Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10113
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_357189.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=357189&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
Patent Translate
Powered by EPO and Google
Patent Translate is currently overloaded by requests. Please try again in a few seconds.
We apologise for any inconvenience this may cause.
Contact Patent Translate team
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_357190.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=357190&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
Your session has expired. Please refresh the page to translate again.
Loading Translation...
1%
FAQ
Help
Legal notice
Contact
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_357191.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=357191&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB357191A
[]
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТ
СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 12 марта 1930 г. № 8092130. 3 Заявка принята. Сентябрь. 14, 1931.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в устройствах модуляции излучения, особенно для использования в фототелеграфии,
телевидении, телефонии с использованием световых лучей и звуковом кино.
Я, дипломированный архитектор Мурлнн, проживающий по адресу: Зоррштрассе, 86, Берлин-Харлоттенбург,
Германия, гражданин Германии, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к очень чувствительному устройству для модуляции излучения, в
частности света, которое может использоваться для фототелеграфии, высокоскоростной телеграфии,
телевидения, а также для целей звукооптических или механикооптических и электрооптических
преобразований, например, в технологии звукового кино; кроме того, такое устройство может быть
использовано для измерения и регистрации величины сил, будь то электрических, магнитных или
механических, поскольку эти силы воздействуют на отражающие элементы, такие как зеркало, и вызывают
движение, которое используется для модуляции отраженного излучения, падающего на фотографию.
Электрический элемент или другое подходящее устройство, предназначенное для измерения и регистрации
изменений интенсивности отраженного излучения.
Во всех подобных системах действие сил и вызываемые ими движения преобразуются в модуляции
излучений, и целью настоящего изобретения является осуществление этого преобразования особенно
выгодным образом. В соответствии с изобретением, для этой цели при управлении излучениями любого рода,
в частности, для целей создания движущихся и движущихся изображений и фототелеграфии, пучок
излучения, попадающий на диафрагму под действием отражающих средств, формирует изображение, по
существу, в плоскости диафрагмы и в модулирующем рабочем пространстве.
В результате изменения кривизны отражающего элемента увеличивается или уменьшается количество
излучения, проходящего за пределы:
диафрагма, либо через отверстие Dr мимо непрозрачного экрана, при этом поперечное сечение луча в
плоскости диафрагмы имеет тот же порядок величины, что и отверстие или экран. Если в такой конструкции
размеры экрана или отверстия выбраны настолько малыми (ширина не превышает 1 мм, предпочтительно
порядка 0,1 мм), что небольшое изменение поперечного сечения или положения отраженного луча 55
вызывает значительное изменение интенсивности той части луча, которая проходит за пределы экрана, то
преимущество заключается в том, что необходимое управление отражающими средствами для модуляции 60
может быть осуществлено действием малых сил.
Уже было предложено модулировать луч света путем отражения от зеркальной диафрагмы, расположенной в
расходящемся луче 65, чтобы направить последний через щель в диафрагме, причем щель заполняется
лучом в большей или меньшей степени в зависимости от кривизны зеркальной мембраны, вызванной
акустическими силами 70, осуществляющими модуляцию, так что запись, полученная на чувствительной
полосе, проходящей за щелью, принимает форму полосы шириной, изменяющейся в соответствии со
звуковыми волнами. 75 На фиг. 1–2 показаны два примера того, как в настоящем изобретении может быть
достигнута существенно более чувствительная модуляция излучения. В настоящем изобретении широкий
параллельный луч диаметром 80° не проецируется на диафрагму с отверстием, а вместо этого изображение
источника малых размеров или с мелкими делениями формируется на экране, диафрагме или щели
аналогичной формы с помощью отражающей мембраны диаметром 85°. В данном случае минимального
изменения ширины изображения, вызванного изменением кривизны всей отражающей мембраны, достаточно,
чтобы отклонить значительную часть сфокусированного луча на 90 градусов вокруг краев диафрагмы экрана
или отверстия в апертурной диафрагме.
На фиг. 1 источником модулируемого света является электрическая лампа 1 с закрытым колпаком, имеющая
тонкую прямую нить накаливания 2 под углом 95°, перпендикулярную плоскости рисунка. Она расположена
вблизи фокусной точки ахроматической линзы 3 и несколько ближе к 100 Pri, i7,191 -1 '.
-- -_- -I -; C 1 сторона оси линзы. Почти.
Параллельные световые лучи, исходящие из линзы 3, падают на упругую плоскую диафрагму 4,
расположенную приблизительно перпендикулярно оси линзы. Эта зеркальная диафрагма отражает лучи
обратно в линзовую систему таким образом, что изображение 5 нити накаливания лампы формируется с
одной стороны от самой нити и вблизи фокусной точки линзы, например, в точке 7. В месте расположения
изображения узкой нити 5 находится затемненная, непрозрачная, полосообразная диафрагма 6, имеющая ту
же ширину, что и изображение.
Эта полосовая диафрагма экранирует и перехватывает падающий сходящийся световой луч, когда
отражающая мембрана находится в нормальном положении покоя.
Если под действием какой-либо силы плоскостная отражающая мембрана 4 деформируется, например,
изгибается выпукло в сторону линзы 3, то при этом изменяется общее фокусное расстояние, определяемое
мембраной и линзой, а следовательно, и сходимость (ширина изображения) светового пучка. Теперь
световые лучи встречаются на большем расстоянии от линзы, как показано пунктирными линиями на рис. 1; в
результате большая часть лучей, падающих на полосатую поверхность 6, проходит мимо краев.
По мере усиления изгиба мембраны и увеличения ширины изображения доля света, проходящего через
диафрагму 6, очевидно, возрастает. Концентрация световых лучей для освещения оптико-электрических
релейных устройств или для использования в связи со звуковой дорожкой для аудиофильмов и передачей
изображений по телеграфу может быть осуществлена с помощью хорошо известных вспомогательных
оптических средств. Для получения изображения, по сути являющегося точечной линзой, перед диафрагмой
размещается цилиндрическая линза - 6. Эта линза расположена таким образом, что её ось перпендикулярна
изображению нити накаливания и фокусирует его в точечное изображение.
Как показывает более внимательное рассмотрение, количество света, проходящего через диафрагму,
стремится к максимальному значению при значительном изменении ширины изображения, и этот предел
характеризуется очень малым процентом потерь из-за света, перехваченного диафрагмой. При значительном
увеличении ширины изображения поперечное сечение пучка в месте расположения диафрагмы быстро
становится настолько большим, что доля света, улавливаемая диафрагмой, становится практически
незначительной, и почти весь свет проходит мимо без уменьшения. Для многих специальных целей
асимптотическая характеристика этой кривой модуляции может быть выгодно использована.
Например, его можно использовать для компенсации квадратично возрастающих сил, возникающих при
изгибе мембраны и ее модуляции магнитными силами, или для предотвращения перегрузки мембраны.
Как правило, диафрагма и изображение нити накаливания регулируются относительно друг друга под углом
70°, так что при нормальном положении отражающей мембраны достигается средняя интенсивность света. В
данной конфигурации это условие может быть достигнуто, например, путем относительного приближения
диафрагмы 6 к отражающей мембране таким образом, чтобы в этой точке, когда отражающая мембрана
находится в нормальном положении, перехватывалась лишь примерно половина падающего светового луча
(см. луч, обозначенный пунктирными линиями на рис. 1). Вогнутый изгиб отражающей мембраны в сторону от
линзы приводит к сокращению фокусного расстояния и более сильной конвергенции светового луча в
положении диафрагмы, а следовательно, к увеличению потерь света, улавливаемого перехватывающей
диафрагмой, то есть к уменьшению яркости. С другой стороны, выпуклое отклонение отражающей мембраны
на 90 градусов приводит к расхождению светового луча, в результате чего уменьшается количество
перехваченного света и увеличивается яркость.
Преимущество метода согласно 95 настоящего изобретения заключается также в предотвращении
чрезмерной модуляции темного и светлого пятен. Темное пятно — это состояние, которое возникает, когда
размер изображения точно заполняет диафрагму 6 100 на рис. 1, т.е. когда свет не проходит за ее пределы, а
светлое пятно — это состояние, которое возникает, когда размер изображения точно заполняет щель в
диафрагме, так что максимальная яркость достигается за ее пределами. 105 Перемодуляция темного пятна
происходит, если угол сходящегося пучка увеличивается до такой степени, что точка схождения лучей не
лежит в плоскости экрана, а находится между экраном и линзой. На рисунке 1 перемодуляция светового пятна
невозможна, поскольку точка пересечения пучка с увеличением расходимости все дальше и дальше
смещается за пределы экрана, так что поперечное сечение в плоскости экрана становится все больше, и в то
же время часть, заслоненная экраном, составляет все меньшую долю от общего поперечного сечения.
Однако, согласно изобретению, чрезмерной модуляции темного пятна можно легко избежать. Способ
осуществления этого представлен на рисунках.
2
3
и 4. Усовершенствованная конструкция 125 достигается путем разрезания линзы по диаметру и разделения
двух ее половин, как показано на рис. 2. Или же можно использовать эквивалентный оптический метод:
например, вставку двух призм низкого качества (130 POOR QUALITY 357,191- 357,191) или двух наклонных
стеклянных пластин, либо шлифовку плоской поверхности линзы для получения небольшого отклоняющего
бипризматического эффекта. Вне зависимости от используемых средств образуются два противоположно
расходящихся пучка лучей 8 и 9, которые, когда отражающая мембрана находится в нормальном положении,
попадают прямо на края широкой диафрагмы и там перехватываются.
(См. рис. 2). Как и прежде, отклонения отражающей мембраны, приводящие к увеличению ширины
изображения, заставляют свет проходить вокруг краев диафрагмы (пунктирные лучи на рис. 3).
Напротив, когда изображение становится уже, как показано на рис. 4 (меньшее фокусное расстояние), лучи
полностью перехватываются, как показано на рис. 2.
Чувствительность представленной здесь схемы может быть значительно повышена за счет выбора гораздо
меньших по размеру нитей накаливания и диафрагм. Предположим, например, что и объектив, и мембрана
имеют апертуру d=20 мм, что фокусное расстояние объектива составляет 100 мм, и что нить накала и ее
диафрагма имеют ширину 0,1 мм. Как видно из диаграммы на рис. 6, если прогиб h мембраны в центре равен
1/1000 мм, то радиус кривизны R мембраны определяется соотношением h = (2R - Σ) = (d/2)² или R = 1,00/2 ×
0,001 = 50 000 мм. Известно, что фокусное расстояние такого зеркала равно R/2, следовательно, оно
составляет 25 000 мм. Если световые лучи, падающие с линзы на зеркальную мембрану, параллельны, они
фокусируются на результирующем фокусном расстоянии F комбинации линзы и зеркала, которое
рассчитывается из фокусного расстояния линзы F1 и фокусного расстояния зеркала Fm согласно известному
соотношению 1/F = 1/F1 + 1/m. Если зеркало плоское, то Fm бесконечно, следовательно, 1/Fm = 0, то есть F =
F1; или для линзы диаметром 20 мм и фокусным расстоянием 1 мм расстояние до изображения и общее
фокусное расстояние будут F = 100 мм. Если же зеркальная мембрана принимает фокусное расстояние Fm =
-25 000 мм, что, согласно приведенному выше расчету, является результатом выпуклого отклонения 1/1000
мм, то получаем 1/F = 1/100 - 1/25 000 = 249125 000 или F = 100,4 мм.
Это означает, что в данном случае расстояние до изображения увеличивается на 0,4 мм. Поскольку
соотношение апертур в приведенном выше примере составляет 1:5, такое увеличение смещения
изображения (0,4 мм) от исходного положения изображения (положения диафрагмы) приведет к тому, что
карандаш, первоначально имевший ширину около 0,1 мм, расширится до 0,18 мм.
в исходном положении изображения. Примерно половина поперечного сечения светового пучка теперь будет
перехвачена диафрагмой a шириной 0,1 мм. Таким образом, малейшее смещение мембраны приводит к
значительному увеличению процента отраженного света, проходящего мимо перехватывающей диафрагмы.
При большей ширине изображения и фокусном расстоянии, а также при использовании более тонких
источников света и диафрагм, чувствительность приближается к той, которая достигается при модуляции
света интерференционными методами.
Проведенные изобретателем испытания показали, что необходимые деформации мембраны могут быть
вызваны довольно малыми силами. В случае, когда отражающая мембрана управляется действием
электростатических сил, достаточно менее 1/15 от 80 потенциалов электростатического смещения и
приложенного потенциала, которые требуются для значительно более дорогостоящего элемента Керра.
Были выбраны подходящие мембраны, обладающие высокоотражающими металлическими поверхностями с
превосходной тонкостью, например, мембрана, впервые изготовленная изобретателем из подходящих
твердых светоизлучающих материалов, способных к высокой упругой деформации (малый модуль упругости)
и без остаточной деформации; кроме того, были изготовлены мембраны из органических и неорганических
материалов с отражающим покрытием, например, целлулоид, искусственная смола, резиноподобные
материалы, стекло, слюда и тонкие слои металлических, неорганических соединений, например, мембрана,
изготовленная путем окисления алюминия, с отражающим покрытием и т. д.
Еще одним преимуществом предлагаемого метода формирования изображения является возможность
использования светового луча с большей апертурой. Таким образом, это позволяет использовать
значительную часть света, даже при высокой чувствительности модуляции.
В рассмотренной до настоящего времени диафрагменной конструкции луч света падает на экранирующую
диафрагму, расположенную в точке наименьшего поперечного сечения светового луча (положение
изображения нити накаливания), если отражающая мембрана находится в нормальном состоянии
(неотклоненной форме). С другой стороны, свет может также проходить через небольшую щель (115).
Изменение ширины изображения приводит к изменению интенсивности света за его пределами. Здесь также
можно получить полностью темное положение, то есть положение, в котором размер изображения ровно 120
заполняет диафрагму, так что свет не проходит за ее пределы. Это можно сделать, как показано на рис. 1,
например, если использовать, как в данном изобретении, устройство для закрашивания середины светового
карандаша, который 125 модулируется лишь незначительно. С этой целью, например, на рисунке 1, пластина
11 может быть выполнена в виде мембранного зеркального экрана, который предотвращает прохождение
центральной части луча к экрану 13 6. Если в данной конфигурации расходимость луча настолько велика, что
две боковые части луча по обе стороны от центральной части, выходящие за пределы пластины 11,
полностью занимают экран 6, то получается полное темное пятно. С другой стороны, светлое пятно
образуется, если расходимость луча увеличивается до такой степени, что каждая из двух боковых частей луча
полностью проходит через отверстие в экране 6.
Другой вариант — сфокусировать в темном пятне две разделенные нити, одну с левой стороны (1B), а другую
с правой стороны щели в диафрагме, с помощью схемы, аналогичной той, что обсуждалась со ссылкой на рис.
2, 3 и 4. Очевидно, что для чувствительной модуляции света важны изменения наклона, которые различные
части поверхности отражающей мембраны создают друг с другом. Внешний край и центральная часть
мембраны совершенно неэффективны в модуляции света и поэтому не используются, поскольку они
недостаточно отклоняют свет от среднего положения. Наиболее важными частями мембраны являются те
части, которые подвергаются наибольшему отклонению от среднего положения. Если световой луч принимает
форму линии в точке наименьшего поперечного сечения и если используется аналогичная линейная
диафрагма, то для эффективной модуляции света действительно работают только боковые части
управляющей отражающей мембраны, расположенные поперечно лучу, проходящему через центр мембраны,
в то время как внешние части мембраны, выровненные по лучу, оказывают лишь незначительное влияние.
fii - схематическое изображение на рис. 5, на котором показана отражающая мембрана i - направление оси
линзы -, особенно эффективные части зеркала, обозначенные буквами r и 1.
Нить накаливания — это 2, а 6 — это диафрагма, на которую падает изображение. Отклонение светового
луча, вызванное движением краев o и u, приводит лишь к небольшим изменениям интенсивности света,
поскольку такие движения вызывают изменение только поперечного сечения луча в направлении длинной оси
изображения нити. Небольшая модуляция слабо сходящейся центральной части светового пучка с энергией 5
Дж оказывает мешающий эффект при использовании в сочетании с щелевой диафрагмой.
Более поздняя модификация аппарата была усовершенствована за счет использования этих неэффективных
частей отражающей мембраны для других целей, помимо отражения, например, в частности, для активации
мембраны, как описано ниже. На схематических рисунках 1-4 показан вспомогательный электрод 11r в виде
круглого диска из вертикальной металлической полосы, который расположен перед малоэффективными
отражающими частями (т. е. перед центром мембраны или перед всей вертикальной средней частью
мембраны). Эта точка 70 также параллельна поверхности мембраны и почернела со стороны, обращенной к
линзе. Аналогичный вспомогательный электрод 12 размещается за мембраной.
Если электроды 11 и 12 заряжены таким образом, что их потенциалы противоположны (например, +100 В и
-100 В соответственно), то их действия взаимодействуют, так что при воздействии на мембрану
положительных или отрицательных потенциалов в виде импульсов мембрана испытывает движение или
притяжение к одному из вспомогательных электродов, подобно хорошо известному случаю конденсаторного
телефона. Двухэлектродная схема, показанная на эскизах 1–4, обеспечивает линейную зависимость между
управляющим потенциалом и движением мембраны, а также очень высокую чувствительность. Следует также
отметить, что с помощью существующих методов 9Q можно получить значительную чувствительность,
используя всего один вспомогательный электрод: в частности, если между мембраной и вспомогательным
электродом приложить довольно большой смещающий электростатический потенциал, который изменяется
модулирующим потенциалом. В этом случае изгиб мембраны и модуляция, как известно, увеличиваются в
большей степени, чем модулирующий потенциал.
Эта характеристика может быть использована с выгодой различными способами, например, в случае ячеек из
оксисульфида селена и таллия, используемых в качестве световых реле для компенсации того факта, что
кривая светового тока увеличивается медленнее, чем возрастает интенсивность возбуждающего света.
Вместо электростатического управления, как, например, в конденсаторном телефоне, мембрана может также
управляться магнитными или электромагнитными силами, а также механическими или акустическими
средствами различного рода. Эти управляющие устройства, например, управляющие магниты или катушки,
разумеется, будут размещены перед менее полезными частями мембраны. Акустический контроль движения
можно с успехом обеспечить, например, разместив на небольшом расстоянии перед или за мембраной
телефонную диафрагму. Например, устройство 12G может разместить магнитно-управляемую телефонную
мембрану в пространстве непосредственно за отражающей мембраной таким образом, что пространство
между двумя мембранами полностью или почти полностью закрыто. - Вибрации телефонной мембраны,
вызванные голосовыми токами (т.е., для целей фототелефонии), воздействуют на воздушную подушку и
помогают передавать эти вибрации на мембрану, и этот отраженный свет затем может быть использован в
связи с управляющим или компенсирующим оборудованием.
Например, на рис. 1 зеркало может быть расположено между мембраной 4 и линзой 3 под углом 70°, так что
оно не позволяет центральной части луча, идущего от источника света 2, проходить к зеркальной мембране 4,
а отклоняет его вбок, например, влево. Этот отклоненный вбок луч может быть направлен в фотоэлемент, ток
в котором затем изменяется в соответствии с изменениями отклоненного луча, и это, например, может быть
использовано для компенсации 80 вредных изменений в источнике света 2 путем воздействия на его
сопротивление посредством управляющего резистора.
Это также может служить для управления оптимальной настройкой источника света, мембраны и диафрагмы,
поскольку эта оптимальная настройка характеризуется определенным значением тока, которое необходимо
установить и поддерживать.
Вместо фотоэлемента могут быть предусмотрены другие 90 устройств, подверженных влиянию света, для
использования отклоненной части луча в целях компенсации или управления, указанных выше, или для
других подобных целей. 95 В описанной конструкции лучи, падающие на отражающую мембрану, а затем
отражающиеся от нее, проходят через ту же линзу. Однако, при большом угле падения, существует
возможность использования отдельных оптических систем для падающих и отраженных лучей. Если угол
падения сделать очень большим, чувствительность модуляции может значительно возрасти. 105 Вместо
схематически представленной простой линзы могут использоваться объективы со специальными
коррекциями, особенно для систем, использующих источники света высокой интенсивности (например,
телескопы, микроскопы и кинообъективы). Кроме того, согласно хорошо известным законам оптики, для
формирования изображения вместо линзы можно использовать вогнутое зеркало. Если оптическая система
полностью состоит из 115 зеркал, то достигается гораздо более высокая чувствительность к темноте, чем при
использовании линз, благодаря отсутствию хроматической аберрации в зеркальном изображении.
Для достижения высокой чувствительности модуляции и идеального перехвата света в темноте необходимы
очень узкие и чрезвычайно точные диафрагмы и фокусные расстояния. Даже небольшие остаточные дефекты
в рекомбинации рассеянных лучей вызывают значительные помехи, поскольку они проходят мимо краев
диафрагмы, когда изображение фокусируется на диафрагме, и препятствуют идеальному темному
положению. 130 отражающая мембрана. Таким образом получается модулированный свет,
пропорциональный исходному звуковому току и частоте звука. В отличие от конструкции ячейки Керра для
модуляции света, эта конструкция (особенно ценная для военных целей) имеет то преимущество, что
сочетание такой отражающей мембраны с простым телефоном не требует высоких вспомогательных
потенциалов. Кроме того, важно отметить возможность регулировки воздушной подушки между двумя
мембранами таким образом, чтобы движение воздуха передавало возмущения, вызванные низкими
частотами, менее эффективно, чем возмущения, вызванные высокими частотами, что обеспечивает
возможность компенсации возмущений, вызванных инфракрасными приемниками, например, селеновыми
элементами, элементами на основе оксисульфида таллия и различными типами болометрических устройств.
Очевидно, что компенсация искажений частот может быть также реализована путем создания такого
натяжения телефонной мембраны и отражающей мембраны, при котором они становятся менее
чувствительными к низким частотам, чем к более высоким, в результате чего достигается компенсирующая
зависимость частоты для мембран. (Можно также упомянуть возможность размещения перед и за
отражающей мембраной двух телефонных мембран, работающих в противоположных направлениях, или
аналогичной схемы). - Путем передачи -им.
Сжатие частоты с помощью воздушной подушки или эквивалентного упругого газа или жидкости обеспечивало
важную безопасность в работе, поскольку значительные изменения формы телефонной мембраны не могли
вызвать немедленную перегрузку отражающей мембраны.
Кроме того, исследования, проведенные изобретателем в области звука, показали, что световой модуль...
С помощью тонкой отражающей мембраны можно сделать модулирующее воздействие настолько
чувствительным, что звуки, исполняемые в помещении, вызывают значительные модуляционные эффекты.
Таким образом, данная конструкция может с успехом использоваться в качестве прямого
акустико-оптического микрофона (например) для записи звуковых дорожек.
На иллюстрациях, показанных на рис. 1–4, те участки света, которые попадают на части диафрагмы,
наименее эффективные в создании модуляции, уничтожаются путем размещения средств управления перед
частями диафрагмы или иным подходящим способом, но тот же результат может быть достигнут путем
затемнения частей.
Дополнительная идея изобретателя заключается в том, что эти слегка модулированные участки светового
луча могут быть отражены в сторону путем размещения зеркала под углом между объективом и отражающей
поверхностью. 357,191 Типичные примеры устройств, иллюстрирующих проекцию с помощью вогнутых
зеркал, приведены на рис. 7, 8 и 9. В связи с вышеизложенным, только рис.
-5 7 необходимо объяснить на данный момент. На рис. 7 -32 обозначает вогнутое зеркало, используемое
вместо линзы для формирования изображения, 31 — плоскую отражающую мембрану, 33 — щель,
освещаемую отражающей призмой, и 34 — диафрагму, на которую проецируется изображение щели 33. Свет,
который в результате модуляции проходит через диафрагму 34 в результате расширения изображения,
отражается вправо второй отражающей призмой, расположенной позади диафрагмы. Щель 33, служащая
источником света, и диафрагма 34 расположены приблизительно в главном фокусе выступающего вогнутого
зеркала, так что лучи, падающие на мембрану 31, параллельны, как это было в случае с проекционной
системой линзы, представленной на рис. 1-4. Кроме того, для этой цели целесообразно располагать щель и
диафрагму таким образом, чтобы их продольные оси лежали на одной прямой, поскольку в этом случае
сферическая аберрация вогнутого зеркала будет наименее мешающей.
Для дальнейшего упрощения принципов работы можно использовать саму отражающую мембрану для
получения изображения.
Таким образом, мембрану можно сформировать в качестве отражателя, формирующего изображение, путем
более сильного изгиба, чтобы получить поверхность с более крутым изгибом, чем у мембран, показанных на
чертежах и рассмотренных в предыдущем описании.
В предыдущем наглядном примере источник света имел форму линейной нити накаливания. Суммарное
световое излучение такой нити накаливания, естественно, ограничено и недостаточно для более
интенсивного освещения и модуляции, необходимых, например, в технологии кинопроизводства, модуляции
света, проекционного телевидения и релейных систем управления цепями с высокими токами. Принцип
настоящего изобретения может быть с особым преимуществом использован также с более мощными
источниками света (в виде ламп накаливания высокой мощности, газоразрядных ламп и т. д.), которые
необходимы для получения требуемой яркости для вышеупомянутых целей. Этого можно добиться путем
тонкого разделения источника света и использования диафрагм, разделенных таким образом, чтобы они
соответствовали изображению разделенного источника света.
Способы достижения этой цели показаны на нескольких примерах, приведенных ниже.
Для получения источника света или изображения с высокой степенью разделения на составляющие можно,
например, разместить множество нитей накаливания рядом друг с другом в различных комбинациях,
например, в виде проволочной сетки, через которую протекает тепловой поток во всех направлениях.
Существует еще одна возможность разложения света, исходящего от источника, на дискретные части путем
формирования изображений, например, с помощью реплики дифракционной решетки, 70 линз, снабженных
решетками, а также явлений интерференции или преломления.
Получить источник света с мелким разделением особенно легко, формируя изображение источника света
(например, дуговой лампы или решетчатого источника света) на прозрачной или отражательной решетке, как
показано на прилагаемых пояснительных рисунках 10, 11, 12, 13, 14.
Как схематически показано на рис. 10 80, освещенную поверхность, состоящую из ярких линий света,
расположенных очень близко друг к другу, можно получить, например, с помощью фотопечатной линейной
решетки.
Увеличенная и лишь частично нарисованная решетка 85, непрозрачные линии которой обозначены цифрами
41, 43, 45, 47, 49, 51 и 53, расположена перпендикулярно и симметрично оси линзы 55, 54 (и плоскости листа)
и проходит через фокусную точку 90 линзы, т.е. фокусную точку комбинации линзы и отражающей мембраны,
не показанной на рис. 10. Изображение проекционной лампы, например, накаленного электрода
вольфрамовой дуговой лампы или подобного устройства, проецируется на правую половину линейной
решетки справа с помощью отражающей призмы 39.
Ряд световых пучков направляется к объективу и мембране в направлении 100-кратной мембраны в качестве
вторичных источников света через отверстия дифракционной решетки. Этот ряд световых лучей в
совокупности действует как источник света, состоящий из тонких, прямолинейных нитей. После отражения от
отражающей мембраны из каждой яркой линии вторичного источника света формируется яркое линейное
изображение (105), как в случае одиночного светового луча на рис. 1-4. Если отражающая мембрана
(например, плоская) перпендикулярна оси линзы под углом 110°, и решетка расположена таким образом (см.
рис. 10), что она пересекается осью линзы 55, 54 непосредственно на границе между прозрачной и
непрозрачной линиями решетки, то пропускание 115°.
Линия 46 правой стороны решетки проецируется на непрозрачную линию 47, линия 48 — на линию 45, линия
50 — на линию 43 и так далее.
Однако это означает, что при таком слегка несимметричном положении решетки все 12 (1) световых пучков,
исходящих от прозрачных линий правой стороны решетки, полностью перехватываются непрозрачными
линиями левой стороны решетки после отражения от мембраны; именно это произошло в случае с одиночным
источником света, представленным на рис. 1.
Однако, если произойдет смещение отражающей мембраны, смещения в почти плоском модулирующем
зеркале 130 i ПЛОХОЕ КАЧЕСТВО 357,-191, освещенная решетка 63 и изображение решетки 65 вместе с
диафрагмой решетки 66 будут приблизительно находиться в середине вогнутого зеркала 61, изображение 70
будет очень точным; поскольку сферическое зеркало формирует изображение в середине без аберраций (т.е.
без комы), как это хорошо известно. В результате, благодаря отсутствию хроматической аберрации у такого
простого сферического вогнутого зеркала, можно получить гораздо более точное изображение и положение
темных участков, чем даже с более дорогостоящим ахроматическим объективом. Аналогичные преимущества
в проекции могут быть получены путем формирования изображения, имеющего тот же размер, что и объект,
если отклоняющее направляющее зеркало сочетается с проекционным вогнутым зеркалом или если
изображение формируется исключительно вогнутым зеркалом, которое действует как модулирующая
отражающая мембрана.
Процесс модуляции света в остальном аналогичен тому, что описан в приведенных выше примерах
освещенной решетки. Для наглядности на фиг. 8 и 9 показана легкая линия карандаша, обозначающая одну
прозрачную линию 67 решетки зеркальной схемы. Траектория движения светового карандаша обозначена
стрелками. Возвращающиеся лучи света сходятся на непрозрачной линии 68 дифракционной диафрагмы 66.
Изгибы или колебания модулирующей мембраны 62 вызывают изменения в сходимости отраженного луча 100
с соответствующими смещениями изображения решетки относительно диафрагмы 68 и, следовательно,
приводят к тому, что больше или меньше света проходит вокруг линии пересечения 68 решетки. Вместо
показанной здесь решетки 105, линии которой перпендикулярны плоскости чертежа, можно с успехом
использовать решетку, перпендикулярную оптической оси, в этом случае линии решетки будут параллельны
плоскости чертежа 110.
На рис. 8 вогнутое зеркало 61 и модулирующее зеркало 62 симметрично расположены друг напротив друга. В
вогнутом зеркале 61 имеется отверстие, соответствующим образом просверленное в центре 115;
центральная часть направляющей мембраны, которая не очень активна для целей модуляции, закрыта
диафрагмой 69 (как показано на рис. 2-4), которая может быть снова использована в качестве управляющего
электрода и т. д.
На рис. 9 траектория лучей проходит мимо края вогнутого зеркала 61. Модулирующее зеркало 62 наклонено
таким образом, что радиальные пучки лучей падают на вогнутое зеркало 61 под углом 125°, как показано на
рис. 8. Таким образом, обеспечивается и формирование изображения средней точки без аберраций, то есть
без комы. Наклонное положение модулирующего зеркала 62 приводит к увеличению ширины изображения на
130 градусов, а расширение изображения происходит в месте пересечения линий решетки 43, 45 и 47 для
каждого пучка света, точно так же, как и в случае одиночного светового пучка на рис. 1. Следовательно,
происходит боковое прохождение света мимо непрозрачных линий через прозрачные линии 40, 42 и 44 в
область позади, при этом количество проходящего света зависит от степени смещения мембраны.
Если вышеуказанная линейная решетка смещена таким образом, что оптическая ось 54, 55 проходит через
непрозрачную линию решетки (или прозрачную линию), как показано на рис. 11, то передающие линии 46, 48 и
50 правой стороны решетки будут формироваться в виде изображений на линиях 40, 42 и 44 правой стороны
решетки. Таким образом, мы имеем дело с многощелевой диафрагмой, которая производит модуляцию света
в направлении уменьшения яркости при смещении мембраны и изменении ширины изображения.
Подобную боковую корректировку изображения, аналогичную той, которая происходит при смещении
дифракционной решетки, можно получить, наклонив мембрану к оси линзы.
При освещении решетки на рис. 10 и 11 в качестве источников света используются прозрачные линии по всей
длине справа, а в качестве диафрагмы — непрозрачные линии по всей длине слева.
(Сравните рис. 12, на котором изображена решетка, видимая сзади в направлении оптической оси 55, 54).
Схемы освещения, подобные показанной на рис., во многих отношениях являются выгодными.
13 при этом половина каждой прозрачной линии освещается через отражающую призму 39. Вторая половина
затем служит в качестве диафрагм изображения. Благодаря такой конструкции можно легко получить либо
темное положение, как показано на рис. 13, либо светлое положение, как показано на рис. 14, путем
соответствующего смещения решетки в сторону оптической оси, что обозначено на рис. знаком X.
Особенно простой, дешевый и в то же время чрезвычайно точный способ формирования изображения
освещенной решетки и устройства для модуляции света может быть получен следующим образом: простое
сферическое вогнутое зеркало 61 и подвижная зеркальная поверхность (например, отражающая мембрана
62) могут быть объединены, как показано на рис. 8 и 9. Источник света, на который проецируется
изображение, например, дифракционная решетка 63, освещаемая с помощью отражающей призмы 64,
расположен таким образом, что изображение, приблизительно того же размера, что и объект дифракционной
решетки 63, проецируется на соответствующую дифракционную решетку 66, расположенную рядом.
Поскольку в случае 357,191 дополнительное преимущество, независимо от отсутствия необходимости
сверлить зеркало и ограничения количества падающего света, заключается в том, что в случае крайне
наклонного падения изгиб зеркальной поверхности 62 приводит к существенно большим смещениям ширины
изображения и, следовательно, к повышенной чувствительности при модуляции, чем в случае нормального
падения.
(Здесь применяются соотношения, аналогичные методу определения плоскостности поверхности с помощью
спектрометра, работающего по принципу скользящего падения).
Для защиты зеркала от потерь эффективности отражения (уменьшения коэффициента отражения) оно
заключено в корпус, который закрывается регулируемыми дифракционными пластинами 69, 66. Благодаря
этой процедуре одновременно появляется возможность гашения колебаний модулирующего зеркала путем
изменения внутреннего давления газа.
Вместо зеркала с плоской поверхностью можно использовать зеркала, отражающая поверхность которых
находится на обратной стороне и которые имеют подходящую форму, например, вогнутое зеркало 61,
посеребренное с обратной стороны, передняя и задняя стороны которого образованы концентрическими
сферическими оболочками.
В данном случае падающие лучи являются радиальными.
3
-
Соседние файлы в папке патенты