Высокоскоростной киносъемочный аппарат Советский патент 1984 года по МПК G03B39/02 

Изобретение относится к кинотехнике, а именно к высокоскоростным киносъемочным аппаратам- с коммутацией изображений. Известны высокоскоростные киносъемочные аппараты с коммутацией изображений, общий принцип действия которых заключается в том, что изоб ражение объекта с помо1цью входного и вспомогательного объективов образуется на вращающемся зеркале, кото рое при вращении поворачивает изображение, даваемое зеркалом, так, что в любой момент времени, оно будет располагаться перпендикулярно отражаемому зеркалом главному лучу, являющемуся продолжением оптической оси объективов. Между развертывающим зеркалом и кинопленкой располагается блок колФ1утирукяаих объективов, каждый из которых в определенный момен времени образует изображение объект съемки на светочувствительном слое кинопленки, осуществляя коммутацию световых лучей. Увеличение частоты киносъемки до стигается применением оптических ускорителей, осуществлякхцих за счет соответствующего расположения оптических элементов увеличение угловой скорости светового пучка лучей развертки изображения путем многократного отражения от вращагааихся зеркал С13, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является высокоскоростной киносъемочный аппа рат с оптическим ускорителем, котогрый содержит расположенные по ходу луча входной объектив, дополнительный объектив, первое отражакщее зеркало, коллективную линзу, оптиче кий ускоритель, состоящий из трех кинематически связанных между собой плоских зеркал, оси вращения которы образуют между собой ребра трехгранной призмы, второе отражаквдее зеркало, блок коммутирующих объективов, фильмовый канал с фотоматериалом 2 Однако при установке известного ускорителя в высокоскоростной киносъемочной аппарат строго по оптической оси аппарата так, что оси вращения зеркал ускорителя составляют прямые углы с его меридиональной плоскостью, содержащей входящий в ускоритель и выходящий из него лучи, и последующей работе ,в процессе вращения зеркал ускорителя после экспонирования светочувствительного слоя фотоматериала - кинопленки - основным пучком лучей, образующим изображение объекта съемки на светочувствительном слое кинопленки и отраженным от трех зеркал ускорителя, осуществляется повторное экспонирование светочувствительного слоя кинопленки пучком лучей паразитного блика, отраженным от первого зеркала ускорителя. Фотографиеский материал подвергается экспонированию для получения скрытого изображения только один раз. В результате повторного экспонирования происходит разрушение образованного изображения и после химического проявления получается черная засвеченная кинопленка вследствие увеличенного времени экспонирования. Установка в ускорителе светозащитных шторок, срезаквдих паразитный блик, приводит к некоторому подрезанию и основного пучка лучей так, что одна из шторок подрезает до 1/3 кадра на одном конце кинофильма, а другая - до 1/3 с другой стороны кадра на противоположном конце кинофильма. Полные кадры получаются только в середине кинофильма. Таким образом, установка Светозащитных шторок приводит к подрезанию кадров и к потере объема информации кадров примерно на 2/3 длины кинофильма. При работе трехзеркального ускорителя в киносъемочном аппарате световой пучок попадает в ускоритель и после трех последовательных отражений от зеркал выходит из него. При вращении зеркал ускорителя световой пучок последовательно пере-, мещается по поверхности блока коммутирукхцих объективов, каждый из которых образует изображение объекта съемки на светочувствительном слое кинопленки. Таким образом, осуществляется экспонирование светочувствительного слоя кинопленки на всём участке длины фильмового канала в пределах рабочего угла съемо4ного аппарата.При дальнейшем повороте зеркал на угол больший рабочего световой пучок, отразившись от первого зеркала и минуя два других, попадает на блок коммутирующих объективов и перемещается по нему. Таким образом паразитный блик, отраженный от первого зеркала через коммутирующие объективы осуществляет повторное экспонирование светочувствительного слоя кинопленки на участке фильмового канала и ухудшает качество изображения. Цель изобретения - повышение качества изображения путем исключения повторного экспонирования светочувствительного слоя кинопленки в высокоскоростном киносъемочном аппарате с оптико-механической коммутацией изображения с использованием трехзеркального оптического ускорителя разделением путей прохождения основного пучка световых лучей, образующего изображение объекта съемки на светочувствительном слое кинопл ки и отраженного от трех зеркал ус рителя, и паразитного блика, отраже ного от первого зеркала ускорителя Поставленная цель достигается тем, что в НДСокоскоростном киносъ мочном аппарате, содержащем располо женные по ходу луча входной объекти дополнительный объектив, первое от ражающее зеркало, коллективную лин оптический ускоритель, состоящий и трех кинематически связанных между собой плоских зеркал, оси вращения которых образуют между собой ребра трехгранной призмы, второе отражакщее зеркало, блок коммутирукицих объективов и фильмовый канал с фото материалом, второе зеркало ускорите ля выполнено В виде клина, угол которого образован отражающей поверхностью зеркала и осью его вращения а ребро двугранного угла клина пер пендикулярно оси вращения зеркала, при этом оси вращени зеркал ускори теля составляют yглыJ-6c его меридиональной плоскостью, образованной входящим в ускоритель и выходящим из него лучами, причем угол клина d d /Za, где d - световой размер коммутирующего объектива в направле нии, перпендикулярном направлению развертки, а - расстояние от отража ющей поверхности клинового зеркала до поверхности коммутирующих объект вов, Выбор угла наклона отражающей по верхности клинового зеркала произво дят в за висимости от габаритных раз меров элементов оптической развертк киноаппарата, а именно от светового размера d коммутирующего объектива в направлении, перпендикулярном направлению развертки, и расстояния а от отражающей поверхности, клинового зеркала до поверхности коммутирующих объективов. За счет выполнения второго зеркала ускорителя в виде клина с углом клина между отражающей поверхностью зеркала и его осью вращения и ребром двугранного угла клина, перпендикулярным оси вращения зеркала, осуществляется разделение путей прохождения основного пучка световых лучей и паразит ного блика. Поворотом ускорителя в киноаппарате осуществляется направление основного пучка лучей на коммутирующие объективы, а лучей паразитного блика мимо них. На фиг.1 изображена схема высокоскоростного киносъёмочного аппарата с оптическим ускорителем; на фиг. 2 - графическое представление принципа действия трехзеркального оптического ускорителя; на Ф.ИГ. 3 - ход лучей через ускоритель т(для наглядности зеркала ускорителя изображены разнесенными вдоль оптической оси киноаппарата/; на фиг 4 - графическое представление принципа действия трехзеркального оптического ускорителя, в котором второе зеркало выполнено в виде клина, на фиг. 5 - оптический ускоритель, повернутый относительно оптической оси киносъемочного аппарата. Киносъемочный аппарат с оптическим ускорителем содержит входной объектив 1, полевую диафрагму 2, вспомогательный объектив 3, дополнительный компонент 4, первое отражающее зеркало 5, оптический ускоритель , состоящий из трех кинематически связанных между собой плоских зеркал 6, 7 и 8, при этом направление вращения среднего зеркала 7 противоположно крайним 6 и 8. Оси вращения зеркал 6-8 образуют между собой ребра трехгранной призмы, следовательно, параллельны между собой. Отражающая поверхность каждого зеркала расположена таким образом, что изображение передается непосредственно с одного зеркала на другое. В состав киносъемочного аппарата также входят второе отражающее зеркало 9, блок коммутируклдих объективов 10 и фильмовый канал (не показан/ с расположенной в нем кинопленкой 11. Киносъемочный аппарат работает следующим образом. Входной объектив 1 образует промежуточное изображение объекта съемки в плоскости полевой диафрагмы 2, ограничительное кадровое окно которой перекрывается шторками (не показаны К Вспомогательный объектив 3 и дополнительный компонент 4 переносят промежуточное изображение с помощью зеркала 5 в район зеркала ускорителя, образуя второе промежуточное изображение. Второе зеркало 7 ускорителя выполнено в виде клина с углом клина 6 между отражающей. п оверхностью зеркала и его осью вращения и ребром двугранного угла клина , перпендикулярным оси вращения зеркала 7. Зеркала 6-8 ускорителя повернуты относительно оптической оси киноаппарата так, оси вращения составляют углы/ -6| с его меридиональной плоскостью, содержащей входящий в ускоритель и выходящий из него осевые лучи. Основной световой пучок лучей после трех последовательных отражений от зеркал 6-8 выходит в направлении, указанном стрелкой Др, и разворачивает изображение, отразившись от зеркала 9, по поверхности коммутирующих объективов 10. Каждый из объективов 10 в момент наложения на него светового пятна образует на кинопленке 11 один кадр кинофильма. Таким образом основной пучок лучей осуществляет экспонирование светочувствительного слоя кинопленки 11. При работе зеркал 6-8 ускорителя световой пучок, попадая на зеркало б в направлении стрелки А, посэте трех Последовательных отражений от зеркал 6-8 выходит в направлении стрелки Ао(фиг. 2), При вращении зеркал 6-8 ускорителя с угловой скоростью tit в направлениях ; указанных стрелками, вокруг осей О OjJ 02 Oj , Oj О на угол d , основ ной световой пучок, переходит из положения AQ в положение А, последовательно перемещаясь по поверхности блока коммутирующих об зектов 10 со скоростью развертки V. Каждый из коммутирующих объективов 10 в определенный момент времени образует изображение объектива съемки, построенное в районе зеркал 6-8 ускорителя, на светочувствительном сло кинопленки 11 в фильмовом канале Гне показан) киноаппарата, выполняя опре деленную коммутацию световых лучей во времени. Таким образом осуществля ется экспонирование светочувствитель ного слоя кинопленки 11 на участке LH в пределах рабочего угла у съемоч ного аппарата. Весь цикл работы зеркал 6-8 ускорителя происходит в течение их одног оборота. При повороте зеркал 6-8 ускорителя на угол больший рабочего, т.е. больший, d , они устанавливаются а такое положение-, котором световой пучо.к, отразившись от зеркала 6 и минуя зеркала 7 и 8, выхо,дит из ускорителя в направлении стрелки А. При дальнейшем повороте зеркап 6-8 происходит его перемещение из по ложения А jl, в положение А, Таким образом, паразитный блик, определяемый осевым лучом А„, через коммутирующие объектишд 10 производят повторное экспонирование светочувстнительного слоя кинопленки 11 на участке MN, что недопустимо, так как при повторном экспонировании Iсветочувствительного слоя разруша|ется скрытое изображение и засве|чиваются кадры кинофильма, выполненные в результате экспонирования светочувствительного слоя основным пуч ком лучей АО. Поскольку зеркала 6-8 ускорителя установлены строго по оптической оси киноаппарата так, что их оси вращения составляют прямые углы с входящим лучом А и выходящим лучом А, а отражающие поверхности зеркал 6-8 параллельны их осям враще- .ккя Ой,С, , OjO, то паразитный блик проходит по тому же пути, опре деляемому оптической осью аппарата, что и основной пучок лучей с малым отставанием во времени, осуществляя повторное экспонирование светочувствительного слоя кинопленки 11. При выполнении второго зеркала 7 ускорителя в виде клина с углом клина между отражакядей поверхностью зеркала 7 и его осью фращения и реб j ром двугранного угла клина, перпендикулярным оси вращения зеркала 7, паразитный блик А,, отраженный от первого зеркала 6 ускорителя, накладывается .на коммутирующий объектив 10 и осуществляет экспонирование светочувствительного слоя кинопленки 11, а основной -пучок лучей, определяемый осевым лучом А, за счет отражения от клинового зеркала 7, происходит коммутирующего объектива 10. Для того, чтобы разнести пучки световых лучей так, чтобы один из них полностью накладывался на коммутирующий объектив 10, а второй полностью проходил мимо, необходимо выполнить условие Sin26 c3/a , где d - световой размер коммутирующего объектива в направлении, перпендикулярном направлению развертки, а - расстояние от отражающей поверхности клинового зеркала до поверхности кoм 1yтирующих объективов. Поскольку при повороте отражающей поверхности отраженный луч повернется на удвоенный угол и кроме того, угол поворота луча мал в связи с тем, что расстояние от отражакадей поверхности клинового зеркала 7 до поверхности коммутирующих объективов 10 значительно больше светового размера коммутирующего объектива 10 в направлении, перпендикулярном направлению развертки изображения, наклон отражающей поверхности зеркала к его оси вращения можно определить по фор1муле. Для того, чтобы наложить основной пучок свето:вых лучей на коммутирующий объектив 10, а паразитный блик направить мимо него необходимо повернуть зеркала 6-8 ускорителя относительно оптической оси киноаппарата на угол 6 , при этом выходящий луч переместится на угол 2 6 , а оси вращений /зеркал 6-8 ускорителя составят углы (5--6) с меридиональной плоскостьк киноаппарата, при этом паразитный блик, отраженный от зеркала 6 ускорителя выходит в направлении стрелки А, и, отразившись от зеркала 9, проходит мимо коммутирующих объективов 10. Таким образом, предлагаемый киносъемочный аппарат исключает повторное экспонирование светочувствителького слоя фотоматериала, повышая тем самым качество изображения, а также обеспечивает полный формат кадра на всей длине кинофильма, и как следствие, рассчитанный для данного киноаппарата объем информации- кадров.

.1. ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ КИНОСЪЕМОЧНЫЙ АППАРАТ, содержащий распо.ложенные по ходу луча входной объектив, дополнительный объектив, первое отражающее зеркало, коллективную линзу, оптический ускоритель, состоящий КЗ трех кинематически связанных между собой плоских зеркал, оси вращения которых образуют между собой ребра трехгранной призмы, второе отражающее зеркало, блок коммутирующих объективов и фильмовый канал с фотоматериалом, отлич ающ И.йс я тем, что, с целью повышения ка.чества изображения путем исключения повторного экспонирования светочувствительного слоя фотоматериала,-второе зеркало ускорителя выполнено в виде клина, угол которого образован отражающей поверхностью зеркала и осью его вращения, а ребро двугранного угла клина перпендикулярно оси вращения зеркала, при этом оси вращения, зеркал уйкорителя составляют углы -6 с его меридиональной плоскостью, образованной входящим в ускоритель и выходящим из него луча1 ш, причем угол клина 6 - , где (Л - световой размер коммутирующего объектива в направлении, перпендикулярном направлению развертки, 3 расстояние от отражающей поверхности 2 клинового зеркала до поверхности коммутирующих объективов. о 00 о: 4

М

N

ТсжГЛЕ Э / /

/ - п n

8ОзОз 0,0 е

Фиг. 2

11

i

Фиг. S