Проекционная система

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфвз Сфветскик Сомиалистичвскик РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ полнитвльное к аат. сеид-еу -(72) Авторы изобретения О, В. Рожков Тимашова Московское ордена Ленина и Знамени высшее техническое Трудового Красного им, Н. Э. Баумана(23) Приио делам изобретенийн открытийОпуД а Изобретение относится к системамотображения информации и может бытьиспользовано для проецирования цветных изображений, записанных на Фаэо"во-оптическом носителе. 5Фазово-оптическая запись являетсяпрозрачной для проходяцего световогопотока и не имеет цвета, Но растрированная Фазово-оптическая запись обладает значительным хроматизмом, Ис-. 10пользование этой особенности позволяет создать многоцветную систему отображения информации, записанной нафазово-оптическом носителе,Известны проекционные системы 11 5для получения цветных изображенийдвумерной Фазово-оптической записиобъекта, вынолченной в виде фазовыхрешеток, ориентированных в трех направлениях, попарно образукщих меж Оду собой угол в 120 . Ориентация решетки кодирует один иэ трех основных цветов в изображении объекта.Запись трех решеток, соответствуюших. основным цветам, на один и тот 25же участок носителя позволяет -полу;чить любой промежуточный цвет в изображении. Амплитуда решетки определяет освешенность в изображенииобъекта,2Проекционная система содержит источник света с оптической системой, кадровое окно для установки в нем записи, маску, оптически сопряжен" ную с источником., в непосредственной близости к которой установлен диск из трех пар диаметрально противоположных секторих цветных светофильтров с различными спектральными характеристиками, ось сймметрии каждой из которого перпендикулярна одному из направлений записи, объектив оптически сопрягакший плоскость записи с поверхностью экрана, В этой системе резмер и форма маски совпадают сразмером и формой изображения источника света.Известная проекционная система имеет недостаточный контраст проецируемого изображения, что обусловлено прохождением на экран паразиткой Фоновой засветки через секторные светофильтры диска. Указанная засветка обусловлена шумами фазово-оптического носителя и рассеянием светового потока оптическими элементами систе.Целью изобретения является повышение контраста и, следовательно,качества цветного изображения, создаваемого проекционной системой, засчет уменьшения уровня фоновой засветки экрана,Поставленная цель достигается тем,что в предлагаемой системе маска выполнена в виде непрозрачной пластиныс шестью щелями, Продольные оси щелей пересекаются на оптической осипроекционной системы и параллельныосям симметрии пар секторных светофильтров. Размеры и форма щелей совпадают с изображением источника света, образованным дифрагированными назаписи лучами,На фиг. 1 изображена оптическаясхема описываемой проекционной системы: в соответствии с данным изобретением на фиг. 2 - дифракционное изображение источника света (для однойщели), где цифрами обозначены нижняяИ верхняя границы диапазона длин волнвидимого спектра,Описываемая проекционная система(фиг. 1) содержит источник света 1с оптической системой 2, кадровоеокно (не показано) для установки внем носителя 3 двумерной фазово-оптической записи ббъекта, маску 4,оптически сопряженную с источником .и выполненную в виде непрозрачнойпластины с шестью щелями, продольные оси которых пересекаются на оптической оси проекционной системы.В непосредственной близости за маской размещен диск 5, составленныйиз "трех пар диаметрально противополбжных секторных светофильтров сразличными спектральными характеристиками, оси симметрии каждой из паркоторого параллельны продольным осямщелей и перпенцикулярны оцному из 4 Онаправлений записи, Объектив б сопрягает плоскость записи с поверхностью экрана 7.Устройство работает следующим образом,Фазово-оптический носйтель 3 сзаписью объекта, установленный в кадровое бкно, освещается бельм светом от источника 1 с помощью оптической системы 2. Оптическая система 2 проецирует иэображение источника -на маску 4. При отсутствии записи на носителе 3 свет проходит через носитель не отклоняясь от первоначального направления, и попадает на непрозрачную центральную часть маски 4. Экран 55 7 в этЬм случае остается темным. На участках носителя 3 с записью свет дифрагирует в направлении, перпендикулярном ориентации штрихов фазовой решетки, Так как фаэово-оптическая 60 запись объекта выполняется в виде фазовых решеток, ориентированных в трех направлениях, попарно образующих между собой угол в 120 , на маске 4 образуются три симметричные относительно иэображения нулевого порядка дифракции и ориентированныетакже под углом 120 друг к другудифракционные изображения источникасвета. Полихроматический свет, дифрагированный фазовой решеткой каждого определенного направления, проходит через диаметрально противоположные щели маски 4 и одну из трехпар светофильтров диска 5 . В результате проекционный объектив б формирует цветное изображение записи наэкране 7,Маска 4 рассчитывается, исходя израспределения световой энергии в дифракционном изображении источника,по соотношениям, известным из теориидифракции.Дифракционное изображение источника света (фиг. 2) получено в результате дифракции на фазовой решетке, Угловое распределение света в дифракционном иэображении таково, что нулевой 8 и первый 9 порядки дифракции касаются.Распределение световой энергии попорядкам дифракции для какой-либо длины волны излучения зависит от амплитуды фазовой решетки и от формы профиля решетки, Например,для синусоидальной рельефно-.фазовой решетки с синусоидальным профилем высотой 0,76 мкм (от дна до вершины) при показателе преломления и = 1,5 практически весь свет источника с длиной волны Э =.0,5 мкм распределен в первых 9-54, вторых 10-37 и третьих 11-8 порядках дифракции. Так как в образовании каждого из основных цветов участвует определенный спектральный интервал 1 - Л, а только для одной длины волны Д можно найти амплитуду фазовой решетки, при которойэнергия нулевого порядка дифракцииравна О, то будут иметь место некоторые потери дифрагированного света.Но КПД проецированных систем с фазовооптическими носителями близок к КПД систем с обычными поглощающими носителями (типа кинопленки).В соответствии с изобретением размеры и форма целей маски 4 совпадаютс изображением источника света, обраеованным дифрагированными лучами, т. е. с дифракционным изображением, исключая нулевой порядок дифракции. Фоновая засветка, прошедшая на экран 7, эа счет использования такой массы, уменьшится, так как площадь щелей мала по сравнению с площадью секторных светофильтров диска 5. Следовательно, повысится контраст изображе" ния. Геометрические параметры щели однозначно иределяются для фазовых решеток с различным профилем диаметром источника, числом порядков дифракций (9-11), в которых сосредоточена требуемая доля световой энергии705405 Формула изобретения и значениями нижней и верхней границвидимого спектрального диапазона: а)длинащели ф, = 1,75 дс 1, где 1,75коэффициент, равный отношению значений верхней (0,7 мкм) и нижней(0,4 мкм) границ видимого спектрального диапазона,- число порядковдифракции, в которых сосредоточенатребуемая Доля световой энергии (обычно 14 с 1 43), й - произведение увеличения оптической системы источника идиаметра источника; б) ширина щелиравна с(; в) удаление каждой щели отоптической оси составляет й/2. Определим численно эффект, получа емый от использования такой маски в проекционной системе. Длина щели (при3) равна 5,25 с). минимальный световой радиус секторного светофильтра равен 5,75 д. Прозрачная для Фоновой засветки площадь светофильтров в указанной выше известной системе составляет2Бф = 9 Г 5,75 сХ) - .) га в предлагаемойиЯ = 6(4,25 с 1 + 1В результате уровень Фоновой засветки уменьшается по крайней мере в ЗО 3,5 раза, что обеспечивает заметное повышение контраста. Проекционная система преимущественно для получения цветных изображений двумерной фазово-оптической записи объекта, выполненной в виде фа зовых решеток, ориентированных в трех направлениях, попарно образующих между собой угол в 120 ц, содержащая источник света с оптической системой, кадровое окно для установки в нем записи, маску, оптически сопряженную с источником, в непосред ственной близости к которой установлен диск из трех пар диаметрально противоположных секторных цветньсс светофильтров с различными спектральными характеристиками, ось симметрии каждой из пар которого перпендикулярна одному из направлений записи, объектив, оптически сопрягакщий плоскость записи с поверхностью экрана, о т л и ч а ю щ а я - с я тем, что, с целью повышения контраста изображения, маска выполнена в виде непрозрачной пластины с шестью щелями, продольные оси которых пересекаются на оптической оси проекционной системы и параллельны осям симметрии пар сектОрных светоФильтров, причем длина каждой щели1,75 с 1 д, где 1,75 - коэффициент равный отношению значений верхней (0,7 мкм) и нижней (0,4 мкм) границ видимого спектрального диапазона;- число порядков дифракции, в которых сосредоточена требуемая доля световой энергии; с 1 - произведение увеличения осветительной системы источника и диаметра источника; ширина равна с 1, а удаление каждой щели . от оптической оси разно Ф 2Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии Р 44-5768,кл, 97 (5) Р 4, 1969.705405 Фиг. Состав Техред ель Г. Литви Келемеш Ко тор М. Пожо Подписно каз 113 илиал ППП Патент, г. Ужгород, улПроектная,Редактор Л. БиберЗа 802 б/50 Тираж 588 НИИПИ Государственног по делам изобретени 5, Москва, Ж, Рауыкомитета ССи открытийая иаб., д.