RU2319187C2 - Image production device (variants) - Google Patents

Image production device (variants) Download PDF

Info

Publication number
RU2319187C2
RU2319187C2 RU2005137203/28A RU2005137203A RU2319187C2 RU 2319187 C2 RU2319187 C2 RU 2319187C2 RU 2005137203/28 A RU2005137203/28 A RU 2005137203/28A RU 2005137203 A RU2005137203 A RU 2005137203A RU 2319187 C2 RU2319187 C2 RU 2319187C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
images
field
view
mirrors
picture
Prior art date
Application number
RU2005137203/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005137203A (en
Inventor
Олег Геннадьевич Варламов
Александр Олегович Варламов
Олег Олегович Варламов
Original Assignee
Олег Геннадьевич Варламов
Александр Олегович Варламов
Олег Олегович Варламов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Геннадьевич Варламов, Александр Олегович Варламов, Олег Олегович Варламов filed Critical Олег Геннадьевич Варламов
Priority to RU2005137203/28A priority Critical patent/RU2319187C2/en
Publication of RU2005137203A publication Critical patent/RU2005137203A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2319187C2 publication Critical patent/RU2319187C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Image Processing (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

Abstract

FIELD: optic-electronic engineering, possible use for building optic-electronic scanning and photographing devices.
SUBSTANCE: image production device with recording of images on recording devices in form of photographic film or photo-receivers consists of N mirrors, fastened in the control block body by position of mirrors, which allow to change position of each mirror individually in such a way, that each one of N mirrors projects corresponding patterns or parts of one pattern, which are not in the field of view simultaneously, ensuring simultaneous optical projection of pattern images or images of parts of one pattern in field of view of recording device in such a way, that images fill the recording surface. In a variant, device consists of N optical filaments, held in the body of the device in such a way, that each one of N optical filaments simultaneously projects corresponding patterns or parts of one pattern which are not simultaneously in the field of view, by other ends to field of view of registration device in such a way, that images fill the recording surface, where ends of optical filaments which face the recording device may be positioned in accordance to positioning of serviceable elementary photo-receivers.
EFFECT: increased efficiency.
2 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к оптико-электронной технике, в частности к способам получения изображений нескольких картин или частей одной или нескольких картин, широкоформатных изображений, с помощью фотоаппаратов (ФА), широкополосных и строчных изображений с помощью сканирующих устройств (СУ), и может быть использовано, для создания оптико-электронных сканирующих и фотоустройств, как для наземных устройств, так и для размещения на летательных аппаратах (ЛА) или на космических аппаратах (КА), для получения изображений нескольких картин или частей одной или нескольких картин, широкоформатных, широкополосных и строчных картин, в том числе изображений подстилающей поверхности Земли.The invention relates to optical-electronic technology, in particular to methods for obtaining images of several paintings or parts of one or more paintings, wide-format images using cameras (FA), broadband and lowercase images using scanning devices (SU), and can be used, for creating optoelectronic scanning and photo devices, both for ground-based devices, and for placement on aircraft (LA) or on spacecraft (SC), to obtain images of several paintings or an hour one or more paintings, widescreen, broadband and lowercase paintings, including images of the underlying surface of the Earth.

Уровень техникиState of the art

Известен способ получения нескольких изображений, например, при микрофильмировании документов путем изготовления "микрофишей", в котором с целью одновременного получения нескольких изображений (картин) изображения, подлежащие фотографированию, фиксируют так, чтобы они заполнили поле зрения объектива, образуя один кадр, состоящий из нескольких изображений.A known method of obtaining multiple images, for example, by microfilming documents by making "microfiche", in which, in order to simultaneously obtain several images (pictures), the images to be photographed are fixed so that they fill the field of view of the lens, forming one frame consisting of several images.

Недостатком способа является то, что он применим только для изображений, находящихся непосредственно в поле зрения объектива - поле зрения устройства регистрации, не позволяя получать изображения, одновременно не находящиеся непосредственно в поле зрения объектива (фокальной плоскости).The disadvantage of this method is that it is applicable only to images located directly in the field of view of the lens - the field of view of the recording device, not allowing to obtain images that are not directly in the field of view of the lens (focal plane).

Известен "Способ формирования изображения, устройство для его осуществления и способ формирования видеосигнала" [патент Российской Федерации №2195694, МКИ G02В 27/18, 2002 г. Бюл. №36].The well-known "Method of image formation, a device for its implementation and a method of generating a video signal" [patent of the Russian Federation No. 2195694, MKI G02B 27/18, 2002 Bull. No. 36].

Недостатком данного изобретения является отсутствие возможности одновременной фиксации нескольких изображений (картин или нескольких частей картины), лежащих в разных плоскостях или одновременно не находящихся непосредственно в поле зрения объектива.The disadvantage of this invention is the lack of the ability to simultaneously capture multiple images (paintings or several parts of the picture) lying in different planes or at the same time not directly in the field of view of the lens.

Известно "Сканирующее устройство, содержащее телескопическую систему, сканер, фотоприемник и оптико-волоконную шайбу" [Авторское свидетельство №139877 СССР, МКИ G02 Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР 6 февраля 1980 г.].It is known "Scanning device containing a telescopic system, a scanner, a photodetector and an optical fiber washer" [Copyright certificate No. 139877 of the USSR, MKI G02 Registered in the State register of inventions of the USSR on February 6, 1980].

Недостатком данного изобретения является отсутствие возможности одновременной фиксации нескольких изображений (картин или нескольких частей картины), лежащих в разных плоскостях или одновременно не находящихся непосредственно в поле зрения объектива.The disadvantage of this invention is the lack of the ability to simultaneously capture multiple images (paintings or several parts of the picture) lying in different planes or at the same time not directly in the field of view of the lens.

Наиболее близким, по внешним признакам, к предлагаемому изобретению является "Способ получения изображений в бортовых приборах, устройство для его реализации" [патент Российской Федерации №2123197, МКИ G02В 26/10, 1998 г. Бюл. №34].The closest, in appearance, to the proposed invention is the "Method of obtaining images in on-board devices, a device for its implementation" [patent of the Russian Federation No. 2123197, MKI G02B 26/10, 1998 Bull. No. 34].

Недостатком данного изобретения является отсутствие возможности одновременной фиксации в поле зрения устройства регистрации нескольких изображений (картин или частей картины), лежащих в разных плоскостях или одновременно не находящихся непосредственно в поле зрения объектива (фокальной плоскости).The disadvantage of this invention is the lack of simultaneous fixation in the field of view of the registration device of several images (paintings or parts of the picture) lying in different planes or at the same time not directly in the field of view of the lens (focal plane).

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Решаемая задача - создание способа получения:The problem to be solved is the creation of a method for obtaining:

- изображений нескольких картин или частей одной или нескольких картин, одновременно не находящихся в поле зрения устройства регистрации,- images of several paintings or parts of one or more paintings that are not simultaneously in the field of view of the registration device,

- широкоформатных изображений (с соотношением сторон более полутора) с более полным использованием поля зрения устройства регистрации,- widescreen images (with an aspect ratio of more than one and a half) with a more complete use of the field of view of the recording device,

- широкополосных, строчных изображений, при использовании регистрирующих устройств, максимальный линейный размер которых меньше максимального линейного размера регистрируемого изображения, при более полном использовании поля зрения устройства регистрации с объективом или без него.- broadband, lowercase images, when using recording devices, the maximum linear size of which is less than the maximum linear size of the recorded image, with more complete use of the field of view of the recording device with or without a lens.

Задача решается предлагаемым изобретением. Уточним основные используемые далее термины и понятия. Апертура - действующее отверстие оптической системы, определяемое размерами линз и определяющее размер фокальной плоскости и размер устройства регистрации ("поле зрения устройства регистрации"). В предлагаемом изобретении (способе) под апертурой понимается поле зрения устройства регистрации. Поле зрения устройства регистрации, без использования предлагаемого нами способа, будем называть: "прямое" поле зрения. Поле зрения устройства регистрации, с использованием предлагаемого нами способа, будем называть "синтезированное" поле зрения.The problem is solved by the invention. Let us clarify the main terms and concepts used below. Aperture - the active hole of the optical system, determined by the size of the lenses and determining the size of the focal plane and the size of the recording device ("field of view of the recording device"). In the present invention (method) under the aperture is understood as the field of view of the registration device. The field of view of the registration device, without using the method proposed by us, will be called: "direct" field of view. The field of view of the recording device, using our proposed method, will be called the "synthesized" field of view.

"Синтезированное" поле зрения отличается от "прямого" поля зрения устройства регистрации тем, что "синтезированное" поле зрения содержит изображения картин, частей одной или нескольких картин, широкоформатных, широкополосных, строчных картин, которые без нашего изобретения одновременно не попадают в "прямое" поле зрения устройства регистрации. При этом максимальный линейный размер изображения картин или их частей больше максимального линейного размера "прямого" поля зрения регистрирующего устройства. Эффект "синтезирования" поля зрения (апертуры) заключается в перестроении устройством "синтезирования апертуры" изображения протяженной картины (длинной строки) или изображений нескольких картин или частей одной или нескольких картин в многострочное с короткими строчками. Размер строчек выбирается близким или равным размеру строк матрицы регистрирующего устройства.The "synthesized" field of view differs from the "direct" field of view of the recording device in that the "synthesized" field of view contains images of paintings, parts of one or more paintings, widescreen, broadband, line paintings, which without our invention do not simultaneously fall into the "direct" field of view of the registration device. Moreover, the maximum linear size of the image of the paintings or their parts is greater than the maximum linear size of the "direct" field of view of the recording device. The effect of “synthesizing” the field of view (aperture) is to rebuild the image of the extended picture (long line) or images of several pictures or parts of one or more pictures into multi-line with short lines by the “synthesizing aperture” device. The size of the lines is selected close or equal to the size of the rows of the matrix of the recording device.

Термин "синтезированная" апертура взят нами по аналогии с получением радиолокационных изображений подстилающей поверхности Земли радиолокатором бокового обзора. Такой радиолокатор получил общеизвестное название: "радиолокатор синтезированной апертуры" (РСА). Название РСА было дано для подчеркивания принципиально другого, по сравнению с обычными радиолокаторами, способа обработки радиолокационных сигналов. В оптическом диапазоне электромагнитного излучения в качестве антенны для получения изображений подстилающей поверхности Земли используется "оптическая апертура" - оптический объектив или устройство регистрации оптико-электронных устройств. Телескопический объектив, обеспечивающий получение в маленькой, по сравнению с размером объектива, фокальной поверхности (плоскости), используется для получения изображений (картин) многокилометровых участков подстилающей поверхности Земли. При регистрации картин, не требующих изменения их размеров, необходимость в объективах отпадает, изображения получаются того же размера, что и картина, как, например, в планшетных "сканерах" или "копирах".The term “synthesized” aperture was taken by us by analogy with obtaining radar images of the underlying surface of the Earth by a side-scan radar. Such a radar received the well-known name: "Synthetic Aperture Radar" (PCA). The name PCA was given to emphasize a fundamentally different, compared with conventional radars, method of processing radar signals. In the optical range of electromagnetic radiation, an "optical aperture" is used as an antenna to obtain images of the underlying surface of the Earth - an optical lens or a device for recording optoelectronic devices. A telescopic lens that provides a focal surface (plane) in a small (compared to the size of the lens) is used to obtain images (pictures) of many kilometers of the underlying surface of the Earth. When registering paintings that do not require changing their sizes, the need for lenses disappears, the images are the same size as the picture, as, for example, in tablet “scanners” or “copiers”.

Предлагаемый нами способ позволяет, при использовании регистрирующих устройств, например фотоматриц, максимальный линейный размер которых меньше максимального линейного размера регистрируемого строчного изображения, получать изображения картин с заранее заданным количеством "пикселей", намного превышающим их количество в строке матрицы. Таким образом, предлагаемый способ позволяет, как и в случае с РСА, получать размер изображения (в пикселях) регистрируемой картины, многократно превышающий размер строки фотоматрицы устройства регистрации. Такой же размер строки регистрируемой картины можно получать с фотоматрицы, имеющей размер строки, равный строке изображения. При размере строки изображения, например, в сотни тысяч - миллионы "пикселей" надо иметь фотоматрицу с таким же (сотни тысяч - миллионы) количеством "пикселей" в строке, что в ближайшее время технически не осуществимо. Предлагаемое изобретение позволяет получать такой линейный размер изображения, какой могло бы дать традиционное гипотетическое устройство несуществующих в настоящее время огромных размеров. Поэтому считаем возможным, по аналогии с РСА, назвать наш способ: "способ синтезирования апертуры". Получаемые с использованием предлагаемого изобретения устройства будем называть: сканирующие устройства - "сканирующие устройства с синтезированной апертурой" (СУСА), а фотоаппараты - "фотоаппараты с синтезированной апертурой" (ФАСА).Our proposed method allows, when using recording devices, for example photomatrixes, the maximum linear size of which is less than the maximum linear size of the recorded line image, to receive images of paintings with a predetermined number of "pixels", far exceeding their number in the matrix row. Thus, the proposed method allows, as in the case of PCA, to obtain the image size (in pixels) of the recorded picture, many times larger than the row size of the photomatrix of the registration device. The same row size of the recorded pattern can be obtained from a photomatrix having a row size equal to the row of the image. If the image line size, for example, is hundreds of thousands - millions of "pixels", you need to have a photomatrix with the same (hundreds of thousands - millions) number of "pixels" in the row, which is not technically feasible in the near future. The present invention allows to obtain such a linear image size, which could give a traditional hypothetical device of currently non-existent huge sizes. Therefore, we consider it possible, by analogy with SAR, to name our method: “a method for synthesizing aperture”. Obtained using the proposed invention, the devices will be called: scanning devices - "synthesized aperture scanning devices" (SUSA), and cameras - "synthesized aperture cameras" (FASA).

Необходимо отметить, что объектив лишь изменяет размеры изображения картин, непосредственно не участвуя в "синтезировании" их изображений. Синтезирование осуществляет конкретное устройство, предлагаемое в нашем изобретении, с помощью зеркал, оптических волокон, призм, линз и подобных элементов. Объектив (антенна), как и поле зрения устройства регистрации, не осуществляет синтез. Синтез осуществляется в данном случае оптическими устройствами, а в случае РСА - способами обработки радиосигналов. И в том, и в другом случае ни объектив (поле зрения устройства регистрации), ни антенна не отличаются по построению от традиционных приборов, хотя именно им удобнее (более коротко) было приписать "синтезирование". Именно поэтому предлагаемое изобретение позволяет получать изображения с объективом или без него, осуществляя синтезирование апертуры (оптической апертуры). Особенности и наличие объективов не являются существенными и определяющими для заявляемого изобретения.It should be noted that the lens only changes the image size of the pictures, without directly participating in the “synthesis” of their images. Synthesis is carried out by the specific device proposed in our invention, using mirrors, optical fibers, prisms, lenses and similar elements. The lens (antenna), as well as the field of view of the recording device, does not carry out synthesis. Synthesis is carried out in this case by optical devices, and in the case of SAR by radio signal processing methods. In both cases, neither the lens (the field of view of the recording device), nor the antenna are different in construction from traditional devices, although it was more convenient for them (more briefly) to attribute "synthesis". That is why the present invention allows to obtain images with or without a lens, synthesizing an aperture (optical aperture). Features and the presence of lenses are not essential and determining for the claimed invention.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения изображений нескольких картин или частей одной или нескольких картин, широкоформатных, широкополосных, строчных картин, (например, с использованием фотоаппаратов (ФА), сканирующих устройств (СУ) с объективами или без них) эти изображения, одновременно не находящиеся в "прямом" поле зрения, оптическими путями, возможно с уменьшением или увеличением, оптическими устройствами (например, на основе призм, линз, зеркальных поверхностей, оптических волокон) одновременно переносят в "синтезированное" поле зрения, заполняя поле зрения устройства регистрации. Фактически перед известными устройством регистрации, с объективом или без него, в предлагаемом изобретении устанавливают специальный оптический блок (специальную "насадку"), который различные изображения картин, не находящихся в "прямом" поле зрения, переносит (собирает) в "синтезированное" поле зрения устройства регистрации.The essence of the invention lies in the fact that in the method of obtaining images of several paintings or parts of one or more paintings, widescreen, broadband, lowercase paintings (for example, using cameras (FA), scanning devices (SC) with lenses or without lenses) these images that are simultaneously not in the “direct” field of view, by optical paths, possibly with a decrease or increase, by optical devices (for example, based on prisms, lenses, mirror surfaces, optical fibers) are simultaneously transferred to " Synthesize "sight, filling the field of view of the registration device. In fact, in front of the known registration device, with or without a lens, in the present invention, a special optical unit (a special “nozzle”) is installed, which transfers various images of pictures that are not in the “direct” field of view (collects) into the “synthesized” field of view registration devices.

Также сущность изобретения заключается в том, что в устройстве с использованием зеркальных поверхностей по указанному выше способу используется N зеркал (возможно изготовление сложной зеркальной поверхности, заменяющей N зеркал), закрепленных в корпусе под соответствующими углами: α1, α2, ... αN-1, αN относительно одной оси и под углами: β1, β2, ... βN-1, BN относительно другой оси корпуса, причем каждый из этих углов устанавливается в определенный момент времени так, чтобы одновременно перенести (спроецировать) соответствующие изображения пространственных картин А1, А2, ... АN в "синтезированное" поле зрения устройства регистрации так, чтобы каждое изображение И1, И2, ... ИN соответствующих картин А1, А2, ... АN заполнило регистрирующую поверхность.Also the essence of the invention lies in the fact that in the device using mirror surfaces according to the above method, N mirrors are used (it is possible to produce a complex mirror surface that replaces N mirrors), mounted in the housing at appropriate angles: α 1 , α 2 , ... α N-1 , α N relative to one axis and at angles: β 1 , β 2 , ... β N-1 , B N relative to the other axis of the housing, each of these angles being set at a certain point in time so as to simultaneously transfer ( project) corresponding images n ostranstvennyh pictures of A 1, A 2, ... A N in "synthetic" view recording device so that each image AND 1 AND 2 AND ... N corresponding pictures A 1, A 2, A N ... filled the recording surface.

Указанные углы: α1, α2, ... αN-1, αN и β1, β2, ... βN-1, BN в зависимости от требований к решаемой конкретной задаче могут либо динамически в процессе функционирования изменяться путем использования блока управления положениями зеркал, либо могут быть заранее заданы и фиксированы, фактически без использования блока управления положениями зеркал. Особенности функционирования блока управления положениями зеркал не являются существенными и определяющими для заявляемого изобретения, так как этот блок может быть реализован различными способами, включая автоматическое или ручное динамическое управление зеркалами, в самом сложном случае, или вообще без использования этого блока путем фиксации жестким стационарным способом определенных положений зеркал или использования жесткой сложной поверхности.The indicated angles: α 1 , α 2 , ... α N-1 , α N and β 1 , β 2 , ... β N-1 , B N , depending on the requirements for a particular task, can either dynamically during operation change by using the mirror position control unit, or can be predefined and fixed, practically without using the mirror position control unit. The operational features of the mirror position control unit are not essential and defining for the claimed invention, since this unit can be implemented in various ways, including automatic or manual dynamic control of mirrors, in the most difficult case, or without using this unit at all by fixing certain fixed stationary methods mirror positions or the use of a hard complex surface.

Предлагаемое изобретение, прежде всего, может быть эффективно использовано для создания оптико-электронных сканирующих и фотоустройств для наземной аппаратуры, а также в космической технике для получения изображений подстилающей поверхности Земли.The present invention, first of all, can be effectively used to create optoelectronic scanning and photo devices for ground equipment, as well as in space technology to obtain images of the underlying surface of the Earth.

Применение предлагаемого способа позволяет, как бы одновременно, для одного устройства регистрации (ФА, СУ) использовать "несколько различных объективов", направленных в разные стороны. Предлагаемое изобретение заменяет одним устройством эти "несколько различных объективов" ("полей зрения").Application of the proposed method allows, as it were, simultaneously, for one recording device (FA, SU) to use "several different lenses", directed in different directions. The present invention replaces with one device these "several different lenses" ("fields of view").

Геометрическая интерпретация предлагаемого изобретения может быть представлена в следующем виде. Объективы представляют собой круг, а фотографии, как правило, это прямоугольники. Как известно, в одном кругу можно расположить несколько прямоугольников различными способами. Следовательно, проецируя на круг несколько прямоугольных изображений, можно на одном круглом фиксируемом поле зрения расположить несколько прямоугольных изображений.A geometric interpretation of the invention can be represented as follows. Lenses are a circle, and photographs are usually rectangles. As you know, in one circle you can arrange several rectangles in various ways. Therefore, projecting several rectangular images onto a circle, it is possible to arrange several rectangular images on one circular fixed field of view.

Если устройство регистрации представляет собой прямоугольник, то в него можно вписать несколько более мелких прямоугольников (строк СУ), как, например, при микрофишировании.If the registration device is a rectangle, then it is possible to enter several smaller rectangles (SU lines) into it, as, for example, with microfiche.

Особенностью фотографирования с космических аппаратов (КА) или с летательных аппаратов (ЛА) является то, что фотоаппарат - ФА или сканер - СУ сам перемещается достаточно быстро и равномерно вдоль фотографируемых изображений. Это используется для получения "кадровой развертки". Поэтому СУ достаточно иметь только "строчную развертку". Одновременно объектив можно направить только на один определенный участок земли, а "остановиться и снять всю панораму" известными СУ невозможно, так как длина строки ограничена количеством "пикселей". Как известно, например, в СУ максимальное количество "пикселей" в строке (линейка фотоприемников имеет 8000 элементов) достигает в трех последовательно расположенных линейках 24000 элементов. При этом объектив СУ должен обеспечивать в фокальной плоскости размещение всех 24000 элементов. Предлагаемое изобретение позволяет одновременно зафиксировать на одном полном кадре несколько десятков, сотен или тысяч вышеуказанных строк (фотографий с уменьшенной высотой). Построчные изображения Земли (строки СУ), при использовании предлагаемого способа, представляют изображения подстилающей поверхности Земли в виде узкой длинной полосы (длиной, равной ширине полосы захвата), которую устройство "синтезирования апертуры" разбивает на N элементарных частей (полосок) - строчек, образующих "гиперстроку" размером в сотни тысяч - миллионы "пикселей". Предлагаемое оптическое устройство преобразует "гиперстроку" из N элементарных строчек, стоящих "друг за другом", в "кадр", где эти строчки располагаются уже "друг над другом" и "друг под другом". "Кадр" состоит из N элементарных строчек при длине строки всего в тысячи элементов. Требования к объективу пропорциональны линейному размеру фокальной плоскости, обеспечивающей размещение нужного количества элементов. В случае кадровой (матричной) структуры максимальный размер объектива задает длина строки, так же как и в случае однострочной структуры.A feature of photographing from spacecraft (SC) or from aircraft (LA) is that the camera - FA or scanner - SU itself moves quite quickly and evenly along photographed images. This is used to obtain a "frame scan." Therefore, SU is enough to have only a "horizontal scan." At the same time, the lens can be directed only to one specific piece of land, and it is impossible to “stop and take the whole panorama” with the known control systems, since the line length is limited by the number of “pixels”. As you know, for example, in a control system, the maximum number of "pixels" per line (the line of photodetectors has 8000 elements) reaches 24000 elements in three consecutive lines. At the same time, the SU lens should provide in the focal plane the placement of all 24000 elements. The present invention allows you to simultaneously capture on one full frame several tens, hundreds or thousands of the above lines (photos with a reduced height). The line-by-line images of the Earth (SU lines), when using the proposed method, represent the images of the underlying surface of the Earth in the form of a narrow long strip (with a length equal to the width of the capture band), which the “aperture synthesizing” device divides into N elementary parts (strips) - lines forming hundreds of thousands of hyperstrings - millions of pixels. The proposed optical device converts a “hyperstring” of N elementary strings standing “one after another” into a “frame”, where these strings are already “one above the other” and “one under the other”. A “frame” consists of N elementary lines with a string length of only thousands of elements. The requirements for the lens are proportional to the linear size of the focal plane, providing the placement of the desired number of elements. In the case of a frame (matrix) structure, the maximum size of the lens determines the line length, as well as in the case of a single-line structure.

Таким образом, при использовании прямоугольной фотоматрицы ("кадровая структура") предлагаемое изобретение позволяет пропорционально уменьшить размеры объектива или значительно увеличить ширину получаемого изображения картины. Подчеркнем, что предлагаемый способ фотографирования или сканирования может применяться и в других практических приложениях: "сканерах", "копирах", широкоформатных фотоаппаратах, сканирующих устройствах для КА, сканирующих микроскопах и подобных устройствах, в том числе для одновременного получения изображений нескольких картин (или частей нескольких картин).Thus, when using a rectangular photomatrix ("frame structure"), the present invention allows to proportionally reduce the size of the lens or significantly increase the width of the resulting image of the picture. We emphasize that the proposed method of photographing or scanning can be applied in other practical applications: “scanners”, “copiers”, large-format cameras, scanning devices for spacecraft, scanning microscopes and similar devices, including for simultaneously obtaining images of several pictures (or parts) several paintings).

Важными достоинствами предлагаемого изобретения является то, что его можно применять (например, как "насадки") на уже существующих фотоаппаратах и сканерах. Достоинством предлагаемого изобретения является простота его реализации для СУ на КА, где кроме добавления "насадки" дорабатывается электроника СУ в части увеличения количества линеек фотоприемников или использования матричного фотоприемника с известными узлами цифровой обработки. Электронные блоки настолько компактны, что не потребуют существенного увеличения габаритов СУ в части электронных блоков, а для СУ, имеющего наклонное зеркало, практически не увеличатся общие габариты.Important advantages of the present invention is that it can be used (for example, as "nozzles") on existing cameras and scanners. The advantage of the present invention is the simplicity of its implementation for the CS on the spacecraft, where in addition to adding a “nozzle” the CS electronics are improved in terms of increasing the number of photodetector lines or using a matrix photodetector with known digital processing units. The electronic units are so compact that they will not require a significant increase in the dimensions of the control system in terms of electronic components, and for a control system with an inclined mirror, the overall dimensions will practically not increase.

Авторам не известен способ одновременного получения нескольких изображений картин, изображений частей одной или нескольких картин, широкоформатных, широкополосных, строчных изображений картин, совокупность существенных признаков формулы изобретения которого идентична совокупности существенных признаков формулы заявляемого изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение удовлетворяет условию новизны.The authors do not know the way to simultaneously obtain several images of paintings, images of parts of one or more paintings, widescreen, broadband, lowercase images of paintings, the set of essential features of the claims of which is identical to the set of essential features of the claims of the claimed invention. Therefore, the claimed invention satisfies the condition of novelty.

Авторам не известен способ одновременного получения нескольких изображений картин, изображений частей одной или нескольких картин, широкоформатных, широкополосных, строчных изображений картин, совокупность существенных признаков формулы изобретения которого идентична совокупности существенных признаков формулы заявляемого изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию уровня техники.The authors do not know the way to simultaneously obtain several images of paintings, images of parts of one or more paintings, widescreen, broadband, lowercase images of paintings, the set of essential features of the claims of which is identical to the set of essential features of the claims of the claimed invention. Therefore, the claimed invention meets the condition of the prior art.

Устройства одновременного получения нескольких изображений картин, частей одной или нескольких картин, широкоформатных, широкополосных, строчных картин могут использовать фотоаппараты или сканирующие устройства, снабженные оптическим устройством переноса изображений (синтезирования апертуры) на основе линз, зеркальных поверхностей, призм, оптических волокон.Devices for the simultaneous acquisition of several images of paintings, parts of one or more paintings, widescreen, broadband, lowercase paintings can use cameras or scanning devices equipped with an optical image transfer device (synthesizing aperture) based on lenses, mirror surfaces, prisms, optical fibers.

Линзы, зеркальные поверхности, призмы своими поверхностями, торцами волокон наклонены под углами к оси объектива в соответствии с углами, под которыми видны изображения пространственных картин А1, А2, АN или участки подстилающей поверхности П1, П2, ПN.Lenses, mirror surfaces, prisms with their surfaces, fiber ends are inclined at angles to the axis of the lens in accordance with the angles at which images of spatial patterns A 1 , A 2 , A N or parts of the underlying surface P 1 , P 2 , P N are visible.

Например, для фотоаппаратов и широкополосных СУ зеркальные поверхности могут выполняться в виде N зеркал плоской или криволинейной формы, расположенных длинными сторонами друг за другом, перпендикулярно направлению перемещению СУ. В плоскости перпендикулярно направлению перемещению СУ зеркала повернуты относительно друг друга.For example, for cameras and broadband control systems, mirror surfaces can be made in the form of N mirrors of a flat or curvilinear shape, located long sides one after another, perpendicular to the direction of movement of the control system. In a plane perpendicular to the direction of movement of the SU, the mirrors are rotated relative to each other.

Каждое зеркало проецирует в поле зрения объектива или регистрирующего устройства одну строку захвата СУ, шаг поворота зеркал выбирается из условия небольшого перекрытия отрезков изображения подстилающей поверхности, расположенных поперек перемещения СУ. На объектив зеркала проецируют N строк, образующих "кадр", составляющий полосу подстилающей поверхности шириной, практически, в N раз шире полосы захвата обеспечиваемой СУ без предлагаемого устройства получения изображений. При этом происходит перестроение узкого длинного прямоугольника, вырезаемого из изображения подстилающей поверхности, состоящего из примыкающих "друг к другу" концами соседних отрезков (элементарных строк), в другой (более высокий при той же ширине) прямоугольник, где элементарные строки располагаются "друг над другом" и "друг под другом".Each mirror projects one line of capture of the control system in the field of view of the lens or recording device, the rotation step of the mirrors is selected from the condition of a small overlap of the image segments of the underlying surface located across the control system movement. N lines are projected onto the mirror lens, forming a “frame” that makes up the strip of the underlying surface with a width that is almost N times wider than the capture band provided by the CS without the proposed image acquisition device. In this case, a narrow long rectangle is cut out, cut out from the image of the underlying surface, consisting of the adjacent "segments" of adjacent segments (elementary lines), into another (higher at the same width) rectangle where elementary lines are located "one above the other "and" under each other. "

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

В известных СУ, размещенных на КА или ЛА, с наклонным зеркалом существует понятие "ширина полосы обзора", которое определяется величиной угла поворота наклонного зеркала, то есть в каких пределах поперек траектории (трассы) полета КА или ЛА может перемещаться ширина полосы захвата данного СУ. Как правило, ширина полосы обзора в несколько раз превышает ширину полосы захвата. Например, СУ с количеством фотоприемников в линейке, равным 2000 шт., при размере элемента разложения 50 м, имеет полосу захвата всего 100 км, а полосу обзора 3000 км (±1500 км). В зависимости от поворота наклонного зеркала возможно получение изображения подстилающей поверхности Земли шириной 100 км в одном месте внутри полосы обзора в зависимости от задания поворота наклонного зеркала как слева от "подспутниковой" линии (определяется траекторией полета спутника), так и справа. Но одновременно можно иметь только одно изображение в полосе захвата шириной 100 км.In well-known control systems located on a spacecraft or aircraft with an inclined mirror, there is the concept of "viewing bandwidth", which is determined by the angle of rotation of the inclined mirror, that is, to what extent across the trajectory (path) of the flight of the spacecraft or aircraft, the capture bandwidth of this control system can move . Typically, the field of view is several times the width of the capture band. For example, a control system with the number of photodetectors in the line equal to 2000 pieces, with a decomposition element size of 50 m, has a capture bandwidth of only 100 km and a field of view of 3000 km (± 1500 km). Depending on the rotation of the inclined mirror, it is possible to obtain an image of the underlying surface of the Earth with a width of 100 km in one place inside the field of view depending on the task of the rotation of the inclined mirror both to the left of the “sub-satellite” line (determined by the satellite flight path) and to the right. But at the same time, you can only have one image in a capture band 100 km wide.

Вариант реализации предлагаемого способа в виде устройства рассмотрим на примере использования оптического устройства с зеркальными поверхностями (ЗП).An embodiment of the proposed method in the form of a device will be considered using an optical device with mirror surfaces (RF) as an example.

На фиг.1 и фиг.2 показаны разные применения одного и того же оптического устройства с зеркальными поверхностями. Фиг.1 поясняет получение изображений нескольких отдельных картин (14, 15, 16) с помощью фотоаппарата, а фиг.2 поясняет получение изображения широкоформатной картины с соотношением сторон 3 к 1 протяженностью = L с помощью фотоаппарата, а также получение изображения подстилающей поверхности Земли (широкополосная картина шириной = L) с помощью СУ.Figure 1 and figure 2 shows different applications of the same optical device with mirror surfaces. Figure 1 illustrates the acquisition of images of several individual paintings (14, 15, 16) using a camera, and Figure 2 explains the acquisition of an image of a widescreen picture with an aspect ratio of 3 to 1 of length = L with a camera, as well as obtaining an image of the underlying surface of the Earth ( broadband picture width = L) using CS.

Для упрощения рисунка ограничимся величиной N, равной трем: изображения трех различных, близких по размеру, картин (фиг.1), широкоформатной картины с соотношением сторон 3 к 1 и шириной = L (фиг.2), широкополосной картины шириной = L подстилающей поверхности Земли (фиг.2), для данного примера в три раза шире получаемой СУ без использования устройства "синтезирования" апертуры. Так как на фиг.2 картины и изображения для широкополосной картины и широкоформатной картины совпадают, опишем только получение изображения картины подстилающей поверхности Земли.To simplify the drawing, we restrict ourselves to the value of N equal to three: images of three different, close in size, paintings (Fig. 1), a large-format picture with an aspect ratio of 3 to 1 and a width = L (Fig. 2), a broadband picture with a width = L of the underlying surface Earth (figure 2), for this example, is three times wider than the resulting SU without using the device for synthesizing the aperture. Since in Fig. 2, the pictures and images for the broadband picture and the wide-format picture coincide, we will describe only the receipt of the picture of the underlying surface of the Earth.

Устройство включает в себя (показано на фиг.1 и фиг.2):The device includes (shown in figure 1 and figure 2):

- 1 - корпус СУ;- 1 - the body of the SU;

- 2 - поле зрения устройства регистрации или фокальная плоскость объектива для размещения группы фотоприемников (синтезированная апертура);- 2 - the field of view of the registration device or the focal plane of the lens to accommodate a group of photodetectors (synthesized aperture);

- 3, 4, 5 - группы (блоки) фотоприемников устройства регистрации;- 3, 4, 5 - groups (blocks) of photodetectors of the registration device;

- 6 - объектив (может не использоваться);- 6 - lens (may not be used);

- 7, 8, 9 - блоки (узлы) крепления зеркал;- 7, 8, 9 - blocks (nodes) for mounting mirrors;

- 10 - блок управления положением зеркал, позволяющий при необходимости изменять положение зеркал (углы наклона зеркал относительно корпуса);- 10 - a block for controlling the position of the mirrors, allowing, if necessary, to change the position of the mirrors (angles of inclination of the mirrors relative to the body);

- 11, 12, 13 - зеркала.- 11, 12, 13 - mirrors.

Кроме того, на фиг.1, 2 показаны:In addition, figure 1, 2 shows:

- 14 - картина, создающая в "прямом" поле зрения изображение, регистрируемое ФА без использования устройства "синтезирования" апертуры;- 14 - a picture that creates in the "direct" field of view the image recorded by the FA without using the aperture synthesizer;

- 15 - участок (часть картины), не находящийся в "прямом" поле зрения, который зеркало 11 переносит в фокальную плоскость объектива на группу фотоприемников 5, синтезируя апертуру: фиг.1 - отдельная картина (одна из трех), фиг.2 - 1/3 часть широкоформатной картины L, фиг.2 - 1/3 часть подстилающей поверхности L;- 15 - plot (part of the picture), not in the "direct" field of view, which the mirror 11 transfers to the focal plane of the lens on the group of photodetectors 5, synthesizing the aperture: figure 1 - a separate picture (one of three), figure 2 - 1/3 of the large-format picture L, figure 2 - 1/3 of the underlying surface L;

- 16 - участок (часть картины), который зеркало 12 переносит в фокальную плоскость объектива на группу фотоприемников 4, синтезируя апертуру, вырезая его из участка 14 (картины): фиг.1 - отдельная (вторая) картина (одна из трех), фиг.2 - 1/3 (вторая) часть широкоформатной картины L, 1/3 (вторая) часть подстилающей поверхности L (в прямом поле зрения);- 16 - plot (part of the picture), which the mirror 12 transfers to the focal plane of the lens on the group of photodetectors 4, synthesizing the aperture, cutting it out of the plot 14 (picture): figure 1 - a separate (second) picture (one of three), fig .2 - 1/3 (second) part of the large-format picture L, 1/3 (second) part of the underlying surface L (in the direct field of view);

- 17 - участок (часть картины), который зеркало 13 переносит в фокальную плоскость объектива на группу фотоприемников 3, синтезируя апертуру: фиг.1 - отдельная (третья) картина (одна из трех), фиг.2 - 1/3 (третья) часть широкоформатной картины L, 1/3 (третья) часть подстилающей поверхности L;- 17 - plot (part of the picture), which the mirror 13 transfers to the focal plane of the lens on the group of photodetectors 3, synthesizing the aperture: figure 1 - a separate (third) picture (one of three), figure 2 - 1/3 (third) part of the large-format picture L, 1/3 (third) part of the underlying surface L;

- α - угол разворота зеркал в плоскости, перпендикулярной направлению полета КА между соседними зеркалами;- α is the angle of rotation of the mirrors in a plane perpendicular to the direction of flight of the spacecraft between adjacent mirrors;

- L - ширина полосы обзора стандартного СУ, ширина полосы захвата для ЗУ с "синтезированой" апертурой, ширина широкоформатной картины;- L is the width of the viewing band of the standard control system, the width of the capture band for the memory with a “synthesized” aperture, the width of the widescreen picture;

- Элементы: 2, 3, 4, 5, 6, 14, 15, 16, 17 на чертеже условно повернуты.- Elements: 2, 3, 4, 5, 6, 14, 15, 16, 17 in the drawing are conventionally rotated.

Блоки 1, 2, 3, 4, 5, 6 имеются у известных аналогов. Предлагаемое устройство отличается от аналогов наличием и расположением блоков 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13.Blocks 1, 2, 3, 4, 5, 6 are available from known analogues. The proposed device differs from analogues in the presence and location of blocks 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13.

Блоки в предлагаемом устройстве соединены следующим образом. Внутри корпуса 1 расположены блоки 2, 3, 4, 5, 6. Блок 10 закрепляется на блоке 1 (т.е. блок управления положением зеркал прикрепляется к корпусу). Все блоки 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 могут быть расположены как внутри корпуса 1, так и снаружи его. Блоки 7, 8, 9 имеют с двух сторон крепления. Одной стороной все блоки 7, 8, 9 прикрепляются к блоку 10. Другой (второй) стороной блоки 7, 8, 9 прикрепляются следующим образом: блок 7 к блоку 11, блок 8 к блоку 12, блок 9 к блоку 13.The blocks in the proposed device are connected as follows. Blocks 2, 3, 4, 5, 6 are located inside the housing 1. Block 10 is attached to the block 1 (i.e., the mirror position control unit is attached to the housing). All blocks 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 can be located both inside the housing 1 and outside it. Blocks 7, 8, 9 have fastening on both sides. On one side, all blocks 7, 8, 9 are attached to block 10. On the other (second) side, blocks 7, 8, 9 are attached as follows: block 7 to block 11, block 8 to block 12, block 9 to block 13.

Специально отметим, что в определенных случаях блоки 7, 8, 9 и 10 могут представлять собой один общий блок крепления зеркал. В отдельных случаях определенные положения зеркал могут быть фиксированными и неизменными. В других случаях даже при объединении блоков 7, 8, 9, 10 углы наклона зеркал могут изменяться как вручную, так и дистанционно с помощью специализированных устройств управления. Например, для космических аппаратов такое управление может осуществляться "с Земли" или программами.We specifically note that in certain cases, blocks 7, 8, 9, and 10 may constitute one common mirror mounting unit. In some cases, certain mirror positions can be fixed and unchanged. In other cases, even when combining blocks 7, 8, 9, 10, the tilt angles of the mirrors can be changed either manually or remotely using specialized control devices. For example, for spacecraft such control can be carried out "from the Earth" or by programs.

Устройство функционирует следующим образом (см. фиг.1 и фиг.2). Блок 1 скрепляет блоки 2-13 в единое устройство. Блок 10 управления положением зеркал, позволяющий при необходимости изменять положение зеркал, задает через соответствующие положения блоков 7, 8, 9 такие углы наклона соответствующих зеркал 11, 12, 13 относительно корпуса, что:The device operates as follows (see figure 1 and figure 2). Block 1 fastens blocks 2-13 into a single device. The block 10 control the position of the mirrors, allowing, if necessary, to change the position of the mirrors, sets through the corresponding positions of the blocks 7, 8, 9 such angles of inclination of the respective mirrors 11, 12, 13 relative to the housing, such that:

участок 15 зеркало 11 переносит в фокальную плоскость объектива на группу фотоприемников 5, синтезируя апертуру (без зеркала 11 данный участок не попадает в фокальную плоскость объектива);section 15, the mirror 11 transfers to the focal plane of the lens on the group of photodetectors 5, synthesizing the aperture (without mirror 11, this section does not fall into the focal plane of the lens);

участок 16 подстилающей поверхности зеркало 12 переносит в фокальную плоскость объектива на группу фотоприемников 4 (прямое поле);a portion 16 of the underlying surface of the mirror 12 transfers to the focal plane of the lens on the group of photodetectors 4 (direct field);

участок 17 подстилающей поверхности зеркало 13 переносит в фокальную плоскость объектива на группу фотоприемников 3, синтезируя апертуру (без зеркала 13 данный участок не попадает в фокальная плоскость объектива).a portion 17 of the underlying surface of the mirror 13 transfers to the focal plane of the lens on the group of photodetectors 3, synthesizing the aperture (without a mirror 13, this portion does not fall into the focal plane of the lens).

Элементы: 2, 3, 4, 5, 6, 14, 15, 16, 17 на фиг.1, 2 условно повернуты.Elements: 2, 3, 4, 5, 6, 14, 15, 16, 17 in figure 1, 2 are conventionally rotated.

Отметим, что известное стандартное сканирующее устройство с наклонным зеркалом состоит из корпуса 1, к которому прикреплен объектив 6, в фокальной плоскости которого размещена группа (линейка) фотоприемников 4. Поворотное зеркало 12 проецирует участок подстилающей поверхности 14 на фокальную плоскость 2, где размещена линейка фотоприемников 4, на которую проецируется участок 16 подстилающей поверхности Земли. При повороте (в плоскости, перпендикулярной направлению полета) зеркала 12 на линейку фотоприемников 4 будут проецироваться, но не одновременно, другие участки подстилающей поверхности (например, 15 или 17), правее или левее участка 16, в зависимости от направления поворота зеркала 12.Note that the known standard scanning device with an inclined mirror consists of a housing 1, to which a lens 6 is attached, in the focal plane of which a group (line) of photodetectors is placed 4. The rotary mirror 12 projects a portion of the underlying surface 14 onto the focal plane 2, where the line of photodetectors is located 4 onto which a portion 16 of the underlying surface of the Earth is projected. When turning (in a plane perpendicular to the direction of flight), the mirrors 12 will be projected onto the line of photodetectors 4, but not simultaneously, other parts of the underlying surface (for example, 15 or 17), to the right or left of section 16, depending on the direction of rotation of the mirror 12.

Размер линейки, совместно с объективом, определяет ширину полосы захвата и величину "пикселя" - элемента разложения данного СУ. В нашем случае ширина полосы захвата известных СУ - длина участка 16.The size of the ruler, together with the lens, determines the width of the capture band and the size of the "pixel" - the decomposition element of this SU. In our case, the width of the capture band of known SUs is the length of the plot 16.

В приведенном примере предлагаемое устройство (изобретение) - СУ, в отличие от известных СУ с наклонным зеркалом, дополняет стандартное СУ следующими элементами: в поле зрения объектива 2 размещаются дополнительные группы (линейки или матрицы) фотоприемников 3 и 5; вместо одного поворотного зеркала 12 ставится N поворотных зеркал 11 и 13, обеспечивающих увеличение полосы захвата в N раз, с блоком 10 управления положением зеркал, позволяющим изменять положение каждого зеркала отдельно (углы наклона зеркал относительно корпуса).In the above example, the proposed device (invention) - SU, in contrast to the known SU with an inclined mirror, supplements the standard SU with the following elements: in the field of view of the lens 2 are additional groups (arrays or arrays) of photodetectors 3 and 5; instead of one rotary mirror 12, N rotary mirrors 11 and 13 are installed, providing an increase in the capture band by a factor of N, with a block 10 controlling the position of the mirrors, which allows you to change the position of each mirror separately (tilt angles of the mirrors relative to the housing).

Предлагаемый в изобретении "Способ получения изображений и устройства для его реализации" (Способ синтезирования апертуры) позволяет, при дооснащении стандартного СУ с наклонным зеркалом дополнительными элементами в соответствии с изобретением, получить новое СУ с тем же объективом и тем же элементом разложения = 50 м, но с полосой захвата = 3000 км (вместо 100 км). Дооснащение заключается в замене наклонного зеркала на, например, 30 более узких зеркал, каждое со своим наклоном (часть полос повернута по часовой стрелке, другая - против часовой стрелки, а также размещением в поле зрения объектива 30 линеек фотоприемников, или матричного (2000×1000) фотоприемника), тем самым обеспечивая равномерное заполнение поля зрения объектива и увеличение полосы захвата в 30 раз (у стандартного СУ в поле зрения объектива была только одна линейка (строка), а остальное пространство не использовалось, а это почти 2000 строк).The “Image acquisition method and device for its implementation” proposed in the invention (Aperture synthesis method) allows, when retrofitting a standard control system with an inclined mirror with additional elements in accordance with the invention, to obtain a new control system with the same lens and the same decomposition element = 50 m, but with a capture band = 3000 km (instead of 100 km). Retrofitting consists in replacing an inclined mirror with, for example, 30 narrower mirrors, each with its own tilt (some of the strips are turned clockwise, the other counterclockwise, and also by placing 30 lines of photodetectors or a matrix in the field of view of the lens (2000 × 1000 ) of the photodetector), thereby ensuring uniform filling of the field of view of the lens and an increase in the capture band by 30 times (the standard control system in the field of view of the lens had only one ruler (line), and the rest of the space was not used, which is almost 2000 lines).

Обычный фотоаппарат, снабженный предлагаемым нами устройством синтезирования апертуры, зафиксирует все три изображения 3, 4, 5 отдельных трех картин 15, 16, 17 (фиг.1); для широкоформатной картины L составляющие части 15, 16, 17 (фиг.2), но в непривычном (протяженном) виде.A conventional camera equipped with the aperture synthesizer we offer will capture all three images 3, 4, 5 of the individual three paintings 15, 16, 17 (Fig. 1); for a large-format picture L, the constituent parts 15, 16, 17 (Fig. 2), but in an unusual (extended) form.

Для получения исходной широкоформатной картины L в привычном виде необходимо провести обратное преобразование, для чего достаточно использовать предлагаемое нами устройство "синтезирования" апертуры как приставку к проектору. В данном случае устройство "синтезирования апертуры" преобразует из компактного изображения с тремя узкими частями картины в изображение исходной широкоформатной картины L. Таким образом, предлагаемое изобретение может быть использовано не только для получения изображений нескольких картин или частей одной или нескольких картин, широкоформатных, широкополосных и строчных картин, но и для "обратного преобразования" в целях получения одновременных отображений с помощью проектора нескольких картин или частей одной или нескольких картин, широкоформатных и широкополосных изображений.To obtain the original wide-format picture L in the usual form, it is necessary to carry out the inverse transformation, for which it is enough to use our proposed device for synthesizing the aperture as a prefix to the projector. In this case, the aperture synthesizer converts from a compact image with three narrow parts of the picture into the image of the original widescreen picture L. Thus, the present invention can be used not only to obtain images of several paintings or parts of one or more paintings, widescreen, wideband and lower case pictures, but also for "reverse conversion" in order to obtain simultaneous displays with the help of a projector of several pictures or parts of one or several cards n, and wideband widescreen image.

Вариант реализации предлагаемого способа без использования объектива рассмотрим на примере сканирующего устройства в виде устройства с зеркальными поверхностями для планшетного "сканера" (см. фиг.2), где:An implementation option of the proposed method without the use of a lens is considered using an example of a scanning device in the form of a device with mirror surfaces for a tablet “scanner” (see FIG. 2), where:

- 1 - корпус считывающего устройства;- 1 - the body of the reader;

- 2 - фотоматрица;- 2 - photomatrix;

- 3, 4, 5 - участки (строки) фотоматрицы;- 3, 4, 5 - sections (rows) of the photomatrix;

- 11, 12, 13 - зеркала;- 11, 12, 13 - mirrors;

- 15, 16, 17 - участки считываемого материала (картины) для сканирования.- 15, 16, 17 - sections of the read material (picture) for scanning.

Считывающее устройство 1 (зеркала 15, 16, 17, фотоматрица 2 и электронные блоки) располагается на подвижной каретке (на фиг.2 каретка не показана) для его перемещения вдоль материала.The reader 1 (mirrors 15, 16, 17, photomatrix 2 and electronic components) is located on a movable carriage (the carriage is not shown in Fig. 2) for its movement along the material.

Сканирование (считывание) материала производится обычным путем перемещения каретки вдоль материала, освещаемого полосой света от лампы с щелевой диафрагмой (лампа располагается на каретке).Scanning (reading) of the material is carried out in the usual way by moving the carriage along the material illuminated by a strip of light from a lamp with a slit diaphragm (the lamp is located on the carriage).

Отличие предлагаемого СУ от известных состоит в том, что вместо механического сканирования вдоль строки качающимся или вращающимся зеркалом "сканирование" вдоль строки осуществляется статически фотоматрицей без механических перемещений вдоль строки. С помощью зеркал 11, 12, 13 полная строка считываемого материала (разбитая зеркалами на маленькие, относительно считываемой строки, короткие строчки) переносится на фотоматрицу, где и происходит считывание данной строки материала. За время считывания одной строки материала каретка перемещается на одну строку вдоль материала, после чего проводится считывание второй строки материала. И так до полного считывания всего материала.The difference between the proposed SU and the known ones is that instead of mechanical scanning along the line with a swinging or rotating mirror, “scanning” along the line is carried out statically with a photomatrix without mechanical displacements along the line. Using mirrors 11, 12, 13, the complete line of the read material (broken by mirrors into small, relatively short lines), is transferred to the photomatrix, where this line of material is read. During the reading of one line of material, the carriage moves one line along the material, after which the second line of material is read. And so on until the complete reading of all the material.

Зеркала целесообразно выполнить в виде монолитной ступенчатой конструкции.It is advisable to make mirrors in the form of a monolithic step design.

Устройство получения изображений можно сделать на основе пучков оптических волокон, состоящих из N оптических волокон, закрепленных в корпусе устройства, таким образом, что одни торцы волокон наклонены под соответствующими углами: α1, α2, ... αN-1, αN относительно одной оси и под углами: β1, β2, ... βN-1, BN относительно другой оси корпуса (углы β перпендикулярны плоскости изображений на фиг.1, 2), причем каждый из этих углов устанавливается так, чтобы каждое из N оптических волокон одновременно проецировало соответствующие картины или части одной протяженной картины K1, K2, ..., КN, одновременно не находящиеся в "прямом" поле зрения, другими торцами в "синтезированное" поле зрения устройства регистрации так, чтобы каждое изображение И1, И2, ... ИN заполнило регистрирующую поверхность, причем торцы оптических волокон, обращенных к объективу, могут располагаться не регулярно по строкам или кадру, а в соответствии с расположением активных (работоспособных) элементарных фотоприемников, что позволяет использовать бракованные матрицы с "битыми" (неисправными) пикселями и даже "битыми" строками.The image acquisition device can be made on the basis of bundles of optical fibers, consisting of N optical fibers fixed in the device case, so that some ends of the fibers are inclined at the corresponding angles: α 1 , α 2 , ... α N-1 , α N relative to one axis and at angles: β 1 , β 2 , ... β N-1 , B N relative to the other axis of the casing (angles β are perpendicular to the image plane in FIGS. 1, 2), each of these angles being set so that each of N optical fibers simultaneously projected corresponding pictures or parts of one second extended pattern K 1, K 2, ..., K N, at the same time not in the "live" view, the other end to the "synthetic" view recording device so that each image AND 1 AND 2 ... And N filled the recording surface, and the ends of the optical fibers facing the lens may not be arranged regularly in rows or frames, but in accordance with the location of active (functional) elementary photodetectors, which allows defective matrices with “broken” (faulty) pixels and even beaten p okami.

В сканирующих устройствах с матрицами фотоприемников для обеспечения оперативного переключения полосы захвата входные поверхности оптического устройства можно покрывать световыми затворами, например в виде жидких кристаллов. Фрагменты полосы захвата проецируют на объектив так, чтобы все фрагменты полосы захвата попадали на одну или несколько линеек или матриц фотоприемников с наложением друг на друга для обеспечения фиксации только тех фрагментов полосы обзора, большей полосы захвата, фрагменты которых попадают на "открытые" поверхности преобразующего устройства. Для переключения полосы захвата открывают, электронным способом, соответствующие входные поверхности преобразующего устройства.In scanning devices with photodetector arrays, the input surfaces of the optical device can be coated with light gates, for example, in the form of liquid crystals, to ensure prompt switching of the capture band. Fragments of the capture band are projected onto the lens so that all fragments of the capture band fall on one or more lines or arrays of photodetectors superimposed on each other to ensure that only those fragments of the field of view, greater than the capture band, fragments of which fall on the “open” surfaces of the conversion device . To switch the capture band open, electronically, the corresponding input surface of the converting device.

Заявляемое изобретение позволяет решить поставленную задачу одновременного получения изображений нескольких картин или различных частей одной или нескольких картин, широкоформатных, широкополосных, строчных картин, при более эффективном использовании поля зрения объектива или устройства регистрации, а также дает возможность создать сканирующие устройства для летательных аппаратов с количеством элементов разложения "пикселей" десятки - сотни тысяч и более в строке. Заявляемое изобретение позволяет, используя стандартный объектив, создавать сканирующие устройства с более широкой полосой захвата (в десятки раз и более) при сохранении размера "пикселя", что фактически является способом синтезирования апертуры.The claimed invention allows to solve the problem of simultaneously obtaining images of several paintings or various parts of one or more paintings, widescreen, broadband, lowercase pictures, with more efficient use of the field of view of the lens or recording device, and also makes it possible to create scanning devices for aircraft with the number of elements decomposition of "pixels" tens - hundreds of thousands or more per line. The claimed invention allows, using a standard lens, to create scanning devices with a wider capture band (tens of times or more) while maintaining the size of the "pixel", which is actually a method of synthesizing an aperture.

Возможно создание недорогих "сканеров" (планшетных или протяжных), в которых для получения количества элементов разложения 2500 на дюйм и более (100 элементов на 1 мм) можно использовать группы оптических волокон или наклонных зеркал с соответствующими фиксированными углами наклона (при этом блоки 7, 8, 9, 10 фактически объединяются в простой блок крепления зеркал с фиксированными углами наклона), которые будут проецировать сканируемое изображение на матрицу фотоприемников аналогично вышеописанному сканирующему устройству. Наличие современных матриц для цифровых фотоаппаратов с количеством элементов разложения более 10 Мпикс, позволяет создавать сканеры с количеством пикселей в строке до 10 Мпикс.It is possible to create inexpensive "scanners" (flatbed or broach), in which to obtain the number of decomposition elements 2500 per inch or more (100 elements per 1 mm), you can use groups of optical fibers or inclined mirrors with corresponding fixed angles (in this case, blocks 7, 8, 9, 10 are actually combined into a simple mirror mount unit with fixed tilt angles), which will project the scanned image onto the photodetector array in the same way as the scanning device described above. The presence of modern matrices for digital cameras with the number of decomposition elements of more than 10 megapixels allows you to create scanners with the number of pixels in a row up to 10 megapixels.

Создан макет предлагаемого изобретения.The layout of the invention is created.

Следовательно, заявляемое изобретение (техническое решение) удовлетворяет условию промышленной применимости.Therefore, the claimed invention (technical solution) satisfies the condition of industrial applicability.

Claims (2)

1. Устройство получения изображений фотоаппаратами, телекамерами или сканирующими устройствами с фиксацией изображений на устройствах регистрации в виде фотопленки или фотоприемников, отличающееся тем, что устройство получения изображений состоит из N зеркал, закрепленных в корпусе блока управления положением зеркал, позволяющим изменять положение каждого зеркала отдельно, под соответствующими углами α1, α2, ... αN-1, αN относительно одной оси и под углами β1, β2, ... βN-1, BN, относительно другой оси корпуса устройства, причем каждый из этих углов устанавливается так, чтобы каждое из N зеркал проецировало соответствующие картины или части одной картины K1, K2, ..., КN, одновременно не находящиеся в поле зрения, обеспечивая одновременную оптическую проекцию изображений картин или изображений частей одной картины K1, К2, ... KN в поле зрения устройства регистрации так, чтобы изображения И1, И2, ... ИN заполнили регистрирующую поверхность.1. The device for receiving images with cameras, television cameras or scanning devices with fixing images on registration devices in the form of film or photodetectors, characterized in that the image receiving device consists of N mirrors mounted in the housing of the mirror position control unit, allowing you to change the position of each mirror separately, at appropriate angles α 1 , α 2 , ... α N-1 , α N relative to one axis and at angles β 1 , β 2 , ... β N-1 , B N , relative to another axis of the device casing, each from e their angle is set so that each of the N mirrors to project the appropriate picture or part of a pattern of K 1, K 2, ..., K N, at the same time not in the field of view, providing simultaneous optical projection images of pictures or pictures of parts of one picture K 1 , K 2 , ... K N in the field of view of the recording device so that images AND 1 , AND 2 , ... AND N fill the recording surface. 2. Устройство получения изображений фотоаппаратами, телекамерами или сканирующими устройствами с фиксацией изображений на устройствах регистрации в виде фотоприемников, отличающееся тем, что устройство получения изображений состоит из N оптических волокон, закрепленных в корпусе устройства, одни торцы волокон наклонены под соответствующими углами α1, α2, ... αN-1, αN относительно одной оси и под углами β1, β2, ... βN-1, βN относительно другой оси корпуса устройства, причем каждый из этих углов устанавливается так, чтобы каждое из N оптических волокон одновременно проецировало соответствующие картины или части одной картины K1, K2, ..., KN, одновременно не находящиеся в поле зрения, другими торцами в поле зрения устройства регистрации так, чтобы изображения И1, И2, ..., ИN заполнили регистрирующую поверхность, причем торцы оптических волокон, обращенных к устройству регистрации, могут располагаться в соответствии с расположением работоспособных элементарных фотоприемников.2. The device for obtaining images by cameras, cameras or scanning devices with fixing images on registration devices in the form of photodetectors, characterized in that the image acquisition device consists of N optical fibers fixed in the device body, one ends of the fibers are inclined at the corresponding angles α 1 , α 2 , ... α N-1 , α N with respect to one axis and at angles β 1 , β 2 , ... β N-1 , β N with respect to the other axis of the device body, each of these angles being set so that each from N optical x fibers simultaneously project respective pattern or part of one picture K 1, K 2, ..., K N, while not being in sight, the other ends of the field of view in the registration unit so that the image AND 1, AND 2, ... , And N filled the recording surface, and the ends of the optical fibers facing the registration device can be located in accordance with the location of operable elementary photodetectors.
RU2005137203/28A 2005-11-30 2005-11-30 Image production device (variants) RU2319187C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005137203/28A RU2319187C2 (en) 2005-11-30 2005-11-30 Image production device (variants)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005137203/28A RU2319187C2 (en) 2005-11-30 2005-11-30 Image production device (variants)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005137203A RU2005137203A (en) 2007-06-10
RU2319187C2 true RU2319187C2 (en) 2008-03-10

Family

ID=38312127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005137203/28A RU2319187C2 (en) 2005-11-30 2005-11-30 Image production device (variants)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2319187C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005137203A (en) 2007-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5194959A (en) Image forming apparatus for forming image corresponding to subject, by dividing optical image corresponding to the subject into plural adjacent optical image parts
US5016109A (en) Apparatus and method for segmenting a field of view into contiguous, non-overlapping, vertical and horizontal sub-fields
US5438366A (en) Aspherical blur filter for reducing artifacts in imaging apparatus
US7078720B2 (en) Range finder for measuring three-dimensional geometry of object and method thereof
US5322998A (en) Conical blur filter for reducing artifacts in imaging apparatus
US7651282B2 (en) Devices and methods for electronically controlling imaging
JP7189992B2 (en) Apparatus for imaging partial fields of view, multi-aperture imaging apparatus and methods of providing same
CN101256275B (en) Microminiaturization co-image face panoramic imagery technique
US20120081511A1 (en) Interlaced focal plane array for wide-area surveillance
US7274500B2 (en) Display system incorporating trilinear electromechanical grating device
US20150037022A1 (en) Camera system with rotating mirror
US5180912A (en) Display system with means for variably deflecting an array of optical emitters
US7586662B2 (en) Three-dimensional light ray input apparatus
JP2021034888A (en) Receiver for free space optical communications
US20090153928A1 (en) Engine for video projection/digitiser/digital radar with multiple electromagnetic radiation beams
RU2319187C2 (en) Image production device (variants)
US7949241B2 (en) Anamorphic focal array
JPH1198532A (en) Stereoscopic image pickup device and stereoscopic display device
CA1310532C (en) Color image visualization system using an ordered fibre optical mixer
KR101145767B1 (en) Omnidirectional camera
US4546380A (en) Solid-state color-encoding television camera
JP6022428B2 (en) Image photographing apparatus and image photographing method
JP4043091B2 (en) Image input method, image input device, electronic camera
CN109357762A (en) A kind of fast illuminated Regional High Resolution optical spectrum imagers
US4004087A (en) Panning pyroelectric vidicon system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091201

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110520

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121201

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20141110

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201201