РА́СТРОВЫЕ ОПТИ́ЧЕСКИЕ СИСТЕ́МЫ

РА́СТРОВЫЕ ОПТИ́ЧЕСКИЕ СИСТЕ́МЫ, оп­тич. сис­те­мы, со­став­ным эле­мен­том ко­то­рых яв­ля­ет­ся растр. Р. о. с. об­ла­да­ют мно­жа­щим, ин­тег­ри­рую­щим и ана­ли­зи­рую­щим свой­ст­ва­ми.

Рис. 1. Простейшая растровая оптическая система; R – растр, E – экран.

Про­стей­шая мно­го­эле­мент­ная Р. о. с. – ком­би­на­ция рас­тра R и ус­та­нов­лен­но­го за ним диф­фуз­но от­ра­жаю­ще­го эк­ра­на E (рис. 1). Эле­мен­ты рас­тра (от­вер­стия или лин­зы) соз­да­ют на эк­ра­не мно­же­ст­во изо­бра­же­ний объ­ек­та. Это – пер­вич­ное мно­жа­щее свой­ст­во Р. о. с. Об­рат­ный ход лу­чей от изо­бра­же­ний, по­лу­чен­ных на эк­ра­не, вос­ста­нав­ли­ва­ет ес­теств. фор­му объ­ек­та в пред­мет­ном про­стран­ст­ве. Соз­да­ние 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 – вто­рич­ное мно­жа­щее свой­ст­во рас­тро­вых оп­тич. сис­тем.

Рис. 2. Цилиндрический линзовый растр.

Р. о. с. по­зво­ля­ют соз­да­вать объ­ём­ные изо­бра­же­ния, напр. на от­крыт­ках. Ос­но­ва рас­тро­вой сте­рео­фо­то­гра­фии – лин­зо­вый растр, пред­став­ляю­щий со­бой на­бор тон­ких ци­лин­д­рич. линз (рис. 2). Од­на по­верх­ность рас­тра пло­ская, к ней при­клеи­ва­ет­ся бу­ма­га с изо­бра­же­ни­ем, дру­гая – пе­рио­дич. струк­ту­ра из дуг ок­руж­но­стей. Ра­ди­ус этих ок­руж­но­стей r и тол­щи­на t лин­зо­во­го рас­тра по­доб­ра­ны так, что­бы изо­бра­же­ние объ­ек­та фо­ку­си­ро­ва­лось лин­за­ми на пло­скую по­верх­ность рас­тра. По­ка­за­тель пре­лом­ле­ния обыч­но ле­жит в пре­де­лах от 1,5 до 1,65.

Объ­ект на­блю­да­ет­ся объ­ём­ным, т. к. растр, пре­лом­ляя све­то­вые пуч­ки, от­кло­ня­ет их под разл. уг­ла­ми (рис. 3): часть сте­рео­изоб­ра­же­ния, рас­по­ло­жен­ная в пра­вом по­лу­пе­рио­де рас­тра, от­кло­ня­ет­ся вле­во и по­па­да­ет в ле­вый глаз че­ло­ве­ка, а часть сте­рео­изоб­ра­же­ния, рас­по­ло­жен­ная в ле­вом по­лу­пе­рио­де рас­тра, от­кло­ня­ет­ся впра­во и по­па­да­ет в пра­вый глаз.

Рис. 3. Формирование стереоизображения с помощью растровой системы.

Раз­ные струк­ту­ры Р. о. с. по­зво­ля­ют фо­ку­си­ро­вать, кол­ли­ми­ро­вать, про­из­во­дить спек­траль­ную и се­лек­тив­ную фильт­ра­ции све­то­вых пуч­ков и др. Р. о. с. по­зво­ля­ют по­лу­чать за­пи­си дис­кре­ти­зо­ван­ных изо­бра­же­ний с бо­лее вы­со­ким раз­ре­ше­ни­ем, чем это сле­ду­ет из тео­рии ди­фрак­ции. Это про­ис­хо­дит за счёт про­пус­ка­ния че­рез ме­ха­нич. ще­ли толь­ко центр. час­ти ди­фрак­ци­он­ной кар­ти­ны (дис­ка Эй­ри). В ре­зуль­та­те по­лу­ча­ют боль­шие плот­но­сти за­пи­си оп­тич. ин­фор­ма­ции на пе­ре­ме­щае­мом фо­то­мате­риа­ле или мат­ри­це фо­то­при­ём­ни­ков. При этом воз­мож­на ре­ги­ст­ра­ция ди­на­ми­ки объ­ек­та, в т. ч. и быс­тро­про­те­каю­щих про­цес­сов с раз­ре­ше­ни­ем по вре­ме­ни вплоть до на­но­се­кунд, ес­ли ме­ха­нич. пе­ре­ме­ще­ние за­ме­нить элек­тро­оп­тич. или не­ли­ней­но­оп­тич. ска­ни­ро­ва­ни­ем изо­бра­же­ния по све­то­чув­ст­ви­тель­ным при­ём­ни­кам. Рас­шиф­ров­ку та­ко­го рас­тро­во­го изо­бра­же­ния осу­ще­ст­в­ля­ют за­ме­ной фо­то­при­ём­ни­ков на све­то­дио­ды с той же гео­мет­ри­ей и об­рат­ным, уже мед­лен­ным, ска­ни­ро­ва­ни­ем, вос­ста­нав­ли­ваю­щим эво­лю­цию изу­чае­мо­го про­цес­са, точ­нее – его изо­бра­же­ния.

Прин­цип дей­ст­вия Р. о. с. при­ме­ним так­же к элек­трон­ным пуч­кам, рент­ге­нов­ским лу­чам и др.