[其他]图象彩色化显示仪

说明书

本发明涉及一种改进的光学图象信息处理仪，特别是一种以重铬酸明胶为记录介质的全息元件作为傅里叶变换透镜的光学系统的图象彩色化显示仪。

图象彩色化显示仪的用途是使不能直接获得彩色的黑白图片，以及人眼不易辨别的位相物经过其光学系统的处理，在输出屏上显示出彩色图象。现有的光学图象信息处理仪，其处理系统是采用传统的4f系统。这种4f系统一方面需要用光学精度要求高的两块傅里叶变换透镜，另一方面被处理的图片受透镜孔径的限制，只能处理小面积图片，而且这种光学系统又无放大作用，光能利用低、输出信号弱，为了显示出大而亮的彩色图象，一般需要配置摄象机和彩色电视接收机进行输出信号放大。这样就使由4f系统组成的图象信息处理仪价格高。另外该系统高频损失大，由于上述原因，限制了它的实用性，难于推广普及。本发明对上述方面作了重要改进。

本发明的图象彩色化显示仪，其特点是：用重铬酸明胶为记录介质的全息光学元件（包括全息光栅或全息透镜）来实现系统的色散和部分聚光功能；在光源和输出屏之间采用发散、会聚的非平行光系统；成象透镜放置在频谱前后，由于上述改进，降低了仪器的造价、并提高了使用效果。

本发明的技术方案可进一步用附图说明：图1是光路示意图，图2是仪器的结构示图，图中1是光源、2是准透镜、3是凹面镜、4是全息元件、5是组合透镜、6是用遮光屏做的滤波器、7是成象透镜、8是输出屏、9是反射镜、10是输入图片。

发明的整个光学系统分成两组成象系统：在第一组成象系统中，光源1经过准透镜2（或凹面镜3）被全息元件4和组合透镜5在频谱面上成有较大色散的象。由于光源1经过紧靠全息元件的被处理过的图片10，所以频谱面上光源1的每个单色象点都包含了图象信息。第二组成象系统是紧靠全息元件的输入图片10，经过频谱面上的滤波处理，由成象透镜7在输出屏8上成彩色图象。

因为第一组成象系统主要是为了造成光源的色散象谱，对成象透镜的色差没有要求（下面说到对象差也没有要求）。以重铬酸明胶为记录介质的全息元件具有透明度好，衍射率高、有会聚色散功能等特点，所以用全息元件并配合使用普通的玻璃透镜作色散和会聚系统已能满足要求，且能佐助全息元件的屈光功能，即缩短组合透镜的焦距。光学系统采用发散、会聚的非平行光系统，为使用较大面积的全息元件创造了条件。输入图片的大小决定于全息元件的大小，因此也就能处理较大面积的输入图片。（大面积的全息元件要比高精度大孔径玻璃透镜容易得到。）全息元件色散大，可以允许光源的发光面积较大，一般不须加光源光栏，光源能量利用较充分，只要用一只小功率的白炽光源即能满足需要。在第二组成象系统中，输入图片10紧贴全息元件4，因此全息元件4不参加对输入图片10的成象，所以对象差也没有要求。将消色差、消象差的成象透镜7放置在频谱面的前后，使滤波得到的红、绿、兰三原色能穿过成象透镜7的孔径，这样用较小孔径的透镜即能满足要求，而且由于透镜靠近频谱减小了高频信息的损失。全息元件4有较大的线色散，能方便地实施空间滤波操作，只要放置一遮光屏，在屏上对最后成象所需要的频谱按三原色波段红、绿、兰分别开孔使其通过，这些原色带了图象信息成为对成象有贡献的彩色频谱成分。由于这些信息是通过消色差和消象差的物镜7来成象的，所以系统最后在输出屏8上显示的全色象是高质量的。设计中有数片反射镜9，用作折叠光路，缩小仪器的体积或改变仪器的形状。

图象彩色化显示仪除可用于黑白图片如x光片，卫星遥感片等的彩色化及特征强化、可进行编码、解码工作外，还可用于位相物如生物切片、透明指纹、液面波动、透明异质物互溶及气体液体的流场等实时彩色显示。

作为一个实施例，图象彩色化显示仪的光源1是24v150w通用溴钨灯，其发光面积是5×3mm²、全息元件3和输入图片10，4吋×5吋，成象透镜φ＝4cm、f＝200mm，输出屏8吋×10吋。