PL227466B1 - Sposób rejestracji obrazu oraz urządzenie optyczne rejestrujące obraz - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie optyczne rejestrujące obraz oraz sposób rejestracji obrazu.

Problem rejestracji obrazu w szerokim zakresie kątów występuje niemal od samego początku rozwoju fotografii i technik nagrywania obrazu. Obserwacja w szerokim zakresie kątów wiąże się niemal zawsze ze znacznym zniekształceniem obrazu wynikającym z dystorsji zastosowanego toru optycznego. W przypadku przetwarzanych cyfrowo takie zniekształcenia można niekiedy korygować.

Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego opublikowanego za numerem US 20020063802 znane jest rozwiązanie, w którym zastosowano soczewkę typu „rybie oko (ang. Fisheye) do rejestracji obrazu, który za pomocą cyfrowego przetwarzania następnie poddano korekcji. Korekcja ta pozwala uzyskać obraz panoramiczny z obrazu zniekształconej perspektywie, będącego wynikiem bezpośredniej rejestracji promieniowania przechodzącego przez taką soczewkę.

Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US 6130783 znane jest rozwiązanie, w którym wykorzystano kamerę skierowaną ku górze i zamocowane nad nią wypukłe zwierciadło. Również w takim wypadku obraz rejestrowany jest silnie zniekształcony i wymaga korekcji.

W kanadyjskim zgłoszeniu patentowym nr CA2324802 ujawniono urządzenie obrazujące wyposażone w matrycę CCD lub CMOS umieszczoną pod zwierciadłem mającym kształt odwróconego stożka.

W amerykańskim patencie US 6412961 B1 wskazano, że tylko zwierciadła o powierzchni stanowiącej wycinek paraboloidy pozwalają na wierne odtworzenie obrazu niezniekształconego z obrazu, który rejestruje się po odbiciu od zwierciadła zapewniającego szerokokątną rejestrację. W tym dokumencie ujawniono też zwierciadło o arbitralnej powierzchni dobranej tak, by powodować jak najmniejsze zniekształcenia i ograniczyć konieczność korekcji.

W dokumencie amerykańskim zgłoszeniu patentowym US20140009571 ujawniono rozwiązanie, w którym obraz dzieli się na sceny pochodzące z „obszarów zainteresowania i dla nich przeprowadza się osobno korekcję. Ujawniono ogólny sposób korygowania obrazu odbitego od dowolnego zwierciadła przez ustalenie funkcji transformującej. W dokumencie tym podniesiono jednak problem niedostatecznego wykorzystania elementów światłoczułych matrycy (pikseli) w niektórych częściach obrazów rejestrowanych po odbiciu przez wypukłe zwierciadła lub soczewki typu rybie oko. Ściślej, wskutek do wykonania korekcji zniekształceń obrazu wynikających z dystorsji elementu optycznego brakuje zarejestrowanych punktów obrazu i skorygowany obraz ma zbyt niską rozdzielczość w pewnych obszarach. Z tego powodu nie można wykonywać wystarczających powiększeń. Brak ten można byłoby uzupełnić stosując większą matrycę, lecz zastosowanie zbyt dużej matrycy uniemożliwia rejestrację wystarczająco szybką do stałej obserwacji w czasie rzeczywistym.

Brakuje rozwiązania, które umożliwiałoby stałą obserwację i ciągłą rejestrację szerokokątnego obrazu i dynamiczną zmianę jego rozdzielczości w obszarach szczególnego zainteresowania. Zapotrzebowanie na tego typu rozwiązania jest dość znaczne, zwłaszcza w rozwiązaniach służących do monitoringu, w których celowym jest zapewnienie możliwości wykonywania zbliżeń w wyższej rozdzielczości bez przerywania rejestracji całości obszaru.

Celem wynalazku jest rozwiązanie tego problemu.

Sposób według wynalazku służy rejestracji obrazu z matrycy elementów światłoczułych, przed którą umieszcza się element optyczny przystosowany do kierowania promieniowania padającego z szerokiego zakresu kątów na tę matrycę elementów światłoczułych. Sposób ten obejmuje etap rejestracji punktów zniekształconego obrazu poprzez odczytanie ich z matrycy elementów światłoczułych. Cechą szczególną sposobu według wynalazku jest to, że jako element optyczny stosuje się w nim element o regulowanej dystorsji, zaś etap rejestracji obrazu poprzedza się etapem kalibracji, w którym przeprowadza się dla przynajmniej pewnej liczby stanów dystorsji elementu o regulowanej dystorsji rejestrację obrazu obiektu o zdefiniowanym kształcie. Na podstawie zarejestrowanego obrazu dla każdego stanu dystorsji elementu o regulowanej dystorsji wyznacza się określony obszar matrycy, na którym powstaje obraz użyteczny, dla każdego stanu dystorsji elementu o regulowanej dystorsji i odpowiadającemu mu obszaru wyznacza się funkcję korekcji położenia punktów obrazu. W etapie akwizycji reguluje się dystorsję elementu o regulowanej dystorsji, a następnie wykonuje się odczyt tylko z wyznaczonego obszaru matrycy i uzyskany zniekształcony obraz poddaje się korekcji położenia punktów obrazu zgodnie z funkcją korekcji położenia punktów obrazu. Dzięki takiemu podejściu dystorsję elementu o regulowanej dystorsji można dobierać tak, by uzyskać zagęszczenie punktów obraPL 227 466 B1 zu w obszarze zainteresowania. Ponieważ w związku z tym obraz przemieszcza się na matrycy trzeba zastosować większą matrycę, to jest matrycę o wyższej rozdzielczości. Rejestrację w czasie rzeczywistym można prowadzić dzięki temu, że odczytuje się tylko jej fragment. Takie rozwiązania zapewnia możliwość obserwacji w szerokim zakresie kątów, a jednocześnie możliwość wykonywania zbliżeń, bez obracania całego układu. Funkcję korekcji dystorsji można dobrać tak, by uzyskać obraz niezniekształcony lub obraz o specyficznym typie zniekształceń, np. baryłkowych.

Korzystnie w etapie akwizycji dystorsję elementu o regulowanej dystorsji reguluje się również poza stanami dla których przeprowadzono kalibrację a wartości funkcji korekcji położenia punktów obrazu ustala się na podstawie przynajmniej jednego najbliższego stanu.

Zgodnie z wynalazkiem zapewnia się urządzenie optyczne rejestrujące obraz wyposażone w element optyczny przystosowany do kierowania promieniowania padającego z szerokiego zakresu kątów na umieszczoną tym elementem optycznym matrycę elementów światłoczułych oraz podłączony do niej blok odczytujący połączony z układem sterującym oraz blokiem przesyłania obrazu do pamięci. Element optyczny stanowi element o regulowanej dystorsji optycznej. Urządzenie jest wyposażone w podłączony do układu sterującego blok korekcji połączony z pamięcią za pośrednictwem bloku przesyłania, natomiast matryca zawiera przynajmniej 25 000 000 elementów światłoczułych.

Korzystnie element optyczny o regulowanej dystorsji stanowi zwierciadło z powierzchnią odbijającą o regulowanym kształcie.

Korzystnie powierzchnia o regulowanym kształcie jest mechanicznie sprzężona z przynajmniej jednym elementem piezoelektrycznym, z grupą przetworników elektromechanicznych, zwłaszcza MEMS, lub jest ferromagnetyczna i pozostaje w polu działania pola magnetycznego generowanego przez przynajmniej jedną cewkę.

Korzystnie element optyczny o regulowanej dystorsji stanowi adaptowalna soczewka, zwłaszcza soczewka o zmiennym kształcie lub ruchoma soczewka typu rybie oko z układem serwomechanicznym przesuwającym ją w płaszczyźnie zasadniczo równoległej do matrycy.

Przedmiot wynalazku został ukazany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1a przedstawia schematycznie przykład wykonania urządzenia według wynalazku ze zwierciadłem z powierzchnią odbijającą o regulowanym kształcie, fig 1b przedstawia schematycznie przykład wykonania urządzenia według wynalazku z ruchomą soczewką o regulowanym kształcie, fig. 2 przedstawia schemat blokowy układu elektronicznego zastosowanego w wynalazku do przetwarzania obrazu, fig. 3a przedstawia przykładowy niezniekształcony obraz, fig. 3b przedstawia ten obraz zniekształcony wskutek dystorsji baryłkowej. fig. 3c przedstawia działanie funkcji korekcji, natomiast fig. 3d przedstawia działanie funkcji korekcji na obrazie z zniekształcony przez element optyczny pozbawiony symetrii osiowej.

W pierwszym przykładzie wykonania ukazanym schematycznie na fig. 1a nad matrycą elementów światłoczułych 1 zostało centralnie umieszczone zwierciadło 2a w postaci odwróconego ostrosłupa czworokątnego. Ściany boczne zwierciadła 2a są wykonane z płytek odbijających połączonych z płytkami piezoelektrycznymi. Takie rozwiązanie do ustawiania zwierciadła ujawniono w polskim patencie PL173408B1. Zmieniając położenia płytek lokalnie dostosowuje się kształt zwierciadła tak, że promienie 3c, 3d, 3e, przychodzące z określonego zakresu kierunków, są skupiane, zaś promienie przychodzące z innych kierunków 3a, 3b, 3c pozostają bez zmian - jak pokazano schematycznie na fig. 1a. Dzięki temu można uzyskać zagęszczenie punktów rejestrowanego zniekształconego obrazu odpowiadające określonemu obszarowi zainteresowania.

Wykorzystanie tej możliwości wymaga zastosowania matrycy o wysokiej rozdzielczości, przynajmniej 25 000 000 elementów światłoczułych. W niniejszym przykładzie wykonania została zastosowana matryca CMOS zawierająca 70 000 000 elementów światłoczułych - o rozdzielczości 70 MPx. Odczytanie tak dużych matryc dostępnych na rynku obecnie trwa zbyt długo, ok 300 ms, by można było wykorzystać całą tę rozdzielczość do obserwacji w czasie rzeczywistym i z typowymi prędkościami odświeżania przekraczającymi 25 fps. Zgodnie z wynalazkiem nie odczytuje się jednak całości matrycy, lecz jedynie jej fragment, na który jest rzucany obraz, który wymaga korekcji, a będący nie mniejszy niż obszar zainteresowania.

W drugim przykładzie wykonania zilustrowanym na fig. 1b zastosowano płynową soczewkę 2b o regulowanym elektrycznie kształcie (ang. Liquid lens). Można również stosować soczewki o zmiennym kształcie regulowane z zastosowaniem elementów piezoelektrycznych, przetworników elektromechanicznych zwłaszcza MEMS bądź magnetycznie.

W trzecim przykładzie wykonania zastosowano soczewkę typu „rybie oko umieszczoną nad matrycą 1. Tego typu rozwiązania są znane. Dobrze opisano również metody korekcji. W niniejszym

PL 227 466 B1 przykładzie wykonania soczewka jest ruchoma i przemieszczana nad matrycą przynajmniej za pomocą serwomechanizmu w dwóch kierunkach, w płaszczyźnie XY równoległej do matrycy. Takie rozwiązanie skutkuje zmianą dystorsji w danym obszarze.

Schemat blokowy układu cyfrowego zastosowanego w urządzeniu według wynalazku jest ukazany na fig. 2. Reprezentację cyfrową obrazu zniekształconego przez zwierciadło pobiera się z matrycy 1. Odczytuje się przynajmniej jej fragment obejmujący obszar zainteresowania użytkownika. W przypadku zastosowania matrycy o wyjściu analogowym stosuje się przetworniki analogowo cyfrowe 201, których wyjście łączy się z blokiem odczytującym 202. W przypadku zastosowania matrycy 1 o wyjściach cyfrowych sygnał z nich przekazuje się wprost do bloku odczytującego 202, zapewniającego synchronizację komunikacji z matrycą oraz informacje organizacyjne dotyczące znaczników końca piksela, bloku, linii, ramki i innych zależnych od użytego układu cyfrowego zawierającego matrycę 1. Zarówno matryca 1, jak i blok odczytujący 202 są podłączone do układu sterowania 200, który koordynuje ich pracę. Całość układu można zaimplementować w jednym układzie FPGA.

Za pomocą układu sterowania 200 określa się obszar zainteresowania tzw. ROI (ang. Region of interest). ROI oblicza się jest z uwzględnieniu nastaw użytkownika takich jak np. kąt azymutalny i horyzontalny oraz powiększenie (ang. Pan-Tilt-Zoom), a także obrót płaszczyzny obserwacji względem normalnej wskazanej przez nastawy. Układ optyczny o regulowanej dystorsji 2a, 2b wprowadza zniekształcenia wskutek których użytkownik nie może wskazać dokładnie i wprost obszaru zainteresowania na matrycy 1, wskazuje go zatem podając parametry na obrazie niezniekształconym lub wymagane nastawy takie jak kąt patrzenia i powiększenie obrazu, które przy uwzględnieniu kalibracji pozwalają wyznaczyć ROI matrycy albo najmniejszy obszar w którym zawiera się ROI matrycy, w zniekształconym obrazie. Dzięki temu odczytany z macierzy 1 obraz można skorygować.

Wyjście bloku odczytującego jest połączone z pamięcią 205. Opcjonalnie, w przypadku współpracy z matrycami 1, które nie zapewniają możliwości odczytu blokowego stosuje się dodatkowy blok przesyłu obrazu 204 pośredniczący w połączeniu bloku odczytującego z pamięcią 205. Z pamięcią 205 jest również połączony demozaiker 203. Demozaiker 203 jest dopasowany do wybranej matrycy 1 i realizuje standardowe mechanizmy określania kolorów punktów obrazu na podstawie zarejestrowanych sygnałów z matrycy. Demozaiker 203 i blok odczytujący 202 stanowią razem układ akwizycji. Demozaiker łączy się z pamięcią 205 połączeniem dwukierunkowym za pośrednictwem bloku dostępu do pamięci 208 (VDMA - ang. Video direct memmory access). Ponadto demozaiker 203 łączy się z układem sterowania 200. Demozaiker 203 służy połączeniu pobranych z pamięci 205 sygnałów z elementów światłoczułych wrażliwych na poszczególne barwy w triady reprezentujące poszczególne barwne punkty obrazu. Demozaiker 203 musi działać w sposób kompatybilny z zastosowaną matrycą 1, według wytycznych producenta i stosownie do rozkładu punktów barwnych na matrycy. Wynik działania demozaikera jest zapisywany w pamięci 205. Wynikiem tym jest fragment zniekształconego obrazu. Alternatwnie demozaiker 203 może być podłączony do pamięci 205 za pomocą łącza jednokierunkowego. Wtedy wyjście bloku akwizycji 202 łączy się z wejściem trafiały bezpośrednio do demozaikera 203.

Z pamięcią 205 jest również połączony blok korekcji 206, za opcjonalnym pośrednictwem układu przenoszenia obrazu 204. Blok korekcji wykonuje korekcję za pomocą funkcji korekcji wyznaczonej w omówionym poniżej procesie kalibracji poprzedzającym właściwą rejestrację obrazu. Funkcja korekcji każdemu punktowi obrazu zniekształconego (x1, y1) przyporządkowuje współrzędne (x2, y2) jaki powinien mieć w obrazie niezniekształconym, lub wektor reprezentujący przemieszczenie tego punktu, jakie należy przeprowadzić by uzyskać obraz niezniekształcony. Blok korekcji jest również połączony z układem sterującym 200. Alternatywnie stosuje się funkcje korekcji zapewniające obraz o dystorsji określonego typu.

Z pamięcią 205 łączy się również układ wyjściowy 207 - np. ekran lub urządzenie transmitujące obraz, za pośrednictwem bloku dostępu 208.

Dzięki takiej konfiguracji układ sterujący 200 synchronizuje pracę matrycy 1, bloku akwizycji 202, demozaikera 203 oraz bloku korekcji 206 tak, by pracowały równocześnie sekwencyjnie przetwarzając kolejne bloki obrazu układające się w pamięci w cały niezniekształcony obraz gotowy do zaprezentowania użytkownikowi na urządzeniu wyjściowym.

Zamiast matrycy CMOS można zastosować matrycę CCD lub inną, zapewniającą rozdzielczość nie mniejszą niż 25 000 000 elementów oraz czasy akwizycji zbliżone do określonych powyżej.

W niniejszym przykładzie wykonania jako matrycę wykorzystano układ CHR70M CMOSIS. Jest to matryca CMOS o maksymalnej rozdzielczości 70 MPx zaopatrzona w 8 wyjść analogowych. Jej

PL 227 466 B1 maksymalna częstotliwość pracy to 30 MHz. Ta matryca wymagała zastosowania przetwornika analogowo cyfrowego 201.

W kolejnym przykładzie wykonania zastosowano matrycę CMOS Python 25k OnSemi o rozdzielczości 26,2 MPx zaopatrzoną w wyjście cyfrowe LVDS o przepustowości 32 x 720 Mbps połączone bezpośrednio z układem przechwytywania 202.

Sposób według wynalazku wykonuje się za pomocą urządzenia według wynalazku. Sposób ten obejmuje etap kalibracji oraz etap rejestracji punktów obraz.

Celem kalibracji szerokokątnych układów optycznych jest ustalenie przekształcenia - funkcji korekcji - jakiemu trzeba poddać współrzędne punktów zniekształconego by uzyskać obraz wyjściowy, wolny od tych zniekształceń. Jest to przekształcenie typu f(x₁, y₁)^ (x₂, y₂). Przykład działania funkcji korekcji ukazano na rysunkach, na których fig. 3a przedstawia obraz niezniekształcony, fig. 3b przedstawia zarejestrowany obraz zniekształcony przez soczewkę typu rybie oko, zaś fig. 3c ilustruje działanie funkcji korekcji przedstawiając wynik jej działania na niezniekształconym obrazie, fig. 3d ilustruje korekcję obrazu uzyskanego z elementu optycznego pozbawionego symetrii osiowej.

W etapie kalibracji przeprowadza się rejestrację obrazu tablic referencyjnych, przykładowo w standardzie ISO 12233 lub I3A, można też zastosować inne powszechnie znane i dostępne na rynku tablice np. firmy Imatest lub ImageEngineering, jak również jeszcze inne odmiany tablic referencyjnych zawierających kropki lub inne figury o znanym rozkładzie.

Zarejestrowany, zniekształcony obraz porównuje się z obrazem tablicy i na tej podstawie tworzy się mapę przemieszczeń punktów obrazu. Taka mapa stanowi tablicę o wymiarze zniekształconego obrazu, na której każdemu punktowi przyporządkowuje się wektor reprezentujący jego odchylenie od odpowiadającego mu punktu wzorcowym obrazie tablicy referencyjnej.

Rozwiązanie takie jest słuszne dla układów optycznych o stałym, znanym zniekształceniu geometrycznym. W związku z zastosowaniem w przedmiotowym wynalazku elementu optycznego o regulowanej dystorsji proces kalibracji jest bardziej złożony. Zakres regulacji dzieli się na stany i dla każdego stanu wyznacza się funkcję korekcji. Dodatkowo dla każdego stanu wyznacza się obszar, w którym znajduje się użyteczny obraz, gdyż w związku z regulacją fragmenty matrycy pozostają niewykorzystane. Użyteczny obraz wskazuje użytkownik.

W niektórych zastosowaniach funkcję korekcji stanowi wyłącznie tablica przesunięć punktów. W przypadku zakresu nastaw regulacji dystorsji, który trzeba opisać wieloma stanami takie podejście jest nieefektywne, gdyż trzeba zapisywać i przechowywać w pamięci bardzo dużą ilość danych. Dodatkowo przy każdej zmianie nastaw układu optycznego - regulacji dystorsji konieczne jest przeładowanie tablicy i zastosowanie nowej. W związku z tym z tym niekiedy funkcji korekcji nie tablicuje się w całości. Stosuje się wartości przybliżone dla całych bloków punktów obrazu. W efekcie obraz wyjściowy prawie zawsze posiada nieznaczne zniekształcenia. Kolejną alternatywą jest wyznaczanie dla poszczególnych stanów kalibracji funkcji analitycznych postaci (x2, y2) = f(x1, y1, n), gdzie n oznacza numer stanu. Z uwagi na dużą czasochłonność przetwarzania obrazu punkt po punkcie można wyznaczać przesunięcia dla całych bloków punktów obrazu.

W przedmiotowym wynalazku wykorzystuje się element optyczny zapewniający szeroki zakres kątów obserwacji. Jest to tyle kłopotliwe, że wymaga on scharakteryzowania w pełnym zakresie kątów, którego nie wypełnia ostry obraz tablicy referencyjnej.

W wariancie realizacji problem zakresu kątów rozwiązuje się wykonując rejestrację urządzeniem optycznym według wynalazku wokół którego rozstawia się zestaw wydrukowanych tablic referencyjnych albo wokół którego przesuwa się tablicę referencyjną tak, by uzyskać obraz tablicy referencyjnej w pełnym zakresie kątów obserwacji urządzenia optycznego.

W alternatywnym wariancie realizacji sposobu według wynalazku urządzenie optyczne według wynalazku umieszcza się na stole obrotowym i obraca się je zachowując stałą odległość pomiędzy środkiem tablicy a płaszczyzną matrycy 1.

W kolejnym alternatywnym wariancie realizacji sposobu według wynalazku urządzenie optyczne według wynalazku wewnątrz figury obrotowej, na powierzchni której znajduje się wzór do kalibracji.

W etapie akwizycji reguluje się dystorsję elementu o regulowanej dystorsji 2a, 2b do określonego stanu regulacji zapewniającego pożądany rozkład gęstości punktów obrazu. Następnie wykonuje się odczyt z obszaru matrycy wyznaczonego w procesie kalibracji dla tego stanu regulacji. Uzyskany zniekształcony obraz ten poddaje się korekcji położenia punktów obrazu zgodnie z ustaloną w etapie kalibracji funkcją korekcji położenia punktów obrazu. Wykorzystuje się przy tym interpolację na poziomie demozaikowania oraz wskazywania położenia pikseli, które się używa do docelowego obrazu.

PL 227 466 B1

Równania wielomianowe i/lub trygonometryczne i/lub inne stosowane w korekcji zniekształceń mogą być aproksymowane liniowo tak, aby w wyniku obliczeń uzyskać pełną pozycję piksela. Z tego powodu błąd położenia piksela może być ułamkowy. Dodatkowo, aby przyspieszyć obliczenia zastosowano interpolację liniową dla danego bloku obliczeniowego. Wynikowy obraz zapisuje się w pamięci i wyświetla użytkownikowi.

W niektórych szczególnych zastosowaniach jest celowe zapisywanie w pamięci i wyświetlanie użytkownikowi obrazu o specyficznych zniekształceniach. Dla zapewnienia tego efektu wystarczy zmodyfikować wynikającą z kalibracji funkcję korekcji.

Claims (10)

1. Sposób rejestracji obrazu z matrycy (1) elementów światłoczułych, przed którą umieszcza się element optyczny przystosowany do kierowania promieniowania padającego z szerokiego zakresu kątów na matrycę (1) elementów światłoczułych, przy czym sposób ten obejmuje etap rejestracji punktów zniekształconego obrazu poprzez odczytanie ich z matrycy (1) elementów światłoczułych, znamienny tym, że jako element optyczny stosuje się element o regulowanej dystorsji (2a, 2b), etap rejestracji obrazu poprzedza się etapem kalibracji, w którym przeprowadza się dla przynajmniej pewnej liczby stanów dystorsji elementu o regulowanej dystorsji (2a, 2b) rejestrację obrazu obiektu o zdefiniowanym kształcie i na podstawie zarejestrowanego obrazu dla każdego stanu dystorsji elementu o regulowanej dystorsji (2a, 2b) wyznacza się określony obszar matrycy, na którym powstaje obraz użyteczny, dla każdego stanu dystorsji elementu o regulowanej dystorsji (2a, 2b) i odpowiadającemu mu obszaru wyznacza się funkcję korekcji położenia punktów obrazu, w etapie akwizycji reguluje się dystorsję elementu o regulowanej dystorsji (2a, 2b), wykonuje się odczyt tylko z wyznaczonego obszaru matrycy i uzyskany zniekształcony obraz ten poddaje się korekcji położenia punktów obrazu zgodnie z funkcją korekcji położenia punktów obrazu, a następnie zapisuje w pamięci 205.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie akwizycji dystorsję elementu o regulowanej dystorsji (2a, 2b) reguluje się również poza stanami dla których przeprowadzono kalibrację a wartości funkcji korekcji położenia punktów obrazu ustala się na podstawie przynajmniej jednego najbliższego stanu.

3. Urządzenie optyczne rejestrujące obraz wyposażone w element optyczny przystosowany do kierowania promieniowania padającego z szerokiego zakresu kątów na matrycę (1) elementów światłoczułych, i w podłączony do niej blok odczytujący (202) połączony z układem sterującym (200) oraz pamięcią (205), znamienne tym, że element optyczny stanowi element (2a, 2b) o regulowanej dystorsji optycznej oraz tym, że urządzenie jest wyposażone w podłączony do układu sterującego (200) blok korekcji (206) połączony z pamięcią (205), zaś matryca (1) zawiera przynajmniej 25 000 000 elementów światłoczułych.

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, ze element optyczny o regulowanej dystorsji stanowi zwierciadło z powierzchnią odbijającą o regulowanym kształcie (2a).

5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że powierzchnia o regulowanym kształcie (4a, 4b) jest mechanicznie sprzężona z przynajmniej jednym elementem piezoelektrycznym.

6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że powierzchnia o regulowanym kształcie (4a, 4b) jest mechanicznie sprzężona z grupą przetworników elektromechanicznych.

7. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że powierzchnia o regulowanym kształcie (4a, 4b) jest ferromagnetyczna i pozostaje w polu działania pola magnetycznego generowanego przez przynajmniej jedną cewkę.

8. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że element optyczny o regulowanej dystorsji stanowi adaptowalna soczewka.

9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że soczewkę stanowi soczewka typu rybie oko z układem serwomechanicznym przesuwającym ją w płaszczyźnie zasadniczo równoległej do matrycy.

10. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, soczewkę stanowi soczewka o zmiennym kształcie (2b).