Линза для получения искаженных изображений Советский патент 1934 года по МПК G02B13/08 

Линзы и системы линз, предназначенные для получения искаженных изображений, так называемых анаморфоз, общеизвестны и находят широкое применение при создании, кинематографических трюков. Настоящее изобретение относится к особому виду таких линз, о разованных вращением кругового сегмента, или части его вокруг перпендикулярной к хорде оси. Изобретатель предлагает также строить из таких линз объективы типов ,Тессар и ,Дагор.

Если взять обыкновенную плоско-выпуклую собирательную линзу .и рассматривать ее центральное сечение (сечение круга), то сечение представится в виде площади кругового сегмента, ограниченног }йГугой ЛВС и стягивающей ее хордой АВ, в которых точки С и О обозначают средние точки Дуги и хорды (фиг. 1).

Перенесем (инверсируем) элементы сечения линзы следующим образом. Перенесем высоту /f одновременно в точки А и В, & точки А и В севместим на месте прежней точки О. Тбгда получится построение, показанное на фиг. 2.

Вращение АОВСА вокруг вертикальной оси СО А дает .обычную плосковыпуклую линзу. Вращение же элеиен(403) тов АО,,,С,, в плоскости вокруг точки АВ даст обращенную (или инвенсированную) линзу, как она показана на фиг. 3.

Если довести полусегменты ,А и (фиг. 2) до их удвоения, т. е. до формы полных сегментов, и также подвергнуть вращению вокруг точки АВ, то в результате получится линза вида, показанного на фиг. 4.

Какую из обращенных (инверсированных) линз мы бы ни взяли-полусегмент-, ную или сегментную каждый из элементов ее радиального сечения или AOflp A-BG,p,p,B будет подчиняться всем общеизвестным законам преломления света и построения изображе,ний.

Подобно собирательной линзе, анало гичкым образом можно построить и рассеивающую инверсированную линзу (фиг. 5, б и 7).

Само собой понятло, что собирательные и рассеивающие инверсированные линзы могут быть соединяемы между собою, как угодно. Например, можно построить инверсированные объективы, исходя из конструкций „Тессара или

/„Дагора (фиг. 8 и 9); точно ак же можно инверсиррвать и всякие другого вида объективы. По своему действию эти

инверсированные объективы ничем- не будут отличаться от обыкновенных, неияверсированнух одноименных им объективов, за исключением лишь того обстоятельства, что в инверсированных объективах изображение будет повторное и круговое. :

Построение изображений в инверсированных линзах приведено на фит. 10 для полусегментной собирательной линзы и на фиг. 11 для сегментной собирательной линзы.

Если А, J.-предмет, L -кольцевая линза (полулинзового.типа), то сечением верхней своей части она даст изображение предмета п6 высоте , сечение же нижней полулинзы-по высоте А. . Изображения будут соотщ тственно а, d к . Диск диаметром d е, равным диаметру проектирующей инверсированной лкнзы, не покроется рисунком изображения и останется на матовом стекле (и, следовательно, на позитиве) в виде неосвещенного, темного кружка, а на фотографическом негативе-в виде прозрачного центрального диска. На этом же снимке (негативе или позитиве) части снимаемого предмета, входящие в площадь круга, диаметр которого равен DE, повторятся дважды, по внутреннему ободку рисунка, между тгочками d и а,, или точками е и а, участки же 4„ и DA будут воспроизведены по одному разу (фиг. 10).

Если теперь вместо полулинзы взять цельно-линзовую систему L 01, (фиг. 11), то построение изображения несколько изменится, а именно: 1) рад -альное цельно-линзовое сечение даст изображение предмета по его высоте на матовом стекле в виде а,е с распо.ложеняыми между ними точками cud, отображающими точки предмета G н D; 2) радиальное цельно-линзовое сечение даст изображение предмета по его высоте A,,D ал матовом стекле в виде a,d, с расположенными между ними точками с и е, отображающими точки предмета С и Е.

Диаметр изображения на матовом стекле, между наружными точками и и, будет меньше, чем сумма высат обоих изображений вследствие этого в центральной части матового стекла внутренние противолежащие части изображений перекроют друг друга на площади диска некоторого диаметра (диаметра а,а,). В этой части рисунок будет саутанный и неразборчивый, вследствие беспорядочного смещения изображении, и не представляющий ни практической, ни теоретической ценности. Поэтому желательноот рисунка в таком виде избавиться.

Это достижимо путем введения „виньетирования поля зрения каждой из полулинз так, чтобы внутренние концы изображений в центре матового стекла сошлись д© соприкосновения вокруг неко,торой точки центра, отнюдь не налегая друг на друга, а все прочие точки были бы отсечены. Этот центр изображения обозначим точкой п, которой на предмете будут соответствовать точки N я :N.: Правда, мы при этом потеряе.м кольцевую зону А N,-A, Л/,,-, которая окажется отрез анной, но эта потеря не существенна, так как, во-первых, она весьма незначительна (равна всего лишь половине или , во-вторых, зона A NI-AI N,J охватывается и строится на матовом стекле наружными, т. е. наименее совершенно работающими частями объектива.

В итоге всех этих действий мы получаем на матовом стекле изображение, обозначаемое точками; eca dneafd. Как видно, точЧи е, с, d повторяются в нем дважды. Следовательно, эти дублирующие точки можно без всякого ущерба для результата удалить.

Последнее -проще всего достигается наружной обрезкой круга матового стекла до пограничной линии точек с, в результате чего останется только площадь -Круга с диаметром ca jdnea c, в котором повторяющихся элементов уже не .окажется. Всматриваясь в это обозначение и относя его М ысленно к плоскости круга, мы увидим, что изображение, которое будет проектироваться на матовом стекле, будет давать по одному радиусу круга изображени:я-от Л,, ставшей теперь вершиной предмета, вместо А и до его центра С, а пэ другому радиусу (продолжению предыдущего до диаметра) - от центра G до низа предмета.11редмет на матовом стекле будет как бы вывернут наизнанку, от центра к периферии, т. е. будет искажен до состояния

наморфозы. Конечно, если предмет будет упираться свонми наружными кой-; ами непосредственно в крайнюф гр ницу поля зрения линзы, образуемую окружностью, в которой расположены точки А и Л,,, то эти концы в -зоне ,- , будут, конечно, обрезаны. Поэтому-то надо стараться умещать снимаемый предмет в круг диаметра N-jff,

Из двух приведенных случаев построения изображений-с помощью полз Лйвзовой и с помощью цельно-лийзёйбй системы-последняя, несомненно, удобнее, полнее, гибче и вообще универсальнее, а поэтому и предпочтительнее. По такой кольцевой системе можно перестроить любой обычный объектив - ,Тессар, „Дагор или какой-либо иной, и с помощью его можно на матовом стекле получить все то, что способен видеть всякий обыкновенный некольцевой объектив; только кольцевой объектив даСт все это в анаморфотическом виде, вывернутом по радиусам, от центра к периферии.,

Примеры таких искажений в применении к более или менее простым геометрическим фигурам показаны на фиг. 12, 13, 14 и 15. Изображения разбиты попарно: первое представляет предмет в естественном виде, второе-в искаженном до состояния анаморфозы.

Для обратного получения с искаженного изображения правильного изображения следует полученное искаженное изображение установить, как на «фиг. 11, в плоскости N, и сфотографировать с помощью кольцевого объектива.

Тогда центральные точки предмета, вынесенные в его инверсированном изображении на периферии и занявщие место точек N, обратным процессом возвратятся к своему центральному положению, а слившиеся в центре изображения точек N, и Л , вновь вернутся на периферию. Изображение восстановится в прежних сочетаниях предмета. Зашифрованное в виде анаморфозы, оно вновь дешифрируется.

Таким образом способ простой (кольцевой) репродукции дает возможность легко читать указанные анаморфозы.

Но этим же линзам можно придать и более утилитарное применение, используя их, например, для механического получения узоров обоев, для рисунков набивных тканей, для художественно-пестрых ширм и экранов и т. п.,так как понятно,что, например, букет цветов, воспроизведенный в фотокамере с помошью кольцевого объектива, должен дать совершенно новое построение и что это построение во многих случаях может быть весьма эффектным.

Предмет изобретения.

Линза для получения искаженных изображений, отличающаяся тем, что она выполнена в виде тела вращения, образованного вращением кругового сегмента или части его вокруг перпендикулярной к хорде оси.