Устройство для многозонального наблюдения объемного изображения
Патент 951220
Авторы
Классы МПК
Устройство для многозонального наблюдения объемного изображения
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<п>951220 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 241080 (21) 2997653/18-10 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—
Опубликовано 15.0882. Бюллетень М30
Дата опубликования описания 150882
fS1)M Кд з
G 03 В 35/24
Государствеииый комитет
СССР по делам изобретеиий и открытий
1И) УДК778 ° 24 (088.8) (72) Авторы изобретения з
Ф
Н.К.Игнатьев и С.И.Косодуров
Всесоюзный научно-исследовательский кинофотоинститут (НИКФИ) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОЗОНАЛЬНОГО
НАБЛЮДЕНИЯ ОБЬЕМНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
Изобретение относится к стереоскопии, а более конкретно к растровым оптическим системам, применяемым для многозоналького наблюдения объемного изображения.
Известна система многоэонального наблюдения объемного изображения, спроецированного на собирательную линзу j1), где получение большого количества зон наблюдения достигается применением специальной светорасщепительной системы, устанавливаемой на выходе проекционного объектива. Подобное светорасщепление можно осуществить, используя растрированные зеркала, позволяющие организовать несколько мнимых центров проекции (2).
Для такой системы многозонального наблюдения характерна конструктивная сложность, технологическая трудность изготовления светорасщепительных устройств, устанавливаемых на выходе проекционного объектива, и высокие требования к согласованности элементов множительной системы.
Наиболее близким к изобретению является устройство для многоэонального наблюдения объемного иэображения, содержащее проекционную систему и просветный многожильный экран, выпол-ненный в виде положительной линзй и расположенного параллельно ее главной плоскости призматического растра, состоящего иэ совокупности периодически чередующихся призм с одинаково ориентированными для каждой совокупности искривленными рабочими гранями f3).
Свет, прошений через линзу, перераспределяется этой пластиной по зонам наблюдения. Исключая элементы вертикального и горизонтального рассеяния пучков, связанные с улучшением комфортности наблюдения стереопарного изображения, перераспределение световых пучков по зонам наблюдения осуществляется призматическим растром, нанесенным на сторону пластины, обращенную к наблюдателю. Подобное сочетание отклоняющих и рассеивающих элементов ухудшает резкость воспринимаемого объемного изображения и исключает воэможность передачи вертикальных параллаксов при проецирова25 нии реальных. объектов, а также изображений, восстановленных с голограмм.
Кроме того, ухудшение резкости изображения связано не только с применением рассеивающих элементов, но и с
З0 нарушением гомоцентричности световых
951220 пучков, преломляемых элементарными призмами растра.
Цель изобретения - устранение искажений гомоцентричности световых пучков, формирующих эоны наблюдения объемного изображения, что способствует улучшению резкостных характеристик наблюдаемого изображения. указанная цель достигается тем, что устройство для многоэоиального наблюдения объемного иэображения, содержащее проекционную систему и просветный множительный экран, выполненный в виде положительной линзы и расположенного параллельно ее главной плоскости призматического раст- ра, состоящего из И-групп периодически чередующихся призм, с одинаково ориентированными относительно оси для каждой группы рабочим гранями, снабжено второй положительной линзой, установленной эа призматическим растром, а выходной зрачок проекционной системы расположен в передней фокальной плоскости первой
ЛИНЭЫ, На фиг.1 показана оптическая система проекционного устройства для многозонального наблюдения объемного изображения; на фиг.2 - механизм распределения гомоцентрического светового пучка элементарными призмами растра на фиг.3 - пример конкретного выполнения множительного просветного экрана с использованием плосковыпуклых линзу на фиг.4 и 5 — возмаж ные варианты расположения элементарных призм соответственно одномерного и двумерного призматических растров.
Проекционное устройство (фиг.1) включает объектив 1 и множительный просветный экран 2, состоящий из дву положительных линз.3 и 4 и расположенного между ними призматического растра 5. Выходной зрачок объектива
1 находится в фокальной плоскости линзы 3.
Объектив 1 представляет собой либо объектив большого светового диаметра, проецирукиций изображение реального или голографического объекта 6 на экран 2, либо из объективов стереопарной или многообъективной проекционной системы (не показано), проецирующий плоские кадры, снятые с соответствующих точек зрения, прн стереопарной или многообъективной проекции кадр устанавливают в плоскости 7, оптически переносимой в прострайство между линзами 3 и 4, где установлен призматический растр 5
Гомоцентрический пучок лучей 8, один из проецирующих изображение объекта 6 на экран 2, после прохождения через оптическую систему экрана 2 собирается в в заданном числе зон 9 наблюдения, расположенных в .фокальной плоскости положительной
Наиболее целесообразным является такое выполнение. экрана, гле главные плоскОсти пОлОжительнОЙ лннзОВОЙ системы экрана 2, между которыми расположен призматический растр, 5, максимально приближены друг к другу. Для
55 этого призматический растр.5 можно расположить между плоскими сторонами двух плоско-выпуклых линз 3 и 4
° (фиг.3). Кроме того, линзы 3 и 4 могут быть выполнены также в виде линз
60 фремеля (не показано).
Призматический растр 5, примененный. в предложенном устройстве, может быть выполнен как одномерным, так и двумерным. На фиг.4 и 5 представлены
65 возможные варианты выполнения ОООтлинзы 4 экрана 2. Эти эоны 9 являются иэображением выходного зрачка проекционного объектива 1, отображаемого системой положительных линз 3 и
4 экрана 2. Изображение зрачка размножено в результате перераспределения света призматическим растром 5.
Гоьоцентрический пучок лучей 3(фиг.2), дважды претерпевая преломление на поверхностях 10 и 11 линзы
10 3, становится параллельным пучком. .В этом параллельном пучке установлен призматический растр 5, состоящий из периодически чередующихся элементарных призм 12 (фиг.4 и 5). Рабочие грани 13 этих призм 12 в общей сложности составляют преломляющую поверхность растра 5. Параллельный участок перераспределяется призматическим растром 5 по нескольким строго определенным направлениям без искажения параллельности каждого отдельно направленного пучка, при этом каждое направление определяется соответствующей ему совокупности призм 12 растра
5, имеющих соответственно одинаково, ориентированные рабочие грани 13. 3атем перераспределенные параллельные пучки, дважды претерпевая преломление на поверхностях 14 и 15 линзы 4, преобразуются в гомоцентрнческие пуч30 ки 16.
Поскольку призматичесКий растр 5, установленный в параллельном пучке между линзами 3 и 4, не искажает гомоцентричности пучков 16, формирую35 щих зоны 9 наблюдения, эти зоны 9 наблюдения имеют четкие границы, причем качественное наблюдение изображения обеспечивается даже на краях зон.
Кроме. того, улучшаются редкостные хах40 рактеристиии наблюдаеМого изображения, так как гомоцентрические световые пучки, рисукщие иэображения точек объекта 6, приобретают на выходе линзы 3 общее по всему полю экрана 2
45 напРавление. Это создает оптимальные условия сходимости преломленных призмами 12 рисующих пучков по всему полю экрана 2.
951220 ветственно одномерного и двумерного растров.
Преломляющие углы (N всех призм 12 одномерного растра располагаются в параллельных плоскостях. Применение одномерного растра позволяет расположить зоны 9 наблюдения вдоль единственной прямой фокальной плоскости линзы 4 (фиг.1), эта прямая проходит через ocb 00 и параллельна плоскостям преломляющих углов одномерного растра.
Применение двумерного растра, у которого преломняющие углы Ю,Ю1,Шэ призм 12 различных совокупностей располагаются в непараллельных плоскостях (фиг.5), обеспечивает. любую заданную геометрию расположения зон 9 наблюдения в фокальной плоскости линзы 4.
Количество совокупностей призм 12, составляющих приэматический растр 5, может быть произвольным, при этом расстояние между центрами элементарных призм 12 одной совокупности должно находиться за пределаьщ разрешения глаза наблюдателя (не показано), расположенного в зоне 9 .наблюдения.
Предложенное устройство обеспечивает качественное многозональное наблюдение объемных иэображений, позволяет осуществлять все виды проекции объемных иэображений, включая проецирование изображений, восстановленных, с голограмм, характеризуется простотой и технологичностью. устройство может быть использовано в научно-исследовательских и учебных целях в кинематографии, в торговой рекламме, в кинорекламе, при проведении различных выставок.
Формула изобретения устройство для многозонального наблюдения объемного иэображения, . содержащее проекционную систему и просветный множительный экран, выполненный в виде положительной линзы и расположенного параллельно ее главной плоскости призматического растра, состоящего из и-групп пери15 одически чередующихся призм с одинаково ориентированными относительно оси для каждой группы рабочими гра. нями, о т л и ч а ю щ е е с. я тем, что, с целью устранения искажений
Щ гомоцентричности световых пучков, формирующих зоны наблюдения объемного иэображения, в нега введена вторая положительная линза, установленная за призматическим растром, а выходной зрачок проекционной системы расположен в передней фокальной плоскости первой линзы.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
З0.. 1. Валюс Н;А. Стереоскопия. М., 1962, с.141-142.
2. Авторское свидетельство СССР
9 85526, кл. G 03 В 35/00,;1948.
3. Заявка Японии В 52-25093;
3$ 103 G О, 1977 (прототип).
fg
Фиг. 4
Сост ави тель М. Ле беде в
Редактор М.Дылын Техред М.Рейвес Корректор Ю. Макаренко
Закаэ 5942/51 Тираж 488 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4