer Brennweite, die vorzugsweise bei weniger als etwa 20 arbeitet, um die richtige Tiefenschärfe und eine minimale Verzerrung zu erhalten. Die Filmreproduktion wird dann entwickelt und auf der einen Seite einer neuen linsenförmigen Netzschicht 2o mit entsprechender Teilung und Größe in Übereinstimmung mit den Linsen angeordnet.

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Auf ähnliche Weise kann der erste Film 5^ oder 90 der Figuren 5 und 11 auf einem entsprechenden größeren oder kleineren Film vergrößert-oder verkleinert werden, Die Bilder des neuen Films werden dann übertragen unter Verwendung eines linsenförmigen Netzes von entsprechender Teilung, um den Film zu erzeugen, der durch ein linsenförmiges Netz von entsprechender Teilung betrachtet werden soll, Ebenso können Bilder auf ebenem Film E, F vergrößert oder verkleinert, werden, was besonders nützlich ist, wenn große Repc^rduktionen gemacht werden sollen, beispielsweise auf Anschlagbrettern,

Der vorstehend verwendete Ausdruck "Weitwinkel" bedeutet mehr als 60° und vorzugsweise 90 - 120° oder mehr.

Die Erfindung χist nicht auf die dargestellten und beschriebenen beispielsweisen Ausführungsformen beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen*

Pat ent ans prüche

^BAD

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Claims

Dr. Ing. E. BERKENFELD · Di.pl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 8. Dezember 1967 Sch//Name d. Anm. Cowles Communications, Ine

Patentansprüche

1 . Verfahren der Integralfotografie, dessen Verbesserung in der Kombination der folgenden Schritte besteht: daß ein erstes linsenförmiges Netz verwendet wird, welches auf seiner Brennfläche mit einer ersten strahlungsempfindlichen Schicht versehen ist, daß die durch die Linsen des Netzes erzeugten Elementarbilder auf der ersten Schi-cht aufgezeichnet werden, wenn dieselbe durch eine Szene belichtet wird, wobei die Elementarbilder voneinander parallaktisch verschieden sind, so daß ihre Gesamtheit nach der Entwicklung fähig ist, in den Raum ein reales Summenbild zu projizieren, welches ein dreidimensionales, aber tiefenverkehrtes Duplikat der Szene darstellt, daß dann ein zweites linsenförmiges Netz verwendet wird, welches so angeordnet ist, daß sich die entwickelte erste Schicht auf der einen konjugierten Oberfläche befindet, wobei die aufgezeichneten Elementarbilder mit den Linsen des zweiten Netzes ausgerichtet sind, und daß sich eine zweite strahlungsempfindliche Schicht auf der anderen konjugierten Oberfläche befindet, um für jedes der entsprechend durchleuchteten Elementarbilder der ersten Schicht ein umgekehrtes Elementarbild scharf aufzuzeichnen, wobei das ein© Netz mit Membranen und das andere Netz mit das Feld begrenzenden Ausnehmungen versehen ist, daß die zweite Schicht nach der

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Entwicklung auf ein drittes linsenförmiges SNetz übertragen und mit demselben ausgerichtet wird, wobei die zweite Schicht annähernd auf der Brennfläche des dritten ^Netzes und nicht weiter entfernt von derselben liegt, so daß bei entsprechender Beleuchtung die zweite Schicht und das dritte Netz ein virtuelles Summenbild der Szene erzeugen, das dreidimensional und tiefenrichtig ist und das im virtuellen Raum Jenseite des und durch das dritte Netz direkt sichtbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite der zweiten Schicht mit einer diffundierenden W Schicht versehen ist, welche in solch inniger Berührung mit der zweiten Schicht angeordnet ist, daß die BrechungsWirkungen hinter der mit dem dritten Netz vereinigten zweiten Schicht im wesentlichen neutralisiert werden. .
35. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Netz mit einer Membranschicht versehen ist, welche in der Hauptebene der Linsen des ersten Netzes angeordnet ist. . J
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Netz mit einer Membranschicht versehen ist, welche in der Hauptebene der Linsen des zweiten Netzes angeordnet ist.
5. Verfahren nach ^spruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blickwinkel des virtuellen dreidimensionalen tiefehrichtigen Summenbildes im wesentlichen gleich ist dem Winkel, der von der Szene an den Hauptpunkten der Linsen des ersten Netzes

-.39 -

- ' BAD SGL

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gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Beziehung zwischen der ersten und zweiten Schicht und dem zweiten Netz derart ist, daß bei der optischen Vereinigung der zweiten Schicht nach der Entwicklung derselben mit dem dritten Netz die Lichtstrahlen von den El ementarbi Idem der zweiten Schicht jenseits der Hauptpunkte des dritten Netzes, und gegen den Betrachter hin im wesentlichen die gleichen Winkel

^ bilden, die vorher von den Lichtstrahlen der Szene an den Hauptpunkten der Linsen des ersten Netzes gebildet wurden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konjugierten Oberflächen des zweiten Netzes in einer solchen Beziehung stehen, daß erstens der Abstand zwischen der ersten Schicht und der Hauptebene des zweiten Netzes in der gleichen Beziehung zur Teilung der Linsen des zweiten Netzes steht wie der Abstand zwischen der ersten Schicht und der Hauptebene des ersten Netzes zur Teilung der Linsen des ersten Netzes, und

§ daß zweitens der Abstand zwischen der zweiten Schicht und der Hauptebene des zweiten Netzes in der gleichen Beziehung zur Teilung der Linsen des zweiten Netzes, steht wie der Abstand zwischen der zweiten Schicht und der Hauptebene, des-.dritten Netzes zur Teilung der Linsen des dritten Netzes, sowie dass drittens die Lichtstrahlen von den El&ment&bila&tn der zwei ten Schicht nach dem Durchgang durch die Hauptpunkte des dritten Netzes und gegen den Betrachter h^n einen Wink«! tsilden, der im wesentlichen dem Aufnahmewinkel <3es ersten H«fci#egleioh ist« _v

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8. Verfahrennach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß die" Größe der Bilder der ersten Schicht und ihre Teilung verändert werden .,während ihre ursprüngliche Beziehung aufrechterhalten wird, um eine neue erste Schicht zu bilden, die mit proportional veränderten zweiten und dritten Netzen und einer zweiten Schicht verwendet wird,

9, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Bilder der zweiten Schicht und ihre Teilung verändert werden, während ihre ursprüngliche Beziehung aufrechterhalten wird, um eine neue zweite Schicht zu bilden, die mit einem proportional veränderten dritten Netz verwendet wird.

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