DE2516963A1 - Verfahren und geraet zum betrachten eines bildes - Google Patents

Description

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C. 75 044 Fl. 16. April 1975

Creative Optics, Inc. 5707, Comanche Avenue Woodland Hills, Kalif. (V. St. A.)

Verfahren und Gerät zum Betrachten eines Bildes

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden U.S. Anmeldung Ser. No. 462 804 vom 22. April 1974 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft optische Betrachtungsgeräte und insbesondere ein Verfahren und ein Gerät zum Betrachten eines Bildes zur Erzielung einer räumlichen Wirkung.

Die meisten optischen Anordnungen zur Erzeugung räumlicher, d.h. dreidimensional erscheinender Bilder arbeiten nach dem Prinzip der Parallaxversetzung, die durch zwei nebeneinander angeordnete Bilder ein und desselben Betrachtungsgegenstands erzielt wird, wobei jedoch der Betrachtungsgegenstand in beiden Bildern unter etwas unterschiedlichen Winkeln aufgenommen ist und die beiden Bilder getrennt dem linken und dem rechten Auge des Betrachters dargeboten werden. Ein klassisches Beispiel für diese Betrachtungsweise sind herkömmliche stereoskopische Betrachtungsgeräte.

Bekanntlich erscheint ein Bild jedoch auch dann räumlich, wenn es auf einem verhältnismäßig großen, gekrümmten Bildschirm erscheint, so daß verschiedene Teile des Bildes

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unter verschiedenen Gesichtswinkeln für das Auge des Betrachters erscheinen. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt bei besonders großen Aufnahmen, für die sich bei direkter Betrachtung des aufgenommenen Gegenstands kein nennenswerter Parallaxeneffekt ergeben würde. Das ist darauf zurückzuführen, daß die Parallaxe für einen über etwa 6 Meter betragenden Betrachtungsabstand praktisch wegfällt und nicht dazu beiträgt, das Gefühl der Tiefe zu vermitteln. Die für Kinofilme bekannten Projektionsverfahren "Cinerama" und "Cinemascope" sind gute Beispiele dafür, daß das Gefühl einer räumlichen Tiefenwirkung durch Verwendung einer großen, gekrümmten Leinwand erzielt werden kann.

Diese Tiefenwirkung wurde jedoch bisher nur in verhältnismäßig großen Filmtheatern und für andere Bilddarbietungen ausgenutzt, bei denen das Bild auf einer großen, gewölbten Wand zur Schau gestellt werden kann. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, große, gewölbte Bildschirme in Verbindung mit flachen Spiegeln für kleinere Bilder oder Projektionsbilder zu verwenden, die vermittels eines Projektors auf einen ebenen Spiegel projiziert und dann von diesem auf die gewölbte Leinwand reflektiert werden. Ein entsprechendes Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildprojektion sind in der U.S. Patentschrift 3 246 943, erteilt am 19. April 1966, des gleichen Anmelders beschrieben.

In der Praxis besteht darüber hinaus ein Bedarf an einem einfachen Betrachtungsgerät zum Betrachten flacher Bilder, mit dem sich eine räumliche Wirkung erzielen läßt, ohne daß dabei das Bild gekrümmt oder gewölbt ausgebildet sein muß und spezielle Bildhalterungen benötigt würden. Weiterhin sollte ein solches Betrachtungsgerät für Bilder unterschiedlicher Größe geeignet sein und sich dementsprechend sowohl für Amateuraufnahmen in der Größe von z.B. 7, 6 χ 12,7 cm als auch zum Betrachten von Bildern größeren Formats

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für Werbezwecke oder für Fernsehbilder eignen.

Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren und ein Gerät zum Betrachten eines Bildes zu schaffen, mit denen sich auch ohne stereoskopxsche Doppelbilder oder gewölbte Bildschirme eineräumliche Wirkung erzielen läßt.

Das zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das zu betrachtende Bild auf einer ebenen Fläche angeordnet oder erzeugt wird, ein Konkavspiegel derart unter einem Winkel zu der ebenen Fläche angeordnet wird, daß das von dem Konkavspiegel reflektierte Bild zum Auge eines Betrachters gelangt, und der Rand des Konkavspiegels an seinem ganzen Umfang mit einer gegen den Spiegelrand anliegenden Maskierung versehen wird, deren Größe so bemessen ist, daß die reflektierende Fläche des Spiegels kleiner ist als die Gesamtfläche des zu betrachtenden Bildes und die Maskierung dem Betrachter als Fenster erscheint, das näher liegt als das Bild. Wenn der Betrachter somit aus unterschiedlichen Richtungen in das Gerät blickt, verändert sich der Grad der Sichtbarkeit des Bildes im oberen und unteren Bereich, sowie in den seitlichen Bereichen desselben, wobei in Verbindung mit der Fensterwirkung der Maskierung der Eindruck eines räumlichen Bildes erweckt wird.

Das weiterhin vorgeschlagene Gerät zum Betrachten eines Bildes zwecks Erzielung einer räumlichen Wirkung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einer ebenen, oberen Fläche, auf der das zu betrachtende Bild angeordnet bzw. erzeugbar ist, einen an dem Gehäuse unter einem spitzen Winkel zur ebenen Fläche befestigten Konkavspiegel, welcher dazu dient, ein reflektiertes Bild dem Auge eines Betrachters darzubieten, und eine den Rand des Konkavspiegels an seinem ganzen Umfang in Anlage gegen den Spiegelrand abdeckende Maskierung, deren Größe so bemessen

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ist, daß die reflektierende Fläche des Spiegels kleiner ist als die Gesamtfläche des zu betrachtenden Bildes.

Das Verfahren und das Gerät nach der Erfindung sind im nachfolgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen ist

Fig. 1 ein teilweise im Schnitt dargestellter Seitenaufriß eines erfindungsgemäßen Geräts zum räumlichen Betrachten eines Bildes,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die gewölbte Spiegeloberfläche in Richtung der Pfeile 2-2 von Fig. 1 ,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die mit einem Bild versehene ebene Fläche in Richtung der Pfeile 3-3 von Fig. 1,

Fig. 4 ein Aufriß des Geräts von vorn in Richtung der Pfeile 4-4 von Fig. 1,

Fig. 5 ein teilweise im Schnitt dargestellter

Seitenaufriß einer abgeänderten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betrachtungsgeräts ,

Fig. 6 eine Draufaicht auf die Spiegelfläche in Richtung der Pfeile 6-6 von Fig. 5,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die ein Bild aufweisende ebene Fläche in Richtung der Pfeile 7-7 von Fig. 5, und

Fig. 8 ein vorderseitiger Aufriß des Geräts in Richtung der Pfeile 8-8 von Fig. 5.

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Das in Pig. 1 dargestellte Gerät besteht aus einem Gehäuse 10 mit einer oberen, ebenen Fläche 11, auf der das zu betrachtende Bild 12 angeordnet bzw. erzeugt wird. Das Gehäuse 10 trägt bei 14 einen Konkavspiegel 13, der mit der ebenen Fläche 11 einen spitzen Winkel einschließt, so daß das reflektierte Bild, welches vom Konkavspiegel 13 abgebildet wird, zum Auge eines Betrachters hin abgelenkt wird, welches in Fig. 1 schematisch mit E angedeutet ist.

Entsprechend einem wichtigen Merkmal der Erfindung trägt der Konkavspiegel 13 eine Maskierung 15, die unmittelbar an der Spiegelrandfläche befestigt ist und die spiegelnde Fläche des Konkavspiegels so weit abdeckt, daß die nicht abgedeckte Fläche kleiner ist als die Gesamtfläche des Bildes. Das Bild selbst kann aus einer flachen Fotografie, einem Druckbild oder einer beliebigen anderen Vorlage bestehen, die unmittelbar auf die Fläche 11 aufgelegt ist. Stattdessen kann die ebene Fläche 11 auch aus einem Bildschirm für Rückprojektion bestehen, auf dem ein Bild durch einen Projektor 16 erzeugt wird, der sich entsprechend der Darstellung von Fig. 1 innerhalb des Gehäuses 10 befindet.

Figur 2 zeigt die gewölbte Oberfläche des Konkavspiegels und die Maskierung 15. Die Maskierung 15 ist um den ganzen Umfang des Konkavspiegels herumgeführt, wobei der obere und der untere Bereich der Maskierung jeweils mit 15a bzw. 15b, und die seitlichen Bereiche mit 15c bzw. 15d bezeichnet sind.

Figur 3 ist eine Draufsicht auf die ebene Fläche 11 mit dem auf dieser befindlichen Bild 12, das hier der Einfachheit halber aus Erläuterungsgründen als einfaches, langgestrecktes Rechteck dargestellt ist. In diesem Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, daß der entsprechend Fig. 2 nicht durch die Maskierung 15 abgedeckte Teil des Konkavspiegels 13 in seiner Fläche kleiner ist als die

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Gesamtfläche des in Fig. 3 dargestellten Bildes.

In der Aufrißansicht von Fig. 4 ist das vom Konkavspiegel 13 reflektierte Bild mit 12' bezeichnet. Wenn der Betrachter seinen Betrachtungswinkel ändert, verändert sich entsprechend der Sichtbarkeitsgrad von oberen, unteren und seitlichen Bereichen des Bildes. Anders gesagt, die auf dem Spiegel aufgebrachte Maskierung stellt ein Fenster dar, welches dem Betrachter näherliegend erscheint als das Bild, so daß sich dadurch bereits eine räumliche Tiefenwirkung ergibt. Wenn die Betrachtungsrichtung beispielsweise in Fig. 4 geringfügig nach rechts oben verlagert wird, verlagert sich das reflektierte Bild 12' entsprechend in die gestrichelte Stellung 12".

Die Tiefenwirkung wird dabei nicht nur durch die Maskierung, welche nicht am Rand des Bildes, sondern am Konkavspiegel angebracht ist, sondern auch durch die Spiegelkrümmung erzielt, welche eine Vergrößerungswirkung zur Folge hat.

Aus Figur 4 ist weiterhin ersichtlich, daß das reflektierte Bild 12' an seinem oberen Ende etwas breiter erscheint als an seinem unteren Ende. Diese Erscheinung wird manchmal auch als "Schlußstein"-Verzerrung bezeichnet und ergibt sich aus den unterschiedlichen Abständen zwischen der vergrößernden Konkavspiegelfläche und den unteren und oberen Bereichen des Bildes. Außerdem befindet sich der untere Teil des Spiegels aufgrund seiner Winkelstellung in einem größeren Abstand von dem Auge des Betrachters als der obere Teil des Spiegels, so daß demzufolge der obere Maskierungsbereich 15a bereits etwas größer erscheint als der untere Maskierungsbereich 15b. Aufgrund der Perspektive scheinen sich außerdem die seitlichen Bereiche 15c und 15d der Maskierung von oben nach unten hin zu verjüngen.

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Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung lassen sich die sogenannte "Schlußstein"-Verzerrung und der Eindruck unterschiedlicher Breite der Maskierung vermittels der in den Figuren 5-8 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Geräts beseitigen.

Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform des Geräts entspricht im wesentlichen der von Fig. 1, mit der Ausnahme, daß die optische Achse des Projektors 16 einen Winkel A mit der Senkrechten auf die ebene Fläche 11 einschließt. Folglich erscheint das auf die ebene Fläche 11 projizierte Bild 17 verzerrt. Außerdem ist der Konkavspiegel 13 mit einer abgeänderten Maskierung 18 versehen, die unterschiedliche Breiten aufweist.

Die Abänderungen gegenüber der Ausführungsform von Fig. 1 sind insbesondere aus den Figuren 6 und 7 ersichtlich. Wie Fig. 6 zeigt, ist der obere Maskierungsbereich 18a schmäler als der untere Maskierungsbereich 18b. Die seitlichen Maskierungsbereiche 18c und 18d haben von unten nach oben hin abnehmende Breite. Die Draufsicht von Fig.7 zeigt, daß das auf der ebenen Fläche 11 erzeugte Projektionsbild 17 aufgrund der Winkelstellung der optischen Achse des in Fig. 5 dargestellten Projektors 16 in der Weise verzerrt ist, daß der obere Teil des Rechtecks breiter ist als der untere Teil.

Figur 8 zeigt die Ansicht des Betrachtungsgeräts und das dem in den Konkavspiegel 13 blickenden Betrachter ercheinende Bild. Zunächst einmal hat der Betrachter den Eindruck, daß die Maskierung an sämtlichen Stellen gleich breit ist, da die Verzerrungen aufgrund der anhand Fig.6 beschriebenen unterschiedlichen Maskierungsbreite aufgehoben sind. Weiterhin erscheint das im Spiegel sichtbare Betrachtungsbild genau rechteckig zu sein und entspricht

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damit dem ursprünglichen Bild, indem die "Schlußstein"-Verzerrung vermittels des anhand Fig. 7 beschriebenen verzerrten Projektionsbildes 17 aufgehoben ist. Aufgrund der Winkelstellung und Krümmung des Konkavspiegels wird das Bild genau entgegengesetzt zur ursprünglichen Verzerrung "entzerrt", so daß das im Konkavspiegel betrachtete Reflexionsbild dem Betrachter unverzerrt erscheint.

Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die anhand Fig. 4 beschriehenen Verzerrungen, welche vermittels der in den Fig. 5-8 beschriebenen Ausführungsform beseitigt werden können, lediglich aus Veranschaulxchungsgrunden wesentlich übertrieben dargestellt sind. Bei vielen praktischen Anwendungen wie z.B. bei der Betrachtung kleiner Fotografien und dgl. sind die beschriebenen Verzerrungen nicht nennenswert, so daß ohne Qualitätseinbuße ein vereinfachtes Gerät entsprechend der in den Fig. 1-4 dargestellten Ausführungsform verwendet werden kann.

Bei Rückwärtsprojektion ist jedoch zu empfehlen, das Gerät entsprechend den Fig. 5-8 abzuändern, um dem Betrachter ein völlig verzerrungsfreies Bild darzubieten.

Mit dem Gerät entsprechend der in den Fig. 5-8 beschriebenen Ausführungsform wird die räumliche Tiefenwirkung in gleicher Weise wie bei dem Gerät nach Fig. 4 erzielt. Wenn der Betrachter seine Blickrichtung nach rechts und oben verlagert, erscheint dementsprechend das reflektierte Bild 17' in der verlagerten Stellung 17", wobei die Maskierung als Fenster gleichförmiger Breite erscheint.

- Patentansprüche

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Claims (2)

Patentansprüche :

1. Verfahren zum Betrachten eines Bildes zur Erzielung einer räumlichen Wirkung, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das zu betrachtende Bild (12, 17) auf einer ebenen Fläche (11) angeordnet oder erzeugt wird,

b) ein Konkavspiegel (13) derart unter einem Winkel zu der ebenen Fläche angeordnet wird, daß das von dem Konkavspiegel reflektierte Bild (12', 17') zum Auge (E) eines Betrachters gelangt, und

c) der Rand des Konkavspiegels an seinem ganzen Umfang mit einer gegen den Spiegelrand anliegenden Maskierung (15) versehen wird, deren Größe so bemessen ist, daß die reflektierende Fläche des Spiegels kleiner ist als die Gesamtfläche des zu betrachtenden Bildes und die Maskierung dem Betrachter als Fenster erscheint, das näher liegt als das Bild.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu betrachtende Bild (12, 17) vermittels eines Projektors (16) in Rückprojektion auf der als Bildschirm ausgebildeten ebenen Fläche (11) erzeugt wird.

/3./Gerät zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

a) ein Gehäuse (10) mit einer oberen, ebenen Fläche (11), auf der das zu betrachtende Bild (12, 17) angeordnet bzw. erzeugbar ist,

b) einen an dem Gehäuse (10) unter einem spitzen Winkel zur ebenen Fläche (11) befestigten Konkavspiegel (13), welcher dazu dient, ein reflektiertes Bild (12¹, 17¹) dem Auge eines Betrachters (E) darzubieten, und

c) eine den Rand des Konkavspiegels (13) an seinem ganzen Umfang in Anlage gegen den Spiegelrand abdeckende Maskierung (15, 18), deren Größe so bemessen ist, daß die reflektierende Spiegelfläche kleiner ist als die Gesamtfläche des zu betrachtenden Bildes (12, 17).

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Jo .

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