192125. lajstromszámú szabadalom • Képalkotó tömb terek központelvű leképezésére és visszaadására
1 2 A találmány tárgya terek központéivá' leképzésére és képszetü visszaadására alkalmas képalkotó tömb. Terek központelvű leképzése alatt azt a folyamatot értjük, amikor a szemlélő a látványt leíró polárkoordinúta rendszer központjában, és nem annak szélén (penféiiaján) foglal helyet, vagyis amikor a nyert kép a horizonttól 3őU° hosszúságban és a rendszer által meghatározott térszögű szélességben ábrázolja az első megközelítésben hengerszintmetikusnak tekinthető tértészt. A központéi vő leképzés példaképeként említhető meg egy periszkóp forgatásával készült fényképsorozat, s perifériás leképzésére pedig az álló fényképezés, beleértve a halszemlenesek alkalmazását is. Az első olyan központelvű leképzési rendszer, amely nem kívántja meg a képalkotó elemek forgatását vagy több képalkotó rendszer egyidejű használatát, azaz az első, elfogadható képminőségei adó, forgatás nélküli központelvű leképző elem a 225,398 sz. angol szabadalmi leírásban ismertetett csillagászati célokra szolgáló előtét objektív volt, amely 360° hoszszúság mellett 150° szélességben adott központelvű képet. E szabadalomban ismertetett megoldást fejlesztették tovább az. 19350ben közzétett 620.538 sz., majd az 1939-ben közzétett 672.393 sz. német, illetve az 1957-ben megjelent 143.538 sz. és az 1964- ben közzétett 152.163 sz. magyar szabadalmi leírások. Tudomásunk szerint jelenleg a legkorszerűbbnek tekinthető központelvű leképzési rendszer az USA-beli Space Optics Research Laboratories ún. Gyűrűs kameralencséje. Az eddig ismeretes, tükröző és törő felületek kombinációjából alkotott rendszereknek, amelyek közponíelvü leképzést tesznek lehetővé, hiányosságuk, hogy vagy túl bonyolultak és ezért igen költségesek, vagy rendszerint már szerkesztési elveikből adódóan nehezen korrigálható képalkotási tubákkal rendelkeznek. Jelen találmány tárgyát képező képalkotó tömbnél a fenti problémák nemcsak kisebb mértékben jelentkeznek, hanem e képalkotó rendszer nemcsak az elektromágneses spektrum majd egész tartományában, hanem az akusztikai (ultrahang) tartományban is használható képakotásra, amit részben azáltal ér el, hogy az aszférikus felületek kialakításánál és alakjainak meghatározásánál figyelembe veszi, hogy a jelmintát hordozó hullám terjedési sebessége a képalkotó tömbben vagy azon kívül nagyobb-e, továbbá, hogy egy adott központelvű képalkota'ssal milyen képminőségi engedmények tehetők. A találmánnyal célunk, hogy az ismert képalkotó rendszerek felsorolt hiányosságait kiküszöböljük, és megoldásunk legyen alkalmas a képalkotásra akusztika1' célszerűen ultrahang tartományban is. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy egy képalkotó tömb képalkotási hibái megszüntethetek, illetve csökkenthetők, valamint szélesebb hullámtartományban használható, ha optikailag hatékony aszférikus, illetve szférikus felületek kialakításánál és alakjának meghatározásánál figyelembe vesszük, hogy a jelmintát hordozó hullám terjedési sebessége a képalkotó tömbben vagy a tömbön kívül nagyobb, illetve, ha figyelembe vesszük, az egy adott központelvű képalkotásnál tehető képminőségi engedményeket. A találmánnyal megoldandó feladatot olyan terek központelvű leképzéséie ét visszaadására alkalmas képalkotó tömbbel valósítottuk meg, amely legalább négy. hullámterjedést befolyásoló felülettel rendelkezik, amelyek a tömb kórszimmetriatengelye körüli megközelítőleg hengerszimmetiikus térrészről gyűrűalakú képet létrehozó, egyenlő számú tükröző felületként és törőfelilletként vannak kialakítva. Ezt a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy a tükröző felületek és a törőfeluletek x = y2 /4f matematikai függvénnyel leírható aszferikus felületek, ahol, x : a tükröző felületek talppontjaitól mért távolság , y : a felületi pontok körkörös szimmetriatengelytől mért távolsága, és f :a tükröző felületek fókusztávolsága Ennek a megoldásnak előnye, hogy hibamentes képalkotást biztosít. Az ismert képalkotó tömböt továbbá úgy fejlesztettük, hogy a tükröződő felületek és a törőfelületek r = 2 3 J Toy4 „„ / k A görbületi sugarú felületek, J max ahol r : a felületek görbületi sugara, ymax;a tükröző felület faiátmérője, k : a képalkotó tömb anyagától függő és kísérleti úton meghatározható állandó, A: az ideális aszférikus felülettől való, az adóit képalkotási feladat által még megengedhető eltérés. A képlakotás minősége így kialakított felületek esetén még kielégítő az adott feladat függvényében, és a képalkotó tömb lényegesen egyszerűbben és olcsóbban gyártható. Előnyös, ha a törőfelületek görbületi sugarának értéke a velük szemben elhelyezkedő tükröző felületek görbrileti sugarának értékével egyenlő. További kiviteli alak értelmében előnyös, ha a képalkotó tömb törőfelületei a hullámterjedési viszonyoktól függően doborúak, illetve homorúak. Utóbbi esetben a képalkotó tömb akusztikai tartományban is használható. Elméletileg a képalkotó tömbnek mind a törő, mind a visszaverő felületei lehetnek sík, domború vagy homorú felületek, ami azt jelenti, hogy például két törő és két visszaverő felülettel számolva a lehetséges tömbalakok száma a három elemből alkotható 4. osztályú ismétléses variációk számával, azaz 81-gyei egyenlő. (Ez azonban nem jelenti azt, hogy e tömbalakok mindegyike alkalmas a tér központelvűleképzésére,) A találmányt az alábbiakban a rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a találmány szerinti képalkotó tömb néhány példaként! kiviteli alakja látható. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti képalkotó tömb egy lehetséges kiviteli alakjának aszférikus felületeit leíró függvényeket értelmezi, a 2. ábra egy további lehetséges kiviteli alak metszete abban az esetben, ha a képalkotó tömbben a jelmintát hordozó hullám terjedési sebessége kisebb, mint tömbön kívül, a 3. ábrán további kiviteli alak metszete látható, ha a jelmintát hordozó hullám terjedési sebessége a képalkotó tömbben nagyobb, mint a tömbön kívül, és a 4. ábrán videokamerával Összekapcsolt találmány 192.125 5 10 15 20 25 30 35 4C 45 50 55 60
