РАСТРОВЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ


РАСТРОВЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
РАСТРОВЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

- класс оптич. систем, составным элементом к-рых является растр. Наличие растра образует в системе множество входных и выходных зрачков, смежно расположенных и действующих совместно в формировании оптич, изображения. Такие системы обладают рядом специфич. свойств, таких, как множащее, интегрирующее, анализирующее.

Простейшую Р. о. с. представляет комбинация растра R и установленного за ним диффузно отражающего экрана E (рис. 1). Элементы растра - отверстия или линзы - создают на экране множество более или менее совершенных изображений объекта. Это - первичное множащее свойство Р. о. с. Обратный ход лучей от изображений, полученных на экране, восстанавливает естеств. форму объекта в предметном пространстве. Синтезирование целостного пространственного образа объекта лучами от каждого элементарного изображения представляет интегрирующее свойство Р. о. с. В предметном пространстве восстанавливается не одно изображение, а множество ему подобных - это вторичное множащее свойство Р. о. с.

4031-29.jpg

Рис. 1. Простейшая растровая оптическая система: R- растр, E- экран.


Осн. свойства Р. о. с. наиб. полно проявляются при формировании пространственных изображений в интегральной фотографии, являющейся как бы лучевым аналогом голографии. На первой стадии получают интегральное изображение объекта А В (рис. 2) через ячеистый (линзовый) растр R1, элементы к-рого выполнены в виде цилиндриков с передними сферич. основаниями, фокусирующими изображения объекта на противоположных сторонах этих цилиндров, покрытых с наружной стороны фотоэмульсией. При съёмке на слое фотоэмульсии образуется большое число микроизображений объекта в виде матрицы, наз. аспектрограммой. Эти изображения 4031-31.jpgи т. д. не совсем идентичны, они фиксируют объект с несколько разных точек зрения и поэтому различаются парал-лактич. сдвигами разноудалённых точек объекта. Если осветить полученную на растре матрицу изображений с тыльной стороны, то обратный ход лучей через линзы растра воссоздаёт действительное изображение трёхмерного объекта в предметном пространстве. Разноудалённые точки объекта АВ можно увидеть на продолжении лучей от точек А, В из положений O1, O2 и т. д. Однако наблюдаемая пространственная картина объекта при этом оказывается инвертной (с вывернутым рельефом) - выступающие детали объекта углублены, и наоборот. Получение правильного рельефа пространственного изображения осуществляется во второй стадии процесса оптич. перекопирования микроизображений аспектрограммы через линзы первого растра R1 нa аналогичный второй растр R2, как это показано в верх. части рис. 3. За линзами растра R2 получается обращённая аспектрограмма с микроизоб-ражениями 4031-33.jpgрассматривая к-рую через этот растр после удаления от него растра R1, как это показано на ниж. части рис. 3, можно увидеть из точек 4031-34.jpgмнимое пространственное изображение объекта АВ с уже правильно восстановленным рельефом. Ячеистый растр здесь применяется для разграничения полей микроизображений, регистрируемых на аспектрограмме.


4031-30.jpg

Рис. 2. Получение интегрального изображения объекта АВ с помощью ячеистого растра R1.


4031-32.jpg

Рис. 3. Оптическое перекопирование микроизображений аспектрограммы.


4031-35.jpg

Рис. 4. Растровая оптическая система с записью аспектрограммы объекта АВ с помощью полевой диафрагмы.

Разделение полей микроизображений во время записи (съёмки) аспектрограммы можно осуществить также с помощью полевой диафрагмы, ограничивающей ноле зрения растровой системы в предметном пространстве. Такой диафрагмой может являться входной зрачок объектива, работающего совместно с Р. о. с. Рис. 4 иллюстрирует принцип работы Р. о. с. при записи многомерной информации об объекте АВ через разл. участки входного зрачка съёмочного объектива. Когда открыт небольшой участок О1 входного зрачка объектива, лучи от объекта АВ, проходящие этот участок, рисуют изображение объекта А'В' так же, как и при полном открытом зрачке, однако, проходя через элементы растра, они засвечивают не всю поверхность светочувст-вит. слоя фотопластинки Р, атолько отд. точки на ней. Так, луч 1 от точки x объекта, создавший изображение х' фиксируется на светочувствит. слое в точке Если же будут открыты участки зрачка О2 или О 3,4032-1.jpgто лучи от точки x объекта, создавая ту же точку изображения x', зафиксируются в светочувствит. слое соответственно в точках 4032-2.jpgи 4032-3.jpg. Т. о., при перемещении открытого участка зрачка на фотогр. материале фиксируется ряд последоват. кадров изображения объекта. Это позволяет осуществлять фоторегистрацию (киносъёмку) движущихся объектов или совмещать на одной и тон же фотопластине разнородные изображения, раздельно фотографируемые при разл. местоположениях открытого участка в зрачке. Выборка каждого отд. изображения из полученного на фотоматериале смешанного интегрированного кадра возможна после проявления фотопластины, установки её в прежнее положение и освещения со стороны входного зрачка через те участки, к-рые были открыты при фотогр. записи изображения. Возможное число раздельно различимых изображений в смешанном кадре наз. ёмкостью Р. о. с.; в совр. растрах эта величина доходит до 1000.

4032-4.jpg

Рис. 5. Принципиальная схема для параллельной обработки многомерной информации: R - растр; P- фотопластинка; УТ - управляемый транспарант; О- объектив; E- экран; ФП - фотоприёмник.

В сочетании с управляемыми транспарантами и матричными твердотельными фотонриёмниками Р. о. с. дают возможность производить разнообразную параллельную обработку массивов многомерной информации (рис. 5). Ряд страниц информации, последовательно записанных через растр на пластинке Р, воспроизводится через тот же растр R объективом О на экране Е, выполненным, напр., в виде матрицы фотоприёмников. Если при этом во входном зрачке объектива находится управляемый транспарант УТ, с помощью к-рого можно делать прозрачными разл. участки зрачка, то, открывая эти участки, можно в разл. порядке проецировать записанные страницы на экран для считывания. Можно одновременно проецировать неск. страниц информации на экран, если одновременно открыто неск. светлых клапанов транспаранта; модулируя соответствующим образом светопропускание транспаранта, можно задавать режимы обработки информации (сложение, вычитание и т. п.).

Принцип действия Р. о. с. применим и к электронным, рентг. и др. пучкам лучей. На рис. 6 представлена схема электронной растровой системы, используемой для формирования цветного изображения на экране телевнз. трубки. Пучки электронов от электронных пушек К1, К2, K3 проходят через щели растра R1; пространственно разделяясь, попадают на участки экрана с люминофорами соответственно красного, зелёного и синего свечения. Аддитивно смешиваясь, эти свечения образуют на нек-ром расстоянии цветное изображение. Если перед экраном установить второй растр R2, то он пространственно разделит пучки лучей, исходящих от разных по цвету элементов экрана, создавая зоны в точках 1, 2, 3, а также в точках 1', 2', 3' и т. д., из к-рых можно видеть соответственно только красное, зелёное или синее изображение. Если же пушками K1, K2, K3. проецировать на экран не цветные, а стереоскопические изображения, то из точек 1, 2, 3 и т. д. можно будет видеть соответственно разл. ракурсы пространственного изображения и т. о. наблюдать на экране объёмное изображение.


4032-5.jpg

Рис. 6. Схема электронной растровой системы.

Др. разнообразные структуры Р. о. с. позволяют осуществлять фокусирование, коллимацию, дефлекти-рование, спектральную и селективную фильтрацию световых пучков и т. п. Интересной особенностью Р. о. с. является то, что при записи дискретизованных изображений через линзовый растр со щелевой решёткой в его фокальной плоскости (рис. 7) можно получать

Рис. 7.

4032-6.jpg

Дифракция на входной апертуре диафрагмированного линзового растра R1 с линзами диаметром а, R2 - щелевой растр со щелью b; Р - фотопластинка; d - кружок дифракционного рассеяния; 1- распределение интенсивности дифракционного рассеяния в фокальной плоскости линзового растра. более высокое разрешение, чем это следует из дифракц. теории, за счёт пропускания через механич. щели только центр, части дифракц. картины (диска Эйри), а это позволяет получать большие плотности записи оптич. информации на перемещаемом фотоматериале.

Лит.: Валюс Я. А., Растровая оптика, М.-Л., 1949, его же, Растровые оптические приборы, М., 1966; Дудников Ю. А., Рожнов Б. К., Растровые системы для получения объемных изображений, Л., 1986. Я. А. Валюс,

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "РАСТРОВЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ" в других словарях:

  • РАСТРОВЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ — оптические системы, содержащие большое число мелких элементов в виде малых отверстий, линзочек, зеркал, призм и др., расположенных на общей поверхности (растр) и действующих как единое оптическое устройство. Растровые оптические системы… …   Большой Энциклопедический словарь

  • растровые оптические системы — оптические системы, содержащие большое число мелких элементов в виде малых отверстий, линзочек, зеркал, призм и др., расположенных на общей поверхности (растр) и действующих как единое оптическое устройство. Растровые оптические системы… …   Энциклопедический словарь

  • Растровые оптические системы —         класс оптических систем, включающих Растр, т. е. совокупность большого числа мелких оптических элементов (малых отверстий, линзочек, решёток, призм, зеркал и пр.), расположенных на общей поверхности и действующих как единое оптическое… …   Большая советская энциклопедия

  • РАСТРОВЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ — оп тич. системы, содержащие большое число мелких элементов в виде малых отверстий, линзочек, зеркал, призм и др., расположенных на общей поверхности (растр) и действующих как единое оптич. устройство. P.O.с. различаются элементами, способом их… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ — пространственное изображение, к рое при рассматривании представляется зрительно объёмным (трёхмерным), передающим форму изображённых объектов, характер их поверхности (блеск, фактуру), взаимное расположение в пространстве и др. внеш. признаки.… …   Физическая энциклопедия

  • РАСТР — (растровая система) (от лат. rastrum грабли, мотыга), система, состоящая из большого числа однотипных элементов (отверстий, линз, призм, частичек в ва и т. д.), определённым образом расположенных на к. л. поверхности и служащая для структурного… …   Физическая энциклопедия

  • МИКРОСКОПИЯ — общее название методов наблюдения в микроскоп неразличимых человеческим глазом объектов. Подробнее см. в ст. (см. МИКРОСКОП). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 …   Физическая энциклопедия

  • Проекционное телевидение —         получение телевизионных изображений на больших экранах (площадью 1 200 м2) методами оптической проекции. П. т. применяют в телевизионном вещании, учебном и промышленном телевидении, в системах отображения информации (в частности, в… …   Большая советская энциклопедия

  • Липмановская фотография —         1) метод цветной фотографии, разработанный в 1891 Г. Липманом. В Л. ф. слой прозрачной мелкозернистой фотографической эмульсии наносится на зеркально отражающий металлический слой (например, ртутную амальгаму (См. Амальгама)). Во время… …   Большая советская энциклопедия

  • Растр — (нем. Raster, от лат. raster, rastrum грабли, мотыга)          1) в оптике решётка для структутурного преобразования направленного пучка лучей света. Различают прозрачные, в виде чередующихся прозрачных и непрозрачных элементов и отражательные Р …   Большая советская энциклопедия