RU2581194C2 - Устройство для получения объемного изображения - Google Patents
Устройство для получения объемного изображения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2581194C2 RU2581194C2 RU2014110161/28A RU2014110161A RU2581194C2 RU 2581194 C2 RU2581194 C2 RU 2581194C2 RU 2014110161/28 A RU2014110161/28 A RU 2014110161/28A RU 2014110161 A RU2014110161 A RU 2014110161A RU 2581194 C2 RU2581194 C2 RU 2581194C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dimensional
- obtaining
- curvature
- image source
- sections
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
- G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
- G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
Изобретение относится к объемной фотографии, объемной кинематографии, объемному телевидению, а также к объемным компьютерным изображениям. Устройство содержит источник изображения и оптический линзовый растр. При этом источник изображения выполнен в виде трехмерной поверхности с переменным радиусом кривизны в сечениях. Технический результат - обеспечение возможности получения объемных изображений независимо от угла наблюдения относительно главной оптической оси линз, улучшение пространственного разрешения и цветопередачи стереоизображения с меньшими требованиями к разрешению источника изображений и увеличение заэкранной и предэкранной перспективы. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к объемной фотографии, объемной кинематографии, объемному телевидению, а также к объемным компьютерным изображениям.
Известно устройство (лентикулярный растр) для получения объемного изображения объектов, содержащее оптический линзовый растр, состоящий из плоско-выпуклых цилиндрических линз и источника изображения, расположенного с плоской стороны растра [1].
Это устройство позволяет получить объемные и изображения объектов только в строго определенном положении наблюдателя. К тому же, из-за сферических аберраций качество получаемых изображений удовлетворительное. А при наблюдении, отличном от оптимального, из-за коматических аберраций качество получаемого изображения снижается.
Еще одним недостатком устройства является ограничение угла обзора: при значительном увеличении угла обзора наблюдатель на каждой оптической линзе растра будет видеть изображение, образованное источником изображения, предназначенным для соседней линзы.
Известно устройство (интегральная фотография) для получения объемного изображения объектов, содержащее оптический линзовый растр, состоящий из линз с двумя сферическими поверхностями, и трехмерный источник изображения, лежащий на одной из сферических сторон растра [2].
Это устройство позволяет получить объемные изображения объектов, но из-за сферических аберраций качество получаемых изображений удовлетворительное. К тому же, источник изображения, расположенный на сферической поверхности, не полностью совпадает с кривизной поля изображения, поэтому из-за коматических аберраций качество получаемого изображения снижается. В итоге заэкранная и предэкранная перспективы низкие.
Известно устройство для получения объемного изображения объектов, содержащее источник изображения в виде единого двухмерного объекта и основной и дополнительный оптические линзовые растры, светосильные в меридиональном сечении, причем фокальная плоскость дополнительного оптического растра расположена вблизи источника изображения, создаваемого основным растром [3].
Это устройство позволяет получить объемное изображение с предэкранным выходом, но из-за отсутствия переменной оптической силы растра в сагиттальном сечении изображение имеет в горизонтальном сечении неестественное для реального объемного изображения постоянство масштаба (отсутствие квазипараллакса).
Кроме того, за счет наличия двух близко расположенных линейных структур в наблюдаемом изображении возможно появление муара.
Известно устройство для получения объемного изображения объектов, содержащее источник изображения, выполненный в виде единого двухмерного объекта, и оптический линзовый растр, линзы которого в сагиттальном и меридиональном сечениях выполнены с переменной оптической силой [4].
Это устройство обеспечивает получение объемного изображения. 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, подчеркивает перспективу и увеличивает эффект сагиттального параллакса, но, тем не менее, не дает возможности получения предэкранного выхода изображения.
Кроме того, при размещении источника изображения вне фокальной плоскости растра заэкранная перспектива также ограничена, так как остается нереализованным эффект мнимой бесконечности.
Наиболее близким к предложенному является устройство для получения объемного изображения объектов, содержащее источник изображения и оптический линзовый растр, источник изображения выполнен в виде единого двумерного объекта, а линзы растра в сагиттальном сечении выполнены с переменным радиусом кривизны.
Кроме того, радиус кривизны линз растра в сагиттальном сечении изменяется по закону стохастических осциллирующей или периодической функций [5].
Это устройство позволяет получить высококачественные объемные и варио-изображения объектов только при наблюдении в направлении главной оптической оси линз. Но при наблюдении в направлении, отличном от главной оптической оси, из-за коматических аберраций качество получаемого изображения снижается.
Еще одним недостатком устройства является ограничение угла обзора. При значительном увеличении угла обзора наблюдатель на каждой оптической линзе растра будет видеть изображение, образованное источником изображения, предназначенным для соседней линзы.
Размеры источника изображения каждой линзы ограничены размерами самой линзы.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение качественных объемных изображений независимо от угла наблюдения относительно главной оптической оси линз, при улучшении пространственного разрешения и цветопередачи стереоизображения с меньшими требованиями к разрешению источника изображений, при одновременном увеличении заэкранной и предэкранной перспективы, а также увеличении угла обзора растра.
Поставленная задача решается устройством для получения объемных изображений объектов, содержащим источник изображения и оптический линзовый растр, отличающимся тем, что источник изображения выполнен в виде трехмерной поверхности с переменным радиусом кривизны в сечениях.
Кроме того, отличающимся тем, что оптические системы растра могут состоять из трехмерной поверхности с переменным радиусом кривизны в сечениях.
Кроме того, отличающимся тем, что оптические системы линзового растра могут состоять из нескольких слоев, материалы которых имеют различный оптический коэффициент преломления.
Кроме того, отличающимся тем, что источник изображения в одном из сечений может не иметь кривизны.
Кроме того, отличающимся тем, что поверхность линзового растра в одном из сечений может не иметь кривизны.
Кроме того, отличающимся тем, что слои оптических систем линзового растра могут состоять из трехмерных поверхностей с переменным радиусом кривизны в сечениях.
Кроме того, отличающимся тем, что слои оптических систем линзового растра могут содержать двухмерные поверхности.
Кроме того, отличающимся тем, что радиус кривизны источника изображения в сечениях с переменным радиусом кривизны может изменяться по закону стохастических осциллирующей или периодической функций.
Кроме того, отличающимся тем, что межслойное пространство может быть заполнено газом.
Кроме того, отличающимся тем, что пространство между источником изображения и линзовым растром может быть заполнено газом.
На фиг.1 показано устройство для получения объемного изображения, состоящее из источника изображения 1, выполненного в виде трехмерной поверхности с переменным радиусом кривизны R1 в сечениях, линзового растра 2, оптические системы которого состоят из слоев, в данном случае из "а", "б", "в" с различным коэффициентом преломления, которые содержат одну или несколько трехмерных поверхностей с переменными радиусами кривизны R2 в сечениях.
Поверхность линзового растра 2 в одном из сечений может не иметь кривизны.
Источник изображения 1 в одном из сечений может не иметь кривизну. Радиус кривизны источника изображения 1 в сечениях с переменным радиусом кривизны может изменяться по закону стохастических осциллирующей или периодической функций.
Кроме того (см. фиг.2), пространство между источником изображения и линзовым растром может быть заполнено газом "Г".
Кроме того (см. фиг.3), межслойное пространство многослойного линзового растра может быть заполнено газом "Г".
Устройство для получения объемного изображения (фиг.1) работает следующим образом. Каждая линза растра 2 работает как лупа, которая увеличивает и отображает часть изображения в зависимости от угла просмотра. При наблюдении некоторой точки «А» изображения, создаваемого источником 1, глаза наблюдателя 3 видят эту точку через линзовый растр 2 с более четким пространственным разрешением и цветопередачей изображения, чем если бы она располагалась, например, на двухмерной плоскости 4 на любом из мест в районе А".
Технический результат, достигаемый заявляемым решением, - улучшение пространственного разрешения и цветопередачи стереоизображения достигается тем, что источник изображения расположен на трехмерной поверхности с переменным радиусом кривизны в сечениях, вблизи кривизны поля изображения. В результате коматические аберрации, которые бы сильно проявлялись на двухмерной плоскости, слабо проявляются вблизи кривизны поля изображения.
Так как асферичная линза компенсирует сферические аберрации, то в результате этого происходит улучшение разрешения и цветопередачи любого изображения и, следовательно, улучшение пространственного разрешения и цветопередачи стереоизображения. Поэтому к источнику изображений предъявляются меньшие требования к разрешению.
Так как источник изображения расположен вблизи кривизны поля изображения, то коматические аберрации в зависимости от угла наблюдения относительно главной оптической оси линз компенсируются. Появляется возможность получения качественных объемных и варио-изображений, независимо от угла наблюдения относительно главной оптической оси линз.
Снижение аберраций ведет к увеличению заэкранной и предэкранной перспективы.
Так как появляется возможность получения качественных объемных и варио-изображений независимо от угла наблюдения относительно главной оптической оси линз, то можно изготовлять растры с максимально увеличенным углом обзора. Это, в свою очередь, расширяет функциональные возможности устройства и области применения.
Для упрощения изготовления линзового растра в одном из сечений он может не иметь оптической силы, т.е. не иметь кривизны.
Авторам из патентной и научно-технической информации не известна совокупность признаков, обеспечивающая решение поставленной задачи, что дает основание признать новизну заявленного технического решения.
Авторам также неизвестны другие решения поставленной задачи - получение качественных объемных изображений независимо от угла наблюдения относительно главной оптической оси линз, улучшение пространственного разрешения и цветопередачи стереоизображения с меньшими требованиями к разрешению источника изображений. Увеличение заэкранной и предэкранной перспективы, что дает основание признать существенность совокупности отличительных признаков заявленного технического решения.
Устройство для получения объемных изображений просто в реализации, не требует больших затрат, промышленно применимо. Существует большая потребность в промышленности в подобных устройствах.
Источники информации
1. Власенко В.И. Техника объемной фотографии. - М.: Искусство, 1978, с.19.
2. Власенко В.И. Техника объемной фотографии. - М.: Искусство, 1978, с.36.
3. Заявка РФ №98115465/28 от 10.08.98 г.
4. Заявка РФ №98108927/28 от 07.05.98 г.
5. Патент №2098855, МПК6 G02B 27/22, 05.10.1995 г.
Claims (10)
1. Устройство для получения объемных изображений, содержащее источник изображения и оптический линзовый растр, отличающееся тем, что источник изображения выполнен в виде трехмерной поверхности, с переменным радиусом кривизны в сечениях.
2. Устройство для получения объемных изображений по п.1, отличающееся тем, что оптические системы линзового растра состоят из трехмерной поверхности с переменным радиусом кривизны в сечениях.
3. Устройство для получения объемных изображений по пп.1, 2, отличающееся тем, что оптические системы линзового растра состоят из нескольких слоев, материалы которых имеют различный оптический коэффициент преломления.
4. Устройство для получения объемных изображений по п.1, отличающееся тем, что источник изображения в одном из сечений не имеет кривизны.
5. Устройство для получения объемных изображений по п.1, отличающееся тем, что поверхность линзового растра в одном из сечений не имеет кривизны.
6. Устройство для получения объемных изображений по п.3, отличающееся тем, что слои оптических систем линзового растра состоят из трехмерных поверхностей с переменным радиусом кривизны в сечениях.
7. Устройство для получения объемных изображений по п.3, отличающееся тем, что слои оптических систем линзового растра содержат двухмерные поверхности.
8. Устройство для получения объемных изображений по п.1, отличающееся тем, что радиус кривизны источника изображения в сечениях с переменным радиусом кривизны изменяется по закону стохастических осциллирующей или периодической функций.
9. Устройство для получения объемных изображений по п.3, отличающееся тем, что межслойное пространство заполнено газом.
10. Устройство для получения объемных изображений по п.1, отличающееся тем, что пространство между источником изображения и линзовым растром заполнено газом.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014110161/28A RU2581194C2 (ru) | 2014-03-17 | 2014-03-17 | Устройство для получения объемного изображения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014110161/28A RU2581194C2 (ru) | 2014-03-17 | 2014-03-17 | Устройство для получения объемного изображения |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014110161A RU2014110161A (ru) | 2015-09-27 |
| RU2581194C2 true RU2581194C2 (ru) | 2016-04-20 |
Family
ID=54250643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014110161/28A RU2581194C2 (ru) | 2014-03-17 | 2014-03-17 | Устройство для получения объемного изображения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2581194C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3565733A (en) * | 1967-06-29 | 1971-02-23 | Sam L Leach | Thin flexible lenticular screen unit |
| US5202793A (en) * | 1990-11-23 | 1993-04-13 | John McCarry | Three dimensional image display apparatus |
| RU2098855C1 (ru) * | 1995-10-05 | 1997-12-10 | Георгий Георгиевич Голенко | Устройство для получения объемного изображения объектов |
| RU2224273C2 (ru) * | 2001-09-11 | 2004-02-20 | Голенко Георгий Георгиевич | Устройство голенко для получения объемного изображения объектов |
-
2014
- 2014-03-17 RU RU2014110161/28A patent/RU2581194C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3565733A (en) * | 1967-06-29 | 1971-02-23 | Sam L Leach | Thin flexible lenticular screen unit |
| US5202793A (en) * | 1990-11-23 | 1993-04-13 | John McCarry | Three dimensional image display apparatus |
| RU2098855C1 (ru) * | 1995-10-05 | 1997-12-10 | Георгий Георгиевич Голенко | Устройство для получения объемного изображения объектов |
| RU2224273C2 (ru) * | 2001-09-11 | 2004-02-20 | Голенко Георгий Георгиевич | Устройство голенко для получения объемного изображения объектов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014110161A (ru) | 2015-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Song et al. | Light f ield head-mounted display with correct focus cue using micro structure array | |
| US9280951B2 (en) | Stereoscopic image display device, image processing device, and stereoscopic image processing method | |
| US10739111B2 (en) | Cloaking systems and methods | |
| TWI489147B (zh) | 三維影像顯示裝置及三維影像處理方法 | |
| CN101796548B (zh) | 立体图像生成装置和立体图像生成方法 | |
| JP5450330B2 (ja) | 画像処理装置および方法、ならびに立体画像表示装置 | |
| WO2019000948A1 (zh) | 三维立体显示面板、其显示方法及显示装置 | |
| US20160353079A1 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and storage medium | |
| Sawada et al. | Coarse integral volumetric imaging with flat screen and wide viewing angle | |
| KR20180032317A (ko) | 플로팅 홀로그램 장치 | |
| Petrov et al. | Integral imaging multi-view 3D display | |
| Kakeya | Improving image quality of coarse integral volumetric display | |
| JP2011211551A (ja) | 画像処理装置および画像処理方法 | |
| RU2581194C2 (ru) | Устройство для получения объемного изображения | |
| JP2007108626A (ja) | 立体映像生成システム | |
| KR101567002B1 (ko) | 컴퓨터 그래픽스 기반의 스테레오 플로팅 집적 영상생성시스템 | |
| TW201636683A (zh) | 擴充實境成像方法及其裝置 | |
| RU147092U1 (ru) | Лентикулярный растр | |
| TWI551890B (zh) | 多視角立體顯示裝置及其角度放大屏幕 | |
| Sawada et al. | Coarse integral volumetric imaging with flat screen and wide viewing angle | |
| JP2008058584A (ja) | 三次元画像表示方法および三次元画像表示装置 | |
| RU2385477C2 (ru) | Оптический трансформатор голенко для преобразования единого двумерного моноракурсного изображения в объемное изображение | |
| JP6179282B2 (ja) | ３次元画像表示装置及び３次元画像表示方法 | |
| Zhang et al. | P‐86: Viewing‐Angle‐Enhanced Integral Imaging Display using Composite Micro‐Lens Array | |
| KR101502407B1 (ko) | 스테레오 집적 영상 디스플레이 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180318 |