Высокоскоростная фотокамера с оптико-механической коммутацией Советский патент 1984 года по МПК G03B39/02 

Изобретение относится к высокоскоростной фотографии.

Известна высокоскоростная фотокамера, содержащая в одном канале апертурную диафрагму, входной объектив, систему плоских зеркал, коллектив, вращающийся зеркальный многогранник, венец коммутирующих линз и фильмовый канал с фотопленкой 1.

Недостатками камеры являются малая предельная частота съемки (400000 кадр./с) наличие существенного остаточного сдвига изображения, что приводит к уменьшению разрешающей способности на краях дуги фильмового канала до 10-12 мм при сравнительно небольшом кадре (6x10 мм). Кроме того, фильмовый канал в камере имеет сложную конструкцию, поскольку фотопленка располагается на цилиндрической поверхности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является высокоскоростная фотокамера, содержащая последовательно установленные вдоль оптической оси входной объектив, апертурную и полевую диафрагмы, промежуточный объектив, сканирующий многогранник с зеркальными гранями, венец коммутирующих объективов и фильмовый канал с фотопленкой 2.

Недостатками этой камеры являются низкая предельная частота съемки, низкое качество изображения на краях дуги фильмового канала, обусловленное нали-чием остаточного сдвига. Указанные недостатки являются следствием больших поперечных размеров вращающегося зеркального многогранника, которые определяются размером промежуточного изображения в данной системе развертки. Кроме того, недостатком известного устройства является сложная конструкция цилиндрического фильмового канала.i

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, повышение качества изображения путем уменьшения величины остаточного сдвига, увеличение предельной частоты съемки и упрощение конструкции камеры путем создания плоского фильмового канала.

Указанная цель достигается тем, что в высокоскоростную фотокамеру с оптикомеханической коммутацией, содержащую последовательно установленные вдоль оптической оси входной объектив, полевую и апертурную диафрагмы, промежуточный объектив, сканирующий многогранник с зеркальными гранями, венец коммутирующих объективов и фильмовый канал с регистри. рующим материалом, введены два регулярных волоконных световода, причем входной торец первого световода, выполненного в виде преобразователя формы кадра, имеет форму прямоугольника и совмещен

с плоскостью полевой диафрагмы, а его выходной торец в виде строки сопряжен с зеркальной гранью многогранника, второй световод представляет собой совокупность волоконных жгутов, идентичных волоконнооптическому преобразователю формы кадра, входные торцы которых посредством венцовых объективов сопряжены с зеркальными гранями многогранника, а выходные торцы образуют поверхность, совмещенную с фильмовым каналом, при этом апертурная диафрагма установлена перед промежуточным объективом.

Поверхность, образованная выходными торцами жгутов второго световода, выполнена плоской.

На чертеже приведена оптическая схема фотокамеры.

Высокоскоростная фотокамера содержит входной объектив 1, полевую диафрагму 2, первый регулярный световод 3, апертурную диафрагму 4, установленную за световодом 3 перед промежуточным объективом 5, вращающийся зеркальный многогранник 6, цилиндрический венец коммутирующих объективов, второй регулярный световод 8, состоящий из регулярных волоконных жгутов 9, и плоский фильмовый канал 10 с регистрирующим материалом (например, фотопластиной).

Входной торец первого световода 3 совмещен с плоскостью прямоугольной полевой диафрагмы 2 и также имеет форму прямоугольника. Выходной торец световода 3 представляет собой прямоугольную строку. Если принять длину и ширину входного торца равными а и Ь, то длина и ширина выходного торца в виде прямоугольной строки соответственно равны а ka и Ь -, где k - коэффициент, характеризующий трансформирование изображения. При этом площадь обоих торцов остается неизменной. Выходной торец световода 3 может быть также выполнен вогнутым и представлять собой прямоугольный вырез сферической поверхности с центром в осевой точке апертурной диафрагмы 4.

Второй световод 8 представляет собой совокупность регулярных волоконных жгутов 9, каждый из которых соответствует одному из регистрируемых кинокадров и идентичен волоконному преобразователю 3 с плоским выходным торцом. Выходные торцы всех жгутов 9 сведены в одну плоскость, представляющую собой выходную плоскость световода 8, совмещенную с плоским фильмовым каналом 10. Входные торцы жгутов 9 расположены на части цилиндрической поверхности входного торца световода 8, имеющей общую ось ,с цилиндрической поверхностью венца 7 коммутирующих объективов. Входные торцы жгутов 9 являются прямоугольными вырезами цилиндрической поверхности входного торца световода 8.

Если принять их длину и ширину равными А и В, то длина и ширина каждого из выходных торцов жгутов 9 соответственно равны А -и. и в kB.

Высокоскоростная фотокамера работает следующим образом.

Входной объектив 1 строит изображение объекта съемки на входном торце первого волокбнного световода 3- Лучи, проходящие мимо световода 3, срезает полевая диафрагма 2. Волоконный световод 3 преобразует изображение, уменьшая его ширину и увеличивая длину в k раз. Промежуточный объектив 5 строит изображение вогнутого выходного торца световода 3 вблизи зеркальной грани врашающегося многогранника 6, которое затем переносится коммутирующим объективом венца 7 на поверхность входного торца световода 8, на один из жгутов 9. Изображение апертурной диафрагмы 4 строится промежуточным объективом 5 вблизи коммутирующего объектива венца 7, с которым в данный момент зеркальная грань многогранника 6 осуществляет оптико-механическую коммутацию. Изображения отдельных кадров, формируемые в процессе зеркальной развертки на входном торце световода 8, переносятся жгутами световода 8 на его плоский выходной торец, совмещенный с фильмовым каналом 10, в котором находится регистрирующий материал. Жгуты 9 световода 8 осуществляют восстановление трансформированного световодом 3 изображения объекта съемки.

Благодаря тому, что световод 3 уменьшает в k раз ширину промежуточного изображения объекта съемки, можно в k раз уменьшить поперечные размеры зеркального многогранника, что приводит к увеличению предельной скорости вращения многогранника, а следовательно, повышению предельной частоты съемки в k раз и сокращению величины остаточного сдвига изображения также в k раз, поскольку угловой размер и поперечное увеличение коммутирующих объективов остается неизменным. Увеличение же продольного (вдоль оси вращения) размера многогранника не вызывает уменьшения его прочности и предельной скорости вращения.

Использование световода 8 с плоским выходным торцом позволяет получить плоский фильмовый канал с матричной формой расположения отдельных кадров, что упрощает конструкцию фильмового канала и позволяет применить систему быстрого «сухого проявления фотоматериала в камере, что особенно важно при работе камеры в полевых или специальных условиях.

1. ВЫСОКОСКОРОСТНАЯ ФОТОКАМЕРА С ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКОЙ КОММУТАЦИЕЙ, содержащая последовательно установленные вдоль оптической оси входной объектив, полевую и апертурную диафрагмы, промежуточный объектив, сканирующий многогранник с зеркальными гранями, венец коммутирующих объективов и фильмовый канал с регистрирующим материалом, отличающаяся тем, что, с целью повыщения качества изображения путем уменьшения величины остаточного сдвига и увеличения предельной частоты съемки, в нее введены два регулярных волоконных световода, причем входной торец первого световода, выполненного в виде преобразователя формы кадра, имеет форму прямоугольника и совмещен с плоскостью полевой диафрагмы, а его выходной торец в виде строки сопряжен с зеркальной гранью многогранника, второй световод представляет собой совокупность волоконных жгутов, идентичных волоконно-оптическому преобразователю формы кадра, входные торцы которых посредством венцовых объективов сопряжены с зеркальными гранями многогранника, а выходные торцы образуют поверхность, совмещенную с фильмовым каналом, при этом апертурная диафрагма установлена перед промежуточным объективом. 2. Фотокамера по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, поверхность, образованная выходными торцами жгутов второго световода, выполнена плоской. ел ю ю оо