ПРИБОР ДЛЯ РИСОВАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК B43L13/18 

Изобретение относится к техническим средствам для выполнения графических работ и излучения перспективных изображений и предназначено для рисования с натуры или копирования с получением зеркального изображения.

Известен оптический прибор для рисования, содержащий планшеты и систему зеркал, одно из которых состоит из двух зеркальных пластин, расположенных под углом одна к другой. Зеркальные пластины имеют фиксаторы для установки их в заданном положении и выполнены с чередующимися прозрачными и зеркальными участками, расположенными таким образом, что против зеркального участка одной пластины размещен прозрачный участок другой [1]
Пользующийся таким прибором рисовальщик одним глазом наблюдает натуру, а другим глазом через отражающий участок пластины и зеркало наблюдает планшет с закрепленным на нем рисунком. Натура и рисунок зрительно совмещаются в результате работы мозга. Работа с таким прибором требует определенных навыков владения собственным зрением. Поиск вида на натуру и компоновка (размещение) изображения на рисунке производятся либо поворотом всего прибора, включая планшеты, либо перемещением натуры.

Известен также прибор для рисования, содержащий планшет, с лицевой стороны которого на держателе установлено устройство для получения отражения оригинала, оптический элемент которого расположен по зрительной оси окуляра [2]
Данный прибор является наиболее близким аналогом по технической сущности. При этом оптический элемент выполнен призматическим и состоит из двух половин, сопряженных между собой светоделительными плоскостями. Оптический элемент расположен сопряженными светоделительными плоскостями своих половин вдоль зрительной оси окуляра, при этом смежные с ними боковые грани его половин расположены симметрично относительно этой оси.

Прибор по чертежной графике имеет узкое предназначение вычерчивание симметричной фигуры при начерченной заранее половине изображения. В таком виде прибор не может быть использован для рисования с натуры, поскольку не позволяет вести поиск объекта изображения, изменять положение проекции объекта на планшете, регулировать масштаб изображения. Копирование оригинала происходит без возможности изменения масштаба. Более того, оригинал и вновь создаваемый рисунок (чертеж) находятся на планшете строго в одной плоскости, желательно на одном и том же листе бумаги, в пределах одного поля зрения. Прибор не приспособлен для копирования с книги, висящей на стене картины и т. п. Перечисленные ограничения вызваны тем, что оптический элемент расположен сопряженными светоделительными плоскостями своих половин вдоль зрительной оси окуляра, при этом смежные с ними боковые грани его половин расположены симметрично относительно этой оси.

Технический результат, достигаемый в изобретении, состоит в расширении возможности прибора.

Прибор для рисования позволяет одновременно в одном окуляре наблюдать планшет и произвольно расположенный объект изображения.

Для получения данного технического результата в приборе для рисования, содержащем планшет, с лицевой стороны которого на держателе установлено устройство для получения отражения оригинала, оптический элемент которого расположен по зрительной оси окуляра, последний выполнен в виде поворотного полупрозрачного зеркала.

Проходящая через полупрозрачное зеркало ветвь зрительной оси окуляра направлена на планшет и перпендикулярна его плоскости.

Отклоняемая полупрозрачным зеркалом ветвь зрительной оси направлена на планшет и перпендикулярна его плоскости.

Полупрозрачное зеркало установлено под равными углами наклона к плоскостям оригинала и планшета, а ветви зрительной оси направлены на планшет и оригинал.

Глядя через окуляр в полупрозрачное зеркало, рисовальщик видит два наложенных друг на друга изображения: то, что находится за полупрозрачным зеркалом, и то, что отражается от его поверхности. Одно из двух изображений - это изображение планшета, а другие объекта рисования. Таким образом, объектом может быть все, что способен увидеть рисовальщик. Поворачивая полупрозрачное зеркало, но не сдвигая его со зрительной оси окуляра, рисовальщик перемещает и подстраивает отраженное изображение под прямое. Масштаб рисунка (чертежа) зависит от соотношения расстояний: окуляр планшет и окуляр объект, измеренных вдоль хода лучей. Поэтому для изменения масштаба можно изменить одно из этих расстояний или оба или поменять ролями отраженный и проходящий лучи (луч, направленный ранее на объект, направить на планшет). Рисунок пространственного объекта получается без искажений, когда ось зрения прямая или отраженная направлена перпендикулярно к планшету. В иных случаях на рисунке (чертеже) получается произвольная центральная проекция объекта. Так можно изобразить, например, тень предмета от воображаемого источника света. Произвольные случаи настройки прибора как и неплоский планшет могут быть использованы для создания рисунков со спецэффектами.

На фиг. 1 изображен прибор для рисования в положении со зрительной осью окуляра, направленный на планшет; на фиг. 2 то же, с отклоняемой полупрозрачным зеркалом ветвью зрительной оси, направленной на планшет; на фиг. 3 то же, в положении для масштабного копирования с плоского оригинала, произвольно расположенного в пространстве.

Рассмотрим три частных случая выполнения или настройки прибора, обеспечивающих получение рисунка без искажений.

I. Проходящая через полупрозрачное зеркало ветвь зрительной оси окуляра направлена на планшет и перпендикулярна его плоскости.

Эта настройка удобна тем, что рисовальщик видит планшет и пишущий инструмент (карандаш) там, где они и находятся прямо перед собой. Объект он видит отраженным в полупрозрачном зеркале. Поворачивая полупрозрачное зеркало, можно выбрать другой объект или изменить композицию изображения объекта на планшете.

II. Отклоняемая полупрозрачным зеркалом ветвь зрительной оси направлена на планшет и перпендикулярна его плоскости.

В этом случае рисовальщик видит объект сквозь полупрозрачное зеркало, а планшет видит отраженным в нем. Поиск объекта осуществляется поворотом окуляра.

Первый и второй рассмотреные случаи настройки прибора могут быть использованы для наглядной демонстрации и изучения построения перспективных изображений на плоскости.

III. Полупрозрачное зеркало установлено под равными углами наклона к плоскостям оригинала и планшета, а ветви зрительной оси направлены на оригинал и планшет.

Этот вид настройки предусмотрен для копирования с плоских оригиналов, которые могут располагаться не только на планшете, но и в любом месте. Копирование возможно как в размер оригинала, так и в масштабе.

Могут быть изготовлены специализированные приборы, каждый для осуществления одного из указанных здесь способов настройки. Но далее рассматривается конструкция универсального, перенастраиваемого прибора.

Прибор содержит планшет 1 для рисования или черчения, с лицевой стороны которого на регулируемом держателе 2 установлен окуляр 3. Полупрозрачное зеркало 4 закреплено на поворотной оси 5, которая установлена в отверстии поворотного кронштейна 6. Кронштейн 6 установлен на оси 7, принадлежащей регулируемому держателю 2. Оси вращения осей 5 и 7 пересекаются в точке O - центре зеркала 4. В качестве полупрозрачного зеркала может быть использовано стекло, стекло с напылением на поверхности, затемненное или цветное стекло, полупрозрачный зеркальный слой между призмами и т. п. Зрительная ось AO окуляра 3 постоянно проходит через центр зеркала O, где разделяется на две ветви: проходящую и отклоняемую. При использовании прибора одна ветвь (OB) направлена на планшет 1, а другая (OS) на объект 8 или оригинал 9.

Перед началом использования прибора выбирают способ его настройки в зависимости от вида работы (рисование с натуры или копирование), размеров и расположения объекта (оригинала), желаемого масштаба рисунка (чертежа).

Выбрав схему настройки, указанную на фиг. 1, направляют зрительную ось АО окуляра 3 на планшет 1 перпендикулярно его плоскости. Глядя в окуляр 3, поворачивают полупрозрачное зеркало 4 вокруг осей 5 и 7 так, чтобы увидеть отражение объекта 8 и совместить его наилучшим образом с полем будущего рисунка. При любом повороте центр O полупрозрачного зеркала 4 остается на зрительной оси AO окуляра 3. Масштаб изображения на планшете 1 равен отношению расстояний (AO + OB)/(AO + OC). При необходимости изменить масштаб изменяют положение центра O полупрозрачного зеркала 4, перемещая его посредством держателя 2, либо перемещают планшет 1 вдоль оси OB. Получив желаемую композицию изображения на планшете 1, глядя в окуляр 3, обводят зеркальное изображение объекта 8 карандашом.

Выбрав схему настройки, изображенную на фиг. 2, располагают окуляр 3 и полупрозрачное зеркало 4 с лицевой стороны планшета 1. Направляют зрительную ось AO окуляра 3 на объект 8. Затем, поворачивая полупрозрачное зеркало 4 на осях 5 и 7, направляют отклоняемую зеркалом 4 ветвь зрительной оси перпендикулярно к планшету 1. При этом в окуляр 3 наблюдают прямое изображение объекта 8 и отраженное изображение планшета 1. Регулировка масштаба производится так же, как в первом примере. Обводят изображение объекта 8, наблюдая карандаш и планшет 1 в зеркальном отражении.

Для копирования с плоского оригинала 9, произвольно расположенного в пространстве, устанавливают прибор с лицевой стороны оригинала 9. Наводят зрительную ось АО окуляра 3 на оригинал 9 (или на планшет 1). Устанавливают полупрозрачное зеркало 4 под равными углами наклона альфа к плоскостям оригинала 9 и планшета 1. Масштаб копирования определяется так же, как в первом примере. Глядя в окуляр 3, обводят карандашом на планшете 1 изображение оригинала, получают зеркальную копию. Прибор для рисования позволяет одновременно в одном окуляре наблюдать планшет и произвольно расположенный объект изображения. Объектом изображения могут быть любые объемные предметы или плоский оригинал. Глядя в окуляр, рисовальщик может выбрать объект, желаемое расположение изображение на планшете, изменять масштаб. Рисунок или чертеж выполняется от руки или с использованием линеек, циркулей и т. п. инструментов. В результате получается зеркальное изображение объекта.

Использование: средства для выполнения графических работ и изучения перспективных изображений, предназначенное для рисования с натуры или копирования с получением зеркального изображения. Сущность изобретения: прибор для рисования содержит планшет 1. С лицевой стороны планшета 1 на держателе 2 установлен окуляр 3. На зрительной оси АО окуляра 3 расположено поворотное полупрозрачное зеркало 4. Для получения рисунка пространственного объекта 8 без искажений ветвь зрительной оси АО окуляра 3, проходящая через полупрозрачное зеркало 4, направлена на планшет 1 и перпендикулярна его плоскости, либо отклоняемая полупрозрачным зеркалом 4 ветвь зрительной оси АО направлена на планшет 1 и перпендикулярна его плоскости. Для копирования плоского оригинала полупрозрачное зеркало 4 установлено под равными углами наклона к плоскостям оригинала и планшета 1, а ветви зрительной оси направлены на планшет и оригинал. Объект или оригиналы могут произвольно располагаться в пространстве. Прибор позволяет выбрать композицию и масштаб рисунка перед началом рисования. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Прибор для рисования, содержащий планшет, с лицевой стороны которого на держателе установлено устройство для получения отражения оригинала, оптический элемент которого расположен по зрительной оси окуляра, отличающийся тем, что оптический элемент выполнен в виде поворотного полупрозрачного зеркала. 2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что проходящая через полупрозрачное зеркало ветвь зрительной оси окуляра направлена на планшет и перпендикулярна его плоскости. 3. Прибор по п.1, отличающийся тем, что отклоняемая полупрозрачным зеркалом ветвь зрительной оси направлена на планшет и перпендикулярна его плоскости. 4. Прибор по п.1, отличающийся тем, что полупрозрачное зеркало установлено под равными углами наклона к плоскостям оригинала и планшета, а ветви зрительной оси направлены на планшет и оригинал.