Устройство для передачи и воспроизведения сигнала объемного изображения объекта

 

Использование: изобретение относится к технике объемного представления информации и предназначено для наблюдения пространственного расположения объектов. Осуществление: устройство для передачи и воспроизведения сигнала объемного изображения содержит первый управляемый селектор сигнала оптического изображения 1, первый управляемый фильтр оптического сигнала изображения 2, фоконную матрицу 3, многожильный волоконно-оптический кабель 4, синхронизатор 5, первый электрический мультиплексор 6, преобразователь электрических синхроимпульсов в световые импульсы 7, первый блок световодов 8, второй блок световодов 9, оптический мультиплексор 10, второй электрический мультиплексор 11, второй управляемый селектор сигнала оптического изображения 12, преобразователь световых импульсов в электрический синхронизирующий сигнал 13, третий блок световодов 14, второй управляемый фильтр оптического сигнала изображения 15. 7 з.п. ф- лы, 8 ил.

Изобретение относится к технике объемного представления информации и предназначено для наблюдения пространственного расположения объектов и их трехмерной структуры в пунктах наблюдения, удаленных от объектов, в наиболее естественной форме с сохранением всех эффектов объемности.

Изобретение может найти применение для визуального контроля процессов в различных областях науки и техники, а также в изобразительном искусстве. Преимущественно оно будет использоваться в телевидении. Известны устройства для передачи и приема сигнала объемного изображения объекта, содержащие на передающей стороне преобразователи оптического сигнала изображения объекта в электрический сигнал, каждый из которых фиксирует объект с соответствующей позиции, на приемной стороне преобразователи электрического сигнала изображения объекта в оптический сигнал, при этом выход каждого преобразователя оптического сигнала изображений объекта в электрический сигнал подключен к соответствующему преобразователю электрического сигнала изображения в оптический сигнал через соответствующую линию связи.

Общим недостатком такого рода устройств является малое количество воспроизводимых ракурсов, сложность их совмещения и получения многозональности видения при воспроизведении изображения.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для передачи и воспроизведения сигнала объемного изображения объекта, содержащее на передающей стороне несколько телевизионных камер, каждая из которых фиксирует объект с соответствующей позиции, на приемной стороне телевизоры, при этом выход каждой телевизионной камеры подключен к соответствующему телевизору через соответствующую линию связи.

Недостатком данного устройства является то, что количество ракурсов в воспроизводимом изображении ограничено числом телевизионных камер, а плотность ракурсов ограничена апертурой оптики телевизионных камер, что ухудшает качество восприятия объемности воспроизводимого изображения.

Цель достигается тем, что в него введены: на передающей стороне последовательно расположенные и оптически связанные первый управляемый селектор сигнала оптического изображения, первый управляемый фильтр оптического сигнала изображения, фоконная матрица и многожильный волоконно-оптический кабель, синхронизатор, первый электрический мультиплексор, преобразователь электрических синхроимпульсов в световые импульсы, первый блок световодов, при этом выход тактовых синхроимпульсов синхронизатора подключен к управляющим входам соответственно первого управляемого селектора сигнала оптического изображения, первого управляемого фильтра сигнала оптического изображения и к входу управляющему сбросом синхрогенератора через первый электрический мультиплексор, выходы кадровых и тактовых синхроимпульсов синхронизатора подсоединены к входам преобразователей электрических синхроимпульсов в световые, оптические выходы которых оптически связаны через первый блок световодов с оптическими входами соответствующих световодов многожильного волоконно-оптического кабеля, выходные торцы которого оптически связаны с соответствующими преобразователями оптического сигнала изображения в электрический сигнал, на приемной стороне последовательно расположенные и оптически связанные второй блок световодов, оптический мультиплексор, второй управляемый селектор сигнала оптического изображения и второй управляемый фильтр оптического сигнала изображения, при этом оптические выходы преобразователей электрического сигнала изображения в оптический сигнал оптически связаны с оптическими входами второго блока световодов для передачи оптических синхроимпульсов, оптические выходы которых связаны через третий световод для передачи оптических синхроимпульсов с оптическими входами преобразователя световых импульсов в электрический синхронизирующий сигнал, выходы кадровых и тактовых синхроимпульсов которого подключены к соответствующим входам введенного второго электрического мультиплексора, управляющие выходы которого подключены к управляющим электрическим входам соответственно второго управляемого селектора сигнала оптического изображения и второго управляемого фильтра оптического сигнала изображения, при этом оптические выходы преобразователей электрического сигнала изображения оптически связаны с входными торцами второго световода.

Каждый управляемый селектор сигнала оптического изображения содержит последовательно расположенные и оптически связанные две пары матриц оптических затворов с электрическим управлением, при этом оптический вход одной пары матриц оптических затворов является оптическим входом управляемого селектора сигнала оптического изображения, а оптический выход другой пары матриц оптических затворов является оптическим выходом управляемого селектора сигнала оптического изображения, управляющие входы матриц оптических затворов соединены с соответствующими управляющими входами управляемого селектора сигнала оптического изображения, каждый управляемый фильтр оптических сигналов изображения содержит последовательно расположенные и оптически связанные входной объектив, пару матриц оптических затворов с электрическим управлением и выходной объектив, при этом оптический вход входного объектива является оптическим входом управляемого фильтра оптических сигналов изображения, а оптический выход выходного объектива является оптическим выходом управляемого фильтра оптических сигналов изображения, матрица оптических затворов состоит из групп оптических затворов, распределенных по фокальному пятну в виде квадратной матрицы, а оптические затворы с электрическим управлением также расположены в виде квадратной матрицы внутри каждой группы, первый и второй электрические мультиплексоры содержат соответственно шесть счетчиков и шесть дешифраторов, при этом входы счетчиков являются входами мультиплексоров, а выходы дешифраторов являются выходами мультиплексоров, а выход каждого счетчика подключен к соответствующим входам соответствующих дешифраторов. Преобразователь электрических синхроимпульсов в световые импульсы содержит последовательно соединенные синхронизатор и усилитель синхроимпульсов, первый и второй выходы которого подключены через соответствующие резисторы к катодам соответствующих светодиодов, аноды которых объединены, преобразователь синхроимпульсов в электрические синхроимпульсы содержит два фотодиода, аноды которых объединены, а катод каждого фотодиода подключен к соответствующим входам усилителя синхроимпульсов, фоконная матрица выполнена в виде жгута суживающихся оптических волокон, при этом оптический вход фоконной матрицы выполнен в виде квадратной матрицы, а оптический выход фоконной матрицы выполнен в виде квадратной матрицы меньшего размера, причем оптические волокна переходят от входа к выходу фоконной матрицы соответственно схеме разводки жгута суживающихся оптических волокон. С введением первого управляемого селектора сигнала оптического изображения с последовательно расположенными и оптически связанными двумя парами матриц оптических затворов с электрическим управлением удается с помощью электронных устройств переключать непосредственно значительно большее число оптических ракурсов и уменьшить геометрические искажения объемного изображения. Добавление управляемых фильтров оптических сигналов изображения позволяет получить более тонкую многоракурсную структуру и увеличить разрешение изображения за счет уменьшения расходимости моноракурсных потоков и заполнения угла поля зрения в процессе изменения сигнала на их управляющих входах приходящего с синхронизатора через мультиплексоры.

Введенная фоконная матрица позволяет разбросанные на выходе первого управляемого фильтра оптических сигналов изображения ракурсы свести их в общий световой поток, что позволяет естественным путем завести их в многожильный волоконно-оптический кабель.

Последовательно расположенные и оптически связанные второй блок световодов, оптический мультиплексор, второй управляемый селектор сигнала оптического изображения и второй управляемый фильтр оптического сигнала изображения восстановит исходный поток ракурсов и соответствующее ему объемное изображение объектов с качеством, определенным целью изобретения.

На фиг. 1 изображены функциональные схемы с приемной и передающей стороны устройства; на фиг. 2 изображена схема управляемого селектора сигнала оптического изображения; на фиг. 3 изображена схема управляемого фильтра сигналов оптического изображения; на фиг. 4 изображена схема фоконной матрицы и ее расположение; на фиг. 5 изображена принципиальная схема синхронизатора; на фиг. 6 изображена принципиальная схема электрического мультиплексора; на фиг. 7 изображена принципиальная схема преобразователя электрических синхроимпульсов в световые импульсы; на фиг. 8 изображена принципиальная схема преобразователя световых импульсов в электрический синхронизирующий сигнал.

На фиг. 1 изображены первый управляемый селектор сигнала оптического изображения 1, первый управляемый фильтр оптических сигналов изображения 2, фоконная матрица 3, многожильный волоконно- оптический кабель 4, синхронизатор 5, первый электрический мультиплексор 6, преобразователь электрических синхроимпульсов в световые импульсы 7, первый блок световодов 8, второй блок световодов 9, оптический мультиплексор 10, второй электрический мультиплексор 11, второй управляемый селектор сигнала оптического изображения 12, преобразователь световых импульсов в электрический синхронизирующий сигнал 13, третий блок световодов 14, второй управляемый фильтр оптического сигнала изображения 15.

На фиг. 2 изображено взаимное расположение матриц оптических затворов с электрическим управлением МС₁, МС₂, МС₃ и МС₄ по отношению к управляемому селектору сигнала оптического изображения УС и электрическая схема соединений оптических затворов Э03 в матрицах.

На фиг. 3 изображены матрицы оптических затворов с электрическим управлением МФ₁, МФ₂, входной объектив 3, выходной объектив 4, расположение и схема соединений оптических затворов с электрическим управлением.

На фиг. 4 изображены: A) фрагмент входа фоконной матрицы, B) фрагмент выхода фоконной матрицы, C) выход первого управляемого фильтра сигналов оптического изображения 2, суживающееся оптическое волокно 32, оптическое волокно 33 многожильного волокно-оптического кабеля 4.

Пример выполнения устройства для передачи и приема сигнала объемного изображения с техническими параметрами.

Угол зрения шестьдесят градусов.

Количество передаваемых ракурсов за период следования импульсов сброса кадровой синхронизации четыре тысячи девяносто шесть.

Количество дискрет тонкой ракурсной структуры шестьдесят четыре. Дискретой тонкой ракурсной структуры является ракурсный поток, выходящий из первого управляемого фильтра сигнала оптического изображения при настройке его на пропускание светового потока фиксированного направления.

Угловая расходимость дискреты тонкой ракурсной структуры один градус. Период следования импульсов сброса кадровой синхронизации четыре тысячи девяносто шесть. Количество элементов изображения три тысячи шестьсот. Размер изображения ракурса на входе многожильного волоконно- оптического кабеля десять миллиметров. Расстояние между парами матриц оптических затворов в управляемых селекторах сигнала оптического изображения сто сорок миллиметров. Период следования тактовых импульсов синхронизации пятнадцать сотых микросекунды.

Каждый из управляемых фильтров оптических сигналов изображения выполнен на базе афокальной оптической системы, входной и выходной объективы которой имеют фокусные расстояния двадцать семь миллиметров, объективы типа "МИР-10 Т". Между ними в фокусе обоих объективов, внутри кольца соединяющего их, закреплена плата с матрицами оптических затворов с электрическим управлением, апертура каждого оптического затвора с электрическим управлением равна восьми десятым миллиметра.

Размер матрицы пятьдесят четыре на пятьдесят четыре миллиметра. Число групп оптических затворов шестьдесят четыре, число оптических затворов в каждой группе шестьдесят четыре. Размер группы шесть и четыре десятых миллиметра. Группы оптических затворов распределены по фокальному пятну в виде квадратной матрицы, оптические затворы внутри группы также распределены в виде квадратной матрицы. Апертура оптического затвора пять десятых миллиметра.

Фоконная матрица выполнена в виде жгута суживающихся оптических волокон, который состоит из шестидесяти четырех групп оптических волокон, в каждой группе по три тысячи шестьсот оптических волокон. Апертура входа фоконной матрицы равна восьмидесяти миллиметрам, а апертура выхода составляет десять миллиметров, соответственно диаметр отдельного оптического волокна на входе равен одной шестой миллиметра, а на выходе оптическое волокно имеет диаметр, равный двадцать одной тысячной миллиметра.

Концы волокон на входе фоконной матрицы собраны так, что они являются элементами квадратной матрицы, а поле входа фоконной матрицы разделено на шестьдесят четыре квадратных сектора. Концы волокон на выходе фоконной матрицы собраны так, что они являются элементами другой квадратной матрицы, а поле выхода фоконной матрицы разделено на три тысячи шестьсот квадратных секторов, а каждый сектор разделен на шестьдесят четыре квадратных элемента. Порядок перераспределения концов суживающихся оптических волокон от входа фоконной матрицы к ее выходу следующий.

Концы оптических волокон на входе фоконной матрицы в каждом из квадратных секторов на входе нумеруются от первого до три тысячи шестисотого. В соответствии с номерами концов перенумеровываются все оптические волокна.

Сектора поля выхода фоконной матрицы также нумеруются от первого до три тысячи шестисотого. После чего оптические волокна с одинаковым номером подводят к секторам на выходе фоконной матрицы с таким же номером.

Первый и второй световоды имеют по два оптических входа и по два оптических выхода и выполнены на жгутах оптических волокон, входы и выходы обозначены. Сектор ракурсной синхронизации (СРС) предназначен для передачи тактовых импульсов синхронизации (сигнал сген), сектор кадровой синхронизации (СБР) предназначен для передачи кадровых инхроимпульсов синхронизации (сигнал СБР).

Аналогично выполнен и третий световод, только у него имеется еще жгут оптических волокон с информационным сектором (ИС) на входе и выходе, имеющий, например, три тысячи шестьсот оптических волокон, соответствующих элементам передаваемого ракурса.

Многожильный волоконно-оптический кабель имеет на входе и выходе информационный сектор, в который входят три тысячи шестьсот оптических волокон, сектор ракурсной синхронизации и сектор кадровой синхронизации, содержащие по пятьдесят оптических волокон.

В качестве оптического мультиплексора используется обращенная фоконная матрица.

Первый управляемый селектор сигнала оптического изображения установлен на оптическом входе передающей стороны и предназначен для последовательного выбора и вывода последовательности моноракурсных световых потоков на его выход из совокупности моноракурсных световых потоков, приходящих от объектов одновременно на его вход.

Каждый из управляемых селекторов сигнала оптического изображения 1,12 состоит из двух пар матриц оптических затворов с электрическим управлением МС₁, МС₂ и МС₃, МС₄, причем отдельные матрицы в каждой из пар находятся в непосредственной близости между собой, а между парами соблюдено определенное расстояние, соответствующее угловой плотности ракурсов при выключенных управляемых фильтрах оптических сигналов 2,12.

Размеры управляемых селекторов сигнала оптического изображения непосредственно определяются величинами угла зрения устройства для передачи и приема сигнала объемного изображения, входных и выходных люков управляемых селекторов сигнала оптического изображения 1,12. Оптические затворы с электрическим управлением ЭОЗ распределены равномерно по отдельным матрицам оптических затворов с электрическим управлением МС₁, МС₂, МС₃, МС₄.

В матрицах МС₁, МС₃ оптические затворы с электрическим управлением ЭОЗ соединены по управляющему входу в горизонтальные цепочки, а в матрицах МС₂, МС₄ оптические затворы с электрическим управлением ЭОЗ соединены по управляющему входу в вертикальные цепочки.

Непосредственно на каждом из выходов управляемых селекторов сигнала оптического изображения 1,12 установлены соответствующие управляемые фильтры оптического сигнала изображения 2,15, назначение которых выявить тонкую ракурсную структуру каждого из моноракурсных потоков, поступающих на их входы.

Каждый управляемый фильтр оптического сигнала изображения 2,15 содержит последовательно расположенные и оптически связанные входной объектив L, пару матриц оптических затворов с электрическим управлением МФ₁, МФ₂ и выходной объектив N, при этом оптический вход входного объектива является оптическим входом управляемого фильтра оптического сигнала изображения, а оптический выход выходного объектива является оптическим выходом управляемого фильтра оптического сигнала изображения. Между входным объективом и выходным объективом в фокальной плоскости установлена пара матриц оптических затворов с электрическим управлением ЭОЗ. Обе матрицы оптических затворов с электрическим управлением соединены в последовательную оптическую схему, а их горизонтальные и вертикальные цепочки оптических затворов с электрическим управлением подключены к соответствующим выходам дешифраторов DC электрического мультиплексора.

Угол зрения оптических затворов с электрическим управлением равен углу зрения устройства для передачи и приема сигнала объемного изображения. Матрица оптических затворов, с электрическим управлением состоит из групп оптических затворов распределенных по фокальному пятну в виде квадратной матрицы, а оптические затворы с электрическим управлением также расположены в виде квадратной матрицы внутри каждой группы, причем число этих групп равно числу оптических затворов с электрическим управлением в одной из матриц оптических затворов с электрическим управлением управляемого селектора сигнала оптического изображения, а число малых матриц оптических затворов с электрическим управлением в группе определяется угловой разрешающей способностью устройства для приема и передачи сигнала объемного изображения и углом, занимаемым моноракурсным потоком после управляемого селектора сигнала оптического изображения, который определяется расстоянием между парами матриц оптических затворов с электрическим управлением управляемого селектора сигнала оптического изображения и линейным размером люка одного из оптических затворов с электрическим управлением управляемого селектора сигнала оптического изображения.

На выходе первого управляемого фильтра оптического сигнала изображения 2 установлена фоконная матрица 3, назначение которой свести разбросанные по поверхности ее входа изображения моноракурсных потоков в локализованную в пространстве последовательность моноракурсных потоков на ее выходе.

Фоконная матрица 3 состоит из жгута суживающихся оптических волокон 32 с направлением уменьшения сечения оптических волокон от входа фоконной матрицы 3 к ее выходу, причем суживающиеся оптические волокна 32 переплетены таким образом, что все одноименные элементы разбросанных по входу изображений моноракурсных потоков группируются в компактные матрицы элементов на его выходе, занимая свой участок, к каждому из этих участков пристыковывается вход отдельного оптического волокна 33 из многожильного волоконно-оптического кабеля 4. Диаметр суженного конца оптического волокна 32 фоконной матрицы равен диаметру оптического волокна 33 многожильного волоконно-оптического кабеля 4 поделенному на число элементов в строке изображения моноракурсного потока.

С выходом фоконной матрицы 3 соединен многожильный волоконно- оптический кабель 4, назначение которого передать изображение каждого ракурса из последовательности моноракурсных потоков, поступающих на информационный сектор его входа, на его удаленный выход, передать оптические сигналы ракурсной и кадровой синхронизации также на его удаленный выход, причем в ритме поступления отдельных моноракурсных потоков и импульсов ракурсной синхронизации. Многожильный волоконно- оптический кабель 4 состоит из жгута оптических волокон 33, большая часть которых составляет информационный сектор и предназначена для параллельной передачи элементов изображения моноракурсных потоков (параллельная передача нужна для увеличения скорости передачи и уменьшения геометрических искажений моноракурсных потоков), другая часть оптических волокон предназначена для передачи синхросигналов, которые передаются параллельно по нескольким волокнам для повышения надежности передачи синхросигналов.

К управляющим входам каждого управляемого селектора сигнала оптического изображения подключен электрический мультиплексор, назначение которого осуществлять управление переключением в определенном порядке оптических затворов с электрическим управлением.

Электрический мультиплексор реализует этот порядок переключения оптических затворов с электрическим управлением путем подачи соответствующих сигналов на матрицы оптических затворов с электрическим управлением с помощью сигналов синхронизации и сам выдает импульс сброса, сигнализирующий о конце цикла работы электрического мультиплексора. Синхронизатор 5 предназначен для синхронизации отдельных ракурсов, обеспечивая пространственное и временное соответствие передаваемого и воспроизводимого ракурса, и для кадровой синхронизации, обеспечивая синхронизацию кадров передаваемого и принимаемого сигналов объемного изображения. Синхронизатор 5 связан двунаправленной связью с первым управляемым селектором сигнала оптического изображения, а с его выхода подаются сигналы ракурсной и кадровой синхронизации на входы преобразователей электрических синхроимпульсов в световые.

Преобразователи электрических синхроимпульсов в световые 7 предназначены для передачи через первый блок световодов 8 синхроимпульсов в многожильный волоконно-оптический кабель 4. Первый и второй блоки световодов выполнены из жгутов оптических волокон и имеют, каждый из них, сектор ракурсной синхронизации и сектор кадровой синхронизации. Эти сектора состыкованы с соответствующими секторами и выходами многожильного волоконно-оптического кабеля 4 и преобразователями электрических синхроимпульсов в световые 7 и соответственно с входами третьего световода 14 и преобразователей световых импульсов в электрический синхронизирующий сигнал 13.

Выход многожильного волоконно-оптического кабеля 4 связан с входом третьего блока световодов 14, предназначенного для распределения информационного сигнала на вход оптического мультиплексора 10, а синхросигналов на вход второго блока световодов 9.

Третий блок световодов 14 выполнен из жгута оптических волокон и имеет сектор ракурсной синхронизации, сектор кадровой синхронизации и информационный сектор. Эти сектора состыкованы с соответствующими секторами и выходами многожильного волоконно-оптического кабеля 4, второго блока световодов 9 и оптического мультиплексора 10.

Оптический мультиплексор 10 предназначен для восстановления пространственного расположения ракурсов из последовательности изображений моноракурсных потоков, поступающих на его вход, с выхода фоконной матрицы 3. Выход оптического мультиплексора 10 состыкован с оптическим входом второго управляемого селектора сигнала оптического изображения 12. В качестве оптического мультиплексора 11 применена обращенная фоконная матрица.

Второй управляемый селектор сигнала оптического изображения 12 восстанавливает объемное изображение объектов на приемной стороне.

Второй электрический мультиплексор 11 синхронизует работу управляемых селекторов сигнала оптического изображения и управляемых фильтров сигнала оптического изображения.

Второй управляемый фильтр оптического сигнала изображения 15 восстанавливает тонкую структуру моноракурсных потоков и позволяет наблюдателю различать ракурсы объемного изображения при плавном изменении точки наблюдения за счет тонкой дискретизации углов воспроизведения отдельных ракурсов изображения.

В начальный момент времени после включения устройства все его схемы находятся в исходном состоянии. Счетчики 1-4 электрического мультиплексора фиг. 6 находятся в сброшенном состоянии, на выходах дешифраторов 1-4 сигналы высокого уровня, оптические затворы с электрическим управлением ЭОЗ находятся в закрытом состоянии. По первому импульсу сигнала синхронизации, поступившему от синхронизатора 5 на счетный вход счетчика 1 на одном из выходов дешифратора 1, определяемом текущим состоянием счетчика 1, появится сигнал низкого уровня, что приведет к открытию первой горизонтальной цепи оптических затворов с электрическим управлением ЭОЗ матрицы оптических затворов с электрическим управлением МС₁.

По мере прихода последующих импульсов сигнала синхронизации, сигнал низкого уровня будет появляться то на одном, то на другом и так далее выходе дешифратора 1-4, определяемом текущим состоянием счетчика 1-4, что приведет к поочередному открыванию различных горизонтальных цепей оптических затворов электрическим управлением ЭОЗ матрицы оптических затворов с электрическим управлением МС₁. По переполнению счетчика 1 электрического мультиплексора он сбрасывается в исходное состояние и цикл повторяется.

Кроме того, импульс переполнения запускает следующий счетчик 2 электрического мультиплексора 6 и, являясь счетным импульсом второго счетчика 2, определит работу второго дешифратора 2 и связанной с ним матрицы оптических затворов с электрическим управлением МС₂ таким образом, что будут поочередно открываться вертикальные цепи оптических затворов с электрическим управлением ЭОЗ матрицы оптических затворов с электрическим управлением МС₂, причем таким образом, что начиная с некоторого момента времени, при открытой одной из вертикальных цепей оптических затворов с электрическим управлением ЭОЗ матрицы оптических затворов с электрическим управлением МС₂, поочередно откроются горизонтальные цели оптических затворов с электрическим управлением ЭОЗ матрицы оптических затворов с электрическим управлением МС₁.

Таким образом последовательно включаются в работу все матрицы оптических затворов с электрическим управлением МС₁, МС₂, МС₃, МС₄, МФ₁ и МФ₂. После переполнения шестого счетчика 4 вырабатывается импульс сброса СБР, который сбрасывает электрический мультиплексор и связанные с ним матрицы оптических затворов с электрическим управлением в исходное состояние.

Указанный порядок работы электрического мультиплексора 6, начиная с момента времени Т₁ и до момента окончания цикла работы шестого счетчика, обеспечит следующий порядок прохождения ракурсных потоков через оптические затворы с электрическим управлением ЭОЗ управляемого селектора сигнала оптического изображения УС и управляемого фильтра сигнала оптического изображения УФ.

В момент времени Т₁ будет открыт путь для прохождения ракурсных потоков через оптических затворов с электрическим управлением ЭОЗ, находящихся на пересечении линий D0 в матрицах оптических затворов с электрическим управлением МС₁, МС₂, МС₃, МС₄, МФ₁ и МФ₂.

В следующий момент времени после прихода последующего тактового импульса будет открыт канал для прохождения нового ракурсного потока через оптические затворы с электрическим управлением ЭОЗ, находящиеся на пересечении линий D0 в матрицах оптических затворов с электрическим управлением МС₁, МС₂, МС₃ и МС₄ через оптические затворы с электрическим управлением ЭОЗ, находящиеся на пересечении линий D1 и D0 в матрицах оптических затворов с электрическим управлением МФ₁ и МФ₂.

С каждым последующим тактовым импульсом состояние открытых и закрытых оптических затворов с электрическим управлением ЭОЗ будет меняться, пока не будут перебраны все возможные каналы прохождения ракурсных потоков через управляемый селектор сигнала оптического изображения и через управляемый фильтр сигнала оптического изображения, после чего через промежуток времени T₁ процедура повторится.

Период времени T₁, имеющийся в начале каждой процедуры, является временем, когда изображение ракурсов не передается, и может быть использован для передачи другой информации по не занятому в этот период многожильному волоконно-оптическому кабелю.

Каждый передаваемый ракурсный поток сопровождается тактовым импульсом синхронизации, который обеспечивает ракурсную синхронизацию, а каждый кадр объемного изображения сопровождается импульсом сброса СБР, обеспечивая кадровую синхронизацию.

Тактовые импульсы синхронизации и импульсы сброса СБР через синхронизатор 5, преобразователи электрических синхроимпульсов в световые импульсы 7, первый блок световодов 8, многожильный волоконно- оптический канал, второй блок световодов 9, третий блок световодов 14 и преобразователи оптических импульсов в электрический синхронизирующий сигнал 13 поступают на второй электрический мультиплексор 15, обеспечивая его работу, синхронную первому электрическому мультиплексору 6.

Второй управляемый селектор сигнала оптического изображения 12 под управлением второго электрического мультиплексора 15 обеспечит синхронизацию последовательностей ракурсных потоков на приемной и передающей стороне в пространстве и времени.

Второй управляемый фильтр сигнала оптического изображения 12 обеспечит фильтрацию побочных ракурсных потоков, поступающих на его оптический вход.

После первого управляемого селектора сигнала оптического изображения 1 последовательность ракурсных потоков поступает на первый управляемый фильтр сигнала оптического изображения 2, который отфильтровывает каждый ракурсный поток из последовательности ракурсных потоков путем отсечения в его фокальной плоскости внеосевых лучей, перестройка его осуществляется за счет поочередного открывания групп оптических затворов с электрическим управлением ЭОЗ, находящихся в разных областях фокального пятна.

После первого управляемого фильтра сигнала оптического изображения 2 последовательность ракурсных потоков поступает на фоконную матрицу 3 и ракурсные потоки, имеющие разброс по ее входу, проходя через жгут суживающихся оптических волокон 32 переплетенных соответствующим образом, будут преобразованы в последовательность изображений ракурсных потоков с уменьшенным поперечным сечением потоков ракурсов. Это сечение уменьшится в число раз, по сравнению с входным сечением потока ракурсов, равное числу ракурсов передаваемых за период между двумя соседними импульсами сброса СБР.

Введение фоконной матрицы позволяет значительно упростить последующую передачу по многожильному волоконно-оптическому кабелю 4 каждого ракурсного потока.

После фоконной матрицы 3 последовательность ракурсных потоков поступает на вход информационного сектора ИС многожильного волоконно- оптического кабеля 4. Каждый ракурсный поток в момент передачи, сопровождаемый своим тактовым импульсом сген, позволяющим отличить направление прохождения одного ракурсного потока от другого, кроме того, имеет свое, только ему присущее распределение интенсивности света по своему поперечному сечению. Последнее передается по многожильному волоконно-оптическому кабелю 4.

С его выхода последовательность ракурсных потоков поступает на вход оптического мультиплексора 10, который, размножая входное изображение каждого ракурса и распределяя их по поверхности его выхода, восстановит координатное расположение отдельных ракурсов в соответствии с их расположением на выходе первого управляемого селектора сигнала оптического изображения 1, далее последовательность ракурсных потоков поступит на вход второго управляемого селектора сигнала оптического изображения 11, с помощью которого будет восстановлено исходное направление каждого ракурсного потока и автоматически отфильтрованы лишние ракурсные потоки, возникшие после оптического мультиплексора 10.

С выхода второго управляемого селектора сигнала оптического изображения 11 последовательность моноракурсных потоков поступит на вход второго управляемого фильтра сигнала оптического изображения. Наблюдателем принимается сигнал объемного изображения с его выхода.

Проведенные заявителем расч ты показывают возможность увеличения количества принимаемых ракурсов в каждом кадре на порядок, что позволяет повысить качество изображение в части его объемной структуры.

Формула изобретения

1. Устройство для передачи и воспроизведения сигнала объемного изображения объекта, содержащее на передающей стороне преобразователи оптического сигнала изображения объекта в электрический сигнал, каждый из которых фиксирует объект с соответствующей позиции, на приемной стороне преобразователи электрического сигнала изображения объекта в оптический сигнал, при этом выход каждого преобразователя оптического сигнала изображения объекта в электрический сигнал подключен к соответствующему преобразователю электрического сигнала изображения в оптический сигнал через соответствующую линию связи, отличающееся тем, что на передающей стороне введены последовательно расположенные и оптически связанные первый управляемый селектор сигнала оптического изображения, первый управляемый фильтр оптического сигнала изображения, фоконная матрица и многожильный волоконно-оптический кабель, синхронизатор, первый электрический мультиплексор, преобразователь электрических синхроимпульсов в световые импульсы, первый блок световодов, при этом выход тактовых синхроимпульсов синхронизатора подключен к управляющим входам соответственно первого управляемого селектора сигнала оптического изображения, первого управляющего фильтра сигнала оптического изображения и к входу управляющему сбросом синхрогенератора через первый электрический мультиплексор, выходы кадровых и тактовых синхроимпульсов синхронизатора подсоединены к входам преобразователей электрических синхроимпульсов в световые, оптические выходы которых оптически связаны через первый блок световодов с оптическими выходами соответствующих световодов многожильного волоконно-оптического кабеля, выходные торцы которого оптически связаны с соответствующими преобразователями оптического сигнала изображения в электрический сигнал, на приемной стороне последовательно расположенные и оптически связанные второй блок световодов, оптический мультиплексор, второй управляемый селектор сигнала оптического изображения и второй управляемый фильтр оптического сигнала изображения, при этом оптические выходы преобразователей электрического сигнала изображения в оптический сигнал оптически связаны с оптическими входами второго блока световодов для передачи оптических синхроимпульсов, оптические выходы которых связаны через третий блок световодов для передачи оптических синхроимпульсов с оптическими входами преобразователя световых импульсов в электрический синхронизирующий сигнал, выходы кадровых и тактовых синхроимпульсов которого подключены к соответствующим входам введенного второго электрического мультиплексора, управляющие выходы которого подключены к управляющим электрическим входам соответственно второго управляемого селектора сигнала оптического изображения и второго управляемого фильтра оптического сигнала изображения, при этом оптические выходы преобразователей электрического сигнала изображения оптически связаны с входными торцами второго световода.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый управляемый селектор сигнала оптического изображения содержит последовательно расположенные и оптически связанные две пары матриц оптических затворов с электрическим управлением, при этом оптический вход одной пары матриц оптических затворов является оптическим входом управляемого селектора сигнала оптического изображения, а оптический выход другой пары матриц оптических затворов является оптическим выходом управляемого селектора сигнала оптического изображения, управляющие входы матриц оптических затворов соединены с соответствующими управляющими входами управляемого селектора сигнала оптического изображения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый управляемый фильтр оптических сигналов изображения содержит последовательно расположенные и оптически связанные входной объектив, пару матриц оптических затворов с электрическим управлением и выходной объектив, при этом оптический вход входного объектива является оптическим входом управляемого фильтра оптических сигналов изображения, а оптический выход выходного объектива является оптическим выходом управляемого фильтра оптических сигналов изображения.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что матрица оптических затворов состоит из групп оптических затворов распределенных по фокальному пятку в виде квадратной матрицы, а оптические затворы с электрическим управлением также расположены в виде квадратной матрицы внутри каждой группы.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый и второй электрические мультиплексоры содержат соответственно шесть дешифраторов, при этом входы счетчиков являются входами мультиплексоров, а выходы дешифраторов являются выходами мультиплексоров, а выход каждого счетчика подключен к соответствующим входам соответствующих дешифраторов.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь электрических синхроимпульсов в световые импульсы содержит последовательно соединенные синхронизатор и усилитель синхроимпульсов, первый и второй выходы которого подключены через соответствующие резисторы к катодам соответствующих светодиодов, аноды которых объединены.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что преобразователь световых синхроимпульсов в электрические синхроимпульсы содержит два фотодиода, аноды которых объединены, а катод каждого фотодиода подключен к соответствующим входам усилителя синхроимпульсов.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фоконная матрица выполнена в виде жгута суживающихся оптических волокон, при этом оптический вход фоконной матрицы выполнен в виде квадратной матрицы, а оптический выход фоконной матрицы выполнен в виде квадратной матрицы меньшего размера, причем оптические волокна переходят от входа к выходу фоконной матрицы соответственно схеме разводки жгута суживающихся оптических волокон.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8