ЛЕНТИКУЛЯРНЫЙ РАСТР

Полезная модель относится к объемной фотографии, объемному телевидению, а также к объемным компьютерным изображениям, и может быть использовано, в частности, для получения вариоэффектов и стереоэффектов на лентикулярных растрах.
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 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 за- экранная и пред- экранная перспективы низкие.
Кроме этого технология изготовления таких растров достаточно трудоемкая.
Наиболее близким к предложенному решению 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 функции [3].
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 решение, является получение качественных объемных и варио 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 за- экранной и пред- экранной перспективы, при увеличении угла обзора растра и увеличении возможного количества ракурсов вариоэффектов.
Поставленная задача решается лентикулярным растром, содержащим источник изображения и оптический линзовый растр, отличающимся тем, что линзы растра выполнены линейными с двояковыпуклыми поверхностями, при этом обе поверхности линзы выполнены асферическими, источник изображения расположен на поверхности линзового растра.
Кроме того, отличающимся тем, что асферичность линз может заключаться в выполнении поверхностей с переменным радиусом кривизны либо в сагиттальном, либо меридиональном сечении.
Кроме того, отличающимся тем, что источник изображения может быть выполнен в виде трехмерной (асферической) поверхности, с переменным радиусом кривизны либо в сагиттальном, либо в меридиональном сечении.
Кроме того, отличающимся тем, что радиус кривизны источника изображения, либо в сагиттальном, либо в меридиональном сечении, может изменяться по закону стохастических осциллирующей или периодической функции.
На фиг. 1 показан лентикулярный растр, состоящий из источника изображения 1, выполненного в виде трехмерной (асферической) поверхности с переменным радиусом кривизны R, линзового растра 2. Позицией 3 обозначена точка наблюдения (глаз наблюдателя), позицией 4 обозначена мнимая поверхность, где может располагаться источник изображения аналога (для сравнения).
Устройство, изготовленное с переменным радиусом кривизны линзы растра 2 в сагиттальном сечении, при использовании может применяться как устройство с переменным радиусом кривизны линзы растра 2 в меридиональном сечении, или наоборот.
Источник изображения 1 расположен на поверхности линзового растра, выполнен с переменным радиусом кривизны либо в сагиттальном, либо в меридиональном сечении, изменяется по закону стохастических осциллирующей или периодической функции. Позицией 3 обозначена точка наблюдения (глаз наблюдателя).
Лентикулярный растр работает следующим образом. Каждая линза растра 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 цветопередачи изображения, чем, если бы она располагалась, например, на двухмерной плоскости 4 на месте А″ (по прототипу). Источник изображения может быть нанесен на поверхность линзового растра ультрафиолетовой печатью, тампопечатью, и др.
Технический результат - 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 за- экранной и пред- экранной 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 угла обзора. И это ведет к увеличению возможного количества ракурсов вариоэффектов.
Авторам неизвестны другие решения поставленных задач - 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, увеличении за- экранной и пред- экранной перспективы, что дает основание признать существенность совокупности отличительных признаков заявленного технического решения.
Лентикулярный растр объектов прост в реализации, не требует больших затрат, промышленно применим. 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.
6
3. Патент №2098855, МПК G02B 27/22, 05.10.1995.