Способ наблюдения стереоизображений с полным разрешением для каждого ракурса и устройство для его реализации

Способ наблюдения стереоизображений с полным разрешением для каждого ракурса и устройство для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к технике наблюдения объемных изображений, точнее, к стереоскопической видеотехнике, и может быть использовано для создания стереоскопических телевизоров и компьютерных мониторов с возможностью наблюдения стереоизображения как без очков, так и с помощью пассивных (некоммутируемых) стереоочков с сохранением возможности наблюдения моноскопических изображений.

Известен способ [1] безочкового наблюдения стереоизображений, заключающийся в том, что в группах нечетных и четных столбцов матрично-адресуемого оптического модулятора или генератора формируют световой поток с модулированной интенсивностью света, прямо пропорциональной величинам интегральной яркости соответственно левого L и правого R ракурсов стереоизображения, с помощью пространственно-периодической модуляции длины оптического пути света, создаваемой растром цилиндрических линз, отклоняют парциальные световые потоки, соответствующие группам нечетных и четных столбцов поперечного сечения, в левую и правую зоны наблюдения, где m=1, 2, …, М, n=1, 2, …, N, а М и N - число строк и столбцов в матричном оптическом модуляторе (генераторе).

Достоинством известного способа является возможность просмотра стереоизображения без применения очков, что обеспечивает комфорт для наблюдателя. Основным недостатком известного способа является сниженное в 2 раза, до величины , пространственное разрешение в каждом из ракурсов относительно полного разрешения М×N оптического модулятора. При этом снижение числа элементов в воспроизводимом изображении происходит только вдоль одной из координат изображения, поскольку изображению каждого ракурса отводится столбцов при неизменном числе М строк в воспроизводимом изображении, что создает дополнительно проблему соблюдения требуемого соотношения сторон для изображения. Например, данным способом невозможно организовать с помощью ЖК дисплея с разрешением N×M=720×576 элементов (для систем PAL, SECAM) воспроизведение стереоизображения с тем разрешением 720×576 элементов, поскольку при этом разрешение упадет вдвое до для каждого ракурса, но также невозможно сохранить в каждом ракурсе требуемое исходным соотношением 4:3 сторон изображения, поскольку для изображения с 360×576 элементами это соотношение равно 2:3. Если же специально изготавливать матрично-адресуемые оптические модуляторы с нестандартным соотношением сторон 8:3 для параллельного воспроизведения двух ракурсов с соотношением 4:3 данным способом, то такой путь приведет к проблеме воспроизведения стандартных моноскопических (одноракурсных) изображений из-за несоблюдения уже для них требуемого соотношения 4:3 сторон. Эта проблема в совокупности с невозможностью электрического отключения действия растра обычных цилиндрических линз ведет к практической невозможности при использовании известного способа обеспечить совместимость с моноскопическим отображением, если к тому же учесть, что практически невозможно с целью просмотра моноскопического изображения временно удалять линзовый растр механическим путем (выполнять его съемным), поскольку каждый раз после такого удаления потребовалось бы выполнить точную юстировку пространственного положения линзового растра.

Известен способ [2] наблюдения стереоизображений с полным разрешением для каждого ракурса, заключающийся в том, что формируют световой поток с комплексной модуляцией амплитуды, за счет которой в mn-м элементе поперечного сечения светового потока совместно представлены интегральные яркости и mn-х элементов изображений левого L и правого R ракурсов трехмерной сцены, при этом параметры кодирующей эллиптической модуляции поляризации света заданы в виде обратных тригонометрических функций от алгебраических соотношений между и , где m=1, 2, …, М, n=1, 2, …, N, a M×N - число строк и столбцов в поляризационно-кодирующем оптическом модуляторе, и с помощью поляризационных фильтров, выполненных в форме пассивных стереоочков, сепарируют парциальные световые потоки изображений левого и правого ракурсов, направляя их в левую и правую зоны наблюдения.

Известно устройство [2] для наблюдения многоракурсных изображений с удвоенным разрешением в каждом ракурсе и возможностью моноскопического отображения, содержащее источник многоракурсного видеосигнала, электронный функциональный блок и расположенные последовательно на одной оптической оси электрически управляемый матрично-адресуемый поляризационно-кодирующий оптический модулятор и поляризационный селектор, выполненный в виде пассивных стереоочков, два окна которых содержат два поляризационных фильтра со взаимно ортогональными состояниями поляризации, при этом для mn-го элемента поляризационно-кодирующего оптического модулятора его передаточная характеристика определяется обратными тригонометрическими функциями от отношения линейных комбинаций и , где и - сигналы, квадраты амплитуд которых соответствуют величинам и mn-х элементов изображений левого и правого ракурсов, причем выход источника стереовидеосигнала подключен к электрическим входам поляризационно-кодирующего оптического модулятора и электронного функционального блока, выход которого подключен к входу поляризационного селектора, где m=1, 2, …, М, n=1, 2, …, N, a M×N - число строк и столбцов в поляризационно-кодирующем оптическом модуляторе.

Достоинством известных способа и устройства является использование полного пространственного разрешения M×N поляризационно-кодирующего оптического модулятора (генератора) для каждого из двух ракурсов стереоизображения, предъявляемых наблюдателю, несмотря на то, что оба ракурса воспроизводятся совместно (одновременно) на одном и том же экране. При этом для перехода к наблюдению моноскопического изображения достаточно снять стереоочки и переключить устройство в режим формирования моноскопического изображения.

Хотя использование стереоочков ведет к большой свободе перемещения наблюдателя (вследствие того, что зоны наблюдения, определяемые положениями окон стереоочков в этом случае, автоматически перемещаются вместе с наблюдателем), однако обязательное наличие стереоочков снижает комфортность наблюдения стереоизображения в известных способе и устройстве.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа и устройства за счет реализации безочкового наблюдения стереоизображения.

Поставленная цель в способе, заключающемся в том, что с помощью матрично-адресуемого поляризационно-кодирующего оптического модулятора или генератора формируют световой поток с комплексной модуляцией амплитуды, за счет которой в mn-м элементе поперечного сечения светового потока совместно представлены интегральные яркости и mn-х элементов изображений левого L и правого R ракурсов трехмерной сцены, при этом параметры кодирующей эллиптической модуляции поляризации света заданы в виде обратных тригонометрических функций от алгебраических соотношений между и , где m=1, 2, …, М, n=1, 2, …, N, а М×N - число строк и столбцов в поляризационно-кодирующем оптическом модуляторе, и с помощью фазового и/или поляризационного селектора сепарируют парциальные световые потоки, соответствующие левому и правому ракурсам, направляя их в левую и правую зоны наблюдения, достигается тем, что формируют на n-м столбце поляризационно-кодирующего оптического модулятора n-ю группу из первого и второго парциальных световых потоков, несущих информацию о n-х столбцах изображений соответственно левого и правого ракурсов, при этом параметры кодирующей эллиптической модуляции поляризации задают взаимно ортогональными как между двумя парциальными световыми потоками в n-й группе, так и между n-й и (n+1)-й группами парциальных световых потоков, с помощью фазового и/или поляризационного селектора осуществляют декодирование ракурсов в плоскости декодирования и последующую поляризационную фильтрацию светового потока, при этом плоскость декодирования разбивают на столбцы, оси симметрии которых расположены на пересечениях центральных осей парциальных световых потоков с одинаковыми параметрами кодирующей эллиптической модуляции поляризации, и в каждой паре смежных столбцов сдвигают фазу δ световой волны на разностную величину между смежными i и (i+1) столбцами плоскости декодирования, либо изменяют состояние поляризации световой волны с реализацией двух взаимно ортогональных изменений состояния поляризации для смежных i и (i+1) столбцов плоскости декодирования (g=1, 2 …, i=1, 2, …).

Поставленная цель в устройстве, содержащем источник стереовидеосигнала, электронный функциональный блок и расположенные последовательно на одной оптической оси электрически управляемый матрично-адресуемый поляризационно-кодирующий оптический модулятор и поляризационный селектор, выходы которого оптически связаны с левой и правой зонами наблюдения, при этом для mn-го элемента поляризационно-кодирующего оптического модулятора его передаточная характеристика определяется обратными тригонометрическими функциями от отношения линейных комбинаций и , где и - сигналы, квадраты амплитуд которых соответствуют величинам и mn-х элементов изображений левого и правого ракурсов, причем выход источника стереовидеосигнала подключен к электрическим входам поляризационно-кодирующего оптического модулятора и электронного функционального блока, выход которого подключен к входу поляризационного селектора, где m=1, 2, …, М, n=1, 2, …, N, a M×N - число строк и столбцов в поляризационно-кодирующем оптическом модуляторе, достигается тем, что поляризационно-кодирующий оптический модулятор выполнен с возможностью реализации для каждой пары n-го и (n+1)-го столбцов двух взаимно ортогональных направлений оптической анизотропии рабочего вещества, а поляризационный селектор выполнен с столбцовой электрической адресацией слоя рабочего вещества с одинаковым начальным направлением оптической анизотропии для всего слоя при возможности реализации в каждой смежной паре столбцов двух взаимно ортогональных направлений оптической анизотропии рабочего вещества либо с столбцовой организацией слоя рабочего вещества, где смежным столбцам соответствуют взаимно ортогональные начальные направления оптической анизотропии вещества, а плоскость слоя рабочего вещества поляризационного селектора расположена на расстоянии d от плоскости слоя рабочего вещества поляризационно-кодирующего оптического модулятора, где , D - расстояние от поляризационно-кодирующего оптического модулятора до зон наблюдения, р - период расположения N столбцов поляризационно-кодирующего оптического модулятора, b - расстояние между центральными точками любых двух смежных зон наблюдения.

Реализация безочкового наблюдения стереоизображения в способе и устройстве обусловлена наличием пространственно периодической модуляции поляризации и/или фазы света (реализуемой с помощью поляризационного и/или фазового селектора с периодической структурой), ведущей к сепарации парциальных световых потоков, несущих изображения левого и правого ракурсов, в левую и правую зоны наблюдения.

Достоинством способа и устройства является полное разрешение стереоизображения в каждом ракурсе, равное полному разрешению M×N дисплея.

Достоинством первого частного варианта способа и устройства для его реализации является технологичность конструкции вследствие возможности использования трех одинаковых по структуре рабочего слоя оптических модуляторов на основе закрученной на 90° градусов ЖК структуры (twist-структуры) в нематическом жидком кристалле (ЖК) соответственно в качестве модулятора интенсивности света, формирователя эллиптической поляризации света и селектора поляризации. Дополнительным достоинством является улучшение качества изображения из-за возможности взаимной компенсации оптической дисперсии в формирователе эллиптической поляризации света и селекторе поляризации вследствие разного знака углов начального поворота плоскости поляризации (разного знака направления закрутки ЖК молекул в двух ЖК слоях).

Достоинством второго частного варианта способа и устройства для его реализации является улучшение качества изображения за счет взаимной компенсации оптической дисперсии в формирователе эллиптической поляризации света и селекторе поляризации вследствие оптического сопряжения необыкновенного луча, распространяющегося в слое рабочего вещества одного из них, с обыкновенным лучом, распространяющимся в слое рабочего вещества другого (из-за взаимной ортогональности директоров ориентации нематического ЖК в двух слоях рабочего вещества).

Достоинством третьего, четвертого и пятого частных вариантов устройства является повышенная оптическая эффективность, обусловленная использованием чисто фазовых кодирующих и декодирующих слоев рабочего вещества поляризационно-кодирующего оптического модулятора и фазового селектора, что ведет к достаточности использования всего двух поляризаторов для всей оптической схемы устройства - для начальной поляризации входного светового потока и анализа состояния поляризации выходного.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлено:

Фиг.1-4 - иллюстрация осуществления способа.

Фиг.5 - первый частный вариант устройства и способа с поляризационно-кодирующим оптическим модулятором и декодирующим поляризационным селектором на эффекте управляемого поворота угла плоскости поляризации.

Фиг.6 - второй частный вариант устройства и способа с поляризационно-кодирующим модулятором и поляризационным селектором на эффекте управляемого двулучепреломления.

Фиг.7 - состояния поляризации на столбцах поляризационного кодирующего оптического модулятора для первого частного варианта устройства.

Фиг.8 - фрагмент фронтального изображения строки поляризационно-кодирующего оптического модулятора для первого частного варианта устройства.

Фиг.9 - фрагмент структурной схемы первого частного варианта устройства с иллюстрацией поляризационной селекции ракурсов.

Фиг.10 - пример конкретного выполнения поляризационного селектора в виде совокупности полосчатых линейных поляризаторов со взаимно ортогональными направлениями поляризации.

Фиг.11 - состояния поляризации на столбцах поляризационного кодирующего оптического модулятора для второго частного варианта устройства.

Фиг.12 - фрагмент фронтального изображения строки поляризационно-кодирующего оптического модулятора для второго частного варианта устройства.

Фиг.13 - фрагмент структурной схемы второго частного варианта устройства с иллюстрацией поляризационной селекции ракурсов.

Фиг.14-16 - пример конкретного выполнения поляризационного селектора в виде электрически адресуемого по столбцам слоя нематического жидкого кристалла (ЖК) с различными видами ЖК структуры.

Фиг.17 - состояния поляризации на столбцах поляризационного кодирующего оптического модулятора для третьего частного варианта устройства.

Фиг.18 - фрагмент фронтального изображения строк поляризационно-кодирующего оптического модулятора и структурной схемы для третьего частного варианта устройства.

Фиг.19 - пример конкретного выполнения поляризационно-кодирующего модулятора в виде поляризатора и двух ЖК слоев - с эффектом управляемого поворота плоскости поляризации и с эффектом управляемого двулучепреломления.

Фиг.20 - состояния поляризации на столбцах поляризационного кодирующего оптического модулятора для четвертого частного варианта устройства.

Фиг.21 - фрагмент фронтального изображения строк поляризационно-кодирующего оптического модулятора и структурной схемы для четвертого частного варианта устройства.

Фиг.22 - пример конкретного выполнения поляризационно-кодирующего модулятора в виде поляризатора и двух ЖК слоев с эффектом управляемого поворота плоскости поляризации.

Фиг.23 - противоположные направления закрутки ЖК молекул в двух смежных ЖК слоях поляризационно-кодирующего оптического модулятора.

Фиг.24 - расположение цветных элементов в элементе поляризационно-кодирующего оптического модулятора.

Фиг.25 - состояния поляризации на столбцах поляризационного кодирующего оптического модулятора для пятого частного варианта устройства.

Фиг.26 - фрагмент фронтального изображения строк поляризационно-кодирующего оптического модулятора и структурной схемы для пятого частного варианта устройства.

Фиг.27 - пример конкретного выполнения поляризационно-кодирующего модулятора в виде поляризатора и двух ЖК слоев с эффектом управляемого двулучепреломления.

Фиг.28 - взаимно ортогональные направления ориентации ЖК молекул в двух смежных ЖК слоях поляризационно-кодирующего оптического модулятора.

Способ наблюдения стереоизображений (фиг.1) заключается в том, что с помощью матрично-адресуемого поляризационно-кодирующего оптического модулятора (генератора) 1 формируют световой поток с комплексной модуляцией амплитуды, при которой в mn-м элементе поперечного сечения светового потока совместно представлены интегральные яркости и mn-х элементов изображений левого L и правого R ракурсов трехмерной сцены, при этом параметры кодирующей эллиптической модуляции поляризации света заданы в виде обратных тригонометрических функций от алгебраических соотношений между и , где m=1, 2, …, М, n=1, 2, …, N, а М×N - число строк и столбцов в поляризационно-кодирующем оптическом модуляторе, на n-м столбце которого формируют n-ю группу из первого и второго парциальных световых потоков, несущих информацию о n-х столбцах изображений соответственно левого и правого ракурсов, при этом параметры кодирующей эллиптической модуляции поляризации задают взаимно ортогональными как между двумя парциальными световыми потоками в n-й группе, так и между n-й и (n+1)-й группами парциальных световых потоков, с помощью фазового и/или поляризационного декодера 2_φ осуществляют декодирование ракурсов в плоскости Р-Р' декодирования, а с помощью поляризационного фильтра 2_P - поляризационную фильтрацию светового потока, при этом плоскость декодирования разбивают на столбцы, оси симметрии которых расположены на пересечениях центральных осей парциальных световых потоков с одинаковыми параметрами кодирующей эллиптической модуляции поляризации, и в каждой паре смежных столбцов сдвигают фазу δ световой волны на разностную величину между смежными i и (i+1) столбцами плоскости декодирования, либо изменяют состояние поляризации световой волны с реализацией двух взаимно ортогональных изменений состояния поляризации для смежных i и (i+1) столбцов плоскости декодирования (g=1, 2…, i=1, 2, …).

Левый E_L и правый E_R глаза наблюдателя расположены соответственно в левой S_L и правой S_R зонах наблюдения.

С помощью первого столбца поляризационно-кодирующего оптического модулятора 1 получают модулированный световой поток , состоящий из двух парциальных световых потоков 1^(R) и 1_(L) (фиг.2), первый из которых, соответствующий изображению первого столбца правого ракурса, поляризован в вертикальном направлении (ортогонально плоскости чертежа), чему соответствует условное обозначение верхним регистром ^(R), а второй, соответствующий изображению первого столбца левого ракурса, поляризован в горизонтальном направлении (в плоскости чертежа), чему соответствует условное обозначение нижним регистром _(L). Аналогично, с помощью второго столбца получают модулированный световой поток , состоящий из двух парциальных световых потоков 2^(L) и 2_(R), первый из которых, соответствующий изображению второго столбца левого ракурса, полязован в вертикальном направлении, а второй, соответствующий изображению второго столбца правого ракурса, поляризован в горизонтальном направлении. Парциальные световые потоки 1_(L), 3_(L)… и 2_(R), 4_(R) попадают соответственно в левую S_L и правую S_R зоны наблюдения без изменения первоначального горизонтального направления поляризации, поскольку эти световые потоки проходят столбцы плоскости декодирования, которые не оказывают влияния на поляризацию. Парциальные световые потоки 1^(R), 3^(R), … и 2^(L), 4^(L), … попадают соответственно в левую S_L и правую S_R зоны наблюдения за счет изменения первоначального направления поляризации с вертикального на горизонтальное под действием 90°-х ротаторов поляризации, показанных условно в виде элементов поляризационного декодера 2_φ и установленных на пересечениях осей данных световых потоков в плоскости Р-Р' пространственного декодирования. Функция поляризационного фильтра 2_P (показанного для определенности в виде линейного поляризатора с горизонтальным направлением поляризации) состоит в пропускании парциальных световых потоков только с горизонтальным направлением поляризации и в задержке всех перекрестных световых потоков с вертикальным направлением поляризации после прохождения элементов поляризационного селектора 2. Подробнее фильтрация перекрестных световых потоков иллюстрирована фиг.3 - в увеличенном масштабе показана режекция парциальных световых потоков , и , вследствие их вертикальной (относительно плоскости чертежа) ориентации линейной поляризации при падении на линейный поляризатор 2_Р, что не позволяет им распространяться в направлении правой S_R (левой S_L) зоны наблюдения.

Геометрия пространственной фильтрации для полной апертуры парциальных световых потоков представлена на фиг.4.

Устройство (фиг.5, 6) содержит источник 3 стереовидеосигнала, электронный функциональный блок 4 и расположенные последовательно на одной оптической оси электрически управляемый матрично-адресуемый поляризационно-кодирующий оптический модулятор 1 и поляризационный селектор 2, выходы которого оптически связаны с левой S_L и правой S_R зонами наблюдения, при этом выход источника 3 двухракурсного видеосигнала подключен к электрическим входам поляризационно-кодирующего оптического модулятора 1 и электронного функционального блока 4, выход которого подключен к электрическим входам поляризационного селектора 2, а для mn-го элемента поляризационно-кодирующего оптического модулятора его передаточная характеристика определяется обратными тригонометрическими функциями от отношения линейных комбинаций и , где и - сигналы, квадраты амплитуд которых соответствуют величинам и mn-х элементов изображений левого и правого ракурсов, где m=1, 2, …, М, n=1, 2,.., N, a M×N - число строк и столбцов в поляризационно-кодирующем оптическом модуляторе 1, который выполнен с возможностью реализации для каждой пары n-го и (n+1)-го столбцов двух взаимно ортогональных направлений оптической анизотропии рабочего вещества. Поляризационный селектор 2 (фиг.6) выполнен в виде последовательно оптически связанных фазового и/или поляризационного декодера 2_F и поляризационного фильтра 2_Р. Поляризационный декодер 2_F выполнен с столбцовой электрической адресацией слоя рабочего вещества с одинаковым начальным направлением оптической анизотропии для всего слоя при возможности реализации в каждой смежной паре столбцов двух взаимно ортогональных направлений оптической анизотропии рабочего вещества либо с столбцовой организацией слоя рабочего вещества, где смежным столбцам соответствуют взаимно ортогональные начальные направления оптической анизотропии вещества. Плоскость слоя рабочего вещества поляризационного декодера 2_F расположена на расстоянии d от плоскости слоя рабочего вещества поляризационно-кодирующего оптического модулятора, где , D - расстояние от поляризационно-кодирующего оптического модулятора до зон наблюдения, р - период расположения N столбцов поляризационно-кодирующего оптического модулятора, b - расстояние между центральными точками любых двух смежных зон наблюдения.

В первом частном варианте устройства (фиг.5) поляризационно-кодирующий оптический модулятор 1 выполнен в виде последовательно расположенных модулятора 1_J интенсивности света и поляризационно-кодирующего модулятора 1_φ элиптической поляризации света, который включает в себя по крайней мере один слой рабочего вещества с эффектом управляемого поворота плоскости поляризации на угол φ, а поляризационный селектор 2 выполнен в виде управляемого линейного поляризатора с эффектом управляемого поворота плоскости поляризации на угол φ. Любой mn-й элемент модулятора 1_J интенсивности света оптически связан с соответствующим mn-м элементом кодирующего модулятора 1_φ элиптической поляризации света. Коэффициент Т^mn оптического пропускания модулятора l_J интенсивности света для его mn-го элемента определяется выражением

где и - среднеквадратичные значения сигналов, соответствующие яркостям и mn-х элементов изображений левого и правого ракурсов, т.е.

где с' - константа пропорциональности. Сигналы и получают, например, посредством фотоэлектрической регистрации интегральной яркости mn-то элемента левого ракурса и интегральной яркости mn-го элемента правого ракурса (например, с помощью соответствующих фоточувствительных элементов в апертурах двух видеокамер, установленных в двух разных точках съема информации для получения изображений двух - левого и правого - ракурсов трехмерной сцены). При условии (2) результирующие световые потоки и , исходящие от соответствующих элементов поляризационно-кодирующего оптического модулятора 1, линейно связаны со значениями яркостей и соответствующих изображений mn-х элементов левого и правого ракурсов отображаемой трехмерной сцены.

Поляризационная характеристика _φ ^mn модулятора 1_φ элиптической поляризации света для его нечетных (1, 2, …, 2n-1, …) столбцов определяется выражением

а для четных (1, 2, …, 2n, …) столбцов - выражением

Поляризационная характеристика φ^mn определяет значение угла φ, на который поворачивается плоскость поляризации света после прохождения mn-го элемента модулятора 1_φ элиптической поляризации света.

Во втором частном варианте устройства (фиг.6) кодирующий модулятор 1_Δ элиптической поляризации света включает в себя по крайней мере один слой слой рабочего вещества с эффектом управляемого двулучепреломления с возможностью создания фазового сдвига Δ между обыкновенным и необыкновенным лучами, а поляризационный селектор 2 выполнен виде последовательно расположенных фазового декодера 2_F с эффектом управляемого двулучепреломления и линейного поляризатора 2_P, при этом фазовый декодер 2_F выполнен с возможностью создания фазового сдвига величиной π в его нечетных столбцах и с нулевым значением фазового сдвига в четных столбцах. Коэффициент T^mn оптического пропускания модулятора 1_J интенсивности света определяется выражением (1), а поляризационная характеристика модулятора 1_Δ элиптической поляризации света для его нечетных столбцов определяется выражением

а для четных столбцов - выражением

Для первого частного варианта устройства на фиг.5 стрелками условно показаны взаимно ортогональные направления линейной поляризации, соответствующие выражениям (3) и (4), вдоль одной строки поляризационно-кодирующего модулятора 1_φ эллиптической поляризации, каждый адресуемый элемент которого выполнен с эффектом поворота плоскости поляризации. Фиг.6 иллюстрирует для второго частного варианта устройства взаимно ортогональные состояния эллиптической поляризации для одной строки поляризационно-кодирующего модулятора 1_φ, каждый адресуемый элемент которого выполнен с эффектом управляемого двулучепреломления. На фиг.7 показана карта направлений линейной поляризации для всей апертуры поляризационно-кодирующего модулятора 1_φ в первом частном варианте устройства, а на фиг.8 и 9 - состояния поляризации на одной строке поляризационно-кодирующего модулятора 1_φ и соответствующее сечение компонентов первого частного варианта устройства плоскостью, параллельной оптической оси устройства и проходящей через данную строку. Конкретный пример выполнения поляризационного селектора 2 - в виде полосчатой (параллельной столбцам) структуры 2_S линейных поляризаторов со взаимно ортогональными направлениями поляризации в смежных столбцах (фиг.10).

Для второго частного варианта устройства на фиг.11 показано состояние поляризации в апертуре поляризационно-кодирующего оптического модулятора 1_Δ, соответствующее выражениям (5), (6), фиг.12 иллюстрирует ориентацию эллиптической поляризации на одной строке последнего, на фиг.13 показано сечение компонентов второго частного варианта устройства плоскостью, параллельной оптической оси устройства и проходящей через указанную строку. Примеры конкретного выполнения слоя рабочего вещества кодирующего модулятора 1_Δ эллиптической поляризации света с эффектом управляемого двулучепреломления - на основе ЖК слоя 5 (фиг.14), расположенного между стеклянными подложками 6, 7 и электрически адресуемого по столбцам за счет приложения разности потенциалов

Е=Е₀ между полосчатым электродом 8 и общим электродом 9, потенциал которого равен 0, при этом конкретно ЖК слой 7 выполнен в виде слоя нематического ЖК с гомогенной структурой (фиг.14) для ЖК с отрицательной диэлектрической анизотропией, либо со сверхзакрученной (supertwist) структурой (фиг.15), либо с гомеотропной структурой (фиг.16) для ЖК с отрицательной диэлектрической анизотропией. Пример конкретного выполнения слоя рабочего вещества поляризационно-кодирующего модулятора 1_Δ элиптической поляризации света с эффектом управляемого поворота плоскости поляризации - в виде электрически адресуемого по столбцам слоя нематического ЖК с закрученной на 90° (twist) структурой (фиг.15).

В третьем частном варианте устройства (фиг.17-19) поляризационно-кодирующий оптический модулятор 1 выполнен в виде последовательно оптически связанных оптического модулятора 1_φ с эффектом управляемого поворота плоскости поляризации и фазового оптического модулятора 1_Δ с эффектом управляемого двулучепреломления (фиг.18), которые расположены между двумя линейными поляризаторами 10 и 2_P. Конкретно поляризационно-кодирующий оптический модулятор 1_φ и фазовый оптический модулятор 1_Δ выполнены соответственно в виде электрически матрично-адресуемых слоев 11 и 12 нематического ЖК с положительной диэлектрической анизотропией (фиг.19), первый из которых представляет из себя закрученную (twist) структуру, а второй - гомогенно ориентированную структуру.

В четвертом частном варианте устройства (фиг.20-22) поляризационно-кодирующий оптический модулятор 1 выполнен в виде двух последовательно оптически связанных оптических модуляторов и (фиг.21) с эффектом управляемого поворота плоскости поляризации, которые расположены между двумя линейными поляризаторами 8 и 2_P. В конкретном примере оптические модуляторы и выполнены соответственно в виде электрически матрично-адресуемых слоев 13 и 14 нематического ЖК с положительной диэлектрической анизотропией (фиг.22), представленных закрученными (twist) структурами, характеризующимися взаимно противоположными направлениями закрутки ЖК молекул (фиг.23).

В случае цветного отображения поляризационно-кодирующий оптический модулятор 1 содержит в каждом своем mn-м элементе группу из трех цветных элементов-фильтров R_mn, G_mn, B_mn (фиг.24), которые имеют индивидуальную электрическую адресацию по строкам или столбцам соответственно при вертикальном или горизонтальном мультиплексировании цветных элементов.

В пятом частном варианте устройства (фиг.25-28) поляризационно-кодирующий оптический модулятор 1 выполнен в виде двух последовательно оптически связанных оптических модуляторов и (фиг.26) с эффектом управляемого двулучепреломления, которые расположены между двумя линейными поляризаторами 10 и 2_P. Конкретно оптические модуляторы и выполнены соответственно в виде электрически матрично-адресуемых слоев 15 и 16 нематического ЖК с положительной диэлектрической анизотропией (фиг.27), представленных гомеотропно ориентированными структурами, характеризующимися взаимно ортогональной начальной ориентацией ЖК молекул (фиг.28), что соответствует взаимной компенсации частотной дисперсии величины фазовых сдвигов Δ₁ и Δ₂ (показателей преломления