Растровые оптические системы

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 устройство. Каждый малый элемент Р. о. с. участвует в создании лишь одного элемента, формируемого системой изображения. Р. о. с. отличаются друг от друга параметрами элементов, способом их укладки на общей поверхности и формой этой поверхности, которая может быть плоской, конической, цилиндрической, сферической и т.д. Применяются также многоплоскостные Р. о. с. и пространственные Р. о. с. (их элементы сложно размещены в пространстве).

  По типу растра различают нерегулярные и регулярные Р. о. с. Последние могут быть: линейными, с элементами растра в виде параллельных линий; радиальными, элементы которых лучами расходятся из общего центра; кольцевыми. в которых элементы расположены в виде концентрических зон; сотовыми; рядовыми, элементы которых размещены в шахматном порядке.

  На практике чаще всего используют Р. о. с. с постоянным периодом следования элементов на общей плоскости (т. н. растры постоянного шага).

  К основным свойствам Р. о. с. относятся: фокусирующее (свет от точечного источника собирается растром в точку, линию или некоторую пространственную зону); множащее, которое позволяет осуществить многократное повторение одних и тех же изображений; анализирующее, которое заключается в разложении изображения на отдельные изображения (рис. 1); интегрирующее, которое обеспечивает восстановление целостного (часто — объёмного) изображения объекта из его элементарных изображений (рис. 2). Нормальное воспроизведение оптического изображения с помощью Р. о. с. возможно путём его двукратного преобразования — анализирования с последующим синтезированием (интегрированием) из полученных элементов. Это можно, например, осуществить в простейшей Р. о. с.: сочетании растра с диффузно отражающим экраном, которое обеспечивает вначале прямое, а затем обратное прохождение лучей (анализ, а затем синтез пространственного изображения). От свойств экрана, помещенного в фокальной плоскости растра, в значительной мере зависят особенности Р. о. с. Комбинируя различные типы растров и экранов, можно получить огромное разнообразие Р. о. с.

  Р. о. с. применяют для многих целей, в том числе и тех, осуществления которых можно добиться с помощью обычных оптических систем, но которые проще и легче достигаются средствами растровой оптики. В то же время Р. о. с. позволяют решать задачи, недоступные для традиционных оптических методов. Они употребляются в полиграфии (на анализирующем свойстве Р. о. с. основаны автотипия, глубокая печать, фототипия), в текстильной промышленности, в измерительной технике (т. н. растровый мерительный инструмент). Но наиболее широко распространены Р. о. с. в прикладной оптике. Их используют для киносъёмки, в том числе высокоскоростной киносъёмки, в цветной фотографии и цветном телевидении. С помощью Р. о. с. воспроизводят стереоскопическое изображение, наблюдаемое без специального индивидуального вспомогательного устройства — стереоскопа. С этой целью применяют т. н. линзово-растровую плёнку и растровые экраны для стереопроекции (см. Интегральное стереокино, Стереоскопическое кино) и стереоскопического телевидения. Множащее свойство Р. о. с. позволяет осуществить беспараллаксное (см. Параллакс) размножение оптических изображений. Благодаря их интегрирующему свойству стало возможным восстановление объёмного изображения объекта методом интегральной фотографии (см. Липмановская фотография). Известны и многие др. Р. о. с. специального назначения.

  Лит.: Валюс Н. А., Растровые оптические приборы, М., 1966.

  Ю. А. Дудников.

Рис. 2. При обратном ходе лучей света от каждого элементарного изображения, полученного в результате анализирования, через многие смежные элементы растра возникает множество подобных друг другу пространственных изображений объекта (интегрирующее, или синтезирующее, свойство растровой оптической системы).

Рис. 1. Анализирующее свойство растровой оптической системы (в данном случае — растра с расположенным в его фокальной плоскости экраном): растр разбивает изображение объекта на дискретный ряд элементарных изображений.