Способ получения рельефных фотографических изображений Советский патент 1930 года по МПК G03B35/06 

, Предлагаемое изобретение представляет способ получения рельефных фотогр афических 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 на,водке камеры на рамичные плоскости резкости. Для осуществления предлагаемого способа нредназначается объектив, в котором одна или две линзы сделаны нодвижными 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 расилывчатыми. В дальнейшем описании плоскость, находящаяся в фокусе аапарата, называется «плоскостью резкости.

Величина изображения предметов, находящихся во время съемки в плоскости резкости, зависит от характера применяемой оптики, от-размера самого иредмета, от расстояния С1веточувствительного слоя от плоскости резкости и т. н. Предположим, что камера наведена на некоторую определенную плоскость и произведена экспозиция. Изображения предметов, находящихся в этой нлоскости, 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 объектива 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 изобретендя цоложена найденная автором возможность передвигать ланзы оптической системы по отношению друг Е другу и к светочувствительному слою таким образом, что на последнем при BTOpovl и при последу10Й1,1Гх экспозициях при наводке на различные ялоскости резкости можно получить новые изображения тех же предметов, которые во своим размерам будут в точности соответствовать изображениям, полученным при нервой экспозиции. Накладывая друг на друга два такихсовпадающих по величине изображения, полученцьгх на однрм и том же светочувствительном слое, можно яолучить один общий негатив, на котором ясность и резкость изображения будет соответствовать использованию двух различных плоскостей резкости. При этом изображения предметов, расположенных в двух плоскостях резкости, то-есть отстояЩйХ на разных расстояниях от камеры, будут обладать на негативе одинаковой степенью резкости и отчетливости. В связи с этим на негативе, или на отпечатке с негр, будет достигнуто впечатление глубинности или рельефа.

При пользованй-и 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 глубипы, благодаря тому, что предметы, лежащие в трехразличных расстояпиях от светочувствительной пластинки запечатлеваются на ней почтя с одинаковой степенью резкости. Если на светочувствительный слой наложить бесконечное число равновеликих изображений, соответствующих бесконечно больпгому 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 обычными способами, при чем позитивы дают такое же, как негатив зрительное рпечатление глубины или рельефа.

В основу предлагаемого способа получения рельефных фотографических изображеI НИИ положены следующче соображения, I поясняемые схематическим чертежом, на котором для примера иредставлеп объектив, состоящий из двух гртпп линз и схема хода лучей в нем. Первая группа линз состоит из двояко-выпуклой линзы 1 и двояко-вогнутой линзы 2. Вторая группа линз, находящаяся на надлежащем расстоянии от первой, может состоять из двояко-выпуклой линзы -5 и плоско-вогнутой линзы 4. Первая группа стекол составлена , дающих изображение, и могущих- быть названными предметными линзами, вторая же группа составлена из 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 5 и «вторую главную фокусную точку, обозначенную цифрой 6. Принято также считать, что имеется «нервая главная плоскость и «вторая главная плоскость, обозначенные цифрами 7 и 8. «Предметная плоскость или плоскость, в которой помещается светочувствительный слой, то-ееть пластинка или илепка, называемая также «сопряженною фокусною плоскостью, обозначена 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 главпу19 фокусную точку -5, достигая первой главной плоскости,, 7, меняет свое направление как показано линией На и попадает на предметную плоскость 9 в точке 12. Другой световой луч 13 проходит через линзы прямо и пара.1лельно главной оси системы до второй главной njjpcKocTn 8, откуда по измененному направлению, обозначенному, цифрой 13а, 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 5 и первой главной плоскостью 7 называется .«первым эквивалентньш фокусным расстоянием ; расстояние В между второй главной фокусной точкой б и второй главной плоскостью 8 называется «вторым эквивалентным фокусным расстоянием. Расстояние между второй главной плоскостью и предметной плоскостью называется «вторым сопряженным фокусным расстоянием. Расстояние Е 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, названйые 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 нросто изменять фокус камеры, чтобы навести его па предметы, лежащие в новой плоскости резкости, то изображения предметов на светочувствительной нластинке, как сказано выше, изменят 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 носледовательных изображений, относящихся к различным плоскосуям резкости.

Предлагаемое изобретение позволяет изменять фокусное расстояние объектива, сохраняя в то же время неизменйыми размеры изображения, даже в том случае, если изменение фокуса производится в весьма широких пределах. На одной и той же светочувствительной пластинке, как сказано выше, можно получить сколько угодно наложенных друг на друга изображений, размеры которых совпадают друг с другом, при чем каждое изображение, соответствует HOBOia плоскости резкости, а, каждая плоскость резкости-новому положению объектива.

Если обратиться к вышеописанному на чертеже объективу, то предлагаемое изобретение состоит is 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 нредметной 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 отношению друг к другу или 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 при последовательных экспозициях на пленке пли пластинке изображения будут накладываться друг на друга.

Автор об7зясняет 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, 3 н 4 объектива и отпосв тельпо предметной плоскости .Л

Осуществление предлагаемого изобретепия может быть достигпуто на практике различпыми способами. Так, может быть применена камера с объективом, движущимся как одно целое относительно светочувствительной пластпнки, при чем некоторые липзы (предпочтительно-одна.) могут перемещаться относительно других линз. Камера наводитсяпа некоторую определенную плоскость резкости, весь об7 ектив в целом устапавливается на определенном расстоянии от светочувствительной пластппки, при чем подвижная линза также занимает некоторое, вполне определенное положение относительно пластинкп. Затвор камеры открывается на некоторый период времепи, необходимый для экспозиции и па 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 заиечатлевается второе изображение тех же самых предметов, накладывающееся па первое изображение, но относящееся к другой плоскости резкости. Такой процесс можно повторять сколькоугодно раз, наводя камеру каждый раз на новую плоскость резкостд и нередвигая каждый раз подвижную лиазу 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 нределах, при затвор должен быть все это время открыт и светочувствительный слой подвергаться непрерывной экспозиции, вместо того, чтобы передвигать стекла скачками и попеременно открывать и закрывать затвор, как сказано. Таким 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 бесчисленного множества плоскостей резкости. В соответствии с этим на негативе или на позитиве изображения предметов, находящихся на разных расстояниях от камеры, получаются одинаково резкими и ясными, и исчезает всякая расплывчатость, чем достигается впечатление рельефности или 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 отнощении 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 пло.скостью 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,находящейся в бесконечности или же наоборот, хотя пределы эти могут быть выбраны по желанию. Каждое изменение фокуса нри этом двилсении сопровождается автоматическим регулированием величины изображения, которая остается постоянной. Таким образом, на одном и том же негативе или позитиве получается бесконечно большое число наложенных друг на друга равновеликих изображений, каждое из которых соответствует различной плоскости резкости, благодаря чему достигается резкость и ясность всех планов фотографируемого предмета или сцены. В качестве примера моашо отметить, что вторая линза объектива Унар в своем взаимодействии с остальными линзами того jKe 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 Teccap. Если применить негативный фильм ипродвигать его с перерывами, применяя на калсдой 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. Таким образом, на кинематографическом фильме можно получить резкие, а следовательно, и рельефные изобрая{ения.

являющиеся результатом использования 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 нерерывистое движение. При каждой остановке фильма открывается обтюратор я происходит экспозиция одного кадра, при чем подвижная линза объектива передвигается на такое расстояние, что плоскость резкости последовательно проходит от плоскости, находящейся вблизи камеры до П.10СКОСТИ, находящейся на бесконечности. Затем обтюратор закрывается и фильм, как обычно, продвигается на расстояние высоты одного кадра, после чего описанный процесс новторяется 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 кинематограф;Ическим проекционЕым 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 реЗЕости от одной крайней границы до .другой и затем обратно к первой границе. Далее, независимо от того, нередвигают ли линзу лишь в одном нанравлении 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 того фоуографического эффекта, который желательно получить. Этим достигается возможность регулирования времени экспозиции светочувствительного слоя для различных нлоскостей резкости. Передвижение линзы может происходить так, что во время одного нериода экспозиции плоскость резкости будет передвигаться от одной крайней границы до другой крайней границы и затем-в обратном направлении до какого-нибудь среднего положения, яри чем такое, движение может быть равномерным или- неравномерным, в зависимости от преследуемого фотографического эффекта.

Предлагаемое изобретение позволяет также устранять один из недостатков, присущих обычной кинематографической съемке, а именно расплывчатость изображения при так называемом поперечном движении. При съемке предмета, который движется в поле зрения камеры, в особенности в поперечном лучу зрения напЗ)авлении, во время одной экспозиции получается ряд смещенных, наложенных друг на друга и не совпадающих но величине изображений предмета. При 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 к последней. Предлагаемый способ устраняет такую расплыв4ai;-ocTb и неясность, так как движущийся предмет фотографируется резко н 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, удаляюП1уюся от предмета. Поэтому смещенные полож-ения движущегося предмета, если п запечатлеваются на негативе, то с постепенно убывающей степенью яркости, чем устраняется вышеописанная резкость его изображений.

Предмет н а т е нт а.

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, соответствуюш,их наводке камеры на различные плоскости резкости..

2.Прием вынолнения снособа, указанного в н. 1, характеризующийся тем, что изображения, в любом количестве, запечатлеваются одно за другим в быстрой последовательности.

3.Для осуществления снособа, указанного в п. п. 1 и 2, применение объектива, устроенного так, что одна или две линзы его передвигаются во время съемки в одну иди в обе стороны, с постоянною или переиенною скоростью и в произвольных K/dfoJIC .: 4. При объективе, указанном в п 3, лрименение передвижной линзы такой формы, что ее передвижения по оси перемещают плоскости резкости, но не изменяют величины изображения предметов съемки ллллл.. лл л че9ла лллл.л- .j л VA .лялл на светочувствительной пластинке, совпадающей с предметной плоскостью.