DD214221A5 - WIDE-ANGLE OPTICAL DEVICE - Google Patents
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Abstract
Description
üeitwinicelige optische VorrichtungWide angle optical device
Anwendungsgebiet der Erfindung. Field of application of the invention .
Die Erfindung bezieht sich auf eine weitwinkelige optische Vorrichtung, die an bekannten optischen oder fototechnischen Geräten anschließbar, zur Aufnahme und zur Projektion von Rundbildern geeignet ist.The invention relates to a wide-angle optical device, which can be connected to known optical or photographic equipment, suitable for recording and for the projection of circular images.
Der horizontale Sichtwin^el der Objektive von zum Photograf ieren der natürlichen und künstlichen Umgebung verwendeten Aufnahmeapparaten liegt zwischen 5° und 180°, wobei letzterer auch IPischaugenoptik genannt wird. Bs fehlt jedoch der Bereich der Objektive mit einem Sichtwindel von 180° bis 360 . Bin Objektiv mit einem horizontalen Sichtwinkel von 360, wäre dazu geeignet, außer der Umgebung vor dem Aufnahmeapparat auch die Umgebung neben und hinter dem Apparat an einem Einzelbild aufzunehmen und das positive Einzelbild durch umgekehrten !Strahlengang auf einer iCreisleinwand wiederzugeben.The horizontal field of view of the lenses used in photographing the natural and artificial environment is between 5 ° and 180 °, the latter also being called the "ispish optics". Bs, however, lacks the range of lenses with a Sichtwindel from 180 ° to 360. Bin lens with a horizontal angle of 360, would be suitable to record in addition to the environment in front of the recording device, the environment next to and behind the apparatus on a single image and reproduce the positive frame by reversed! Beam on a iCreisleinwand.
Es sind verschiedene Versuche für die Erweiterung des horizontalen Sichtwinicels von Aufnahmeapparaten in den letzten Jahrzehnten unternommen worden. Sin solches System wurde unter dem !Tarnen "CIiIERAIvIA" begannt (siehe iiarl Rover: Die Technik für Filmvorführer, Halle, 1952, Seiten 252, 253). iiach diesem Verfahren wird die Aufnahme mit drei Kameras auf drei benachbarte Einzelbilder gleichzeitig gemacht. Auch die Projektion geschieht mit drei selbstständigen Projektoren« Das Panoramabild setzt sich aus den nebeneinander projizierten Einzelbildern zusammen. Der durch dieses Verfahren erreichbare Sichtwinkel kann zwischen 135 und 180 frei gewählt werden.Various attempts have been made to extend the horizontal line of sight of recording apparatus in recent decades. Sin such system was under the camouflaged "CIiIERAIvIA" (see iiarl Rover: The Technique for projectionists, Halle, 1952, pages 252, 253). According to this method, three-camera shooting is made on three adjacent frames simultaneously. The projection also takes place with three independent projectors. "The panorama picture is composed of the individual images projected next to each other. The viewing angle achievable by this method can be freely selected between 135 and 180.
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Stach, einem weiteren bekannten Verfahren wird die Aufnahme mit elf Kameras auf elf Filmen gleichzeitig gefertigt und die Projektion benötigt elf synciironge steuerte Projektoren. Das Bildformat der Einzelbilder ist ein genormtes Rechteck mit einem Seitenverhältnis von 1:1,133; die Kreisleinwand ist also ein poiigonales Prisma, Die projezierten Bilder sind durch schwarze Streifen voneinander getrennt. Hinter diesen schwarzen Bildspalten ist der der gegenüberliegenden Leinwand zugeordnete Projektor angeordnet. Dieses Verfahren ist unter dem i-Tamen '1CYPJiQRAMA1' bekannt und wurde erst mal im Pavillon der Vereinigten Staaten auf der Weltaussteilung in Brüssel durch Projektion von Kinofilmen vorgestellt»Stach, another known method, the recording with eleven cameras on eleven films produced simultaneously and the projection requires eleven synciironge controlled projectors. The image format of the single images is a standardized rectangle with an aspect ratio of 1: 1,133; the circular screen is therefore a poiigonale prism, The projected images are separated by black stripes. Behind these black image columns of the opposite screen assigned projector is arranged. This process is known under the i-Tamen ' 1 CYPJiQRAMA 1 ' and was first presented in the United States Pavilion at the World Exposition in Brussels by projection of feature films »
Heutzutage ist ein Kino solchen Systems in iiosicau auf der Volkswirtschaft3ausstellung im Betrieb»Nowadays a cinema of such system in iiosicau on economy3 exhibition is in operation »
Der Mangel der obenerwähnten Lösungen besteht darin, daß die so '/erfahren sowohl bei der Aufnahme wie bei der Projektion komplizierte, präzise, 'kostenaufwendige und automatisierte Einrichtungen benötigen. Eine Korrektion von Filmbrüchen ist langv/ierig, und die üenge und Kosten des PiImmaterials und der Energiebedarf der Projektion ist hoch. Diese Ursachen verhindern die Verbreitung sowohl in der beruflichen Filmindustrie wie unter den Filmasiat euren«The shortcoming of the above-mentioned solutions is that the so-called "sophisticated" require complex, precise, costly and automated equipment both in the photograph and in the projection. A correction of film breaks is long-lasting, and the amount and cost of the material and the energy requirement of the projection are high. These causes prevent their dissemination both in the professional film industry and in the filmmaking of yours «
Das Ziel der Srfindung besieht darin, die Aufnahme und Projektion von Rundbildern zu vereinfachen und kostengünstiger zu gestalten»The aim of the invention is to simplify the recording and projection of circular images and to make them more cost effective »
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitwinkelige optische Vorrichtung zu schaffen, die als optischer AnsatzThe invention has for its object to provide a wide-angle optical device, as an optical approach
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jedweden fototechnischen Apparat, 30 z, B. Fotoapparate, Filmkameras, FS-Kameras, Fernrohre geeignet ma eilt, eine vollständige oder teilweise vollständige Rundbildaufnähme zu erzeugen, bzw. jedweden Projektor oder Bildmonitor zur Projektion von vollständigen oder teilweise vollständigen Rundbildern geeignet macht.Any photographic apparatus, such as cameras, film cameras, FS cameras, telescopes, is capable of producing a complete or partially complete circular image, or rendering any projector or image monitor suitable for projecting full or partially complete circular images.
Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß die Oberflächenpunkte eines ObjektZylindermantels in eine Ebene übersetzt werden können, wenn das am Zylindermantel darliegende Objektbild durch sum Mittelpunkt des Zylinders gerichtete und zum Zylindermantel senkrecht stehende Strahlen auf eine im Zylinderinneren angeordnete Segelfläche abgebildet und dann die Objektpunkte an der Kegelfläche durch zentrale Projektion in eine zu der gemeinsamen Längsachse des Zylinders und der Segelfläche senkrecht stehende Bildebene übertragen werden.The essence of the invention lies in the fact that the surface points of an object cylinder jacket can be translated into a plane when the object image on the cylinder jacket by Sum center of the cylinder directed and perpendicular to the cylinder surface jets imaged on a sail inside the cylinder surface and then the object points on the Conical surface are transmitted by central projection in an image plane perpendicular to the common longitudinal axis of the cylinder and the sail surface.
Die gesetzte Aufgabe wird durch eine weitwinkelige optische Vorrichtung gelöst, die an bekannten optischen oder foto— technischen Geräten angeschlossen v/erden kann. Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß so weiterentwickelt, daß sie ein dem Objektiv eines optischen oder fototechnischen Gerätes vorzugsweise lösbar anschließbares Gehäuse, eine im Gehäuse befestigte Ringlinse und eine mit der Ringlinse gekoppelte Abdeckplatte hat, wobei die äußere Mantelfläche der Ringlinse als Lichtdurchlaßfläche ausgebildet ist, ferner die Ringlinse eine sich in der Richtung des Objektives verengende Öffnung hat, deren Mantelfläche von der Licht durchlaßfläche her gesehen als eine Spiegelfläche ausgestaltet ist, und die optische Achse des Gehäuses und der Ringlinse mit der optischen Achse des Objektives des optischen oder fototechnischen Gerätes übereinstimmt»The set object is achieved by a wide-angle optical device which can be connected to known optical or photographic equipment. This device according to the invention is further developed so that it has a lens of an optical or photographic equipment preferably releasably connectable housing, a ring lens fixed in the housing and a coupled with the ring lens cover plate, wherein the outer surface of the ring lens is designed as a light transmission surface, also the ring lens a narrowing in the direction of the lens opening, the lateral surface of which is seen by the light transmission surface is designed as a mirror surface, and the optical axis of the housing and the ring lens with the optical axis of the objective of the optical or photo-technical device matches »
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Ua cn einem, vorzugsweisen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Geiiau.se ein licht undurchlässiger Zylinder, der an seinem objektivaeitigen Ende eine Außengewinde aufweist« Dadurch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung jedwedem im. Handel erhältlichen optischen oder fototechnischen Gerät als Ansatz angekoppelt werden,Ua cn a, preferred embodiment of the device according to the invention is the Geiiau.se a light-impermeable cylinder having an external thread at its objektivaeitigen end «This allows the device according to the invention in any. Commercially available optical or photographic equipment can be coupled as an approach,
Nach einem v/eiteren Ausführungsbeispiel ist es Z7/eckinäßig, wenn die Mantelfläche der optischen Öffnung der Ringlinse eine Kegelstumpffläche mit einem Winkel von 45° zur Horizontebene der Ringlinse ist. Die verzerrungsfreie Betriebsfähigkeit der Vorrichtung hängt davon nämlich in großem Masse ab,According to another embodiment, when the peripheral surface of the optical aperture of the ring lens is a frusto-conical surface at an angle of 45 ° to the horizontal plane of the ring lens, it is Z7 / eckinäßig. The distortion-free operation of the device depends on it to a great extent,
Uacn einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft» wenn die Mantelfläche der optischen öffnung dar Ringlinse eine toroidale Pläche ist, deren Tangente mit der an ihrer Stelle einsetzbaren Kegelstumpffläche in den Kreuzungspunkten einen -V/ink el von höchstens 3 einschließt»In another exemplary embodiment, it is advantageous if the circumferential surface of the optical opening of the annular lens is a toroidal surface whose tangent with the frustum surface which can be inserted in its place encloses a maximum of 3 in the crossing points.
iiach weiteren zweckmäßigen Ausfuhrungsbeispielen kann der äußere Mantel der Ringlinse ein mit der optischen Achse der Ringlinse paralleler Zylindermantel, oder ein konkaver kreisbogenförmiger Mantel oder konvexer kreisbogenförmiger Mantel 3ein.According to further expedient exemplary embodiments, the outer jacket of the ring lens may be a cylinder jacket parallel to the optical axis of the ring lens, or a concave circular-arc jacket or convex circular-arc jacket 3.
Iiach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein weiterer optischer Ring um der Ringlinse frei bewegbar angeordnet« Dieser Ring kann ein Ring mit einem Rechteckquerschnitt, oder ein plankonkaver Ring, oder ein plankonvexer Ring, oder ein doppelkonkaver Ring oder ein doppelkonvexer Ring sein» Durch die Anwendung der verschiedenen Ringe nimmt die Zahl der mit der erfindungsgetnäßen Vorrichtung produzierbaren Aufnahme-Variationen zu»According to a further embodiment, a further optical ring is arranged freely movable around the ring lens. This ring can be a ring with a rectangular cross section, or a plano-concave ring, or a plano-convex ring, or a double concave ring or a double convex ring Rings increases the number of recording variations producible with the device according to the invention »
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iiach einem weiterentwickelten Ausführungsbeispiel ist ein Sucherprisma an der Außenseite der Abdeckplatte und eine Korrektionslinse an der Innenseite der Abdeckplatte koaxial zur Ringlinse angeordnet» Das Sucherprisnia erleichtert das Auffinden des ausgewählten Hauptmotivs und die Korrektionslinse dient zur Eliminierung der Objektweitendifferenz der Ringlinse und des Sucherprismas· Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird bedeutend erleichtert, wenn das Sucherprisnia an der Abdeckplatte um ihre optische Achse frei drehbar angeordnet ist,According to a further developed embodiment, a finder prism is arranged on the outside of the cover plate and a correction lens on the inside of the cover plate coaxial with the ring lens »The finder princess facilitates finding the selected main motif and the correction lens serves to eliminate the object difference of the ring lens and the viewfinder prism · The use of device according to the invention is greatly facilitated when the Sucherprisnia is freely rotatably mounted on the cover plate about its optical axis,
riach weiterem Äusfünrungsbeispiel ist ein quaderförmiger oder zylinderförmiger Prismenaufsata an einer Grundplatte und einer Frontplatte des Sucherprismas angeschlossen, dessen einen Winkel von 45° zur optischen Achse einschließende Hinterseite als eine Spiegelfläche von der Prontplatte her gesehen ausgestaltet ist.In another embodiment, a cuboidal or cylindrical prismatic mount is connected to a base plate and a front plate of the viewfinder prism, the rear side of which is at an angle of 45 ° to the optical axis configured as a mirror surface from the pronation plate.
Nach weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann die Frontplatte des Sucherprismas ein konkaver oder konvexer Zylindermantel mit einer zur optischen Achse der Ringlinse querstehenden oder parallelen Längsachse, bzw. eine konkave oder konvexe Kugelfläche mit einem zur optischen Achse der Ringlinse senkrecht stehenden Radius sein.According to further advantageous embodiments, the front plate of the viewfinder prism can be a concave or convex cylinder jacket with a transverse to the optical axis of the ring lens or parallel longitudinal axis, or a concave or convex spherical surface with a perpendicular to the optical axis of the ring lens radius.
Nach weiterem Ausflihrungsbeispiel ist es zweckmäßig, wenn die Korrektionslinse eine plankonvexe Sammellinse bzw, plankonkave Zerstreuungslinse ist.After further Ausflihrungsbeispiel it is expedient if the correction lens is a plano-convex converging lens or plano-concave diverging lens.
Die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten optischen Mittel, so die Ringlinse, der optische Ring und das Sucherprisma können aus ilronglas oder aus entsprechendem optischen Kunststoff gefertigt werden.The optical means used in the device according to the invention, such as the ring lens, the optical ring and the viewfinder prism can be made of ilronglas or of corresponding optical plastic.
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Die verschiedenen Ausgestaltungen des Mantels der Ringlinse in der erfindungsgemäßen Vorrichtung dienen zur Veränderung des vertikalen Sichtwinkels und zum Vertausch der Ränder des Ob j ektzy linders. Durch das Sucherprisma wird ein Teil des Mantels des ObjektZylinders als Hauptmotiv abgebildet» Durch die Scharfeinstellung des Sucherprismas wird der Schnittkreis des ObjektZylindermantels und der Horizontebene, d· tu das Rundbild scharf eingestellt,The various embodiments of the jacket of the ring lens in the device according to the invention serve to change the vertical viewing angle and to swap the edges of the ob j ektzy Linders. Through the viewfinder prism a part of the mantle of the object cylinder is depicted as the main motif »By focusing the viewfinder prism, the circle of intersection of the object cylinder mantle and the horizonal plane, the circular image is focused,
Daa Rundbild des jeweiligen Objektzylinders, dessen horizontaler Sichtwinkel 3δΟ° und vertikaler Sichtwinkel einen Wert zwischen 0°-84° beträgt, wird infolge der Transformation der Ringlinse in der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Filmebene de3 optischen oder fototechnischen Gerätes in der 3?orm eines Ringbildes dargestellt. Die Scharfeinstellung geschieht mit dem Sntfernungsverstellelement des Gerätes, nachdem das Sucherprisma auf das Hauptmotiv des ObjektZylindermantels gerichtet wurde. Das Bild des Hauptmotivs liegt in der Mitte des Ringbildes und kann in einer Richtung oder in beiden Richtungen geschrumpft werden«Daa circular image of the respective object cylinder, the horizontal viewing angle 3δΟ ° and vertical viewing angle is a value between 0 ° -84 ° is shown as a result of the transformation of the ring lens in the device according to the invention in the film plane de3 optical or photo-technical device in the 3? Orm of a ring pattern , Focusing is done with the machine's proximity adjuster after the viewfinder prism has been focused on the main subject of the object's cylinder barrel. The image of the main motif lies in the middle of the ring pattern and can be shrunk in one direction or in both directions. «
Die nach oben oder nach unten gerichteten Komponenten des ObjektZylinders erscheinen im Ringbild von der Mantelausgestaltung der Ringlinse abhängig als zum Mittelpunkt des Ringbildes oder vom Mittelpunkt nach außen gerichteten Radien, In den leeren Ecken des Einzelbildes können interne Daten, so z. B. Belichtungszeit, Blende, Entfernung, eventuelle Nivellierung gespeichert werden» Das in der Mitte des Ringbildes liegende Bild des durch das Sucherprisma abgebildeten Hauptmotivs kann als herkömmliches Bild dargestellt werden«The upward or downward components of the object cylinder appear in the ring pattern of the shell design of the ring lens depending as the center of the ring image or the center outward radii, in the empty corners of the frame can be internal data, such. Eg exposure time, aperture, distance, possible leveling to be stored »The image of the main subject represented by the viewfinder prism in the center of the ring image can be displayed as a conventional image«
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Der Strahlengang der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll während der Projektion umgekehrt werden. In diesem Pail soll der herkömmliche Projektor mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen v/erden die kein Sucherprisma enthält· Das Ringbild auf dem Einzelbild bewirkt eine vollkommene, zusammenhängende und echte Raumwirkung während der Projektion an einer Kreisle inwand.The beam path of the device according to the invention should be reversed during the projection. In this pail, the conventional projector is to be provided with a device according to the invention which does not contain a viewfinder prism. The ring image on the frame provides a perfect coherent and true spatial effect during projection on a gyroscope.
Durch die Abdeckung des Ringbildes oder des Ringlinsenmantels kann das Bild de3 Hauptmotivs abgestraht werden«Covering the ring pattern or the ring lens mantle sheds the image of the main motif. «
Pur die Aufnahme wird eine einzige Filmkamera benötigt und auch bei der Wiedergabe soll ein einziger Filmprojektor - mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen - eingesetzt werden«Purely the recording requires a single film camera and even when playing a single film projector - provided with the device according to the invention - be used «
Bei der Projektion erscheint ein richtiges Bild, "Nenn eine Ringlinse mit entgegengesetzt ausgestaltetem Außenmantel als bei der Aufnahme eingesetzt wird. Der Projektor soll im Mitbelpunkt der Kreisleinwand über den Köpfen der Zuschauer aufgehängt werden, so daß der Innenraum übersichtlich bleibt.When projecting, a correct image appears, " If a ring lens with an oppositely configured outer sheath is used during recording, the projector should be hung above the heads of the spectators in the center of the circular screen so that the interior remains clear.
Die erfindungsgemäße weitwinkelige optische Vorrichtung ist auch zur Prüfung von Selbstschwingungen von Baukonstruktionen geeignet, in-dem Stimmgabeln bekannter Schwingungszahlen in der ITähe der Horizontebene und flimmernde Streifen an den Konstruktionselementen des Gebäudes angebracht v/erden. Die Bildfarbvalenz ist mit der Schwingungszahl proportional, so können die ideale Selbstschwingungszhal und der Dynamikfaktor durch Interpolation festgestellt und durch entsprechende Veränderung der Spannweite und der Masse eingestellt werden. Durch stationäres Drehen des mit der erfindaagsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Aufnahmegerätes um die optische Achse kann auch ein Schwingungsgrafikon aufgezeichnet werden«The wide-angle optical device according to the invention is also suitable for testing self-oscillations of building structures in which tuning forks of known vibration numbers in the vicinity of the horizontal plane and flickering strips are attached to the construction elements of the building. The image color valence is proportional to the number of oscillations, so the ideal self-oscillation frequency and the dynamic factor can be determined by interpolation and adjusted by corresponding variation of the span and the mass. By stationary rotation of the recording device equipped with the device according to the invention around the optical axis, a vibration graphic can also be recorded «
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Aaafü.iiruns:sbeispielAaafü.iiruns: SExample
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Ea zeigen in der Zeichnung;The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Ea show in the drawing;
Pig, 1ί einen Schnitt durch eine in einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen weitwinkeligen optischen Vorrichtung verwendete Ringlinse mit zylindrischem Außenmantel und kegelstumpfförmigem. InnenmanteljPig, 1ί a section through a used in one embodiment of the inventive wide-angle optical device ring lens with cylindrical outer sheath and frusto-conical. Innenmantelj
Pig» 2j einen Schnitt durch eine Ringlinse Diit einer toroidalen inneren Mantelflächen,2j shows a section through a ring lens with a toroidal inner lateral surface,
Fig. 3: einen Schnitt durch die mit einsm v/eiterenFig. 3: a section through the with one m / eiteren
optischen Ring ergänzte Ringlinse nach Pig» 1, -- wobei der weitere Ring einen Rechteckquerschnitt aufweist» -optical ring supplemented ring lens to Pig »1, - wherein the further ring has a rectangular cross-section» -
Fig. 4i einen Schnitt durch die Ringlinse nach Pig» 1 und einen v/eiteren plankonkaven Ring,FIG. 4i shows a section through the ring lens according to Pig 1 and a v / eiteren plano-concave ring, FIG.
Pig» 5: einen Schnitt durch die Ringlinse nach Pig» 1 und einen weiteren doppelkonkaven'Ring,Pig »5: a cut through the ring lens after Pig» 1 and another doppelkonkaven'Ring,
Fig. 6; einen Schnitt durch die Ringlinse nach Pig. 1 und einen weiteren plankonvexen Ring,Fig. 6; a section through the ring lens to Pig. 1 and another plano-convex ring,
Pig* 7; einen Schnitt durch die Ringlinse nach Pig. 1 und einen weiteren doρρelkonvexen Ring,Pig * 7; a section through the ring lens to Pig. 1 and another doρρelkonvexen ring,
Pig« 8i eine Draufsicht eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem fiktiven Objektzylinder,FIG. 8i is a plan view of an exemplary embodiment of the device according to the invention with a fictitious object cylinder, FIG.
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Pig, 9: den Strahlengang und einen Längsschnitt der Vorrichtung nach. Pig, 8,Pig, 9: the beam path and a longitudinal section of the device after. Pig, 8,
Pig, 10: ein belichtetes Einzelbild,Pig, 10: an exposed frame,
Pig, 11: den Strahlengang und den Längsschnitt eines v/eiteren Ausführungsbeispielea der erfindungsgetnäßen Vorrichtung,Pig, 11: the beam path and the longitudinal section of a v / eiterenbeispielea of erfindungsgetnäßen device,
Pig, 12: ein belichtetes Einzelbild,Pig, 12: an exposed frame,
Pig, 13: den Strahlengang und den Längsschnitt eines weiteren Ausflihrungsbeispieles der erfinduagsgernäßen Vorrichtung, undPig, 13: the beam path and the longitudinal section of another Ausflihrungsbeispieles inventive device, and
Pig. 14: ein belichtetes Einzelbild·Pig. 14: an exposed frame ·
Wie es aus der Pig. 1 ersichtlich ist, wei3t eine aus Krönglas oder optischem Kunststoff gefertigte Ringlinse 1 nach ihrer Grundform einen zylindrischen äußeren Mantel 2 auf. In Inneren der Ringlinse 1 ist konzentrisch eine optische Öffnung 3 ausgebildet, so daß die Ringlinse 1 einen kegelst umpfförmigen inneren Mantel 7 hat, der einen Winkel von 45° mit der Horizontalen einschließt und welcher als optische Spiegelfläche ausgebildet ist. Die Öffnung 3 ist oben durch einen Grundkreis 4 und unten durch einen einem Potoapparat 5 näher liegenden Spitzenkreis 6 begrenzt. Der Schnitt durch die Ringlinse 1 zeigt, daß diese aus einem Rechteck 8 und einem rechtwinkligen, gleichschenkeligen Dreieck 9 zusammengesetzt ist. Der Durchmesser des Spitzenkreises 6 beträgt ein Drittel des Durchmessers der Ringlinse 1.As it is from the Pig. 1, a ring lens 1 made of crown glass or optical plastic has a cylindrical outer casing 2 in its basic form. In the interior of the ring lens 1, an optical opening 3 is concentrically formed, so that the ring lens 1 has a kegelst umpfförmigen inner shell 7, which forms an angle of 45 ° with the horizontal and which is formed as an optical mirror surface. The opening 3 is delimited at the top by a base circle 4 and at the bottom by a tip circle 6 closer to a camera 5. The section through the ring lens 1 shows that it is composed of a rectangle 8 and a right-angled, isosceles triangle 9. The diameter of the tip circle 6 is one third of the diameter of the ring lens. 1
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liach dem Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 2 ist die konzentrische Öffnung 3 im Inneren der Ringlinse 1 so ausgebildet, daß ihr Ment el 7 eine toroidale Flache statt einer Kegelstumpfforni aufweist, wobei der Mantel 7 mit einer Leitkurve dem Grundkreis 4 und dem Spitaenkreis 6 angepaßt ist, und die Tangente der Oberfläche schließt mit der an ihrer Stelle einsetzbaren Kegelstumpffläche in den Kreuzungsρunkten einen Winkel von höchstens 3° ein.according to the embodiment according to Pig. 2, the concentric opening 3 is formed inside the ring lens 1 so that its ment el 7 has a toroidal surface instead of a Kegelstumpfforni, the jacket 7 is adapted to a base curve 4 and the circle circle 6, and the tangent of the surface closes with the truncated cone surface which can be inserted in its place, in the crossing points, an angle of at most 3 °.
In den figuren 3-7 ist die erfindungsgemäße Ringlinse 1 mit zylindrischem'Mantel 2 und verschiedengeformten zusätzlichen optischen Ringen 11 dargestellt. Die Ringlinse 1 und der jeweilige zusätzliche optische Ring 11 stehen in Klemmverbindung miteinander. In the figures 3-7, the ring lens 1 according to the invention with a cylindrical Mantel 2 and differently shaped additional optical rings 11 is shown. The ring lens 1 and the respective additional optical ring 11 are in clamping connection with each other.
Aus den Figuren 8 und 9 ist ersichtlich, daß die Ringlinse 1 an einer Kante 13 eines Gehäuses 12 durch Kleben befestigt ist. Bas Gehäuse 12 ist ein lichtundurchlässiger Metallzylinder, der an seinem der Ringlinse 1 entgegengesetzten Ende ein ÄuSengewinde ähnlich wie bei den im Handel erhältlichen lichtfiltern hat. Dieses Vatergewinde sichert die einfache, lösbare und sichere Verkuppelung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des jeweiligen optischen oder fotötechnischen Gerätes. Das Gehäuse 12 sichert die Übereinstimmung der optischen Achsen der Ringlinse 1 und eines Objektives 14 des Fotoapparates 5* Die Stirnseite der Ringlinse 1 ist mit einer durch Kleben befestigten und lichtundurchlässigen Abdeckplatte 15 bedeckt. Diese Abdeckplatte 15 verhindert das direkte oder Indirekte Sindringen von ungewünschten Streustrahlen durch die Ringlinse 1 in das Gehäuse 12 oder in das Objektiv 14. In einer an der Abdeckplatte 15 konzentrisch angeordneten Hülse 16 ist ein Sucherprisma 17 eingepaßte Der Querschnitt des Sucherprisinas 17 ist mitFrom the figures 8 and 9 it can be seen that the ring lens 1 is fixed to an edge 13 of a housing 12 by gluing. Bas housing 12 is an opaque metal cylinder having an external thread similar to the commercially available light filters at its opposite end to ring lens 1. This male thread ensures the simple, detachable and secure coupling of the device according to the invention and of the respective optical or phototechnical device. The housing 12 ensures the coincidence of the optical axes of the ring lens 1 and an objective 14 of the camera 5 * The end face of the ring lens 1 is covered with a cover plate 15 secured by gluing and opaque. This cover plate 15 prevents the direct or indirect Sindringen unwanted stray beams through the annular lens 1 in the housing 12 or in the lens 14. In a concentrically arranged on the cover plate 15 sleeve 16 is a viewfinder prism 17 fitted The cross section of the Sucherprisinas 17 is with
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dem einfachen Hauptschnitt der Ringlinse 1 gleich. An einer Grundplatte 18 und einer Frontplatte 19 ist je ein quaderförmiger Prismenaufsatz 20, 21 befestigt, und eine Hinterseite 22 des Sucherprismas 17 schließt zur dessen optischen Achse einen Winkel von 45° ein, wobei die Hinterseite 22 als eine Spiegelfläche von der Frontplatte 19 her gesehen ausgestaltet ist. Die Hinterseite 22 des Sucherprismas 17 kann auch durch einen Planspiegel ersetzt werden» An der Unterseite der die optische öffnung 3 der Ringlinse 1 abschließenden Abdeckplatte 15 ist eine plankonvexe Sammellinse als Korrektionslinse 23 koaxial durch Kleben befestigt» Die Aufgabe der Korrektionslinse 23 ist der Ausgleich der Differenz der Objektweite zv/ischen der Ringlinse 1 und dem Sucherprisiaa 17·the simple main section of the ring lens 1 same. On a base plate 18 and a front plate 19 each a cuboid prism attachment 20, 21 is fixed, and a rear side 22 of the viewfinder prism 17 includes the optical axis at an angle of 45 °, the rear side 22 seen as a mirror surface of the front panel 19 ago is designed. The rear side 22 of the viewfinder prism 17 can also be replaced by a plane mirror. "At the bottom of the optical opening 3 of the ring lens 1 final cover plate 15 is a plano-convex converging lens fixed as a correction lens 23 coaxially by gluing» The task of the correction lens 23 is the compensation of the difference the object width zv / ischen the ring lens 1 and the viewfinder princess 17 ·
In der Pig. 10 ist ein Einzelbild dargestellt, das mit einem mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehenen Fotoapparat 5 belichtet wurde. Die Lichtstrahlen projizieren die Objektzylinderpunkte von dem Mantel des in einer eingestellten Objektwsite t_ des Fotoapparates 5 liegenden ObjektZylinders 25 verkleinert und verzerrt auf dem spiegelnden Mantel 7 der Ringlinse 1, und das Objektiv 14 des Fotoapparates 5 transformiert diese Lichtstrahlen auf den Film 24 auf solche Weise, daß ein Mittelkreis 28 eines Ringbildes 27 in der Filmebene einem Schnittkreis des Objektzylinders 25 und einer Horizontebene h entspricht. Die Bildpunkte im Ringbild 27 lichten sich vom Mittelkreis 28 nach außen und verdichten sich vom Mittelkreis 28 zum Mittelpunkt hin. Für die Veränderung der Strahllänge des ObjektZylinders 25 dient der herkömmliche Bntfernungsversteller des Objektives 14·In the Pig. 10 is a single image shown, which was exposed with a provided with the device according to the invention camera 5. The light beams project the object cylinder points from the mantle of the object cylinder 25 located in a set object web t_ of the camera 5 down and distorted on the reflective mantle 7 of the ring lens 1, and the lens 14 of the camera 5 transforms these light beams onto the film 24 in such a way that that a center circle 28 of a ring pattern 27 in the film plane corresponds to a cutting circle of the object cylinder 25 and a horizontal plane h. The pixels in the ring pattern 27 clear from the center circle 28 to the outside and condense from the center circle 28 to the center. For the change of the beam length of the object cylinder 25, the conventional Bntfernungsversteller the lens 14 ·
Das Bild der durch das Sucherpriama 17 ausgewählten Objektebene liegt in der Mitte des Einzelbildes im Film 25, wobeiThe image of the object plane selected by the viewfinder preamble 17 is in the middle of the frame in the film 25, where
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die Bildpunkte in einer oder in beiden aufeinander senkrecht liegenden Richtungen oder zentral geschrumpft sind»the pixels in one or both mutually perpendicular directions or shrunk centrally »
In der Fig* 11 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen weitwinkeligen optischen Vorrichtung sichtbar, in dem eine Ringlinse 1 Eiit kegelstumpfformigem inneren Mantel 7 und zylindrischein äußerem Mantel 2 an dem Gehäuse 12 befestigt ist. Ein plankonkaver optischer Ring 11 ist dem Mantel 2 der Ringlinse 1 angeschlossen, dementsprechend ist ein Prismenaufsata 20 mit einem Konkaven zylindrischen Mantel und mit einer zur optischen Achse der Ringlinse 1 senkrecht stehenden Längsachse der Prontplatte 19 des Sucherprismas 17 angepaßt. An der Unterseite der Abdeckplatte 15 iat eine plankonvexe Sammellinse als Korrektionslinse' 23 geklebt» Die Richtung der Komponente des Gbjektzyllnders 25 stimmt bei der Ringlinse 1 mit konkavem kreisbogenförmigen Mantel 2 mit deei Strahlengang der Ringlinse 1 mit zylindrischem Mantel 2 überein.In Fig. 11, an embodiment of the wide-angle optical device according to the present invention is visible in which a ring lens 1 is fixed to the housing 12 with a frusto-conical inner shell 7 and cylindrical outer shell 2. A plano-concave optical ring 11 is connected to the jacket 2 of the ring lens 1, accordingly a Prismenaufsata 20 with a concave cylindrical jacket and with a vertical axis of the ring lens 1 perpendicular longitudinal axis of the Prontplatte 19 of the viewfinder prism 17 adapted. At the bottom of the cover plate 15, a plano-convex condenser lens is glued as a correction lens 23. The direction of the component of the object lens 25 coincides with the ring lens 1 with concave circular-arc jacket 2 with the beam path of the ring lens 1 with cylindrical jacket 2.
Sin mit der oben dargestellten Vorrichtung belichtetes Einzelbild ist in der Pig. 12 siehtbar» Das Bild des Mantels des ObjektZylinders 25 erscheint als ein Ringbild 27 auf dem Film 24» wobei ein das Ringbild 27 begrenzender innerer konzentrischer Kreis 29 mit der Abbildung des Spitzenkreises 6 der Ringlinse 1, d. h. mit der Abbildung des Grundkreises des ObjektZylinders 25, und ein weiterer das Ringbild 27 begrenzender äußerer konzentrischer Kreis 30 mit der Abbildung des Grunakreises 4 der Ringlinse 1, d. h. mit der Abbildung des Dachkreises d©3 ObjektZylinders 25 gleich ist» Bei einer Bildtransforniation mit der Ringlinse 1 mit einem konkaven kreisbogenförmigen Mantel 2 entspricht die nach oben zeigende Richtung der Komponente des Objektzylinders 25 derSin imaged with the device shown above is in the Pig. 12 visible "The image of the shell of the object cylinder 25 appears as a ring image 27 on the film 24» wherein an inner concentric circle 29 delimiting the ring image 27 with the image of the tip circle 6 of the ring lens 1, d. H. with the image of the base circle of the object cylinder 25, and another the outer ring 27 limiting outer concentric circle 30 with the image of the Grunakreises 4 of the ring lens 1, d. H. with the image of the roof circle d 3 object cylinder 25 is the same. In an image transformation with the ring lens 1 with a concave circular-arc-shaped jacket 2 corresponds to the upward direction of the component of the object cylinder 25 of
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vom Mittelpunkt nach außen zeigenden Eichtung im Ringbild ebenso wie bei der Ringlinse 1 mit zylindrischem Mantel 2« Der äußere Kreia 30 berührt die Seiten des Einzelbildes auf dem Film 24· Mit der Hilfe eines als Fotozubehör erhältlichen Zwischenringes 26 oder Balges kann die Qbjektv/eite t_ des Objektives 14 so eingestellt werden, daß der äußere Kreis 30 die Ecken des Einzelbildes auf dem Film 24 berührt. Im erstgenannten Fall können verschiedene interne Daten, z» B# Belichtungszeit, Blende, Entfernung, eventuelle Nivellierung in den leeren Ecken des Einzelbildes aufgezeichnet werden.The outer circle 30 touches the sides of the frame on the film 24. With the aid of an intermediate ring 26 or bellows available as a photographic accessory, the object of the project t_ of the lens 14 are adjusted so that the outer circle 30 touches the corners of the frame on the film 24. In the former case, various internal data such as B # exposure time, aperture, distance, possible leveling can be recorded in the blank corners of the frame.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungagemäßen Vorrichtung sind eine Ringlinse 1 mit kegeistumpffö'rmigem Mantel 7, und mit einem mit plankovexem optischen Ring 11 ergänzten zylindrischen Mantel 2, ein Sucherprisma 17 mit einer konvexen kugelförmigen Prontplatte 19 und eine plankonkave Streulinse als Korrektionslinse 23 angeordnet.In a further embodiment of the erfindungagemäßen device are a ring lens 1 with kegeistumpffö'rmigem jacket 7, and arranged with a plankovexem optical ring 11 cylindrical shell 2, a viewfinder prism 17 with a convex spherical Prontplatte 19 and a plano-concave scattering lens as Korrektionslinse 23.
Sin mit der oben beschriebenen Vorrichtung belichtetes Einzelbild ist in der Pig· 14 sichtbar. Die Richtung der Komponente des ObjektZylinders 25 wurd durch die einen konvexen kreisbogenförmigen äußeren Mantel 2 habende Ringlinse 1 um 180° umgekehrt,verglichen mit dem Strahlengang Ringlinse 1 mit konkavem kreisbogenförmigen oder zylindrischem Mantel 2. Auf der Aufnahme mit der einen konvexen kreisbogenförmigen Mantel 2 habenden Ringlinse 1 entspricht die nach oben weisende Richtung der Komponente des Objektzylinders 25 einer im Ringbild 27 zum Mittelpunkt zeigenden Richtung»A single image exposed with the device described above is visible in the pig. The direction of the component of the object cylinder 25 was reversed by 180.degree. By a ring lens 1 having a convex circular-arc-shaped outer jacket 2, compared with the beam path ring lens 1 with a concave circular-arc or cylindrical shell 2. On the receptacle with the ring lens having a convex circular-arc jacket 2 1 corresponds to the upward-facing direction of the component of the object cylinder 25 a in the ring pattern 27 to the center pointing direction »
Das durch da3 Sucherprisma 17 übermittelte Bild liegt in der Ebene des Objektzylinders 25, so daß ein auf dem EinzelbildThe transmitted through da3 view prism 17 image is in the plane of the object cylinder 25, so that one on the frame
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in der Mitte befindliches flaches Bild 31 durch die Scharfeinstellung das Sucherbildes scharf eingestellt werden kann« Das flache Bild 31 kann zur Aufnahme dea Hauptmotivs von dem Ringbild 27 unabhängig verwendet v/erden.The flat image 31 can be used independently of the ring image 27 to capture the main subject.
Die mit einer kontinuierlichen Linie gezeichneten Pfeile in den Figuren stellen die nach oben weisenden Komponenten des ObjektZylinders 25 und deren Abbildungen auf dem Einzelbild dar. Die mit gestrichelter Linie gezeichneten Pfeile stellen das Gerade der Objektebene des Sucherprismabildes und dessen Abbildung auf dem Einzelbild dar»The arrows drawn in a continuous line in the figures represent the upward-facing components of the object cylinder 25 and their images on the single image. The arrows drawn with dashed lines represent the straight line of the object plane of the viewfinder prism image and its image on the individual image »
Durch Umkehren des Strahlenganges kann das durch den mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergänzten Fotoapparat gefertigte Bild auf einer Kreisleinwand oder einem Kreisfotopapier als Rundbild mit einem aus einer Lichtquelle, einem Parabelspiegel und einer Sammellinse bestehenden Projektor dargestellt werden. Die Projektionsentfernung, das Verhältnis der Höhe und des Umfanges des Rundbildes kann durch die Korrektion des Brennpunktes und der Strahlenlänge der Brennweite verändert ?/erden. Das flache Bild 31 kann durch das Sucherprisma 17 auf eine Leinwand oder ein Fotopapier projiziert v/erden« In diesem Fall ist die Rüiglinae 1 auch an ihrem Mantel 2 abgedeckt und das projizierte Bild weist eine Normalgröße oder eine Panoramagröße abhängig von der Frontplattengestaltung des Sucherprismas 17 auf.By reversing the beam path, the image produced by the camera supplemented with the apparatus according to the invention can be displayed on a circular screen or circular photographic paper as a circular image with a projector consisting of a light source, a parabolic mirror and a condenser lens. The projection distance, the ratio of the height and the circumference of the round image can be changed by the correction of the focal point and the focal length of the focal length. The flat image 31 can be projected onto a screen or photo paper by the finder prism 17. In this case, the rug 1 is also covered on its mantle 2 and the projected image has a normal size or panorama size depending on the front plate design of the finder prism 17 on.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann an Fotoapparaten5 Filmkameras, FS-Kameras, Videokameras, an optischen Instrumenten und Geräten sowie an Bildprojektoren angeschlossen werden»The device according to the invention can be connected to cameras 5 film cameras, FS cameras, video cameras, to optical instruments and devices as well as to image projectors »
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Die Vorrichtung kann zur Prüfung von Selbst schwingungen von dreidimensionalen Baukonstruktionen verwendet werden. An einer Seite der in einer zur Horizontebene senkrecht liegenden Ebene schwingenden kritischen Baukonstruktion sollen flimmernde Streifen geklebt werden und Stimmgabeln bekannter Schwingungszahlen aollen in der !iahe der Stelle des Höchstausschiages zur Schwingungsebene parallel angeordnet werden. Das Sucherprisma wird auf die Stimmhabeln gerichtet und gleichzeitig werden diese und die Baukonstruktion in Schwingung gebracht, !fach der Aufnahme des Rundbildes verändert sich die Bildfarbvalenz der schwingenden Elemente im Ringbild 27 und im flachen Bild 31 im Zusammenhang mit der Schwingungszhal. £iach der Vergrößerung oder der Projektion des positiven Bildes kann die Schwingungszahl der Stimmgabel mit der Schwingungszahl des Bauelementes verglichen und die Selbst schwingungszahl der Baukonstruktion und der damit gekoppelten Konstruktionsteile durch Interpolation festgestellt werden. Bei Kenntnis der Selbst schwingungszahl kann die ideale Selbstschwingungszahl oder der Dynamikfaktor der Baukonstruktion durch Veränderung der Spannweite und der Masse eingestellt werden.The device can be used to test self-oscillations of three-dimensional structures. On one side of the critical construction oscillating in a plane lying perpendicular to the horizontal plane, flickering strips are to be glued and tuning forks of known oscillation numbers are to be arranged parallel to the plane of oscillation in the position of the highest projection. The viewfinder prism is directed to the pitches and at the same time these and the building construction are brought into oscillation, the image color valency of the oscillating elements in the ring image 27 and in the flat image 31 in connection with the oscillation zhal changes. After the magnification or the projection of the positive image, the oscillation number of the tuning fork can be compared with the oscillation number of the component and the self-oscillation coefficient of the building construction and the structural parts coupled thereto can be determined by interpolation. With knowledge of the self-oscillation coefficient, the ideal self-oscillation coefficient or the dynamic factor of the construction can be adjusted by changing the span and the mass.
ITach einer Weiterentwicklung der obigen Prüfung werden mehrere flimmernde Punkte an der Baukonstruktion aufgeklebt und gleichzeitig mit der Aufnahme wird der Film 24 in seiner Ebene um seine optische Achse stationär verdreht. Das Bild des flimmernden Punktes erscheint in der Form eines Schwingungsgrafikons in dem Ringbild 27 no-d im flachen Bild 31.According to a further development of the above test, a plurality of flickering dots are adhered to the building structure, and simultaneously with the recording, the film 24 is stationarily rotated in its plane about its optical axis. The image of the flickering dot appears in the form of a vibrational graphic in the ring image 27 no-d in the flat image 31.
Es kann als Vorteil der erfindungsgemäßen weitwinkeligen optischen Vorrichtung bezeichnet werden, daß ihr horizontaler Sichtwinkel 360° beträgt und vertikaler Sichtwinkel zwischen 0-84 liegt, und diese mit jedwelchem. bekannten optischen oder fototechnischen Gerät gekoppelt werden kann*It can be considered an advantage of the wide-angle optical device according to the invention that its horizontal viewing angle is 360 ° and vertical viewing angle is between 0-84, and this with jedwelchem. known optical or photographic device can be coupled *
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