DE1797294C3 - Vielfachfotografier-Vorrichtung mit einer Linsenrasterplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vielfachfotografiervorrichtung mit einem ersten objektseitigen Objektivteil, einer Blende, die eine Öffnung aufweist, die wesentlich kleiner ist als der Querschnitt des ersten Objektivteils, welche beim Wechsel von einem Aufnahmeobjekt zu einem weiteren in einer Normaiebene zur optischen Achse des Objektivs verschiebbar ist und in der Nähe oder innerhalb des ersten Objektivteils angeordnet ist, und einem als Linsenrasterplatte ausgebildeten zweiten Objektivteil, welcher aus einer Vielzahl von Mikrolinsen besteht, im Strahlengang hinler dem ersten Objektivteil angeordnet ist und auf einem in der Bildebene des zweiten Objektivteils angeordneten lichtempfindlichen Material eine Vielzahl von Teilbildern des vom ersten Objektivteil durch die öffnung geworfenen Gesamtbildes erzeugen kann.

Eine solche Vielfachfotografier-Vorrichtung ist aus Pop. Photography, Bd. 60,1967, Heft 1. S.! 12ff. bekannt. Eine solche Vielfachfotografier-Vorrichtung kann z. B. für die gewöhnliche Fotografie, aber auch für Kopierzwecke eingesetzt werden; dabei ist es möglich, auf einem Stück Aufzeichnungsträger eine Mehrzahl von Bildern aufzunehmen, wobei diese durch Aufsplittung der Bilder in eine Vielzahl von Teilbildcrn verschlüsselt und damit nicht ohne weiteres für jedermann erkennbar sind. Ein bevorzugtes Anmeldungsgebiet liegt in der Mikrodokumentation, wobei auch hier wiederum der Verschlüsselungseffekt di<* wesentliche Rolle spielt.

Wie aus dem in F i g. 1 dargestellten Schema der Wirkungsweise einer derartigen Vorrichtung ersichtlich, besitzt diese als ersten objektseitigen Objektivteii /. U. eine relativ große erste Linse I, einen zweiten Objektivlei] 2 und eint· T)IIiHiMg } in einer Blende unmittelbar hinter dem Objektiv. Der /weite Objektiv teil 2 bestehl aus einer Vielzahl von Mikrolinsen, die /u einer l.insenrasu'rplaitc zusammengefaßt und s» ■ .mgeordnet sind, il.it! sie ein Gitter bilden, welches -ius Mikrolinsenreihen und -spalten besteht Der zweite Objektivteil dient zum Zerlegen des von dem ersien Objektivteil erzeugten umgekehrten Bildes in eine Vielzahl von kleinen Teilbildern. Der zweite Objektivteil erzeugt reelle nicht umgekehrte Teilbilder des von dem ersten Objektivteil erzeugten umgekehrten BHdes auf einem licht- oder strahlungsempfindlichen Material 4 (nachfolgend wird der Einfachheit halber nur noch von lichtempfindlichem Material gesprochen). Die öffnung

ίο 3 ist so angeordnet und ausgebildet, daß sie vertikal und horizontal in einer im wesentlichen normal zur optischen Achse O des Objektivs verlaufenden Ebene bewegbar ist. Die öffnung 3 gewährleistet, daß jede der Mikrolinsen, welche zusammen den zweiten Objektivteil 2 bilden, jeweils nur eines von infinitesimalen Teilbildern des von dem ersten Objektivteil erzeugten Bildes auf einen bestimmten Teil des lichtempfindlichen Materials 4 wirft.

Die gleiche Wirkung kann ebenfalls erzielt werden, wenn sich die Öffnung 3 oder, genauer gesagt, die die öffnung 3 tragende Eilende unmittelbar von oder innerhalb des ersten Objeklivtcils 1 befindet. Ferner kann das lichtempfindliche Material, das hinter dem zweiten Objektivteil 2 angeordnet ist, auch auf der rückwärtigen Fläche dieses zweiten Objektivteils angebracht sein, wenn diese rückwärtige Fläche zugleich die Bildebene des zweiten Objckiivtcils ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß das lichtempfindliche Material 4 in einem geeigneten Abstand von dem zweiten Objektivteil 2 gehalten wird.

Wird nun ein umgekehrtes Bild A eines Objekts von dem ersten Objektivteil zwischen dem ersten Objektivteil 1 und dem zweiten Objektivteil 2 erzeugt, so wird der Teil Aa des Bildes A, der im Strahlengang zwischen der öffnung 3 und einem ersten Mikrolinsenelement 2a des zweiten Objektivteils 2 liegt, als nicht umgekehrtes reelles Bild Aaa auf das lichtemfpindliche Material 4 geworfen. In ähnlicher Weise fallen die einen anderen Teil An des Bildes A darstellenden Lichtstrahlen durch die öffnung 3 jeweils auf ein anderes Mikrolinsenelement 2n des zweiten Objektivteils 2, welche auf dem lichtempfindlichen Material dann das entsprechende Teilbild Ana erzeugt.

Wird nun die öffnung 3 z. B. in die bei 3<i angedeutete Lage verschoben und das Objektiv auf ein anderes Objekt gerichtet, so wird ein Bild B dieses anderen Objektes erzeugt. Ein Teil Ba des Bildes B, der im Lichtweg zwischen der öffnung 3a und dem Mikrolinsenelement 2a des zweiten Objektivteils 2 liegt, wird dann vom Mikrolinsenelement 2a in Form eines nicht umgekehrten reellen Bildes auf das lichtempfindliche Material 4 geworfen. In ähnlicher Weise wird ein anderer Teil Bn des Bildes S, der im Lichtweg zwischen der öffnung 3a und einem anderen Mikrolinsenelement 2n liegt, von letzterem als nicht umgekehrtes reelles Bild auf das lichtempfindliche Material 4 geworfen.

Zur Vertiefung der Erörterung der Wirkungsweise einer Vielfachfotografiervorrichtung sollen nochmals die Verhältnisse bei einer einzigen Mikrolinse der Mikrolinseiiplatte 22 betrachtet werden. Wenn die Blende 23 sich in einer bestimmten Position befindet, dann wird ein kleines Teilgebiet der Bildauffangfläche hinter der betrachteten Mikrolinse der Mikrolinsenplatle 22 mit diesem Teilbild belichtet. Wird die Lage der

f.s Blende 2^ in eine andere Position verändert, so wird eint.¹ andere kleine Teilfläche der Bildauffangfläche hinit.T di-r Mikrolinse der Mikrolinsenplatte 22 belichtet. I >n_-s !)--(ifiiiot. daß es möglich ist. einander nicht

überlappende Bereiche der Bildauffangfläche hinter der betrachteten Mikrolinse der Mikrolinsenplatte 22 bildmäßig zu belichten, wenn die Blende 23 voneinander verschiedene Lagen einnimmt.

Bei einer derartigen Fotografiervorrichtung wird die s Zahl der aufzunehmenden Bilder durch das Verhältnis der gesamten Belichtungsfläche .:jch Entfernung der die öffnung aufweisenden Blendenplatte zu der Fläche der öffnung bestimmt. Die Zahl der Bilder, die auf einem einzigen Stück lichtempfindlichen Materials aufgenommen werden können, kann also durch das Verhältnis der effektiven Belichtungsfläche der ersten Linse in iier Ebene der öffnung zu der Fläche der Öffnung hestimmi werden. Nimmt man an, daß der effektive Durchmesser des ersten Objektivteils in der Ebene der öffnung 30 mm beträgt, daß ihre Brennweite 95 mm beträgt, daß der Abstand zwischen der öffnung und dem von dem ersten Objektivteil erzeugten Bild 80 mm beträgt, daß der Abstand zwischen dem Bild und dem zweiten Objektivieil 40 mm beträgt, daß die öffnung ;.' χ 2 mm groß ist und daß das Maß der Verschiebung der Öffnung sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung jeweils J mm betragt, so können 49 Bilder fotografiert werden, indem die öffnung jeweils 7 Schritte in beiden Richtungen verschoben wird.

Wie viele st>li. :·■-■ Teilbereiche auf der llili'auffangfläche hinter der betrachteten Mikrolinse nie 1 überlappend belichtet werden können, wird also durch das Verhältnis der größtmöglichen öffnung des Strahlen- jo gangs in der Ebene der Blendenplatte zu der Fläuie der Blendenöffnung bestimmt. Mit anderen Worten wird die Gesamtzahl der aufzunehmenden Bilder dadurch bestimmt, wie oft die Blendenöffnung in verschiedene Positionen eingestellt werden kann, ohne daß sich diese Positionen einander überlagern.

Da jede Mikrolinse nur ein Teilbild des gesamten abzubildenden Bildes abbildet und dazu auch nur ein Teilfeld der ihr zugeordneten Bildauffangfläche benötigt wird, kann tatsächlich eineMehrzahl von Bildern auf ein und demselben Aufzeichnungsträger aufgenommen werden.

Die durch die Vielfachfotografier-Vorrichtung erzeugten Bilder der Objekte sind auf einem einzigen Stück lichtempfindlichen Materials in Form von feinverteilten Teilbildern verteilt, so daß es unmöglich ist, zu erkennen, welche Alt von Objekten auf dem lichtempfindlichen Material aufgenommen sind.

Die aufgenommenen Bilder können mit einem optischen Bildreproduktions-System reproduziert werden, welches ähnlich dem optischen System der Vielfachfotografier-Vorrichtung ist, indem man die Richtung d'5s Strahlengangs umkehrt.

Bei derartigen Vielfachfotografier-Vorrichtungen muß die erste Linse, welche die Riehturg des Lichtweges in Abhängigkeit von der Lage der öffnung bestimmt, so groß ausgebildet werden, daß sie den gesamten Eiereich überdeckt, in welchem die öffnung in vertikaler und horizontaler Richtung bewegbar ist. Bildet man diese Linse in einer so guten Qualität aus, 6ο daß die Bildfehler, insbesondere die Bildfeldwölbung ausreichend korrigiert werden, so wird die Vielfachfotografier Votrichtung verhältnismäßig groß und schwer: auch ist der technische Aufwand hoch.

Der Of lulling liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vielfachfotografier Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 i\> schaffen, welche mit einem verhältnismäßig einfachen Objektiv auskommt, und die Bildfeldwölbung durch ein zusätzliches einfaches optisches Mittel korrigiert.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als erstes Objektivteil eine relativ einfache Linse oder Linsenkumbination mit nicht ausreichend korrigierter BildfM-krümrnung vorgesehen ist und daß die Brennweiten der den zweiten Objektivteil bildenden Mikroünsen mit dem Abstand von der optischen Achse des Objektivs derart geändert sind, daß hierdurch die Biklfeldwölbung des Objektivs ausgeglichen ist.

Gemäß der Erfindung sind die Brennweiten der Mikrolinsen der zweiten Linse unterschiedlich umeinander gehalten, und zwar so, daß die Krümmung des Bildfeldes der ersten Linse zumindest angenähert ausgeglichen wird. So sind beispielsweise die Brennwei '.en der Mikrolinsen, die sich nahe dem Umfang des zweiten Objektivteils belinden, unterschiedlich von denjenigen der Mikrolinsen, die sich im Miitelbereich des zweiten Objektivteils befinden. Der Abstand vom Zentrum des gewölbten Bildfeldes zu den M.krolinsen. die sich im Zentrum des /weiten Objektivteils befinden, ist geringer, als der /wischen den äußeren Randbereichen des Bildfeldes des ersten Objektivteils und den in den äußeren Raiidbereichcn des zweiten Objektivteils angeordneten Mikrolinsen. Daher müssen die Brennweiten der Mikrolinsen im Zeiiiralieil des /weiten Objektiv teils ebenfalls geringer sein, als diejenigen der Mikroünsen in den äußeren Rjndbereichen des zweiten Objektivteils, wenn man erreichen will, daß das von dem ersten Objcktivteil erzeugte gewölbte Bild scharf auf dem ebenen lichtempfindlichen Material wiedergegeben wird. Das heißt, vorzugsweise sollten die Brennweiten der Mikrolinsen mit ihrem Abstand vom Mittelpunkt der /weiten Linse zunehmen. Es ist jedoch in der Praxis nicht notwendig, daß die Brennweiten aller den zweiten Objektivteil bullenden Mikrolinsen unter schiedlich sind. Das heißt, die den /weiten Objektivioil bildenden Mikrolinsen können in eine bestimmte Anzahl von Gruppen von der Mitte /um Umfang des /weiten Objektivteils hin unterteilt werden, wobei die Brennweiten der Mikrolinsen jeder Gruppe untereinander gleich, jedoch von den Brennweiten der benachbarten Gruppen unterschiedlich sind.

Wenn das von dem ersten Objektivteil erzeugte gewölbte Bild durch einer, /weiten Objektivteil der oben beschriebenen Art korrigiert und auf das lichtempfindliche Material geworfen wird, kann ein relativ einfach aufgebauter erster Objektivteil verwendet werden.

Nachfolgend wird anhand von F i g. 2 der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist als erster Objektivteil eine Linse 21 von relativ einfacher Konstruktion vorgesehen. Ihr ist eine Blendenplatte mit einer öffnung 23 zugeordnet. Die den ersten Objektivteil bildende Linse 21 erzeugt ein Bild I, das gewölbt ist. Schließlich ist als zweiter Objektivteil eine Linsenrasterplatte 22 vorgesehen, die aus einer Gruppe von Mikrolinsen besteht, deren jede in ausreichendem Maße kleiner ist, als die Linse 21.

Die von den Mikrolinsen ('er Linsenrasterplatte 22 erzeugten Teilbilder des Bildes I werden von den Mikroünsen auf ein lichtempfindliches Material 24 geworfen, welches an der rückwärtigen Oberfläche der Linsenrasterplatte angeordnet ist.

Betrachtet man nun die Strahlenbündel ( und ( .1, die von der Öffnuni? 21 kommen und nuf die MikrniniM· 27.1

am Umfang der Linsenrasterplatte 22 und die Mikrolinse 22aa im Mittelbereich der Linsenrasterplatte 22 fallen, so erkennt man, daß die Abstände a und aa zwischen den Infinitesimalbildern I.; und \aa der Strahlenbündel iund Ca und den korrespondierenden Mikrolinsen 22;i und 22;ja voneinander verschieden sind. Dieser Unterschied hängt ab von der Krümmung der Bildebene des Bildes I. Der Abstand a ist größer als der Absland aa. Da jede der Mikrolinsen, die die Linsenrasterplatte 22 bilden, ein reelles Bild eines Teils des Bildes I erzeugen inuü, muß die Brennweite jeder der Mikrolinsen so bestimmt werden, daß sie sich am besten für den Abstand zwischen der Mikrolinse und dem entsprechenden Infinitcsimalteil des Bildes I eignet. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß die InfiniiesimaUeile des Bildes I scharf auf das lichtempfindliche Material 24 abgebildet werden, welches von allen Mikrolinsen 24den gleichen Abstand hat.

Im Hinblick hierauf wird die Brennweite der Mikrolinse 22,-; so bestimmt, daß sie am besten dem Bikkibstand ,/ der Mikrolinse 22,i entspricht, wahrend die Brennweite der Mikrolinse 22,7a so bestimmt wird, daß sie am besten dem Bildabsland aa der Mikrolinse 22;/ enispi u ht. In dieser Weise werden die Brennweilen aller Mikrolinsenelemenle so festgelegt, daß sie möglichst gut dem zugehörigen Bildabstand entsprechen. Aul diese Weise wird jeder Infinitesimalteil des Bildes I scharf auf das lichtempfindliche Material 24 mil Hilfe der korrespondierenden Mikrolinse abgebildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vielfachfotografiervorrichtung mit e'nem ersten objektseitigen Objektivteil, einer Blende, die eine öffnung aufweist, die wesentlich kleiner ist als der Querschnitt des ersten Objektivteils, welche beim Wechsel von einem Aufnahmeobjekt zu einem weiteren in einer Normaiebene zur optischen Achse des Objektivs verschiebbar ist und in der Nähe oder innerhalb des ersten Objeklivteils angeordnet ist. und einem als ünsenrasterplatte ausgebildeten zweiten Objektivteil, welcher aus einer Vielzahl von Mikrolinsen besteht, im Strahlengang hinter dein ersten Objektivteil angeordnet ist und auf einem in der Bildebene des zweiten Objektivteils angeordneten lichtempfindlichen Material eine Vielzahl von Teilbildern des vom ersten Objektivteil durch die öffnung geworfenen Gesamtbildes erzeugen kann, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Objektivteil (21) eine relativ einfache Linse oder Linsenkombination mit nicht ausreichend korrigierter Bildfeldkrümmung vorgesehen ist und daß die Brennweiten der den zweiten Objektivteii (22) bildenden Mikrolinsen mit dem Abstand von der optischen Achse des Objektivs derart geändert sind, daß hierdurch die Bildfeldwölbung des Objektivs ausgeglichen ist.