Способ оптического проецирования цветных изображений Советский патент 1993 года по МПК G02B27/18 G03B33/14 

Изобретение относится к системам отображения информации и может быть использовано для получения цветных изображений, записанных на фазовых регистрирующих,средах (например. ФТП материалах).

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, используемый для проецирования цветных изображений, зарегистрированных на фототермопластических материалах.. Эти регистрирующие среды не изменяют спектрального состава прошедшего через них излучения при визуализации записанного на них изображения. Однако при воспроизведении изображений, записанных совместно с растром (растрирование изображения, оптическая, модуляция, фотография с несущей частотой), наблюдается хроматизм изображения, что позволяет получать цветные изображения. Кодирование информации о цвете при получении цветоделенных изображений осуществляется за счет изменения характеристик растра, либо его частоты (периода), либо угла взаимной ориентации.

При визуализации дифракционные порядки, соответствующие разным длинам волн прошедшего через транспарант излучения, из-за хроматизма будут разделены в пространстве, что позволяет, используя пространственную фильтрацию и/или селекцию по длинам волн (прокрашивание дифракционных порядков), получить на экране цветное изображение. Характеристики фильтров во времени не изменяются, т.е. используется статическая фильтрация,

Полученное цветное изображение имеет цветовые искажения, обусловленные не-, идеальностью цветовых фильтров. Действительно, если изображение, зареги00

GO

О

о

стрированное на .фазовой среде, представляет собой сумму трех цветоделенных - красного /, синего и зеленого сА, то даже при у с; to аи и малости набега фаз в транспаранте, интенсивность на экране

I

( + + /Ъ)2 / + fc2 + f/Ъ2 +

+ + (рс Фз + рк рз,(О

Как видно из (1), помимо цветоделенных изображений, пропорциональных /V, (рз , будут возникать перекрестные искажения р& рс, рс fa. рк (/- з. Кроме того, излм шэ последних .может приводить к уменьшению контраста изображения.

Целью изображения является устранение возникающих цветовых искажений.

Цель достигается тем, что в способе оптического проецирования цветных изображений с фазовых регистрирующих сред, заключающемся в пропускании белого света через транспарант с двумерной фа- зово-оптической записью объекта с кодированием цвета изменением характеристик. растра, Фурье-преобразовании сеетооой волны, фильтрации по длинам воли и по пространственным частотам и обратном преобразовании Фурье световой волны, прошедшей через фильтр, фильтрацию по длинам волн осуществляют путем .периодического с частотой f 16 Гц и последовательного во времени пропускания волн, соответст в у ющих вы бра н н ы м оси о в ным цветам,

Решений с данной совокупностью признаков не обнаружено, В предлагаемом способе вместо статической фильтрации осуществляется динамическая, при этом необходимо обеспечить, чтобы в определенные промежутки времени пропускались дифракционные порядки, соответствующие одному из основных цветов, В этом-случае члены, описывающие перекрестные искажения в выражении (1), обращаются о Нуль. За счет этого происходит устранение цветовых искажений. Частота переключения с дифракционных порядков одного цвета к другому должна быть такой, чтобы исключить мелькание изображения. Достижение данного результата за счет указанных изменений является неизвестным и неочевид- . ным. В связи с этим можно сделать вывод.о соответствии данного решения критериям новизна и существенные отличил.

Способ осуществляется следующим образом.

Белый свет от источника дифрагирует после прохождения через фазовый транс0

5

0

5

0

5

0

5

парант, содержащий информацию о трех цветоделенных изображениях, закодированную, например, с помощью трех растров, расположенных под углом 60° друг к другу, и образует в Фурье-плоскости симметричную картину светящихся точек, расположенных-под теми же углами. Фильтрация по ллмнам волн осуществляется с помощью цветных светофильтров, помещаемых в Фокальной плоскости объектива,, где формируются дифракционные порядки, соответствующие каждому из цветоделенных изображений, например, красному, зеленому и синему. В этой же плоскости осуществляется и фильтрация по пространственным координатам зз счет выбора Формы и размеров фильтра. Кроме Того, к оптическую схему нсодится элемент, позволяющий электрическим {например, электр лческм управляемым транспарантом) или механическим (например, с помощью модуляторз) путем осуществлять пропускание излучения только одного из основных цветов. Если частота последовательного переключателя цветодплеиных изображений f 16 Гц, то на экрана формируется изображение, ооспринимземое глазом как цветное. При этом из-за отсутствия перекрестных мседхонмй улучшается качество воспроизведен;;;: цвета. .

В качестве-примера реализации способа рассмотрим устройство, предназначенной для получения цветных изображений с фазовых регистрирующих сред о случае, когда кодирование информации о цвете осуществляется за счет изменения угла поворота растра, например, с помощью фазовых решйток, ориент ииоУь-и.пых Б трех направлениях (для регистрации трех цаетоделен- ных. и з-о 6 раж ей им), попарно образующих угол в 120е.

Проекционная система для получения цветного изображения с фазового транспаранта с двумерной фвзсаю-оптмческой записью представлена не фиг/ и содержит источник света 1, оптическую систему 2, кадровое окно (не показано) дли установки в нем фззоаого транспаранта 3 с двумерной записью изображения, обь- ектипы 4, 7, маску с набором цветных светофильтров 5, м.одулятор 6, приводимый во еращенжз электродвигателем 10 через передаточное зцено 9 (например, пзссиком) и экраном 8. Маска с цветными фильтрами 5 прйдс .азляет собой диск, составленный из трех диаметрально противоположных пар светофильтров с различными спектральнымй характеристикам /, причем оси симметрии из пар перпендикулярны одному ма направлений записи.

Для повышения контраста маска выполнена в виде щелей в непрозрачной пластине. Модулятор б представляет собой диск с секториальным вырезом (см. фиг.2). Радиусы Ri и RS выбираются таким образом, чтобы обеспечить пропускание требуемого числа дифракционных порядков. Угол «должен с одной стороны.быть мал, чтобы обеспечить пропускание дифракционных порядков, соответствующих только одному цвету, с дру- гой стороны, дл.я увеличения яркости изображения угол а должен быть достаточно велик. Оптимально, если угол «равен углу, образуемому в непрозрачном экране двумя соседними щелями (см. фиг. 1).

Устройство работает следующим образом.

Фазово-оптический транспарант 3 с записью объекта, установленный в кадровое окно, освещается белым светом от источни- ка 1 с помощью оптической системы 2. За счет дифракции света, прошедшего фазовый транспарант, в плоскости маски 5 образуются дифракционные изображения, ориентированные также под. углом 120° друг к другу. При этом необходимо, чтобы дифракционное изображение, соответствующее заданному цветоделенному, прошло через свой цветной фильтр в маске 5 и затем с помощью оптической системы 7 формиру- ет на экране 8 цветоделенное изображение. ЕСЛИ цветные фильтры в маске имеют неперекрывающиеся полосы пропускания.то на экране будет не искаженное цветное изображение. Однако на практике это не вы- полняется. Цветные фильтры пропускают излучение не только одного цвета, но и с некоторым ослаблением излучение других цветов. Это приводит к тому, что. изображение на экране будет иметь цветовые искаже- ния. особенно заметные там. где имеются сильные изменения цветового контраста. Для того, чтобы устранить эти искажения, предлагается перейти к формированию последовательности из трех цветоделенпых

изображений/для чего в оптическую схему вводится новый элемент - модулятор 6, приводимый во вращение электродвигателем 10 через передаточное звено 9. Частота вращения модулятора подбирается таким образом, чтобы исключить мелькание изображения на экране, для чего требуется, чтобы в 1 с формировалось 16 каждого из цветоделенных последовательных изображений. В этом случае, как отмечено в мате- риалях заявки, цветовые искажения, обусловленные неидеальностью характеристик цветных фильтров полностью исчезают.

Модулятор 6 может быть выполнен и другим образом.

Например, в виде электрически управляемого оптического элемента, соединенного специальным управляющим генератором.

При иных способах кодирования информации о цвете возмижмы Mpyi ие кинкретные устройства для реализации, однако они должны содержать вышеупомянутые элементы: модулятор и схему его управления.

Формула изобретения Способ оптического проецирования цветных изображений с фазовых регистрирующих сред, заключающийся в пропускании белого света через транспарант с двумерной фазово-оптической записью объекта с кодированием цвета изменением характеристик растра, Фурье-преобразовании световой волны, фильтрации по длинам волн и по пространственным частотам и обратном преобразовании Фурье световой волны, прошедшей через фильтр, о т- л и ч а ю щ и и с я тем. что, с целью уменьшения цветовых искажений, фильтрацию по длинам волн осуществляют путем периодического с частотой 16 Гц и последовательного по времени пропускания волн, соответствующих выбранным основным цветам.

M$

. ,-f -l1 - ,

. :

Использование: для получения цветных изображений, записанных на фазовых регистрирующих . СуЩпиьгь изобретения заключается в том, что после пропускания белого света через транспарант с двумерной фазоео-оптической записью объекта, содержащей информацию о трех цветоделенных изображениях, фильтрацию по длинам волн осуществляют путем периодического с частотой f 16 Гц и последовательного во времени пропускания волн, соответствующих выбранным основным цветам. 2 ил.