Устройство для синтезирования трех-МЕРНОгО изОбРАжЕНия СцЕНы B РЕАль-HOM МАСшТАбЕ ВРЕМЕНи Советский патент 1981 года по МПК G02B27/22 G02B27/44 

1

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 ЭВМ в . соответствии с координатами X, У, Z и яркостью точек объектов LlQ .

Недостатками этого устро-.ства являются высокие требования к регистрирующей среде.

Известно также устройство для синтезирования изображения сцены в реаль ном масштабе времени, содержащее лащер, оптическую систему, модулятор светового потока, два одномерных оптических дефлектора, диффузионный рассеиватель и блок управления, подключенный к дефлекторам и модулятоРУ 2 .

едостатками этого устройства являются низкая св.етовая 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, причем дефлектор подключен к блоку управления .

На чертеже показана структурная

0 схема предлагае1 эго устройства.

Устройство содержит лазер, микрообъектив 1,линзу 2,модулятор 3 света, одномерные дефлекторы 4 и 5, линэу 6, диффузный рассеиватель 7, опти5ческий элемент содержащий нало: нные объемные дифракционные решетки, одномерный дефлектор 9.

Оптический элемент, содержа|дай наложенные объегшые дифракционные

0 решетки, получают следующим образом. Внутри объемного фотоматериала необходимой толщины (например, слой хромированной желатины или слой фотополимираж), накладывают галограздлы, об5разованные парами точеиных когерентных источников А Og и А, О и А..., Оц и Ац. Положение фотоматериала и этих точечных источников при записи голограммы задают следующим об0разом. Точки 0, Оу,,.,, Оц располагаются с постоянным шагом вдоль некоторой прямойi лежащей на поверхности диффузионного рассеивателя, а соответствующие им точки А, Aj/... Ац располагаются с некоторым шагом на отрезке А А j луча зрения, проведенного от наблюдателя через область пространства, в которой синтезируется изобретение сцены. Толщина фотоматериала выбирается-такой, что при создании на поверхности диффузионного рассеивания лучом лазера любого точечного источника света происходит кодирование восстановление только одного соответствующего ему точечного источника А.

Устройство работает следующим образом.

. флектор 4 отклоняет луч лазера по поверхности диффузионного рассиева иия вдоль прямой О О д. Световая волна от образованного лучом лазера точечного источника О ввиду угловой селективности объемной решетки дифрагирует только на той решетке оптического элемента 8,которая записывалась с заданным точечным источником, и создает для наблюдателя мнимое изображение некоторой точки с координатой z. , находящейся на прямой .

При отклонении луча лазера по. поверхности диффузионного рассеивателя дефлектором 5 в направлении оси X при фиксированном положении луча лазера по оси У происходит параллельное смещение восстановленной точки А в направлении оси х , так как селективные свойства достаточно тонкой объемной решетки в направлении, парал лельном поверхностям равного почернения, существенно малы.

Перемещение точки , строящей изоб ражение вдоль оси У осуществляется дефлектором 9, который отклоняет дифрагировавший пучок света, распространяющийся от элемента В.Перемешения

или сканирование точки в направлениях X V Zi независимы и могут осуществляться одновременно.

Модулятор 3 управляет яркостью восстановленной точки.

Таким образом,устройство синтезирует для наблюдателя трехмерное изображение в виде последовательност точек, расположенное внутри некоторой области пространства. Регенерация последовательности точек осуществляется с частотой р ( порядка 25-50 Гц). При этом пос;1едовательнос точек интегрируете) глазом и наблюдатель воспринимает зту последователность как целое изображение.

Изобретение позволяет в принципе создавать для наблюдателя объемное изобрс1жение любой сколь угодно большой глубины и имеет простую оптическую схему и высокую световую эффективность. I Формула изобретения

Устройство для синтезирования тремерного 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, в него введены оптический элемент, содержащий наложенные объемные дифракционные решетк и одномерный дефлектор, расположенные после диффузионного рассеивателя причем дефлектор подключен к блоку управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3.698.787, кл. 350-3.5, опубл.1972.

2.Патент США №3.761154, кл. 3,503.5, опубл.1973.

,

/ Наблюдатель