Предметом настоящего изобретения является устройство для разложения или прямого или косвенного составления изображений, передаваемых на расстояние (главным образом, дальновидения). Под „прямым составлением изображения будем понимать такое составление, при котором глаз непосредственно рассматривает поверхность, tia которую проектируется (при помощи устройства, представляющего собой предмет изобретения) световой луч, яркость которого управляется с передающего конца. Под „косвенным составлением изображения будем понимать такое составление, при котором плоскость, перекрываемая движущимся лучом, не является плоскостью, воспроизводящей изображение; она заменяется системой фотоэлементов, работающих поочередно, наподобие реле, и управляющих органами, переносящими воспроизведение на вторую плоскость, и при этом с увеличением масщтабов и яркости воспроизводимого изображения.
В технике дальновидения для разложения и составления изображений применяются вращающиеся зеркальные колеса (зеркальные призмы, зеркальные многогранники). Эти последние дают
(323)
идентичное движение луча по строке (сохраняют неподвижность строки) в том случае, когда отражающие грани призмы установлены параллельно оси вращения. Для двухмерного разложения или составления изображения используются две такие призмы, оси которых скрещены друг с другом под углом 90°; одну из призм можно заменить качающимся зеркалом (не говоря о возможности одновременной передачи всех элементов строки и последующего воспроизведения помощью медленно вращающейся зеркальной призмы). С целью получения движения светового пятна в двух координатах при помощи только одного движущегося органа применяют колесо Вейлера, иначе говоря, призму, грани которой наклонены по отношению к оси вращения таким образом, что каждая последующая грань наклонена одинаковым образом по отношению к своей предыдущей. На это ссылается, например, Шретер в своей книге „Handbuch der Bildtelegraphie und des Fermsehens, Берлин, изд. Шпрингера, 1932 г. (глава I).
В этой книге можно найти указания относительно соотнощения между силой
света (яркостью изображения) и числом строк или, соответственно, числом зеркал в случГае применения зеркальных колес (ср. главу 11, стр. 115, 120-121, гл. V, стр. 242-245). Так, например, там указывается, что при постоянной величине изображения и постоянном диаметре колеса Вейлера, число зеркал в котором равно числу k строк изображения, сила света L изменяется в соотношении V« где п означает кранное увеличение k. Если начать с k 48, то для k 96 L падает до J i/«2. При и 192 L должно снизиться до чрезвычайно малой величины, равной около Viooo своей первоначальной величины.
Световые соотношения телеизображения меняются, если для целей получения более тонкой развертки используется не увеличение числа зеркал (т. е. k) на окружности призмы (например, исходя снова из и 48), а увеличение числа ее оборотов. В этом случае зеркала Должны быть расположены параллельно оси вращения. Для 192 колесо должно вращаться следовательно (при том же числе изображений в секунду) в 4 раза быстрее; одновременно качающееся зеркало или вторая вращающаяся призма осуществляют смещение строк развертки по поверхности изображения. При таком способе уменьшение определяется только тем, что уменьшение ширины строки до V4 вызывает уменьшение диафрагмы до /10. Сила света при этом теоретичрски должна упасть до Vie своей первоначальной величины (т. е. при ). Таким образом, при переходе к ббльшему числу строк изображения, многократное использование каждого зе|экала вращающейся призмы ведет к уменьшению световых потерь. Данные, приводимые в вышеназванной книге, подтверждают указанный закон на ряде сведенных в таблицы данных.
Предметом настоящего изобретения является новая возможность выполнения многократного использования рядов зеркал, расположенных по многограннику. Оно является развитием и улучшением самого по себе известного предложения, заключающегося в использовании для целей разложения световым лучом венка из неподвижно укрепленных и наклоненных под одинаковым углом друг
к другу зеркал, внутри которых (в центре) имеется вращающееся устройство.
Описанные до настоящего времени устройства подобного рода-это устройства с распределением света помощью относительно медленно вращающейся пластинки, зеркальной с обеих сторон. Зеркальные поверхности работают поочередно; они отражают световой луч (от источника света) радиально от центра к периферии, где пучок света освещает два соседних зеркала неподвижного венца (условие постоянства силы света по строке). Свет, отраженный обратно к центру, снова встречает на своем пути зеркало, отбрасывающее его теперь на экран, где точно так же, как и в случае колеса Вейлера, образуются две отстающие друг от друга на длину строки изображения диафрагмы, записывающие изображение. Из этих двух диафрагм используется только одна (в средней зоне постоянной освещенности). Подобное устройство для мгновенного следования одной строки за другой (скачок с нижнего края картинки к верхнему) и для возможно более полного использования времени передачи изображения требует установки большого числа неподвижных зеркал на периферии; однако, и при этом для крайних строк получаются неблагоприятные углы падения луча, т. е. понижается яркость. Далее закон изменения силы света L с ростом k аналогично практически закону изменения при использовании колеса Вейлера; таким образом с увеличением числа строк изображения сила света падает быстрее, чем по закону V« т. е. чрезвычайно быстро убывает до очень малой величины.
Настоящее изобретение, как это более подробно далее будет показано, допускает при увеличении k, на ряду с сохранением более благоприятных соотношений силы света и на ряду с чисто оптическими преимуществами, уменьшение числа жестко укрепленных и подлежащих регулировке зеркал, вследствие чего появляется возможность увеличения числа строк развертки практически без заполнения всей окружности зеркалами. Дальнейшие преимущества изобретения будут ясны из описания прилагаемых фигур чертежа.
в отношении данных отдельных элементов (т - число вращающихся и р - число неподвижных зеркал) изобретение отличается тем, что для получения . р следующих друг за другом (во времени) строк ,(для всего изображения) применяются более двух вращающихся зеркал, заменяющие друг друга в циклической последовательности и занимающие разные центральные углы. Эти зеркала могут быть, например, боковыми сторонами равносторонней зеркальной призмы, но могут быть расположены в каком-либо другом оптически эквивалентном положении (фиг. 5 -5f), будучи друг относительно друга жестко закреплены. Неподвижный полигональный зеркальный венец состоит, таким образом, менее, чем нз р k/2, отражающих к центру зеркал, вследствие ограничивающего условия, именно , занимающих не больше 240° всей окружности (принимая во внимание, что начальное и конечное зеркала венца будут отражать диафрагму в одно и то же место). Общее количественное выражение изобретения после вышесказанного может быть сведено к следующему.
Число т эквивалентных поверхностей вращающихся зеркал: те 2. Число р неподвижных зеркал р k/2.
Угол а, занятый полигонально по окружности расположенными зеркалами: 0.720° 1т.
. р. строчек для всего изображения могут лежать все на одной траектории в тех случаях, когда для разложения по второй координате имеется особый орган (фиг, 2 или 3), работающий совместно с основным. Если дополнительное поперечное разложение отсутствует, то необходимо установить подобно колесу Вейлера как подвижные, так и неподвижные зеркала наклонно к оси вращения, причем таким образом, чтобы наклон от зеркала к зеркалу возрастал в одинаковой мере. Это необходимо с той целью, чтобы k строк изображения расположились друг возле друга и тем самым образовали двухмерное поле изображения.
Общая конструктивная схема изобретения представлена на фиг. 1 (вид сверху) и фиг. 2 (вид сбоку). На этих фигурах применены следующие обозначения:
/-ось вращения подвижной системы зеркал (т 2), выполненной в виде правильной четырехугольной призмы 2; 3-неподвижная многогранная, цепь зеркал; #-объектив, дающий изображение источника света (диафрагма); 5-источник света; б-плоскость проекции, на которой светящаяся точка пробегает один и тот же путь в том случае, если все отражающие поверхности венца 3 ориентированы параллельно оси вращения. Луч, исходящий от источника света в направлении к 3, обозначен одной стрелкой, а его отражение к центру и через 2 на плоскость 6 отмечено двумя стрелками. Вид сбрку по фиг. 2 показывает более ясно ход луча и прежде всего двукратное отражение от призмы 2 и ее необходимую этим определяемую высоту.
На фиг. 3 луч, отразившийся два раза от 2, встречает плоскость экрана 6, ка который отбрасывается контрастное изображение источника света 5 не непосредственно, а от зеркальной призмы 7, создающей ,смещение строк перпендикулярно к направлению движения световой точки. Зеркала призмы 7, с целью сохранения постоянной яркости вдоль всей длины строки изображения, должны быть в тангенциальном направлении достаточно длинны по отношению к диаметру падающего на них светового пучка. Число оборотов призмы 7 задается числом изображений N в секунду. При М зеркалах/ -ZWW сек-. Между осью вращения 7 и осью призм 7, конечно, должно иметь место не меняющееся передаточное число.
Рассмотренным выще случаям соответствует зеркальный многогранник 2, показанный на фиг. 4, показывающий осевое сечение 2. При этом в качестве зеркальных поверхностей употребляются посеребренные с наружной поверхности стеклянные пластинки. Ход луча в плоскости, нормальной подобному зеркалу на фиг. 1-3, показан пунктиром, с тою лишь разницей, что призма 2 по отнощению к изображенному на фиг. 4, повернута на 45°. Если, в противоположность фиг. 1 и 2, строки изображения не должны перекрывать друг друга (налагаться одна на другую), а должны быть смещены по отношению друг
к другу, то, как уже ранее указывалось, неподвижные зеркала венца 3 и подвижные зеркала системы 2 должны иметь равномерно возрастающий наклон по отношению к оси вращения. Таким образом, получаются для 2, как это для ясности показано и на фиг. 4 в увеличенном виде, значительные скачки углов, которые, однако, должны, при переходе от одного зеркала к другому соответствовать смещению в плоскости изображения, равному полной kim щирины строки. Вэтом случае можно далее заметить, что высота зеркал венцов 3, т. е. их размера в перпендикулярном к плоскости круга направлении, должна быть выбрана достаточно большой, чтобы при любом уже наклоне 2 относительно 3 была обеспечена возможность световым лучам, исходящим из 5 и идущим радиально к 2 и отраженным от 2 наружу, снова отразиться от 2.
Светосила йсех подобных устройств растет по мере увеличения размеров зеркал как неподвижных, так и вращающихся. При заданной длине хода луча, т. е. при заданном фокусном расстоянии объектива, дающего изображение, произвольно увеличивать габариты ротора 2 нельзя, так как последние связаны с поверхностью зеркал, это можно сделать лищь с учетом условий отражения от зеркал венца 3, если при этом можно еще увеличить диаметр зеркал, другими словами, длину хода луча. Неправильные размеры 2 внутри элемента 3 влекут за собой трудности в проведении светового луча, между прочим, появляется опасность, что оптический путь луча начнет колебаться, вследствие чего возникает возможность частичной экранировки светового пучка. В вариантах, изображенных на фиг. 1-3, ротор 2 не во всех углах поворота охватывает одинаковую часть светового потока, посылаемого объективом 4, но далее, и это очень важно, больщое расстояние поверхностей призмы 2 or оси 7 (фиг. 1), вследствие одновременного вращательного и поперечного движения этих поверхностей, отразится на нежелательно большом искривлении строчек картины и скрадывании длины строки. Это явлеление можно компенсировать, ставя зеркала 5 не под равными углами или
располагая их не по кругу, а по слегка параболической кривой. Во избежание указанных недостатков (фиг. 5 и 5) призмы 2 (по фиг. 1-4 и 4) заменяют двусторонними отражающими зеркалами, скрещенными под углом 90, монтированными одно на другом на оси вращения с передними плоскостями и 7/ и задними плоскостями 9, 10. Для этого совершенно не требуется одну и ту же стеклянную пластинку делать отражающей с обеих сторон; как это могло бы показаться из фиг. фиг. 5 изображает раздельное расположение зеркал, помещенных вокруг оси вращения в виде двух точно перпендикулярных друг к другу пар. Расстояние между ними ограничено вь1шеуказанными оптическими требованиями. Из фиг. 5 видно скрещивание верхней пары зеркал 8, 9 (которая стоит перпендикулярно к плоскости чертежа) и нижней, у которой видна передняя сторона 77. Обе системы посредством рамки жестко связаны друг с другом. Эта рамка должна возможно меньше экранировать свет, а потому должна состоять из возможно узких полос. В случае необходимости разложения по двум координатам каждая пара зеркал должна иметь профиль согласно фиг. 4).
Поверхность, освещаемая подводимым лучом, показана штриховкой на фиг. она имеет в зависимости от положения ротора крестообразную или эллиптическую форму. Так как верхние и нижние пары зеркальных поверхностей действуют попеременно, обе зойы, озевидно, должны быть освещены одинаково. Понятно, вследствие этого теряется 50% испускаемого источником светового потока, но эта потеря может быть компенсирована возможностью применения особенно больших зеркальных поверхностей. Условие необходимости двукратного отражения от поверхностей 8, 9 соответственно W, 77 (фиг. 2) обусловливает также и в разбираемом варианте соблюдение определенных соотношений как между величинами зеркал статора и ротора, так и в отношении их расстояния друг от друга. Например, ось вращения ротора для достижения требуемого хода луча должна быть соответствующим образом
наклонена по отношению к его оси симметрии (последнее из соображений большей ясности понимания не показано на чертеже).
Предмет изобретения.
Устройство для механического разложения изображения с неподвижным
зеркальным барабаном Михали и вращающимся отражателем по оси барабана, отличающееся тем, что указанный отражатель представлен в виде четырехгранной зеркальной призмы квадратного сечения или в виде такой же наклонной призмы или двух или четырех пересекающихся зеркал.
