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Verfahren zur Darstellung von beliebigen Bildern oder Gegenständen
in einer eindimensional definierten Bildelementreihe, insbesondere für Zwecke des
Fernsehens und der Aufzeichnung und Wiedergabe von Bildern Das einzelne menschliche
Auge nimmt Bilder oder Vorgänge in zweidimensionaler Anordnung wahr; demgemäß sind
bisher alle optischen Fernseh-, Bildübertragungs-, Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräte
derart ausgebildet worden, daß sie zweidimensionale Bilder liefern, d. h. solche
Bilder, bei denen die Bildpunkte in zwei Dimensionen angeordnet sind, so daß sie
im Auge den gleichen bildlichen Eindruck erwecken, wie die Betrachtung des entsprechenden
natürlichen Gegenstandes. .
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Die vorliegende Erfindung schafft eine neue Bildanordnung, die eine
Vereinfachung aller derjenigen Verfahren und Anordnungen ermöglicht, bei denen zur
Betrachtung irgendeines Vorganges eine Zwischenaufzeichnung verwendet wird. Sie
ist also allgemein anwendbar bei der Aufzeichnung und Wiedergabe von Bildern, z.
B. bei der Photographie, Kinematographie und Bildtelegraphie, ferner aber auch überall
da, wo zwischen dem betrachtenden Auge und dem zu betrachtenden natürlichen Vorgang
o. dgl. irgendwelche Übertragungsmittel, z. B. eine Fernsehübertragung mit ihren
Vorrichtungen, eingeschaltet werden.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Anordnung der
Bildelemente in einer eindimensional definierten Elementreihe durch optische Mittel
erfolgt, die derart ausgebildet sind, daß alle Zeilen des ursprünglichen Bildes
durch statische optische Verschiebung, also unabhängig von Zeit und Bewegung, so
gegeneinander verschoben werden; daß sich die einzelnen Bildzeilen in der so erhaltenen
optischen Darstellung ohne Überlappung aneinander anschließen und daß dieses eindimensionale
Bild ganz oder aber mit Hilfe besonderer Mittel in stetigem Ablauf zur Wirkung gebracht
wird.
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Eine auf diese Weise gewonnene Darstellung wird als Stichographie
bezeichnet. Bei Rückverwandlung dieser Stichographie, also der eindimensional definierten
Bildelementreihe, in ein gewöhnliches zweidimensionales Bild findet sinngemäß der
umgekehrte Vorgang statt.
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Es ist bereits bekannt, ein Bild mittels Ab-. tast- oder Zerlegevorrichtungen
in Stromimpulse zu verwandeln, deren Stärke den Helligkeitswerten der einzelnen
Bildpunkte entspricht, um alsdann diese Stromimpulse in geeigneter Weise, beispielsweise
durch Aufmagnetisieren auf einen Stahldraht oder durch Aufbringgn auf eine Schallplatte,
aufzuzeichnen. Dieses Vorgehen unterscheidet sich insofern grundsätzlich von der
Erfindung, als hier die Aufzeichnung der den einzelnen Bildpunkten entsprechenden
Werte einen Bewegungsvorgang, nämlich die Abtastung, sowie einen bestimmten zeitlichen
Verlauf bedingt.
Infolgedessen sind verhältnismäßig umständliche
Mittel @erforderlich, weil immer erst eine Umwandlung von Helligkeitswerten in elektrische
Impulse und dann deren Unisetzung in z. B. magnetische Werte verfolgen muß.
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Demgegenüber ist das Verfahren nach der Erfindung völlig unabhängig
von Zeit und Bewegung, da es die Anordnung der Bildelemente in einer eindimensional
definierten Reihe durch ausschließlich optische Mittel und ausschließlich mit Hilfe
von Lichtstrahlen bewirkt. Wird eine derartig eindimensionale Bildelementenreihe
photographisch aufgezeichnet, so stellt sie tatsächlich ein Bild dar, das durch
Lichtstrahlen allein in ein normales Bild zurückverwandelt werden kann, was bei
den bekannten Aufzeichnungen nicht möglich ist. Eine Aufzeichnung ist aber beim
Erfindungsgegenstande nicht erforderlich, während sie für die bekannten Verfahren
unerläßliche Voraussetzung ist. Das bekannte Vorgehen läßt sich ohne Abtastvorrichtung
nicht durchführen, während beint Erfindungsgegenstand eine rein statische optische
Verschiebung stattfindet, die jegliche Abtastvorrichtungen infolge ihrer Unabhängigkeit
von Zeit und Bewegung vermeidet.
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Die Stichographie, also das eindimensionale Bild, muß naturgemäß auch
eine gewisseAusdehnung senkrecht zu seiner eigentlichen Richtung haben, da die Bildelemente
nicht unendlich klein sind. Es ist aber nur in einer Dimension definiert, d. h.
die Bildpunkte sind durch eine Dimension hinsichtlich ihrer Stellung im Bild bestimmt;
in dem neuen eindimensionalen Bilde entspricht jedem Element des ursprünglichen
Bildes ein bestimmtes in seiner Stellung eindeutig nach einer bestimmten Ordnung
festgelegtes Bildelement. Die zweite Dimension der erwähnten Fläche, die das eindimensionale
Bild notwendigerweise bedeckt, ist nicht .definiert, d. h. die Bildelemente können
in dieser Richtung beliebige Ausdehnung haben, also strichförmig sein, ohne daß
an dem Wesen des Bildes etwas geändert wird. Die Bildelemente besitzen also die
" Form verschieden getönter, paralleler Striche, so daß das eindimensionale Bild
das Aussehen einer Bande, ähnlich den Banden eines Spektrums, erhält. Die Definition
des Bildes ist .dann längs einer die ganze Bande schneidenden Linie, also in einer
Dimension, gegeben. Durch die Ausdehnung der Bildelemente in der Längsrichtung wird
lediglich die Lichtstärke des Bildes' bestimmt. Im allgemeinen wird man diese zweite
Dimension, in der eine Definition nicht gegeben ist, willkürlich ziemlich kurz bemessen,
um die von dem eindimensionalen Bilde bedeckte Fläche nicht unnötig zu vergrößern.
Die @Uiaibildung eines gewöhnlichen zweidimensionalen Bildes in ein eindimensionales
.Bild und umgekehrt erfolgt erfindungsgemäß durch optische Systeme, deren gemeinsames
und wesentliches Kennzeichen darin besteht, däcß sie in sich abgestuft oder gestaffelt
sind und reflektierende oder brechende oder beide Eigenschaften besitzen. Nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung werden als Vorsatz zu den erwähnten Staffelsystemen
weitere optische Systeme verwendet, durch welche die waagerechten und die senkrechten
Linien eines: gewöhnlichen Bildes in zwei verschiedenen Ebenen schärf eingestellt
werden.
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Die Sta.ffelvörrichtung kann aus Scheiben bestehen, die gegeneinander
winklig öder versetzt angeordnet oder gegeneinander verdreht sind. Diese Anordnungen
sind zweckmäßig, weil der Grad der Verschiebung durch eine einfache Einstellung
geändert werden kann. Ferner halten innere Reflektionen die Lichtstrahlen innerhalb
der einzelnen Scheiben, so daß eine Divergenz der Strahlen in der definitionslosen
Richtung des eindimensionalen Bildes nur in geringem Maße eintritt. Entsprechende
Vorrichtungen werden zur Rückverwandlung der Stichographie in ein gewöhnliches Bild
verwendet.
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Für die Bildzerlegung und Bildzusammensetzung beim Fernsehen und bei
der Bildtelegraphie läßt sich mit Hilfe der Erfindung ein einfaches Gerät ausbilden;
da das erzeugte eindimensionale Bild nur in einer einzigen Richtung mit der Bildwechselzahl,
also etwa t5 mal pro Sekunde, abgetastet zu werden braucht. Beim Fernsehen und bei
der Bildtelegraphie wird also auf Grund der statischen rein optischen Verschiebung
der -Bildelemente die sonst erforderliche, senkrecht zu den Bildzeilen gerichtete
Abtastkomponente erübrigt: DieAbtastung kann dann durch beliebige Mittel erfolgen,
z. B. durch Lochscheiben, Trommeln, drehende oder schwingende Spiegel -oder durch
in Schwingung gesetzte Teils des optischen Systems selbst, von dem die Stichographie
erzeugt wird. Ohne Rücksicht .auf die Feinheit der Bildaufteilung kann stets die-gleiche
Bildzerlege- und Bildzusämmensetzvorrichtung Verwendung finden. Die ganze Bildzerlegungs-
bzw. Aufbaueinrichtung kann klein und gedrungen ausgebildet werden, da große Scheiben
oder Trommeln selbst für die größten Bildpunktzahlen nicht erforderlich sind.
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Bei der Übertragung, beispielsweise von Pressephotographien, können
die Bilder zunächst auf einem photographischen Film als Stichographien aufgenommen
werden; alsdann werden sie als Negativ durch Hindurchführung zwischen einer lichtempfindlichen
Vorrichtung und einer Lichtduelle unter Zwischenschaltung einer Blende und erforderlichenfalls
von
Linsen in elektrische Werte umgesetzt, fernübertragen und als eindimensionales Bild
positiv oder negativ auf einem photographischen Streifen der Empfangsstelle wieder
aufgezeichnet. Ein Gleichlauf zwischen Sender und Empfänger ist überflüssig, da,
falls ein Unterschied in der Übertragungsgeschwindigkeit vorhanden sein sollte,
das empfangene Bild länger oder kürzer wird und vergrößert oder verkleinert werden
kann, wenn es durch die Vorrichtungen nach der Erfindung in ein zweidimensionales
Bild übergeführt wird. Voraussetzung ist lediglich ein in sich gleichmäßiger Lauf
der Sende- bzw. Empfangseinrichtungen. Die Erfindung kann auch für die der Bildübertragung
ähnliche FaksimilitelegraphieAnwendung finden. Ohne Rücksicht auf die Feinheit der
Bildunterteilung können auch in diesem Falle Telegraphiesender und -empfänger immer
die gleichen bleiben.
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Es ist auch möglich, unter Verwendung der erfindungsgemäßen eindimensionalen
Bilder kinematographische Filme herzustellen, die gegenüber den gewöhnlichen Kinofilmen
bei gleicher Ablaufdauer außerordentlich kurz gemacht werden können. Derartige Filmbildanordnungen-können
dann beispielsweise unter einem optischen System nach der Erfindung vorbeigeführt
werden, so daß dann der Betrachtende das normale zweidimensionale Bild erblickt.
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Durch die Verwendung eines derartigen stichographischen Filmes, der
eine fortlaufende lückenlose Aufzeichnung der Bewegungsvorgänge darstellt, wird
sowohl bei der Aufnahme als auch bei der Wiedergabe die bei gewöhnlichen Kinofilmen
erforderliche sprungweise Fortschaltung der Bilder erübrigt, der stichographische
Film braucht also lediglich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit an der zugehörigen
optischen Vorrichtung vorbeigeführt zu werden. Das Flimmern des Bildes infolge des
Bildsprunges fällt fort, ebenso die starke Beanspruchung und Abnutzung des Filmbandes
sowie die mechanischen Vorrichtungen bekannter Kinogeräte, wie Malteserkreuz und
Blende. An Stelle der letztgenannten Bewegungsvorrichtungen braucht der stichographische
Film nur durch gleichmäßigen Zug, der beispielsweise von der Aufwickelwalze her
ausgeübt werden kann, durch (las Bildfenster gezogen zu werden.
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Aber nicht nur der Fortfall der Lochung des Filmes stellt eine beträchtliche
Ersparnis an ungenutztem Filmmaterial dar, sondern auch die photographisch ausgenutzte
Fläche läßt sich für eine gegebene Vorführungsdauer beträchtlich verkleinern. Beim
normalen Kinofilm ist der Vergrößerung bei der Projektion bzw. der Verkleinerung
bei der Aufnahme durch das Korn des Filmes eine praktische Grenze gesetzt, da naturgemäß
eine Abbildung des Kornes auf dem Projektionsschirm das Bild verderben würde. Demgegenüber
erfolgt durch das stichographische optische System eine Integration der einzelnen
Körner innerhalb eines einzelnen, ein Bildelement darstellenden Striches der Stichographie,
so daß ein Einzelkorn bei der- Projektion nicht abgebildet werden kann. Man kann
also bei der Verkleinerung bei der Aufnahme viel weiter gellen als beim gewöhnlichen
Kinofilm und dementsprechend auf einer gegebenen Fläche mehr Einzelheiten unterbringen.
Beim stichographischen Film findet also nicht im gleichen Ausmaße,eine Verbreiterung
des Filmes statt, wiƒ er gegenüber dem- normalen Kinofilm verkürzt wird.
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Der gleiche Vorteil wirkt sich naturgemäß auch bei der gewöhnlichen
Kleinbildphotographie, d. h. der Aufnahme photographischer Einzelbilder, aus.
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In der Zeichnung sind.-die Grundlagen der Erfindung beispielsweise
veranschaulicht. Fig. i zeigt ein gewöhnliches zweidimensionales Bild, das in die
eindimensionale Form übergeführt werden soll. Das Bild wird, wie sonst bei der Bildübertragung
üblich, in eine Anzahl von Bildzeilen zerlegt, deren Breite und Zahl durch die geforderte
Rasterfeinheit des Bildes gegeben ist.
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In der Zeichnung sind zur vereinfachten Darstellung nur sechs Bildzeilen
veranschaulicht. Die Bildzeilen i bis 6 werden in der in Fig. 2 'dargestellten Weise
durch weiter unten beschriebene optische Mittel auseinandergezogen. Infolge der
Wirkungen der erforderlichen optischen Mittel erhält das Bild nach Fig. 2 das in
Abb.-3 dargestellte Aussehen. Die Abschnitte i bis 6 entsprechen den Bildzeilen
i bis 6 des zweidimensionalen Bildes nach Abb. i und 2 und schließen sich unmittelbar
aneinander an, ohne sich zu überlappen. Jedes einzelne Bildelement, also auch der
Bildpunkt 7 der Abb. i, wird durch die weiter unten beschriebene Divergenz der Lichtstrahlen
gegenüber Abb. i und 2 nach öben und unten auseinandergezogen. 'Mit Ausnahme der
Enden der strichförmigen Bildelemente in Abb.3 gibt jeder Punkt dieser Linien den
mittleren Helligkeitswert des betreffenden Bildelementes in Abb. i wieder. Aus diesem
Grunde wird zur Vermeidung des stufenförmigen Verlaufes entsprechend Abb. nur ein
beliebig schmaler Streifen herausgegriffen, wie er zwischen den Linien
8-8
und 9-9 in @Abb.3 gegeben ist. Dieser schmale Streifen stellt nun das
eindimensionale Bild, die Stichographie, dar. Die den einzelnen Bildelementen entsprechenden
Linien, deren eine in Abb. 3 mit 7 bezeichnet
ist, können in ihrer
Längsrichtung, d. h. senkrecht zu dem Streifen 8-9, eine beliebige Ausdehnung haben,
weil das ohne Einfluß auf das eindimensionale Bild sein würde.
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An Hand der Abb. q. bis 7 seien - nun zunächst die optischen Grundlagen
von Hilfsvorrichtungen erläutert; die bei Herstellung eindimensionaler Bilder nach
der Erfindung aus gewöhnlichen zweidimensionalen Bildern und umgekehrt Verwendung
finden.
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In Abb. q. ist io eine Zylinderlinse. Ein Punkt i i wird durch diese
Linse als eine parallel zur Achse der Zylinderlinse verlaufende Linie 12 abgebildet.
Eine Mehrzahl von Punkten, die auf einer zur Achse der Zylinderlinse parallelen
Geraden liegen, wie die Punkte 13ä bis 13e in Abb. 5, werden als Linie 14 abgebildet,
deren mittlerer Teil 15 von jedem der Punkte 13" bis 13e Licht erhält, so daß dieser
Teil 15 die Summe der Lichtintensitäten und Tönungen aller dieser Punkte darstellt.
Die außerhalb des Teiles 15 liegenden Teile der Linie 14 erhalten nicht von allen
Punkten 13ä bis 13e Licht, so daß, wie bereits angegeben, die Enden der die Bildelemente
darstellenden Linien in Abb. 3 nicht als für den betreffenden Bildpunkt charakteristische
Werte verwendet werden können.
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In Abb. 6 sind 16", 166 und 16, entweder einzelne Punkte oder parallel
zur Achse der Zylinderlinse io, also senkrecht zur Zeichenebene verlaufende gerade
Linien, die in beiden Fällen als parallel zur Linsenachse verlaufende gerade Linien
i6ä,i66 und 16,' abgebildet werden. Die Linien 16", i6ti und 16c' stellen die .Summe
der Lichtinsensitäten und Tönungswerte aller Punkte der zugehörigen Linien 16",
16b und 16, aus den an Hand der Abb. 5 erläuterten Gründen dar.
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In Abb. 7 sind zwei Zylinderlinsen io und 17 vorgesehen, die mit ihren
Achsen senkrecht zueinander stehen. 18 und 19 sind zwei Punkte, die auf einer zur
Achse der Zylinderlinse io parallelen Geraden liegen. Das von dem Punkt 18 ausgehende
Strahlenbündel rechteckigen Querschnitts ist mit ausgezogenen Linien dargestellt,
das entsprechende Strahlenbündel des Punktes 1g mit strichpunktierten Linien. Jede
Linie stellt einen Randstrahl 2o" bzw. 20b, äoc, äoä des zugehörigen Strahlenbündels
dar. Bei--, spielsweise der von dem Punkt 18 ausgehende Strahl 20, -wird durch die
mit waagerechter Achse angeordnete Zylinderlinse io nach der Linie 21 gebrochen,
wo er den von dem Punkt i8 ausgehenden @ Strahl 2o, schneidet. Beim Durchgehen durch
die mit senkrechter Achse angeordnete Zylinderlinse 17 wird der Strahl 2o" nach
der Linie 22 gebrochen, wo er den von dem gleichen Punkt 18 ausgehenden Strahl
Bob schneidet. Wie ersichtlich, schneiden sich die Strahlen 2o" und 20, einerseits,
tob und 2od andererseits in der Ebene, in der die Linie 21 liegt, und die Strahlen
2o" und äob einerseits, 20, und 2od andererseits in der senkrechten Ebene, in der
die Linie 22 liegt.
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Während alle von den Punkten 18 und i9 ausgehenden Strahlen durch
dieselbe Linse ,i geschnitten werden, da diese Punkte 18 und i9 in einer zu der
Achse: der waagerechten Zylinderlinse io parallelen Linie liegen, werden die Strahlen
durch die Linie 17 so weitergeführt, daß sich die von dem Punkt 18 ausgehenden Strahlen
in einer Linie 22 treffen, während die von dem Punkt ig ausgehenden Strahlen in
einer anderen Linie, die gegenüber der ersten parallel verschoben ist, zusammentreffen.
Würden die Punkte i8'und ig in einer Linie liegen, die parallel zur Achse der senkrechten
Zylinderlinse 17 verläuft, so würde in der Ebene der Linie 22 nur diese eine Linie
entstehen, dann aber zwei in der Ebene der Linie 21. Diese bisher beschriebenen
optischen Vorrichtungen dienen nur zur Vorbereitung des auseinanderziehenden Vorgangs
mittels weiterer optischer Systeme, von denen einige im folgenden beschrieben werden.
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Die hinter die Zylinderlinse 17 in den Strahlengang nach Abb. 7 zuschaltenden
optischen Vorrichtungen, welche. die seitliche Verschiebung der Bildzeilen eines
Bildes entsprechend Abb. i in eine die Anordnung entsprechend Abb. 2 bewirken, besitzen
sämtlich das gemeinsame Merkmal; daß sie in sich abgestuft oder gestaffelt sind
und reflektierende oder brechende Oder diese beiden Eigenschaften gleichzeitig besitzen.
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In Abb. 8 ist eine Staffelvorrichtung, die reflektierend wirkt, schaubildlich
dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus einem treppenförmigen Körper 23, dessen
senkrechte Flächen 24 verspiegelt sind. 25 ist ein Lichtbündel von einer solchen
Ausdehnung, daß es alle reflektierenden Flächen trifft. Das Lichtbündel fällt in
Richtung des Pfeiles 26 auf die verspiegelten Flächen 24., von denen jede einen
Teil des einfallenden Lichtbündels reflektiert. Da jede der Flächen 24 sich in einem
gewissen Abstande von der vorhergehenden befindet, werden die einzelnen Abschnitte
des Lichtbündels 25 mit seitlicherVerschiebung reflektiert. Durch geeignete Bemessung
der Stufen des Körpers 23, des Einfallwinkels und der Breite des Lichtbündels kann
es erreicht werden, daß die reflektierten Abschnitte r bis 6 sich nicht überlappen,
so daß, wenn das einfallende Lichtbündel durch Abb. i gegeben ist, das reflektierende
Lichtbündel in einer durch Abb. 2 dargestellten Weise auseinandergezogen erscheint.
Bei dem in Abb. 8 dargestellten Reflektor ist der Lichtweg für jede seiner-Stufen
verschieden, jedoch kann dies durch mehrfache Reflektion an zwei oder mehr
entsprechend
angeordneten abgestuften Körpern 23 vermieden werden.
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Abb. 9 zeigt eine brechend wirkende Staffelvorrichtung in schaubildlicher
Darstellung. Das auf verschieden breite Einzelplatten 27 in Richtung des Pfeiles
26 fallende Lichtbündel 25 wird durch die genannten Platten seitlich-um Beträge
verschoben, die von der Dicke des lichtdurchlässigen Materials -abhängen. Es kann
mit dieser Anordnung erreicht werden, daß die Abschnitte i bis 5 des Lichtbündels
25 wie in Abb. 2 auseinandergezogen werden. Die Brechung kann in einer oder mehreren
Stufen, deren Wirkungen sich addieren, erfolgen. Weiterhin können die Stufen auch
so angeordnet werden, daß die Länge des Lichtweges für alle Punkte gleich ist, damit
die Scharfeinstellung des Bildes erleichtert wird.
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Abb. io zeigt die schaubildliche Darstellung einer anderen Ausführungsform
einer brechend wirkenden Staffelvorrichtung, die aus einzelnen Prismen z8 besteht,
welche infolge der Zunahme ihres spitzen Winkels eine Brechung des in Richtung des
Pfeiles 26 eintretenden Strahlenbündels 25 in seitlich verschobene Abschnitte i
bis 5 bewirken. Abb. i i zeigt in Vorderansicht und Draufsicht eine weitere brechend
wirkende Staffelvorrichtung, deren einzelne Stufen als zweckmäßig rechtwinklig zu
ihrer optischen Achse gegeneinander verschobene scheibenförmige Zylinderlinsen 29
ausgebildet sind. Ein Gegenstand oder ein Bild, das sich bei 3o befindet, wird durch
jede der Stufen unabhängig aufgenommen; es ergibt sich das Bild nach Abb.2 mit gegeneinander
verschobenen Abschnitten ibis6.
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Es gibt noch weitere Möglichkeiten für die Ausbildung von--gestaffelten
Reflektoren, Refraktoren und Kombinationen derselben. Das wesentliche Merkmal aller
dieser Einrichtungen liegt darin, daß bestimmte Stufen in der Vorrichtung gegeneinander
seitlich oder in einem Winkel verschoben sind, und zwar-, wenn auch nicht notwendigerweise,
so doch aus Zweckmäßigkeitsgründen in einer bestimmten regelmäßigen Aufeinanderfolge.
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Durch die in den Abb.8 bis ii beispielsweise dargestellten Staffelvorrichtungen
allein wird nun zwar eine seitliche Verschiebung der Bildzeilen erreicht, jedoch
noch keine Stichographie, also keine reine eindimensionale Darstellung entsprechend
der Abb. 3 hervorgerufen. Zur Scharfeinstellung gehören meist noch zentrierende
Linsensysteme oder Einrichtungen, die oben in der Abb. 7 erläutert wurden. Systeme
nach Art des in Abb. i i dargestellten bedürfen allerdings nicht besonderer Zentrierungseinrichtungen;
denn da das Staffelsystem nach Abb. ii linsenförmig ausgebildet ist, 'bildet es
'eben selbst einen Teil des Linsensystems.
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Ein zentrierendes Linsensystem, wie es z: B. mit den Anordnungen nach
Abb. 8 bis io Verwendung finden muß, kann irgendeine Linsenkombination mit dem Merkmal
sein, daß in zwei verschiedenen und bestimmten Ebenen zwar unvollkommen, aber scharf
eingestellte Bilder des betreffenden Gegenstandes erzeugt werden. Diese Kombination
zusammen mit einer der verschiedenen Arten der Staffelvorrichtungen ergeben vollständige
optische Systeme, durch deren Verwendung eindimensionale Bilder nach Abb. 3 aus
gewöhnlichen Bildern erzeugt,werden können. Unter Fortlassung von Konstruktionseinzelheiten
werden im folgenden. noch einige derartige 'optische Systeme beschrieben.
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Abb. 12 und 13 zeigen ein einfaches optisches System im Grundriß und
in der Seitenansicht. Abb. i q. zeigt das gleiche System in schaubildlicher Darstellung
unter Fortlassung der mittlgren Linsen der Staffelvorrichtung. Das Bild 3 i wird
durch eine waagerecht angeordnete Zylinderlinse 32 als unvollkommenes reelles Bild
in eine Ebene projiziert, in der gleichzeitig die Eintrittsflächen der Staffelvorrichtung
33, die aus gestaffelten Zylinderlinsen nach Abb. i i besteht, gelegen sind. Jede
der einzelnen Zylinderlinsen 33 der Staffelvorrichtung bildet unabhängig für sich
allein ein reelles Teilhäd von 3 i, und zwar in einzelnen, seitlich verschobenen
Abschnitten i bis 6, die den entsprechenden Abschnitten in Abb. 2 und 3 entsprechen.
Es entsteht eine Stichographie nach Art der in Abb. 3 dargestellten Anordnung in
der Einstellebene 34 der Staffelvorrichtung 33.
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Wie ersichtlich, ist die Wirkung genau die gleiche wie bei der Anordnung
nach Abb. 7, wenn man dort die Zylinderlinse 17 durch gestaffelte Einzellinsen nach
Abb. i i ersetzt. Die Staffelvorrichtung ist hier also- ein Teil des Linsensystemes
selbst, während bei der Ausführungsform nach Abb. 15 hinter die mit gekreuzten Achsen
angeordneten Zylinderlinsen io und 17 nach Abb. 7 eine besondere Staffelvorrichtung
35 geschaltet ist, die in ähnlicher Weise brechend wirkt wie die Staffelvorrichtung
nach Abb. io. Die Linse 17
kann in gewissen Fällen auch hinter der Staffelvorrichtung
35 angeordnet werden. Bei allen Anordnungen ist aber wesentlich, daß durch die optischen
Systeme eine Scharfeinstellung ermöglicht wird.
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Die Abb. 16 bis 2o zeigen schematisch Systeme, bei denen diese Forderung
weitgehend dadurch erfüllt ist, daß für den Gebrauch nur mittels einer Objektivlinse
eine Scharfeinstellung vorgenommen wird. Dies vereinfacht die Handhabung des Systemes
außerordentlich,
da die anderen Teile stets in der gleichen ständigen
Lage zueinander verbleiben können: Zweckmäßig wird daher die Objektivlinse als beweglicher
Teil ausgebildet. -Bei der Vorrichtung, die in Abb. 16 und 17 in Draufsicht und
Seitenansicht und in Abb. iS schaubildlich dargestellt ist, wird eine Bild oder
Gegenstand 36 durch eine sphärische Linse-37 projiziert, die für sich allein ein
reelles Bild auf den Eintrittsflächen der Staffelvorrichtung 38 entstehen
läßt und dadurch ohne weiteres die Erzeugung einer Stichogräphie ermöglichen würde.
Wenn jedoch, wie hier angenommen sein mag, die Staffelvorrichtung aus einer großen
Anzahl von Einzel= scheiben besteht, um eine möglichst weitgehende Bildauflösung
zu erzielen, würden die linsenförmigen Ansätze 42 notwendigerweise eine kurze Brennweite
besitzen müssen, also wegen des kleinen Krümmungsradius schwer herzustellen sein.
Bei größerem Krümmungsradius würde die eindimensionale Anordnung zu breit auseinandergezogen
werden. Aus diesem Grunde wird hier. die Zylinderlinse 39 eingefügt, welche die
Wirkung der Linsen 42 unterstützt,- eine kurze Brennweite dieser Linsen vermeidet
und trotzdem in Verbindung mit diesen eine zusammengedrängte Stichographie erzeugt.
Vor die Staffelvorrichtung 38 ist noch eine Kollirnatorlinse 41 geschaltet,
damit die Lichtstrahlen in die verschiedenen Scheiben der Staffelvorrichtung
38 unter annähernd gleichem Winkel eintreten. Die Staffelvorrichtung ist
nach Art der in Abb. S dargestellten Einrichtung ausgebildet, besitzt jedoch zwei
Reflektionsstufen, da sie aus stufenförmig angeordneten rechtwinkligen Scheibenprismen
besteht. Die seitliche Verschiebung der Lichtstrahlen durch die einzelnen Scheiben
ist :doppelt so groß; als sie mit nur einer Reflektion erzielt werden könnte, und
der Strahlengang hat innerhalb aller Scheiben die gleiche Länge. jede Scheibe weist
einen linsenförmigen Ansatz 42 auf, der an jeder folgenden Scheibe um den gleichen
Betrag verschoben ist, um den die Scheiben selbst . gegeneinander verschoben sind.
Von dem bei 4o erzeugten Bilde werden die entsprechenden Teile durch die einzelnen
Scheiben projiziert, so daß bei 43 ein eindimensionales Bild entsteht. Die in die
einzelnen Scheiben eintretenden Lichtstrahlen werden durch innere Reflektion an
den Begrenzungsflächen daran gehindert; sich in der senkrechten Richtung auszubreiten.
Dies wird dadurch erreicht, daß der Einfallswinkel der Strahlen an den Grenzflächen,
der Scheiben größer ist als ?der Grenzbrechimgswinlel. Man. könnte im beabsichtigten
Sinne auch vorbeugen durch Versilberung der Begrenzungsflächen. Die Linse 37 dient
lediglich .der Scharfeinstellung und'ist beweglich; die übrigen -Teil-- bleiben
fest.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 16 .bis 18 wird die seitlicheVerschiebung
der einzelnen Bildzeilen durch zwei Reflektionen erzielt; die linsenföimigen Teile
42 haben hieran nicht in der in Abb. 9 und io dargestellten Weise teil, sondern
entsprechen den Linsen in der Vorrichtung nach Abb. i i.
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Bei der Seitenansicht in Abb. 17 ist die Staffelvorrichtung abgewickelt
dargestellt, also ohne Darstellung der Reflektionen. Da der Weg des Lichtes-in allen
einzelnen Scheiben der Staffelvorrichtung 38 gleich lang ist, erscheint diese
Darstellung der Staffelvorrichtung in Abb. 17 als Block von Scheiben gleicher Länge.
-An Stelle der in Abb. 16 bis iS dargestellten Staffelvorrichtung kann jede andere
linsenförmige Staffelvorrichtungverwendetwerden, für die sich die entsprechenden
Wirkurigen ergeben. Das Linsensystem 37/39 kann -aus jeder beliebigen Linsenkombination
bestehen, deren Oberflächen sphärisch, zylindrisch, konvex und konkav oder plan
sein können, vorausgesetzt; daß der Endeffekt im Zusammenwirken mit den linsenförmigen
Teilen der Staffelvorrichtung - falls solche vorhanden sind - darin besteht, ein
wegen der Zylinderlinsenwirkung aus zu den Scheiben der Staffelvorrichtung para=llel
verlaufenden Linien bestehendes und daher unvollkommenes Bild in der einen Ebene
scharf einzustell,en; diese eine Ebene liegt dicht bei der Eintrittsfläche der Staffelvorrichtung.
Gleichzeitig muß dann auch ein ähnliches Bild, jedoch mit Linien unter einem Winkel
zu denen des ersten Bildes, in einer anderen Ebene scharf eingestellt sein, nachdem
die einzelnen Bildzeilen im wesentlichen bereits seitlich verschoben sind.
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Wenn eine sehr große Bildpunktzahl, also ein sehr feines Raster, verwendet
wird, kann zweckmäßig auch von einem System nach Abb. i9 (Draufsicht) und Abb. 20
(schaubildliche Darstellung) Gebrauch gemacht werden. Das Bild 44 wird durch eine
Linse 45 aufgeäommen, die auf der einen dem Bild zugekehrten Seite zylindrisch konvex
mit waagerechter Achse und. auf der anderen Seite zylindrisch konkav finit senkrechter
Achse ausgebildet ist. Infolgedessen ergibt sich eine reelle Hor izontaleinstellebene
bei 46 und eine virtuelleVertikaleinstellebene bei 47. Die Einstellebenen 46 und
47 befinden sich in einem festen Abstand- voneinander, und durch Einstellung der
Linse 45 wird die Scharfeinstellung in 46 und 47 gleichzeitig bewirkt. Weiterhin
ist eine waagerechte konkave Zylinderlinse 48 vorgesehen, die lediglich die horizontale
Brennweite der Linse 45 vergrößert, damit sich eine Hörizontaleinstellebene auf
der
Eintrittsfläche der Staffelvorrichtung 4.9 ergibt. Jede Stufe
der Staffelvorrichtung projiziert das Bild in 47, als verkleinertes reelles Bild
in 5o, wo sich das eindimensionale Bild von 4.4. nach Art von Abb. 3 ergibt. Vor
der Staffelvorrichtung 49 ist eine Kollimatorlinse 51 angeordnet, deren Brennpunkt
ungefähr in 4.7 liegt, so daß die Mittelpunktsstrahlen von 4.4. in alle Stufen der
Staffelvorrichtung annähernd parallel eintreten. Die Staffelvorrichtung ist nach
Art der in Abb. i i .oder 12 bis 14 dargestellten Staffelvorrichtung, jedoch plan-konvex
ausgebildet. -Die Staffelvorrichtungen werden einerseits wegen des einfachen Zusammenbaus,
andererseits wegen des vereinfachten Gebrauches und der leichteren Justierung zweckmäßig
aus einzelnen Scheiben hergestellt. Praktisch können alle Typen von Staffelvorrichtungen
aus Platten hergestellt werden, die im wesentlichen gleiche Dicke und ebene glatte
Fläehen besitzen, also beispielsweise aus Glasplatten. Die erforderliche Zahl von
Platten wird zusammengekittet oder zusammengepreßt. Dann werden die Seitenflächen
der Platten gemeinsam bearbeitet, so daß hierdurch die erforderliche Gleichmäßigkeit
erzielt wird. Nach der Bearbeitung wird der Kitt oder die Klammer entfernt, und
die Platten werden nach der erforderlichen gegenseitigen Verschiebung mit einer
geeigneten Fassung gehalten.
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In Abb.21 ist 52 ein zusammengekitteter Block von Platten, der nach
Bearbeitung und gegenseitiger Verschiebung der Platten in die Vorrichtung nach Abb.
i i übergeführt werden (tann. 53 zeigt einen Block für die Bildung einer Staffelvorrichtung
nach Abb. 15, 54 einen solchen für die Staffelvorrichtung nach Abb. 16 bis 18. Bei
dem Block 54. -werden die den rechten Winkel einschließenden Flächen zuerst bearbeitet.
Dann werden die Platten wie zum Gebrauch gegeneinander verschoben, jedoch in der
umgekehrten Richtung, als in Abb. 16 bis IS dargestellt, also wie in Abb. 21 bei
55 dargestellt, und in dieser Stellung werden die linsenförmigen Ansätze angeschliffen
und die Eintrittsflächen bearbeitet.