СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГОЛОГРАФИЧЕСКОГО ПРОЕКЦИОННОГО ЭКРАНА ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ТРЕХМЕРНЫХ ЦВЕТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ Российский патент 2008 года по МПК G03H1/00 

Область техники

Изобретение относится к технике получения стереоскопических изображений с использованием голографии, и более конкретно, к способу изготовления голографического проекционного экрана для наблюдения трехмерных цветных изображений.

Уровень техники

Голографический проекционный экран представляет собой топографический оптический элемент (ГОЭ), на котором может наблюдаться спроецированное на него изображение, если глаз расположен в определенной зоне - зоне видения. Для наблюдения стереоскопического изображения зоны видения должны быть достаточно узкими, чтобы левый и правый глаза наблюдателя из этих зон видели соответственно левое и правое изображения, и эти зоны должны располагаться друг от друга на расстоянии, равном расстоянию между глазами.

В качестве одного из аналогов рассматривается способ изготовления голографического экрана отражательного типа, входящего в состав трехмерной цветной телевизионной многоракурсной безочковой системы [1]. Голограмма, используемая затем в качестве голографического экрана, записывается во встречных гомоцентрических пучках: пучке, расходящемся от точечного источника, и сходящемся пучке, формируемом сферическим зеркалом. При проецировании на экран изображения предметной сцены экран в области наблюдения формирует зону видения в качестве изображения выходного зрачка проекционного объектива. Из-за высокой угловой и спектральной селективности экран этого типа может обеспечить наблюдение качественного изображения на экране только в относительно узком спектральном диапазоне. В связи с этим источниками цветного изображения в системе являются три электроннолучевые трубки, воспроизводящие цветоделенные составляющие изображения: синюю, зеленую и красную. Для работы со всеми этими составляющими голографический экран изготавливается в виде системы из трех отражающих экранов, каждый из которых отражает одну цветовую составляющую и пропускает другие составляющие, которые отражаются следующими по ходу лучей частями экрана. Изображения с электроннолучевых трубок проецируются и совмещаются на топографическом экране соответствующими проекционными объективами, каждый из которых в определенный момент времени работает частью своей апертуры, открываемой соответствующей частью непосредственно за ним стоящего обтюратора, который представляет собой систему из нескольких расположенных вплотную друг к другу вертикальных ЖК полосок или зон. На каждой из электроннолучевых трубок последовательно во времени электронным путем с высокой частотой смены кадров (порядка 50 в секунду) отображаются исходные изображения, соответствующие одному из последовательно снятых ракурсов предметной сцены при синхронном открывании соответствующих зон обтюраторов. В области наблюдения топографический экран формирует группу расположенных вплотную друг к другу зон видения в качестве изображений вертикальных зон обтюраторов. В связи с наличием множительных свойств экрана формируется несколько таких групп зон видения (или областей наблюдения), дающих возможность видения изображения на экране различными наблюдателями одновременно. Множительные свойства топографического экрана обеспечиваются в процессе записи экрана путем выполнения нескольких экспозиций каждой из фотопластин в различных угловых положениях экспонируемой пластины в аппаратуре для записи, обеспечиваемых поворотом пластины с осью поворота, находящейся в плоскости фотопластины и являющейся вертикальной осью изготовленного топографического экрана.

В системе для получения трехмерного изображения, структурно полностью соответствующей системе, описанной выше, в качестве одного из вариантов используется топографический экран пропускающего типа [2]. Экран записывается также с использованием гомоцентрических пучков, один из которых является сходящимся. Множительные свойства топографического экрана обеспечиваются также путем выполнения в процессе записи экрана нескольких экспозиций фотопластины с поворотом ее относительно оси, находящейся в плоскости пластины.

Общим наиболее серьезным недостатком описанных способов, рассматриваемых в качестве аналогов, является необходимость использования оптики больших размеров для формирования сходящегося пучка, участвующего в записи голограммы. Недостатком, присущим способу изготовления топографического экрана отражательного типа, является необходимость изготовления составного экрана, каждая из частей которого предназначена для работы со своей цветовой составляющей изображения, что в свою очередь определяет необходимость применения в системе для наблюдения изображений нескольких источников этих составляющих.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является способ изготовления топографического экрана, в котором при записи голограммы опорным пучком является расходящаяся сферическая волна, а в качестве предмета используется узкий и длинный диффузор [3]. При освещении экрана проектором в дифрагированном световом поле формируется зона видения, представляющая область наложения действительных изображений диффузора для всех спектральных и пространственных составляющих в излучении проектора, что обеспечивает наблюдение из этой зоны цветного изображения. При работе экрана в составе демонстрационной аппаратуры с двумя или более проекторами, формирующими на экране изображения предметной сцены под разными ракурсами, в области наблюдения за экраном формируется соответствующее число зон видения. При нахождении глаз наблюдателя в соседних зонах видения цветное изображение на экране воспринимается как трехмерное.

Недостатком прототипа является получение только одной области наблюдения при работе экрана в составе демонстрационной аппаратуры и возможность наблюдения изображения только одним наблюдателем.

Сущность изобретения

Целью изобретения является способ изготовления топографического проекционного экрана для демонстрации стереоскопического многоракурсного цветного изображения с использованием в качестве опорного пучка расходящейся сферической волны, а в качестве предмета - узкого и длинного диффузора, который при проецировании изображения на экран обеспечивает получение в области наблюдения нескольких отдельных областей наблюдения для различных наблюдателей.

Поставленная цель достигается тем, что при изготовлении топографического проекционного экрана по известному способу, включающему:

1) установку фотопластины в плоскость X-Y трехмерного пространства, в котором центр фотопластины расположен в начале координат трехмерного пространства;

2) разделение лазерного пучка на два пучка, опорный и предметный, используемые для освещения поверхности фотопластины;

3) формирование опорного пучка в виде сферической волны, расходящейся из точки в плоскости X-Z трехмерного пространства;

4) формирование предметного пучка в виде волны, рассеиваемой узким и длинным диффузором, длинная ось которого расположена в плоскости X-Z трехмерного пространства, а координаты концов диффузора определены из известных соотношений, определяющих эти координаты в зависимости от координат центра опорного пучка, центра выходного зрачка объектива проектора и центра зоны видения, образуемой как область наложения пучков, образующих за голографическим экраном действительные изображения диффузора в свете различных цветовых составляющих проецирующего излучения,

регистрация картины интерференции опорного и предметного пучков на фотопластине производится путем двух или трех последовательных экспозиций, причем между экспозициями пластина поворачивается в плоскости X-Y относительно собственного центра на фиксированный угол ϕ, определяемый как

где В - расстояние между областями наблюдения в горизонтальной плоскости,

L - удаление области наблюдения от центра экрана в проекции на плоскость экрана.

Из научно-технической и патентной литературы авторам неизвестны технические решения, содержащие признаки, эквивалентные признакам заявленного технического решения, что позволяет сделать вывод об удовлетворении критерию "существенные отличия".

Описание изобретения и чертежей

Основные принципы, используемые для решения проблем, рассматриваемых в настоящем изобретении, иллюстрируются прилагаемыми чертежами.

На фиг.1 представлены в совмещенном виде главные сечения оптических схем записи топографического экрана и работы экрана в составе аппаратуры для демонстрации стереоизображений.

На фиг.2 представлены кривые зависимостей вертикальных отклонений лучей, формирующих зону видения, на предельных длинах волн проецирующего излучения в зависимости от координат точек топографического экрана.

На фиг.3 представлены положения фотопластины в установке для записи топографического экрана, предназначенного для формирования двух областей наблюдения, при двух соответствующих экспозициях.

На фиг.4 представлены положения областей наблюдения в аппаратуре для демонстрации изображения на экране при наличии двух таких областей и использовании в демонстрационной аппаратуре трех проекторов.

Ниже приведено подробное описание предлагаемых решений поставленных проблем.

Фотопластина 1 (фиг.1), используемая в качестве светочувствительной среды при записи голограммы, после экспонирования и фотохимической обработки играющая роль проекционного голографического экрана в составе аппаратуры для демонстрации изображения, размещается в трехмерном пространстве X-Y-Z таким образом, что эмульсионный слой пластины находится в плоскости X-Y, а центр 2 фотопластины совпадает с началом координат трехмерного пространства. В главном сечении, представленном на фиг.1, располагаются базовые элементы оптической схемы установки для записи голографического экрана. Это источники когерентных опорного и предметного пучков, которые находятся с эмульсионной стороны фотопластины. Опорный пучок представляет собой гомоцентрический расходящийся пучок с центром, размещаемым в точке 3(0,Z_R') на оси Z. Предметный пучок формируется протяженным в главном сечении и узким в поперечном направлении диффузором 4 с координатами произвольной точки диффузора (X_D',Z_D'). Штрих введен в вышеприведенные координаты для обозначения положения элементов 3 и 4 в качестве предварительных, подлежащих в дальнейшем уточнению. Также поэтому положения этих элементов и исходящие от них лучи на фиг.1 обозначены пунктирными линиями. В главном сечении располагаются также базовые элементы оптической схемы демонстрационной аппаратуры. Это центр выходного зрачка 6(0,Z_P) проектора 5, который проецирует цветное изображение на экран, и центр зоны видения 7(X_V,Z_V), в которой находится глаз наблюдателя.

Запись голографического экрана 1, представляющего зафиксированное в слое фотоэмульсии поле интерференции опорного и предметного пучков, производится на длине волны λ₁ лазерного излучения, а изображение на экране формируется проектором 5 в диапазоне длин волн от λ_2b до λ_2r, которые представляют соответственно коротковолновую (синюю) и длинноволновую (красную) границы спектра проецирующего излучения. При работе в составе демонстрационной аппаратуры топографический экран освещается проектором 5 со стороны, противоположной фотоэмульсии, в результате чего в зоне видения 7 восстанавливаются действительные изображения диффузора 4 в свете всех спектральных составляющих проецирующего излучения. Хроматизм голографического экрана, свойственный любой дифракционной структуре, приводит к относительному смещению отдельных цветовых изображений диффузора. Наблюдатель видит полноцветное изображение на экране из зоны видения, если из любой точки экрана в эту зону приходят лучи всех спектральных составляющих проецирующего излучения. Это условие выполняется, когда все соответствующие цветовые изображения диффузора, формируемые топографическим экраном, в зоне видения 7 перекрываются или, в предельном случае, изображения диффузора для граничных длин волн λ_2b и λ_2r соприкасаются. Необходимые для этого параметры диффузора 4 или координаты его концов могут быть определены расчетным путем с использованием соотношений, приведенных в [4] и связывающих координаты центра опорного пучка, точки предмета (диффузора), центра восстанавливающего пучка и точки изображения, соответствующей предметной точке. В данном случае координаты предметной точки (X_D',Z_D') на диффузоре 4 при заданных значениях координат центра опорного пучка 3(0,Z_R'), центра восстанавливающего пучка 6(0,Z_P), роль которого играет центр выходного зрачка проектора 5, и изображения 7(X_V,Z_V) в зоне видения в параксиальном приближении (для центральной зоны экрана) определяются из соотношений

Значения координат концов диффузора (Х_D'_b, Z_D'_b) и (Х_D'_r, Z_D'_r), обеспечивающие в зоне видения соприкосновение изображений диффузора для граничных длин волн проецирующего излучения, получаются из соотношений (1) путем подстановки λ₂=λ_2b и λ₂=λ_2r.

Необходимым условием наблюдения из зоны видения полноцветного проецируемого на экран изображения с минимальными цветовыми искажениями является выполнение условия Брэгга, как это делается, например, в установке, описанной в [5]. Геометрически это условие выражается в том, что в любой точке топографического экрана, например в представленной на фиг.1 точке 8 на нижнем краю экрана, биссектриса 9 угла между направлениями восстанавливающего луча, идущего в эту точку из центра 6 выходного зрачка проектора, и восстановленного луча, исходящего из точки 8 в точку 7 зоны видения, должна совпадать с направлением рассеивающих плоскостей в толщине эмульсионного слоя экрана. Направление рассеивающих плоскостей в толщине эмульсии изготовленного топографического экрана соответствует направлению плоскостей пучностей в поле интерференции предметного и опорного пучков при его записи и определяется направлением биссектрисы угла между интерферирующими в этой точке лучами опорного и предметного пучков с поправкой, обусловленной усадкой эмульсии после фотохимической обработки и сушки экспонированной пластины. На основании соотношений, приводимых в [4], при допущении уменьшения дифракционной эффективности до уровня 0,7÷0,8 от максимальной эффективности, достигаемой при выполнении условия Брэгга, предельное угловое несовпадение направлений этих биссектрис δ₀ может быть представлено в виде выражения

где Т - толщина слоя эмульсии, γ - угол между восстанавливающим и восстановленным лучами в рассматриваемой точке экрана.

Из соотношения (2) минимальное значение δ₀ в данном случае соответствует крайней нижней точке 8 экрана, где угол γ имеет максимальное значение, и коротковолновой границе спектра λ_2b восстанавливающего излучения. Направление рассеивающих плоскостей в толщине эмульсии топографического экрана в этой точке при положении центра 3 опорного пучка на оси Z трехмерного пространства и положении предметной точки на ближнем к записываемому экрану краю диффузора 4 с координатами (Х_D'_b, Z_D'_b) близко к направлению биссектрисы 10.

Было проведено математическое моделирование оптической схемы записи топографического экрана и оптической схемы демонстрационной аппаратуры. Для моделирования были приняты размеры голографического экрана, равными 300 и 400 мм по вертикали и горизонтали соответственно, осевая координата центра 6 выходного зрачка проектора Z_P=2200 мм, координаты центра зоны видения 7 X_V=300 мм и Z_V=-1300 мм, осевая координата центра опорного пучка 3 Z_R'=-2500 мм, значения длин волн λ₁=633 нм, λ_2b=435 нм и λ_2r=700 нм, толщина слоя эмульсии фотопластины Т=10 мкм. При этих условиях расчетная величина угла δ₀ составила 2°, а расчетная величина действительного углового расхождения δ биссектрис 9 и 10 составила примерно 12°. Таким образом, при принятых положении центра 3 опорного пучка на оси Z и соответствующем положении диффузора 4 при записи топографического экрана не может быть обеспечено наблюдение цветного изображения на экране с удовлетворительным качеством. Это будет проявляться в преобладании красного цвета в наблюдаемом изображении в нижней части экрана. Проблема решается совместным угловым поворотом центра опорного пучка и диффузора относительно точки 8 фотопластины в рассматриваемом главном сечении до совмещения биссектрисы угла между также смещаемыми соответствующими лучами опорного и предметного пучков с биссектрисой 9. Координаты центра опорного пучка 11 (X_R,Z_R) и концов диффузора 12 (Х_Db, Z_Db) и (Х_Dr, Z_Dr) в смещенном положении определяются в той же системе координат с учетом проведенного углового поворота.

При работе топографического экрана в составе демонстрационной аппаратуры единичная зона видения представляет область светового пучка, в каждую точку которой приходят лучи всех спектральных составляющих проецирующего излучения от всех точек экрана. Для обеспечения комфортных условий наблюдения эта зона должна иметь в каждом из направлений конечные размеры. Фактическое положение зоны видения относительно центра 7 зоны и ее размер, например, в рассматриваемом главном сечении по вертикали (параллельно оси X), определяются путем расчета хода лучей с предельными длинами волн λ_2b и λ_2r проецирующего излучения, проходящими через каждую точку экрана, с учетом наличия в каждой из этих точек характерных суперпозиций элементарных дифракционных решеток и определения вертикальных отклонений G_bb(x), G_br(x), G_rb(x), G_rr(x) точек прихода этих лучей от центра зоны видения в плоскости Z=Z_V. В приведенных обозначениях отклонений переменная (х) представляет вертикальную координату точки экрана, первый индекс соответствует рассматриваемой длине волны из двух граничных длин волн λ_2b и λ_2r, второй индекс соответствует ближнему и дальнему от фотопластины концам диффузора 12 с координатами соответственно (Х_Db, Z_Db) и (Х_Dr, Z_Dr). При расчете используется известное уравнение дифракционной решетки, для записываемой на длине волны λ₁ решетки и для той же решетки, работающей в качестве дифрагирующей структуры на длине волны λ₂, имеющее соответственно вид

В соотношениях (3) d - период дифракционной решетки, α₁ и α₂, β₁ и β₂ - углы падения опорного и предметного лучей при записи экрана и углы падения и дифракции лучей на стадии восстановления соответственно.

Вводя геометрические соотношения, связывающие значения углов α₁, α₂, β₁ и β₂ с вертикальными координатами точек экрана (х), базовых точек оптических схем записи и восстановления, с учетом соотношений (3) получаем для величины отклонения G(x) в общем виде

На фиг.1 соответственно синему (на длине волны λ_2b) изображению 14 диффузора и красному (на длине волны λ_2r) изображению 15, которые формируются верхней частью экрана в окрестностях точки 13, схематично представлены величины отклонений G_bb и G_rr восстановленных лучей.

На фиг.2 в графической форме представлены результаты расчета величин отклонений G(x) с использованием выражения (4) при приведенных выше параметрах схемы записи и восстановления. Область графика между кривыми G_bb(х) и G_br(х) соответствует области рассеяния проецирующего излучения с длиной волны λ_2b в плоскости расположения зоны видения, а область между кривыми G_rb(x) и G_rr(x) - области рассеяния проецирующего излучения с длиной волны λ_2r в той же плоскости. Зона перекрытия указанных областей, располагающаяся между кривыми G_bb(х) и G_rr(х), определяет зону видения в рассматриваемом направлении. На основании анализа полученных данных производится уточнение координат (Х_D2b, Z_D2b) и (Х_D2r, Z_D2r) крайних точек диффузора. Критерием для уточнения является расположение кривых G_bb(x) и G_rr(x) выше и ниже оси х графика соответственно при получении просвета между кривыми, соответствующего требуемому размеру зоны видения. На графике требуемая зона представлена областью, заключенной между прямыми, параллельными оси Х и удаленными от этой оси на расстояние, соответствующее половине размера этой зоны. Здесь этот размер, без учета его увеличения соответственно угловому размеру выходного зрачка объектива проектора, принят равным 30 мм.

Фиг.3 иллюстрирует условия записи голографического экрана, предназначенного для формирования нескольких областей наблюдения для различных наблюдателей при проецировании изображения на экран. Из соображений простоты иллюстрации на фиг.3 представлены условия записи экрана, предназначенного для формирования двух таких областей. Запись экрана поводится путем несколько экспозиций. При выполнении единичных экспозиций положение центра 2 записываемого экрана, центра опорного пучка 11 и диффузора 12, находящихся в главном сечении схемы записи, которое совпадает с плоскостью X-Z трехмерной системы координат, неизменно. При этом обеспечиваются одинаковые условия записи также по времени экспонирования и интенсивности опорного и предметного пучков.

Единичные экспозиции выполняются при отличающихся угловых положениях фотопластины (1_а и 1_б на фиг.3), получаемых при ее повороте в плоскости X-Y относительно собственного центра 2 на фиксированный угол ϕ. Изготовленный голографический экран 1, таким образом, имеет несколько собственных главных сечений (16_а и 16_б на фиг.3) соответственно положению фотопластины относительно главного сечения оптической схемы записи при единичных экспозициях.

Фиг.4 иллюстрирует положение областей наблюдения в аппаратуре для демонстрации изображения на экране соответственно условиям записи, представленным на фиг.3, при использовании трех проекторов для получения трехмерного изображения в двух ракурсах. Голографический экран 1 располагается в плоскости X-Y трехмерного пространства так, что малая ось экрана совпадает с Х-осью этого пространства. Проекторы 5 с центрами 6 выходных зрачков, расположенными в плоскости Y-Z симметрично оси Z, проецируют цветные изображения предметной сцены, соответствующие различным точкам съемки этой сцены. Соответственно числу собственных главных сечений экрана, которые по условиям его записи развернуты относительно друг друга на угол ϕ, в пространстве наблюдения за экраном в каждой из плоскостей, включающих эти сечения и ось Z трехмерного пространства, формируются области наблюдения. На фиг.4 - это главные сечения 16_а и 16_б и соответствующие им области наблюдения 17_а и 17_б. По числу используемых проекторов каждая область наблюдения содержит несколько зон видения 18. Глаза наблюдателя, использующего выбранную им область наблюдения, размещаются в двух соседних зонах видения. При этом цветное изображение на экране воспринимается как трехмерное в одном из ракурсов. Наличие более двух зон видения в области наблюдения дает возможность видения изображения на экране с использованием другой пары зон видения при горизонтальном смещении наблюдателя на расстояние шага расположения зон видения, что обеспечивает наблюдения изображения в другом ракурсе.

При расстоянии между центрами областей наблюдения по горизонтали В и удалении единичной области наблюдения от центра экрана в проекции на плоскость экрана L, численно равном координате Х_V центра зоны видения, угловое расстояние ϕ между центрами областей наблюдения в аппаратуре для демонстрации изображений, определяющее угловой шаг между положениями фотопластины при отдельных экспозициях при записи топографического экрана, определяется из соотношения

Единичная область наблюдения во фронтальном сечении, параллельном плоскости голографического экрана и включающем центры зон видения, представляет совокупность расположенных на одной высоте и вытянутых в одном направлении одинаковых световых пятен 18. Эти пятна не имеют четких контуров и окрашены по краям. На фиг.4 эти световые пятна обозначены пунктирными линиями. Сами зоны видения представляют центральные неокрашенные части этих пятен. Указанные световые пятна имеют общий наклон, равный углу наклона соответствующего главного сечения голографического экрана. Это накладывает ограничения на предельную величину этого наклона. Из практических соображений в качестве предельной можно принять общую величину углового диапазона размещения областей наблюдения, равную π/2, в которой может быть помещено до трех таких областей. Погрешность в определении угла ϕ при использовании соотношения (5) в этом диапазоне не превышает 10%.

Предлагаемый способ изготовления голографического проекционного экрана, предназначенного для работы в составе аппаратуры для демонстрации трехмерных цветных изображений, был опробован экспериментально. Параметры экрана и демонстрационной аппаратуры были приняты такими же, что и при рассмотренном выше математическом моделировании. Размеры голографического экрана составили 300 и 400 мм по вертикали и горизонтали соответственно. В демонстрационной аппаратуре расстояние от проектора до экрана принято равным 2200 мм, а расстояние от экрана до центра зоны видения - 1300 мм и 300 мм по горизонтали и вертикали соответственно. При записи экрана использовался гелий-неоновый лазер с длиной волны излучения 633 нм. При этом удаление центра опорного пучка от фотопластины взято равным 2500 мм. Определенные расчетным путем размеры диффузора составили 270 мм и 25 мм по длине и ширине соответственно. Для записи экрана использовалась фотопластина для голографии типа ПФГ-01. Для получения в демонстрационной аппаратуре двух областей наблюдения с расстоянием между ними, равным 500 мм, запись голографического экрана проводилась в две экспозиции с углом в 90° между двумя соответствующими положениям фотопластины с поворотом в плоскости самой пластины. В результате получен образец голографического экрана, при работе в составе демонстрационной аппаратуры обеспечивающий наблюдение качественных цветных трехмерных изображений по всей площади экрана двумя наблюдателями одновременно.

Литература

1. Комар В.Г. и др. Трехмерная цветная телевизионная многоракурсная безочковая система с топографическим экраном. Техника кино и телевидения, 1998, №4, стр.29-36.

2. Jung-Young Son, Victor G. Komar. Three-dimensional image system. Patent USA No6,229,561 B1 of May 8, 2001.

3. Jung-Young Son, Kyung-Ki Do, Vladimir I. Bobrinev. Method of producing a holographic projection screen for displaying a three-dimensional color images, Patent USA 6,211,977 B1 of Apr.3, 2001. - Прототип.

4. Кольер Р. и др. Оптическая голография. М., «Мир», 1973.

5. Jai-Soon Kim et al. The optimum optical geometry for recording a full color transmission type holographic screen of large size. Proceedings of SPIE, vol.3956, pp.148-157, 2000.

Изобретение относится к технике получения стереоскопических изображений с использованием голографии. В способе при записи экрана в качестве опорного пучка используется расходящаяся сферическая волна, а в качестве предмета записывается узкий и длинный диффузор. При освещении экрана проектором за экраном в свете излучения, дифрагированного на структуре экрана, формируется зона видения, представляющая область наложения действительных изображений диффузора для всех спектральных составляющих в излучении проектора, что обеспечивает наблюдение из этой зоны цветного изображения. При записи голограммы используется несколько экспозиций при различных угловых положениях фотопластины в установке для записи, что обеспечивает получение нескольких отдельных областей наблюдения для различных наблюдателей. Технический результат - повышение качества цветных трехмерных изображений. 4 ил.

Способ изготовления голографического экрана для демонстрации стереоскопических многоракурсных цветных изображений, включающий установку фотопластины в плоскость X-Y трехмерного пространства, в котором центр фотопластины расположен в начале координат трехмерного пространства;

разделение лазерного пучка на два пучка, опорный и предметный, используемые для освещения поверхности фотопластины;

формирование опорного пучка в виде сферической волны, расходящейся из точки с координатами X_R, Z_R в плоскости X-Z трехмерного пространства с осью пучка, проходящей через центр фотопластины;

формирование предметного пучка в виде волны, рассеиваемой узким и длинным диффузором, длинная ось которого расположена в плоскости X-Z трехмерного пространства, при этом координаты точки на оси диффузора X_D, Z_D, ответственной за вклад в зону видения света с длиной волны λ₂, при расположении центра опорного пучка на оси Z трехмерного пространства на расстоянии Z_R от фотопластины, определяются из соотношений

где λ₁ - длина волны записывающего излучения, Z_p - расстояние от голографического экрана до проектора, X_V, Z_V - координаты центра зоны видения, в которой располагается глаз наблюдателя при работе экрана в составе демонстрационной аппаратуры,

причем размеры диффузора рассчитываются с использованием соотношений (1) с распространением на весь спектральный диапазон проецирующего излучения, а сам диффузор и центр опорного пучка поворачиваются вместе относительно крайней точки фотопластины, в которой формируется максимальная частота интерференционной картины, до совмещения биссектрисы угла между направлениями приходящих в эту точку фотопластины лучей опорного и предметного пучков с биссектрисой угла между направлениями восстанавливающего луча, идущего в эту точку из центра выходного зрачка проектора, и восстановленного луча, исходящего из рассматриваемой точки фотопластины в центр зоны видения;

регистрацию картины интерференции опорного и предметного пучков, отличающийся тем, что регистрация картины интерференции опорного и предметного пучков на фотопластине производится путем трех последовательных экспозиций, причем между экспозициями пластина поворачивается в плоскости X-Y относительно собственного центра на фиксированный угол ϕ, определяемый как

где В - расстояние между областями наблюдения в горизонтальной плоскости, L - удаление области наблюдения от центра экрана в проекции на плоскость экрана.