Устройство для разложения изображений в дальновидении

 

, - ;--.. М 38945

Класс 21а, 32

+,. . )

< /

C;i

,э АТЕНТ НА, ИЗОЬ ЕТЕНИЕ

ОПИСЯНИЕ устройства для разложения изображений в дальневидении.

K патенту ин-ной фирмы „И. М. К. Синдикат Лииитед" (I. М. Н. Syndicate

Limited), в г. Лондоне, Великобритания, заявленному 26 апреля 1932 года (спр. о перв. № 108138), Действительный изобретатель ин-ц Деиес фон Михали (Denes von Michaly).

0 выдаче патента опубликовано 30 сентября 1934 года.,Действие патента распространяется на 15 лет от 30 сентября 1934 года.

Известны разные способы и устройства для разложения и синтеза изображений в технике дальневидения. На практике наиболее удачным оказался диск с спирально расположенными отверстиями, так как он обладает наиболее простыми. оптическими и синхронизирующими возможностями. Применяемые ныне диски представляют собой обычно жестяные шайбы толгциной от

О.! до 0,2 мм, снабженные отверстиями, расположенными по спирали на равных расстояниях. При вращении диска з плоскости объекта каждое отверстие дзижется вдоль одного элемента объекта, так что сумма всех видимых через отверстия элементов объекта дает полное изображение последнего, Вследствие кругового пути движения отверстия необходимо, чтобы его наружный и внутренний края приближались к кривизне описываемого им кругового пути. Однако, з виду малых размеров отверстия, это вряд ли достижимо, и в этом состоит одна из трудностей применения диска со спиральными отверстиями. Для передачи, например, изображения размеров

ЗХ4 см, путем разложения объекта на

30 элементов, потребуются три отверстия площадью по 1 мм при расстоянии друг от друга по 4 см. В этом случае потребуется диск окружностью около 120 см, т. е. диаметром около 38 см. Уже сам по себе этот размер достаточно неудобен, но кроме того, привод такого диска потребует довольно много энергии, что влечет за собой соответственное увеличение энергии, потребной для синхронизации, и обусловливает высокую степень усилия. Поэтому уменьшение размеров диска требуется зо всех отношени»х, что вызывает непременное уменьшение —, ак>ке и рази ерсз отверстий. При дна метре ! диска около 20 с.ы отверстия имели ob> площадь около 0,25 мм -, что сделало бы искривление наружного и знутр;".ннего краев их совершенно незозмс ным.

Еще неблагоприятнее окажется дело, если увеличить количество элементов объекта для получения лучшего изооражения. Так, например,, для разложения объекта на 48 элементов потребовался бы диск диаметром около 1 м. Если бы пожелали обойтись диском диаметром з 20 см, то площадь отверстий должна была бы равняться /я млР, но таких отверстий уже нельзя сделать с требуемой точностью. Предлагали уже выполнять диски фотографическим путем.

В этом случае диски пришлось бы делать из стекла или целлюлоида; вследствие преломления и поглощения света, их нельзя делать толще 0,01 0,02 млг.

При такой ничтожной толщине стеклянные диски были бы черезвычайно хрупки, а целлюлоидные — недостаточно жестки.

По поводу остальных значительных устройств для разложения и синтеза изображений следует сказать, что зеркальный барабан требует для своего выполнения черезвычайно высокой точ- ности, что вызывает большую дорого- визну, а для привода и синхронизирования — очень большого расхода энергии, что исключает возможность широкого применения его, тогда как осциллограф для катодных лучей требует очень сложного вспомогательного электрического оборудования и двойной синхронизации, и, кроме того, непригоден для непосредственной передачи изображений телесных объектов. Хотя электродинамический осциллограф работает при более олагоприятных условиях, однако он имеет тот недостаток, что разложение изображения происходит по меандерообразной (rneanderformig) линии, и требуется сравнитель IQ сложное вспомогательное оптическое приспособление.

Предлагаемое изобретение касается способа разложения и синтеза изображений, позволяющего, при меньших размерах аппаратуры и при меньшем расходе энергии на привод и синхронизацию, получать мелкое дробление изображения. Эго достигается, согласно изобретению, тем, что изображение отбрасывается вращающимся зеркалом на неподвижное устройство, служащее для разложения изображения, или же тем, что изображение принимается неподвижным устройством, служащим для синтеза изображения.

Сущность изображения представлена схематически на фиг, 1 и 2; фиг. 3, 4, 5, б, 7, 8, 9, 10, 11 представляют видоизменения устройства.

Изображение объекта 7 передается через линзу 2 на зеркало 3, образующее с оптической осью линзы 2 угол в 45, и получающее от мотора 4 вращение вокруг этой оси, Зеркало отбрасывает изображение объекта 1 на окружность барабана 6 со спирально расположенными отверстиями5; барабан этот охватывает зеркало. Когда зеркало 3 вращается, то изображение 1 скользит по окружности барабана и разлагается отверстиями 5. Если в е барабана 6 расположить фотоэлементы 7 и 8 (фиг. 3,, то они облучаются отдельными элементами изображения и превращают известным образом световые импульсы в электрические.

Само собой разумеется, действие устройства может быть и обратным, если в этом устройстве примечять вместо фотоэлементов 7 и 8 лампы тлеющего разряда той же формы, В этом случае образованные отверстиями 5 отдельные элементы изображения последовательно отбрасываются зеркалом 3 через действующую как объектив линзу 2 и собираются в цельное изображение.

В устройстве, служащем, для разложения и синтеза изображений, в упомянутом примере барабан 6 со спирально расположенными отверстиями остается неподвижным, движению же подвергаегся лишь легкое зеркало, ока-ывающее воздуху лишь ничтожное сопротивление.

Кроме того, это зеркало можно поместить в пространство с выкачанным воздухом, как это предлагалось для дисков с спирально расположенными отверстиями, хотя такое устройство для дисков, обладающих нрупными размерами, связано с большими затруднениями. Поэтому расход энергии на привод предлагаемого устройства очень невелик, и соответственно мало энергии требуется и для синхронизации, Устройство вполне симметрично, и принятое и переданное изображение не претерпевает никаких искажений, но остается квадратным.

Благодаря неподвижности барабана со спирально расположенными отверстиями, его можно выполнить в очень малых размерах, о чем будет сказано в дальнейшем.

Предлагаемый способ позволяет как передавать, так и принимать изображения без каких-либо других вспомогательных устройств, так что один и тот же аппарат может служить для обеих целей.

Если же разлагать изображение по другой из известных систем, а предлагаемый аппарат применять лишь для синтеза изображения, т. е. в качестве приемника, то надо следить за тем, чтобы вызванное вращающимся зеркалом движение изображения вокруг своей оси было компенсировано. Хотя это вращение всегда имеет место, но оно не мешает даже, если разложение изобра жения происходит этим путем, так как вызванные вращением зеркал в отправительном и приемном аппаратах вращения изображений взаимно уничтожаются.

В другом случае вращение изображения вокруг своей оси уничтожается таким образом, что световые лучи по пути от зеркала к ооъективу получают обратное вращение вокруг оптической оси объектива.

Это может быть произведено, например (фиг. 4), при помощи включенной между зеркалом и объективом поворотной треугольной призмы 9, обладающей действием зеркала, вра щаемого в направлении, противоположном вращению зеркала 3. Вместо этой призмы можно, разумеется, взять зеркало или систему линз, или же зеркало 3 можно заменить призмами, линзами и т. и.

Согласно изобретению, не требуется, чтобы размеры отверстий соответство-, вали величине элементов изображения,, так как изображение можно по желанию"

t увеличить или уменьшить при помощи, линзы. Можно даже взять совсем боль- шие отверстия, например 1 сл -, только края их следует сместить в направлении оси барабана на ширину элемента изо- бражения, т. е. примерно на 1 ли. Та- ( ким образом получается возможность черезвычаино усилить освещенность изображения, так как освещенность возрастает с увеличением отверстий, т. е, при отверстиях в 1 см освещенность в 100 раз сильнее, чем при отверстиях в 1 лм -.

Далее освещенность можно очень сильно увеличить еще таким образом, что применяют только одну лампу тлеющего разряда или фотоэлемент, а световые лучи отбрасывают QT лампы тлеющего разряда на устройство, служащее для синтеза картины, или же от этого устройства отбрасывают на фотоэлемент (фиг. 5) при помощи второго зеркала, вращаемого синхронно с зеркалом, вра- щающимся внутри синтезирующего кар- тину устройства.

Как указано выше, изображение передаваемого объекта 7 передается через линзу 2 на зеркало 3, образующее с cптической осью линзы 2 угол в 45 и приводимое мотором 4 во вращение вокруг оптической оси линзы 2. Между линзой и зеркалом расположена призма 9, вращающаяся с половинной скоростью. Зеркало отбрасывает изображение объекта 1 на окружность обнимающего его барабана 6 с расположенными по спирали отверстиями 5. При вращении зеркала 3 изображение скользит по окружности барабана 6 и разлагается отверстиями 5, причем световые лучи, проходящие через отверстия, падают на окружающее барабан 6 коническое зеркало 22, которое отражает их на другое коническое зеркало 23. Внутри этого последнего монти ровано вращающееся зеркало 24, вращение которого происходит синхронно с вращением зеркала 3, причем целесообразно поместить это зеркало на оси мотора 4, служащего для привода зеркала 3. Световые лучи, отбрасываемые зеркалом 3 на зеркало 23, и лучи, отраженные этим последним на зеркало 22, встречаются в зеркале 24 и отбрасываются им через линзу 25 на фотоэлемент 26, превращающий их в электрические токи.

Если требуется составить объемное изображение, то расположение остается совершенно такое же, только вместо фотоэлемента 26 берут лампу тлеющего разряда, весь свет которой концентрируется на том î-верстии барабана, которое в данный момент действует.

Из того обстоятельства, что устройство, служащее для разложения или для синтеза изображения, находится в неподвижности, а изображение движется по нему, следует, как уже упоминалось, что аппарат может получить необыкновенно маленькие размеры, так как при изготовлении барабана со спирально расположенными отверстиями уже не приходится считаться с его подвижностью.

Поэтому барабану можно придать более крупные размеры, что дает преимущества более точного выполнения отверстий. Если, например, требуется изготовить барабан с отверстиями в 0,01 кя, то для этой цели выгодно взять стальные кольца 10 (фиг. б и 7) толщиной в 01 лл с прорезом 11 в 0,1 л л. Для получения барабана с 48 отверстиями берут 48 таких колец (фиг. 8), причем прорезы размещаются вразбежку с промея<утком в 7,5", что достигается при, . помощи выступов 12. Если эти кольца, зажать между наружными кольцами 13 и стянуть их болтамк 14, то получится барабан с 48 точ" î квадратными отвер- стиями площадью 0,01 я.г<", причем дламегр барабана lipH 48 элементах изаорлжения равнялся бы только 15 сл. CaNo собой разумеется, что вместо колец толщи-. ай 0,1 лл можно взять кольца та I" щинбй 0,01 лл, так кто отверстия имели аы площадь 0,001 ля<-, при соответственном уменьшении диаметра барабана, отчего точность псредачк ничуть не пос; падала бы, так клк просечка прорезов не вызывает никаких трудносгей, а, отверстия были бы точно отграничены от краев прорезов и от краев соседних колец. Кроме того, отверстия могут быть выполнены так, чтобы устранить явления, сгибания, а именно прорез 11 выпол- няется клинообра=-:íûì, так что прлк1кческл отверстия вовсе не имеют толщи- ны стена.<. Соарка барабана обл гчается

1 тем. что кольца надеваются предпочтитель l0 нл стеклянную стойку, тобы с памoLLlbiO введ нного внутрь стайки источника света можно было с точностью установить отверстия.

Этот способ сборки барабана имеет еще то преимущество, что в нем во всякое время можно изменитb установку отверстий; чтобы получкть больше или меньше отверстий достаточно ввести I определенное число колец. тооы избе-! жать неудобств многократных уста Oao:< р-ñ"ñòîÿíèé между отверстияии, можно заранее снабдить барабан нескалы:кмл принятыми количествами кх, например,, :кожно составить барабан из 78 колец, из которых первые 30 служаг для кзо- бражений в 30 строк, а остлльны= 48 — l для изображении в 48 строк. Устлнэвка достигается простым передвижением барабана в осевом направлении. Для производства корректур в фазах можно сделать барабан передвижным в окружном направлении.

Фиг, 9 представляет другую форму выполнения барабана со спирально расположенными отверстиями. По окружности барабана 15 прорезаны тонкие щели 1б, параллельные оси. На этот барабан надевается другой барабан 17, снабженный продольной с иральной щелью. Обе шали образуют спиральна расположенные отверстия, хотя и не квадрлтные, НО точно ограниченные. ! форме выполнения по фиг. 10, вмесго барабан, применен нормальный диск 20 са спиральна расположенными отверстиями, на которые проектируется изображение оаьекта, отброшен:-:.ое вращающимся зеркалом 3 на неподвижное коническое зеркало /9. И в этом случае аг.парат може1 получить н "обь.кнавенно малые рази."==ы, та.< клк неподвижный длс:< 2L) может быть выполнен даже кз тонкого стекла с отверстиями 21, выполненными хотя бы фотографическим путем.

Фиг, 11 показывает особенно целесообразное располо кение оптическкх частей устройства. Для устранения потерь слета, вызываемых расстоянием призмы 9 от объектива, и для того, чтобы выполнить этк части в возможно малых масштабах, призму 9 монтирую

Ъ лг врлщательно между линзаии 2 и абгьектква. Линзы ааь-".Ктлзл монтировлны в слойке 27, служащей также падшипникОм для рОтара v, БрлгцлгощеГО призму 9 тонального колеса, причем призма расположена нл оси ротора. Статар 28 танальнога колеса также монткрОВлн в стойке 27. Другое тональное колесо 31 вращает зеркало 29, ведущее проходящие оТ лампы тлеющего разряда 32 через отв рстия в барабане 33 световые лучи l< ааъектив j>/, Предмет патента.

1. Устрой тво для разложения изображений в дальневидении, состоящее кз оптическо". системы, на опткческой о и которой находится вращаю цееся зеркало, отбрасывающее дсйствительное кзображенке предмета на систему зеркал, от кча<ащееся тем, что между системой зеркал, выполненнсй в ьиде праьильного усеченного конуса, и враща|ощейся призмой находится неподвижная цилиндрическая поверхность с отверстиями, расположенными по винтовой линии.

2. Форма выполнения устройства по и. 1, отличающаяся тем, что, с целью компенсирования обусловленного врашением зеркала вращения изображений вокруг их собственной оси при разложенин кли при синтезе иначе разложенных изооражений, применено второе вращающееся зеркало или призма.

3. Видоизменение устройства по и. 1, orличающееся тем, что вместо цилиндрической поверхкостк с отверстиями для вторичного разложения изображения применен неподвижный диск Нипкова, помещенный перед коническим зеркалом.

4. Форма выполнения устройства по и. 1, отличающаяся тем, что на пути следования световых лучей от объекта к вращающемуся зеркалу или от вращающегося зеркала к объективу расположена также вращающаяся трехгранная призма.

5. Форма выполнения устройства по и. 1, отличающаяся тем, что применена только одна лампа тлеющего разряда или только один фотоэлемент, лучи от которой (которого) отбрасыза ются на разлагающее илк синтезкрующее изображение устройство или с последнего принимаются при помощи второго зеркала, вращающегося синхронно с зеркалом, расположенным внутри упомянутого устройства, б. Форма выполнения устройства по и. 1, отличающаяся тем, что второе зеркало также сидит на валу мотора, приводящего во вращение первое зеркало, а лампа тлеюьцего разрчда (или фотоэлемент) расположена на продолжении этого вала.

7. Форма выполнения устройства по п. 1 отличающаяся тем, что как разлагающее или синтезирующее устройство, так и второе вращающееся зеркало окружены кони ескими зеркалами, передающими световые лучи от одного вращающегося зеркала на другое.

8. Форма выполнения устройства по и. 1, отличающаяся тем, что компенсирующая вращек.:е кзображения вокруг своей оси коррекционная призма поворотно монткрована в объективе.

9. Форма выполнения устройства по и. 1, отличающаяс.-. тем, что в целях корректирования смещения фаз барабан со спирально расположенными отверстиями монтирован поворотно.

10. Форма выполненкя устройства по и. 1, отличающаяся тем, что барабан со спирально расположенными отверстиями снабжен несколькими скстемами различных отверстий и монтирован подвижным в осевом направлении.

11. Форма выполненкя устройства по и. 1, отличающаяся т;-;и, что барабан составлен из разрезных колец, причем ширина прореза в кольце соответствует ширине отверсткя. 12. Форма выполкенкя устройства по

1 п. 1, отличаюгцаяся тем, что прорез кольца выполнен клкнообразным.

Е патенту ин-ной фирмы „И. M. h. Синдикат Лимитед"

М- 38945

f7

) сФэхг.11

1 г=.. с Ш 1

Эксперт В. А, 1упов

Редактор С. А. Злотников

Ленпромпечатьсоюз. Тип. „Печ. Труд . Зак. 1316 — 400