Устройство для воспроизведения стереоскопических изображений

 

Изобретение относится к стереоскопии и позволяет улучшить качество изображения. Устройство для воспроизведения стереоскопических изображений состоит из двух видеоконтрольных устройств 2, объективов 3, 4 и отражательного экрана 5, выполненного в виде элемента Френеля, конструкция которого согласована с видеоконтрольными устройствами 2 и проекционными объективами 3 и 4. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 02 В 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к стереоскопии и позволяет улучшить качество изображения. Устройство для .воспроизведения стереоскопических изображений состоит из двух видеоконтрольных устройств 2, объективов 3, 4 и отражательного экрана 5, выполненного в виде элемента Френеля, конструкция которого согласована с видеоконтрольными устройствами 2 и проекционными объективамв 3 и 4. 3 ил.

) и

) ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4050468/24-10 (22) 07.04.86 (46) 15.10.89. Бюл. Р 38 (72) О.И.Лупанов (53) 778.24(088.8) (56) Техника систем индикации/Под ред. А.Н.Шеманина. Мнр, 1970, с.253- .

258.

Валюс Н.А. Стереоскопия. Иэд-во

АН СССР, 1962, с.223.

„;SU„„1515133 А1

1515133

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при построении стереоскопических телевизионных систем черно- 5 белого и цветного иэображения, в частности предназначенных для дистанционного управления манипуляторами.

Целью изобретения является увеличение эон стереоскопического наблю- 10 дения, улучшение качества изображения.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б 15 на фиг.1.

Устройство для воспроизведения стереоскопических изображений состоит из видеоконтрольных устройств 1, 2, предназначенных для воспроизведения изображений стереопар, и оптической системы, необходимой для осуществления раздельного наблюдения этих изображений.

Оптическая система включает два проекционных объектива 3, 4 и отражательный экран 5, расположенный так, что центры экранов видеоконтрольных устройств 1, 2 оптически сопряжены с центром отражательного экрана 5, выполненного в виде элемента Френеля расположенного на расстоянии а =

Й (1+/Ч/) от выходных зрачков объ1 ектива, где f — фокусное расстояние проекционного объектива, V — увели- 35 чение проекционного объектива, под углом к плоскости, проходящей через оптические оси проекционных объективов, 3,4.

Ширина отражательного экрана 5 рав-qg на произведению ширины экрана видеоконтрольного устройства 1 и модуля увеличения проекционного объектива 3, для которого предметом служит экран видеоконтрольного устройства 1. Про- 45 екционные объективы 3, 4 расположены так, что их оптические оси параллельны, лежат в горизонтальной плоскости и симметричны относительно верTHKBJlbHoH плОскости перпендикулярнОЙ 50 отражательному экрану 5 и проходящей через его центр. Плоскости экранов видеоконтрольных устройств 1, 2 перпендикулярны оптическим осям проекционных объективов 3, 4 ° При этом между каждым видеоконтрольным устрОистВОМ 1, 2 и соответствующим проекционным объективом 3, 4 установлены llo два вертик,1льных плоских зеркала 6, 7 и 8, 9. Нормали к отражательным поверхностям этих зеркал перпендикулярны между собой и расположены о под углом 45 к оптическим осям проекционных объективов 3, 4.

Высота рельефа Ь экрана 5 Определяется неравенством

dh (4 ..10 (1+/V /) 1 где V — увеличение экрана; фокусное расстояние экрaíà.

Окуляр 10 расположен так, что его оптическая ось лежит в вертикальной плоскости симметрии Оптической системы и составляет с проекцией оптических осей проекционных объективов

3, 4 на эту плоскость угол, для которого биссектрисой служит оптическая ось отражательного экрана 5. Расстояние L между центром Отражательного экрана 5 и главной плоскостью окуляра 10 связано с фокусным расстоянием

I последнего f зависимостью

900L ь

900-L выполнение которой обеспечивает аккомодацию глаз оператора, наблюдающего стереоизображение, на расстоянии не менее 1000 мм. При этом Оптимальный угол поля зрения устройства в горизонтальной плоскости 2Р равен 20о

25 (в случае стандартного телевизионного разложения строк 625 строк и формата кадра -4-3) и связан с величиной зависимостью

Ь

2 th) где Я вЂ” ширина отражательного экрана.

Про ек ционные о бъек т ивы 3, 4 выполнены в одной оправе так, что линзы объективов сопряжены гранями, образованными сечением этих линз вертикальной плоскостью симметрии оптической системы устройства. Эта особенность проекционных объективов позволяет получить минимальное расстояние между световыми зонами линз объективов на значительном отрезке вертикальной прямой при заданном расстоянии между оптическими осями упомянутых объективов. (Между проекционными объективами

3, 4 в вертикальной пл скости симметрии оптической сис гемы установлена шторка 11, прохо;;яп;а» до зеркал

7, 8. Она предназначив. а для предотвращения попадания с " ; из одной

15133 6 точку С (в плоскости аккомодации глаз, точку В перед плоскостью ак(( ((° комодации, точку D за плоскостью

5 аккомодации. где К вЂ” радиус кривизны экрана вик деоконтрольного устройства; (f — фокусное расстояние проекционного объектива.

Работа устройства показана на примере хода крайних лучей для трех точек левого и правого ракурсов наблюдаемого объекта, которые обозначены.на чертеже соответственно В, С„, D, и В „, С„, D„ воспроизводятся на экране видеоконтрольных устройств 1, 2 и с помощью зеркал 6, 7 и 8, 9, а также объективов 3, 4 проецируются на экран 5 ° При этом точки B„ и B„ D (,и Э„ имеют горизонтальный параллакс и не совпадают.

Лучи, строящие правое изображение точек наблюдаемого объекта, отмечены стрелками, показывающими направление движение света. Диафрагма 11 препят- . ствует попаданию света из одной ветви оптической системы в другую.

Отражательный экран 5 вместе с окуляром 10 собирает пучки лучей, прошедших через проекционные объективы 3 и 4, в две зоны наблюдения 1 и Р, являющиеся изображениями выходных зрачков проекционных объективов

3 и 4. Окуляр 10 переносит изображение стереопар с отражательного экрана 5 на расстояние, обеспечивающее минимальную утомляемость оператора (на фиг.3 точки В, С ", D ).

1 Из левой 1 и правой P зон наблюдения видны раздельно одноименные изображения — соответственно В,С (((1 ((((((((Л л

D „и В „, С „, D „. При этом вследствие горизонтального параллакса оператор, глаза которого расположены в соответствующих зонах 1 и P увидят

5 15 ветви оптической систейы в другую.

Расстбяние между оптическими осями проекционных объективов 3 и 4 равно частному от деления средней глазной базы и модуля увеличения оптической системы, состоящей из отражательного экрана 5 и окуляра 10, предметом которой служит линия, соединяющая центры выходных зрачков объективов

3и4. форма поверхности, огибающей выступы рельефа, отражательного экрана

5 имеет кривизну К, рассчитываемую исходя из соотношения

-2 -2-- (К 2 2

05 03 05 005

Кк

Фо рмул а из о б р е т е н и я

Устройство для воспроизведения стереоскопических изображений, включающее два видеоконтрольных устройства, два проекционных объектива, экран и зеркальную приставку, выполненную из двух пар зеркал, симметрично расположедных относительно оси(проходя щей через центр экрана, и середину отрезка, соединяющего одноименные узловые точки проекционных объективов, при этом первая пара зеркал установлена перед видеоконтрольными устройствами, а вторая пара образует призмы, ребро которой пересекает упомянутую ось, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения зон сте25 реоскопического наблюдения и улучшения качества изображения, в него введена шторка, расположенная между зеркалами второй пары, по обе стороны которой расположены проекционные объективы, линзы которых усечены шторкой по световым диаметрам, а также дополнительно введен окуляр, оптически связанньш с экранами и установленный на расстоянии

L = Q/2tg Р где Π— ширина экрана;

P — - половина угла поля зрения устройства, при этом экран выполнен в виде отра40 жающего элемента френеля, высота рельефа ДЬ которого определяется из соотношения

ДЬ 4 ° 10 (1+/V /) Е э

45 где Ч» — увеличение экрана;

Š— фокусное расстояние экрана, а выступы рельефа расположены по огибающей, кривизна R которой определяется из соотношения

05 03 05 005

2 2 К 2 2

R f R Е к k где R — радиус кривизны экрана виК деоконтрольного устройства;

f — фокусное расстояние проекционного объектива, причем экран расположен на расстоянии а f (1+/Ч/) от выходных зрачков объектива, где Ч вЂ” увеличение

1515133

СРие У

Фиг 3

Составитель С. Пржевский

Техред Л.Олийнык, Корректор С.Шекмар

Редактор М. Цитк ина

Заказ 6273/44 Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Гn<.улар< твенного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 проекционного объектива, под углом к оси, проходящей через центр экрана и середину отрезка, соединяющего одноименные узловые точки объективов.