Способ получения рельефных фотографических изображений

 

Класс И а, 87,й48

ИЬ, lV"

4 1}, 5, 6

¹ 16069

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа получения рельефных фотографических иеображени11.

К патенту ин-ца Л. M. Дмтериха (LIIdwig Maria Dieterieh), в Форест-Хилле, штат Нью-джерсей, Соед, Штаты Америки, заявленному 26 августа 1927 года (заяв. свид, М 19566).

0 выдаче патента опубликовано 31 июля 1930 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 31 июля 1930 года., Предлагаемое изобретение представляет способ получения рельефных фотографических изображений, основанный на том, что на один и тот же светочувствительный слой запечатлевают с одного и того же предмета или сцены друг на друга ряд изображений одинакового размера, соответствующих наводке камеры на различные плоскости резкости. Для осуществления предлагаемого способа предназначается объектив, в котором одна или две линзы сделаны подвижными вдоль оптической оси.

Чертеж изображает схему оптической, системы камеры.

При получении обычного фотографического снимка объектив устанавливают так, чтобы предметы, которые хотят выделить более отчетливо, находились в фокусе объектива. При этом объектив наводится на некоторую определенную плоскость, в которой, или близко от которой, должны находиться фотографируемые предметы. Те предметы или части предметов, которые лежат в этой плоскости, находящейся в фокусе объектива, получаются на негативе .достаточно отчетливыми, в то время как изображения предметов или частей предметов, лежащих ближе или дальше названной плоскости, выходят на снимке более или менее расплывчатыми. В дальнейшем описании плоскость, находящаяся в фокусе аппарата, называется <плоскостью резкости».

Величина изображения предметов, находящихся во время съемки в плоскости резкости, зависит от характера применяемой оптики, от размера самого предмета, от расстояния светочувствительного слоя от плоскости резкости и т. п. Предположим, что камера наведена на некоторую определенную плоскость и произведена экспозиция. Изображения предметов, находящихся в этой плоскости, воспроизводятся на светочувствительном слое резкими, изображения же остальных предметов получаются расплывчатыми. Если же будут применены приспособления, позволяющие слегка изменять фокус камеры, то-есть наводить ее на новую плоскость резкости и будет произведена вторая экспозиция уже экспонированной пластинки, то предметы, которые во втором случае окажутся в новой плоскости резкости дадут резкие изображения на пластинке,,изображения же предметов, получившихся резкими при первой экспозиции, в этом случае будут иметь несколько другие размеры, чем в первом случае. Таким образом, расплывчатость увеличивается еще более, благодаря тому, что изменение фокуса объеьтива вызывает изменение размеров снимаемых предметов, Поэтому в результате последовательных экспозиций на одной и той же светочувствительной пластинке получается накладывание друг на друга изображений различной величины. !

В основу предлагаемого изобретения положена найденная автором возможность передвигать линзы оптической системы по отношению друг к другу и IG сгеточувствительночу слою таким образом, что на последнем при второй и при последующих экспозициях при наводке на различные плоскости резкости можно получить новые изображения тех же предметов, которые по своим размерам будут в точности соотьетствовать изображениям, полученным при первой экспозиции. Накладывая друг на друга два таких совпадающих по величине изображения, получениых на одном и том же светочувствительном слое, можно получить один общий негатив, на котором ясность и резкость изображения будет соответствовать использованию двух различных плоскостей резкостн. При этом изображения предметов, расположенных в двух плоскостях резкости, то-есть отстоящих на разных расстояниях от камеры, будут обладать на негативе одинаковой степеньюрезкости и отчетливости. В связи с этим на негативе, или на отпечатке с него, будет достигнуто впечатление глубинности или рельефа.

При пользовании предлагаемым способом рекомендуется накладывать друг на друга более двух изображений фотографируемых предметов, при чем каждое изображение должно соответствовать различной плоскости резкости. Так например, если друг на друга накладываются три совпадающие по размерам изображения, каждое из которых соответствует другой плоскости резкости, то получается впечатление глубины, благодаря тому, что предметы, лежащие в трех различных расстояниях от светочувствительной пластинки запечатлеваются на ней почти с одинаковой степенью резкости. ,Если на светочувствительный слой наложить бесконечное число равновеликих изображений, соответствующих бесконечно большому числу плоскостей резкости, то все предметы, независимо от их расстояния от камеры, запечатлеются приблизительно одинаково резко, при чем размеры предметов будут соответствовать друг другу.

Полученный указанным способом негатив может быть проявлен и обработан ооычными способами, при чем позитивы дают такое же, как негатив зрительное впечатление глубины или рельефа.

В основу предлагаемого способа получения рельефных фотографических изображений положены следующчо соображения, поясняеиые схематическим чертежом, на котором для примера представлен объектив, состоящий из двух IpvIIII линз и- схема хода лучей в нем. Первая группа линз состоит из двояко-выпуклой линзы 1 и двояко-вогнутой линзы 9. Вторая группа линз, находящаяся на надлежащем расстоянии от первой, может состоять из двояко-вынуIGJIOA IHH3BI о И IIJIOCIGO-ВОГНутей IEBSII 4.

Первая группа стекол составлена из линз, дающих изображение, и могущих. быть названными предметными линзами, вторая же группа составлена IIs линз, корректирующих некоторые ошибки и может быть названа группой коррекционных линз.

Подобную систему линз можно считать типичною для обыкновенно применяющихся фотографических камер. Согласно принятой терминологии подобная типичная система стекол имеет «первую главную фокусную точку», которая обозначена .на чертеже цифрой о и «вторую главную фокусную точку», обозначенную цифрой 6. Принято также считать, что имеется «первая главная плоскость» и «вторая главная плоскость», обозначенные цифрами 7 и 8.

«Предметная плоскость» или плоскость, в которой помещается светочувствительный слой, то-есть пластинка или пленка, называеМая также «сопряженною фокусною плоскостью», ооозначена на чертеже цифрой 9.

Цифрой 10 обозначена точка, от которой исходят световые лучи, проходящие сквозь систему линз и действующие на пластинку, помещенную в плоскости 9.

Световой луч 11, исходящий из точки

10 и проходящий через первую главнущ фокусную точку о, достигая первой главной плоскости,, 7, меняет свое направление как показано линией 11а и попадает на предметную плоскость 9 в точке 12 Другой световой луч 13 проходит через линзы прямо и параллельно главной оси системы до второй главной плоскости 8,. откуда по измененному направлению, обозначенному цифрой Иа, проходит через вторую главную фокусную точку 6 и попадает на предметную плоскость 9 в той же самой точке

12, в которую попадает на эту плоскость световой луч 11, и в которой получается изображение точки 10.

Расстояние А между первой главной фокусной точкой. б и первой главной плоскостью 7 называется, «первым эквивалентным фокусным расстоянием», расстояние В между второй главной фокусной точкой 6 и второй главной плоскостью 8 называется

«вторым эквивалентным фокусным расстоянием». Расстояние между второй главной плоскостью и предметной плоскостью называется «вторым сопряженным фокусным расстоянием». Расстояние E между задней точкой задней линзы 4 и предметной плоскостью 9 называется «задним фокусным расстоянием».

Если камера наведена на некоторую плоскость, то линзы объектива находятся в некоторых определенных . расстояниях одна от другой и в известном расстоянии относительно светочувствительного слоя, при чем фокусные длины, названные выше, . имеют вполне определенные величины.

Если изменять положение линз обычным способом, т.е. передвигать в осевом направлении весь объектив как одно целое относительно предметной плоскости 9, то-есть просто изменять фокус камеры, чтобы навести его па предметы, лежащие в новой плоскости резкости, то изображения предметов на светочувствительной пластинке, как сказано выше, изменят свою величину сравнительно с той величиной, которая имела место до передвигания объектива. Такое явление является хорошо известным фактом, и благодаря изменению размеров изображения при обычных способах изменения фокуса> до сих пор, при пользовании обычными объективами, не представлялось возможным наложение друг на друга последовательных изображений, относящихся к различным плоскостям резкости.

Предлагаемое изобретение позволяет изменять фокусное расстояние объектива, сохраняя в то же время неизмениыми размеры изображения, даже в том случае, если изменение фокуса производится в весьма mayoких пределах. На одной п той же свето. чувствительной пластинке, как сказано

° выше, можно получить сколько угодно наложенных друг на друга изображений, размеры которых совпадают друг с другом, при чем каждое изображение соответствует новой плоскости резкости, а. каждая плоскость резкости — новому положению объектива.

Если обратиться к вышеописанному на чертеже объективу, то предлагаемое изобретение состоит в том, что одна или несколько линз объектива делаются подвижными вдоль оси, по отношению к другим линзам. Придавая подвижной линзе особую форму и передвигая ее относительно других линз объектива и в то же время передвигая весь объектив относительно предметной плоскости (матового стекла), можно изменять фокусное расстояние всего объектива, не меняя размеров изображения.

В описываемом примере подвижной линзой является линза 2 первой группы стекол.

Стрелка 14 обозначает способность линзы

2 передвигаться в осевом направлении, Если после первой экспозиции, и, следовательно, после получения изображения на светочувствительной пластинке, так изменить расположение линз по отно|пепию друг r другу пли по отношению к светочувствительной пластинке (например. передвигая линзу 2), что фокус изменится и что новое изображение того же самого предмета будет соответствовать новой плоскости резкости, то размер нового изображения, полученный при последующей экспозиции, не изменится. Полученные прп последовательных экспозициях на пленке или пластинке изображения будут накладываться друг на друга.

Автор объясняет происходящие при этом явления следующим образом. Помимо прочих процессов, происходит изменение второго эквивалентного фокусного расстояния В без изменения положения второй главной плоскости 8 относительно неподвижных линз 1, э и 4 объектива п относительно предметной плоскости, !.

Осуществление предлагаемого изобретения может быть достигнуто на практике различными способами. Так, может быть применена камера с объективом, движущимся как одно целое относительно светочувствительной пластпнки, при чем некоторые линзы (предпочтительно †од) могут перемещаться относительно других линз, Еамера наводится на некоторую определенную плоскость резкости, весь объектив в целом устанавливается на определенном расстоянии от светочувствительнои пластинки, при чем подвижная линза также занимает некоторое, вполне определенное положение относительно пластинки, Затвор камеры открывается на некоторый период времени, необходимый для экспозиции и на светочувствительном слое запечатлевается изображение.:Затем затвор закрывается п весь объектив в целом передвигается для изменения фокусного расстояния камеры и для наводки на вторую плоскость резкости, находящуюся ближе или дальше от камеры. После этого подвижную линзу передвигают в такое положение, при котором правильно устанавливается размер изображения, так что при последующей экспозиции оно получается равным по величине первому изображению, полученному при предыдущей экспозиции. Вслед за этим открывается затвор для второй экспозиции и на светочувствительном слое запечатлевается второе изображение тех же самых предметов, накладывающееся на первое изображение, но относящееся к другой плоскости резкости. Такой пропесс можно повторять сколько угодно раз, наводя камеру каждый раз на новую плоскость резкости и передвигая raz äûé раз подвижную линзу в такое положение, чтобы величина

/ изображений не изменялась.

Вместо того, чтобы сперва передвигать весь объектив как одно целое, а потом менять положение подвижной линзы по

/ отношению к другим линзам, рекомендуется производить оба эти движения одновременно. Вместе с тем рекомендуется производить эти одновременные передвижения непрерывно в намеченных для них пределах, при чем затвор должен быть все это время открыт п светочувствительный слой подвергаться непрерывной экспозиции, вместо того, чтобы передвигать стекла скачками и попеременно открывать и закрывать затвор, как сказано. Гаким образом, пока пластинка экспонируется, в,фокус непрерывно вводятся все новые плоскости резкости и в то же время непрерывно происходит выравнивание размеров фотографируемых предметов. В результате на пластинке получается одно изображение, состоящее из бесконечного числа наложенных друг на друга изображений, каждое из которых соответствует одной из бесчислен. ного множества плоскостей резкости. В соответствии с этны на негативе илц на позитиве изображения предметов, находящихся на разных расстояниях от камеры, получаются одинаково резкимн и ясными, и исчезает всякая расплывчатость, чем достигается впечатление рельефности плп глубинности.

При этом плоскости резкости могут начинаться от самой камеры и оканчиваться на бесконечности.

В наиболее рекомендуемом варианте предлагаемого изобретения применяется объектив, в котором, одна линза сделана,подвижной относительно других линз; однако, эта подвижная линза имеет особую форму и обладает в отношении других линз объектива той особенностью, что осевое передвижение изменяет фокус (а следовательно перемещает плоскость резкости), но не, изменяет величины изображения предметов на светочувствительной пластинке, которая совпадает с сопряженной фокусной плоскостью или с предметной плоскостью 9.

Эта линза передвигается при открытом затворе, при чем светочувствительный слой подвергается в это время экспозиции. Рекомендуется перемещать эту линзу на такое расстояние, чтобы плоскость резкости постепенно- передвинулась в пределах от плоскости, лежащей вблизи камеры до плоскости, находяшейся в бесконечности или же наоборот, хотя пределы эти могут быть выбраны по желанию. Каждое изменение фокуса при этом движении сопровождается автоматическим регулированием величины изображения, которая остается постоянной.

Таким образом, на одном и том же негативе пли позитиве получается бесконечно большое число наложенных друг на друга равновеликих изображений, каждое из которых соответствует различной плоскости резкости, благодаря чему достигается рез, кость и ясность всех планов фотографируемого предмета или сцены.

В качестве примера можно отметить, что вторая линза объектива Унар в своем взаимодействии с остальными линзами того же объектива обладает вышеуказанными характерными свойствами. Линза эта несимметрична и может быть с успехом применена для данного изобретения совместно с подходящим набором линз, Для этой же . цели применена и линза объектива Тессар.

Если применить негативный фильм и продвигать ere с перерывами, применяя на каждой остановке описанный способ фотографирования, то на каждом кадре негатива (а, следовательно, и на отпечатанном с него позитиве) можно получить бесконечное число изображений, каждое из которых будет соответствовать отдельной плоскости резкости. "àêèì образом, на кинематографическом фильме можно получить резкие, а следовательно, и рельефные изображения, C являющиеся результатом использованйя бесконечного числа плоскостей резкости. Эта же рельефность или глубинность будет воспроизведена и при проектировании движущихся снимков на экране.

Для получения рельефных кинематографических снимков негативному фильму сообщается перерывистое движение, При каждой остановке фильма открывается обтюратор и происходит экспозиция одного кадра, при чем подвижная линза объектива передвигается на такое расстояние, что плоскость резкости последовательно проходит от плоскости, находяшейся вблизи камеры до плоскости, находящейся на бесконечности. Затем обтюратор закрывается и фильм, как обычно, продвигается на расстояние высоты одного кадра, после чего описанный процесс повторяется в прежнем порядке. Получившийся негатив проявляется и копируется обычными способами, при чем получается позитив, дяющий при проектировании на экране эффект рельефности. Для проектирования такого позитива можно пользоваться обычным кинематографическим проекционным аппаратом и обыкновенным типом экрана.

Во время одного периода открытия затвора (во время одной экспозиции) можно производить передвижение подвижной линзы объектива в обоих направлениях последовательно, т. е. передвигать плоскость резкости от одной крайней границы до другой и затем обратно к первой границе.

Далее, независимо от того, передвигают ли линзу лишь в одном направлении или туда и обратно, это передвижение может быть равномерным или неравномерным.

С этой целью передвижной линзе придается такая форма, что ее можно передвигать равномерно или неравномерно, в зависимости от тбго фотографического эффекта, который желательно получить. Этим достигается возможность регулирования времени экспозиции светочувствительного слоя для различных плоскостей резкости. Передвижение линзы может происходить так, что во время одного периода экспозиции плоскость резкости будет передвигаться от одной крайней границы до другой крайней границы и затем †обратном направлении до какого-нибудь среднего положения, при чем такое движение может бытьравномерным или- неравномерным в зависимости от преследуемого фотографического эффекта.

Предлагаемое азобретенпе позволяет также устранять один нз недостатков, присущих обычной кинематографической съемке, а именно расплывчатость изображения при так называемом поперечном движении. При съемке предмета, который движется в иоле зрения камеры, в особенности в поперечном лучу зрения направлении, во время одной экспозиции получается ряд смещенных, наложенных друг на друга и не совпадающих по величине изображений предмета. Прп этом все эти изображения выделяются почти с одинаковой степенью резкости и вызывают расплывчатость изображения предмета в кадре. Этот недостаток проявляется особенно резко, если предмет движется поперек луча зрения камеры и сравнительно близко r, последней. Предлагаемый способ устраняет такую расплывчатость и неясность, так rar движущийся предмет фотографируется резко и отчетливо только один момент, а именно, когда через него проходит перемещающаяся плоскость резкости. Каждое дальнейшее смещение фотографируемого предмета в поле зрения камеры совпадает с моментом, когда камера наведена на плоскость резкости, удаляющутося от предмета. Поэтому смещенные положения движущегося предмета, если и запечатлеваются на негативе, то с постепенно убывающей степенью яркости, чем устраняется вышеописанная резкость его изображений.

Предм ет пате н та.

1, Способ получения рельефных фотографических изображений, характеризующийся тем, что на одну и ту же светочувствительную пластинку, пленку или фильм запечатлевают с одного и того же предмета или сцены друг на друга ряд изображений одинакового размера, соответствующих наводке камеры на различные плоскости резкости

2. Прием выполнения способа, указанного в п. 1, характеризующийся тем, что изображения, в любом количестве, запечатлеваются одно за другим в быстрой последовательности.

3. Для осуществления способа, указанного в п. п. 1 и 2, применение объектива, устроенного так, что одна или две линзы его передвигаются во время съемки в одну — 6— или в обе стороны, с постоянною или пе- мы, что ее передвижения по оси перемеременною скоростью и в произвольных щают плоскости резкости, но не изменяют размерах. величины изображения предметов съемки

4. При объективе. указанном в п 8, t на светочувствительной пластинке, совпаприменение передвижной линзы такой фор-, дающей с предметной плоскостью.

Ъ, Тип. Гидрсгр. Упр. Управл. В.-М. Сил РККА, Ленинград, здание Гл. Адмиралтейства