Устройство для синтезирования трех-мерного изображения сцены b реаль-hom масштабе времени

 

П ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскими

Социалистических

Республик

О оцб08364

К АВТОРСКОМУ СВИ ТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 180177 (21) 2447087/18-10 (51) М ) л с присоединением заявки NPG 02 В 27/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 150381. Ьюллетень И9 10

Дата опубликования описания 150310 (5З) ЧЖ 778,19 (088.8) (72) Автор изобретения

A. П.Якимович (71) Заявитель

Институт автоматики и электрометрии СО АН СССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНТЕЗИРОВАНИЯ ТРЕХМЕРНОГО

ИЗОБРАЖЕНИЯ СЦЕНЫ В РЕАЛЬНОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ

Изобретение касается отображения визуальной трехкамерной информации, получаемой от ЭВМ.

Известно устройство, в котором синтезируется голограмма сцены путем наложения на одной фотопластине интерференционных картин от двух переменных точечных когерентных источников, яркость и перемещение которых в течение экспозиции управляются от ЗВМ в соответствии с координатами Х, У, Z и яркостью точек объектов (1J .

Недостатками этого устро,".ства являются высокие требования к регистрирующей среде. 15

Известно также устройство для синтезирования иэображения сцены в реальном масштабе времени, содержащее лащер, оптическую систему, модулятор светового потока, два одномерных оп- 20 тических дефлектора, диффузионный рассеиватель и блок управления, подключенный к дефлекторам и.модулятору (2) .

Недостатками этого устройства являются низкая световая эффективность и сложность оптической схемы.

Цель изображения — уменьшение световых потерь и упрощение оптической схемы.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены оптический элемент, содержащий наложенные объемные дифракционные решетки, и одномерный дефлектор, расположенные после диффузионного рассеивателя, прНчем дефлектор подключен к блоку управления.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит лазер, микрообъектив 1,линзу 2,модулятор 3 света, одномерные дефлекторы 4 и 5, линзу

6, диффузный рассеиватель 7, оптический элемент содержащий наложенные объемные дифракционные решетки, одномерный дефлектор 9.

Оптический элемент, содержащий наложеНные . бьемные днфракционные решетки, получают следующим образом.

Внутри объемного фотоматериала необходимой толщины (например, слой хромированной желатины или слой фотополимираж), накладывают галограммы, образованные парами точечных когереитHex источников О и А Од H А2, О и

А3. 0N и А,(. Положение фотоматериала и этих точечных источников при записи голограммы задают следующим образом. Точки Ор Од,..., Ок распо608364 лагаются с постоянным шагом вдоль некоторой прямой; лежащей на.поверхности диффузионного рассеивателя, а соответствукище им точки Aq, д2,...

Ag располагаются с некоторым. шагом на отрезке A< A н лУча зрения, проведенного от наблюдателя через область пространства, в которой синтезируется изображение сцены. Толщина фотоматериала выбирается такой, что при создании на поверхности диффузионного рассеивания лучом лазера любого 1О точечного источника света 0„ происходит кодирование восстановление только одного соответствующего ему точечного источника A„, Устройство работает следующим о6- 15 разом. . Дефлектор 4 отклоняет луч лазера по поверхности диффузионного рассиеваиия вдоль прямой 0 0 . Световая волна от образованного лучом лазера точеч- ;у ного источника 0„ ввиду угловой селективности объемной решетки дифраги.рует только на той решетке оптического элемента 8,которая записывалась заданным точечным источником, и создает дпя наблюдателя мнимое иэображение некоторой точки А< с координатой 2.„, находящейся на прямой A Aj, При отклонении луча лазера по поверхности диффузионного рассеивателя дефлектором 5 в направлейии оси

Х при фиксированном положении луча лазера по оси v происходит параллельное смещение восстановленной точки A„ в направлении осН Х, так как селективные свойства достаточно тонкой 33 объемной решетки в направлении, параллельном поверхностям равного почернения, существенно малы.

Перемещение точки А„, строящей изображение вдоль оси У осуществляется 4О дефлектором 9, который отклоняет дифрагировавший пучок света, распространяющнйся от элемента 8.Перемешения или сканирование точки в направлениях X Y 7, . независимы и могут осуществляться одновременно.

Модулятор 3 управляет яркостью восстановленной точки.

Таким образом, устройство синтезирует для наблюдателя трехмерное изображение в виде последовательности точек, расположенное внутри некоторой области пространства. Регенерация последовательности точек осуществляется с частотой 1 О (порядка

25-50 Гц1. При этом последовательность точек интегрируется глазом и наблюдатель воспринимает эту последовательность как целое изображение.Изобретение позволяет в принципе создавать для наблюдателя объемное изображение любой сколь угодно большой глубины и имеет простую оптическую схему и высокую световую эффективность.

I Формула изобретения

Устройство для синтезирования трехмерного изображения сцены в реальном масштабе времени, содержащее лазер, оптическую систему, модулятор светового потока, два одномерных оптических дефлектора, диффузионный рассеиватель и блок управления, подключенный к дефлекторам и модулятору, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что с целью уменьшения световых потерь и упрощения оптической схемы, н него введены оптический элемент, содержащий наложенные объемные дифракционные решетки, и одномерный дефлектор, расположенные после диффузионного рассеивателя, причем дефлектор подключен к блоку управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3.698.787, кл. 350-3.5, опубл.1972.

2. Патент CUIA М 3.761154, кл. 3503.5, опубл.1973.

608364

mene

Составитель Л.Мухина

Техред М.Голннка Корректор Л.Иван

Редактор Л.Гольдина

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 1547/41 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раумская наб., д.4/5