Оптический ускоряющий "редуктор" Советский патент 1960 года по МПК G03B39/00 

- В известных камерах для высокоскоростных съемок предел повышения частоты съемки определяется механической прочностью пленки и вращающихся частей камеры. Дальнейщее повыщение частоты съемки может итти либо по пути упрочнения отдельных вращающихся частей, что вызывает дополнительные технические усложнения, либо по пути изготовления камер с растровыми системами. Однако растровая система съемки приводит к расчленению изображения на отдельные элементы, и следовательно, не может дать большого числа подробностей в изображении. При этом сам процесс восстановления нормальных кадров из отдельных полосок неудобен и трудоемок.

Описываемое устройство оптического ускорителя позволяет значительно повысить угловую скорость вращения луча по сравнению со скоростью вращения элементов механической части камеры, например зеркал или призм, без чрезвычайного форсированного режима работы элементов кинематики, без применения вакуума, гелиевых турбин и других технических средств, обычно сопутствующих достижению предельных скоростей вращения. Достигается это тем, что оптически ускоряющий редуктор выполняется в виде совокупности последовательно расположенных плоских вращающихся с одинаковой угловой скоростью в различные стороны зеркал, отражающие поверхности которых лежат на одной оси вращения, и неподвижных вогнутых и выпуклых сферических зеркал, имеющих форму частей щарового пояса, с центрами кривизны, совмещенными с осью вращения плоских зеркал. Луч света, упавший на первое вращающееся зеркало, последовательно проходит всю систему зеркал, получая добавочную скорость вращения при отражении от каждого плоского вращающегося зеркала.

На чертеже приведена схема устройства.

Объектив / совместно с коллективом 2 изображает бесконечно удаленный объект на наклонном вращающемся зеркале 3, которое вы№ 126362

зывает необходимость применения призмы Дове 4, вращающейся с половинной угловой скоростью и в ту же сторону для компенсации поворота изображения. Изображение с наклонного зеркала 3 переносится вогнутым зеркалом 5 на плоское зеркало 6, откуда посредством вогнутого зеркала 7, выпуклого 8 и вогнутого 9 передается на плоское зеркало 10; затем подобно предыдущему на вогнутое //, выпуклое 12, вогнутое 13 и плоское 14. Для получения больщего коэффициента ускорения вращения лучл чередование зеркал можно продолжить и дальше. С последнего плоского зеркала изображение переносится объективами 15, образующими линзовый венец, на неподвижную кинопленку 16. Венец и кинопленка концентричны относительно оси системы.

Выпуклые сферические зеркала служат своеобразными коллективами, которые позволяют сохранять ширину вогнутых зеркал в определенных пределах, а также дают возможность управлять местоположением как промежуточных, так и последнего изображений входного зрачка. При перемещении изображения по венцу линз обеспечивается последовательное экспонирование этого изображения на пленке каждым из объективов венца. Зрачки объективов в венце выполнены прямоугольной формы.: . ;

В ускоряющем редукторе с нечетным коэффициентом повышения угловой скорости вращения луча число оборотов N луча в зависимости от числа вращающихся -с одинаковой угловой скоростью в различные стороны отражающих поверхностей Р выразится соотношением , где п - число оборотов зеркал редуктора в единицу времени.

В ускоряющем редукторе с четным коэффициентом повышения угловой скорости вращения луча исключается призма Дове, а объективы 1 и 2 устанавливаются под углом к оси вращения и изображение строят на зеркале , однотипном с остальными зеркалами оптического редуктора. В этом случае после зеркала 3 луч будет нметь удвоенную угловую скорость вращения, а каждое следующее вращающееся зеркало добавит еще пО два оборота луча. Следовательно, число оборотов луча составит: .

В оптическом ускоряющем редукторе с четным коэффициентом повышения угловой скорости луча, с целью устранения сдвигов изображения на пленке, получения наибольщего сектора развертки и обеспечения обтюрации, радиусы кривизны сферических зеркал и расположение центров зеркал выполняются так, что промежуточные изображения, создаваемые отдельными элементами редуктора, точно фокусированы на плоских зеркалах, причем на первое плоское вращающееся зеркало изображение предмета подается системой с оптическим ограничением поля зрения, а конечное изображение входного зрачка, имеющего прямоугольную форму, совмещено с поверхностью объективов, выполненных з форме прямоугольников с соотношением сторон, например, 1 :8 и других, образующих линзовый венец, служащий для переноса изображения на неподвижную пленку. Во избежание многократных экспозиций при съемке необходимо предусматривать быстродействующий затвор.

Предлагаемый оптический редуктор может быть применим для фиксации на пленке быстропротекающих процессов и для других целей.

Предмет изобретения

1. Оптический ускоряющий редуктор для скоростной киносъемки, повышающий скорость вращения светового луча по отношению к скорости вращения деталей редуктора, отличающийся тем, что, с целью получения больших угловых скоростей врашения луча при допускаемых скоростях вращения механических деталей редуктора, последиий выполнен в виде системы плоских, выпуклых и вогнутых зеркал, в которой плоские зеркала расположены за объективом последовательно один за другим с возможностью вращения вокруг одной общей оси таким образом, что отражающие плоскости совпадают с осью вращения и направление вращения каждого последующего зеркала противоположнонаправлению вращения предыдущего, выпуклые зеркала выполнены, в виде неподвижных секторов, центры кривизны которых совмещены с осью вращения и по расположению чередуются с плоскими зеркалами, а вогнутые зеркала выполнены в виде частей щарового пояса с центрами кривизны, совмещенными с осью вращения, и расположены над выпук.льши и плоскими зеркалами так, что позволяют лучу света, направленному на первое плоское зеркало, во время его вращения, последовательно проходить всю систему зеркал, получая добавочную скорость вращения при отражении от каждого последующего плоского вращающегося зеркала.

2.Оптический ускоряющий редуктор по п. 1 с четным коэффициентом повыщения угловой скорости луча, от ли чающийся тем, что, с целью устранения сдвигов изображения на пленке, получения наибольщего сектора развертки и обеспечения обтюрации, радиусы кривизны сферических зеркал и расположение центров зеркал выполнены с возможностью точного фокусирования на плоских зеркалах промежуточных изображений, создаваемых отдельными элементами редуктора, с возможностью подачи изображения предмета на первое вращающееся плоское зеркало системой с оптическим ограничением поля зрения, состоящей из объектива и диафрагмы, а также с возможностью совмещения конечного изображения входного зрачка системы, имеющего прямоугольную форму, с поверхностью объективов, выполненных в форме прямоугольников с соотношением сторон, например, 1 :8, образующих -ЛИНЗОВЫЙ венец, служащий для переноса изображения на неподвижную кинопленку.

3.Форма выполнения оптического ускоряющего редуктора по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью получения нечетного коэффициента повышения угловой скорости вращения луча и для получения на пленке четко очерченных границ зрения кадра (без дополнительного ограничения кадра оптическими средствами), первое плоское зеркало, помещенное за объективом, служит диафрагмой поля зрения и установлено наклонно к оси вращения, а компенсация поворота изображения осуществляется вращающейся призмой Дове, установленной перед объ-ективом.

- 3 -№ 126362

5 I Л J