DE164527C - - Google Patents

Description

PATENTAMT.

M 164527 KLASSE 42 h.

Es ist in der photographischen Praxis bekannt, daß man bei Reproduktionen durch geringe Neigungen des Originals und der Aufnahmeplatte gegen das Objektiv kleine Bildveränderungen unbeschadet der Bildschärfe leicht erreichen kann. Auch bestehen Apparate, welche diesen Umstand auszunutzen gestatten. Dieses Bildverändern geschieht aber bisher auf rein empirischem Wege und

ίο ist eine sehr zeitraubende und mühsame Arbeit, die nur innerhalb sehr enger Grenzen und mit verhältnismäßig geringer Genauigkeit ausgeführt werden kann. Deshalb zieht man es manchmal vor, die Bildveränderung ohne Rücksicht auf die Bildschärfe anzustreben und die nötige Bildschärfe durch Anwendung sehr kleiner Blenden und starker Lichtquellen zu erreichen.

Der Erfinder selbst hat in der Photographischen Korrespondenz vom Jahre 1898 gezeigt, daß die schiefe Abbildung oder das Projizieren im Winkel bei voller Bildschärfe innerhalb sehr weiter Grenzen möglich sei, wenn man darauf achtet, daß sich die beiden Bildebenen und die Objektivebene in ein und derselben Geraden schneiden. Schiefe Abbildung aber in planmäßiger Weise zu projektiven Bildveränderungen zu verwenden, stieß damals noch auf große Schwierigkeiten, deren Ursachen erst später erkannt wurden, und welche sich dahin kurz zusammenfassen lassen, daß die Beziehungen der Optik zur Geometrie der Lage noch nicht genügend klar gestellt waren, um die Aufgaben zu lösen.

Diese Schwierigkeiten werden erst durch die Erkenntnis überwunden, daß die Gegenachsen eines geometrischen Bildsystems (ihrer Definition nach Bilder der unendlich ferner Geraden der gegenständigen Bildebene) unbedingt in den Brennebenen eines optischen Systems liegen müssen, d. h. in der Optik die Bedeutung von Schnittgeraden zwischen Bildebene und Brennebene haben. Ferner erwies sich als wichtiger Kunstgriff, projektive Aufgaben, deren direkte Lösung aus irgendwelchen Gründen, z. B. wegen des zu kleinen Gesichtsfeldes des verwendeten optischen Systems, auf Schwierigkeiten stieß, in zwei oder mehrere leichter lösbare Aufgaben zu zerlegen. Dieser Kunstgriff war insbesondere für die Herstellung affiner Abbildungen unerläßlich, und gilt speziell für diese wichtige Erkenntnis, daß zwei projektive Bildsysteme, die sich affin ergänzen sollen, die Gegenachse des Zwischenbildes gemeinsam haben müssen.

Unerläßlich für das Verständnis des nachstehend beschriebenen Verfahrens sind ferner die Sätze:

i. Photographische Bilder sind in streng mathematischem Sinne perspektivisch und spielen die Haupt- oder Knotenpunkte bezw. optischen Mittelpunkte des verwendeten Linsensystems oder die Krümmungsmittelpunkte der verwendeten Spiegel die Rolle

der Projektionszentren für die ihnen zugehörigen Bilder.

2. Jedes ebene Bild wird von beliebig kombinierten Systemen sphärisch geschliffener Linsen oder Spiegel innerhalb der Genauigkeitsgrenzen , für welche die allgemeine Linsen- oder Spiegelgleichung gilt, wieder als ebenes Bild reproduziert.

3. Der vom Erfinder in der Photographisehen Korrespondenz 1898 zuerst veröffentlichte Satz:

»Bei schiefer Abbildung schneiden sich die Ebene des Originals und die erste Hauptebene des Linsensystems, sowie die Ebene der Abbildung und die zweite

Hauptebene des Linsensystems in optisch konjugierten Geraden.«
Diese letzteren fallen in eine Gerade zusammen, wenn, wie z. B. bei symmetrischen Objektiven in der Regel, die beiden Hauptebenen für praktische Zwecke in eine Ebene fallen oder, wie bei Spiegeln, durch die Scheitelebene des Spiegels ersetzt werden.

4. Der sogenannte Drehsatz (insbesondere für die Anpassung bestimmt gestellter Aufgaben an optische Systeme von gegebener Brennweite wichtig):

»Zwei projektive Bilder, einmal in irgend eine perspektivische Lage gebracht, bleiben in perspektivischer Lage, wenn man die eine Bildebene um die Kollineationsachse dreht, d. h. den Öffnungswinkel der beiden Bildebenen verändert.«

Der Querschnitt durch das geometrische Bildsystem, d. h. eine durch das Projektionszentrum in irgend einer perspektivischen Lage senkrecht auf die Kollineationsachse gefällte Ebene enthält alle aus der ersten perspektivischen Lage durch die Anwendung des Drehsatzes ableitbaren Lagen des Projektionszentrums , welches stets der vierte Eckpunkt jenes Parallelogramms ist, dessen drei andere Eckpunkte die Durchstoßpunkte der Kollineationsachse und der beiden Gegenachsen mit besagtem Querschnitt sind.

Damit sind alle Bausteine für das in Frage stehende Verfahren zusammengetragen und gestaltet sich das Verfahren selbst wie folgt: a) Ist von irgend einem ebenen Bild eine bestimmte projektive Abbildung zu machen, so sind vor allem Original und Abbildung in eine perspektivische Lage zu bringen.

Die Art, wie das zu geschehen hat, hängt von der Natur der gestellten Aufgabe ab und fußt auf rein geometrischen Überlegungen.

b) Sodann ist das geometrische Bildsystem durch Anwendung des angeführten Drehsatzes an ein vorhandenes Objektiv von bestimmter Brennweite anzupassen, was am besten dadurch geschieht, daß man den oben erwähnten Querschnitt durch das geometrische Bildsystem aufzeichnet, Projektionszentrum und Kollineationsachse gerad- linig verbindet, zu der sich so ergebenden Geraden in einem Abstande, welcher der gegebenen Brennweite gleich kommt, Parallele zieht, die beiden Gegenachsen durch Drehungen um die Kollineationsachse in diese Parallelen verlegt und schließlich durch den Schluß des Parallelogramms die neue Lage des Projektionszentrums ermittelt.

c) Weiter ist das geometrische Bildsystem mit dem optischen System zur räumlichen Deckung zu bringen.

Zu diesem Zwecke verlegt man das Projektionszentrum in den optischen Mittelpunkt (Hauptpunkt, Krümmungsmittelpunkt), die Kollineationsachse in die Ebene (Hauptebene, Scheitelebene), die Gegenachsen in die Brennebenen des optischen Systems.

d) Endlich kann durch Beleuchtung des Originals und Abstellung fremden Lichtes die gewünschte Abbildung erreicht werden.

Hat man eine affine Abbildung herzustellen oder sonstige Schwierigkeiten zu überwinden, so kann schrittweise vorgegangen werden. Das Resultat der ersten Abbildung wird zum Original der zweiten usf.

Es ist selbstredend, daß dieses Verfahren durch eigens hierfür geschaffene Vorrichtungen wesentlich vereinfacht und erleichtert werden kann. Insbesondere sind Einrichtungen, welche selbsttätig für stete Bildschärfe sorgen, von großer Wichtigkeit, weil sie alle vorbereitenden Arbeiten am Zeichenbrett sowie mathematische Kenntnisse, die über die geistige Ausrüstung eines Photographengehilfen hinausgehen, entbehrlich machen und es ermöglichen, die Art und Größe der projektiven Bildveränderungen fortlaufend auf der Mattscheibe zu verfolgen.

Für affine Abbildungen und überhaupt für alle jene Fälle, wo das Verfahren wiederholt werden muß, um zum Ziel zu kommen, sind endlich Einrichtungen wichtig, welche durch Kombination zweier oder mehrerer optischer Systeme Zeit und Arbeit sparen beziehungsweise Fehlerquellen beseitigen.

Die Fig. ι und 2 zeigen die optischen Bedingungen bei der Herstellung von Bildern auf zur optischen Achse geneigten Ebenen unter Benutzung sphärisch geschliffener Linsen, sowie den dem vorliegenden Verfahren zugrunde liegenden Zusammenhang zwischen den geometrischen Beziehungen der beiden Bilder einerseits und den Bestimmungsstücken eines optischen Systems andererseits, und zwar Fig. I bei symmetrischem Objektiv, Fig. 2 für den Fall eines

unsymmetrischen Objektivs, insbesondere eines Teleobjektivs, wo der Abstand der beiden Hauptebenen nicht mehr ignoriert werden darf.

Die Fig. 3 und 4 dienen zur Verdeutlichung der Abbildungsgesetze bei Anwendung sphärisch geschliffener Spiegel.

Die Fig. 5 bis 30 sowie die dazugehörigen Erläuterungen zeigen den bisherigen Entwicklungsgang der Einrichtungen zur Erleichterung der Anwendung des in Rede stehenden Verfahrens.

Aus dem Vorhergesagten folgt: 1. daß pbotographische Objektive an Stelle von Projektionszentren verwendet, werden können und dabei als streng mathematische Punkte wirken; 2. daß jedoch das Projektionszentrum der bisher betrachteten perspektivischen Systeme sich bei Verwendung von Linsensystemen zur Bilderzeugung in einen Doppelpunkt auflöst und das perspektivische System sich in zwei getrennt zu betrachtende und zu behandelnde Halbsysteme auflöst. Nennt man mit Bezug auf Fig. 1 die durch die beiden Knotenpunkte h_} h_n senkrecht zur optischen Achse gelegten Ebenen Hauptebenen H₁ H₁J, so besteht das erste Halbsystem aus der Ebene A des Originals abc, der ersten Hauptebene H₁ des Linsensystems und dem ersten Knotenpunkte hj als Projektionszentrum sowie der ersten Gegenebene H₁ g_x, welche, durch den ersten Knotenpunkt H₁ parallel zur zweiten Bildebene B gelegt, die erste Bildebene A in der ersten Gegen achse g_Y schneidet, welch letztere bei gewünschter Bildschärfe stets in der ersten Brennebene F₁ des Objektivs liegen muß. Das zweite Halbsystem besteht aus der zweiten Hauptebene H₁₁, der Ebene B des Projektionsbildes a'b'd und dem zweiten Knotenpunkt h_I} als Projektionszentrum , ferner aus der zweiten Gegenebene hjj g₂ , welche durch den zweiten Knotenpunkt hjj, parallel zur ersten Bildebene A gelegt, die zweite Bildebene B in der zweiten Gegenachse g₂ schneidet, welch letztere bei gewünschter Bildschärfe stets in der zweiten Brennebene F₁₁ des Objektivs liegen muß.
Die allgemeine Linsengleichung

—
F

sowie die in der Optik üblichen geometrischen Konstruktionen zur Ermittlung der Beziehungen zwischen Bild und Gegenstand sind bei exakter Arbeit stets auf die Hauptebenen bezw. Knotenpunkte zu beziehen. Nur. ist zu bedenken, daß die beiden Knotenpunkte und damit auch die Hauptebenen bei den meisten der in der Praxis vorkommenden Linsensysteme, weil dieselben in der Regel symmetrisch sind, so nahe beieinander liegen, daß man sie als praktisch zusammenfallend betrachten kann. Man spricht dann vom »optischen Mittelpunkt« und von der »Objektivebene«. Nur die Telesysteme bezw. die Kombinationen von Positiv- und Negativlinsen bilden infolge ihrer starken Unsymmetrie eine wichtige Ausnahme dieser Regel, und bei diesen liegen die Knotenpunkte bezw. Hauptebenen weit außerhalb des Linsen-Systems, und zwar auf der Seite der Positivlinse, während die beiden Knotenpunkte bezw. Hauptebenen gleichzeitig weit auseinanderrücken (Fig. 2).

Das Gleiche gilt für sphärisch geschliffene Spiegel (Konkav- und Konvexspiegel) (Fig. 3 und 4).

Bei diesen Spiegeln übernimmt der Krümmungsmittelpunkt C die Rolle des Projektionszentrums bezw. der Knotenpunkte, die Scheitel- ebene S die Rolle der Hauptebenen, dagegen bleibt das dem Spiegel zugehörige perspektivische System im Gegensatze zu jenen bei Linsen ein einfaches.

Der in Fig. 5 in Seitenansicht und in Fig. 6 in Draufsicht sowie in Fig. 7 und 8 weiter dargestellte Apparat bildet einen photographischen Reproduktionsapparat, welcher mit allen Einrichtungen versehen ist, die nötig sind, um projektive Bildveränderungen zweckmäßig durchzuführen.

Zu diesem Zwecke sind die Rahmen r s und ν w, in welche das Original und die Kassette für das Projektionsbild einzusetzen sind, um vertikale Achsen χ χ' und y y' drehbar, welche in den geradlinig und senkrecht zur Objektivachse verschiebbaren Trägern f g und h k gelagert sind.

Die Verschiebung der Bildträger f g und h k parallel zur Objektivebene, und zwar gleichzeitig nach entgegengesetzten Seiten erfolgt längs der Gradführungen T T und wird durch den um den Zapfen e^l drehbaren Hebel E bewirkt, welcher durch eine Schraubenspindel / und Mutter K bewegt wird.

Die Verdrehungen der beiden Bildebenen gegeneinander und gegen die Ebene des Objektivs in der Weise, daß jederzeit beide Bildschärfebedingungen erfüllt sind und daher der Apparat, wenn er einmal in die riehtige Lage gebracht ist, ständig scharf zeichnet, besorgt der nachstehend beschriebene Zwangstrieb.

Eine Schraubenspindel J, welche in der Objektivebene angeordnet ist, treibt eine Mutter K', welche zwei drehbare Führungsgelenke L trägt, in welchen Arme P gleiten, die mit auf den parallelen Drehachsen xx' und y y' der Bildträger r s und ν w lose aufgesteckten Hülsen S starr verbunden sind.

Diese Hülsen S übertragen mit Hilfe irgend eines dazu geeigneten Mechanismus, z. B.

einer Kegelradübersetzung G, ihre Drehbewegungen in gleicher Größe, aber in entgegengesetztem Drehungssinne auf die drehbaren Rahmen r s und ν w.
5, Die Wirkungsweise dieses Zwangstriebes erläutert Fig. 9.

Die erste zu erfüllende Bildschärfebedingung lautet: Die beiden Bildebenen und die Objektivebene müssen sich stets in einer Geraden M schneiden.

Da es sich in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle um schwache Neigungen der Bildebenen handelt, fällt diese Gerade M in der Regel weit außerhalb des Apparates und ist deshalb schwer konstruktiv zu verwerten.

Es handelt sich also vor allem darum, diese Gerade M durch eine andere leichter zu verfolgende Marke m zu ersetzen.

Macht man nach Fig. 9 die Abstände der Drehachsen χ χ' und yy' von der Objektivebene M O einander und der doppelten Brennweite des verwendeten Objektivs gleich und macht man

A. O χ Ot¹ = A. O Mx = e
A-Oym² = A-O My = i,

so ist

und

Δ O χ Mod Δ Om¹X

Δ Oy M co A O m²y,

weil alle Winkel gleich sind, daher

und ferner

OM-Om¹ = Ox²

OM-Om²= Oy².

Da aber laut Voraussetzung Ox= Oy, so

ist auch O m¹ = Om² = Om, d. h. wz¹

/ und Ot² fallen im Punkte m zusammen. Dieser Punkt m ist jetzt konstruktiv gut verwertbar und nimmt die Mutter K¹ seinen Platz ein. Die drehbaren Arme P treten an Stelle der Strahlen m χ und my und die Bildträger r s und ν w an Stelle der Strahlen M χ und My.

Die Kegelradübersetzung oder irgend ein anderer hierzu geeigneter Mechanismus macht die Drehungswinkel e und i der Arme P und der Bildträger r s und ν w gleich groß und entgegengesetzt gerichtet und bewirkt damit, daß, weil die Arme P durch die Gelenke L stets im Punkte m der Objektivebene zusammenlaufen, auch die Bildebenen der Bildträger r s und ν n> sich stets in der Geraden M in der Objektivebene schneiden müssen.

Weil aber Ox= Oy, so werden die Gegenebenen O g₁ und O g₂ das Dreieck χ My in die beiden kongruenten Dreiecke χ g_y O, O g₂y und das Parallelogramm O g_L Mg₂ zerlegen; es wird

x Si = Zi ^M

yg% = s-2^M

sein. Die Geraden g_l und g₂ haben den halben Abstand der Geraden χ x^l und yy¹ von der Objektivebene, fallen also in die Brennebenen.

Damit sind die beiden Bildschärfebedingungen streng erfüllt.

Eine Abänderung des soeben beschriebenen Zwangstriebes zeigt Fig· 10.

Hier ist der Abstand der Drehachsen χ χ' undyy' von der Objektivebene veränderlich, jedoch müssen sie auch bei dieser Ausführungsform in Geradführungen parallel zur Objektivebene hin- und herbewegt werden können.

Macht man in Fig. 10

A. O xm¹ = A-0My = i

A_ Oy to² = A. O Mx = e,
so ist

Δ Ox Moo Δ Oy m²
und

Δ Oy Moo Δ Ο χ Ot¹,
daher

OM Ox sin a sin b OM Oy

Ox Om¹ sin e sin i Oy O nfi

daher O m¹ = O m² = O m, d. h. m¹ und m² fallen im Punkte m zusammen.

Daraus folgt: Ermittelt man den Punkt m in der Art, wie dies Fig. 10 zeigt, dadurch, daß man den~ Winkel e bei y und den Winkel i bei χ nach der Gegenseite von M aufträgt, so brauchen die Abstände der Drehungsachsen χ χ' und y y' nicht mehr untereinander und der doppelten Brennweite des verwendeten Objektivs gleich zu sein.

Jedoch bedarf der Zwangstrieb einer etwas anderen Anordnung:

Eine Mutter K' mit Führungsgelenken bewegt sich längs der Objektivebene. Die in den Führungsgelenken der Mutter K' gleitenden Arme P drehen auf den Achsen χ χ' und y y' lose sitzende Hülsen 5. Die Drehbewegungen dieser losen Hülsen S werden aber jetzt nicht mehr auf die auf derselben Achse sitzenden Bildträger, sondern durch hierzu geeignete Mechanismen (Schnurtriebe, Parallelogrammführungen usw.) auf die gegenüberliegenden Bildträger, winkelgleich aber gegensinnig übertragen.

Die Bildschärfe ist bei dieser Einrichtung keine unbedingte wie bei der vorbeschriebenen, sondern erhält sich nur. wenn sie einmal hergestellt ist. Sucht man nämlich in Fig. 10 die Gegenachsen g₁ und g.₂, so bewegen sich dieselben, so lange χ und y parallel zur Objektivebene geführt werden, ebenfalls streng parallel zur Objektivebene.

Sind also diese Gegenachsen dadurch, daß man einmal die Bildschärfe erzielt hat, in die Brennebenen verlegt, so bleiben sie auch darin und damit bleibt die Bildschärfe erhalten.

Um auch den höchsten Anforderungen zu genügen und eine richtige Wirkungsweise des Apparates zu ermöglichen, ist noch nach-. stehende Einrichtung getroffen.

ίο Zwei Spaltlampen p, deren je eine auf den vertikalen Drehachsen χ χ' nndyy' der Bildträger r s und ν w fest aufgekeilt ist, werfen ihr Licht stets in der Richtung der Bildebenen.

Diese Lichtmarken müssen sich, wenn alle Teile in der Mittelstellung sind, mit den auf den Bildträgern / g und h k angebrachten Marken decken, und wenn die Bildträger r .? und ν w genügend geneigt sind, auf dem in der Objektivebene liegenden Schirm u in einer Geraden M zusammentreffen.

Diese Lichtmarken können auch, wenn so starke Neigungen der Bildebenen verlangt werden sollten, daß der Zwangstrieb nicht ausreicht, bei ausgekuppeltem Zvvangstrieb noch weiter als Rieht- und Visiermittel dienen, um die beiden Bildebenen stets in derselben Geraden M mit der Objektivebene zum Schnitt zu bringen.

Weiter ist noch durch Teilungen, welche die jeweiligen Abstände der vertikalen Drehungsachsen χ χ' und y y' von der optischen Achse des Objektivs angeben, ferner durch Kreisteilungen, welche die Winkel e und i, um welche die Bildträger r s und ν w gedreht werden, abzulesen gestatten, ferner durch eine Drehscheibe U (Fig. 8), welche in den einen Bildträger r s eingebaut ist und gestattet, beim Einsetzen eines Bildes in den Apparat die Kollineations- oder Gegenachse des Bildes mit den Drehungsachsen der Bildträger parallel zu stellen, dafür gesorgt, daß der Apparat auch schwierigeren, der rechnerischen Kontrolle unterliegenden Aufgaben der Bildveränderung gewachsen ist.

Endlich kann dadurch, daß die Mattscheibe bezw. Kassette, sowie der Rahmen des Originals auch in vertikaler Richtung, d. h. parallel zu den Drehungsachsen xx' und yy' der Bildträger verschoben werden und diese Verschiebungen durch Teilungen gemessen werden können, auch die Herstellung schiefer Transformationen ermöglicht werden. Oder es kann auch dadurch, daß die Mattscheibe bezw. Kassette, sowie der Rahmen des Originals in horizontaler Richtung, d. h. senkrecht zu den Drehungsachsen xx' nnayy' der Bildträger verschoben und diese Verschiebungen durch Teilungen gemessen werden können, der Maßstab der projektiven Bildveränderung verändert werden.

Damit ist der Apparat für jedwede, sei es projektive, sei es affine Bildveränderung eingerichtet.

An dem Wesen dieser Ausführungsform wird nichts geändert, wenn, wie dies bei großen Anlagen gebräuchlich ist, das Original in einem hell erleuchteten Raum, der Träger des erzeugten Bildes in einer Dunkelkammer und das Objektiv in der Trennungswand der beiden Räume untergebracht ist, wenn ferner die Träger des Originals und des Bildes zwecks Erzielung der notwendigen Bewegungen und zwecks Herstellung der richtigen Beleuchtungseffekte zu komplizierten fahrbaren Gestellen ausgebildet sind und deshalb oder um veränderliche Vergrößerungen innerhalb weiterer Grenzen zu ermöglichen, der Zwangstrieb zur Erzielung der konstanten Bildschärfe konstruktiv anders durchgeführt ist.

Der in Fig. 11 schematisch uud in Fig. 12 und 13 in seiner praktischen Ausführung veranschaulichte Apparat ist nur für ganz bestimmte, ziemlich große Bildveränderungen in relativ kleinen Bildformaten gebaut. Er hat die äußere Form eines dreiseitigen Prismas. In der einen Kante M ist eine Achse gelagert, um welche die Objektivwand AiO im Innern des Apparates drehbar ist. Das zu transformierende Bild a¹ b^l c¹ wird in die Drehscheibe U eingesetzt und mit seiner Kollineationsachse zur Kante M des Apparates parallel gestellt. Ist der Apparat in der richtigen Lage, so erscheint ohne weiteres auf der Mattscheibe d^l des Apparates die gewünschte Transformation a" b" c".

Der in Fig. 14 schematisch dargestellte Apparat gestattet Transformationen innerhalb viel weiterer Grenzen.' Er ist in der Grundform dem in Fig. 19 gezeigten Apparate ähnlich, jedoch sind die beiden Bildebenen M A und M B in bezug auf die Objektivebene M O um große Winkel grob und fein längs der Kreisschiene T¹ verstellbar. Ihre i°5 gemeinsame Drehungsachse ist die sogenannte Verzerrungsachse M. Der lichtdichte Abschluß wird durch Mittel bewirkt, die große Dimensionsänderungen gestatten (Balg usw.). Die Wirkungsweise dieses Apparates ist dieselbe no wie die des vorhergehenden Apparates, nur mit größerem Spielraum der Verzerrungsgrade.

Der Apparat nach Fig. 15 ist wieder nur für ganz bestimmte mäßige Transformationen, aber größere Bildformate als jener in Fig. 11 gezeigte gebaut. Er hat die äußere Form eines vierseitigen Prismas. Die Ebenen M A und M B sowie die Objekcivebene M O schneiden sich in einer Geraden M außerhalb des Apparates. Die Objektivebene läßt sich im Innern des Apparates auf Kreisschienen T¹

bewegen, die zu M konzentrisch sind. Seine Wirkungsweise ist den vorbesprochenen beiden Apparaten gleichartig.

Fig. 16 zeigt einen Apparat, welcher wieder Bildveränderungen innerhalb ziemlich weiter Grenzen gestattet. Er ist in der Grundform dem Apparat nach Fig. 15 ähnlich, jedoch sind die Wände A A[ und B B' durch Bälge usw. verbunden und daher beweglich gemacht.

Die Wände A A' und B B' sind in bezug auf die Objektivwand M O um große Winkel grob und fein auf Kreisschienen T, die zu M konzentrisch sind, verdrehbar. Die gemeinsame Drehungsachse M liegt außerhalb des Apparates. Auch die Wirkungsweise dieses Apparates ist ebenso wie diejenige der beiden vorhergehenden.

Bei den geschilderten Apparaten (Fig. 11, 14, 15 und 16) sind sowohl das Original a' b' c' als das Objektiv O als auch das Projektionsbild a" b" c" in Schlittenführungen senkrecht auf die Drehungsachse M innerhalb weiter Grenzen grob und fein verschiebbar und können diese Verschiebungen durch Teilungen, deren Nullpunkte in der Verzerrungsachse M des Appartes liegen, gemessen werden. Das Original ist außerdem in einer Drehscheibe U gelagert, welche grobe und feine Verdrehungen derselben um eine Achse senkrecht zur bezüglichen Bildebene A bezw. B gestattet. Teilungen längs der Schlittenführungen, deren Nullpunkte in der Verzerrungsachse M liegen, sowie Kreisteilungen zum Messen der Winkel e und i, um welche die drehbaren Wände gedreht wurden, ermöglichen die genaue Einstellung der Abstände der Gegenachse von der Kollineationsachse, des Abstandes des Objektivs von der Kollineationsachse und der Winkel e und i, welche die Bildebenen mit der Objektivebene einzuschließen haben.

Der Apparattypus, welchem die vier obigen Apparate angehören und welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß die Bildebenen und die Objektivebenen vermöge der Konstruktion des Apparates sich jederzeit tatsächlich in einer Geraden schneiden, gestattet ebenso wie die Schlittenapparate die Anwendung eines Zwangtriebes, welcher die permamente Erfüllung auch der zweiten Bildschärfebedingung gewährleistet und damit einen Apparat schafft, welcher beständig scharf zeichnet und somit die Arbeit wesentlich vereinfacht.

Im nachstehenden seien zwei Ausführungsformen dieser Apparate beschrieben.

Der in Fig. 17, 18 und 19 ersichtlich gemachte Apparat besteht aus einem hohlen, dreikantigen Prisma MBV, dessen Kantenwinkel i bei M (Kollineationsachse) beliebig sein kann. In der Wand M V ist ein photographisches Objektiv O in einer Geradführung hin- und herverschiebbar; in die Wand MB kann eine Mattscheibe bezw. eine Kassette oder ein Diapositivrahmen d^l eingesetzt werden. Die Kante M bildet zugleich die Achse für eine drehbare Wand MA, die durch einen lichtdicht abschließenden Balg mit der Prismenwand M V verbunden ist und in ihrer ganzen Länge eine Geradführung für eine Mattscheibe oder eine Kassette oder einen Diapositivrahmen d'² besitzt.

Die Drehbewegung der Wand M A ist mit der hin- und hergehenden Bewegung des Objektivs O in der Wand M V zwangläufig derart in Verbindung gebracht, daß die Strecke O g₁ zwischen dem optischen Mittelpunkt (erstem Knotenpunkt) des Objektivs bis zur Gegenachse g₁ in der Ebene M A (lichtempfindliche Schicht), parallel zur Wand M B gemessen, beständig gleichbleibt

sin ι

Die Einrichtung zur zwangläufigen, von der Drehbewegung der Wand MA abhängigen Verschiebung des Objektivs O besteht aus einem mit dem letzteren fest verbundenen, rechtwinkligen Dreieck n, welches dem Dreieck MVB ähnlich ist und mit seiner längeren Kathete in einer Geradführung längs der Wand M V gleitet, während das Gelenk g_} in der Bildebene Ai.4 in einer Schlitzführung gleiten kann und dabei diese Bildebene sowie den Bildträger d¹ (Mattscheibe, Kassette, Rahmen) bei allen Bewegungen des Objektivs O mitnimmt. ' .

Zwecks Ermöglichung von Korrektionen ist der Gelenkpunkt g₁ nicht direkt am Dreieck 11, sondern am Ende eines Lineals 0' angebracht, welches längs der Hypothenuse des Dreiecks η verschoben und durch eine Schraube o² festgestellt werden kann.

Wie leicht einzusehen, kann diese zwangläufige Verbindung auch in mannigfacher Weise auf andere Art hergestellt werden; da überdies der Kantenwinkel i verschieden groß und selbst veränderlich sein kann, so gilt als allgemeine Regel für diese zwangläufige Verbindung, daß durch dieselbe die Gegenachsen, d. h. die Schnittgeraden der durch die optischen Knotenpunkte h_r h_u des Objektivs zu den Bildebenen A und B parallel gelegten Ebenen mit den Bildebenen in den Brennebenen des Objektivs O erhalten werden müssen.

Es kann ferner die Kollineationsachse M bezw. Prismenkante M statt reell, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiele, auch nur ideell vorhanden sein, wenn sie wegen Raummangels an dem Apparat nicht angebracht werden kann.

Desgleichen ist es nebensächlich für das Wesen des Apparates, ob die Bildträger d¹ d² (Mattscheibe, Kassette oder Diapositivrahmen) in den Wänden MA und MB fest angebracht oder in der Richtung der Kollineationsachse M oder senkrecht zu derselben verschiebbar oder aber um Achsen, die auf den Bildebenen senkrecht stehen, drehbar angeordnet sind.

Derartige Apparate sind nicht nur für

Lo affine, sondern auch für allgemein projektive Verzerrungen jeder Art und Abstufung geeignet.

Wird ein Originalbild von der Ebene MA auf die Ebene M B und sodann nach Ver-Stellung des Objektivs O und der Ebene MA auf letztere zurücktransformiert, so sind die beiden Bilder der Ebene MA bei unverändert bleibender Abmessung in der Richtung der Achse M zueinander rechtwinklig affin, wenn

äo das Bild auf der Ebene M B (Zwischenbild) bei beiden Vorgängen genau an derselben Stelle geblieben ist. ;

Die beiden Bilder auf der Ebene M A werden dagegen zueinander schiefwinklig affin, wenn das Zwischenbild auf der Ebene M B in der Richtung der Achse M ver-. schoben wurde. Sie werden endlich zueinander allgemein projektiv, wenn das Zwischenbild senkrecht zur Achse M verschoben

|o wurde.

Eine einfache, allgemein projektive Verzerrung entsteht, wenn man nur einen der beiden Vorgänge durchführt und von der Ebene MA auf die Ebene M B oder umgekehrt von M B auf MA transformiert; dagegen entstehen komplizierte projektive Verzerrungen mit sich schneidenden oder sich kreuzenden Kollineationsachsen, wenn das Zwischenbild um eine Achse verdreht wurde,

l-o die auf der Zwischenbildebene M B senkrecht steht.

Vorteilhaft ist es auch, wenn nicht nur die Drehbewegung der Bildebenen MA und MB, sondern auch die Verschiebungen der Bildträger d¹ d² (Mattscheibe, Rahmen, Kassette) mit den Bewegungen des Objektivs O zwangläufig verbunden sind.

Dies ist sehr leicht dadurch zu erzielen, daß man einem beliebigen Punkt bezw. einem Bestandteil des Bildträgers d^l eine zwangläufige Bewegung parallel zur Ebene des Objektivs gibt (etwa durch eine zur Objektivebene M V parallele Geradführung f² g² in beliebigem Abstand von derselben oder durch Anhängen des Bildträgers d¹ an das Gelenk o¹).

Der vorbeschriebene Apparat beruht auf der Voraussetzung, daß der Winkel i, welchen die eine Bildebene MB mit der Objektivebene M V einschließt, konstant gehalten und unveränderlich ' konstruiert werden kann. Das beschränkt selbstverständlich die Verwendbarkeit dieses Apparates und ist es von Wert, «ine Konstruktion des Zwangstriebs zu besitzen, welche erlaubt, beide Drehebenen drehbar zu gestalten. Der in den Fig. 20, 21 und 22 dargestellte buchförmige Apparat mit beiderseits drehbaren Bildebenen und Zwangstrieb entspricht dieser Forderung.

Derselbe hat folgende Einrichtung:

Das Grundbrett, auf welchem der Apparat montiert ist, trägt im Abstand gleich der doppelten Brennweite (2 F) des verwendeten Objektivs von der Objektivebene O M beiderseits derselben je eine Geradführung f² g² und ]νΊί^ι mit Spindeltrieb J bezw. J', in welcher eine Mutter K bezw. K sich hin- und herbewegt. Diese beiden Muttern KK tragen einerseits je eine drehbare Führungshülse L L', in welcher mit seinen Enden ein doppelarmiger Hebel 2? gleitet, dessen Drehpunkt e' sich senkrecht unter dem optischen Mittelpunkt des Objektivs O befindet Und welcher bewirkt, daß diese beiden Muttern und das Objektiv jederzeit in einer Geraden bleiben müssen. Weiter sind diese Muttern KK' mit Gleitklötzen drehbar verbunden, welche in Geradführungen r s und ν tv der um die gemeinsame Verzerrungsachse M des Apparates drehbaren Bildwände MA und M B gleiten und die in den Bildwänden verschiebbaren Bildträger d¹ d² mitnehmen. Die Wirkungsweise dieses Apparates ergibt sich aus dieser Konstruktion in höchst einfacher Weise. Da jede der Spindeln JJ' ziemlich viel Reibung besitzt, kann sie nie passiv gleiten, sondern nur aktiv wirken. Es wird daher stets diejenige Mutter K bezw. K', welche nicht durch ihre eigene Spindel J bezw. J' angetrieben wird, den Stütz- und Drehpunkt für den ganzen Zwangstrieb bilden. Hat man daher zuerst mit Hilfe des Triebes den Winkel e, welchen die Ebene des Originals MA mit der Objektivebene M O einzuschließen hat, eingestellt, wobei man es gar nicht nötig hat, sich um den zweiten Spindeltrieb J' irgendwie zu kümmern, so ist diese Einstellung des Winkels e definitiv bewerkstelligt und man braucht nur mit Hilfe des zweiten Spindeltriebs J' den Winkel i, welchen die Ebene MB der Transformation mit der Objektivebene M O einzuschließen hat, einzustellen. Damit ist selbsttätig auch das Objektiv O bereits auf seinen richtigen Platz gekommen. Die Bilder sind scharf und zeigen die gewünschte Veränderung.

Eine affine Bildveränderung kann als Summe oder Differenz zweier oder mehrerer projektiver Transformationen betrachtet werden. Da das Zwischenbild häufig keinen praktischen Wert hat, seine Herstellung Zeit und Mühe kostet und eine nicht zu unter-

schätzende Fehlerquelle bildet, liegt der Gedanke nahe, durch Hintereinanderschaltung zweier Apparate die gewünschte affine Bildveränderung mit einem Schlag zu erzielen.
Die Aufgabe, direkt affine Bildveränderungen ohne Festhalten eines Zwischenbildes herzustellen, ist stets an die Bedingung geknüpft, daß die den beiden optischen Systemen zugehörigen Gegenachsen des Zwischenbildes ίο in eine Gerade zusammenfallen. Jedoch läßt sich dies auf sehr verschiedene Weise erreichen, und zwar:

1. durch Kollimation zweier optischer Systeme aufeinander, d. h. durch eine solche Anordnung derselben, daß ihre Brennebenen sich decken. Jedes beliebige ebene Bild kann durch eine solche Kombination nur affin wiedergegeben werden, weil die Ebene des Zwischenbildes die gemeinsame Brennebene nur in einer Geraden schneiden kann. Da das Maßstabverhältnis der beiden affinen Bilder stets bedingt ist durch das Verhältnis der Abstände der Kollineationsachsen der beiden Bildsysteme von der gemeinsamen Gegenachse, so ist dieses Maßstabverhältnis hier durch das Verhältnis der Brennweiten der beiden optischen Systeme festgelegt;

2. dadurch, daß man die Brennebene des einen optischen Systems mit der Gegenebene des zweiten optischen Systems zur Deckung bringt und dafür sorgt, daß sich die Gegenebene des ersten Systems und die Brennebene des zweiten Systems mit dieser, beiden optischen Systemen gemeinsamen Ebene in einer Geraden schneiden. Dann werden alle Bilder, deren Ebenen zur Gegenebene, des ersten Systems parallel sind, affin reproduziert werden und die. affin veränderten Bilder in Ebenen liegen, die zur Gegenebene des zweiten Systems parallel sind. Solange aber die Abstände der Kollineationsachsen der beiden Bildsysteme von der gemeinsamen Gegenachse veränderlich sind, wird auch der Maßstab der affinen Abbildung ein veränderlicher sein;

3. können die beiden optischen Systeme unter einem beliebigen Winkel zueinander stehen.

_ Nachdem die Gegenachsen des Zwischenbildes in eine Gerade zusammenfallen und dabei in den Brennebenen der beiden optischen Systeme liegen müssen, kann nur dann eine affine Abbildung sich ergeben, wenn die Schnittgerade zweier Brennebenen zur gemeinsamen Gegenachse des Zwischenbildes wird. Daraus folgt, daß durch die gegenseitige Lage der beiden optischen Systeme zueinander bereits die Lage der beiden Gegenebenen und damit die Orientierung der zu diesen parallelen Bildebenen im Räume bestimmt ist, wenn überhaupt eine direkt affine Abbildung zustande kommen soll. Sind die beiden optischen Systeme starr miteinander verbunden, so ist diese Orientierung der Bildebenen im Räume eine unveränderliche.

Verändert sich die gegenseitige Lage der beiden optischen Systeme, sei es durch Drehung, sei es durch Parallelverschiebung, so drehen sich die Gegenebenen und damit auch die Bildebenen.

Auf diese Überlegungen gründen sich nachstehende Ausführungsformen von Apparaten zu direkt affiner Bildveränderung.

Bei dem in Fig. 23 und 24 zur Darstellung gebrachten Apparat sind zwei Hohlspiegel S₁ und S₂ unter einem festen Winkel zueinander aufgestellt und der eine der beiden Spiegel S₂ ist längs seiner Scheitelebene verschiebbar. Durch diese Anordnung ist die Gegenachse g_s des Zwischenbildes als Schnittgerade der beiden Brennebenen F₁ und K₂ im Räume unveränderlich festgelegt, desgleichen die Gegenebene C₁ g_a des feststehenden Spiegels S₁. Die Gegenebene C₂ g_s des verschiebbaren Spiegels S₂ dreht sich innerhalb enger Grenzen um die Gegenachse g₃. Wünscht man bloß Abbildungen in natürlicher Größe zu erhalten, so muß die Ebene C des Zwischenbildes durch g₃ so gelegt werden, daß M₁ g_s — M.₂g₃, d. h. die Abstände der beiden Kollineationsachsen von der Gegenachse einander gleich werden.

Damit ist aber auch die Ebene A des Originals a' b' ganz unverrückbar fixiert, weil dieselbe parallel zur Gegenebene C₁ g_s durch die Kollineationsachse M₁ gelegt wer- 9i den muß, und die Ebene des affin veränderten Bildes ist durch jene Ebene bestimmt, die durch die Kollineationsachse M₂ parallel zur Gegenebene C₂ g₃ gelegt wird. Dieselbe ist ebenso wie die Gegenebene C₂ g_a nur innerhalb enger Grenzen drehbar.

Fig. 23 zeigt schematisch den Strahlengang für zwei Stellungen des Spiegels S₂. Fig. 24 zeigt ebenfalls schematisch die konstruktive Ausführung des Apparates.

Der Spiegel S₁ und der Bildträger A A des Originals a' b' sind in derjenigen gegenseitigen Lage, welche Fig. 23 ergeben hat, auf einem Grundbrett N starr angeordnet.

Der Spiegel S₂ und die Drehachse χ des Trägers B B des transformierten Bildes a" b" sind dagegen auf dem verschiebbaren Brett Q. derart befestigt, daß die Drehachse χ in die Brennebene F₂ des Spiegels S₂ zu liegen kommt.

Der Bildträger B B ist um die Achse χ innerhalb enger Grenzen drehbar.

Das Grundbrett des Spiegels S₁ und jenes des Spiegels S₂ sind derart miteinander verbunden, daß der Spiegel S₂ und die Achse χ ΐ2 parallel zur Scheitelebene des Spiegels S₂ gegen S₁ verschoben werden können.

Der Rahmen des Originals a' b' ist längs AA, jener der Trans formation a" b" längs B B frei verschiebbar.

Für den lichtdichten Abschluß des Ganzen ist durch Bälge oder sonstige hierzu taugliche Mittel gesorgt.

Beim Gebrauch setzt man das Original in seinen Träger A A so ein, daß ein Bild auf B B entsteht, welches durch Drehen von B B

ίο um die Achse χ scharf eingestellt werden kann. Durch Verschieben des Spiegels S₂ und der Achse χ mit der dazu vorgesehenen Triebschraube und stetes Scharferhalten des Bildes durch Nachdrehen von B B wird die gewünschte affine Bildveränderung erzielt.

Fig. 25 zeigt eine Kombination einer Linse mit einem Spiegel und gleichzeitig ein Beispiel einer Anordnung, bei welcher eine der Brennebenen des Objektivs mit der Gegenebene des Spiegels zur Deckung gebracht ist. Ferner ist dadurch, daß nicht nur die Gegenachsen, sondern auch die Kollineationsachsen des Zwischenbildes in beiden Bildsystemen gemeinsam sind, also der Abstand der Kollineationsachse von der Gegenachse in beiden Bildsystemen der gleiche ist, für die Konstanz des Maßstabes sowie für eine Abbildung in natürlicher Größe gesorgt.

Der Apparat ist seiner äußeren Form nach dem in Fig. 17 veranschaulichten Apparat ähnlich. An der Stelle, -wo bei letzterem das Zwischenbild photographisch festgehalten wird, ist dagegen ein sphärisch geschliffener Hohlspiegel eingebaut. In der Wand M V des Kastens MVB verschiebbar, sowie in einer Drehscheibe drehbar ist das Original a' b' montiert. Auf der Wand MB sitzt der Hohlspiegel S₁ derart, daß MB seine Scheitelebene bildet. Derselbe spiegelt das Original a'b' verkleinert, verkehrt und projektiv verändert als Luftbild a'" b'" in die Ebene MD. Dieses Luftbild wird von dem in der Wand M V ebenfalls verschiebbaren Objektiv O übernommen und in die Ebene MA projiziert.

Das daselbst entstehende Bild a" b" ist eine direkt affine Bildveränderung des Originals a' b'. Durch Verschiebungen des Originals a' b' und des Objektivs O kann der Grad der Affinität verändert werden. Die Verbindungsgerade des Spiegelmittelpunktes mit dem Mittelpunkt des Objektivs O bestimmt die Richtung der Affinitätsstrahlen.

Die Bildebene Af .A dreht sich um die gemeinsame Schnittgerade M der vier Ebenen MV₁ MB, MD, MA.

Die Ebene MA wird, wie bei dem in Fig. 17 dargestellten Apparat, zwangläufig bei allen Bewegungen des Objektivs O mitgenommen, wodurch ebenfalls ein beständig scharfes Bild erzielt wird.

Die Fig. 26, 27 und 28 zeigen eine Kombination zweier aufeinander kollimierter Spiegel, d. h. zweier Spiegel in solcher Stellung zueinander, daß ihre Brennebenen sich decken. Das Brennweitenverhältnis der beiden optisehen Systeme ist 1:1, daher erfolgt auch hier die affine Abbildung in natürlicher Größe.

Die beiden aufeinander kollimierten Spiegel sind in einem Kasten montiert, der die Träger des Originals a! b' und des affin zu verändernden Bildes a" b" enthält, welche um die in der Brennebene der Spiegel liegenden parallelen Drehachsen χ und y drehbar sind. Das Original a' b' wird von H aus beleuchtet. Die Strahlen passieren eine Blende und fallen auf den Spiegel S₁, welcher sie unter Erzeugung eines nicht weiter in Betracht kommenden Zwischenbildes auf den Spiegel S₂ wirft, der sie wieder zum affin veränderten Bild a"-b" vereinigt.

Ist der geometrische Ort des Originals in allen möglichen Stellungen ein Kreiszylinder, so ist, wie Fig. 26 zeigt, der geometrische Ort aller möglichen Stellungen und Größen des affin veränderten Bildes ein langgestreckter elliptischer Zylinder.

Kuppelt man die Drehbewegungen der beiden Bildträger a' b' und a" b" durch einen Zwangstrieb derart, daß ihre Bildebenen sich mit einer durch die Krümmungsmittelpunkte C₁ und C₂ der beiden Spiegel S₁ und S₂ parallel zu den Drehachsen χ und y gedachten Ebene stets in derselben Geraden schneiden, so erzielt man auch bei diesem Apparat konstante Bildschärfe.

Dies läßt sich mit Bezug auf Fig. 27 beweisen.

Die Ebene des Zwischenbildes M₁ M₂ muß stets zu den beiden Gegenebenen C₁ χ und C₂ y parallel bleiben. Weil

Af₁ Af₂ = 2 C₁ χ = 2 C₂ γ ist und

Δ M₁ M₂ M₂ ¹ co Λ C₁ χ M₂ ¹, so ist

C₁ Af₂ == C₁ Af₂ ¹. Ferner ist

AM₁M₂M₁ ¹CSD AC₂ y Af₁ ¹, hieraus folgt

C₂Af₁ = C₂Af₁ ¹. Da ferner

Λ C₂ M₁ ¹ m² co Δ C₁ M₂ m², so ist

C₂ Af₁ ¹ -.C₁M₂ = C₂ Ot² : C₁ m² und
(C₂ M^-C₁ M₂) : C₁ M₂ = C₁ C₂: C₁ m².

Ebenso ist

Δ C₂ Af₁ m¹ to Λ C₁ Af₂ ¹ w>.

daher

C₂ M₁ : C₁ AZ₂ ¹ = C₂ m^l: C₁Vi¹
und
(C₂ M₁ — C₁ M₂ ¹) : C₁ M₂ ¹ = C₁ C₂ : C₁ m¹.

Da

C₂ M₁ ¹ — C₁ M₂ = C₂ M₁ — C₁ M₂ ¹,
so ist auch,

C₁ m¹ — C₁ m² = C₁ «z.

ίο Dieser Punkt in läßt sich wieder konstruktiv sehr gut verwerten, wie Fig. 28 zeigt. Ordnet man unter oder über dem Apparat in der durch die Krümmungsmittelpunkte C₁ und C₂ parallel zu den Drehachsen χ undj*- gelegten Ebene eine Schraubenspindel J an, welche eine Mutter K' in einer Schwalbenschwanzführung hin- und hertreibt, trägt weiter diese Mutter K' zwei drehbare Führungsgelenke L, in welchen Arme P gleiten, die mit den Bildträgern a' b' a" b" derart starr verbunden sind, daß ihre Achsen in den Bildebenen des Bildträgers liegen, so wird jede Bewegung der Mutter K' in eine Drehung beider Bildträger umgesetzt, wobei die BiId-Schärfebedingung beständig erfüllt bleibt.

Die Fig. 29 und 30 endlich zeigen einen Apparat, bei welchem die direkt affine Bildveränderung durch eine Kombination von Linsen erzielt wird und bei welchem die hintere Brennebene F₂ des ersten optischen Systems durch Drehung der Linse O₂ mit einer Gegenebene O₂ g_% des zweiten optischen Systems zur Deckung gebracht wird, und bei welchem weiter dadurch, daß die drei Bildebenen des Originals, des Zwischenbildes und der affinen Abbildung sich in einer Geraden schneiden, für die Unveränderlichkeit des Maßstabes der Abbildung, und zwar für eine Abbildung in natürlicher Größe gesorgt ist.

Fig. 29 erläutert die Theorie des Instrumentes unter Weglassung aller körperlichen Teile (Linsen, Bildwände usw.).

Fig. 30 bringt dagegen in schematischer Form die konstruktive Ausführung des Apparates zur Anschauung.

Das Teleobjektiv O₁ (Fig. 30) mit den Hauptebenen H₁ und H₂ (Fig. 29) entwirft von dem schief gestellten Original a' b' das projektive Zwischenbild a'" b"'.

Dieses Bild a'" b'" wird von der um eine durch den hinteren Brennpunkt des Teleobjektivs gelegte, zur Drehachse χ des Originals a' b' parallele AchsejK drehbare Linse O₂ noch vor seiner Entstehung in das virtuelle, zum Original a' b¹ affine Bild a" b" transformiert.

Dieses virtuelle Bild wird endlich vom Linsensystem O₃ als verkehrtes reelles Bild a"" b"" gleicher Größe in die Bildebene B projiziert.

Damit die Abbildung eine affine werde, sind nachstehende Bedingungen zu erfüllen:

1. muß der optische Mittelpunkt der drehbaren Linse O₂ mit dem hinteren Brennpunkt des Vordersystems O¹ zusammenfallen;

2. muß die Brennebene f₂ der drehbaren Linse O₂ durch die bereits durch die Neigung des Originals a' b' festgelegte Gegenachse g₃ des Zwischenbildes gehen;

3. muß das Original a' b' in einem solchen Abstand χ H₁ vom Teleobjektiv parallel zu sich selbst verschoben werden, daß die Schnittgerade M der Objektivebene von O² mit der zweiten Hauptebene des Teleobjektivs H₂ und die Schnittgerade M₁ der Bildebene A des Originals a! b' mit der ersten Hauptebene H₁ des Teleobjektivs im optischen Sinn konjugierte Gerade werden.

Diese drei Bedingungen lassen sich auch durch nachstehende Gleichungen mathematisch formulieren:

F f . F Xh₁

= -/— und = ^L.

tan e sin ^ tan \ tan e

Hierbei sind

F die Äquivalentbrennweite des Teleobjektivs,

f die Brennweite der drehbaren Linse,

e der Winkel, welchen die Ebene des Originals mit den Hauptebenen des Teleobjektivs einschließt,

\ der Winkel, welchen die Objektivebene der drehbaren Linse mit den Hauptebenen des Teleobjektivs einschließt,

χ H₁ der Abstand der Drehachse χ des Originals a' b' vom ersten Knotenpunkt h¹ des Teleobjektivs.

Dementsprechend ist bei der konstruktiven Ausführung des Apparates für drei Bewegungen vorgesorgt:

a) die Linse O₂ ist um eine Achsey drehbar und können ihre Drehwinkel an einer Kreisteilung abgelesen werden;

b) desgleichen ist das Original um die Achse χ drehbar und können seine Drehwinkel an einer Kreisteilung abgelesen werden;

c) endlich ist der Rahmen des Originals a' b' mit seiner Achse χ achsial verstellbar und können die Abstände der Achse χ vom ersten Knotenpunkt H₁ des Teleobjektivs O₁ an einer Längenteilung abgelesen werden.

Alles Übrige ist prinzipiell starr verbunden und höchstens zu Korrektionszwecken verstellbar.

Die optischen Systeme O₁ und O₃ sind Teleobjektive, um mit Ausnutzung des Umstandes, daß die Hauptebenen solcher Systeme weit außerhalb der Linsen liegen, die Linsen selbst einander möglichst nahe rücken und so das Gesichtsfeld vergrößern zu können.

Claims (9)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung projektiver Abbildungen auf optischem oder " photographischem Wege bei voller Bildschärfe, bei welchem die beiden Bildebenen mit der Ebene des optischen Systems (Linse oder Spiegel) in derselben Geraden zum Schnitt gebracht werden

ίο und das Projektionszentrum mit dem optischen Mittelpunkt des Linsensystems bezw. Krürnmungsmittelpunkt des Spiegels zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß erstens durch Verdrehung der BiIdträger gegen die Ebene des optischen Systems und Verschiebung der Bilder in ihren Bildträgern das geometrische Bildsystem der Brennweite des gegebenen optischen Systems angepaßt wird und zweitens die Gegenachsen des geometrischen Bildsystems in die Brennebenen des optischen Systems verlegt werden.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 für den Fall der Veras Wendung von optischen Systemen mit getrennten Hauptebenen und Knotenpunkten, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollineationsachse des geometrischen Bildsystems in ein Paar paralleler Geraden, das Projektionszentrum in einen Doppelpunkt aufgelöst und mit den beiden Hauptebenen der Knotenpunkte zur Deckung gebracht werden.

3. Wiederholte Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, insbesondere bei Herstellung affiner Abbildungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenachse des Zwischenbildes in beiden geometrischen Bildsystemen dieselbe bleibt.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei um parallele Achsen drehbare und auf Supporten verschiebbare Bildträger, deren Bewegungen relativ zum Objektiv durch einen Zwangstrieb zwecks Erreichung und Erhaltung beständiger Bildschärfe gekuppelt sind.

5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Bildträger, deren Bildebenen sich mit der Ebene des verwendeten optischen Systems in derselben Geraden schneiden und gegebenenfalls um diese Gerade drehbar sind mit oder ohne Zwangstrieb zur Erzielung und Erhaltung konstanter Bildschärfe.

6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 3 (affine Abbildungen), gekennzeichnet durch zwei zusammenwirkende optische Systeme, welche der Bildschärfe wegen ein gemeinsames Zwischenbild und der Affinität wegen eine gemeinsame Gegenachse haben.

7. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei beliebiger Stellung der optischen Systeme zueinander die drei Geraden, nämlich' erstens die Schnittgerade der ersten Bildebene mit der Ebene des ersten optischen Systems, zweitens eine der Schnittgeraden zweier Brennebenen der optischen Systeme, drittens die Schnittgerade der Ebene des zweiten optischen Systems mit der Bildebene des zweiten Bildträgers in einer Ebene liegen.

8. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Mittelpunkt des ersten optischen Systems in einer Brennebene des zweiten liegt und gleichzeitig die Bildebene des dem ersten optischen System zugehörigen Bildträgers zur Brennebene des zweiten optischen Systems parallel steht.

9. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden optischen Systeme mit ihren Brennebenen zur Deckung gebracht (aufeinander kollimiert) sind, während die Bildträger beliebige Lagen einnehmen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.