(54) ПРОЕКЦИОННАЯ СИСТЕМА
- .. ,. -. 1 .
Изобретение относится к системам отображения информации и может быть использовано для проецировайия цветных изображений, записанных на фазово-оптическом носителе.
Фазово-рптическая запись является прозрачной для проходящего светового потока и не имеет цвета. Но растрированная фазово-оптическая запись обладает значительньм хрсдаатизмом. Ист пользование этой особенности позволйет создать многоцветную систему отображения информации, записанной на фазово-оптическом носителе.
Известны проекционные системы 1 для получения цветных изображений двумерной-фазово-оптической записи объекта, выполненной в виде фазовых решеток, ориентированных в tpex наПравлени.ях, попарно образунвдих между собой угол в 120°. Ориентация рв шетки кодирует один из трех основных цветов в изображении объекта. Запись трек решеток, соответствующих основным цветам, на один и тот же участок носителя позволя ет получить любой промежуточный цвет в изображении. Амплитуда решетки определяет освещенность в изображении объекта.
Проекционная система содержит источник света с оптической системой, кадровое окно для установки в нем записи, маску, оптически сопряжен5 ную с источни;ком., в непосредственной близостик которой установлен диск из трех пар диаметрально противоположных секторнзойс цветных светофильтров с различными спектральнь1ми характеристиками,ос1Г симметрии каждой из которого; перпендикулярна одному из направлений записи, объектив оптически сопрягакЕций плоскость записи с поверхностью экрана. в этой
5 системе резмер и форма маски совпадают сразмером и фЪрмой изображения источника света.
.Известная проекционная система имеет недостаточный контраст проеци0 РУемого изображения, что обусловлено прохождением на экран паразитной фоновой засветки через секторные светофильтры диска. Указанная засветка обусловлена шумами фазово-оптичёско5 го носителя и рассеянием светового потока оптическими элементами системы.
.Целью изобре.тения является повышение контраста и, следовательно.
качества цветного изображения, создаваемого проекционной системой, за счет уменьшения уровня фоновой засветки экрана .
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемой системе маска выполнена в виде непрозрачной пластины с шестью щелями. Продольные оси щелей пересекаются на оптической оси проекционной системы и параллельны осям симметрии пар секторных светофильтров. Размеры и форма целей совпадают с изображением источника света, образованным дифрагированными на записи лучами.
На фиг. 1 изображена оптическая схема описываемой проекционной системы: в соответствии с данным изобретением; на фиг. 2 - дифракционное изображение источника света (для одной щели), где цифрами обозначены нижняя И верхняя границы диапазона длин вол видимого спектра.
Описываемая проекционная система (фиг. 1) содержит источник света 1 с оптической системой 2, кадровоеокно (не показано) для установки в нем носителя 3 двумерной фазово-оптической записи объекта, маску 4, оптически сопряженную с источником . И выполненную в виде непрозрачной пластины с шестью щелями продольные оси которых пересекаются на оптической оси проекционной системы. В непосредственной близости за маской размещен диск 5, составленный пар диаметрально противополйжных. секторных светофильтров с различными спектральными характеристиками,- оси симметрии каждой из пар которого параллельны продольным осям щелей и перпендикулярны одному из направлений записи. Объектив 6 сопрягает плоскость записи с поверхностью экрана 7,
- Устройство работает следующим образом. ,
Фазово-оптический носитель 3 с записью объекта, установленный в кадровое окно, освещается бельал светом от источника 1 с помощтзю оптической системы 2. Оптическая система 2 проецирует изображение источника -на маску 4. При отсутствии записи на носителе 3 свет проходит через носитель не отк;1оняясь от первоначального направления, и попадает на. непрозрач ную центральную часть маски 4. Экран 7 в этЬм. случае остается темным. На у-частках носителя 3 с записью свет дифрагирует в направлении, перпендикулярном ориентации штрихов фазовой решетки. Так как фазово-оптическая запись объекта выполняется в виде фазовых решеток, ориентированных в трех направлениях, попарно образующих между собой угол в 120, на маске J-образуются три симметричные относительно изображения нулевого порядка дифракции и ориентированные также под углом 120 ДРУГ к другу дифракционные изображения источника света. Полихроматический свет, дифрагированный фазовой решеткой каждого определенного направления, проходит через диаметрально противопо--,ложные щели маски 4 и одну из трех пар светофильтров диска 5. В результате проекционный объектив 6 формирует цветное изображение записи на экране 7.
Маска 4. рассчитывается, исходя из распределения световой энергии в дифр акционном изображении источника, по соотношениям, известкым из теории .дифракции. . .
Дифракционное изображение источника света, (фиг. 2) получено в результате дифракции на фазовой решетке. Угловое распределение Света в ди фракционном .изображении таково,, что нулевой 8 и первый 9 порядки дифракций касаются.
Распределение световой энергии по порядкам дифракции для какой-либо длны волны излучения зависит.от амплитды фазовой решетки, и от формы .профи. ля решетки. Например, - для синусоидальной рельефно-фазовой решетки с синусоидальным профилем высотой 0,76 мкм (от дна до вершины) при по.казателе преломления п 1,5 практически весь свет источника с длиной волны - .0,5 мкм распределен в первых 9-54%, вторых 10-37% й третьих 11-8% порядках дифракции. Так как в образова.нии каждого из основных цветов участвует определенный спектральный .интервал Л( - Л-, а только для одной ДЛИНЫ волны Д. можно найти амплитуду фазовой решетки, при которой энергия нулевого порядка дифракции равна О, то будут .есто некоторые потери дифрагированного с.вета. Но КПД проецированных систем с фазовоптическими носителями близок к КПД систем с обычньми поглощающими носителями (типа кинопленки).
В соответствии с изобретением размеры и форма щелей, маски 4 совпадают с изображением источника света, образов.анным дифрагированными лучами, т. е с дифракционным изображением, исключая нулевой порядок дифракции. Фоновая засветка, прошедшая на экран 7, за счет использования такой массы, уменьшится, так как площадь щелей мала по сравнению с площадью секторных светофильтров диска 5. Следовательно, повысится контраст изображения. Геометрические, параметры щели, однозначно -определяются для фазовых решеток с различньм профилем диаметром источника, числом порядков дифракций (9-11), в которых сосредоточена требуемая доля световой энергии и значениями нижней и верхней границ видимого спектрального диапазона: а) длина цели 1,75 gd, где 1,75 - коэффициент, равный отношению значений верхней (0,7 мкм) и нижней (0,4 мкм) границ видимого спектрального диапазона, g - число порядков дифракции, в которых сосредоточена требуемая jiona световой энергии (обы но 14 q 43) , d - произведение увеличения оптической системы источника и диаметра источника; б) ширина щели равна: d; в) удаление каждой щели от оптической оси составляет d/2. Определим численно эффект, получа емый от использования такой маски в проекционной системе. Длина щели (пр ) равна 5,25d, Минимальный световой радиус секторного светофильтра равен 5,75d, Прозрачная для фо.новой засветки площадь светофильтров в ука занной выше известной системе состав ляет ЗД 3r(5,75d) -..|- , а в предлагаемой . S ,25d4 1 в результате уровень фоновой засветки уменьшается по крайней Мере в 3,5 раза, что обеспечивает заметное повышение контраста. Формула изобретения Проекционная система преимущественно для получения цветных изображений двумерной фазово-оптической за писи объекта, выполненной в виде фа- зовых решеток, ориентированных в трех направлениях, попарно образующих между собой угол в 120, содержащая источник света с оптической системой, кадровое окно для установки в нем записи, маску, оптически сопряженную с источником, в непосреД ственной близости к которой установлен диск из трех пар диаметрально противоположных секторных цветных светофильтров с различными спектраль ньми характеристиками, ось симметрии каждой из пар которого перпендикулярна одному из направлений записи, объектив, оптически сопрягаюций плоскость записи с поверхностью экрана, о тл ича юща.яс я тем, что, с целью повышения контраста изображения, маска, выполнена в виде непрозрачной пластины с шестьго щелями, продольные оси которых пересекаются на оптической оси проекционной системы и параллельны осям сит -метрйи пар ceKTCpHbix светофильтров, причем длкна каждой щели l,75qd, где 1,75 - коэффициент равный отношении) значений верхней (0,7 мкм) и нижней (0,4 мкм) границ видимого спектрального диапазона; q - число порядков дифракции, в которых сосредоточена требуемая доля световой энергии; d - произведение увеличения осветительной системы источника и диаметра источника; ширина р.авна d, а удаление каждой щели . от оптической оси равно d/2. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Патент Японии № 44-5768, кл. 97 (5) F 4, 1969.
f-T-x/ N
/ /
-I--{til-t- .4 /,7 / ,
tf
0.7
мкм
«г. г
