CS216262B1

CS216262B1 - Appliance made from optical elements for the trick colouring the taken picture by the polarization interference

Info

Publication number: CS216262B1
Application number: CS958579A
Authority: CS
Inventors: Jan Brousek
Original assignee: Jan Brousek
Priority date: 1979-12-29
Filing date: 1979-12-29
Publication date: 1982-10-29

Description

(54) Zariadenie vytvořené z optických prvkov na trikové sfarbenie snímaného obrazu polarizačnou interferenciou(54) Device made of optical elements for trickling a scanned image with polarization interference

Vynález sa týká zariadenia vytvořeného z optických prvkov na trikové snímáme a sfarbenie záberov s měnitelnými a sfarbujúoimi alebo farebnými účinkami polarizačnej interferencie pri snímaní obrazu kamerou.The invention relates to a device made of optical elements for trick-scan and coloring images with variable and coloring or coloring effects of polarizing interference in the image acquisition by a camera.

Na vytváranie trikov a sfarbenie záběru pri farebnom snímaní obrazu fotografickou, filmovacou alebo televíznou kamerou sa doteraz používajú predsádkové optické prvky rožne sfarbené. Optické trikové prvky majú zobrazovaciu plochu prizmatickú, mikroprizmatickú, tiež kombinovanú so sférickou alebo čisto sférickú, iné sú zložené z polopriepustných platní priestorovo rozdielne podkládaných. ích zaíarheníe je. konstantně a vytvořené farebné efekty na snímanom obraze sú celkom závislé na tomto farebnom rozložení. Optický chromaticko polarizačný filter, ktorý sa skládá z opticky anizotropnej vrstvy a polarizačného analyzátora filtruje selektívne biele lineárně polarizované světlo do niektorej interferenčnej farby podía vlnovej dlžky anizotropnej vrstvy a polohy analyzátora voči polarizačnej rovině prechádzajúceho světla. Pri snímaní obrazu tá časť motivu, na ktorej sa vyskytne lineáme polarizované světlo účinkom chromaticko polarizačného filtra je zčásti alebo celkom sfarbená, pričom ostatná časť motivu je farebne neovplyvnená. Takýmto chromaticko polarizačným filtrem sa dá pri snímaní lineárně polarizovaného světla v jednej polarizačnej rovině odfiltrovat do lubovolnej, súčasne však len do jednej farby. Tak iisto, pri použití chromaticko polarizačného filtra s polarizátorom, celý snímaný obraz sa zafarbí do jednej farby.Forming tricks and color shots in color imaging with a photographic, film or television camera, hinged optical elements that have been colored in color have hitherto been used. The optical trick elements have a display surface prismatic, microprismatic, also combined with spherical or purely spherical, others being composed of semi-permeable plates spatially differently supported. of the enlightenment is. constantly and the color effects produced on the scanned image are quite dependent on this color distribution. An optical chromatic-polarizing filter consisting of an optically anisotropic layer and a polarizing analyzer filters selectively white linearly polarized light into an interference color according to the wavelength of the anisotropic layer and the position of the analyzer relative to the polarization plane of the transmitted light. When capturing an image, the part of the motif on which linear polarized light occurs due to the chromatic-polarizing filter is partially or completely colored, while the other part of the motif is not affected in color. With such a chromatic-polarizing filter, it is possible to filter into any, but only one, color at the same time when sensing linearly polarized light in one polarization plane. Also, when using a chromatic-polarizing filter with a polarizer, the entire scanned image is colored in one color.

Uvedené nedostatky odstraňuje zariadenie podl’a vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že medzi snímaný objekt a objektiv kamery je paralelné uložená najmenej jedna opticky aktívna vrstva, ďalej optický zobrazovací prvok a analyzátor. Optický zobrazovací prvok na vytváranie trikov móže byť zhotovený z opticky aktívnej látky s optickou anizotropnou vlastnosťou a medzi snímaným objéktom a opticky aktívnou vrstvou móže byť umiestnený polarizátor.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the device according to the invention, which consists in that at least one optically active layer, an optical display element and an analyzer are arranged in parallel between the object and the camera lens. The optical trick display element may be made of an optically active substance with optical anisotropic property, and a polarizer may be positioned between the object to be sensed and the optically active layer.

Pokrok zariadenia podía vynálezu je predovšetkým v tom, že vytvára v jednej rovině lineárně polarizovaného světla súčasne viac než jednu farlbu, připadne aj celé farebné spektrum pri trikovom stvárnení snímaného obrazu. Umožňuje robiť dva rozdielne spósoby farebných efektov, a to pri použití optickej sústavy bez polarizátora sa sfarbujú len tie časti snímaného obrazu, ktoré odrazom světlo lineárně polarizujú alebo toto světlo sa umělo polarizuje alebo s použitím polarizátora, kedy sa sfambuje róznymi farbami celý motiv. Pri vytvárani farebných efektov pri snímaní obrazu sa farby aj kombinácie farieb dajú plynule a jednoducho otáčaním polarizátora alebo analyzátora nastaviť vo všetkých tónoch farby a počas snímania filmovacou alebo televíznou kamerou sa farba alebo zoskupenie farieb dajú plynule meniť, v určitých případech vysadit a opat nasadit bez prerušenia snímania. Dá sa meniť tak tón ako aj sytost farby. Zariadenie sa tiež dá použiť len k trikovým záberom bez vytvárania farebných efektov nastavením polarizátora do neutrálnej polohy, kedy sa optická aktivita neuplatňuje. Pri použití optického zobrazovacieho prvku vo formě viacnásobného prizmatu, kedy sa jeden objekt v zábere zobrazí nielen v centre, ale aj viackrát na periférii obrazu v odlišných fanbádh od centrálneho, farby týchto perifémyoh olbjektov sa budú automaticky meniť pri otáčaní prizmatu, pričom farba centrálně zobrazeného objektu sa nemení. Rózne kombinácie poloh opticky aktívnych vrstiev ako aj rózne tvary optického zobrazovacieho prvku dávajú aj možnosť rozsiahlej subjektívnej kreativity pri tvorbě farebných trikových efektov.In particular, the advancement of the device according to the invention is that in a plane of linearly polarized light it produces at the same time more than one color, or the entire color spectrum, if any, in a trick-shaped representation of the scanned image. It makes it possible to do two different ways of color effects, when using an optical system without a polarizer, only those parts of the scanned image are colored that reflect the light linearly by reflection, or artificially polarized the light, or using a polarizer where the whole motif is collected. When creating color effects when capturing images, colors and color combinations can be adjusted smoothly and easily by rotating the polarizer or analyzer in all color tones, and can be changed continuously, discontinued and fitted without interruption during film or TV camera shooting. shooting. You can change both tone and saturation. The device can also be used only for trick shots without producing color effects by setting the polarizer to a neutral position where optical activity is not applied. When using an optical display element in the form of multiple prisms, where one object in the image is displayed not only in the center, but also multiple times on the periphery of the image in different fanbades from the central, these peripheral objects will automatically change when the prism is rotated. does not change. The different combinations of positions of the optically active layers as well as the different shapes of the optical display element also give the possibility of extensive subjective creativity in producing color trick effects.

Sústava optických prvkov podía vynálezu je schematicky znázorněná na pripojenom výkrese a skládá sa z polarizátora 1, opticky aktívnej vrstvy 2, optického zobrazovacieho prvku 3 a analyzátora 4.The set of optical elements according to the invention is schematically shown in the attached drawing and consists of a polarizer 1, an optically active layer 2, an optical display element 3 and an analyzer 4.

Cinnosť zariadenia podía vynálezu je nasledujúca: Niektoré polymérne látky najmá podía spósobu ich spracovania sú opticky aktivně a vhodné na výrobu opticky čistých prvkov. Stáčajú lineárně polarizované světlo a v dósledku dvojlomu, fázového posunu interferenciou vytvárajú rotačnou disperziou jednotlivé farby bieleho světla. Tón interferenčnej farby závisí na vlnovej dížke a táto aj na hrúbke opticky aktívnej vrstvy. Světlo, ktoré dopadá kolmo na opticky aktívnu vrstvu, prechádza ňou kratšou dráhou ako světlo, ktoré dopadá pod iným uhlom, a preto interferenčně farby budú rozdielne. Optické prvky, ktoré sú sférické, alebo tie, ktoré majú rovné plochy, ale s rozdielnym uhlom sklonu k polarizačnej rovině prechádzajúceho světla, budú mať rozdielne podmienky na vytváranie interferenčných farieb.The operation of the device according to the invention is as follows: Some polymeric substances, in particular according to their processing, are optically active and suitable for the production of optically pure elements. They rotate linearly polarized light and, due to birefringence, phase shift by interference, produce individual colors of white light by rotary dispersion. The tone of the interference color depends on the wavelength and this also on the thickness of the optically active layer. Light that falls perpendicular to the optically active layer passes through it in a shorter path than light that falls at a different angle, and therefore the interference colors will be different. Optical elements that are spherical or have flat surfaces but with a different inclination angle to the polarization plane of the transmitted light will have different conditions for producing interference colors.

Biele světlo pri přechode cez polarizátor 1 sa lineárně polarizuje a na opticky aktívnej vrstvě 2 dochádza k polarizačnej disperzii světla na dve komplementárně farebné zložky podía vlnovej dlžky tejto vrstvy a až polarizačným analyzátor om 4 sa jedna farebná zložka odfiltruje a z bieleho světla ostává len jedna jeho farebná zložka. Polarizačnou disperziou sa biele světlo rozkládá do dvoch komplementárnych farieb, pričom každá farebná zložka má inú polarizačnú rovinu, ak světlo je súbežné s optickou osou sústavy. Pri sklone světla od optickej osi dochádza k odlišnej disperzii a v jednej polarizačnej rovině móže byť aj viac farebných zložiek aj celé farebné spektrum. Velkosť uhlu sklonu světla, kedy začne dochádzať k odlišnej disperzii, je rózny a závisí na kryštalickej štruktúre opticky .aktívnej vrstvy 2 a na spósobe uloženia dalších jej vrstiev navzájom. Biele světlo so sklonom sa rozkládá nezávisle na rozklade súosého světla a vznikajú v dósledku róznej disperzie světla v jednej polarizačnej rovině odlišné farby, celé spektrum připadne niekol’ko rádov spektier. Ak je opticky aktívna vrstva 2 jednoduchá, vzniká v dósledku jednej disperzie jedna farba, v dósledku druhej iná farba. Vzájomným natočením viacerých opticky aktívnych vrstiev 2 podía róznych pravidiel vznikajú aj rózne kombinácie priebehu farieb alebo všetky farby spektra v poradí pravotočivého alebo lavotočivého směru.The white light in the polarizer 1 is linearly polarized and on the optically active layer 2 there is a polarizing dispersion of light into two complementary color components according to the wavelength of this layer and only one color component is filtered off by the polarizing analyzer 4. component. By the polarization dispersion, white light decomposes into two complementary colors, each color component having a different polarization plane if the light is parallel to the optical axis of the system. When the light is inclined from the optical axis, there is a different dispersion and in one polarization plane there can be more color components and the whole color spectrum. The magnitude of the angle of inclination of the light at which the dispersion begins to differ is diverse and depends on the crystalline structure of the optically active layer 2 and on the manner in which the other layers of it are deposited with each other. White light with an inclination decomposes independently of the decomposition of the coaxial light and arises as a result of the diverse dispersion of light in a single polarizing plane of a different color, the whole spectrum or several order of spectra. If the optically active layer 2 is simple, one color develops as a result of one dispersion and another color as a result of the other. By rotating a plurality of optically active layers 2 according to different rules, different combinations of the color sequence or all the colors of the spectrum in the order of right-hand or left-hand direction are also produced.

Světlo, ktoré prechádza súbežne s optickou osou sústavy sa rozkládá rovnako výše uvedenou dvojitou disperziou s rovnakým výsledkem, ak sa časť súosého světla odkloní optickým zobrazovacím prvkom 3 kolineárnym alebo nekoliněárnym od optickej osi. Pri přechode súosého světla cez optický zobrazovací prvok 3 v tvare hranolu v mieste jeho plochy kolmej’ na optickú os sa směr světla nemení a za analyzátorom 4 sa prejaví osová disperzia, tá časť súosého světla, ktorá prechádza cez hranol v mieste jeho plochy sa sklonom na optickú os, nastáva lom, světlo mění svoj směr a za analyzátorom 4 sa prejaví sklonová disperzia. Optický zobrazovací prvok 3 móže mať dielčie plochy v róznych sklonech, potom farba světla za analyzátorem 4 bude po lome v róznych uhloch tiež rózna, odpovedajúca farbe určitého uhlu sklonovej disperzie. Sféricky optický zobrazovací prvok 3 móže pri nezmenenej polohe analyzátora 4 vytvoriť celé spektrum světla, pri kolineárnom zobrazení líneárne, pri nekolineárnom nelineárně rozložené. Farba světla vytvořená pri sklonovej disperzii závisí nie3 len na vlastnostiach opticky aktívnej vrstvy 2 a na polohe analyzátora 4, ale aj na natočení optického zobrazovacieho prvku 3 pokiaT nie je symetricky sférický.The light that passes parallel to the optical axis of the assembly is equally decomposed by the above-mentioned double dispersion with the same result if part of the concentric light is deflected by the optical display element 3 collinear or non-collinear from the optical axis. When the coaxial light passes through the prism-shaped optical display element 3 at its surface perpendicular to the optical axis, the direction of light does not change and the analyzer 4 exhibits an axial dispersion, that part of the coaxial light passing through the prism at its surface inclined to optical axis, refraction occurs, the light changes its direction and a sloping dispersion occurs after the analyzer 4. The optical display element 3 may have partial surfaces at different inclinations, then the color of the light behind the analyzer 4 will also be different at different angles at different angles, corresponding to the color of a certain angle of the slope dispersion. The spherically optical display element 3 can produce a full spectrum of light when the analyzer 4 is unchanged, linearly on a non-linear, non-linearly distributed pattern. The color of the light produced by the slope dispersion depends not only on the properties of the optically active layer 2 and on the position of the analyzer 4, but also on the rotation of the optical display element 3 as long as it is not symmetrically spherical.

Optický zobrazovací prvok 3 može byť vyrobený z opticky aktívnej látky s optickou anizotropnou vlastnosťou, čím sa vytváranie pestrosti farieb zvýši, alebo sa zníži počet opticky aktívnych vrstiev 2.The optical display element 3 may be made of an optically active substance having an optical anisotropic property, thereby increasing the color variation or reducing the number of optically active layers 2.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

An apparatus made of optical elements for trickling a scanned image by polarizing interference, characterized in that at least one optically active layer (2), an optical display element (3) and an analyzer (4) are disposed in parallel between the scanned object and the camera lens. .

Device according to claim 1, characterized in that the optical display element (3) is made of an optically active substance with an optical isotropic property.

.3. Device according to points 1 and 2, characterized in that a polarizer (1) is arranged between the object to be sensed and the optically active layer (3).