RU2224273C2 - Device for production of stereoscopic picture of objects - Google Patents
Device for production of stereoscopic picture of objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2224273C2 RU2224273C2 RU2001124759/28A RU2001124759A RU2224273C2 RU 2224273 C2 RU2224273 C2 RU 2224273C2 RU 2001124759/28 A RU2001124759/28 A RU 2001124759/28A RU 2001124759 A RU2001124759 A RU 2001124759A RU 2224273 C2 RU2224273 C2 RU 2224273C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- raster
- image
- plane
- source
- lenses
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
- G02B3/0043—Inhomogeneous or irregular arrays, e.g. varying shape, size, height
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/10—Bifocal lenses; Multifocal lenses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к объемному телевидению, стереоскопии, объемной фотографии, объемному кинематографу, голографии, объемной полиграфии, объемным компьютерным изображениям, художественному творчеству. The invention relates to surround television, stereoscopy, surround photography, surround cinema, holography, surround printing, surround computer images, art.
Известно устройство для получения объемного изображения объектов, содержащее источник изображения и линзовый растр, линзы которого в сагиттальном сечении выполнены с переменным радиусом кривизны (см. патент РФ 2098855 С1 от 05.10.95), позволяющее получить объемное изображение по принципу формирования квазистереопар. A device for obtaining a three-dimensional image of objects containing an image source and a lens raster, the lenses of which in the sagittal section are made with a variable radius of curvature (see RF patent 2098855 C1 dated 05.10.95), which allows to obtain a three-dimensional image according to the principle of formation of quasistereopairs.
Недостатком этого устройства является невозможность формирования предэкранного объемного изображения, т.к. в механизме получения изображения заложено только мнимое заэкранное изображение и отсутствует действительная предэкранная часть изображения. The disadvantage of this device is the inability to form a pre-screen surround image, because the imagery mechanism contains only an imaginary on-screen image and there is no actual pre-screen part of the image.
Известно устройство для получения объемного изображения объектов, содержащее источник изображения и оптические линзовые растры - основной и дополнительный, светосильные в меридиональном сечении, причем фокальная плоскость дополнительного растра расположена вблизи изображения, создаваемого основным растром (см. патент РФ, заявка 98115465/28 от 10.08.98). A device for obtaining a three-dimensional image of objects containing an image source and optical lens rasters - the main and secondary, aperture in the meridional section, and the focal plane of the additional raster is located near the image created by the main raster (see RF patent application 98115465/28 from 10.08. 98).
Это устройство позволяет получить объемное изображение с предэкранным выходом, однако из-за отсутствия переменной оптической силы растра в сагиттальном сечении изображение имеет в горизонтальном сечении неестественное для реального объемного изображения постоянство масштаба (отсутствие квазипараллакса). This device allows you to obtain a three-dimensional image with a pre-screen output, however, due to the lack of variable optical power of the raster in the sagittal section, the image has a horizontal scale unnatural for a real three-dimensional image (lack of quasi-parallax).
Кроме того, из-за наличия двух близко расположенных линейных структур в наблюдаемом изображении возможно появление муара. In addition, due to the presence of two closely spaced linear structures in the observed image, moire may appear.
Наиболее близким к предложенному устройству для получения объемного изображения объектов является устройство для получения объемного изображения объектов, содержащее источник изображения и оптический линзовый растр, линзы которого в сагиттальном и меридиональном сечениях выполнены с переменным радиусом кривизны (см. заявка на патент РФ 98108927/28 от 07.05.98). Closest to the proposed device for obtaining a three-dimensional image of objects is a device for obtaining a three-dimensional image of objects, containing an image source and an optical lens raster, the lenses of which in the sagittal and meridional sections are made with a variable radius of curvature (see patent application of the Russian Federation 98108927/28 of 07.05 .98).
Это устройство обеспечивает получение объемного изображения. This device provides a three-dimensional image.
Однако в силу того, что источник изображения в меридиональном сечении размещен между растром и его фокальной плоскостью, изображение остается мнимым, что с учетом действия сагиттальной составляющей растра, с одной стороны, подчеркивает перспективу и увеличивает эффект сагиттального параллакса, а с другой стороны, не дает возможности получения предэкранного выхода изображения. However, due to the fact that the image source in the meridional section is located between the raster and its focal plane, the image remains imaginary, which, taking into account the action of the sagittal component of the raster, on the one hand emphasizes the perspective and increases the effect of sagittal parallax, and on the other hand, does not the possibility of obtaining pre-screen image output.
Кроме того, при размещении источника изображения вне фокальной плоскости растра заэкранная перспектива также ограничена, так как остается не реализованным эффект мнимой бесконечности. In addition, when placing the image source outside the focal plane of the raster, the on-screen perspective is also limited, since the effect of imaginary infinity remains unfulfilled.
Целью данного технического решения является получение объемного изображения с предэкранным выходом, а также увеличение заэкранной перспективы до мнимой бесконечности. The purpose of this technical solution is to obtain a three-dimensional image with a pre-screen output, as well as increase the screen perspective to an imaginary infinity.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для получения объемного изображения объектов, содержащем источник изображения в виде единого двумерного объекта и оптический линзовый растр, источник изображения размещен в плоскости, задаваемой фокусными расстояниями линз, имеющими в меридиональном сечении максимальное значение фокусного расстояния fmax, а плоскость, задаваемая фокусными расстояниями линз, имеющими в меридиональном сечении минимальное значение фокусного расстояния fmin, расположена между растром и источником изображения, при этом соответствующее этой плоскости значение фокусного расстояния должно находиться в пределах: fmin 1≤fmin≥fmin 2, где
P - размер диагонали растра,
L - расстояние наилучшего видения глаза зрителя.This goal is achieved by the fact that in the device for obtaining a three-dimensional image of objects containing an image source in the form of a single two-dimensional object and an optical lens raster, the image source is placed in a plane defined by the focal lengths of the lenses having the maximum focal length value f max in the meridional section, and the plane defined by the focal lengths of lenses having a meridian section a minimum value of the focal length f min, is disposed between the raster and source Images CONTROL, wherein this plane corresponding to the focal distance value should be in the range: f min 1 ≤f min ≥f min 2 where
P is the diagonal size of the raster,
L is the distance of the best vision of the viewer's eye.
Данное изобретение поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 изображено устройство в меридиональном сечении;
- на фиг. 2 представлена схема расположения планов изображения по глубине, создаваемых устройством.The invention is illustrated by drawings, where:
- figure 1 shows the device in a meridional section;
- in FIG. 2 shows a layout of depth plans of the image created by the device.
Устройство для получения объемного изображения объектов согласно конкретному неограничивающему варианту осуществления изобретения, представленное на фиг.1 вместе с источником 1 изображения, выполненным в виде единого двумерного объекта, и линзовый растр 2, линзы которого в сагиттальном и меридиональном сечениях выполнены с переменным радиусом кривизны, при этом плоскость изображений 3 источника 1 изображения параллельна плоскости N, совпадающей с главными плоскостями линз 4, 5, 6 меридионального сечения растра 2 с фокусными расстояниями fmax, fmin 1, fmin 2 соответственно.A device for obtaining a three-dimensional image of objects according to a specific non-limiting embodiment of the invention, shown in FIG. 1 together with an image source 1 made in the form of a single two-dimensional object, and a
Данное устройство для получения объемного изображения объектов функционирует следующим образом. This device for obtaining a three-dimensional image of objects operates as follows.
Так как плоскость 3 источника 1 изображения совмещена с фокальными плоскостями линз 4 с фокусными расстояниями fmax, то зритель 7, наблюдая точки "а" и "в" в меридиональном сечении (фиг.1) плоскости 3, видит их изображения на лучах зрения 8, исходящих из точек "а", "в" и проходящих через центр линз 4 и зрачок глаза зрителя 7. Зритель 7 воспринимает их как лучи, идущие из бесконечно удаленного плана 9 (фиг.2).Since the plane 3 of the source 1 of the image is combined with the focal planes of the lens 4 with focal lengths f max , the viewer 7, observing the points "a" and "b" in the meridional section (Fig. 1) of the plane 3, sees their images on the 8 coming from the points "a", "c" and passing through the center of the lens 4 and the pupil of the eye of the viewer 7. The viewer 7 perceives them as rays coming from an infinitely distant plan 9 (figure 2).
Точку "с", находящуюся также в плоскости 3 на расстоянии fmax от плоскости N, зритель 4 будет наблюдать на луче зрения 10, исходящем из точки "с" и проходящем через центр линзы 5 и зрачок глаза зрителя 7. Чтобы точка "с", находящаяся от плоскости N на расстоянии fmax , фокусировалась в точку "с'", находящуюся от той же плоскости на расстоянии 0,001Р, фокусное расстояние fmin 1 линзы 5 определяют, решая уравнение линзы (формулу линзы) относительно ее фокусного расстояния fmin 1 и получают:
В неограничивающем примере при Р=510 мм, fmax=10 мм, fmin 1=3,3 мм точка "с" участвует в формировании плана 11 (фиг.2), формирующего минимально значимый предъэкранный выход объемного изображения.Point c, also located in plane 3 at a distance f max from plane N, viewer 4 will observe on line of sight 10, originating from point c and passing through the center of lens 5 and the pupil of the eye of viewer 7. To point c located from the N plane at a distance f max , focused to the point "c '" located from the same plane at a distance of 0.001P, the focal length f min 1 of the lens 5 is determined by solving the equation of the lens (lens formula) relative to its focal length f min 1 and get:
In a non-limiting example, at P = 510 mm, f max = 10 mm, f min 1 = 3.3 mm, the point "c" is involved in the formation of plan 11 (Fig. 2), which forms the minimum significant pre-screen output of a three-dimensional image.
Точку "d", находящуюся в плоскости 3 на расстоянии fmax от плоскости N, зритель 4 будет наблюдать на луче зрения 12, исходящем из точки "d" и проходящем через центр линзы 5 и зрачок глаза зрителя 7. Чтобы точка "d", находящаяся на плоскости N на расстоянии fmax, фокусировалась в точку "d", находящуюся от той же плоскости на расстоянии 5P-L , фокусное расстояние fmin 2 линзы 5 определяют, решая уравнение линзы относительно ее фокусного расстояния, и получают:
В неограничивающем примере при Р=510 мм, fmax=10 мм, L=250 мм, fmin 2=9,8 мм, точка "d'" участвует в формировании плана 13 (фиг.2), формирующего максимально значимый предъэкранный выход объемного изображения, при этом план 13 находится на расстоянии наилучшего видения зрителя 7.The point "d" located in the plane 3 at a distance f max from the plane N, the viewer 4 will observe on the line of sight 12 coming from the point "d" and passing through the center of the lens 5 and the pupil of the eye of the viewer 7. To point "d", located on the N plane at a distance of f max , focused to the point "d" located from the same plane at a distance of 5P-L, the focal length f min 2 of the lens 5 is determined by solving the equation of the lens relative to its focal length, and get:
In a non-limiting example, when P = 510 mm, f max = 10 mm, L = 250 mm, f min 2 = 9.8 mm, the point "d '" is involved in the formation of plan 13 (figure 2), which forms the most significant pre-screen output volumetric image, while the
Принимая во внимание малые размеры апертуры глаза зрителя 7 и его удаление при наблюдении изображения от растра 2 на величину порядка пяти размеров диагонали растра 2, а также выбор размеров линз 4, 5, 6 растра 2, соизмеримых с величиной элемента разрешения плоскости изображения 3, возникающая при работе линз растра 2 инверсия точек "с'" и "d'" на конечном изображении никак не скажется. Taking into account the small size of the aperture of the eye of the viewer 7 and its removal when observing the image from the
При наличии в профиле сечений линз растра внеосевых составляющих переменного радиуса кривизны, а также составляющих с отрицательной кривизной, в изображении возникают дополнительные планы по глубине, расположенные между планами 9, 13, что приводит к более полному заполнению объемного изображения планами. If the profile of the sections of the raster lenses has off-axis components of variable radius of curvature, as well as components with negative curvature, additional depth plans located between
В сагиттальном сечении растра 2 создается стереопара изображения плоскости 3 источника 2, что связано с прохождением лучей света от плоскости 3 в правый и левый глаз зрителя 7 через участки растра 2 через линзы с разными значениями кривизны оптических поверхностей. При наличии в исходном изображении вторичных факторов объемного видения при наблюдении изображения возникает эффект объемности. In the sagittal section of the
Claims (1)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001124759/28A RU2224273C2 (en) | 2001-09-11 | 2001-09-11 | Device for production of stereoscopic picture of objects |
PCT/RU2002/000418 WO2003023492A1 (en) | 2001-09-11 | 2002-09-11 | Device for producing the free-dimensional image of a single two-dimensional feature |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001124759/28A RU2224273C2 (en) | 2001-09-11 | 2001-09-11 | Device for production of stereoscopic picture of objects |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001124759A RU2001124759A (en) | 2003-07-10 |
RU2224273C2 true RU2224273C2 (en) | 2004-02-20 |
Family
ID=20253060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001124759/28A RU2224273C2 (en) | 2001-09-11 | 2001-09-11 | Device for production of stereoscopic picture of objects |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2224273C2 (en) |
WO (1) | WO2003023492A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581194C2 (en) * | 2014-03-17 | 2016-04-20 | Тимур Магданович Сафин | Apparatus for producing three-dimensional image |
RU2735480C2 (en) * | 2016-06-14 | 2020-11-03 | Роллинг Оптикс Инновейшн АБ | Synthetic image and method of its manufacturing |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5202793A (en) * | 1990-11-23 | 1993-04-13 | John McCarry | Three dimensional image display apparatus |
US5359454A (en) * | 1992-08-18 | 1994-10-25 | Applied Physics Research, L.P. | Apparatus for providing autostereoscopic and dynamic images |
US5790086A (en) * | 1995-01-04 | 1998-08-04 | Visualabs Inc. | 3-D imaging system |
RU2091841C1 (en) * | 1995-08-24 | 1997-09-27 | Молохина Лариса Аркадьевна | Raster device for viewing of patterns |
-
2001
- 2001-09-11 RU RU2001124759/28A patent/RU2224273C2/en not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-09-11 WO PCT/RU2002/000418 patent/WO2003023492A1/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581194C2 (en) * | 2014-03-17 | 2016-04-20 | Тимур Магданович Сафин | Apparatus for producing three-dimensional image |
RU2735480C2 (en) * | 2016-06-14 | 2020-11-03 | Роллинг Оптикс Инновейшн АБ | Synthetic image and method of its manufacturing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2003023492A1 (en) | 2003-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lipton et al. | New autostereoscopic display technology: the synthaGram | |
CN107991838B (en) | Self-adaptive three-dimensional imaging system | |
US20060202910A1 (en) | 2D/3D switchable display | |
EP1126728A3 (en) | Autostereoscopic imaging apparatus and method using a parallax scanning lens aperture | |
JP2889585B2 (en) | Image array and 3D camera | |
JP2007529960A (en) | 3D information acquisition and display system for personal electronic devices | |
JP2007158825A (en) | Image input device | |
Kagawa et al. | A three‐dimensional multifunctional compound‐eye endoscopic system with extended depth of field | |
EP1699246A2 (en) | Display | |
WO2017174867A1 (en) | Wide angle lens for capturing a panorama image | |
RU2224273C2 (en) | Device for production of stereoscopic picture of objects | |
US4333707A (en) | Method of image enhancement | |
CN110632769B (en) | Light spot projection device | |
CN110908133A (en) | Integrated imaging 3D display device based on dihedral corner reflector array | |
KR101746719B1 (en) | Output method of view images in three-dimensional display by different distance between display panel and lens | |
US3891303A (en) | Combined system of optical devices for photography and stereoscopic vision | |
CN113395510B (en) | Three-dimensional display method and system, computer-readable storage medium, and program product | |
RU2224274C2 (en) | Device for production of stereoscopic picture of objects | |
KR101093929B1 (en) | Method and system for displaying 3-dimensional images using depth map | |
SU951220A1 (en) | Device for multi-zone observation of three-dimensional picture | |
CN113516748B (en) | Real-time rendering method and device for integrated imaging light field display | |
KR20130027407A (en) | the eye position calculating method of the stereoscopy displaying device which consists of the pair-eye type eye position calculator, the fan-shape modified lenticular and the liquid crystal type barrier. | |
RU2581194C2 (en) | Apparatus for producing three-dimensional image | |
KR101746717B1 (en) | Output method of view images in three-dimensional display with a different focus lens array | |
EP0061445B1 (en) | Image enhancement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050912 |