устройство для получения стереоскопических изображений объектов

Формула изобретения

1. Устройство для получения стереоскопических изображений объектов, содержащее пластину с изображением объекта, записанным на ее базовой поверхности посредством образования преломляющих элементов в виде дугообразных канавок, и осветительное устройство, установленное с возможностью воспроизведения стереоскопического изображения объекта посредством воздействия на его записанное на базовой поверхности пластины изображение исходящим от него по крайней мере одним световым потоком, отличающееся тем, что пластина выполнена из прозрачного материала, обеспечивающего возможность отражения на поверхностях дугообразных канавок воздействующего на них светового потока для воспроизведения стереоскопического изображения объекта, наблюдаемого на пропускание, при этом дугообразные канавки выполнены в виде дуг окружностей или дуг с криволинейной формой, отличной от формы дуги окружности, причем по крайней мере часть дуг выполнена с единым центром и каждая из них расположена на различном расстоянии относительно этого центра для построения соответствующих точек стереоскопического изображения объекта, расположенных на воображаемой линии, перпендикулярной базовой поверхности, или/и по крайней мере часть дуг выполнена одинаковой кривизны и с центрами, расположенными на проекции на базовую поверхность выстраиваемой в одной плоскости и расположенной параллельно базовой поверхности воображаемой линии, для построения соответствующих точек стереоскопического изображения объекта на этой воображаемой линии, при этом центры разнесены относительно друг друга или/и по крайней мере часть дуг выполнена с различной кривизной и с центрами, расположенными на проекции на базовую поверхность выстраиваемой наклонной относительно базовой поверхности воображаемой линии, для построения соответствующих точек стереоскопического изображения объекта на этой воображаемой линии, причем центры разнесены относительно друг друга, расстояние от отражающей базовой поверхности пластины до точек воспроизведенного стереоскопического изображения объекта пропорционально расстоянию от соответствующей точки дугообразной канавки до центра, посредством которого образуют эту дугообразную канавку, а изображение объекта записано с возможностью наблюдения построенного стереоскопического изображения объекта на пропускание.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пластина выполнена из прозрачного материала, обеспечивающего возможность полного внутреннего отражения на поверхностях дугообразных канавок воздействующего на них светового потока.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что пластина выполнена из прозрачного цветонесущего материала.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что криволинейная форма дуги выполнена в форме дуги окружности, эллипса, овала, параболы или гиперболы.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в осветительное устройство дополнительно введен цветной светофильтр, обеспечивающий возможность изменения цвета по крайней мере одного светового потока.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что осветительное устройство выполнено с по крайней мере одним источником цветонесущего светового потока.

7. Устройство по любому из пп.1, 5 и 6, отличающееся тем, что источники светового потока подключены с возможностью обеспечения их взаимного переключения при воздействии на записанное на базовой поверхности пластины изображение объекта.

8. Устройство по любому из пп.1, 5-7, отличающееся тем, что источники светового потока выполнены дискретными.

9. Устройство по любому из пп.1, 5-8, отличающееся тем, что источники светового потока выполнены с возможностью перемещения по заданной программе.

10. Устройство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что профиль дугообразных канавок в поперечном сечении, перпендикулярном касательной в соответствующей точке дуги, выполнен с возможностью обеспечения величины угла наблюдения стереоскопического изображения объекта в зенитальной плоскости не менее 30^o.

11. Устройство по любому из пп.1, 4 и 10, отличающееся тем, что все дугообразные канавки выполнены одинаковыми по глубине и профилю.

12. Устройство по любому из пп.1, 4 и 10, отличающееся тем, что дугообразные канавки выполнены глубиной и с профилем, обеспечивающими возможность получения точек стереоскопического изображения объекта различной яркости.

13. Устройство по любому из пп.1, 4, 10-12, отличающееся тем, что минимальная длина дугообразной канавки выполнена с возможностью обеспечения наблюдения соответствующей ей точки стереоскопического изображения объекта.

14. Устройство по любому из пп.1, 4, 10-13, отличающееся тем, что максимальная длина и криволинейная форма соответствующей дугообразной канавки выполнены с возможностью обеспечения величины угла наблюдения стереоскопического изображения объекта в азимутальной плоскости от 0 до 360^o.

15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что изображение по крайней мере одного объекта записано по крайней мере на двух поверхностях пластины.

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него дополнительно введена по крайней мере одна дополнительная пластина, выполненная из прозрачного материала, обеспечивающего возможность отражения на поверхностях дугообразных канавок воздействующего на них светового потока для воспроизведения стереоскопического изображения объекта, наблюдаемого на пропускание, при этом изображение по крайней мере одного объекта записано по крайней мере на одной поверхности по крайней мере двух пластин, причем пластины установлены относительно друг друга с возможностью совместного наблюдения на пропускание записанных на базовых поверхностях пластин стереоскопических изображений объектов при их воспроизведении.

17. Устройство по любому из пп.1, 4, 10-16, отличающееся тем, что в него дополнительно введена по крайней мере одна прозрачная защитная пленка, покрывающая по крайней мере ту часть базовой поверхности соответствующей пластины, на которой расположены дугообразные канавки.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что прозрачная защитная пленка выполнена из цветонесущего материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится преимущественно к области стереоскопии, рекламы, различным отраслям дизайна, декоративно-прикладному искусству, а также к оптической промышленности, в частности, к стереоскопическим "3D" цветным изображениям, различным рекламным и демонстрационным оптическим устройствам с особым оптическим и необычным световым эффектом, обеспечивающим создание визуально наблюдаемых стереоскопических, в том числе цветных изображений, а именно: к стереоскопическим динамически изменяющимся красочным узорам и изображениям художественно-декоративного или/и рекламного характера с особым оптическим и необычным световым эффектом, воспроизводимых под световым воздействием, и может быть использовано при получении стереоскопических оптических эффектов в виде, например, воспринимаемых объемно и при различных ракурсах наблюдения разнообразных высоко эстетически привлекательных художественно-декоративных и сувенирных изделий, выставочных стендов, витрин, панно, витражей, демонстрационных и рекламных табло, элементов декоративного интерьера, орнамента, текстов, художественных иллюстраций или их совокупности на календарях, фото, сувенирных открытках и конвертах, меню, каталогах, визитных, бизнес и идентификационных карточках, упаковочном материале, при получении элементов виртуальной реальности и т.д. с воспроизводимыми под световым воздействием стереоскопическими красочными узорами и изображениями художественно-декоративного или/и рекламного характера с особым оптическим и необычным световым эффектом.

В настоящее время проблема получения, наблюдения и воспроизведения стереоскопических изображений, в том числе основанных на новых принципах, для создания разнообразных высокого качества и высоко эстетически привлекательных художественно-декоративных изделий, иллюстраций, выставочных стендов, витрин, панно, витражей, демонстрационных и рекламных табло, элементов декоративного интерьера, орнамента и т.д., включающих, при необходимости, отличительные характеристики фирмы-изготовителя, ее товарный знак и иные сведения рекламного характера, встала достаточно остро.

Связано это с тем, что существующие художественно-декоративные изделия, выставочные стенды, витрины, панно, витражи, демонстрационные и рекламные табло, элементы декоративного интерьера и т.д., при их относительно высокой эстетической привлекательности, не обеспечивают создания оригинальных стереоскопических изображений с особым оптическим и необычным световым эффектом или не отвечают высоким требованиям по качеству воспроизведения таких стереоизображений, либо такие создаваемые стереоскопические изображения являются мало эстетически привлекательными, а для проявления особого оптического эффекта требуют наличия устройств для получения, наблюдения и воспроизведения стереоскопических изображений, имеющих достаточно сложные оптические системы, отвечающие за сепарацию стереопар, и требуют большой световой мощности для достижения высокой яркости изображения, причем наблюдение получаемых стереоскопических изображений возможно только в строго определенном диапазоне углов наблюдения.

Известен декоративный нежесткий гибкий листовой материал, содержащий по крайней мере поверхностный слой полимерного материала, выполненного с рельефом в виде прилегающих друг к другу ряда областей с узором в виде множества чередующихся гребней и канавок, по крайней мере в некоторых из указанных областей гребни и канавки выполнены прямыми и параллельными, профили поперечного сечения гребней и канавок при прямых углах к ним сформированы прямыми линиями, при этом каждый из гребней выполнен с крутой и пологой сторонами, причем профили сторон с крутым наклоном и пологих сторон всех гребней по сечению изменяются постепенно, а глубины канавок и углы при пиках последовательных гребней изменяются постепенно и вдоль указанных поперечных сечений, причем самые большие углы при пиках и самые пологие склоны выполнены на гребнях, смежных с самыми мелкими канавками, с возможностью создания узором в случае непрозрачного полимерного материала оптического миража для наблюдателя относительно наклона листового материала по направлению или прочь от наблюдателя, а в случае прозрачного полимерного материала - миража повышенной толщины материала (М. Кл. B 44 F 1/10, 1/14, НКИ 428-30, патент США N 2875543, 1959).

Однако в известном техническом решении наблюдение воспроизводимых миражей возможно только в строго определенном диапазоне углов наблюдения, при этом их эстетическая привлекательность является невысокой.

Известно устройство для формирования и показа скоординированного спектра посредством проектирования пучка лучей, содержащее соприкасающиеся друг с другом в виде мозаичной структуры сектора, выполненные в виде множества преломляющих элементов отражающей дифракционной решетки и освещаемых от светового источника, при этом элементы нанесены на поверхности в виде концентрически расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, одинаковых по глубине и углу наклона углублений (М. Кл. B 44 F 1/02, НКИ 428-30, патент США N 3567561, 1971).

Однако в известном техническом решении наблюдение воспроизводимых миражей возможно только в строго определенном диапазоне углов наблюдения, при этом их эстетическая привлекательность является невысокой.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство для получения объемных изображений объектов, содержащее пластину с по крайней мере одной отражающей поверхностью и с изображением объекта, записанным на ее поверхности посредством образования дугообразных канавок с центром в спроецированных на поверхность пластины точках объекта, и осветительное устройство, установленное с возможностью воспроизведения объемного изображения объекта посредством воздействия на его записанное на поверхности пластины изображение исходящим от осветительного устройства световым потоком (М. Кл. B 44 F 1/00, патент Российской Федерации N 2075399, 1997).

Однако в известном техническом решении наблюдение получаемых стереоскопических изображений возможно только в строго определенном диапазоне углов наблюдения, а эстетическая привлекательность воспроизводимых стереоскопических изображений является невысокой.

Новым достигаемым техническим результатом изобретения является расширение диапазона наблюдения изображения при повышении его эстетической привлекательности.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для получения стереоскопических изображений объектов, содержащем пластину с изображением объекта, записанным на ее базовой поверхности посредством образования преломляющих элементов в виде дугообразных канавок, и осветительное устройство, установленное с возможностью воспроизведения стереоскопического изображения объекта посредством воздействия на его записанное на базовой поверхности пластины изображение исходящим от него по крайней мере одним световым потоком, в отличие от прототипа, пластина выполнена из прозрачного материала, обеспечивающего возможность отражения на поверхностях дугообразных канавок воздействующего на них светового потока для воспроизведения стереоскопического изображения объекта, наблюдаемого на пропускание, при этом дугообразные канавки выполнены в виде дуг криволинейной формы, причем по крайней мере часть дуг выполнена с единым центром и каждая из них расположена на различном расстоянии относительно этого центра для построения соответствующих точек стереоскопического изображения объекта, расположенных на воображаемой линии, перпендикулярной базовой поверхности, или/и по крайней мере часть дуг выполнена одинаковой кривизны и с центрами, расположенными на проекции на базовую поверхность выстраиваемой в одной плоскости и расположенной параллельно базовой поверхности воображаемой линии, для построения соответствующих точек стереоскопического изображения объекта на этой воображаемой линии, при этом центры разнесены друг относительно друга, или/и по крайней мере часть дуг выполнена с различной кривизной и с центрами, расположенными на проекции на базовую поверхность выстраиваемой наклонной относительно базовой поверхности воображаемой линии, для построения соответствующих точек стереоскопического изображения объекта на этой воображаемой линии, причем центры разнесены друг относительно друга, расстояние от отражающей базовой поверхности пластины до точек воспроизведенного стереоскопического изображения объекта пропорционально расстоянию от соответствующей точки дугообразной канавки до центра, посредством которого образуют эту дугообразную канавку, а изображение объекта записано с возможностью наблюдения построенного стереоскопического изображения объекта на пропускание.

Пластина выполнена из прозрачного материала, обеспечивающего возможность полного внутреннего отражения на поверхностях дугообразных канавок воздействующего на них светового потока.

Пластина может быть выполнена из прозрачного цветонесущего материала.

Криволинейная форма дуги может быть выполнена в форме дуги окружности, эллипса, овала, параболы или гиперболы.

В осветительное устройство дополнительно может быть введен цветной светофильтр, обеспечивающий возможность изменения цвета по крайней мере одного светового потока.

Осветительное устройство может быть выполнено с по крайней мере одним источником цветонесущего светового потока.

Источники светового потока могут быть подключены с возможностью обеспечения их взаимного переключения при воздействии на записанное на базовой поверхности пластины изображение объекта.

Источники светового потока могут быть выполнены дискретными.

Источники светового потока могут быть выполнены с возможностью перемещения по заданной программе.

Профиль дугообразных канавок в поперечном сечении, перпендикулярном к касательной в соответствующей точке дуги, может быть выполнен с возможностью обеспечения величины угла наблюдения стереоскопического изображения объекта в зенитальной плоскости не менее 30^o.

Все дугообразные канавки могут быть выполнены одинаковыми по глубине и профилю.

Дугообразные канавки могут быть выполнены с глубиной и профилем, обеспечивающим возможность получения точек стереоскопического изображения объекта различной яркости.

Минимальная длина дугообразной канавки может быть выполнена с возможностью обеспечения наблюдения соответствующей ей точки стереоскопического изображения объекта.

Максимальная длина и криволинейная форма соответствующей дугообразной канавки могут быть выполнены с возможностью обеспечения величины угла наблюдения стереоскопического изображения объекта в азимутальной плоскости от 0 до 360^o.

Изображение по крайней мере одного объекта может быть записано по крайней мере на двух поверхностях пластины.

В устройство дополнительно может быть введена по крайней мере одна дополнительная пластина, выполненная из прозрачного материала, обеспечивающего возможность отражения на поверхностях дугообразных канавок воздействующего на них светового потока для воспроизведения стереоскопического изображения объекта, наблюдаемого на пропускание, при этом изображение по крайней мере одного объекта записано по крайней мере на одной поверхности по крайней мере двух пластин, причем пластины установлены друг относительно друга с возможностью совместного наблюдения на пропускание записанных на базовых поверхностях пластин стереоскопических изображений объектов при их воспроизведении.

В устройство дополнительно может быть введена по крайней мере одна прозрачная защитная пленка, покрывающая по крайней мере ту часть базовой поверхности соответствующей пластины, на которой расположены дугообразные канавки.

Прозрачная защитная пленка может быть выполнена из цветонесущего материала.

На фиг. 1-3 представлены принципиальные схемы различных вариантов устройства для получения стереоскопических изображений объектов.

Устройство для получения стереоскопических изображений объектов 1, содержащее пластину 2 из прозрачного материала, обеспечивающего возможность отражения на поверхностях дугообразных канавок воздействующего на них светового потока 3 осветительного устройства 4 для воспроизведения стереоскопического изображения объекта, наблюдаемого на пропускание, и изображение 5 объекта 1, записанное на ее базовой поверхности 6 посредством образования преломляющих элементов в виде дугообразных канавок, выполненных как дуги окружностей 7, при этом часть дуг 7 выполнена с единым центром O" и каждая из них расположена на различном расстоянии относительно этого центра O" для построения соответствующей точки (a, b, c, ...; a", b", c", ...; a"", b"", c"", . . .; ...) стереоскопического изображения объекта 1, расположенной на воображаемой линии, перпендикулярной базовой поверхности 6, часть дуг 7 выполнена с одинаковым радиусом R"" и с центрами O"", расположенными на проекции на базовую поверхность 6 выстраиваемой в одной плоскости и расположенной параллельно базовой поверхности 6 воображаемой линии, для построения соответствующей точки стереоскопического изображения объекта 1 на этой воображаемой линии, при этом центры O"" разнесены друг относительно друга, и часть дуг 7 выполнена с различным радиусом R""" и с центрами O""", расположенными на проекции на базовую поверхность 6 выстраиваемой наклонной относительно базовой поверхности воображаемой линии для построения соответствующей точки стереоскопического изображения объекта 1 на этой воображаемой линии, при этом центры O""" разнесены друг относительно друга, причем максимальная длина и криволинейная форма соответствующей дугообразной канавки 7 могут быть выполнены с возможностью обеспечения величины угла наблюдения 8 стереоскопического изображения объекта 1 в азимутальной плоскости от 0 до 360^o, минимальная длина дугообразной канавки 7 выполнена с возможностью обеспечения наблюдения соответствующей ей точки стереоскопического изображения объекта 1, а изображение 5 записано с возможностью наблюдения построенного стереоскопического изображения объекта 1 на пропускание (фиг. 1).

Устройство для получения стереоскопических изображений объектов 1, содержащее пластину 2 из цветного прозрачного материала, обеспечивающего возможность отражения на поверхностях дугообразных канавок воздействующего на них светового потока 3 осветительного устройства 4 для воспроизведения стереоскопического изображения объекта, наблюдаемого на пропускание, и изображение 5 объекта 1, записанное на ее базовой поверхности 6 посредством образования преломляющих элементов в виде дугообразных канавок, выполненных как дуги криволинейной формы 9 (например, в виде эллипса, овала, параболы или гиперболы или иной криволинейной формы), при этом часть дуг 9 выполнена с единым центром O" и каждая из них расположена на различном расстоянии относительно этого центра O" для построения соответствующей точки (a, b, c, . . . ; a", b", c", ...; a"", b"", c"", ...; .....) стереоскопического изображения объекта 1, расположенной на воображаемой линии, перпендикулярной базовой поверхности 6, часть дуг 9 выполнена с одинаковым радиусом R"" и с центрами O"", расположенными на проекции на базовую поверхность 6 выстраиваемой в одной плоскости и расположенной параллельно базовой поверхности 6 воображаемой линии, для построения соответствующей точки стереоскопического изображения объекта 1 на этой воображаемой линии, при этом центры O"" разнесены друг относительно друга, и часть дуг 9 выполнена с различным радиусом R""" и с центрами O""", расположенными на проекции на базовую поверхность 6 выстраиваемой наклонной относительно базовой поверхности воображаемой линии для построения соответствующей точки стереоскопического изображения объекта 1 на этой воображаемой линии, при этом центры O""" разнесены друг относительно друга, причем в осветительное устройство 4 дополнительно может быть введен цветной светофильтр 10, обеспечивающий возможность изменения цвета по крайней мере одного светового потока 3, источники светового потока 3 могут быть выполнены дискретными с возможностью перемещения по заданной программе, профиль дугообразных канавок 9 в поперечном сечении, перпендикулярном к касательной в соответствующей точке дуги 9, может быть выполнен с возможностью обеспечения величины угла наблюдения 11 стереоскопического изображения объекта 1 в зенитальной плоскости не менее 30^o, все дугообразные канавки 9 могут быть выполнены одинаковыми по глубине и профилю, а прозрачная защитная пленка 12 может покрывать базовую поверхность 6 пластины 2, предохраняя дугообразные канавки 9 (фиг. 2).

В устройство дополнительно может быть введена по крайней мере одна дополнительная пластина 13, выполненная из прозрачного материала, обеспечивающего возможность отражения на поверхностях дугообразных канавок 7, 9 воздействующего на них светового потока 3 для воспроизведения стереоскопического изображения объекта 1, наблюдаемого на пропускание, при этом пластины 2, 13 установлены друг относительно друга с возможностью совместного наблюдения на пропускание записанных на базовых поверхностях 6 пластин 2, 13 стереоскопических изображений объектов 1, 14 при их воспроизведении, причем осветительное устройство 4 может быть выполнено с по крайней мере одним источником цветонесущего светового потока 15, а сами источники 3, 15 могут быть подключены с возможностью обеспечения их взаимного переключения при воздействии на записанное на базовых поверхностях 6 пластин 2, 13 изображения объектов 1, 14, дугообразные канавки 7, 9 могут быть выполнены с глубиной и профилем, обеспечивающим возможность получения точек 16 стереоскопического изображения объектов 1, 14 различной яркости, а изображение 5 одного объекта 1 может быть записано на двух поверхностях 6 пластины 2 (фиг. 3).

Устройство для получения стереоскопических изображений объектов 1 изготавливают следующим образом.

Записывают стереоскопическое изображение объекта 1 (например, в виде куба) на базовой поверхности 6 пластины 2, посредством, например, циркуля, резца из твердого материала, например алмаза, или иного специального инструмента типа графопостроителя (в том числе компьютерного с использованием лазерной графики), предназначенного для построения криволинейных (дугообразных) канавок 7, 9, выполненных в виде дуг окружностей или дуг с криволинейной формой, например, в форме дуги окружности, эллипса, овала, параболы или гиперболы и иной криволинейной формы, обеспечивающей стереоскопическое воспроизведение записанного таким образом на базовой поверхности 6 пластины 2 изображения 5 объекта 1.

Запись стереоскопического изображения объекта 1 (записи стереоскопических изображений объекта 1) осуществляют по крайней мере на одну базовую отражающую поверхность 3 пластины 2.

Принцип записи изображения 5 объекта 1 на пластине 2 заключается в том, что в случае выполнения дугообразных канавок в виде множества дуг окружностей 7 (фиг. 1), часть из них выполняют с единым центром O" и каждая из них расположена на различном расстоянии относительно этого центра O" для построения соответствующей точки (a, b, c, ...; a", b", c", ...; a"", b"", c"", .. . ; ...) стереоскопического изображения объекта 1, расположенной на воображаемой линии, перпендикулярной базовой поверхности 6, часть дуг 7 выполняют с одинаковым радиусом R"" и с центрами O"", расположенными на проекции на базовую поверхность 6 выстраиваемой в одной плоскости и расположенной параллельно базовой поверхности 6 воображаемой линии, для построения соответствующей точки (a, b, c, ...; a", b", c", ...; a"", b"", c"", ...; ...) стереоскопического изображения объекта 1 на этой воображаемой линии, при этом центры O"" разнесены друг относительно друга, и часть дуг 7 выполняют с различным радиусом R""" и с центрами O""", расположенными на проекции на базовую поверхность 6 выстраиваемой наклонной относительно базовой поверхности воображаемой линии для построения соответствующей точки (a, b, c, ...; a", b", c", ...; a"", b"", c"", ...; ...) стереоскопического изображения объекта 1 на этой воображаемой линии, при этом центры O""" разнесены друг относительно друга. Задаваемый при записи профиль дугообразных канавок 7, 9 должен обеспечивать возможность наблюдения построенного стереоскопического изображения объекта 1 на пропускание.

При этом получается графическая запись 5 стереоскопического изображения объекта 1, как показано на фиг. 1, причем для записи изображения 5 показано лишь несколько дуг 7 для ясности чертежа, а проведенные через них линии подразумевают множество записанных точек изображения 5, обеспечивающих полное и эстетически привлекательное построение стереоскопического изображения объекта 1.

Пластина 2, служащая для записи стереоскопического изображения объекта 1, имеет отражающую световой поток 3 от осветительного устройства 4 базовую поверхность 6, на которой и осуществляют запись изображения 5 объекта 1. Пластина 2 может быть выполнена из цветонесущего прозрачного материала с отражающими свойствами, например, стекло, полимер, кварц, хрусталь, слюда и т. п. , причем прозрачный материал может быть выполнен цветным (например, цветное стекло), и т. п. Запись изображения 5 объекта 1 может быть осуществлена и на обеих поверхностях пластины 2 (фиг. 3).

Цвет базовой поверхности 6 определяет, наряду с цветом падающего на нее светового потока 15 и цветом светофильтра 10, окраску создаваемого стереоскопического изображения объекта 1 (фиг. 2, 3).

Использование в осветительном устройстве 4 цветонесущего светового потока 15 и цветного светофильтра 10 позволяет повысить красочность и оригинальность создаваемого стереоскопического изображения объекта 1 за счет обеспечения возможности его расцвечивания в различные, в том числе заданные (желаемые) цвета в зависимости от цвета отражающей базовой поверхности 6 или отдельных ее частей посредством перемены цветных фильтров светофильтра 10, установленных на пути светового потока 3, или посредством последовательного переключения заданным (желаемым) образом источников цветного и бесцветного световых потоков 3, 15, воздействующих на записанное на базовой поверхности 6 пластины 2 изображение 5 объекта 1.

Коэффициент внутреннего отражения базовой поверхности 6 и ее материал могут быть различными, но от них зависят, как качество записанного изображения 5 объекта 1, так и качество получаемого стереоскопического изображения объекта 1.

При этом расстояние от отражающей базовой поверхности 3 пластины 2 до точек (a, b, c, ...; a", b", c", ...; a"", b"", c"", ...; ...) воспроизведенного стереоскопического изображения объекта 1 пропорционально расстоянию от соответствующей точки (a, b, c, ...; a", b", c", ...; a"", b"", c"", ...; . . . ) дугообразной канавки 7 до соответствующего центра O", O"", O""", от которого образуют эту дугообразную канавку 7.

Длину наносимой соответствующей дугообразной канавки 7 выбирают в соответствии с заданными параметрами получаемого стереоскопического изображения объекта 1 и выполняют из условия обеспечения возможности наблюдения соответствующей ей точки (a, b, c, ...; a", b", c", ...; a"", b"", c"", ...; ... ) стереоскопического изображения объекта 1 (минимальная длина дугообразной канавки 5), а также из условия возможности обеспечения величины угла наблюдения 9 стереоскопического изображения объекта 1 в азимутальной плоскости от 0 до 360^o, когда (при максимально возможной длине соответствующей дугообразной канавки 7) последняя опишет полную окружность.

Принцип записи изображения 4 объекта 1 на пластине 2 заключается в том, что в случае выполнения дугообразных канавок в виде множества дуг с криволинейной формой, отличной от формы дуги окружности 7, например, в форме дуги 9 эллипса, овала, параболы или гиперболы и т.д. (фиг. 3), запись стереоскопического изображения объекта 1 на базовой поверхности пластины 2 осуществляют аналогичным описанным выше инструментом, при этом часть дуг 9 выполняют с единым центром F" и каждая из них расположена на различном расстоянии относительно этого центра F" для построения соответствующей точки (a, b, c, . . . ; a", b", c", ...; a"", b"", c"", ...; ...) стереоскопического изображения объекта 1, расположенной на воображаемой линии, перпендикулярной базовой поверхности 6, часть дуг 9 выполняют с одинаковой кривизной r"" и с центрами F"", расположенными на проекции на базовую поверхность 6 выстраиваемой в одной плоскости и расположенной параллельно базовой поверхности 6 воображаемой линии, для построения соответствующей точки (a, b, c, ...; a", b", c", ...; a"", b"", c"", ...; ...) стереоскопического изображения объекта 1 на этой воображаемой линии, при этом центры O"" разнесены друг относительно друга, и часть дуг 9 выполняют с различной кривизной r""" и с центрами F""", расположенными на проекции на базовую поверхность 6 выстраиваемой наклонной относительно базовой поверхности воображаемой линии для построения соответствующей точки (a, b, c, ...; a", b", c", ...; a"", b"", c"", ...; .. . ) стереоскопического изображения объекта 1 на этой воображаемой линии, при этом центры F""" разнесены друг относительно друга (фиг. 2).

Профиль дугообразных канавок 7, 9 в поперечном сечении, перпендикулярном к касательной в соответствующей точке дуги 7, 9, может быть выполнен с возможностью обеспечения величины угла наблюдения 11 стереоскопического изображения объекта 1 в зенитальной плоскости не менее 30^o, причем все дугообразные канавки 17 выполняют одинаковыми по глубине и профилю (фиг. 2).

Оптимальная ширина и глубина дугообразных канавок 7, 9 зависит от объекта, на котором они наносятся, и от целей, которые необходимо достигнуть с помощью получаемого с помощью канавок изображения. Например, в случае необходимости рассмотрения создаваемого с помощью канавок изображения на значительном расстоянии (например, с летящего самолета) глубина и ширина канавок могут достигать порядка нескольких сотен мм. В случае же использования материала, подобного книжному формату, оптимальная ширина и глубина дугообразных канавок 7, 9 могут составлять несколько мм. Могут быть использованы и другие соотношения по глубине и ширине канавок и по соотношению между ними.

Вышеприведенное соотношение дугообразных канавок 7, 9 по глубине и профилю позволяют обеспечить оптимально высокое качество создаваемого стереоскопического изображения объекта 1.

Увеличение зоны стереоскопического наблюдения в зенитальной плоскости не менее 30^o за счет соответствующего профиля дугообразных канавок 7, 9 позволяет отдельному наблюдателю не только видеть создаваемое стереоскопическое изображение объекта 1 не в строго зафиксированной точке пространства зенитальной плоскости, а наблюдать его в широком угле 11 с возможностью своего перемещения в пространстве, ограниченном этим углом 11. Кроме того, обеспечивается в этом случае и возможность одновременного группового наблюдения стереоскопического изображения объекта 1 в различных углах 11 обзора зенитальной плоскости.

Другими словами, криволинейная форма дуг 17, посредством которых записывается на базовой поверхности 3 изображение 4 объекта 1, может быть и иной, чем формы дуг 5, 11, 14, описываемые окружностью (фиг. 1), эллипсом, овалом, параболой, гиперболой и т.д. (фиг. 2). Все зависит от обеспечения величины угла наблюдения 8 стереоскопического изображения объекта 1 в азимутальной плоскости, который в зависимости от длины и криволинейной формы используемой дуги 7, 9, может варьировать от 0 до 360^o.

Увеличение зоны стереоскопического наблюдения 8 в азимутальной плоскости до 360^o за счет соответствующих длины и криволинейной формы используемой дуги 7, 9 позволяет отдельному наблюдателю не только видеть создаваемое стереоскопическое изображение объекта 1 не в строго зафиксированной точке пространства азимутальной плоскости, а наблюдать его практически по всему периметру с возможностью своего перемещения в пространстве вокруг стереоскопического изображения объекта 1. Кроме того, обеспечивается в этом случае и возможность одновременного группового наблюдения стереоскопического изображения объекта 1 в различных углах 8 обзора азимутальной плоскости.

Покрытие базовой поверхности 6 пластины 2 прозрачной защитной пленкой 12, заполняющей дугообразные канавки 9 (фиг. 2), позволяет обеспечивать сохранность и качество выполнения дугообразных канавок 9 от воздействия внешних неблагоприятных факторов.

Выполнение осветительного устройства 4 с дискретно (через определенные (заданные) промежутки времени), а не постоянно задействованными световыми потоками 3, 15 позволяет повысить красочность и оригинальность создаваемого стереоскопического изображения объекта 1 за счет обеспечения возможности его высвечивания в строго заданные промежутки времени с определенной периодичностью (фиг. 2).

Выполнение осветительного устройства 4 со световыми потоками 3, 15, выполненными с возможностью перемещения по заданной программе, позволяет повысить красочность и оригинальность создаваемого стереоскопического изображения объекта 1 за счет обеспечения возможности как его высвечивания в строго заданные промежутки времени с определенной периодичностью, так и обеспечения возможности высвечивания отдельных частей стереоскопического изображения объекта 1 (фиг. 2). Также обеспечивается возможность демонстрации как отдельных не связанных друг с другом единой сюжетной линией стереоизображений, так и стереокартин или иных серий демонстрационно-рекламных стереоизображений, связанных единым сюжетом, одновременно широкому кругу наблюдателей, в том числе стереоизображений как реально существующих объектов, узоров, рисунков и т. и., так и несуществующих в природе объектов.

Использование двух и более пластин 2, 13, установленных друг относительно друга с возможностью совместного наблюдения на пропускание записанных на их базовых поверхностях 6 стереоскопических изображений объектов 1, 14 при их воспроизведении, позволяет повысить красочность и оригинальность создаваемых стереоскопических изображений объекта 1, 14 за счет обеспечения возможности построения более сложных, причем расположенных со сдвигом в пространстве, и в большем количестве одновременно высвечиваемых стереоскопических изображений объектов 1, 14 (фиг. 3). В случае использования двух и более пластин 2, 13 они устанавливаются, как правило, последовательно друг за другом вдоль одной оптической оси или выполняются в виде единого (склеенного или спресованного) пакета таких пластин. Причем изображения 5 на таких пластинах 1, 14 могут быть нанесены на нескольких их сторонах, например, в случае использования пластины 1, 14 в форме куба, октаэдра и т.п.

Использование в осветительном устройстве 4 цветного светофильтра 10 или источников с цветонесущим световым потоком 15 соответственно позволяет повысить красочность и оригинальность создаваемого стереоскопического изображения объекта 1 за счет обеспечения возможности его расцвечивания в различные, в том числе заданные (желаемые) цвета посредством последовательного переключения заданным (желаемым) образом источников цветонесущего и бесцветного световых потоков 22, 23, воздействующих на записанное на базовой поверхности 10, 20 пластины 2 изображение 3 объекта 1 (фиг. 3).

Выполнение дугообразных канавок 7, 9 различной глубиной и профилем позволяет получать точки 16 стереоскопического изображения объектов 1, 14 различной яркости, что также повышает красочность и оригинальность создаваемого стереоскопического изображения объекта 1 за счет обеспечения возможности высвечивания одних его отдельных частей и затенения других (фиг. 3).

Устройство для получения стереоскопических изображений объектов 1 работает следующим образом.

Предлагаемое устройство позволяет получить стереоскопическое изображение объекта 1, непрерывно перемещающееся при изменении направления наблюдения, с присутствием эффекта параллакса. Суть предлагаемого технического решения основана на ограничении спектра пространственных частот, сформированного по определенным правилам, зрачком глаза наблюдателя.

Чисто методически воспроизведение стереоскопического изображения объекта 1 удобно представить как один из вариантов голографической записи, в которой каждая точка стереоскопического изображения объекта 1 записывается в виде осевой зонной пластинки, а осевые зоны, соответствующие различным точкам, складываются на регистрирующей среде по интенсивности, в которой также устранена и избыточность.

Вопрос устранения избыточности в данном случае сводится к тому, что достаточно сохранить только одно, относящееся к внеосевой зоне, кольцо зонной пластинки, восстанавливающее характерное для внеосевой голографии изображение, то есть изображение, не зашумленное излучением нулевого и других мешающих порядков дифракции. Такое кольцо прочерчивается по прозрачной основе и наблюдается соответственно на пропускание.

Следует отметить также, что уменьшение информации в процессе записи изображения на регистрирующую среду (пластину 2) увеличивает степени свободы восстанавливаемого стереоскопического изображения. Так, в голографии Ю.Н. Денисюка запись происходит на трехмерную регистрирующую среду и восстановленное стереоскопическое изображение сохраняет информацию даже о спектральном составе объектного волнового поля и направлении его распространения.

В голографии Е. Лейта при записи на двумерную регистрирующую среду одновременно восстанавливаются два изображения - действительное и мнимое и появляется неопределенность в их спектральном составе, ярким примером которой является радужная голография.

В предложенном нами техническом решении информация об объекте уменьшается в еще большей степени, за счет чего и появляется дополнительная степень свободы - локализация восстановленного стереоскопического изображения объекта перестает быть жестко фиксированной и начинает зависеть от положения наблюдателя при его рассмотрении в зенитальной и азимутальной плоскостях относительно регистрирующей среды (пластины 2).

Принципиальным отличием предлагаемого технического решения от обычной голограммы является тот факт, что восстановленное изображение в голографии основано на эффекте дифракции. В данном же случае микроструктура стереограммы, записанной в виде дуг 7, 9 на пластине 2, действует на освещающее излучение как, например, набор узких цилиндрических зеркал с вогнутой криволинейной формой, например в виде окружности, поверхности, и, соответственно, формируемое ими стереоскопическое изображение объекта 1 ахроматизировано и слегка окрашено на границах области его наблюдения в связи с имеющей место дифракцией на краях дугообразных канавок 7, 9.

Как и в голографии, для получения стереоскопического изображения объекта 1 необходим источник освещающего излучения с небольшими угловыми размерами, так как увеличение угловых размеров источника приводит к уширению бликов, строящих изображение точки, и, соответственно, к снижению разрешающей способности и, как следствие, к снижению четкости получаемого стереоскопического изображения объекта 1.

Отметим также, что по сравнению с тисненой радужной голографией, предлагаемое устройство позволяет получать:

- стереоскопические изображения объектов 1 без использования лазерной техники, что обеспечивает значительное снижение энергетических затрат при его использовании;

- технология тиражирования существенно упрощается за счет того, что сама стереограмма в виде множества дуг 7, 9 на базовой поверхности 6 пластины 2 фактически может быть металлическим штампом, посредством которого можно осуществлять соответствующие тиснения на полимерные пленки.

При реализации работы устройства для получения стереоскопических изображений объектов в соответствии с фиг. 1-3 осуществляют воспроизведение записанного графически на отражающей базовой поверхности 6 пластины 2 посредством дуг 7, 9 стереоскопического изображения объекта 1, например куба или иных геометрической фигуры, рисунка, узора и т. д. (фиг. 1-2), направленным световым потоком 3 от осветительного устройства 6 на поверхность дугообразных канавок 7, 9.

Для получения более четкого стереоскопического изображения объекта 1 угол падения направленного светового потока 3 на базовую поверхность 6 пластины 2 выбирают близким к 90^o, а угол между проекцией светового потока 3 на базовую поверхность 6 и перпендикулярной к ней осью - 0^o.

Для наглядности изображения на фиг. 1-3 базовая поверхность 6 пластины 2 условно заштрихована.

В глаза наблюдателя при рассмотрении дуг 7, 9 (фиг. 1-3) попадают два блика, разнесенные на расстояние, определяемое радиусом (кривизной) дуг 7, 9. При этом глаза наблюдателя, как и при просмотре стереопары, сводят оба блика в один и строят их изображение, совмещенное в соответствующей точке (a, b, c, ...; a", b", c", ...; a"", b"", c"", ...; ...), множество которых и обеспечивает построение стереоскопического изображения объекта 1 за плоскостью пластины 2 при построении стереоскопического изображения объекта 1.

Если изображение соседней точки при построении стереоскопического изображения объекта 1 расположено на таком же расстоянии от наблюдателя, ей соответствует окружность или иная линия криволинейной формы с тем же радиусом (кривизной) и со смещенным центром. Если же изображение соседней точки при построении стереоскопического изображения объекта 1 находится дальше или ближе, то радиус (кривизна) отображающей ее окружности или иной линии криволинейной формы соответственно увеличивается или уменьшается.

По мере изменения направления наблюдения от зенитальной плоскости и приближения ее к горизонтальной плоскости, проходящей через пластину 2, расстояние между двумя бликами уменьшается и стереоскопическое изображение объекта 1 приближается к плоскости стереограммы, пересекает ее по этой горизонтальной плоскости (сдвиг между бликами в этот момент равен нулю) и, затем, перемещается от плоскости стереограммы к наблюдателю, достигая максимального удаления от плоскости рисунка в зенитальной плоскости.

При этом посредством цветного светофильтра 10 или источников с цветным световым потоком 15 (фиг. 2, 3) осуществляют расцвечивание в различные, в том числе заданные (желаемые) цвета восстанавливаемое стереоскопическое изображение объекта 1.

В случае записи изображений 5 сразу на нескольких поверхностях 6 пластины 2 (например, в виде призмы, октаэдра, пирамиды или иной геометрической фигуры) запись и воспроизведение стереоскопических изображений объектов 1 осуществляют аналогичными описанными выше способами в соответствии с фиг. 1-2. То есть, общий принцип восстановления стереоскопического изображения объекта 1 с точки зрения наблюдателя аналогичен вышеописанному в соответствии с фиг. 1-2.

Следует также подчеркнуть, что все приведенные варианты исполнения предлагаемого устройства для получения стереоскопических изображений объектов в соответствии с каждой отдельной фиг. 1-3, могут быть использованы также и для всех остальных вариантов исполнения предлагаемого устройства по фиг. 1-3.

На основании вышеизложенного достигаемым техническим решением предполагаемого изобретения являются:

1. Увеличение зон стереоскопического наблюдения за счет расширения диапазонов углов наблюдения стереоскопических изображений в азимутальной и зенитальной плоскостях при обеспечении возможности их группового наблюдения.

2. Повышение эстетической привлекательности стереоскопических изображений за счет повышения их качества и четкости посредством обеспечения возможности получения стереоизображений с естественным соотношением масштаба и глубины их видения и возможности наблюдения в обширных зонах и, как следствие, лучшими условиями его наблюдения и распознавания, а также за счет красочности представления посредством использования пластин из цветонесущих материалов и цветонесущих световых потоков.

3. Обеспечение возможности демонстрации как отдельных не связанных друг с другом единой сюжетной линией стереоизображений, так и стереокартин или иных серий демонстрационно-рекламных стереоизображений, связанных единым сюжетом, одновременно широкому кругу наблюдателей.

4. Обеспечение возможности демонстрации стереоизображений объектов, наблюдаемых на пропускание.

5. Обеспечение возможности демонстрации стереоизображений как реально существующих объектов, узоров, рисунков и т. п., так и несуществующих в природе объектов.

6. Обеспечение возможности демонстрации красочных (цветных) создаваемых стереоскопических изображений объекта с различной яркостью высвечивания отдельных его частей.

7. Обеспечение возможности демонстрации сразу нескольких стереоскопических изображений объекта, в том числе связанных между собой единой композицией или/и сюжетом.

8. По сравнению с тисненой радужной голографией, предлагаемое устройство позволяет получать:

- стереоскопические изображения объектов без использования лазерной техники, что обеспечивает значительное снижение энергетических затрат при его использовании;

- технология тиражирования существенно упрощается за счет того, что сама стереограмма в виде множества дуг на базовой поверхности пластины фактически может быть металлическим штампом, посредством которого можно осуществлять соответствующие тиснения на полимерные пленки.

В настоящее время на государственном предприятии "НПО АСТРОФИЗИКА" выпущена конструкторская документация на предлагаемые варианты изготовления устройства для получения стереоскопических изображений объектов, на основании которой созданы его опытные образцы в соответствии с фиг. 1-3.