Устройство для воспроизведения стереоскопических изображений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 А 1 15 09 4 С 02 В 27/2 ЕТЕНИЯ 468/24-104.860.89. Бюл.Лупанов24(088.8)ика систем стерео- ачество оспро жеьдикации/Под 1970, с.25 Шеманина. Мн ен Н.А. Стереоско1962, с.223. эд-в онст- видео- проекГОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) ТехРед. А,Н258,ВалюсАН СССР,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВ СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к скопин и позволяет улучшить к изображения. Устройство для .в ведения стереоскопических изо ний состоит из двух видеоконт ных устройств 2, объективов 3 отражательного экрана 5, выпо го в виде элемента Френеля, к рукция которого согласована с контрольными устройствами 2 и ционными объективамв 3 и 4. 331515133Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при построении стереоскопических телевизионных систем чернобелого и цветного иэображения, в частности предназначенных для дистанционного управления манипуляторами.Целью изобретения является увеличение эон стереоскопического наблюдения, улучшение качества изображения,На фиг.1 представлено предлагаемое устройство; на фиг.2 - разрезА-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б 15на фиг.1.Устройство для воспроизведениястереоскопических изображений состоит из видеоконтрольных устройств 1,2, предназначенных для воспроизведения изображений стереопар, и оптической системы, необходимой для осуществления раздельного наблюдения этихизображений.Оптическая система включает двапроекционных объектива 3, 4 и отражательный экран 5, расположенный так,что центры экранов видеоконтрольныхустройств 1, 2 оптически сопряженыс центром отражательного экрана 5,выполненного в виде элемента Френелярасположенного на расстоянии а =Й (1+/Ч/) от выходных зрачков объектива, где 1 - фокусное расстояниепроекционного объектива, 7 - увеличение проекционного объектива, подуглом к плоскости, проходящей черезоптические оси проекционных объективов, 3,4.Ширина отражательного экрана 5 рав 40на произведению ширины экрана видеоконтрольного устройства 1 и модуляувеличения проекционного объектива 3,для которого предметом служит экранвидеоконтрольного устройства 1. Проекционные объективы 3, 4 расположены так, что их оптические оси параллельны, лежат в горизонтальной плоскости и симметричны относительно вертикальной плоскости, перпендикулярноиотражательному экрану 5 и проходящейчерез его центр, Плоскости экрановвидеоконтрольных устройств 1, 2 перпендикулярны оптическим осям проекционных объективов 3, 4При этоммежду каждым видеоконтрольным устройством 1, 2 и соответствующим проекционным объективом 3, 4 установлены по два вертпк,1 льных плоских зеркала 6, 7 и 8, 9, Нормали к отражательным поверхностям этих зеркал перпендикулярны между собой и расположеныопод углом 45 к оптическим осям проекционных объективов 3, 4,Высота рельефаЬ экрана 5 Определяется неравенствомЬЬ ( 4 10 (1+/Ч /) Г где Чэ - увеличение экрана;Г - фокусное расстояние экрана. Окуляр 10 расположен так, что его оптическая ось лежит в вертикальной плоскости симметрии Оптической системы и составляет с проекцией оптических осей проекционных объективов 3, 4 на эту плоскость угол, для которого биссектрисой служит оптическая ось отражательного экрана 5. Расстояние Ь между центром отражательного экрана 5 и главной плоскостью окуляра 10 связано с фокусным расстоянием последнего 1 зависимостью9001.900-1.выполнение которой обеспечивает аккомодацию глаз оператора, наблюдающе- РО стереоизображение, на расстоянии не менее 1000 мм. При этом Оптимальный угол поля зрения устройства в горизонтальной плоскости 2(3 равен 20 о25 (в случае стандартного телевизионного разложения строк 625 строк и формата кадра -4-3) и связан с величиной зависимостьюЬ2 (Ъгде Я - ширина отражательного экрана.Проекционные объективы 3, 4 выполнены в одной оправе так, что линзы объективов сопряжены гранями, образованными сечением этих линз вертикальной плоскостью симметрии оптической системы устройства. Эта особенность проекционных объективов позволяет получить минимальное расстояние между световыми зонами линз объективов на значительном отрезке вертикальной прямой при заданном расстоянии между оптическими осями упомянутых объективов.Между проекционными объективами 3, 4 в вертикальной Ил скости симметрии оптической сил гемы установлена шторка 11, прохояп;а до зеркал 7, 8, Она предназначе. а для предотвращения попадания с ; из одной15133 6точку С в плоскости аккомодацииглаз, точку В перед плоскостью акЦИкомодации, точку Р за плоскостью5аккомодации,где К - радиус кривизны экрана викдеоконтрольного устройства;Г - фокусное расстояние проекционного объектива.Работа устройства показана на примере хода крайних лучей для трех точек левого и правого ракурсов наблюдаемого объекта, которые обозначены на чертеже соответственно В, С, Р, и В , С, Пп воспроизводятся на экране видеоконтрольных устройств 1, 2 и с помощью зеркал 6, 7 и 8, 9, а также объективов 3, 4 проецируются на экран 5При этом точки В и Вп, 0 и Э имеют горизонтальный параллакс и не совпадают. Лучи, строящие правое изображение точек наблюдаемого объекта, отмечены стрелками, показывающими направление движение света. Диафрагма 11 препят- . ствует попаданию света из одной ветви оптической системы в другую.Отражательный экран 5 вместе с окуляром 10 собирает пучки лучей, прошедших через проекционные объективы 3 и 4, в две зоны наблюдения 1 и Р, являющиеся изображениями выходных зрачков проекционных объективов 3 и 4. Окуляр 1 О переносит изображение стереопар с отражательного экрана 5 на расстояние, обеспечивающее минимальную утомляемость оператора (на фиг.З точки В, С , Р ).Из левой 1 и правой Р зон наблюсдения видны раздельно одноименныеи И изображения - соответственно В ,Сй й0 и В , С , 0 . При этом вследствие горизонтального параллакса оператор, глаза которого расположены в соответствующих зонах 1 и Р, увидят 55 5 15 ветви оптической системы в другую. Расстбяние между оптическими осями проекционных объективов 3 и 4 равно частному от деления средней глазной базы и модуля увеличения оптической системы, состоящей из отражательного экрана 5 и окуляра 1 О, предметом которой служит линия, соединяющая центры выходных зрачков объективов 3 и 4.форма поверхности, огибающей выступы рельефа, отражательного экрана 5 имеет кривизну К, рассчитываемую исходя из соотношения-2 - ( К-2- -2 05 03 05 005 КГ КЕ формула изобретения Устройство для воспроизведениястереоскопических изображений, включающее два видеоконтрольных устройства,два проекционных объектива, экран изеркальную приставку, выполненную издвух пар зеркал, симметрично расположедных относительно оси проходящей через центр экрана, и серединуотрезка, соединяющего одноименныеузловые точки проекционных объективов, при этом первая пара зеркал установлена перед видеоконтрольнымиустройствами, а вторая пара образуетпризмы, ребро которой пересекает упомянутую ось, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью увеличения зон сте 25 реоскопического наблюдения и улучшения качества изображения, в него введена шторка, расположенная между зеркалами второй пары, по обе стороны которой расположены проекционные объективы, линзы которых усечены шторкой по световым диаметрам, а такжедополнительно введен окуляр, оптически связанньш с экранами и установленный на расстоянии1. = /2 с 5где О - ширина экрана;Р - половина угла поля зренияустройства,при этом экран выполнен в виде отра 40 жающего элемента френеля, высотарельефа ДЬ которого определяется изсоотношенияДЬ ( 4 10 (1+/Ч /) Гэ45 где Ч - увеличение экрана;- фокусное расстояние экрана,а выступы рельефа расположены по огибающей, кривизна К которой определяется из соотношения50 05 03 05 005-2 К2 -2К Е К Ек Ф где К - радиус кривизны экрана виКдеоконтрольного устройства;1Г - фокусное расстояние проекционного объектива,причем экран расположен на расстоянии аГ (1+/Ч/) от выходных зрачков объектива, где Ч - увеличение1515133 Составитель С. Пржевскийехред Л.Олийнык,едактор М.Цитки орректор С.Шек Заказ 6273/44 Тираж 513 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. гарина, 10 проекционного объектива, под угломк оси, проходящей через центр экрана и середину отрезка, соединяющего одноименные узловые точки объективов,