Сборник авторских идей и решений в области инженерной оптики - страница 2

Суть метода: если несколько лазерных источников направить на одну и ту же точку в пространстве и синхронизировать их кратковременные импульсы по фазе, частоте и длительности, то в перекрестии лучей человеческий глаз воспримет устойчивое свечение, даже при том, что каждый отдельный луч может быть сам по себе невидим.

Физиологическая основа

– Человеческий мозг игнорирует одиночные оптические импульсы короче 0,1 сек.

– Однако он способен воспринимать серию таких импульсов как однонаправленное событие, особенно если источников импульсов два и более, а импульсы следуют с небольшой временной задержкой.

– Таким образом, зрительная система работает как пространственно-временной коррелятор (или схема совпадений), реагируя не на отдельные импульсы, а на их сочетания во времени и пространстве.

Технический принцип

– В пространстве располагаются два и более лазера, излучающих импульсы видимого света длительностью <0.1 секунды.

– Лучи направлены в одну точку. При одиночном луче точка практически незаметна глазом.

– При включении второго – яркость возрастает кратно, создавая субъективно видимую устойчивую светящуюся "точку пересечения".

– Продвигая эту точку в пространстве путём отклонения лазеров (механически, оптически, MEMS-зеркалами и т.д.), можно рендерить статические и динамические объёмные изображения.

– Для визуального эффекта необходима серая среда: туман, аэрозоль, пыль или дисперсированная взвесь в воздухе для рассеяния точек по объёму.

Экспериментальная проверка (прототип)

Рис. № 1. Схема реализации способа формирования светящейся точки в пространстве

– Использованы два лазера от лазерных указок, управляемые через LPT-порт ПК с программной модуляцией на языке Delphi.

– Драйвера светодиодов генерировали импульсы длиной до 3 микросекунд – при частоте 1–2 Гц.

– Разнесённые на расстояние 20 см лазеры фокусировались в одну точку на стене.

– Яркость точки при работе одного лазера была предельно слабой, малозаметной; при включении второго – резко возрастала.

Программный фрагмент (на Delphi + вставка на ассемблере):

(Оставим по запросу – системный код подтверждает реальность эксперимента.)

Заключение

На основе эффекта пространственно-временного совпадения световых импульсов возможно построение технологии формирования реальных светящихся точек в воздухе, воспринимаемых человеческим зрением при определённых условиях, без наличия реального "объекта" в фокусе.