SU980049A1

SU980049A1 - Multiplying screen for projecting three-dimensional image

Info

Publication number: SU980049A1
Application number: SU803008715A
Authority: SU
Inventors: Николай Константинович Игнатьев; Сергей Иванович Косодуров
Original assignee: Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Кинофотоинститут
Priority date: 1980-11-27
Filing date: 1980-11-27
Publication date: 1982-12-07

Description

Изобретение относится к стереоскопии, а более конкретно к экранам, для проецирования стереопарных и объемных изображений. 5The invention relates to stereoscopy, and more particularly to screens, for projecting stereopair and three-dimensional images. 5

Известен множительный экран, выполненный в виде отражательного фокусирующего растра, поверхность которого образована плоскими зеркальными элементами tlj. 10A known multiplier screen made in the form of a reflective focusing raster, the surface of which is formed by flat mirror elements tlj. 10

Недостатком такого экрана является то, что гомоцентрический световой пучок, проецируемый на зеркальный элемент, после отражения приходит в зону наблюдения расходящимся, а это, как правило, приводит к взаимному перекры- ’ ванию пучков, отраженных от соседних семейств, и уменьшает резкость восстанавливаемого изображения. Кроме того, изготовление такого экрана сопряжено 20 с большими технологическими трудностями, так как каждый элемент растровой поверхности экрана должен иметь собственную строго определенную ориентациюThe disadvantage of such a screen is that the homocentric light beam projected onto the mirror element, after reflection, comes into the divergent viewing area, and this, as a rule, leads to mutual overlapping of the beams reflected from neighboring families and reduces the sharpness of the reconstructed image. In addition, the manufacture of such a screen is associated with 20 great technological difficulties, since each element of the raster surface of the screen must have its own strictly defined orientation

Известен множительный экран для проецирования объемного изображения, содержащий положительную линзу и оптический растр [2].Known multiple screen for projecting a three-dimensional image containing a positive lens and an optical raster [2].

Однако данный экран имеет слОжнук конструкцию растра, поскольку обе ί его поверхности образованы растровыми элементами сложной геометрической формы.However, this screen has a raster construction design, since both its surfaces are formed by raster elements of complex geometric shape.

Цель изобретения - упрощение конструкции.The purpose of the invention is to simplify the design.

Указанная цель достигается тем, что в множительном экране для проецирования объемного изображения оптический растр выполнен в виде η семейств, контактирующих один с другим плоских зеркальных элементов, расположенных под одним углом к оптической оси в каждом семействе.This goal is achieved by the fact that in the multiplying screen for projecting a three-dimensional image, the optical raster is made in the form of η families in contact with each other flat mirror elements located at the same angle to the optical axis in each family.

На фиг.1 показан множительный экран для проецирования объемного изображения, общий вид> на фиг.2 - схема проецирования и наблюдения объемного изображения,- на фиг.З - вариант выполнения экрана с реализацией отражательного растра непосредственно на задней поверхности линзы.Figure 1 shows a multiplier screen for projecting a three-dimensional image, a general view> in Fig.2 is a diagram of the projection and observation of a three-dimensional image, - in Fig.Z is an embodiment of a screen with the implementation of a reflective raster directly on the rear surface of the lens.

Множительный экран 1 (фиг.1) для проекции объемных изображений состоит из собирательной линзы 2 и расположенного за ней отражательного растра 3. Поверхность последнего образована плоскими зеркальными элементами 4. Повторяющиеся элементы 4, плоскости которых параллельны между собой, образуют семейства эле ментов, т.е. растр з выполнен с постоянным для каждого семейства углом наклона зеркальных элементов 4. Растр 3 может быть выполнен в виде повторяющихся участков, состоящих из элементов , принадлежащих различным се- 5 мействам элементов.The multiplying screen 1 (Fig. 1) for the projection of three-dimensional images consists of a collective lens 2 and a reflective raster 3 located behind it. The surface of the latter is formed by flat mirror elements 4. Repeating elements 4, whose planes are parallel to each other, form families of elements, i.e. e. the raster is made with a constant angle of inclination of the mirror elements 4 for each family. The raster 3 can be made in the form of repeating sections consisting of elements belonging to different families of elements.

В конструкции экрана могут быть применены растры с любой геометрией расположения растровых элементов, например гексагональной, ортогональ- 1Q ной, перспективной и т.д.In the design of the screen, rasters with any geometry of the arrangement of raster elements, for example, hexagonal, orthogonal, 1Q, perspective, etc., can be applied.

При образовании эон 5 наблюдения применительно лишь к двум семействам зеркальных элементов 4 (фиг.2) объектив б проецирует изображение объекта 7 на экран 1. с учетом отражаю·* щего действия параллельно направленных для каждого семейства зеркальных элементов 4 линза 2 преломляет падающий на нее пучок 8 дважды ( при прямом и обратном прохождении) и фокусирует его в виде пучков;$^нв зонах 5. Расстояние между соседними'* элементарными зеркалами одного семейства должно находиться за пределами разрешения глаза наблюдателя, нахо- ³дящегося в одной из зон.5 наблюдения. Угол наклона элементарных зеркал 4 каждого семейства зеркал выбран таким образом, чтобы падающий световой пучок 8 отражался ими в сторону соот- 30 ветствующей зоны 5.When the eon 5 of observation is formed, as applied to only two families of mirror elements 4 (Fig. 2), the lens b projects the image of object 7 onto screen 1. taking into account the reflecting action * of the parallel beam for each family of mirror elements 4, lens 2 refracts the incident beam 8 twice (for both forward and reverse pass) and focuses it in the form of beams; $ ⁿ in the zones 5. The distance between neighboring '* elementary mirrors in one family must be beyond the resolution of the observer's eye, naho- ³ dyaschegosya in one of on.5 observation. The angle of inclination of the elementary mirrors 4 of each family of mirrors is chosen so that the incident light beam 8 is reflected by them towards the corresponding zone 5.

Отражательный растр 3 может быть как самостоятельной частью экрана 1, так и выполненным совместно с линзой , 2 (фиг.З). В этом случае целесообраз-'Зб но использовать плосковыпуклую линзу 2, на обратной стороне которой сформирован рельеф 10, покрытый светоотражающим слоем 11.Reflective raster 3 can be either an independent part of the screen 1, or performed in conjunction with the lens 2 (Fig.Z). In this case, it is advisable to use a plano-convex lens 2, on the reverse side of which a relief 10 is formed, covered with a reflective layer 11.

Преимуществом предлагаемого экрана является разделение функций отражения и фокусировки, независимо .выполняемых здесь зеркальным растром и собирательной линзой соответственно. При этом каждый расходящийся гомоцентрический пучок, выходящий из зрачка проекционного объектива и достигающий одиночного зеркального элемента растра, в результате двухкратного прохождения через собирательную линзу возвращается в область формирования зоны наблюдения сходящимся гомоцентрическим пучком. В результате улучшается резкость воспроизводимого объемного изображения при одновременном упрощении конструкции растра.The advantage of the proposed screen is the separation of the reflection and focusing functions, independently performed here by a mirror raster and a collective lens, respectively. In this case, each diverging homocentric beam emerging from the pupil of the projection lens and reaching a single mirror element of the raster, as a result of double passage through the collective lens, returns to the region of formation of the observation zone by a converging homocentric beam. As a result, the sharpness of the reproduced volumetric image is improved while simplifying the design of the raster.

Claims

The invention relates to stereoscopy, and more specifically to screens, for projecting stereopair and volumetric images. A multiplying screen is known, made in the form of a reflective focusing raster, whose surface is formed by flat mirror elements tl3. The disadvantage of such a screen is that the homocentric light beam projected onto the mirror element, after reflection, comes into the observation zone diverging, and this, as a rule, leads to mutual overlap of the beams reflected from neighboring families, and reduces the sharpness of the reconstructed images. In addition, the manufacture of such a screen is associated with great technological difficulties, since each element of the raster surface of the screen must have its own strictly defined orientation. A multiplication screen is known for projecting a three-dimensional image, containing a positive lens and an optical raster 2. However, this screen has the following raster design, since both its surfaces are formed by raster elements of complex geometric shape. The purpose of the invention is to simplify the design. This goal is achieved by the fact that in the replicating screen for projecting a three-dimensional image the optical raster is made in the form of n families in contact with one another of the flat mirror elements located at one angle to the optical axis in each family. Figure 1 shows a multiplying screen for projecting a three-dimensional image, a general view} of figure 2 is a scheme for projecting and observing a three-dimensional image, in figure 3 a variant of the screen with a reflective raster directly on the back surface of the lens. the multiplying screen 1 (Fig. 1) for the projection of volumetric images consists of a collecting lens 2 and a reflective raster 3 behind it. The surface of the latter is formed by flat mirror elements 4. Repeating elements 4, the planes of which are parallel to each other, form families of elements, tons. e. the raster J is implemented with a constant for each family of the angle of inclination of the mirror elements 4. Rast 3 can be made in the form of repeating sections consisting of elements belonging to different families of elements. In the design of the screen can be applied rasters with any geometry of the raster elements, such as hexagonal, orthogonal, perspective, etc. When zones 5 are formed, the observations are applied only to two families of mirror elements 4 (Fig. 2 / the lens b projects the image of object 7 onto screen 1. Taking into account the reflecting effect, the lens 2 refracting Parallel to it in parallel for each family of mirror elements 4) beam 8 twice (with forward and reverse passage) and focuses it in the form of beams; in zones 5. The distance between adjacent elementary mirrors of one family should be outside the resolution of the eye of an observer in one of the zones n.5 observations The angle of inclination of the elementary mirrors 4 of each family of mirrors is selected in such a way that the incident light beam 8 is reflected by them towards the corresponding zone 5. Reflective raster 3 can be either an independent part of the screen 1 or combined with the lens 2 (Fig .3) In this case, it is advisable to use a flat-convex lens 2, on the reverse side of which there is a relief 10, covered with a light-reflecting layer 11. The advantage of the proposed screen is the separation of the reflection and focus functions independently . performed here by a mirror raster and a collective lens, respectively. At the same time, each diverging homocentric beam emerging from the pupil of the projection lens and reaching a single mirror element of the raster, as a result of a two-fold passage through the collecting lens, returns to the region of the formation of the zone of the observed convergent homocentric beam. As a result, the sharpness of the reproduced three-dimensional image is improved while the design of the raster is simplified. Claims of multiplication screen for projecting a three-dimensional image containing a positive lens and an optical raster, characterized in that, in order to simplify the construction, the optical raster is made in the form of n families of contacting one another with flat mirror elements arranged at one angle to the optical axis in each family. Sources of information taken into account in the examination 1. Technique of film and television. 1973, 12, pp.9-11.

2. Japanese Patent No. 52-25093, grade 103 G Oh, publish. 1977 (.prototype)