Способ формирования и воспроизведения объемного изображения и устройство для формирования и воспроизведения объемного изображения

 

Использование: В фотографии и в телевидении. Сущность изобретения: разработано устройство, реализующее способ с помощью стандартных средств, а также модификация этого устройства применительно к телевидению. Разработанные технические решения позволяют при формировании и воспроизведении объемного изображения использовать некогерентное излучение, в частности источник белого света, и обеспечивают весьма высокое разрешение (не менее 10 линий на мм) и хорошую контрастность (не хуже 100). Кроме того, существенно снижены требования к ширине полосы для передачи изображения интерференционной картины по телевизионному каналу по сравнению с требованиями для передачи голографического изображения. Для реализации способа в телевидении для формирования объемного изображения используется стандартная передающая TV-камера, модифицированная в соответствии с изобретением. Объектив 12 в передающей TV-камере выполнен с большей апертурой, по меньшей мере по горизонтали, а перед светочувствительным элементом по ходу луча установлен первый интерференционный фильтр 6. Для воспроизведения трехмерного изображения используется стандартная приемная TV-трубка, снабженная вторым интерференционным фильтром 10, который размещен между экраном приемной TV-трубки и наблюдателем 17. При этом источником воспроизводящего излучения является экран 14 приемной TV-трубки, который одновременно выполняет функцию носителя изображения интерференционной картины. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технической физике, в частности к способам и устройствам формирования и воспроизведения объемного изображения, и предназначено для использования в фотографии, кино и телевидении.

Широко известен способ формирования стереоскопического изображения объекта, по которому освещают объект формирующим излучением, а излучение, отраженное от объекта, регистрируют на фоточувствительном элементе в двух ракурсах, соответствующих наблюдению объекта правым и левым глазом. При воспроизведении наблюдают изображение с помощью средств, обеспечивающих раздельное наблюдение каждого ракурса правым и левым глазом. Такими средствами являются бинокли, цветные и поляризационные светофильтры, мигающие заслонки, линзовые растры. Способ может быть использован в фотографии, кино и телевидении. Недостатком способа является невозможность наблюдения эффекта параллакса, а также необходимость сохранения зрителем неподвижного положения (Валюс Н.Ф. Растровые оптические приборы, М., "Машиностроение", 1966, с.91-120).

Известен способ формирования объемного фотографического изображения объекта, основанный на использовании растровой или линзово-растровой системы, так называемая "интегральная фотография", (см. например, Дудников Ю.А., Рожков Б.К. Растровые системы для получения объемных изображений, Л.: Машиностроение, 1986, с.102-172). По этому способу освещают объект формирующим излучением, имеющим произвольный спектр, а излучение, отраженное от объекта, пропускают через линзово-растровый экран, микролинзы которого имеют общую фокальную плоскость, и регистрируют совокупность элементарных изображений, сформированных указанными микролинзами на фоточувствительном элементе, помещенном в указанной фокальной плоскости. При наблюдении подсвечивают фотоизображение некогерентным излучением через указанный линзово-растровый экран, а наблюдают зарегистрированное изображение в проходящем свете.

Устройство, реализующее этот способ, содержит источник формирующего излучения, оптически связанный с блоком формирования объемного изображения, который включает линзово-растровый экран и светочувствительный элемент. Блок воспроизведения объемного изображения содержит оптически связанные линзово-растровый экран, носитель фотоизображения и источник воспроизводящего излучения.

Однако при изготовлении линзово-растровой системы возникают следующие трудности: низкая разрешающая способность, наличие "мертвых зон", обусловленных краями линз, снижающее яркость фотографии, - все это не позволило способу и устройству, его реализующему, найти применение в телевидении и ограничило их применение в фотографии.

Широко известен голографический способ формирования и воспроизведения объемного изображения объекта [2]. По этому способу освещают объект монохроматическим формирующим излучением и регистрируют на фоточувствительной поверхности интерференционную картину, образованную опорным излучением, когерентным с формирующим излучением, и излучением, отраженным от объекта. Сформированную интерференционную картину освещают формирующим монохроматическим излучением и наблюдают объемное изображение. Голографический способ свободен от недостатков способа создания стереоскопического изображения и линзово-растрового способа.

Устройство для осуществления способа содержит оптически связанные источник формирующего излучения, в качестве которого используют лазер, и блок формирования объемного изображения, включающий светочувствительный элемент, а также источник опорного излучения. Блок воспроизведения объемного изображения содержит оптически связанные источник формирующего излучения, в качестве которого также используют лазер, и носитель изображения интерференционной картины (там же).

Недостатком этого способа и устройства для его реализации является необходимость использования лазера как при формировании объемного изображения, так и при его воспроизведении. Причем во время формирования объемного изображения требуется жесткая (в масштабе порядка длины волны света) пространственная фиксация лазера, объекта, источника опорного излучения и светочувствительного элемента.

Известны различные усовершенствования голографического способа и устройства для его реализации. Например, известно техническое решение, по которому опорное излучение формируют за счет отражения от зеркальной поверхности, нанесенной на фоточувствительный элемент [1].Это исключает необходимость принятия специальных мер для жесткой взаимной фиксации лазера, объекта, источника опорного излучения и фоточувствительной поверхности, однако не исключает необходимости использования лазера при формировании и воспроизведении голографического изображения.

Ближайшим аналогом разработанного способа является широкоизвестный, разработанный Денисюком Ю. Н. способ формирования и воспроизведения объемного голографического изображения [2]. По этому способу при формировании объемного изображения объект освещают монохроматическим формирующим излучением и опорным излучением, когерентным с формирующим излучением, формируют интерференционную картину, регистрируют ее и фиксируют тем самым с помощью светочувствительного элемента интенсивности, пространственные положения и направления лучей от объекта. Регистрацию интерференционной картины осуществляют в объеме светочувствительного элемента, толщина которого много больше пространственного периода интерференционной картины. При воспроизведении объемного изображения объекта подсвечивают интерференционную картину воспроизводящим излучением и выделяют при этом лучи, интенсивности, пространственные положения и направления которых соответствуют интенсивностям, пространственным положениям и направлениям лучей, зафиксированных при регистрации интерференционной картины, совокупность которых соответствует объемному изображению объекта, причем воспроизводящее излучение становится некогерентным.

Ближайшим аналогом разработанного устройства является устройство, реализующее описанный выше способ (см. там же). Устройство для формирования и воспроизведения объемного изображения объекта содержит оптически связанные источник формирующего излучения (лазер) и блок формирования объемного изображения, а также блок воспроизведения объемного изображения. Блок формирования объемного изображения включает источник опорного излучения и светочувствительный элемент, а блок воспроизведения объемного изображения включает оптически связанные источник воспроизводящего излучения и носитель изображения интерференционной картины. В качестве источника воспроизводящего излучения используют источник некогерентного излучения.

Достоинством ближайших аналогов изобретения является отсутствие необходимости использования лазера для воспроизведения объемного изображения.

Однако эти технические решения, как и другие, практически непригодны для создания объемного телевидения. В частности, полоса пропускания голографического TV-канала должна превышать полосу пропускания существующих TV- каналов на несколько порядков, т.к. характерный размер неоднородностей интенсивности интерференционной картины, зафиксированной голограммой, много меньше характерных размеров неоднородностей интенсивности существующих TV-изображений. Кроме того, существуют большие, до сих пор не преодоленные трудности в создании сред, фиксирующих голограммы для TV-приемников (Энциклопедический физический словарь, М.,: Сов. энциклопедия", 1983, с.133), причем для реализации приведенных способа и устройства необходимо использование лазера при формировании объемного изображения.

Таким образом, технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка способа формирования и воспроизведения объемного изображения и устройства для его реализации, пригодных для использования как и фотографии, так и в телевидении, и не требующих обязательного использования лазера как при формировании объемного изображения, так и при его воспроизведении.

Технический результат, в частности способа, достигается тем, что в разработанном способе формирования и воспроизведения объемного изображения объекта так же, как в способе, который является ближайшим аналогом, при формировании объемного изображения объект освещают формирующим излучением, формируют интерференционную картину, регистрируют ее и фиксируют пространственные положения и направления лучей от объекта, а также с помощью светочувствительного элемента фиксируют интенсивности лучей от объекта. При воспроизведении объемного изображения объекта подсвечивают интерференционную картину воспроизводящим излучением и выделяют при этом лучи, интенсивности, пространственные положения и направления которых соответствуют интенсивностям, пространственным положениям и направлениям лучей, зафиксированных при регистрации интерференционной картины, совокупность которых соответствует объемному изображению объекта.

Новым в разработанном способе является то, что для формирования объемного изображения при формировании интерференционной картины фокусируют лучи от объекта на плоскость локализации интерференционной картины на угловой координате ζ из совокупности независимых угловых координат ζ, δ , характеризующих направление лучей от объекта с помощью цилиндрического объектива, после чего осуществляют в упомянутой плоскости пространственную фильтрацию лучей от объекта по угловой координате δ из указанной совокупности независимых угловых координат и выделяют при этом лучи с дискретными значениями угловых координат δ₁, δ₂, δ₃ ...... с помощью оптически связанного с цилиндрическим объективом первого интерференционного фильтра, выполненного с возможностью осуществления интерференции с делением амплитуд. Полосы пропускания интерференционного фильтра в плоскости локализации интерференционной картины приблизительно перпендикулярны проекции образующей цилиндрического объектива на указанную плоскость. Пространственные положения и направления лучей от объектива фиксируют совместно с помощью цилиндрического объектива, первого интерференционного фильтра и светочувствительного элемента. Для воспроизведения объемного изображения объекта при подсвечивании интерференционной картины воспроизводящим излучением подсвечивают оптически связанную с ней первый интерференционный фильтр или второй интерференционный фильтр, закон пространственной фильтрации которого соответствует закону пространственной фильтрации первого интерферационного фильтра. Масштаб интерференционной картины, формируемой вторым интерференционным фильтром, соответствует масштабу подсвечиваемой интерференционной картины.

В разработанном способе целесообразно использовать некогерентное излучение как для формирования, так и для воспроизведения объемного изображения.

Технический результат в части устройства достигается тем, что разработанное устройство для реализации способа формирования и воспроизведения объемного изображения объекта так же, как и устройство, которое является ближайшим аналогом, содержит оптически связанные источник формирующего излучения и блок формирования объемного изображения, а также блок воспроизведения объемного изображения. При этом блок формирования объемного изображения включает светочувствительный элемент, а блок воспроизведения объемного изображения включает оптически связанные источник воспроизводящего излучения и носитель изображения интерференционной картины.

Новым в разработанном устройстве является то, что в блок формирования объемного изображения дополнительно введены установленные последовательно перед светочувствительным элементом по ходу луча цилиндрический объектив и первый интерференционный фильтр, выполненный с возможностью осуществления интерференции с делением амплитуд. Максимумы полос пропускания интерференционного фильтра пространственно разнесены для лучей, имеющих разные направления. Плоскость локализации интерференционной картины интерференционного фильтра приблизительно совмещена с плоскостью изображения цилиндрического объектива, а полосы пропускания интерференционного фильтра в плоскости локализации интерференционной картины приблизительно перпендикулярны проекции образующей цилиндрического объектива на указанную плоскость. В блок воспроизведения объемного изображения дополнительно введен второй интерференционный фильтр, оптически связанный с источником воспроизводящего излучения и с носителем изображения интерференционной картины. При этом закон пространственной фильтрации второго интерференционного фильтра соответствует закону пространственной фильтрации первого интерференционного фильтра, а масштаб интерференционный картины, формируемой вторым интерференционным фильтром, соответствует масштабу носителя интерференционной картины.

В частном случае блок формирования объемного изображения выполнен в виде передающей TV-камеры, в которой цилиндрический объектив входит в состав объектива передающей TV-камеры, выполненного с большой апертурой по меньшей мере по горизонтали. Блок воспроизведения объемного изображения выполнен в виде приемной TV-трубки, при этом источником воспроизводящего излучения является экран TV- трубки, который одновременно выполняет функцию носителя изображения интерференционной картины. Вторая интерференционная структура размещена между экраном приемной TV-трубки и наблюдателем.

Целесообразно выполнить интерференционный фильтр с возможностью осуществления интерференции типа "линий равной толщины".

В конкретной реализации первый и второй интерференционные фильтры включают каждый М., где М=1,2,3..., прилегающих друг к другу тонких пленок, имеющих отличный от нуля градиент оптической толщины пленки, при этом прилегающие тонкие пленки имеют разные показатели преломления.

Целесообразно в устройстве и во всех частных случаях его реализации выполнить источники формирующего и воспроизводящего излучения в виде источников некогерентного излучения.

Осуществление фокусировки лучей от объекта на плоскость локализации интерференционной картины по угловой координате ζ из совокупности независимых угловых координат ζ, δ, характеризующих направления лучей от объекта, и последующая пространственная фильтрация в упомянутой плоскости лучей от объекта по угловой координате δ с выделением лучей с дискретными значениями угловых координат δ₁, δ₂, δ₃ ..... исключают необходимость обязательного использования монохроматического (лазерного) излучения при формировании объемного изображения (хотя и допускает такую возможность) и позволяет использовать для этого некогерентное излучение. Реализация указанных действий с помощью оптически связанных цилиндрического объектива и первого интерференционного фильтра, выполненного с возможностью осуществления интерференции с делением амплитуд, позволяет осуществить эти действия простыми техническими средствами. Кроме того, в разработанном способе реализована фиксация направлений и пространственных положений лучей от объекта совместно с помощью цилиндрического объектива, первого интерференционного фильтра и светочувствительного элемента. Это позволяет существенно снизить требования к ширине полосы для передачи изображений интерференционной картины по телевизионному каналу по сравнению с требованиями для передачи голографического изображения. На практике это может потребовать расширение полосы стандартного телевизионного канала ≈ в 10 раз, что легко обеспечивают современные оптоволоконные каналы связи. При воспроизведении объемного изображения для выделения лучей, совокупность которых соответствует объемному изображению объекта, необходимо использование соответствующего интерференционного фильтра совместно с носителем изображения интерференционной картины, т. к. часть информации о направлении и пространственном положении лучей от объекта содержится в законе пространственной фильтрации интерференционного фильтра. При этом также может быть использовано некогерентное излучение.

В устройстве для реализации способа введение в блок формирования объемного изображения оптически связанных цилиндрического объектива и первого интерференционного фильтра позволяет осуществить фокусирование лучей от объекта на плоскость локализации интерференционной картины и пространственную фильтрацию лучей от объекта в упомянутой плоскости по совокупности угловых координат, характеризующих направления лучей от объекта. Это позволяет при регистрации интерференционной картины зафиксировать интенсивности, пространственные положения и направления лучей от объекта, используя при формировании объемного изображения некогерентное излучение. Введение в блок воспроизведения объемного изображения второго интерференционного фильтра, закон пространственной фильтрации которого соответствует закону пространственной фильтрации первого интерференционного фильтра, масштаб интерференционной картины, формируемой вторым интерференционным фильтром, соответствует масштабу носителя изображения интерференционной картины, обеспечивает выделение лучей, интенсивности, пространственные положения и направления которых соответствуют интенсивностям, пространственным положениям и направлениям лучей, зафиксированных при регистрации интерференционной картины. Совокупность выделенных лучей соответствует объемному изображению объекта.

Для реализации способа в телевидении для формирования объемного изображения используется стандартная передающая TV-камера, модифицированная в соответствии с изобретением. При этом цилиндрический объектив входит в состав объектива передающей TV-камеры, выполненного с большой апертурой по меньшей мере по горизонтали, а перед светочувствительным элементом по ходу луча установлен описанный выше первый интерференционный фильтр. Для воспроизведения объемного изображения используется стандартная приемная TV-трубка, снабженная соответствующей интерференционной структурой, которая размещена между экраном приемной TV-трубки и наблюдателем. Источником воспроизводящего излучения является экран приемной TV-трубки, который одновременно выполняет функцию носителя изображения интерференционной картины.

Реализация интерференционных фильтров, выполненных с возможностью осуществления интерференции типа "линий равной толщины", в частности в виде многослойной тонкопленочной структуры, позволяет обеспечить высокое разрешение (не менее 10 линий на мм), а также высокую контрастность (не хуже 100). Таким образом, разработанные технические решения обеспечивают достижение необходимого технического результата - возможность использовать источник изучения с произвольным спектром, в частности источник белого света как при формировании объемного изображения, так и при его воспроизведении, а также не требуют создания новых сред для фиксации интерференционной картины. Это позволяет решить задачу, на решение которой направлено изобретение, т.к. разработанные способ и устройство для формирования и воспроизведения объемного изображения с помощью стандартных средств могут быть реализованы как для фотографии, так и для телевидения.

На фиг.1 приведено схематическое изображение варианта устройства, реализующего разработанный способ формирования и воспроизведения объемного изображения; на фиг. 2 - система угловых координат, характеризующих направление луча; на фиг.3 приведено схематическое изображение варианта устройства, реализующего разработанный способ формирования и воспроизведения трехмерного изображения применительно к телевидению.

Устройство (фиг.1) содержит оптически связанные источник 1 формирующего излучения, блок 2 формирования объемного изображения и блок 3 воспроизведения объемного изображения. На оптическом пути, соединяющем источник 1 и блок 2, расположен объект 4. Блок 2 включает цилиндрический объектив 5 и первый интерференционный фильтр 6, установленные последовательно на оптической оси перед светочувствительным элементом 7 по ходу луча. Блок 3 включает оптически связанные источник 8 воспроизводящего излучения, носитель 9 изображения интерференционной картины и второй интерференционный фильтр 10.

Источники 1,8 могут быть выполнены в виде источников некогерентного излучения. В качестве источников 1,8 могут быть использованы источники белого света, например лампы накаливания, люминесцентные лампы, естественный свет. При воспроизведении источник 8 может быть снабжен диффузором для обеспечения необходимой интенсивности лучей по различным направлениям.

Закон пространственной фильтрации интерференционного фильтра 10 соответствует закону пространственной фильтрации интерференционного фильтра 6, а масштаб интерференционной картины, формируемой интерференционным фильтром 10, соответствует масштабу носителя 9.

Интерференционные фильтры 6,10, выполнены с возможностью осуществления интерференции с делением амплитуды. Максимумы полос пропускания интерференционных фильтров 6, 10 пространственно разнесены для лучей, имеющих разные направления. В частном случае это обеспечивается тем, что интерференционные фильтры 6,10 выполнены с возможностью осуществления интерференции типа "линий равной толщины". Плоскость локализации интерференционной картины интерференционного фильтра 6 приблизительно совмещена с плоскостью изображения цилиндрического объектива 5. Полосы пропускания интерференционного фильтра 6 в плоскости локализации интерференционной картины приблизительно перпендикулярны проекции образующей цилиндрического объектива 5 на указанную плоскость.

В конкретной реализации интерференционные фильтры 6,10 включают каждый М, где М=1,2,3,..., прилегающих друг к другу тонких пленок 11, имеющих отличный от нуля градиент оптической толщины пленки, при этом прилегающие тонкие пленки 11 имеют разные показатели преломления. Расчеты необходимых параметров интерференционных фильтров 6,10 могут быть выполнены, например, по кн. Королев Ф.А. Теоретическая оптика, М.: "Высшая школа", 1966, с.404-452.

Интерференционные фильтры 6,10 могут быть выполнены путем нанесения тонких пленок 11 (фиг.2) на прозрачную подложку, например, из стекла.

Светочувствительный элемент 7 расположен в плоскости локализации интерференционной картины, т.е. непосредственно за интерференционным фильтром 6 по ходу луча. В качестве светочувствительного элемента 7 может быть использована стандартная фотопластинка или фотопленка.

Носитель 9 изображения интерференционной картины расположен непосредственно перед интерференционным фильтром 10 по ходу луча. При необходимости воспроизвести негативное объемное изображение носитель 9 располагает непосредственно за интерференционным фильтром 10 по ходу луча. В качестве носителя 9 может быть использован стандартный носитель, например фотобумага, фотопластинка и др.

Целесообразно, чтобы в блоке 2 тонкие пленки 11 прилегали к светочувствительному элементу 7, а в блоке 3 - к носителю 9. Для этого интерференционные фильтры 6,10 могут быть, например, заключены в оправки, которые скреплены с светочувствительным элементом 7 и с носителем 9 соответственно (на чертеже не показано).

На фиг.2 угол ζ -угол между главной плоскостью R цилиндрического объектива 5 и параллельной образующей цилиндрического объектива 5 плоскостью H, в которой лежит отрезок FE светового луча FZ, а угол δ - угол между поверхностью тонкой пленки 11 интерференционного фильтра в /10/ и плоскостью T, проходящей через этот же луч FZ и через точку U падения этого луча на линию VW равной толщины на поверхности тонкой пленки 13 интерференционного фильтра 6 /10/.

Устройство (фиг.3) содержит оптически связанные источник 1 формирующего излучения, блок 2 формирования объемного изображения и блок 3 воспроизведения объемного изображения. Блок 2 выполнен в виде передающей TV-камеры, в которой цилиндрический объектив 5 входит в состав объектива 12 передающей TV-камеры. Объектив 12 выполнен с большой апертурой по меньшей мере по горизонтали (см. например, Комар В.Г. и Серов О.Б. Изобразительная голография и голографический кинематограф. М. : "Искусство", 1987, с.127-128). На оптическом пути, соединяющем источник 1 и блок 2, расположен объект 4. Блок 2 включает первый интерференционный фильтр 6, установленный перед светочувствительным элементом 7 по ходу луча. Блок 2 по каналу 13 связи электрически связан с блоком 3. Блок 3 выполнен в виде приемной TV-трубки, при этом источником 8 воспроизводящего излучения является экран 14 приемной TV-трубки, который одновременно выполняет функцию носителя 9 изображения интерференционной картины. Между экраном 14 приемной TV-трубки и наблюдателем 15 размещена вторая интерференционная структура 10.

Интерференционные фильтры 6,10 выполнены так же, как в устройстве по фиг. 1. При этом оправка интерференционного фильтра 6 может быть укреплена в боковой стенке передающей TV-камеры, а оправка интерференционной структуры 10 - в боковой стенке приемной TV-камеры, причем тонкие пленки 11 должны прилегать к люминофору (на чертеже не показано).

Разработанный способ формирования и воспроизведения объемного изображения с помощью устройства, приведенного на фиг.1, реализуется следующим образом.

Формируют объемное изображение с помощью блока 1. Для этого освещают объект 4 с помощью источника 2 некогерентного формирующего излучения. Фокусируют лучи от объекта 4 на плоскость локализации интерференционной картины по угловой координате ζ из совокупности независимых угловых координат ζ, δ, характеризующих направления лучей от объекта 4 (см. фиг.2) с помощью цилиндрического объектива 5. Затем осуществляют в упомянутой плоскости пространственную фильтрацию лучей от объекта 4 по угловой координате δ из указанной совокупности независимых угловых координат. При этом выделяют лучи с дискретными значениями угловых координат δ₁, δ₂, δ₃ ... с помощью оптически связанного с цилиндрическим объективом 5 первого интерференционного фильтра 6. Конкретные значения угловых координат δ₁, δ₂, δ₃ ..... определяются условием комфортного наблюдения (см. например, Дудников Ю.А., Рожков Б.К. Растровые системы для получения объемных изображений.- Ленинград: "Машиностроение", 1986, с. 114-115). Интерференционная картина, формируемая интерференционным фильтром 6, представляет собой распределение интенсивности, состоящее из интерференционных полос, пространственное положение которых определяется угловыми координатами δ₁, δ₂, δ₃ .... . Распределение интенсивности вдоль интерференционных полос определяется изображением, формируемым цилиндрическим объективом 5. Результирующую интерференционную картину регистрируют с помощью светочувствительного элемента 7. При регистрации интерференционной картины фиксируют с помощью светочувствительного элемента 7 интенсивности лучей от объекта 4 фиксируют совместно с помощью цилиндрического объектива 5, интерференционного фильтра 6 и с помощью светочувствительного элемента 7.

Светочувствительный элемент 7 после фиксации изображения интерференционной картины может выполнять функцию носителя 9. При необходимости изображение интерференционной картины может быть репродуцировано на другой носитель.

Объемное изображение производят с помощью блока 3. Для этого интерференционную картину на носителе 9 подсвечивают с помощью источника 8 некогерентного воспроизводящего излучения. При этом подсвечивают оптически связанную с интерференционной картиной первую интерференционную структуру 6 или вторую интерференционную структуру 10 и выделяют лучи, интенсивности, пространственные положения и направления которых соответствуют интенсивностям, пространственным положениям и направлениям лучей, зафиксированных при регистрации интерференционной картины, т. е. лучи, направления которых соответствуют угловым координатам δ₁, δ₂, δ₃ ..... Совокупность этих лучей соответствует объемному изображению объекта 4. Поэтому при изменении точки наблюдения по угловой координате δ реализуется эффект параллакса. При использовании интерференционного фильтра 6 выделяют совокупность лучей, соответствующих объемному изображению объекта 4.

Разработанный способ формирования и воспроизведения объемного изображения с помощью устройства, приведенного на фиг.3, реализуется аналогично тому, как он реализуется с помощью устройства по фиг.1. Сформированное с помощью блока 1 объемное телевизионное изображение по каналу 13 связи передают в блок 3, с помощью которого воспроизводят объемное телевизионное изображение. Наблюдатель 15, находящийся перед экраном 14 приемной TV-камеры, наблюдает объемное телевизионное изображение.

Формула изобретения

1. Способ формирования и воспроизведения объемного изображения объекта, по которому для формирования объемного изображения объект освещают формирующим излучением, формируют интерференционную картину, регистрируют ее и фиксируют пространственные положения и направления лучей от объекта, а также с помощью светочувствительного элемента фиксируют интенсивности лучей от объекта, а для воспроизведения объемного изображения объекта подсвечивают интерференционную картину воспроизводящим излучением и выделяют при этом лучи, интенсивности, пространственные положения и направления которых соответствуют интенсивностям, пространственным положениям и направлениям лучей, зафиксированных при регистрации интерференционной картины, совокупность которых соответствует объемному изображению объекта, отличающийся тем, что для формирования объемного изображения при формировании интерференционной картины фокусируют лучи от объекта на плоскость локализации интерференционной картины по угловой координате ζ из совокупности независимых угловых координат x, δ характеризующих направления лучей от объекта, с помощью цилиндрического объектива, после чего осуществляют в упомянутой плоскости пространственную фильтрацию лучей от объекта по угловой координате d из указанной совокупности независимых угловых координат и выделяют при этом лучи с дискретными значениями угловых координат d₁, δ₂, δ₃ .... с помощью оптически связанного с цилиндрическим объективом первого интерференционного фильтра, выполненного с возможностью осуществления интерференции с делением амплитуд, при этом полосы пропускания интерференционного фильтра в плоскости локализации интерференционной картины перпендикулярны проекции образующей цилиндрического объектива на указанную плоскость, а пространственные положения и направления лучей от объекта фиксируют совместно с помощью цилиндрического объектива, первого интерференционного фильтра и светочувствительного элемента, а для воспроизведения объемного изображения объекта при подсвечивании интерференционной картины воспроизводящим излучением подсвечивают оптически связанный с ней первый интерференционный фильтр или второй интерференционный фильтр, закон пространственной фильтрации которого соответствует закону пространственной фильтрации первого интерференционного фильтра, при этом масштаб интерференционной картины, формируемой вторым интерференционным фильтром, соответствует масштабу подсвечиваемой интерференционной картины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формирующее излучение является некогерентным.

3. Устройство для формирования и воспроизведения объемного изображения объекта, содержащее оптически связанные источник формирующего излучения и блок формирования объемного изображения, а также блок воспроизведения объемного изображения, при этом блок формирования объемного изображения включает светочувствительный элемент, а блок воспроизведения объемного изображения включает оптически связанные источник воспроизводящего излучения и носитель изображения интерференционной картины, отличающееся тем, что в блок формирования объемного изображения дополнительно введены установленные последовательно на оптической оси перед светочувствительным элементом по ходу луча цилиндрический объектив и первый интерференционный фильтр, выполненный с возможностью осуществления интерференции с делением амплитуд, при этом максимумы полос пропускания интерференционного фильтра пространственно разнесены для лучей, имеющих разные направления, плоскость локализации интерференционной картины интерференционного фильтра совмещена с плоскостью изображения цилиндрического объектива, а полосы пропускания интерференционного фильтра в плоскости локализации интерференционной картины перпендикулярны проекции образующей цилиндрического объектива на указанную плоскость, кроме того, в блок воспроизведения объемного изображения дополнительно введен второй интерференционный фильтр, при этом закон пространственной фильтрации второго интерференционного фильтра соответствует закону пространственной фильтрации первого интерференционного фильтра, а масштаб интерференционной картины, формируемой вторым интерференционным фильтром, соответствует масштабу носителя интерференционной картины.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что блок формирования объемного изображения выполнен в виде передающей TV-камеры, в которой цилиндрический объектив входит в состав объектива передающей TV-камеры, а блок воспроизведения объемного изображения выполнен в виде приемной TV-трубки, при этом источником воспроизводящего излучения является экран приемной TV-трубки, который одновременно выполняет функцию носителя изображения интерференционной картины, а второй интерференционный фильтр размещен перед экраном приемной TV-трубки, кроме того, блок формирования объемного изображения электрически связан с блоком воспроизведения объемного изображения.

5. Устройство по п. 3 или 4, отличающееся тем, что интерференционный фильтр выполнен с возможностью осуществления интерференции типа "линий равной толщины".

6. Устройство по п. 3, или 4, или 5, отличающееся тем, что первый и второй интерференционные фильтры включают каждый М, где М 1, 2, 3 прилегающих друг к другу тонких пленок, имеющих отличный от нуля градиент оптической толщины пленки, при этом прилегающие тонкие пленки имеют разные показатели преломления.

7. Устройство по одному из пп.3 6, отличающееся тем, что источник формирующего излучения выполнен в виде источника некогерентного излучения.

8. Устройство по одному из пп.3 7, отличающееся тем, что источник воспроизводящего излучения выполнен в виде источника некогерентного излучения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3