Устройство для получения объемного изображения объектов

 

Использование: в области объемной фотографии, объемной кинематографии, голографии, телевидения, а также для получения объемных компьютерных изображений. Сущность изобретения: устройство содержит источник изображения и оптический линзовый растр. При этом источник изображения выполнен в виде единого двумерного объекта, а линзы оптического линзового растра выполнены в сагиттальном сечении с переменным радиусом кривизны, изменяющимся по закону стохастически осциллирующей или периодической функции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к объемной фотографии, объемной кинематографии, голографии, объемному телевидению, а также к объемным компьютерным изображениям.

Известно устройство для получения объемного изображения объектов голографическим методом, содержащее источник когерентного оптического излучения, высокоразрешающий материал, механические и оптические элементы [1] Это устройство позволяет получить высококачественные объемные изображения объектов. Однако перенесение принципа этого устройства в область фотографии, кинематографии, телевидения и компьютерной техники в крайней степени затруднено из-за чрезвычайно высоких требований к разрешению источника изображений.

Наиболее близким к предложенному является устройство для получения объемного изображения, содержащее источник изображения и оптический линзовый растр [2] Это устройство обеспечивает получение объемного изображения объектов с существенно меньшими требованиями к разрешению источника изображения, однако и он требует по крайней мере двукратного превышения разрешения над разрешением изображения, выполненного в виде единого двумерного объекта.

Целью данного технического решения является получение объемного изображения на основе источника изображения, выполненного в виде единого двумерного объекта.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для получения объемного изображения объектов, содержащем источник изображения и оптический линзовый растр, источник изображения выполнен в виде единого двумерного объекта, а линзы растра в сагиттальном сечении выполнены с переменным радиусом кривизны.

Кроме того, радиус кривизны линз растра в сагиттальном сечении изменяется по закону стохастически осциллирующей или периодической функции.

На чертеже показано устройство для получения объемного изображения в плоскости глазного базиса наблюдателя (сагиттальное сечение).

Устройство для получения объемного изображения объектов, согласно изобретению, состоит из источника изображения 1, выполненного в виде единого двумерного объекта, оптического линзового растра 2 с линзами, выполненными в сагиттальном сечении с переменным радиусом кривизны, изменяющимся по закону стохастически осциллирующей или периодической функции.

Данное устройство для получения объемного изображения объектов функционирует следующим образом.

При наблюдении некоторой точки А единого двумерного изображения, создаваемого источником 1, глаза наблюдателя 3 с величиной глазного базиса b_гл. в отсутствие оптического линзового растра 2 видят эту точку в плоскости источника 1. Введение в устройство оптического линзового растра 2 с линзами, выполненными в сагиттальном сечении с переменным радиусом кривизны, изменяющимся по закону стохастически осциллирующей или периодической функции, в точках пересечения лучей зрения правого и левого глаза (Б^I и Б^II) позволяет реализовать различную оптическую силу растра 2, определяемую второй производной по координате от формы линз растра 2 в сагиттальном сечении. Эта разница оптических сил в точках Б^I и Б^II, выраженная в диоптриях, и есть величина D_S дисаккомодации правого и левого глаза, которая приводит к ощущению объемности при рассматривании наблюдателем 3 изображения, создаваемого источником 1 через оптический линзовый растр 2.

Для усиления эффекта объемности единое двумерное изображение, сформированное источником 1, должно соответствовать условиям возникновения эффекта вторичного стереоскопического видения, как, например, линейная и воздушная перспектива, заполненность пространства между предметами, загораживание одних предметов другими, распределение бликов, цветовой контраст, соответствующие скорости линейного и углового перемещений (в случае динамического изображения) и т.п.

Из условия возникновения стереоэффекта известно, что величина дисаккомодации D_S, вносимая оптическим линзовым растром, должна быть не менее ±3 диоптрии. Чтобы не зависеть от конкретной величины глазного базиса b_гл. конкретного наблюдателя, величина периода λ в сагиттальном сечении оптического линзового растра 2 (в случае периодического растра) не должна превышать величину приведенного к плоскости оптического линзового растра 2 глазного базиса, равную b_гл.·a(a + p)^-1, где a расстояние от источника 1, например от плоскости люминофора кинескопа до оптического линзового растра 2, при этом величина a не может быть меньше, чем величина амплитуды растра 2 в сагиттальном сечении; p расстояние от оптического линзового растра 2 до глаз наблюдателя 3. Для апериодического линзового растра 2 это условие будет следующим: , где V_max максимальная пространственная частота линз растра 2 в сагиттальном сечении.

В тех случаях, когда угол нормаль к плоскости наблюдения, проходящей через глазной базис наблюдателя 3, не колинеарен нормали сагиттального сечения линзового растра 2 и не нормален к нормали меридионального сечения растра 2, на соответствующие угловые девиации должна быть внесена поправка.

Данное устройство может быть использовано в любом проекционном устройстве, сохраняющем объемистость изображения (проекция на голографический экран, линзоворастровый экран и т.п.).

Формула изобретения

1. Устройство для получения объемного изображения объектов, содержащее источник изображения и оптический линзовый растр, отличающееся тем, что источник изображения выполнен в виде единого двумерного объекта, а линзы растра в сагиттальном сечении выполнены с переменным радиусом кривизны.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиус кривизны линз растра в сагиттальном сечении изменяется по закону стохастически осциллирующей или периодической функции.

РИСУНКИ

Рисунок 1