DE3928441A1

DE3928441A1 - Point source of light - is for use in shadow photography and is achieved by focussing light onto mirror

Info

Publication number: DE3928441A1
Application number: DE19893928441
Authority: DE
Inventors: Zdenko Dimic; Paul Dipl Ing Drewell
Original assignee: DREWELL PAUL DRELLO GmbH
Current assignee: DREWELL PAUL DRELLO GmbH
Priority date: 1989-08-24
Filing date: 1989-08-24
Publication date: 1991-03-07
Also published as: DE3928441C2

Abstract

The shadow photograph of an object (8) is formed on a wall (9) with the aid of a point source of light. The wall (9) has a reflective surface to enable an image (11) of the shadow (10) to be formed by a lens (7). To ensure a sharp outline of the shadows (10) it is necessary to use a point source of light. This is achieved by using a lens system (4) which focusses light from a source (2) on to a mirror (5) which reflects the light onto the object (8). USE - Shadow photography.

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung für Schatten photographie mit einer Punktlichtquelle, einer reflektieren den Wand und einem optischen Abbildungssystem.The invention relates to an optical arrangement for shadows photography with a point light source, one reflect the wall and an optical imaging system.

Zur Untersuchung beispielsweise schnell bewegter Teile wird häufig die Schattenphotographie unter Verwendung retroreflek tierenden Materials als Abbildungswand eingesetzt. Dieses Material reflektiert einfallendes Licht zur Lichtquelle zu rück. Bei dem bevorzugt verwendeten Material ist der Winkel, in welchem der größte Teil des Lichtes reflektiert wird, sehr klein. Zur Erzielung scharfer Schattenbilder muß die Lichtquelle möglichst punktförmig und die Beleuchtungsdauer so kurz sein, daß sich auch keine Unschärfen infolge einer Objektbewegung ergeben. Durch diese Bedingungen wird der Lichtstrom der Lichtquelle eingeschränkt.For examining fast moving parts, for example often shadow photography using retroreflect material used as a picture wall. This Material reflects incident light to the light source back. For the preferred material, the angle is in which most of the light is reflected, tiny. To achieve sharp silhouettes, the Light source as punctiform as possible and the lighting duration be so short that there is no blurring as a result of Result in object movement. Through these conditions the Luminous flux of the light source restricted.

Das optische Abbildungssystem (beispielsweise eine Kamera) und die Punktlichtquelle werden zumeist nebeneinander ange ordnet. Der Mindestabstand wird dabei dadurch bestimmt, daß sich das Objektbild und das Schattenbild nicht überdecken sollen. Durch den kleinen Reflexionswinkel der reflektieren den Wand ergibt sich dabei eine erhebliche Schwächung des in das optische Abbildungssystem reflektierten Lichtes. The optical imaging system (e.g. a camera) and the point light source are usually displayed side by side arranges. The minimum distance is determined by the fact that the object image and the shadow image do not overlap should. Due to the small reflection angle of the reflect the wall results in a significant weakening of the light reflected into the optical imaging system.

In einer häufig verwendeten Anordnung ist deshalb vor der Kameraoptik ein halbdurchlässiger Spiegel angeordnet, der vorzugsweise um 45° gegen die optische Achse des optischen Abbildungssystems geneigt ist. Dieser halbdurchläs sige Spiegel leitet das Licht der Punktlichtquelle in der optischen Achse der Kamera zum Objekt und läßt das reflektierte Licht zur Kameraoptik durch. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß durch den halbdurchlässigen Spie gel mindestens 75% des Lichtes der Punktlichtquelle für das optische Abbildungssystem verlorengehen.In a frequently used arrangement, therefore, is before a semi-transparent mirror is arranged in the camera optics, which is preferably at 45 ° to the optical axis of the optical imaging system is inclined. This semitransparent Our mirror directs the light from the point light source into the optical axis of the camera to the object and leaves that reflected light to the camera optics. This arrangement but has the disadvantage that through the semi-permeable Spie gel at least 75% of the light from the point light source for the optical imaging system.

Der Erfindung liegt zur Behebung dieses Nachteils die Aufgabe zugrunde, eine deckungsgleiche Abbildung des Objektes und des Schattens bei optimaler Nutzung des Lichtstroms der Punktlichtquelle zu erzeugen.The invention is to remedy this disadvantage Task based on a congruent representation of the Object and the shadow with optimal use of the Luminous flux to generate the point light source.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Punktlichtquelle körperlich oder reell abgebildet in die optische Achse nahe der Hauptebene des optischen Ab bildungssystems eingebracht ist. Hierbei ist vorteilhaft, daß die reelle Abbildung nicht gestört wird und die Abschat tung des Lichtes gering ist.To achieve this object, the invention provides that the point light source is physically or real mapped in the optical axis near the main plane of the optical Ab education system is introduced. It is advantageous here that the real image is not disturbed and the discount light is low.

Für die praktische Ausgestaltung besteht einerseits die Möglichkeit, daß eine gegenüber der Eintrittsfläche des optischen Abbildungssystems kleine Außenabmessungen aufwei sende Punktlichtquelle in der optischen Achse nahe der Hauptebene des optischen Abbildungssystems angeordnet ist. Zum anderen besteht die Möglichkeit, daß eine außerhalb der optischen Achse angeordnete Punktlichtquelle über ein Linsenkondensorsystem und über eine spiegelnde Fläche in die optische Achse projiziert wird, und die Außenabmessun gen des Trägers der spiegelnden Fläche klein gegenüber der Eintrittsfläche des optischen Abbildungssystems sind. Dieser Ausgestaltung liegt der Gedanke zugrunde, die punktförmige Lichtquelle von außen her so in die optische Achse zu projizieren, daß die Ausdehnung der von der spie gelnden Fläche reflektierten Lichtquelle größenordnungs mäßig der Ausdehnung der punktförmigen Lichtquelle selbst entspricht.On the one hand, there is the Possibility that one opposite the entrance surface of the optical imaging system small outside dimensions send point light source in the optical axis near the Main plane of the optical imaging system arranged is. Secondly, there is the possibility that one is outside point light source arranged over the optical axis a lens condenser system and over a reflective surface is projected into the optical axis, and the outer dimensions towards the surface of the reflecting surface is small the entrance surface of the optical imaging system. This design is based on the idea that punctiform light source from the outside into the optical one Project axis that the extent of the spie surface area reflected light source of the order of magnitude moderate the extent of the point light source itself corresponds.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die spiegelnde Fläche in die Mitte eines symme trisch ausgebildeten optischen Abbildungssystems eingebracht ist.In a further embodiment of the invention can be provided be that the reflecting surface in the middle of a symme trically trained optical imaging system introduced is.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zei gen:The invention is described below with reference to the drawing illustrated embodiments explained in more detail. It shows gene:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbei spiels der optischen Anordnung gemäß der Erfindung; Fig. 1 is a schematic representation of a game Ausführungsbei the optical arrangement according to the invention;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausfüh rungsbeispiels der optischen Anordnung gemäß der Erfindung. Fig. 2 is a schematic representation of another exemplary embodiment of the optical arrangement according to the invention.

Eine insgesamt mit 1 bezeichnete Punktlichtquelle weist eine Lichtquelle 2 und eine Blende 3 auf. Das Licht der Punktlichtquelle 1 wird über ein Linsenkondensorsystem 4 auf eine spiegelnde Fläche 5 reell abgebildet, welche in der optischen Achse 6 eines insgesamt mit 7 bezeichneten op tischen Abbildungssystems in der Nähe von dessen Hauptebene angeordnet ist. Die Außenabmessungen des Trägers der spie gelnden Fläche 5 sind klein gegenüber der Eintrittsfläche des optischen Abbildungssystems. Die spiegelnde Fläche 5 ist weiterhin so ausgerichtet, daß die Achse des abgestrahl ten Lichtkegels mit der optischen Achse 6 des optischen Ab bildungssystems 7 zusammenfällt. A point light source designated overall by 1 has a light source 2 and an aperture 3 . The light from the point light source 1 is real imaged via a lens condenser system 4 on a reflecting surface 5 , which is arranged in the optical axis 6 of an overall 7 designated optical imaging system in the vicinity of its main plane. The outer dimensions of the support of the reflecting surface 5 are small compared to the entry surface of the optical imaging system. The reflecting surface 5 is further aligned so that the axis of the beam of light emitted th coincides with the optical axis 6 of the optical imaging system 7 .

Ein abzubildendes Objekt ist mit 8 bezeichnet, und eine reflektierende Wand trägt die Bezugsziffer 9. Der von dem abzubildenden Objekt bei Beleuchtung durch die beschriebene Anordnung erzeugte Schatten ist mit 10 bezeichnet. Die von dem optischen Abbildungssystem erzeugte Abbildung des Schat tens 10 ist mit 11 bezeichnet. Der eingezeichnete Strahlen gang trägt die Bezugsziffern 12, 13, 14, 15 und 16.An object to be imaged is denoted by 8 , and a reflective wall bears the reference number 9 . The shadow generated by the object to be imaged when illuminated by the arrangement described is designated by 10 . The image of the shadow 10 generated by the optical imaging system is designated 11 . The ray path shown has the reference numerals 12 , 13 , 14 , 15 and 16 .

Da die strahlende Fläche der Punktlichtquelle 1 durch die Wirkung des Linsenkondensorsystems 4 im wesentlichen in natürlicher Größe auf die spiegelnde Fläche 5 abgebildet wird, wird auf diese Weise die Punktlichtquelle reell abge bildet in die optische Achse 6 nahe der Hauptebene des optischen Abbildungssystems eingebracht. Die spiegelnde Flä che kann sehr klein sein (in der Praxis nur wenige Quadrat millimeter), so daß die Eintrittsfläche des optischen Abbil dungssystems 7 nur sehr wenig abgedeckt wird und sich nur eine minimale Abschattung des reflektierten Lichtes ergibt. Der die spiegelnde Fläche 5 tragende Körper kann beispiels weise auf das Objektiv des Abbildungssystems aufgeklebt sein.Since the radiating surface of the point light source 1 is imaged essentially in natural size on the reflecting surface 5 by the action of the lens condenser system 4 , the point light source is in this way formed in the optical axis 6 near the main plane of the optical imaging system. The reflecting surface can be very small (in practice only a few square millimeters), so that the entry surface of the optical imaging system 7 is covered very little and there is only minimal shading of the reflected light. The body supporting the reflecting surface 5 can, for example, be glued to the lens of the imaging system.

In Fig. 2 sind diejenigen Teile, die der Ausführungsform gemäß Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern versehen, jedoch um den Zusatz "′" ergänzt. Der Unterschied der Ausführungsform gemäß Fig. 2 im Vergleich zu Fig. 1 besteht darin, daß die spiegelnde Fläche 5′ in die Mitte eines symmetrisch ausgebildeten optischen Abbildungssystems 7′ eingebracht ist. Damit wird erreicht, daß das reelle Bild und das Schattenbild des Objektes 8′ auf der Abbildungs fläche genau zusammenfallen. Es hat sich allerdings gezeigt, daß auch die Anordnung nach Fig. 1 den Anforderungen der Praxis in den meisten Fällen genügt.In Fig. 2 those parts that correspond to the embodiment of FIG. 1 are provided with the same reference numerals, but supplemented by the addition "'". The difference of the embodiment according to FIG. 2 in comparison to FIG. 1 is that the reflecting surface 5 'is introduced into the center of a symmetrical optical imaging system 7 '. This ensures that the real image and the silhouette of the object 8 'on the image area coincide exactly. However, it has been shown that the arrangement according to FIG. 1 also meets the requirements of practice in most cases.

Claims

1. Optische Anordnung für Schattenphotographie mit einer Punktlichtquelle (1), einer reflektierenden Wand (9) und einem optischen Abbildungssystem (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Punktlichtquelle (1) körperlich oder reell abgebildet in die optische Achse (6) nahe der Hauptebene des optischen Abbildungssystems (7) eingebracht ist.1. Optical arrangement for shadow photography with a point light source ( 1 ), a reflecting wall ( 9 ) and an optical imaging system ( 7 ), characterized in that the point light source ( 1 ) physically or real imaged in the optical axis ( 6 ) near the main plane of the optical imaging system ( 7 ) is introduced.

2. Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß eine gegenüber der Eintrittsfläche des opti schen Abbildungssystems (7) kleine Außenabmessungen aufweisende Punktlichtquelle in der optischen Achse (6) angeordnet ist.2. Optical arrangement according to claim 1, characterized in that a point light source having small external dimensions in relation to the entry surface of the optical imaging system ( 7 ) is arranged in the optical axis ( 6 ).

3. Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß eine außerhalb der optischen Achse (6) angeord nete Punktlichtquelle (1) über ein Linsenkondensorsy stem (4) und über eine spiegelnde Fläche (5) in die optische Achse (6) projiziert wird, und die Außenabmes sungen des Trägers der spiegelnden Fläche (5) klein gegenüber der Eintrittsfläche des optischen Abbildungs systems (7) sind.3. Optical arrangement according to claim 1, characterized in that an outside of the optical axis ( 6 ) angeord designated point light source ( 1 ) via a lens condenser system ( 4 ) and a reflecting surface ( 5 ) in the optical axis ( 6 ) projects is, and the outer dimensions of the support of the reflecting surface ( 5 ) are small compared to the entry surface of the optical imaging system ( 7 ).

4. Optische Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die spiegelnde Fläche (5′) in die Mitte eines symmetrisch ausgebildeten optischen Abbildungssy stems (7′) eingebracht ist.4. Optical arrangement according to claim 3, characterized in that the reflecting surface ( 5 ') is introduced into the center of a symmetrical optical imaging system ( 7 ').