EA003175B1 - Дисплей для создания трехмерного изображения - Google Patents

Дисплей для создания трехмерного изображения Download PDF

Info

Publication number
EA003175B1
EA003175B1 EA200000989A EA200000989A EA003175B1 EA 003175 B1 EA003175 B1 EA 003175B1 EA 200000989 A EA200000989 A EA 200000989A EA 200000989 A EA200000989 A EA 200000989A EA 003175 B1 EA003175 B1 EA 003175B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
dimensional image
light
forming
display
dimensional
Prior art date
Application number
EA200000989A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200000989A1 (ru
Inventor
Хидейоши Хоримаи
Original Assignee
Оптуэр Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Оптуэр Корпорейшн filed Critical Оптуэр Корпорейшн
Publication of EA200000989A1 publication Critical patent/EA200000989A1/ru
Publication of EA003175B1 publication Critical patent/EA003175B1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G02B3/0068—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between arranged in a single integral body or plate, e.g. laminates or hybrid structures with other optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/50—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels
    • G02B30/56—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels by projecting aerial or floating images
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B35/00—Stereoscopic photography
    • G03B35/18—Stereoscopic photography by simultaneous viewing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

Дисплей обеспечивает создание истинного трехмерного изображения, причем не только неподвижного, но и движущегося, без необходимости использования специальных очков или когерентного света. Множество точек (11) растра, сформированных жидкокристаллическими индикаторами, которые позволяют легко изменять содержание изображения, размещены на экране (10). Изображения объекта, сформированные жидкокристаллическими индикаторами, проецируются в пространство, так что формируется множество изображений (Р) точечных источников света, образующих трехмерное изображение (R) объекта, который должен быть показан. Наблюдатель (Q) видит это изображение как трехмерное.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к дисплею для создания трехмерного изображения, способному создавать стереоскопическое изображение в пространстве.
Уровень техники
В последнее время в результате развития оптической техники были выдвинуты различные предложения, касающиеся создания стереоскопических изображений. Одним из технических средств для этого являются бинокулярные стереоскопические очки, например ΙΜΑΧ ТНЕЛТЕК®, способные создавать для пользователя, надевшего такие очки, стереоскопическое изображение, причем для левого глаза и для правого глаза формируются свои изображения, которые сливаются в одно. Это устройство может создавать стереоскопическое изображение в виде стереограммы за счет использования параллакса между левым и правым глазами.
Кроме того, стереоскопический дисплей может быть голографическим с использованием когерентного света лазера или аналогичного устройства. Этот способ заключается в создании стереоскопического изображения путем предварительного формирования голограммы на фотографической пластине и т.п. с использованием объектного света и опорного света и облучения голограммы исходным опорным светом с формированием восстановленного света.
Кроме того, существует способ создания трехмерных изображений с использованием пластины из линз, примером которого является так называемый способ интегральной фотографии. Согласно предложению Липпмана фотографическую сухую пластину устанавливают в фокальной плоскости пластины из линз, называемой мушиным глазом и составленной из множества маленьких выпуклых линз; для записи множества маленьких изображений объекта на фотографической сухой пластине объектный свет проходит через пластину из линз; а затем фотографическую сухую пластину проявляют и помещают точно в исходное положение и облучают светом со стороны ее тыльной поверхности.
Что касается вышеописанных технических решений, то вышеупомянутые стереоскопические очки неудобны для наблюдателя, поскольку он должен носить специальные очки и не способен вести наблюдение в течение долгого времени, так как очки дают неестественное изображение, что способствует быстрой утомляемости. Для решения этой проблемы недавно было предложено стереоскопическое телевидение, для которого не требуются специальные очки. Однако технические решения, используемые для создания стереоскопического изображения такого типа, способны давать только псевдостереоскопическое изображение с использованием параллакса между левым и правым глазами и не позволяют создавать трехмер ное изображение в истинном смысле. Поэтому, хотя изображение на экране может считаться стереоскопическим в горизонтальном направлении, оно не является стереоскопическим в вертикальном направлении и, например, не может рассматриваться человеком лежа. Кроме того, поскольку в этом способе используется параллакс, изменение точки наблюдения приводит лишь к наблюдению того же самого стереоскопического изображения (с ощущением глубины), но боковая поверхность объекта не появляется, даже если наблюдатель перемещает голову, чтобы посмотреть на объект с левой и правой стороны.
Вышеописанная техника создания стереоскопического изображения с использованием голографии требует использования дорогостоящих громоздких устройств, поскольку требуется когерентный свет от лазера или аналогичного устройства, кроме того, качество изображения ухудшается в связи с пятнистой интерференционной картиной, характерной для лазеров. Кроме того, голография подходит для создания неподвижных изображений, но не подходит для объемного представления трехмерных динамических изображений, поскольку воспроизводится лишь стереоскопическое изображение объекта с использованием голограммы, заранее сформированной на фотографической пластине. Это справедливо и для вышеописанной интегральной фотографии, т. е. этот способ не подходит для создания динамических изображений, поскольку требуется заранее записать множество маленьких изображений объекта на фотографическую пластину.
Таким образом, создание телевизоров и очень больших дисплеев, устанавливаемых на улицах, стадионах и т.п., которые способны создавать истинные стереоскопические динамические изображения, представляет значительную трудность.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение направлено на преодоление вышеописанных недостатков и его целью является создание дисплея для показа трехмерных изображений, который способен создавать реалистическое стереоскопическое изображение, причем не только статическое, но и динамическое, без необходимости использования специальных очков или когерентного света.
Согласно первому аспекту изобретения, дисплей для создания трехмерного изображения содержит средства формирования двухмерного изображения, сформированные из множества упорядоченно расположенных пикселов и способные формировать двухмерное изображение посредством управления каждым из пикселов, и средства формирования трехмерного изображения для формирования в пространстве трехмерного изображения на основе двухмерного изо3 бражения, сформированного средствами формирования двухмерного изображения.
В этом дисплее для создания трехмерного изображения трехмерное изображение в пространстве формируется средствами формирования трехмерного изображения на основе двухмерного изображения, сформированного множеством пикселов, входящих в состав средств формирования двухмерного изображения.
Согласно первому аспекту изобретения, в первом варианте выполнения изобретения дисплей для создания трехмерного изображения имеет такую конфигурацию, что средства формирования двухмерного изображения включают множество элементов для формирования двухмерного изображения, каждый из которых сформирован из множества упорядоченно расположенных пикселов и способен формировать двухмерное изображение, а средства формирования трехмерного изображения включают светорассеивающий элемент, расположенный напротив каждого из элементов для формирования двухмерного изображения и позволяющий свету, вышедшему из соответствующих элементов для формирования двухмерного изображения и упавшему на светорассеивающий элемент, выйти в пространство в виде рассеянного света, благодаря тому, что светорассеивающий элемент позволяет упавшему на него свету выйти под углом, большим, чем угол падения, и средства управления дисплеем для управления элементами для формирования двухмерного изображения так, что свет, вышедший из светорассеивающего элемента, формирует множество изображений точечных источников света, образующих трехмерное изображение в пространстве.
В первом варианте выполнения дисплея для создания трехмерного изображения свет, который, выходя из соответствующих элементов дисплея для формирования двухмерного изображения, падает на светорассеивающие элементы, выходит в пространство в виде рассеянного света. Этими пучками выходящего света формируется множество изображений точечных источников света, которые формируют демонстрируемое трехмерное изображение.
Согласно первому варианту выполнения дисплея для создания трехмерного изображения средства управления дисплеем выполнены с возможностью управления элементами для формирования двухмерного изображения путем подачи в соответствующие элементы для формирования двухмерного изображения данных о двухмерных изображениях, двухмерно представляющих трехмерное изображение, которое должно быть показано целиком или частично для различных точек наблюдения, формируя тем самым в пространстве множество изображений точечных источников света с помощью света, который вышел из светорассеивающих элементов.
Согласно первому варианту выполнения дисплея для создания трехмерного изображения, светорассеивающий элемент может содержать собирающую часть, способную собирать падающий свет в одну точку, и плоскую выходную поверхность, расположенную в этой точке схождения, заданной собирающей частью. Входная поверхность собирающей части светорассеивающего элемента может включать асферическую поверхность, выпуклую с входной стороны этого элемента, или сферическую поверхность с центром кривизны, расположенным в точке собирания света собирающей частью. Альтернативно, собирающая часть светорассеивающего элемента может включать линзу Френеля. Собирающая часть светорассеивающего элемента может иметь такую конструкцию, при которой она собирает свет с помощью интерференционной картины, сформированной на ее входной поверхности. В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно первому варианту выполнения изобретения, светорассеивающий элемент может быть выполнен в виде пластины или пленки, на которую нанесена заранее заданная интерференционная картина, и обладать способностью собирать падающий свет в одну точку или отклонять падающий свет так, как будто он рассеивается из одной точки.
Согласно первому аспекту изобретения во втором варианте выполнения изобретения в дисплее для создания трехмерного изображения средства формирования двухмерного изображения содержат множество элементов для формирования двухмерного изображения, каждый из которых сформирован из множества упорядоченно расположенных пикселов и способен формировать двухмерное изображение, а средства формирования трехмерного изображения включают микроотверстие напротив каждого из множества элементов для формирования двухмерного изображения, позволяющее свету, попавшему в него из соответствующего элемента для формирования двухмерного изображения, пройти через него без изменения, и средства управления дисплеем для управления элементами для формирования двухмерного изображения так, что свет, вышедший из микроотверстий, формирует множество изображений точечных источников света, образующих трехмерное изображение в пространстве.
Во втором варианте выполнения дисплея для создания трехмерного изображения свет, который выходит из соответствующих элементов дисплея для формирования двухмерного изображения, выходит в пространство через соответствующие микроотверстия. Этими пучками выходящего света формируется множество точечных источников света, которые формируют демонстрируемое трехмерное изображение.
Согласно второму варианту выполнения дисплея для создания трехмерного изображения средства управления дисплеем выполнены с возможностью управления элементами для формирования двухмерного изображения путем подачи в соответствующие элементы для формирования двухмерного изображения данных о двухмерных изображениях, двухмерно представляющих трехмерное изображение, которое должно быть показано целиком или частично для различных точек наблюдения, формируя тем самым в пространстве множество изображений точечных источников света с помощью света, который вышел из микроотверстий.
Согласно первому аспекту изобретения в третьем варианте выполнения изобретения средства формирования двухмерного изображения содержат панель для формирования двухмерного изображения, сформированную из множества упорядоченно расположенных пикселов и способную формировать двухмерное изображение путем управления каждым из пикселов, а средства формирования трехмерного изображения включают матрицу ячеек для пропускания/непропускания света, сформированную из упорядоченно расположенных ячеек для пропускания/непропускания света, которая установлена напротив панели и позволяет свету, который попал на эту матрицу ячеек, выйдя из пикселов панели, пройти через нее без изменения или препятствует его прохождению, средства управления ячейками для сканирования матрицы ячеек так, чтобы ее ячейки последовательно переходили в состояние пропускания света, и средства управления дисплеем для управления указанной панелью так, чтобы зона формирования изображения этой панели последовательно сдвигалась синхронно со сканированием матрицы ячеек средствами управления ячейками, а свет, который вышел из пикселов, лежащих в этой зоне формирования изображения, и прошел через ячейки, находящиеся в состоянии пропускания света, формировал множество изображений точечных источников света, образующих трехмерное изображение в пространстве.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно третьему варианту выполнения изобретения, матрица ячеек сканируется и управляется так, что ячейки для пропускания/ непропускания света последовательно переходят в открытое состояние (состояние пропускания света), причем управление осуществляется так, что зона формирования изображения на панели последовательно сдвигается синхронно со сканированием. Множество точечных источников света, которые формируют демонстрируемое трехмерное изображение, формируется в пространстве с помощью света, который вышел из пикселов, расположенных в последовательно сдвигаемой зоне формирования изображения и прошел через ячейки для пропускания/ непропускания света, находящиеся в состоянии пропускания света.
Согласно третьему варианту выполнения дисплея для создания трехмерного изображения средства управления дисплеем выполнены с возможностью управления панелью путем подачи в соответствующие пикселы в зоне формирования изображения на этой панели данных о двухмерных изображениях, двухмерно представляющих трехмерное изображение, которое должно быть показано целиком или частично для различных точек наблюдения, формируя тем самым в пространстве множество изображений точечных источников света с помощью света, который прошел через ячейки, находящиеся в состоянии пропускания света.
В третьем варианте выполнения изобретения дисплей для создания трехмерного изображения может иметь конструкцию, в которой имеется множество упорядоченно расположенных базовых модулей, каждый из которых включает панель для формирования двухмерного изображения и матрицу ячеек для пропускания/ непропускания света, причем матрица ячеек каждого из базовых модулей снабжена средствами управления ячейками и эти средства управления так управляют сканированием матрицы ячеек, что ячейки в различных матрицах, находящиеся в соответствующих друг другу положениях, входят в открытое состояние синхронно друг с другом, при этом средства управления дисплеем так управляют работой панели, что зоны формирования изображения в панелях множества базовых модулей сдвигаются синхронно со сканированием матрицы ячеек, осуществляемым средствами управления ячейками, так что свет, который вышел из пикселов, лежащих в зонах формирования изображения, и прошел через находящиеся в состоянии пропускания света ячейки матриц, соответствующие друг другу, формирует множество изображений точечных источников света, образующих трехмерное изображение в пространстве.
В этом варианте выполнения в дисплее для создания трехмерного изображения упорядоченно размещено множество базовых блоков, содержащих панель для формирования двухмерного изображения и матрицу ячеек для пропускания/непропускания света. Матрицы ячеек множества базовых блоков сканируются с помощью средств управления параллельно, так что ячейки, расположенные в соответствующих друг другу положениях, переходят в открытое состояние синхронно друг с другом. Управление осуществляется так, что зоны формирования изображения на панелях для формирования двухмерного изображения множества базовых блоков сдвигаются параллельно (одновременно) и синхронно с параллельным сканированием множества матриц ячеек. Свет, который вышел из пикселов, расположенных в зоне формирования изображения, проходит через ячейки соответствующих матриц, находящиеся в состоянии пропускания света, и эти пучки прошедшего света формируют множество точечных источ003175 ников света, создающих в пространстве демонстрируемое трехмерное изображение.
В этом дисплее для создания трехмерного изображения средства управления дисплеем могут управлять панелью путем подачи в соответствующие пикселы в зонах формирования изображения на панелях в множестве базовых модулей данных о двухмерных изображениях, двухмерно представляющих трехмерное изображение, которое должно быть показано целиком или частично для различных точек наблюдения, формируя тем самым в пространстве множество изображений точечных источников света с помощью света, который прошел через ячейки, находящиеся в состоянии пропускания света.
Согласно первому аспекту изобретения в четвертом варианте выполнения изобретения дисплей для создания трехмерного изображения имеет такую конструкцию, что средства формирования двухмерного изображения содержат средства управления формированием изображения для управления операцией формирования изображения так, что сформированное двухмерное изображение изменяется во времени, а средства формирования трехмерного изображения включают отклоняющие средства для изменения направления проецирования двухмерного изображения путем отклонения света, который вышел из средств формирования двухмерного изображения, так, что направление проецирования двухмерного изображения, сформированного средствами формирования двухмерного изображения, изменяется в соответствии с изменениями двухмерного изображения во времени.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно четвертому варианту выполнения изобретения, направление проецирования двухмерного изображения, изменяющегося со временем и сформированного средствами формирования двухмерного изображения, отклоняется так, что направление проецирования изменяется в соответствии с изменениями двухмерного изображения во времени. В результате остаточные изображения двухмерного изображения, проецируемого в различных направлениях, создают трехмерное изображение в пространстве.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно четвертому варианту выполнения изобретения, отклоняющие средства могут включать жидкокристаллический элемент с изменяемым направлением пропускания света, в котором молекулы жидкого кристалла выстраиваются в направлении электрического поля, что обеспечивает пропускание света только в направлении электрического поля.
Дисплей для создания трехмерного изображения может дополнительно содержать рассеивающие средства для рассеивания направления проецирования двухмерного изображения в направлении, отличном от направления его отклонения отклоняющими средствами. В дисплее для создания трехмерного изображения средства управления формированием изображения могут управлять созданием изображения так, чтобы увеличение двухмерного изображения в направлении его отклонения зависело от направления проецирования двухмерного изображения, отклоняемого отклоняющими средствами.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно четвертому варианту выполнения изобретения, средства формирования двухмерного изображения могут дополнительно включать приемные средства для приема кодированных данных о двухмерных изображениях и средства декодирования для декодирования данных о двухмерных изображениях, принятых приемными средствами. Когда отклоняющие средства периодически выполняют операцию отклонения направления проецирования двухмерного изображения, кодированные данные о двухмерных изображениях, принимаемые приемными средствами, могут включать первые сжатые кодированные данные, подаваемые синхронно с периодом операции отклонения в отклоняющих средствах и сформированные независимо путем сжатия и кодирования данных о двухмерных неподвижных изображениях, и вторые сжатые кодированные данные, подаваемые в моменты времени, соседние по отношению к первым сжатым кодированным данным, и образованные разностными данными, представляющими отличие от первых сжатых кодированных данных.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно четвертому варианту выполнения изобретения, средства управления формированием изображения могут быть способны формировать двухмерное изображение в полутонах путем, по меньшей мере, или управления пикселами на основе временного разделения, или управления пикселами на пространственной основе. Отклоняющие средства могут изменять направление проходящего через них света. Кроме того, отклоняющие средства могут изменять направление проецирования падающего на них света при его отражении от них. Отклоняющие средства могут быть сформированы из упорядоченно расположенного множества призм или зеркал, установленных с возможностью поворота.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно четвертому варианту выполнения изобретения, отклоняющие средства могут быть сформированы с использованием голограммы, которая отклоняет падающий свет в направлении, зависящем от места падения. В этом случае отклоняющие средства могут последовательно отклонять падающий свет путем сдвига голограммы в направлениях, отличающихся от направления падения света. Откло9 няющие средства могут включать множество наборов регулярно расположенных голограмм.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно четвертому варианту выполнения изобретения, голограмма может быть сформирована на пластине. В этом случае отклоняющие средства могут последовательно отклонять падающий свет при возвратнопоступательном движении пластины в направлении, отличном от направления падения света.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно четвертому варианту выполнения изобретения, голограмма сформирована на пленке. В этом случае отклоняющие средства могут последовательно отклонять падающий свет при сдвиге пленки в одном направлении, отличном от направления падения света.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно четвертому варианту выполнения изобретения, голограмма может быть сформирована на заранее заданной изогнутой поверхности. Например, изогнутая поверхность может быть цилиндрической поверхностью.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно четвертому варианту выполнения изобретения, отклоняющие средства могут быть сформированы с использованием пропускающего свет элемента, толщина которого локально изменяется в соответствии с поданным на этот элемент напряжением для создания неровностей на поверхности этого элемента.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно четвертому варианту выполнения изобретения, отклоняющие средства могут изменять направление проецирования двухмерного изображения путем отклонения света до того, как с его помощью формируется изображение в средствах формирования двухмерного изображения. В этом случае отклоняющие средства могут включать поворачивающееся отражающее или преломляющее тело. Отклоняющие средства могут включать источник света, совершающий возвратнопоступательные перемещения, и оптическую систему для направления света, испускаемого источником света, на средства формирования двухмерного изображения. Отклоняющие средства могут включать источник света, который может изменять направление испускания света в соответствии с изменениями двухмерного изображения, формируемого средствами формирования двухмерного изображения, во времени.
Согласно первому аспекту изобретения в пятом варианте выполнения изобретения в дисплее для создания трехмерного изображения средства формирования двухмерного изображения содержат множество элементов для формирования двухмерного изображения, каждый из которых сформирован из множества упорядоченно расположенных пикселов и способен формировать двухмерное изображение, а сред ства формирования трехмерного изображения содержат множество точечных источников света, которые установлены напротив соответствующих элементов для формирования двухмерного изображения и испускают направленный свет так, что соответствующие элементы для формирования двухмерного изображения освещаются светом, рассеивающимся из одной точки, и средства управления дисплеем для управления элементами для формирования двухмерного изображения и точечными источниками света так, что трехмерное изображение формируется светом, который испущен точечными источниками света и прошел через элементы для формирования двухмерного изображения.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно пятому варианту выполнения изобретения, трехмерное изображение сформировано светом, который испущен точечными источниками света и прошел через элементы для формирования двухмерного изображения.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно пятому варианту выполнения изобретения, средства управления дисплеем могут управлять работой элементов для формирования двухмерного изображения путем подачи в соответствующие элементы для формирования двухмерного изображения данных о двухмерных изображениях, двухмерно представляющих трехмерное изображение, которое должно быть показано целиком или частично для различных точек наблюдения.
Согласно первому аспекту изобретения в шестом варианте выполнения изобретения в дисплее для создания трехмерного изображения средства формирования двухмерного изображения содержат панель для формирования двухмерного изображения, сформированную из множества упорядоченно расположенных пикселов и способную формировать двухмерное изображение путем управления каждым из пикселов, а средства формирования трехмерного изображения включают множество точечных источников света, которые установлены напротив панели и испускают направленный свет так, что соответствующие заранее заданные зоны панели освещаются светом, рассеивающимся из одной точки, и средства управления дисплеем для управления панелью и точечными источниками света так, что зона формирования изображения на панели последовательно сдвигается, причем зона формирования изображения освещается светом, испущенным соответствующим точечным источником света, для формирования трехмерного изображения с помощью света, прошедшего через зону формирования изображения.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно шестому варианту выполнения изобретения, трехмерное изображение формируется светом, который испущен точеч11 ными источниками света и который прошел через зону формирования изображения на панели для формирования двухмерного изображения.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно шестому варианту выполнения изобретения, средства управления дисплеем управляют панелью путем подачи в соответствующие пикселы в зоне формирования изображения на этой панели данных о двухмерных изображениях, двухмерно представляющих трехмерное изображение, которое должно быть показано целиком или частично для различных точек наблюдения.
Согласно второму аспекту изобретения дисплей для создания трехмерного изображения содержит средства формирования двухмерного изображения для формирования множества двухмерных изображений с помощью света, подвергнутого временной модуляции на основе информации о множестве двухмерных изображений, и средства формирования трехмерного изображения для формирования трехмерного изображения путем проецирования множества двухмерных изображений, сформированных средствами формирования двухмерного изображения, в направлениях, отличающихся друг от друга.
В этом дисплее для создания трехмерного изображения средства формирования двухмерного изображения формируют множество двухмерных изображений с помощью света, подвергнутого временной модуляции на основе информации о множестве двухмерных изображений; а трехмерное изображение формируется путем проецирования множества двухмерных изображений, сформированных средствами формирования двухмерного изображения, в направлениях, отличающихся друг от друга.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно второму аспекту изобретения, средства формирования двухмерного изображения могут формировать двухмерные изображения с помощью сканирующего модулированного света. В этом случае средства формирования трехмерного изображения могут проецировать множество двухмерных изображений в направлениях, отличающихся друг от друга, путем отражения сканирующего света, формируемого средствами формирования двухмерного изображения, в различных направлениях в соответствии с местом падения света. Средства формирования трехмерного изображения могут содержать область, в которой записана информация позиционирования, используемая для управления положением места падения сканирующего света, формируемого средствами формирования двухмерного изображения. Средства формирования трехмерного изображения могут дополнительно содержать область, в которой записана информация синхронизации для осуществления синхронизированного управления дисплеем в целом. Согласно третьему аспекту изобретения, дисплей для создания трехмерного изображения содержит средства формирования двухмерного изображения для формирования множества двухмерных изображений путем испускания света, несущего информацию о множестве двухмерных изображений, и средства формирования трехмерного изображения для формирования трехмерного изображения путем проецирования света, испущенного средствами формирования двухмерного изображения, в различных направлениях в соответствии с местом его падения для проецирования множества двухмерных изображений в направлениях, отличающихся друг от друга. Средства формирования трехмерного изображения содержат область, в которой записана информация позиционирования, используемая для управления положением места падения света, испущенного средствами формирования двухмерного изображения.
В этом дисплее для создания трехмерного изображения средства формирования двухмерного изображения испускают свет, несущий информацию о множестве двухмерных изображений, для формирования множества двухмерных изображений, а средства формирования трехмерного изображения проецируют свет, испускаемый средствами формирования двухмерного изображения, в различных направлениях в соответствии с местом его падения, в результате чего множество двухмерных изображений проецируется в направлениях, отличных друг от друга, с формированием трехмерного изображения. Поскольку в этом дисплее средства формирования трехмерного изображения содержат область, в которой записана информация позиционирования, используемая для управления местом падения света, испускаемого средствами формирования двухмерного изображения, то можно управлять положением места падения света на средства формирования трехмерного изображения.
Согласно третьему аспекту изобретения в дисплее для создания трехмерного изображения средства формирования трехмерного изображения могут дополнительно содержать область, в которой записана информация синхронизации для осуществления синхронизированного управления дисплеем в целом.
Вышеупомянутые и другие цели, признаки и преимущества изобретения станут понятными из последующего описания.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен вид спереди дисплея для создания трехмерного изображения согласно первому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 2 - сечение главной части дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 3 - увеличенное изображение сечения главной части дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 4 - блок-схема схемы управления дисплеем, предназначенной для управления работой дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 5 показано, как в дисплее создается трехмерное изображение;
на фиг. 6А представлен пример изображения, показываемого дисплеем для создания трехмерного изображения;
на фиг.6В приведены данные об изображении, полученные преобразованием этого изображения в двоичные значения;
на фиг. 7 объясняется процедура вырезания частичных данных об изображении из данных об изображении;
на фиг. 8 показаны частичные данные об изображении (вырезанные данные), полученные согласно процедуре, показанной на фиг. 7;
на фиг. 9 - инвертированные данные, полученные инвертированием вырезанных данных, показанных на фиг. 8;
на фиг. 10 - сечение, объясняющее работу главной части дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 11 объясняется, как дисплеем для создания трехмерного изображения формируются изображения точечных источников света в пространстве;
на фиг. 12 показано состояние, когда дисплей для создания трехмерного изображения формирует в пространстве плоское изображение;
на фиг. 13 - состояние, когда дисплей для создания трехмерного изображения формирует в пространстве стереоскопическое изображение;
на фиг. 14 - зависимость между расстоянием от изображений точечных источников света до экрана дисплея и угловым разрешением при постоянном угловом поле;
на фиг. 15 - сечение светорассеивающего элемента согласно одному из вариантов его выполнения;
на фиг. 16 - сечение светорассеивающего элемента согласно другому варианту его выполнения;
на фиг. 17 - сечение светорассеивающего элемента согласно еще одному варианту его выполнения;
на фиг. 18 - входная поверхность светорассеивающего элемента, показанного на фиг. 17;
на фиг. 19 - сечение светорассеивающего элемента согласно еще одному варианту его выполнения;
на фиг. 20 - сечение коллиматорной линзы согласно одному из вариантов ее выполнения;
на фиг. 21 - вид в перспективе дисплея для создания трехмерного изображения согласно второму варианту выполнения изобретения;
на фиг. 22 - сечение главной части дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 23 - укрупненное сечение главной части дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 24 - вид в перспективе дисплея для создания трехмерного изображения согласно третьему варианту выполнения изобретения;
на фиг. 25 - сечение главной части дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 26 - блок-схема схемы управления дисплеем, предназначенной для управления работой дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 27 объясняется работа дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 28 объясняется работа дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 29 представлен конкретный пример дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 30 показан вид в перспективе дисплея для создания трехмерного изображения согласно четвертому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 31А-31С объясняется работа дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 32А-32С объясняется работа дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 33 иллюстрируется конкретный пример дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 34 иллюстрируется конкретный пример дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 35 показан вид сверху дисплея для создания трехмерного изображения согласно пятому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 36 - вид в перспективе главной части дисплея, показанного на фиг. 35;
на фиг. 37 - вид сбоку главной части дисплея, показанного на фиг. 35;
на фиг. 38 - вид сверху для объяснения фотографического принципа, используемого для получения данных о двухмерном изображении, которые подаются в дисплей для создания трехмерного изображения;
на фиг. 39А-39С иллюстрируется, как в зависимости от направления наблюдения видны изображения из различных точек наблюдения;
на фиг. 40 показано сечение отклоняющей пластины, изображенной на фиг. 35;
на фиг. 41 показано сечение отклоняющей пластины, изображенной на фиг. 35, в одном из рабочих состояний;
на фиг. 42 показано сечение отклоняющей пластины, изображенной на фиг. 35, в другом рабочем состоянии;
на фиг. 43 показана блок-схема схемы управления дисплеем, предназначенной для управления работой дисплея для создания трехмерного изображения;
на фиг. 44 объясняется принцип модуляции ширины изображения;
на фиг. 45 объясняется тот же принцип модуляции ширины изображения;
на фиг. 46А-46С объясняется тот же принцип модуляции ширины изображения;
на фиг. 47 иллюстрируется способ сжатия данных изображения согласно стандарту МРЕС;
на фиг. 48 иллюстрируется этот же способ сжатия данных согласно стандарту МРЕС;
на фиг. 49 иллюстрируется пример расположения пикселов в жидкокристаллическом индикаторе, показанном на фиг. 35;
на фиг. 50 иллюстрируется способ представления полутонов с использованием техники временного разделения;
на фиг. 51 иллюстрируется способ представления полутонов с использованием техники пространственного разделения;
на фиг. 52 иллюстрируется способ повышения четкости изображения;
на фиг. 53 иллюстрируется способ повышения четкости изображения;
на фиг. 54 показан вид в перспективе, иллюстрирующий конфигурацию решетки отклоняющих призм, используемой как модификация отклоняющей пластины, изображенной на фиг. 35;
на фиг. 55А-55Е иллюстрируются работа решетки отклоняющих призм, показанной на фиг. 54;
на фиг. 56 иллюстрируется другой пример вращающейся призмы, которая образует часть решетки отклоняющих призм, показанной на фиг. 54;
на фиг. 57 показан вид сверху дисплея для создания трехмерного изображения согласно шестому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 58 показано сечение отклоняющей пластины, изображенной на фиг. 57;
на фиг. 59 показано укрупненное изображение сечения части отклоняющей пластины, изображенной на фиг. 57;
на фиг. 60 иллюстрируется работа дисплея для создания трехмерного изображения, показанного на фиг. 57;
на фиг. 61 - работа дисплея для создания трехмерного изображения, показанного на фиг. 57, на фиг. 62 - работа дисплея для создания трехмерного изображения, показанного на фиг. 57;
на фиг. 63 - работа дисплея для создания трехмерного изображения, показанного на фиг. 57;
на фиг. 64А-64Е сравниваются принципы, лежащие в основе операций отклонения в дисплеях, показанных на фиг. 35 и фиг. 57;
на фиг. 65 объясняется работа дисплея для создания трехмерного изображения, выполненного согласно модификации, изображенной на фиг. 57;
на фиг. 66 объясняется работа дисплея для создания трехмерного изображения, выполнен ного согласно модификации, изображенной на фиг. 57;
на фиг. 67 объясняется работа дисплея для создания трехмерного изображения, выполненного согласно модификации, изображенной на фиг. 57;
на фиг. 68 изображен вид сверху дисплея для создания трехмерного изображения согласно седьмому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 69 - вид сверху дисплея для создания трехмерного изображения согласно восьмому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 70 - вид сверху отклоняющей пленки дисплея для создания трехмерного изображения, показанного на фиг. 69, иллюстрирующий конфигурацию и работу этого дисплея;
на фиг. 71 - вид в перспективе отклоняющей пленки дисплея для создания трехмерного изображения, показанного на фиг. 69, иллюстрирующий работу этого дисплея;
на фиг. 72 - вид сверху отклоняющей пленки дисплея для создания трехмерного изображения, показанного на фиг. 69, иллюстрирующий работу отклоняющей ячейки;
на фиг. 73 схематично показан вид в перспективе дисплея для создания трехмерного изображения, выполненного как модификация дисплея, показанного на фиг. 69;
на фиг. 74 показан вид сверху дисплея для создания трехмерного изображения, показанного на фиг. 73;
на фиг. 75 - сечение отклоняющей пластины, используемой в дисплее для создания трехмерного изображения, согласно девятому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 76 - сечение отклоняющей пластины, изображенной на фиг. 75, и иллюстрируется ее работа;
на фиг. 77 - вид сверху модификации проецирующей оптической системы, используемой в дисплее для создания трехмерного изображения, согласно вариантам выполнения изобретения с пятого по девятый;
на фиг. 78 - вид сверху дисплея для создания трехмерного изображения, согласно десятому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 79 - вид сверху дисплея для создания трехмерного изображения, изображенного на фиг. 78, и иллюстрируется его работа;
на фиг. 80 - вид сверху дисплея для создания трехмерного изображения, выполненного как модификация десятого варианта выполнения изобретения, и иллюстрируется структура и работа такого дисплея;
на фиг. 81 - вид сверху дисплея для создания трехмерного изображения, выполненного как другая модификация десятого варианта выполнения изобретения, и иллюстрируется структура и работа такого дисплея;
на фиг. 82 - вид сверху дисплея для создания трехмерного изображения, выполненного как еще одна модификация десятого варианта выполнения изобретения, и иллюстрируется структура и работа такого дисплея;
на фиг. 83 - вид в перспективе светоизлучающей панели, показанной на фиг. 82 и обеспечивающей отклонение направления излучения света;
на фиг. 84 - сечение модифицированной отклоняющей пластины, используемой в дисплее для создания трехмерного изображения, согласно вариантам выполнения изобретения с шестого по восьмой;
на фиг. 85 - вид в перспективе дисплея для создания трехмерного изображения согласно одиннадцатому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 86 - вид в перспективе части проецирующего блока, показанного на фиг. 85;
на фиг. 87 - внутренняя круговая поверхность отклоняющего экрана, изображенного на фиг. 85;
на фиг. 88 - вид в перспективе отклоняющей области, изображенной на фиг. 87;
на фиг. 89 - в укрупненном масштабе вид в перспективе отражающей части, изображенной на фиг. 88;
на фиг. 90 - вид в перспективе другого примера выполнения отклоняющей области, изображенной на фиг. 87;
на фиг. 91 - блок-схема дисплея для создания трехмерного изображения согласно одиннадцатому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 92 - соотношение между угловым диапазоном отклонения света отклоняющей областью отклоняющего экрана и областью, в которой дисплей формирует трехмерное изображение, согласно одиннадцатому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 93 - соотношение между угловым диапазоном отклонения света отклоняющей областью отклоняющего экрана и областью, в которой дисплей формирует трехмерное изображение, согласно одиннадцатому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 94 - модификация дисплея для создания трехмерного изображения согласно одиннадцатому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 95 - вид в перспективе дисплея для создания трехмерного изображения согласно двенадцатому варианту выполнения изобретения;
на фиг. 96 - модификация дисплея для создания трехмерного изображения, согласно двенадцатому варианту выполнения изобретения.
Предпочтительные варианты выполнения изобретения
Ниже предпочтительные варианты выполнения изобретения описаны со ссылками на прилагаемые чертежи.
Первый вариант выполнения изобретения
На фиг. 1 показан вид спереди трехмерного экрана, составляющего часть дисплея для создания трехмерного изображения, согласно настоящему варианту выполнения изобретения. На фиг. 2 показано сечение дисплея для создания трехмерного изображения по линии А-А' на фиг. 1. На фиг. 3 показано увеличенное изображение сечения части экрана дисплея, показанного на фиг. 2. Как показано на фиг. 1, на экране 10 дисплея для создания трехмерного изображения имеются точки 11 растра, упорядоченно расположенные в виде матрицы с постоянными интервалами в горизонтальном направлении (боковое направление на чертеже) и вертикальном направлении (вертикальное направление на чертеже). Как показано на фиг. 2 и 3, экран 10 дисплея для создания трехмерного изображения содержит множество светорассеивающих элементов 12, выполненных из прозрачного материала, что позволяет видимому свету проходить сквозь них, по существу, без потерь, и упорядоченно расположенных в виде матрицы; и элементы 13 жидкокристаллического индикатора (далее называемые жидкокристаллическими индикаторами), установленные напротив входных поверхностей 12Ь светорассеивающих элементов 12, описанных ниже.
Каждый из светорассеивающих элементов содержит базовую часть 12а, входную поверхность 12Ь, сформированную на одной стороне базовой части 12а в виде выпуклости, и выходную поверхность 12с в виде плоской поверхности на другой стороне базовой части 12а. Входная поверхность 12Ь выполнена в виде асферической поверхности, например параболической поверхности, обращенной выпуклостью к входной стороне. Предпочтительно, чтобы все светорассеивающие элементы 12 были сформированы интегрально. Входные поверхности 12Ь соответствуют собирающей части, а выходные поверхности 12с соответствуют выходной поверхности.
Каждый из жидкокристаллических индикаторов 13 выполнен в виде матрицы, например, имеющей 15 пикселов (жидкокристаллических ячеек) в горизонтальном и 9 пикселов в вертикальном направлении, и закреплен на светорассеивающем элементе 12 с помощью опорной детали 14. На фиг. 3 для удобства показаны только 9 пикселов в горизонтальном направлении и 9 световых пучков. Изобретение не ограничено этим количеством пикселов, и возможна любая соответствующая модификация. Каждым пикселом жидкокристаллических индикаторов управляют в соответствии с данными об изображении, которые представляют целое трехмерное изображение, которое должно быть показано дисплеем, или каждую его часть, в виде неподвижного двухмерного изображения, которое должно быть видно из каждой из различных точек наблюдения. Одна точка 11 растра сформирована парой, состоящей из светорассеивающего элемента 12 и жидкокристаллического индикатора 13.
Как показано на фиг. 2, за экраном 10 дисплея имеется одна коллиматорная линза 20, связанная с каждой группой из множества точек 11 растра, а за коллиматорной линзой 20 имеется блок 30 источников света, содержащий светодиоды 31. Свет, испускаемый светодиодом 31, преобразуется коллиматорной линзой 20 в параллельные световые пучки, которые падают на жидкокристаллические индикаторы 13. Коллиматорная линза 20 может, например, включать линзу Френеля или аналогичную линзу, как показано на фиг. 2.
Как показано на фиг. 3, параллельные световые пучки, которые вышли из коллиматорной линзы 20, избирательно модулируются при прохождении через жидкокристаллические ячейки, образующие пикселы жидкокристаллических индикаторов 13, падают на входные поверхности 12Ь светорассеивающих элементов 12 и преломляются этими входными поверхностями 12Ь, собираясь в одной точке на выходной поверхности 12с (в точке 126 схождения). Далее свет, собранный в точке 126, преломляется и, таким образом, выходит в пространство, по существу, в виде равномерно рассеянного пучка. Например, предположим, что числовая апертура входной поверхности 12Ь светорассеивающего элемента 12 равна 0,55, а показатель преломления базовой части 12а равен 1,80. Тогда эффективная числовая апертура для света, который собирается входной поверхностью 12а в точке 126 схождения, равна 1,0, т.е. 0,55 х 1,80 = 1,0. Поэтому свет, собранный в точке 126, при выходе в пространство из выходной поверхности 12с расходится под углом 180°. То есть расходящийся свет выходит в пространство из точки 126 схождения, играющей роль точечного источника света. Жидкокристаллические индикаторы 13 образуют элемент для формирования двухмерного изображения, а светорассеивающие элементы 12 - светорассеивающий элемент.
На фиг. 4 показана схема управления дисплеем для управления выводом изображения на экран 10 дисплея, имеющий вышеописанную конфигурацию. Схема 40 управления дисплеем содержит: блок 41 ввода данных для ввода данных 48 о двухмерном неподвижном изображении, образованных множествами данных о частичных изображениях; буфер 42 данных для временного хранения входных данных 48 о двухмерном неподвижном изображении; распределительный блок 43 для распределения и выдачи данных 48 о двухмерном неподвижном изображении, хранимых в буфере 42 данных, в виде множеств данных о частичных изображениях; блоки 44 буферной памяти для временного хранения соответствующих данных о частичных изображениях, выданных распределительным блоком 43, и для одновременной выдачи данных о частичных изображениях в соответствующие жидкокристаллические индикаторы 13 в заданные моменты времени; и главный блок 45 управления для управления вышеописанными частями. Как описано в следующем конкретном примере, данные о частичных изображениях - это данные, полученные инвертированием данных, которые представляют каждую часть отображаемого трехмерного неподвижного изображения на двухмерной основе для каждой из различных точек наблюдения. В данном контексте термин инверсия означает не только инверсию изображения в вертикальном и горизонтальном направлениях, но и инверсию в направлении глубины (т. е. в направлении, перпендикулярном экрану 10 дисплея для создания трехмерного изображения). Такую инверсию выполняют заранее, чтобы в конечном счете предотвратить получение пространственного стереоскопического изображения с инвертированными выпуклостями и вогнутостями, как имеет место, например, на посмертной маске, с учетом инверсии исходного изображения (изображения, поданного на жидкокристаллические индикаторы 13) светорассеивающими элементами 12. Вышеупомянутые заданные моменты времени это моменты времени, заданные главным блоком 45 управления. Схема 40 управления дисплеем соответствует средствам управления дисплеем.
Ниже, со ссылками на фиг. 1-5, описана работа дисплея для создания трехмерного изображения, имеющего вышеупомянутую конфигурацию. На фиг. 5 иллюстрируется экран 10 дисплея непосредственно сверху. На фиг. 5 не показаны блок 30 источников света и коллиматорная линза 20, изображенные на фиг. 2.
Прежде всего, в процессоре для обработки изображений, который не показан, формируется множество наборов данных о частичных изображениях путем инвертирования данных об изображении, которые представляют каждую из частей трехмерного изображения, видимого из каждой из различных точек наблюдения, и эти данные поступают в блок 41 ввода данных (фиг. 4) схемы 40 управления дисплеем в виде данных 48 о двухмерном неподвижном изображении. Например, когда данные о частичных изображениях получают путем фотографирования объекта при смещении камеры каждый раз на одинаковое расстояние при ее движении относительно объекта (например, от левой до правой стороны объекта), данные могут быть сформированы с использованием компьютерной графики. Альтернативно, данные могут быть изображением, полученным путем компьютерной томографии, рентгеновским изображением или даже изображением, полученным с использованием ультразвукового диагностического оборудования. Для демонстрации трехмерного динамического изображения должно быть сформировано множество наборов данных о частичных изображениях, как описано выше, для каждого из трехмерных изображений, представляющих непрерывный эпизод, и все эти наборы данных должны быть последовательно введены в блок 41 ввода данных.
Данные 48 о двухмерном неподвижном изображении, поданные на вход блока 41 ввода данных, временно хранятся в буфере 42 данных, а затем распределяются и выдаются распределительным блоком 43 в соответствующие блоки 44 буферной памяти в виде данных о частичных изображениях, которые временно запоминаются. Данные о частичных изображениях, хранящиеся в этих блоках 44 буферной памяти, одновременно выдаются в соответствующие жидкокристаллические индикаторы 13 в синхронизме с выходным сигналом синхронизации, поступающим из главного блока 45 управления.
Как показано на фиг. 2, свет, испускаемый светодиодами 31 блока 30 источников света, преобразуется коллиматорными линзами 20 в параллельные световые пучки, которые, в свою очередь, вертикально падают на жидкокристаллические индикаторы 13. Как показано на фиг. 3, свет, падающий на каждый пиксел, подвергается модуляции по яркости в соответствии с теми данными об изображении, из данных о частичных изображениях, которые соответствуют этому пикселу, а затем выходит без изменения направления перпендикулярно к пикселу. Модуляция по яркости, выполняемая в каждом пикселе, может быть двухуровневой, т.е. 0 и 1, или, альтернативно, многоуровневой модуляцией с тремя уровнями или более.
Как показано на фиг. 3, пучки света, выходящие из пикселов жидкокристаллических индикаторов 13, падают на входные поверхности 12Ь соответствующих светорассеивающих элементов 12, на которых они преломляются так, что сходятся в точках 126 схождения на соответствующей выходной поверхности 12с, а затем выходят в пространство. В результате, как показано на фиг. 5, световыми пучками, выходящими из светорассеивающих элементов 12 в соответствующих точках 11 растра, в пространстве перед экраном 10 дисплея формируется множество изображений Р точечных источников света. Эти изображения точечных источников света, распределены не только в горизонтальном и вертикальном направлениях экрана 10 дисплея, но также и в направлении глубины этого экрана, что позволяет сформировать трехмерное непрерывное изображение в целом. Поэтому наблюдатель О, расположенный перед экраном 10 дисплея для создания трехмерного изображения, может видеть в этом пространстве стереоскопическое пространственное изображение В.
Если величина модуляции в соответствующих друг другу пикселах жидкокристаллических индикаторов 13 меняется в каждой из точек 11 растра, интенсивность изображений точечных источников Р света, наблюдаемых наблюдателем О, меняется в зависимости от направления наблюдения. Поэтому в этом случае может быть отображено даже изменение яркости в зависимости от движения точки наблюдения. Например, можно достоверно изобразить отражение света от металлической поверхности.
В примере, показанном на фиг. 5, поскольку угол рассеяния света, выходящего из светорассеивающих элементов 12 точек 11 растра в горизонтальном направлении, составляет, по существу, 180°, угловое поле (угол обзора) также составляет почти 180°. Поэтому наблюдатель О, перемещаясь влево и вправо, может увидеть изображение боковых сторон пространственного изображения В.
Периодически выполняя вышеописанный процесс на высокой скорости (например, с периодом приблизительно 1/30 с) для каждого из трехмерных неподвижных изображений, представляющих непрерывное действие, можно создать трехмерное динамическое изображение в пространстве перед экраном 10 дисплея (фиг. 5), и благодаря способности глаз видеть остаточное изображение, наблюдатель О сможет увидеть реалистическое стереоскопическое динамическое изображение.
Конкретный пример реализации настоящего варианта выполнения изобретения описан в связи с фиг. 6А, 6В, 7-11.
Для простоты изложения в этом конкретном примере описана демонстрация в пространстве плоских буквенных символов СОМЕТ8, изображенных на фиг. 6А. Как показано на фиг. 6 А, изображение символов СОМЕТ8 разделено на 31 пиксел в горизонтальном направлении и 5 пикселов в вертикальном направлении. Затем, как показано на фиг. 6В, каждый пиксел представлен двоичными данными 0 или 1. Единицы соответствуют светящимся пикселам, а нули соответствуют темным пикселам. Символы от Х1 до Х31 нумеруют пикселы в горизонтальном направлении, а символы от Υ1 до Υ5 нумеруют пикселы в вертикальном направлении.
Затем из каждых данных в горизонтальном направлении вырезается 15 битов данных. Например, если рассматривать данные в ряду Υ5 на фиг. 6В, то, как показано на фиг. 7, добавляются по 14 битов фиктивных данных, как слева, так и справа от 31 бита исходных данных, что составляет всего 59 битов данных, а затем по 15 битов данных вырезаются при последовательном побитовом сдвиге слева направо.
Причина добавления 14 битов фиктивных данных слева и справа от исходных данных состоит в следующем. В данном примере, как показано на части (а) фиг. 11, для обеспечения надлежащей демонстрации 7 точек как левой, так и правой сторон пространственного изображения, требуются дополнительные 7 точек 11 растра в горизонтальном направлении экрана 10 дисплея как слева, так и справа от 31 точки 11, которые соответствуют количеству горизонтальных пикселов выводимого изображения СОМЕТ8. Поэтому, когда учитываются виртуальные пространственные точки (14+14), которые практически не демонстрируются, всего формируется 45+14=59 пространственных точек, и требуется соответственно 59 битов данных. Часть (а) фиг. 11 иллюстрирует позиционную зависимость между экраном 10 дисплея для создания трехмерного изображения и каждой из точек (изображений точечного источника света) пространственного изображения, а часть (Ь) фиг. 11 иллюстрирует пространственное изображение, которое появляется перед экраном 10 дисплея для создания трехмерного изображения. Часть (а) фиг. 11 показывает состояние экрана 10, на который смотрят непосредственно сверху, а часть (Ь) фиг. 11 показывает состояние экрана, на который смотрят спереди. На части (а) фиг. 11 не показаны блок 30 источников света и коллиматорная линза 20, изображенные на фиг. 2. На части (а) фиг. 11 показан только самый верхний ряд точек пространственного изображения, представленного в части (Ь) фиг. 11, а черными точками (·) показаны точки, которые фактически видны на изображении (изображения точечных источников).
Как показано на фиг. 8, в этом конкретном примере из 59 битов полных данных вырезано 45 наборов данных по 15 битов в каждом.
Затем выполняют процесс инвертирования, меняя старшие и младшие биты (левую и правую стороны на фиг. 8) друг с другом для каждого из 45 наборов вырезанных данных, показанных на фиг. 8, что дает 45 наборов инвертированных данных, как показано на фиг. 9. Номера точек растра на фиг. 9 - это номера, присвоенные точкам 11 растра экрана 10 дисплея в порядке возрастания, начиная с самой левой точки.
Аналогично, вышеописанный процесс выполняют для данных в каждом из рядов Υ2-Υ5, показанных на фиг. 6В, для получения 45 наборов инвертированных данных, как показано на фиг. 9, для каждого из рядов. Инвертированные данные, полученные для рядов Υ1-Υ5, подаются в жидкокристаллические индикаторы 13 точек 11 растра, имеющие соответствующие номера. Инвертированные данные для ряда Υ1 последовательно подаются в самый нижний ряд пикселов жидкокристаллических индикаторов 13, начиная с левого конца экрана 10, если смотреть на него спереди, а инвертированные данные для ряда Υ5 последовательно подаются в самый верхний ряд пикселов жидкокристаллических индикаторов 13, начиная с левого конца экрана. То есть данные, поданные на жидкокристаллические индикаторы 13, инвертированы не только в горизонтальном направлении, но также и в вертикальном направлении. Более конкретно, например, биты инвертированных данных
000000000000000 для точки Ό1 растра, взятые из инвертированных данных для ряда Υ1 и показанные на фиг. 9, последовательно подаются на самый нижний ряд пикселов жидкокристаллических индикаторов 13 в точке Ό1 растра (фиг. 11), начиная с левого конца, а биты инвертированных данных 100000000000000 для точки Ό2 последовательно подаются на самый нижний ряд пикселов жидкокристаллических индикаторов 13 в точке Ό2, начиная с левого конца. Аналогичные действия выполняют и для других точек Ό3-Ό45.
На фиг. 10 показано состояние, при котором инвертированные данные для ряда Υ1 поданы на жидкокристаллические индикаторы 13 в точках Ό15-Ό19 для управления соответствующими самыми нижними рядами пикселов. На этом чертеже заштрихованные пикселы находятся в состоянии 0 (закрытое состояние), а незаштрихованные пикселы находятся в состоянии 1 (открытое состояние). Как показано на чертеже, световые пучки, которые прошли через находящиеся в открытом состоянии пикселы жидкокристаллических индикаторов 13 в каждой из точек 11, выходят из светорассеивающего элемента 12 в соответствующих заданных направлениях, формируя в пространстве перед экраном 10 дисплея множество изображений Р точечных источников света. Как показано на фиг. 10 и 11, в этом конкретном примере из каждой точки 11 растра выходят до 15 световых пучков. Другими словами, каждое из изображений точечных источников света Р всегда формируется световыми пучками, идущими из 15 точек 11 растра.
На фиг. 12 показана аксонометрическая проекция состояния, при котором в пространстве перед экраном 10 дисплея появляются плоские символы СОМЕТ8. Как показано на чертеже, в этом конкретном примере, поскольку исходное изображение было плоским изображением, демонстрируемое изображение как будто плавает в пространстве, но также выглядит плоским и не имеет глубины. Напротив, если исходное изображение является стереоскопическими символами СОМЕТ8, как показано на фиг. 13, в пространстве перед экраном 10 дисплея могут демонстрироваться стереоскопические символы СОМЕТ8, имеющие глубину.
Обычно используется такая конфигурация, при которой все точки 11 растра экрана 10 дисплея характеризуются равными углами рассеяния, т. е. одинаковым угловым полем. В этом случае, как показано на фиг. 14, чем дальше пространственная точка находится от экрана 10 дисплея, тем из большего количества точек 11 растра выходит свет, вносящий вклад в формирование пространственной точки (изображения точечного источника света). Например, предположим, что угловое поле θ постоянно для всех положений в пространстве перед экраном 10 дисплея, как показано на том же чертеже. В то время как на большом расстоянии А от экрана 10 одну пространственную точку формирует 21 точка 11 растра, на меньшем расстоянии В от экрана 10 одна пространственная точка сформирована меньшим количеством точек 11 растра, а именно, одиннадцатью. Кроме того, на еще меньшем расстоянии С от экрана 10 одна пространственная точка сформирована совсем малым количеством точек 11, а именно, тремя.
Поэтому наблюдатель О может видеть стереоскопическое изображение, которое появляется в пространстве ближе к нему (дальше от экрана 10 дисплея) с более высоким угловым разрешением, чем стереоскопическое изображение, которое появляется в пространстве дальше от него (ближе к экрану 10). Здесь угловое разрешение означает угловое перемещение точки наблюдения наблюдателя О, при котором изображение Р точечного источника света появляется и исчезает, когда наблюдатель меняет точку наблюдения в горизонтальном или вертикальном направлении относительно изображения Р точечного источника света.
Хотя в примере, иллюстрируемом на фиг. 7, вырезание данных осуществляется с битовым сдвигом, это вырезание может быть выполнено со сдвигом на два или более битов за шаг. В этом случае количество битов, на которые происходит сдвиг, может быть выбрано в зависимости от углового поля и расстояния между точками 11 растра.
Как описано выше, в дисплее для создания трехмерного изображения, согласно настоящему варианту выполнения изобретения, вместо формирования пространственного изображения с использованием множества маленьких изображений объекта, зафиксированных на фотопластинке, как это имеет место в известном способе интегральной фотографии, для формирования изображения объекта используются электрооптические элементы, т.е. жидкокристаллические индикаторы 13, которые позволяют изменять демонстрируемое изображение, а изображения объекта на жидкокристаллических индикаторах 13 проецируются в пространство с формированием пространственного изображения. Это позволяет значительно упростить сложные процедуры, например исключить операции обработки и установки фотопластинки, которые требовалось выполнять после фотографирования требуемого объекта. Это достигается тем, что в дисплее согласно настоящему варианту выполнения изобретения требуется только сформировать данные об изображении за счет электронной обработки изображения, заранее полученного путем фотографирования, и подать эти данные на жидкокристаллические индикаторы 13.
Поскольку содержание изображения, подаваемого на жидкокристаллические индикаторы 13, может изменяться с высокой скоростью, дисплей для создания трехмерного изображе ния, согласно настоящему варианту выполнения изобретения, может осуществлять демонстрацию динамического стереоскопического изображения, что было трудно осуществить известным способом интегральной фотографии.
Кроме того, дисплей для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения предпочтителен с точки зрения его конструкции и стоимости, поскольку в нем может использоваться источник некогерентного света, например вышеописанный светодиод 31, и нет необходимости использовать когерентный свет как в известных устройствах, в которых используется голограмма. Однако понятно, что можно использовать и источник когерентного света, например полупроводниковый лазер.
Кроме того, в дисплее для создания трехмерного изображения, согласно настоящему варианту выполнения изобретения, свет, идущий из блока 30 источников света, падает на жидкокристаллические индикаторы 13 после того, как он преобразован в параллельные световые пучки, а свет, который прошел через жидкокристаллические индикаторы 13, рассеивается после того, как он был временно собран светорассеивающими элементами 12. Более конкретно, свет, идущий из блока 30 источников света, почти полностью проходит через жидкокристаллические индикаторы 13, не рассеиваясь, а затем выходит из светорассеивающих элементов 12. Точки 12й схождения светорассеивающих элементов 12 аналогичны точечному отверстию в камере-обскуре и, следовательно, можно использовать свет, собирая его в точечных отверстиях, по существу полностью, если не учитывать потерь, связанных с поглощением и отражением света в жидкокристаллических индикаторах 13 и светорассеивающих элементах 12. Поэтому можно создать трехмерное пространственное изображение с повышенной яркостью.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно настоящему варианту выполнения изобретения, размеры точек 11 растра должны быть относительно большими, поскольку размер светорассеивающих элементов 12 должен быть эквивалентен размеру жидкокристаллических индикаторов 13. Поэтому дисплей для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения предпочтительно использовать не в домашнем телевизоре, а как трехмерный дисплей с большим экраном, предназначенный для установки на улице, в кинотеатре, на стадионе и т.п., когда требуется показ с высокой яркостью и высоким пространственным разрешением, как описано выше.
Ниже описаны некоторые модификации дисплея для создания трехмерного изображения.
Хотя в примере, описывающем вариант выполнения изобретения, показанный на фиг. 3, входные поверхности 12Ь светорассеивающих элементов 12 выполнены как асферические поверхности, например параболические поверхности, эти светорассеивающие элементы могут быть выполнены в виде так называемых твердотельных иммерсионных линз (81Ь). Например, как показано на фиг. 15, такая твердотельная иммерсионная линза выполнена формированием входной поверхности 112Ь на базовой части 112а в виде сферической поверхности и установкой между входной поверхностью 112Ь и жидкокристаллическим индикатором 13 собирающей линзы 115. В этом случае используется такая конфигурация, в которой базовая часть 112а выполнена так, что центр кривизны сферической поверхности, одновременно являющейся входной поверхностью 112Ь, расположен выше выходной поверхности 112с базовой части 112а, в результате чего световые пучки, выходящие из собирающей линзы 115, идут прямо, не преломляясь на входной поверхности 112Ь базовой части 112а. То есть положение фокуса собирающей линзы 115 согласовано с выходной поверхностью 112с. В остальном конструкция аналогична конструкции светорассеивающего элемента 12, изображенного на фиг. 3, и поэтому одинаковые компоненты обозначены одинаковыми позициями.
Как показано на фиг. 16, конструкция светорассеивающего элемента 122 может включать линзу 122Ь Френеля, действующую аналогично входной поверхности 112Ь, выполненной в виде сферической поверхности, как на фиг. 15, при этом точки 121 растра, выполненные с использованием таких светорассеивающих элементов 122, могут быть упорядоченно расположены на экране 120 трехмерного дисплея.
Как показано на фиг. 17, светорассеивающий элемент 132 может быть выполнен с плоской входной поверхностью 132Ь, на которой может быть сформирована интерференционная картина 116, образованная из интерференционных полос в виде концентрических кругов, как показано на фиг. 18, и точки 131 растра, использующие светорассеивающие элементы 132 с такой конфигурацией, могут быть упорядоченно расположены на экране 130 трехмерного дисплея. На фиг. 18 представлено сечение по линии В-В' на фиг. 17. В остальном конструкция аналогична изображенной на фиг. 3 и поэтому одинаковые компоненты обозначены одинаковыми позициями. В светорассеивающем элементе 132 с такой конфигурацией свет, падающий на базовую часть 132а, отклоняется за счет дифракции на интерференционной картине 116, расположенной на входной поверхности 132Ь, и собирается на выходной поверхности 132с, рассеиваясь затем в пространстве. Картина 116 из интерференционных полос на входной поверхно сти 132Ь может быть создана, например, следующим образом.
Прежде всего, рассчитывают трехмерную интерференционную картину, необходимую для создания требуемого восстановленного света (т. е. в этом случае световых пучков, сходящихся на выходной поверхности 132с базовой части 132а), когда носитель записи, служащий оригиналом, облучается восстанавливающим опорным светом; трехмерную интерференционную картину делят на множество частичных интерференционных картин; записывающий опорный свет и записывающий информационный свет рассчитывают для каждой из частичных интерференционных картин. Затем записывающую головку, способную излучать записывающий опорный свет и записывающий информационный свет, перемещают, при перемещении также и носителя записи, формируя частичные голограммы за счет облучения носителя записи записывающим опорным светом и записывающим информационным светом с использованием записывающей головки при изменении положения этой головки относительно носителя записи, таким образом завершая создание носителя записи оригинальной голограммы. Затем на базе созданного таким образом носителя записи можно сформировать множество копий голограмм, как будет описано ниже. Более конкретно, как вышеописанный носитель записи оригинальной голограммы, так и свободный от записи носитель облучаются опорным светом, причем эти носители перекрываются так, что генерируется восстанавливающий свет, созданный в носителе записи оригинальной голограммы, причем интерференционное излучение, созданное в результате интерференции между восстанавливающим светом, идущим от каждой голограммы при облучении ее опорным светом, и опорный свет записываются на чистом носителе. В результате получается носитель записи, на котором записана голограмма, состоящая из интерференционной картины и являющаяся инверсией голограммы, записанной на носителе оригинальной голограммы. Вышеописанную операцию копирования можно выполнить с использованием изготовленного таким образом носителя записи в качестве штампа для изготовления множества копий оригинальной голограммы.
Любой из светорассеивающих элементов, описанных выше в качестве примера, может собирать падающий свет на выходной поверхности, а затем рассеивать его в пространстве. Например, в примере на фиг. 3 свет расходится из точечных источников света (точек 126 схождения), расположенных на выходных поверхностях 12с светорассеивающих элементов 12 (т.е. на поверхности экрана 10 дисплея для создания трехмерного изображения), но может использоваться и другая конфигурация, описанная ниже, в которой свет расходится из точечных источников света (точек схождения), расположенных, например, за экраном 10 дисплея для создания трехмерного изображения.
На фиг. 19 схематично показано сечение такого светорассеивающего элемента. Светорассеивающий элемент 142, показанный на этом чертеже, является элементом, задающим пространственные координаты, и выполнен в виде листа, сформированного путем размещения ячеек 142а, задающих пространственные координаты, в местах, связанных с каждым из пикселов жидкокристаллических индикаторов 13, при этом светорассеивающим элементом 142 и жидкокристаллическим индикатором 13 формируется одна точка 141 растра. Ячейки 142а светорассеивающего элемента 142, задающие пространственные координаты, способны отклонять падающий на них световой пучок в направлении, которое заранее задано для них индивидуально, и могут быть образованы так называемыми объемными голограммами. Для разных ячеек 142а, задающих пространственные координаты, направление отклонения различно и установлено так, чтобы казалось, будто свет полностью исходит из виртуальной точки Ρν испускания, расположенной позади экрана 140 трехмерного дисплея.
Ниже приведены конкретные численные примеры, относящиеся к светорассеивающим элементам 142 вышеописанной конфигурации. Предположим, что количество пикселов в горизонтальном направлении каждого жидкокристаллического индикатора 13 равно практически приемлемому значению (например, 1024 пиксела) а угловое поле равно, например, 90°. Тогда угловое разрешение светорассеивающего элемента 142 составляет 90/1024 = 0,088°. Угловое разрешение элементов, задающих пространственные координаты и использующих объемную голограмму, обычно зависит от ее толщины, например, толщина 100, 500, 1000 и 5000 мкм даст 0,25, 0,05, 0,025 и 0,005° соответственно. Поэтому имеется хорошая возможность создания светорассеивающего элемента 142 с угловым разрешением 0,088° или меньше описанным выше путем при его толщине приблизительно 500 мкм.
Когда точка 141 растра сформирована с использованием такого светорассеивающего элемента 142, нет необходимости инвертировать (менять местами старшие и младшие биты) вырезанные данные (фиг. 8), в отличие от случая, когда используется светорассеивающий элемент 12, изображенный на фиг. 3, что упрощает предварительную обработку. Это связано с тем, что свет, который прошел через светорассеивающий элемент 142, изображенный на фиг. 19, формирует прямое мнимое изображение, поскольку этот элемент действует подобно своего рода вогнутой линзе, в то время как свет, который прошел через светорассеивающий элемент 12, изображенный на фиг. 3, формирует обратное действительное изображение, поскольку он действует подобно своего рода выпуклой линзе. Такой светорассеивающий элемент 142, образованный ячейкой 142а, задающей пространственные координаты, может быть сформирован и скопирован с использованием того же способа, который описан в связи с фиг. 17.
Хотя коллиматорная линза 20, образованная линзой Френеля, на фиг. 2 установлена напротив каждой из множества точек 11 растра, чтобы преобразовывать расходящийся свет, идущий из блока 30 источников света, в параллельные световые пучки, это не ограничивает изобретения, и параллельные световые пучки могут быть получены с использованием других конструкций. Например, как показано на фиг. 20, для каждого светорассеивающего элемента 12 может быть предусмотрена коллиматорная линза 20', имеющая конфигурацию, аналогичную конфигурации светорассеивающего элемента 12, так что ее выходная поверхность 152Ь лежит напротив поверхности жидкокристаллического индикатора 13. Базовая часть 152а, выходная поверхность 152Ь и входная поверхность 152с коллиматорной линзы 20' соответствуют базовой части 12а, входной поверхности 12Ь и выходной поверхности 12с светорассеивающего элемента 12 соответственно. Оптические оси коллиматорных линз 20' и светорассеивающих элементов 12 совпадают, а светодиоды 31 установлены в точках, где пересекаются оптическая ось и входная поверхность 152с коллиматорной линзы 20'. На этой иллюстрации не показана опорная деталь 14, которая показана на фиг. 2. В такой конструкции пучки света, испускаемые светодиодами 31 и расходящиеся в базовых частях 152а коллиматорных линз 20', преломляются соответствующими выходными поверхностями 152Ь в пучки света, идущие параллельно центральной оптической оси, которая подходит к жидкокристаллическим индикаторам 13 вертикально. В этой модификации может быть уменьшено количество деталей, поскольку для светорассеивающих элементов 12 и коллиматорных линз 20' могут использоваться одинаковые детали.
Второй вариант выполнения изобретения
Ниже описан дисплей для создания трехмерного изображения, согласно второму варианту выполнения изобретения.
На фиг. 21 схематично показана конструкция дисплея для создания трехмерного изображения согласно второму варианту выполнения изобретения. Дисплей содержит панель 61 жидкокристаллических индикаторов, выполненную из множества жидкокристаллических индикаторов 60, упорядоченно расположенных как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении, и имеет экран 63, в котором имеется множество дырочных элементов 62, расположенный напротив панели 61 жидкокристаллических индикаторов параллельно ей. Позади панели 61 жидкокристаллических индикаторов имеются светорассеивающая пластина и блок источников света (не показаны). Хотя для удобства на фиг. 21 панель 61 жидкокристаллических индикаторов показана расположенной от трехмерного экрана 63 на значительном расстоянии, они могут, быть установлены ближе друг к другу. Панель 61 жидкокристаллических индикаторов соответствует элементу для формирования двухмерного изображения.
Каждый из жидкокристаллических индикаторов 60 сформирован из упорядоченно расположенных в виде матрицы Н пикселов в горизонтальном направлении и V пикселов в вертикальном направлении и соответствует жидкокристаллическому индикатору 13 в первом варианте выполнения изобретения (фиг. 2 и 3). Двухмерное неподвижное изображение может быть сформировано каждым из жидкокристаллических индикаторов 60 путем подачи на него данных о частичном изображении, как описано в первом варианте выполнения изобретения. Дырочные элементы 62 экрана 63 находятся во взаимно-однозначном соответствии с жидкокристаллическими индикаторами 60 в таких положениях, что они расположены напротив центральных частей соответствующих жидкокристаллических индикаторов 60.
На фиг. 22 показано увеличенное сечение экрана 63, изображенного на в фиг. 21, по линии С-С'. Как показано на этом чертеже, экран 63 содержит пластину 64 с точечными отверстиями, а также входную пластину 65 и выходную пластину 66, расположенные так, что они формируют трехслойную структуру с пластиной 64, расположенной посередине. Пластина 64 с точечными отверстиями выполнена из непрозрачного материала и имеет точечные отверстия 64а. Как входная пластина 65, так и выходная пластина 66 выполнены из материала, прозрачного для видимого света, и имеют входную поверхность 65а и выходную поверхность 66а, образованные сферическими поверхностями, с центрами, расположенными в отверстиях 64а пластины 64. Один дырочный элемент 62 (фиг. 21) сформирован точечным отверстием 64а, входной поверхностью 66а и выходной поверхностью 66а. Точечное отверстие б4а соответствует микроотверстию.
Схема управления дисплеем для создания трехмерного изображения, согласно данному варианту выполнения изобретения, эквивалентна схеме 40 управления дисплеем, описанной в первом варианте выполнения изобретения (фиг. 4), в которой жидкокристаллические индикаторы 13 заменены жидкокристаллическими индикаторами 60. Последующее описание будет сделано со ссылкой на фиг. 4.
Ниже описан дисплей для создания трехмерного изображения с вышеуказанной конфигурацией.
В настоящем варианте выполнения изобретения способ управления работой жидкокристаллических индикаторов 60 аналогичен способу, описанному в первом варианте выполнения изобретения. Более конкретно, прежде всего, в процессоре для обработки изображений, который не показан, формируется множество наборов данных о частичных изображениях путем инвертирования данных об изображении, которые представляют каждую из частей показываемого трехмерного изображения, наблюдаемого в двухмерном виде из каждой из различных точек наблюдения, и эти данные поступают в блок 41 ввода данных (фиг. 4) схемы 40 управления дисплеем в виде данных 48 о двухмерном неподвижном изображении. Что касается формирования данных о частичных изображениях, то, как описано в первом варианте выполнения изобретения, они могут быть получены как фактическим фотографированием объекта, так и с использованием компьютерной графики. Для демонстрации трехмерного динамического изображения должно быть создано множество наборов данных о частичных изображениях, как описано выше, для каждого из трехмерных изображений, представляющих непрерывный эпизод, и все эти наборы данных должны быть последовательно введены в блок 41 ввода данных.
Данные 48 о двухмерном неподвижном изображении, поданные на вход блока 41 ввода данных, временно хранятся в буфере 42 данных, а затем распределяются и выдаются распределительным блоком 43 в соответствующие блоки 44 буферной памяти в виде данных о частичных изображениях, которые временно запоминаются. Данные о частичных изображениях, хранящиеся в этих блоках 44 буферной памяти, одновременно выдаются в соответствующие жидкокристаллические индикаторы 60 в синхронизме с выходным сигналом синхронизации, поступающим из главного блока 45 управления.
Как показано на фиг. 21, свет, испускаемый блоком источников света (не показан), равномерно рассеивается рассеивающей пластиной (не показана) и падает на жидкокристаллические индикаторы 60 панели 61 жидкокристаллических индикаторов. Свет, падающий на каждый пиксел жидкокристаллических индикаторов 60, подвергается модуляции по яркости в соответствии с теми данными об изображении, которые соответствуют этому пикселу среди данных о частичных изображениях, а затем, расходясь, выходит из пиксела. В этом случае модуляция по яркости, выполняемая в каждом пикселе, может быть двухуровневой модуляцией, т.е. 0 и 1, или, альтернативно, может быть многоуровневой модуляцией с тремя уровнями или более, аналогично первому варианту выполнения изобретения.
Как показано на фиг. 21, среди всех световых пучков, выходящих из пиксела каждого жидкокристаллического индикатора 60, световые пучки, идущие к соответствующему дырочному элементу 62 экрана 63, проходят прямо, без преломления на входной поверхности 65а дырочного элемента 62, в отверстие 64а, а затем проходят дальше прямо, не преломляясь на выходной поверхности 66а, и выходят из экрана 63 дисплея. В результате световыми пучками, вышедшими из соответствующих дырочных элементов 62, в пространстве перед экраном 63 создается множество изображений точечных источников света. Эти изображения точечных источников света распределены не только в горизонтальном и вертикальном направлениях экрана 63 дисплея, но также и в направлении глубины этого экрана, позволяя формировать трехмерное непрерывное изображение в целом. Поэтому наблюдатель О. расположенный перед экраном 63 дисплея для создания трехмерного изображения, может видеть в этом пространстве стереоскопическое пространственное изображение. В то же время путем изменения амплитуды модуляции в соответствующих пикселах жидкокристаллических индикаторов 60 можно отобразить даже изменение яркости в зависимости от перемещения точки наблюдения и с высокой достоверностью изобразить отражение света от металлической поверхности.
Данный вариант выполнения изобретения позволяет также создать трехмерное динамическое изображение путем формирования, как описано выше, множества наборов данных о частичных изображениях для каждого из трехмерных изображений, составляющих непрерывный эпизод, и последовательной подачи этих данных в жидкокристаллические индикаторы 60. Ниже описано создание трехмерного динамического изображения с привлечением численных примеров.
В связи с фиг. 21 предположим, что число Н и V пикселов, составляющих жидкокристаллический индикатор 60, в горизонтальном и вертикальном направлениях составляет, например, 256 и 144 соответственно; скорость управления каждым пикселом равна, например, 1 мкс; а выдача изображения осуществляется по 3 точки одновременно. Последнее означает, что производится одновременное управление теми пикселами в горизонтальном направлении, которые составляют три точки. В этом случае время, необходимое для демонстрации одной части изображения с помощью жидкокристаллических индикаторов 60, равно приблизительно 12,3 мс, поскольку 256 х 144 х 1 мкс / 3 = 12,288. То есть время, необходимое для создания одного двухмерного неподвижного изображения на экране 63 дисплея, может быть уменьшено до 30 мс и ниже, что равно периоду кадров в обычном телевидении. Поэтому можно демонстрировать трехмерное динамическое изображение, которое не покажется наблюдателю О неестественным.
Предположим, что число Н и V пикселов, составляющих жидкокристаллический индикатор 60, в горизонтальном и вертикальном направлениях составляет, например, 1024 и 576 соответственно; скорость управления каждым пикселом равна, например, 1 мкс; а выдача изображения осуществляется по 24 точки одновременно. Тогда время, необходимое для демонстрации одной части изображения с помощью жидкокристаллических индикаторов 60, равно приблизительно 24,6 мс, поскольку 1024 х 576 х 1 мкс / 24 = 24,576, и поэтому можно осуществить выдачу трехмерного изображения с большей четкостью.
В первом варианте выполнения изобретения светорассеивающие элементы 12, играющие роль точечных отверстий, и жидкокристаллические индикаторы 13 установлены относительно близко друг к другу, и жидкокристаллические индикаторы освещаются параллельными световыми пучками. Таким образом, жидкокристаллические индикаторы 13 и светорассеивающие элементы 12 должны иметь по существу одинаковые размеры и поэтому жидкокристаллические индикаторы 13 не могут содержать много пикселов.
Напротив, в данном варианте выполнения изобретения дырочные элементы 62 расположены относительно далеко от жидкокристаллических индикаторов 60; жидкокристаллические индикаторы 60 освещаются расходящимся светом от источника света; а пространственное изображение создается с использованием световых пучков, идущих к дырочным элементам 62 трехмерного экрана 63, из числа световых пучков, расходящихся от каждого из пикселов жидкокристаллических индикаторов 60. Таким образом, жидкокристаллические индикаторы 60 могут иметь значительно большие размеры по сравнению с дырочными элементами 62 экрана 63 дисплея. То есть жидкокристаллические индикаторы 60 могут содержать большое количество пикселов, как в вышеописанном конкретном примере. Поэтому в дисплее для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения достигается более высокая четкость изображения, видимого наблюдателем О из каждой точки наблюдения.
Третий вариант выполнения изобретения
Ниже описан дисплей для создания трехмерного изображения, согласно третьему варианту выполнения изобретения.
Хотя в дисплее для создания трехмерного изображения согласно второму варианту выполнения изобретения можно достичь высокой четкости изображения, видимого наблюдателем О из каждой точки наблюдения, угловое разрешение оказывается ниже, чем в первом варианте выполнения изобретения, поскольку дырочные элементы 62 экрана 63 должны быть расположены с большим шагом Ό (фиг. 21), что может привести к тому, что при перемещении наблю дателя О стереоскопическое изображение будет то появляться, то исчезать. Для устранения этой проблемы в данном варианте выполнения изобретения угловое разрешение улучшено. Подробное описание этого варианта выполнения изобретения будет сделано со ссылками на фиг. 24-28.
На фиг. 24 схематично показана конструкция дисплея для создания трехмерного изображения согласно третьему варианту выполнения изобретения. Этот дисплей содержит панель 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов, включающую множество пикселов в горизонтальном и вертикальном направлениях, которые упорядоченно размещены в виде матрицы; и панель 71 дырочных жидко кристаллических индикаторов, установленную напротив панели 70 параллельно ей. Светорассеивающая пластина и блок источников света (не показаны) установлены позади панели 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов. Хотя на этом чертеже показано, что панель 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов и панель 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов отстоят друг от друга на значительное расстояние, они могут располагаться ближе друг к другу. Панель 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов соответствует панели для формирования двухмерного изображения, а панель 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов соответствует матрице ячеек для пропускания/непропускания света.
Панель 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов выполнена так, что области ЗР отображения части изображения, включающие Н1 пикселов и VI пикселов в горизонтальном направлении Х и вертикальном направлении Υ соответственно, управляются так, чтобы переходить в активное состояние при сканировании и сдвигаться на пиксел в горизонтальном направлении Х и вертикальном направлении Υ через постоянные временные интервалы. Поэтому, если число пикселов панели 70 в горизонтальном и вертикальном направлениях равно N и М соответственно, число областей ЗР отображения части изображения, сдвинутых друг относительно друга при сканировании в горизонтальном направлении (другими словами, число позиций, где оканчиваются области ЗР в горизонтальном направлении), равно Ν-Η1+1, а число областей ЗР отображения части изображения, сдвинутых друг относительно друга при сканировании в вертикальном направлении (другими словами, число позиций, где оканчиваются области ЗР в вертикальном направлении), равно Μ-ν1+1. Здесь термин активный указывает на состояние, при котором данные подаются в каждый пиксел области, формируя фактическое изображение. Области ЗР соответствуют жидкокристаллическим инди каторам 13 в первом варианте выполнения изобретения (фиг. 2 и 3) и жидкокристаллическим индикаторам 60 во втором варианте выполнения изобретения. Описанные в первом варианте выполнения изобретения данные о частичных изображениях подаются в соответствующие области ЗР, которые каждый раз сдвигаются, так что частичные неподвижные изображения для соответствующих разных точек наблюдения формируются в областях ЗР по одной точке в каждый момент времени.
Дырочные пикселы РХ панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов расположены в позициях напротив центров областей ЗР панели 70, которые последовательно становятся активными. Количество пикселов в панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов в горизонтальном и вертикальном направлениях равно количествам Ν-Η1+1 и Μν1+1 областей ЗР в горизонтальном и вертикальном направлениях. Дырочными пикселами РХ панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов управляют так, что они последовательно переходят в открытое состояние (состояние пропускания света), синхронно со сканированием и сдвигом областей ЗР панели 70. Поэтому среди всех дырочных пикселов РХ панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов в открытое состояние (состояние пропускания света) переходят только пикселы, соответствующие активным областям ЗР панели 70. Соответственно дырочные пикселы РХ панели дырочных жидкокристаллических индикаторов, находящиеся в открытом состоянии, сдвигаются с той же скоростью, с какой происходит сканирование и сдвиг областей ЗР панели 70.
На фиг. 25 в более крупном масштабе показано сечение в горизонтальном направлении панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов, изображенной на фиг. 24. Как показано на фиг. 25, панель 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов содержит дырочный жидкокристаллический индикатор 72, функционирующий аналогично пластине 64 (фиг. 22) во втором варианте выполнения изобретения; входную пластину 73 и выходную пластину 74, образующие трехслойную структуру с дырочным жидкокристаллическим индикатором 72 посредине. Дырочные пикселы РХ дырочных жидкокристаллических индикаторов размещены с тем же шагом, что и шаг размещения пикселов панели 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов, причем в открытое состояние переходят только определенные пикселы, при этом они пропускают через себя свет. Как входная пластина 73, так и выходная пластина 74 выполнены из материала, прозрачного для видимого света, и имеют входную поверхность 73а и выходную поверхность 74а, образованную сферическими поверхностями с центрами, лежащими в пикселах дырочных жидкокристаллических индикаторов 72. Один дырочный пиксел, соответствующий дырочному элементу 62 во втором варианте выполнения изобретения (фиг. 21), сформирован дырочным пикселом РХ жидкокристаллического индикатора 72, находящимся в открытом состоянии, входной поверхностью 73 а и выходной поверхностью 74а. Каждый из дырочных пикселов РХ дырочного жидкокристаллического индикатора 72 образует ячейку для пропускания/непропускания света.
На фиг. 26 схематично показана схема 180 управления дисплеем для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения. Схема 180 управления дисплеем содержит: блок 181 ввода данных, в который поступают данные 48 о двухмерном неподвижном изображении, состоящие из множеств данных о частичных изображениях, составленных данными о множестве частичных изображений, и который извлекает сигнал 184 синхронизации из данных 48 о двухмерном неподвижном изображении; буфер 82 данных для временного хранения входных данных 48 о двухмерном неподвижном изображении для извлечения всех данных о частичных изображениях из накопленных данных 48 о двухмерном неподвижном изображении и их выдачи в соответствии с сигналом 184 синхронизации из блока 181 ввода данных; блок 183 задания адреса сканирования для выдачи сигнала 186 адреса сканирования в панель 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов и дырочный жидкокристаллический индикатор 72 в соответствии с сигналом 184 синхронизации, поступившем из блока 181 ввода данных 181; и главный блок 185 управления для управления вышеописанными частями. Аналогично вышеописанным вариантам выполнения изобретения, данные о частичных изображениях - это данные, полученные инвертированием данных, которые представляют каждую часть отображаемого трехмерного неподвижного изображения на двухмерной основе для каждой из различных точек наблюдения. Сигнал 184 синхронизации это сигнал, указывающий на моменты начала каждых данных о частичных изображениях, образующих данные 48 о двухмерном неподвижном изображении, а сигнал 186 адреса сканирования - это сигнал для задания позиций тех областей 8Р отображения части изображения на панели 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов, которые должны быть активизированы, и позиций тех пикселов в панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов, которые должны перейти в открытое состояние. Схема 180 управления дисплеем соответствует средствам управления дисплеем, а схема 183 задания адреса сканирования соответствует средствам управления ячейками для пропускания/непропускания света.
Ниже со ссылками на фиг. 24-26, 27 и 28 описана работа дисплея такой конструкции. На фиг. 27 показан вид сверху панели 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов и панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов, а на фиг. 28 показан вид сбоку на те же элементы. На этих иллюстрациях не показаны блок источников света и светорассеивающая пластина.
Аналогично вышеописанным вариантам выполнения изобретения в процессоре изображений, который не показан, формируется множество наборов данных о частичных изображениях путем инвертирования данных об изображении, которые представляют каждую часть отображаемого трехмерного изображения на двухмерной основе для каждой из различных точек наблюдения, и эти данные поступают в блок 181 ввода данных (фиг. 26) схемы 180 управления дисплеем в виде данных 48 о двухмерном неподвижном изображении. Способ формирования данных о частичных изображениях аналогичен используемому в вышеописанных вариантах выполнения изобретения. Для показа трехмерного динамического изображения формируется множество наборов данных о частичных изображениях, как описано выше, для каждого из трехмерных изображений, составляющих непрерывный эпизод, и они последовательно подаются на вход блока 181 ввода данных.
Данные 48 о двухмерном неподвижном изображении, поступившие на вход блока 181 ввода данных, временно запоминаются в буфере
182 данных. Блок 181 данных извлекает из данных 48 о двухмерном неподвижном изображении сигнал 184 синхронизации для каждого набора данных о частичном изображении и выдает его в блок 183 задания адреса сканирования и буфер 182 данных. После его получения блок
183 задания адреса сканирования выдает сигнал 186 адреса сканирования в панель 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов и панель 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов, задавая позиции активизируемых областей 8Р панели 70 и позиции дырочных пикселов РХ панели 71, которые должны перейти в открытое состояние. Буфер 182 данных извлекает из хранимых данных 48 о двухмерном неподвижном изображении набор данных о частичном изображении и в соответствии с сигналом 184 синхронизации, поступающим из блока 181 ввода данных, выдает их в панель 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов. Данные о частичном изображении, выданные из буфера 182 данных, поступают в указанные области 8Р панели 70, управляя работой каждого пиксела.
Как показано на фиг. 24, свет, испускаемый блоком источников света (не показан), равномерно рассеивается светорассеивающей пластиной (не показана) и падает на все пикселы панели 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов. Свет, падающий на каждый из пикселов, подвергается модуляции по яркости в соответствии с данными для соответствующего пиксела, содержащимися в данных о частичном изображении, и затем, рассеиваясь, выходит из каждого пиксела. В этом случае модуляция яркости пучка, выполняемая в каждом пикселе, может иметь два уровня, т.е. 0 и 1, или альтернативно может быть многоуровневой модуляцией с тремя уровнями или больше, аналогично тому, как это имеет место в вышеописанных вариантах выполнения изобретения.
Как показано на фиг. 24, среди световых пучков, которые, рассеиваясь, выходят из пикселов области 8Р, световые пучки, идущие к дырочному пикселу РХ панели 71, находящемуся в открытом состоянии, проходят прямо, без преломления на входной поверхности 73а входной пластины 73, через дырочный пиксел РХ дырочного жидкокристаллического индикатора 72, находящийся в открытом состоянии, идут дальше прямо, не преломляясь на выходной поверхности 74а выходной пластины 74, и выходят из дырочной панели 71 жидкокристаллических индикаторов, как показано на фиг. 25.
Такая операция выполняется для каждого набора данных о части изображения в соответствии с сигналом 84 синхронизации. Более конкретно, как показано на фиг. 27, активная область 8Р панели 70 бит за битом сдвигается в горизонтальном направлении от 8Р1 до 8Ри. Кроме того, находящийся в открытом состоянии дырочный пиксел РХ жидкокристаллического индикатора 72 панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов бит за битом сдвигается в горизонтальном направлении от РХ1 до РХп (η = Ν-Η1+1) и одновременно один набор данных о частичном изображении считывается из буфера 82 данных и подается в активную (выбранную) область 8Р панели 70. Когда сканирование и сдвиг в горизонтальном направлении завершены, как показано на фиг. 28, область 8Р панели 70 и дырочный пиксел РХ дырочного жидкокристаллического индикатора 72 сдвигаются на один бит в вертикальном направлении, и вышеупомянутое сканирование и сдвиг в горизонтальном направлении выполняется в этих положениях, смещенных в вертикальном направлении.
Когда активная область 8Р панели 70 сканируется и сдвигается в вертикальном направлении от 8Р1 до 8Рт, находящийся в открытом состоянии дырочный пиксел РХ дырочного жидкокристаллического индикатора 72 сканируется и смещается в вертикальном направлении от РХ1 до РХт (т = М-У1+1). В результате световые пучки выходят из пикселов дырочного жидкокристаллического индикатора 72 с малой разницей во времени.
Например, если панель 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов и дырочный жидкокристаллический инди катор 72 полностью сканируются приблизительно за 1/30 с, то из-за зрительного эффекта остаточного изображения наблюдателю О. расположенному перед панелью 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов, кажется, что перед панелью 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов световыми пучками, исходящими из пикселов дырочных жидкокристаллических индикаторов 72, в пространстве сформировано множество изображений точечных источников света. Эти изображения точечных источников света распределены не только в горизонтальном и вертикальном направлениях, но также и по глубине, формируя трехмерное неподвижное изображение в целом. Поэтому в этом пространстве наблюдатель О может видеть стереоскопическое пространственное изображение. В то же время, меняя амплитуду модуляции в пикселах соответствующих областей 8Р, можно изобразить даже изменение яркости в зависимости от перемещения наблюдателя и с высокой точностью изобразить даже отражение света от металлической поверхности. Кроме того, настоящий вариант выполнения изобретения позволяет создавать динамическое трехмерное изображение, формируя множество наборов данных о частичных изображениях, как описано выше, для каждого из трехмерных изображений, составляющих непрерывный эпизод, и последовательно подавая их в области 8Р отображения части изображения. Ниже описано создание трехмерного динамического изображения с привлечением численных примеров.
Как показано на фиг. 29, предположим, что область 8Р панели 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов, показанная на фиг. 24, сформирована, например, из 15 х 9 пикселов, а дырочный жидкокристаллический индикатор 72 панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов сформирован, например, из 16 х 9 пикселов. Считаем, что скорость управления пикселом в панели 70 равна, например, 1 мкс. Тогда время, необходимое для отображения одного частичного изображения в области 8Р, равно 0,135 мс, поскольку 15х9х1 мкс = 135. Поэтому время, необходимое для сканирования всего дырочного жидкокристаллического индикатора 72 (время, необходимое для показа одного трехмерного неподвижного изображения), равно приблизительно 20 мс, так как 16х9х0,135 = 19,44. Таким образом, время может быть уменьшено до 30 мс, что соответствует длительности кадра в обычном телевидении, или менее. Поэтому можно показывать трехмерное динамическое изображение, которое не покажется наблюдателю О неестественным.
Предположим, что дырочный жидкокристаллический индикатор 72 панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов состоит, например, из 16 х 9 пикселов; область 8Р панели 70 сформирована 64 х 36 пикселами, а скорость управления одновременно 18 пикселами панели 70 равна, например, 1 мкс. Тогда время, необходимое для вывода одного частичного изображения в области ЗР, равно 0,128 мс, поскольку 64 х 36 х 1 мкс / 18 = 128. Следовательно, время, необходимое для сканирования всего дырочного жидкокристаллического индикатора 72 (время, необходимое для показа одного трехмерного неподвижного изображения), составляет приблизительно 18 мс, поскольку 16х9х0,128 = 18,432. Поэтому можно показывать трехмерное динамическое изображение с более высокой четкостью.
Как сказано в вышеописанном втором варианте выполнения изобретения пространственное стереоскопическое изображение, видимое наблюдателем О. может иметь низкое угловое разрешение из-за относительно больших интервалов Ό между дырочными элементами 62; это следует из того факта, что частичные изображения создаются жидкокристаллическими индикаторами 60, которые закреплены неподвижно (фиг. 21), а дырочные элементы 62 неподвижно закреплены относительно жидкокристаллических индикаторов 60. Напротив, в дисплее для создания трехмерного изображения согласно данному варианту выполнения изобретения имеет место более высокое угловое разрешение, поскольку дырочные пикселы РХ дырочного жидкокристаллического индикатора 72, служащие в качестве точечных отверстий, расположены близко друг к другу. Кроме того, поскольку в данном варианте выполнения изобретения дырочные пикселы РХ, находящиеся в открытом состоянии, последовательно сдвигаются для последовательного формирования перекрывающихся друг с другом двухмерных изображений (частичных изображений) на пластине для формирования двухмерного изображения (панели 70 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов) позади них, общее количество пикселов жидкокристаллических индикаторов, используемых во всем дисплее, может быть малым даже при показе изображения с более высокой четкостью.
Четвертый вариант выполнения изобретения
Ниже описан дисплей для создания трехмерного изображения согласно четвертому варианту выполнения изобретения.
Как сказано выше при описании примера в третьем варианте выполнения изобретения, даже при повышении скорости управления пикселами панели 70 и одновременном показе множества точек, количество пикселов, формирующих панель 70 и панель 71, не может быть слишком большим, поскольку для создания динамического изображения время, необходимое для демонстрации трехмерного неподвижного изображения, не должно превышать 30 мс. Согласно данному варианту выполнения изобретения для достижения улучшения в этом направ лении используется множество дисплеев для создания трехмерного изображения, имеющих конструкцию, которая описана в третьем варианте выполнения изобретения, упорядоченно расположенных и работающих параллельно.
На фиг. 30 схематично показана конструкция дисплея для создания трехмерного изображения согласно четвертому варианту выполнения изобретения. Как показано на этом чертеже, дисплей для создания трехмерного изображения содержит сборную панель 81 дырочных жидкокристаллических индикаторов, сформированную упорядоченным размещением к панелей 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов (заштрихованные части) одинаковой конфигурации (п х т пикселов), рассмотренных при описании третьего варианта выполнения изобретения (фиг. 24), как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях; и большую панель 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов 80, сформированную упорядоченным размещением пикселов в большем количестве, чем на панели 70, изображенной на фиг. 24 и описанной выше. Комбинация части большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов и панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов соответствует базовому модулю.
Предположим, что общее количество пикселов в сборной панели 81 дырочных жидкокристаллических индикаторов составляет, например, п х к в горизонтальном направлении и т х к в вертикальном направлении и что общее количество пикселов в большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов составляет, например, п х к + 2α в горизонтальном направлении итх к + 2β в вертикальном направлении.
Работой большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов управляют так, что множество областей ЗР отображения части изображения, включая Н1 и У1 пикселов в горизонтальном и вертикальном направлениях, соответственно, сканируются и сдвигаются пиксел за пикселом в горизонтальном или вертикальном направлении параллельно, не перекрываясь друг с другом при сдвиге находящихся в открытом состоянии дырочных пикселов РХ сборной панели 81 дырочных жидкокристаллических индикаторов. Поэтому, если рассматривать одну из панелей 71 сборной панели 81, количество областей ЗР, сканируемых и сдвигаемых в горизонтальном направлении (другими словами, количество позиций, где оканчиваются области ЗР в горизонтальном направлении), равно п, а количество областей ЗР, сканируемых и сдвигаемых в вертикальном направлении (другими словами, количество позиций, где оканчиваются области ЗР в вертикальном направлении), равно т. Данные о частичных изображениях, описанные при рассмотре43 нии вышеупомянутых вариантов выполнения изобретения, подаются в множество областей 8Р, которые каждый раз сдвигаются, формируя в этих областях 8Р в каждый момент частичные неподвижные изображения, видимые из соответствующих различных точек наблюдения.
Дырочные пикселы РХ панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов сборной панели 81 расположены в позициях напротив центров областей 8Р большой панели 80, которые последовательно сдвигаются. Дырочными пикселами РХ панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов управляют так, что они последовательно переходят в открытое состояние синхронно со сканированием и сдвигом областей 8Р большой панели 80. Поэтому среди дырочных пикселов РХ сборной панели 81 переходят в открытое состояние только те пикселы в каждой панели 71, которые связаны с активными областями 8Р большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов. Следовательно, множество дырочных пикселов РХ сборной панели 81, находящихся в открытом состоянии, сканируются и сдвигаются с той же скоростью, с какой происходит сканирование и сдвиг множества областей 8Р большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов, причем между ними поддерживается сдвиг на постоянное число пикселов.
Свет, вышедший из областей 8Р большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов, идет к находящимся в открытом состоянии дырочным пикселам РХ соответствующей панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов на сборной панели 81 и проходит через них прямо, не отклоняясь. Для предотвращения излишнего рассеяния света, вышедшего из каждого пиксела со стороны выходной поверхности большой панели 80, при каждом пикселе установлена выпуклая микролинза (не показана). Причина необходимости такой конструкции состоит в том, что, если угол рассеяния выходящего света слишком велик, то свет, выходящий из области 8Р, может падать не только на находящиеся в открытом состоянии соответствующие дырочные пикселы РХ панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов сборной панели 81, но также и на находящиеся в открытом состоянии дырочные пикселы РХ соседней панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов.
Другие части (например, светорассеивающая пластина, блок источников света, расположенный позади большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов, секция сборной панели 81 дырочных жидкокристаллических индикаторов и т.д.) имеют конструкцию, аналогичную описанным в третьем варианте выполнения изобретения. Что касается схемы управления дисплеем для создания трехмерного изображения, она может быть выполнена как схема, сформированная множеством схем 180 управления дисплеем 180, аналогичных описанным в третьем варианте выполнения изобретения (не показаны). Схема, сформированная из множества схем 180 управления дисплеем, соответствует параллельным средствам управления дисплеем, а часть, сформированная упорядочением множества блоков 83 задания адреса сканирования схем 180 управления дисплеем, соответствует параллельным средствам управления ячейками для пропускания/непропускания света.
Ниже со ссылками на фиг. 30, 31А-31С, 32А-32С описана работа дисплея такой конструкции. На фиг. 31А-31С показан вид сверху большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов и сборной панели 81 дырочных жидкокристаллических индикаторов, а на фиг. 32А-32С показан вид сбоку на те же элементы. На этих иллюстрациях не показаны блок источников света и светорассеивающая пластина.
В дисплее для создания трехмерного изображения, согласно данному варианту выполнения изобретения, как показано на фиг. 31А-31С, одновременно с горизонтальными битовыми сдвигами находящихся в открытом состоянии дырочных пикселов РХ панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов сборной панели 81, области 8Р большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов сдвигаются бит за битом в том же направлении. В это время в каждую из областей 8Р большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов подаются новые данные о частичном изображении, и каждый раз происходит сдвиг. Свет, вышедший из каждой области 8Р, идет к находящимся в открытом состоянии дырочным пикселам РХ соответствующей панели 71 сборной панели 81 и без изменения проходит через них. На фиг. 31А показано состояние панелей 71, при котором дырочный пиксел РХ, расположенный на левом конце в горизонтальном направлении каждой из панелей 71, находится в открытом состоянии. На фиг. 31В показано состояние панелей 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов, при котором второй слева дырочный пиксел РХ в горизонтальном направлении каждой из панелей 71 находится в открытом состоянии. На фиг. 31С показано состояние панелей 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов, при котором дырочный пиксел РХ, расположенный на правом конце в горизонтальном направлении каждой из панелей 71, находится в открытом состоянии.
В каждой панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов, когда горизонтальное сканирование и сдвиг находящихся в открытом состоянии дырочных пикселов РХ для одной линии (строки) завершен, как показано на фиг. 32А-32С, происходит сдвиг областей 8Р и находящихся в открытом состоянии дырочных пикселов РХ в каждой панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов на один элемент в вертикальном направлении, и вышеописанные сканирование и сдвиг выполняются в горизонтальном направлении в позициях, расположенных в разных местах в вертикальном направлении. На фиг. 32А показано состояние каждой из панелей 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов, при котором дырочный пиксел РХ, расположенный в верхнем конце в вертикальном направлении, находится в открытом состоянии. На фиг. 32В показано состояние каждой из панелей 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов, при котором дырочный пиксел РХ, расположенный во второй сверху позиции в вертикальном направлении, находится в открытом состоянии. На фиг. 32С показано состояние каждой из панелей 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов, при котором дырочный пиксел РХ, расположенный в нижнем конце в вертикальном направлении, находится в открытом состоянии. Таким образом, находящиеся в открытом состоянии дырочные пикселы РХ панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов сканируются и сдвигаются в вертикальном направлении в синхронизме с последовательным сканированием и сдвигом областей 8Р большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов.
Таким образом, световые пучки выходят одновременно (параллельно) из находящихся в открытом состоянии дырочных пикселов РХ каждой панели 71 сборной панели 81. Поэтому, как описано в третьем варианте выполнения изобретения, если пикселы всей панели 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов сканируются приблизительно за 1/30 с, наблюдателю О. расположенному перед сборной панелью 81 дырочных жидкокристаллических индикаторов, за счет зрительного эффекта остаточного изображения кажется, что он видит множество изображений точечных источников света, сформированных в пространстве перед сборной панелью 81 дырочных жидкокристаллических индикаторов световыми пучками, выходящими из пикселов этой панели. То есть наблюдатель О может видеть в этом пространстве стереоскопическое пространственное изображение.
В это время, меняя амплитуду модуляции в пикселах соответствующих областей 8Р, можно с высокой точностью изобразить отражение света от металлической поверхности и т.п. Кроме того можно создавать динамическое трехмерное изображение, формируя множество наборов данных о частичных изображениях, как описано выше, для каждого из трехмерных изображений, составляющих непрерывный эпизод, и последовательно подавая их в области 8Р отображения части изображения. Ниже описано создание трехмерного динамического изображения с привлечением численных примеров.
По аналогии с конкретным примером для третьего варианта выполнения изобретения (фиг. 29) предположим, что область 8Р большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов сформирована, например, из 15 х 9 пикселов, панель 71 дырочных жидкокристаллических индикаторов сборной панели 81 дырочных жидкокристаллических индикаторов сформирована, например, из 16 х 9 пикселов, а к, α и β на фиг. 30 равны 64, 7 и 4 соответственно. В этом случае, как показано на фиг. 33 и 34, размер большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов равен 1038 х 584 пикселов, а размер сборной панели 81 дырочных жидкокристаллических индикаторов составляет 1024 х 576 пикселов. На фиг. 33 показан вид сверху большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов и сборной панели 81 дырочных жидкокристаллических индикаторов, а на фиг. 34 показан вид сбоку этих же элементов. На этих чертежах не показаны блок источников света и светорассеивающая пластина.
Предположим, что скорость управления пикселами в большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов равна, например, 1 мкс. Тогда как и в третьем варианте выполнения изобретения, время, необходимое для отображения одного частичного изображения в области 8Р, равно 0,135 мкс. Поэтому время, необходимое для демонстрации одного трехмерного неподвижного изображения, равно приблизительно 20 мс. Таким образом, время может быть уменьшено до 30 мс и еще меньше, что соответствует длительности кадра в обычном телевидении, и это позволяет демонстрировать трехмерное, динамическое изображение, которое не покажется наблюдателю О неестественным.
Таким образом, как понятно из конкретного примера, иллюстрируемого на фиг. 33 и 34, в дисплее для создания трехмерного изображения, согласно данному варианту выполнения изобретения, частичные изображения, сформированные в соответствующих областях 8Р большой панели 80, расположенных позади сборной панели 81 дырочных жидкокристаллических индикаторов, проецируются вперед в пространство через множество (здесь, 1024 х 576) пикселов, составляющих панель 81, таким образом отображая с высокой скоростью трехмерное изображение, составляющее единое целое. Поэтому можно демонстрировать трехмерные изображения, включая даже динамические изображения высокой четкости. Кроме того, поскольку дырочные пикселы РХ сборной панели 81 дырочных жидкокристаллических индикаторов, действующие как малые отверстия, расположены близко друг к другу, как в третьем варианте выполнения изобретения, может быть достигнуто достаточное угловое разрешение. То есть дисплей для создания трехмерного изображения, согласно данному варианту выполнения изобретения, способен обеспечить создание трехмерного динамического изображения, высококачественного с точки зрения и разрешения изображения, и углового разрешения, и естественности динамических изображений.
Кроме того, поскольку в данном варианте выполнения изобретения использована конструкция, при которой находящиеся в открытом состоянии дырочные пикселы РХ последовательно сдвигаются для последовательной демонстрации двухмерных изображений (частичных изображений), перекрывающихся на пластине для формирования двухмерного изображения (большой панели 80 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов), находящейся сзади, аналогично третьему варианту выполнения изобретения, полное количество пикселов жидкокристаллических индикаторов, используемых в дисплее в целом, может быть малым даже при показе изображений с высокой четкостью. Поэтому дисплей для создания трехмерного изображения может быть очень компактным по сравнению с дисплеем в первом или втором вариантах выполнения изобретения и может быть с успехом использован, например, в стереоскопическом телевидении для домашнего применения и т.п.
Пятый вариант выполнения изобретения
Ниже описан дисплей для создания трехмерного изображения согласно пятому варианту выполнения изобретения.
На фиг. 35 схематично показан дисплей для создания трехмерного изображения согласно пятому варианту выполнения изобретения. На этом чертеже дисплей показан сверху. Этот дисплей содержит блок 201 источников света, способный испускать параллельные пучки белого света, жидкокристаллический индикатор 203 для пространственной модуляции света, испущенного блоком 201 источников света, для формирования и вывода цветного двухмерного изображения; расширитель пучка, сформированный конденсорной линзой 204; коллиматорную линзу 205 или аналогичный элемент, установленный за жидкокристаллическим индикатором 203 (со стороны выхода из него света); отклоняющую пластину 206, установленную за коллиматорной линзой 205; и линзовую пластину 207, находящуюся в плотном контакте с задней поверхностью отклоняющей пластины 206. Жидкокристаллический индикатор 203 совместно с частью схемы 210 управления, описанной ниже, соответствует средствам формирования двухмерного изображения, а отклоняющая пластина 206 соответствует отклоняющим средствам.
Блок 201 источников света сформирован, например, телом, испускающим свет высокой яркости, например галогенной лампой, и отражающим зеркалом, например поворотным эллипсоидальным зеркалом и т.п., и способен испускать параллельные пучки белого света.
Расширитель пучка, сформированный конденсорной линзой 204 и коллиматорной линзой 205, предназначен для расширения параллельных пучков света, выходящих из жидкокристаллических индикаторов 203. Например, как показано, в качестве коллиматорной линзы 205 используется линза Френеля.
Линзовая пластина 207 состоит из множества очень маленьких полуцилиндрических линз, вытянутых в горизонтальном направлении и упорядоченно расположенных в вертикальном направлении; их назначение заключается в рассеянии света, выходящего из отклоняющей пластины 206 в продольном направлении (вертикальное направление или направление, перпендикулярное к плоскости чертежа).
На фиг. 36 показана главная часть дисплея для создания трехмерного изображения, показанного на фиг. 35, как она выглядит, если смотреть на нее по диагонали вниз, а на фиг. 37 показан вид сбоку главной части дисплея для создания трехмерного изображения (в направлении стрелки К на фиг. 36). Как показано на этих чертежах, свет, коллимированный после прохождения через коллиматорную линзу 205, проходя через отклоняющую пластину 206 под некоторым углом, отклоняется в соответствии с местом его входа в поперечном направлении (или горизонтальном направлении, которое перпендикулярно к направлению входа в плоскости чертежа), а затем рассеивается пластиной 207 в вертикальном направлении под углом α. Линзовая пластина 207 соответствует рассеивающим средствам.
Например, жидкокристаллический индикатор 203 является элементом жидкокристаллического дисплея типа цветного фильтра, содержащего фильтры красного (К), зеленого (С) и синего (В) цветов на одной подложке, и имеет такую конструкцию, что формирует двухмерное динамическое изображение на основе данных об изображении, поступающих из схемы 210 управления, описанной ниже. Например, в жидкокристаллическом модуле используются сегнетоэлектрические жидкие кристаллы, которые обеспечивают работу с высокой скоростью. Для создания монохроматического дисплея вместо жидкокристаллических индикаторов 203 может использоваться монохроматический жидкокристаллический элемент без цветных фильтров. Вместо блока 201 источников света и жидкокристаллических индикаторов 203 может быть использован блок источников света, включающий средства цветоделения, например дихроическое зеркало или дихроическую призму, для каждого из К, С, В цветов, и монохроматиче ский жидкокристаллический индикатор (не показаны) для каждого цвета (всего три). В описываемом варианте выполнения изобретения для удобства изложения в качестве жидкокристаллических индикаторов 203 используется жидкокристаллический элемент, включающий 600 х 400 пикселов.
На фиг. 38 иллюстрируется фотографический принцип, используемый для формирования данных о двухмерных изображениях, которые будут поданы в жидкокристаллический индикатор 203. В настоящем варианте выполнения изобретения фотографическую камеру (не показана) шагами перемещают по дуге ΕΝ вокруг объекта Е от углового направления Θ1 к угловому направлению Θ60 через угловые интервалы ΔΘ. Двухмерное изображение объекта фотографируют в каждом угловом направлении θί (ί = 1, 2, ..., 60) и используют в качестве данных о двухмерном неподвижном изображении. Например, угол ΔΘ равен одному градусу. Если считать, что одно двухмерное неподвижное изображение, полученное таким способом, соответствует изображению одного поля, то сканирование в угловых направлениях от Θ1 до Θ60 создает двухмерные неподвижные изображения для 60 полей. В последующем описании двухмерные неподвижные изображения, полученные сканированием в угловых направлениях от Θ1 до Θ60, называются изображениями для 60 пространственных полей. Сбором изображений в угловых направлениях от Θ1 до Θ60 управляют так, что он осуществляется в соответствующие моменты времени от 11 до 160.
Когда сбор изображений для 60 пространственных полей в угловых направлениях от Θ1 до Θ60 завершен, производится сбор других изображений для 60 пространственных полей в угловых направлениях от Θ1 до Θ60, в следующие моменты времени от 161 до 1120. После этого сбор изображений для 60 пространственных полей повторяется аналогичным способом. После 60-кратного повторения имеются изображения для 3600 полей. Для некоторого определенного углового направления Θί изображения для 60 полей собираются в моменты времени от 11 до 1(1 + 60 х 59). В последующем описании двухмерные неподвижные изображения, полученные в моменты времени от 11 до 1(1 + 60 х 59) в каждом угловом направлении Θί называются изображениями для 60 временных полей.
Если считать, что изображения для 60 пространственных полей в угловых направлениях от Θ1 до Θ60 получают за время 1/60 с, время сбора данных изображения Δ1 равно 1/3600 с, а данные изображений для 3600 полей получают за одну секунду.
Набор двухмерных неподвижных изображений, полученный таким способом, может рассматриваться в качестве последовательности двухмерных динамических изображений. Двухмерные динамические изображения сжимают согласно стандарту ΜΡΕΟ, который описан ниже, или согласно аналогичной процедуре, и записывают на носитель записи, например видео компакт-диск, в виде сжатых данных динамического изображения. Сжатые данные, считанные с носителя записи, подвергаются декомпрессии, которая описана ниже, и заранее заданной модуляции, после чего подаются в жидкокристаллический индикатор 203 для формирования на нем двухмерного динамического изображения.
Вернемся к фиг. 35. Отклоняющая пластина 206 предназначена для такого отклонения света, вышедшего из коллиматорной линзы 205 в горизонтальном направлении, что он в зависимости от времени будет распространяться в различных направлениях, и она сформирована с использованием элемента, называемого жидким кристаллом, распределенным в полимере (РОЬС) или смесью жидкого кристалла с полимером, как показано на фиг. 40, описанном ниже. Этот жидкий кристалл с полимером может быть непрозрачным и прозрачным в зависимости от угла наблюдения, за счет эффекта согласования между показателями преломления полимера и жидкого кристалла, достигаемого подачей напряжения на смесь из полимера и жидкого кристалла для выстраивания молекул жидкого кристалла в направлении электрического поля.
Например, в соответствии с условиями фотографирования, описанными в связи с фиг. 38, настоящий вариант выполнения изобретения имеет конструкцию, изображенную на фиг. 35, в которой угловое поле Θ равно 60°, а угловое разрешение ΔΘ - 1°. В этом случае отклоняющая пластина 206 заставляет часть света, входящую в нее вертикально и идущую из коллиматорной линзы 205, последовательно выходить в угловых направлениях от Θ1 до Θ60 через один градус. В настоящем варианте выполнения изобретения угловое сканирование под углами от Θ1 до Θ60 (в дальнейшем называемое сканирование с отклонением пучка) выполняют за время 1/60 с в синхронизме с вышеописанными моментами времени формирования изображения в жидкокристаллическом индикаторе 203, а для создания трехмерного динамического изображения сканирование с отклонением пучка выполняют 60 раз. В этом случае, например, наблюдатель 01 в течение одной секунды увидит в угловом направлении Θ1 60 двухмерных неподвижных изображений, а за счет зрительного эффекта остаточного изображения эти неподвижные изображения сливаются для наблюдателя 01 в динамическое изображение, длящееся 1 с. К примеру, наблюдатель 02 (или 03) в угловом направлении Θ30 (или Θ60) увидит за одну секунду 60 двухмерных неподвижных изображений, отличающихся от неподвижных изображе ний, видимых в угловом направлении Θ1, но они также дадут свое динамическое изображение, длящееся одну секунду. Например, если считать, что двухмерные данные, поступающие в жидкокристаллический индикатор 203, получены с помощью схемы, показанной на фиг. 38, то наблюдатели 01, 02 и 03, смотрящие в угловых направлениях Θ1, Θ30 и Θ60, увидят различные изображения, например, как показано на фиг. 39А-39С.
Ниже более подробно описана конструкция отклоняющей пластины 206.
На фиг. 40 в укрупненном масштабе показано сечение отклоняющей пластины 206 в горизонтальном направлении. Для простоты на фиг. 40, а также на фиг. 41 и 42, описанных ниже, диагональная штриховка, обозначающая сечение, не показана. Как показано на фиг. 40, отклоняющая пластина 206 в настоящем варианте выполнения изобретения выполнена из жидкого кристалла, распределенного в полимере, как описано выше; она содержит слой 206с из смеси полимер/жидкий кристалл, сформированной распределением иглообразных жидкокристаллических молекул 206Ь размером несколько микронов или меньше в полимерном материале 206а, и содержит полосовые электроды 2066 и 206е малой ширины, которые сформированы на входной поверхности и выходной поверхности слоя 206с из смеси полимер/жидкий кристалл, так что они расположены напротив друг друга и заключают между собой этот слой 206с, причем эти электроды вытянуты в направлении, перпендикулярном к плоскости чертежа. Слой 206с из смеси полимер/жидкий кристалл соответствует жидкокристаллическому элементу с изменяемым направлением пропускания света.
Если полосовые электроды 2066 и 206е выполнены так, что направления полос (продольные направления электродов) параллельны друг другу, как описано выше, может быть использована так называемая простая матричная конфигурация. Альтернативно, может быть использована конструкция с активной матрицей, в которой используются тонкопленочные транзисторы и т. п. В этих случаях направлением отклонения можно управлять на двухмерной основе.
Рассеивающая поверхность 206Г. способная равномерно рассеивать падающий свет, сформирована на входной стороне слоя 206с из смеси полимер/жидкий кристалл. Полосовые электроды 2066 и 206е сформированы из прозрачных проводящих пленок, например из оксидов индия и олова или аналогичных материалов, и вытянуты в направлении, перпендикулярном к плоскости чертежа (продольное направление). На полосовые электроды 2066 и 206е избирательно подается заранее заданное напряжение. Свет, пропущенный одним пикселом жидкокри сталлических индикаторов 203 (фиг. 35), падает вертикально на отклоняющую пластину 206, так что он охватывает множество полосовых электродов 2066. Полосовые электроды 2066 и 206е размещены с минимальным шагом, при котором все еще обеспечивается задание 60 угловых направлений от Θ1 до Θ60.
В полимерном материале 206а, когда на него не подано напряжение, оптические оси (продольные оси) жидкокристаллических молекул 206Ь ориентированы в случайных направлениях. В этом состоянии эффективный показатель преломления жидкокристаллических молекул 206Ь и показатель преломления полимерного материала 206а не согласуются, и в результате рассеяния света на поверхностях раздела между жидкокристаллическими молекулами 206Ь и полимерным материалом 206а слой 206с в целом является непрозрачным и белым. Напротив, когда на полосовые электроды 2066 и 206е избирательно подано напряжение, оптические оси жидкокристаллических молекул 206Ь, расположенных в зоне действия электрического поля, выстраиваются в направлении этого электрического поля. В результате эффективный показатель преломления жидкокристаллических молекул 206Ь будет иметь значение п0, которое равно значению для жидкокристаллических молекул 206Ь, соответствующему нормальному световому пучку. Поэтому использование полимерного материала 206а с показателем преломления, по существу равным п0, устраняет разность между показателями преломления жидкокристаллических молекул 206Ь и полимерного материала 206а на границе между ними, что уменьшает рассеивание света в направлении электрического поля и делает слой 206с прозрачным. То есть выходит только свет, рассеянный на рассеивающей поверхности 206Г в направлении электрического поля.
Избирательной подачей напряжения на полосовые электроды 2066 и 206е управляют так, что подача напряжения на пару электродов происходит с последовательным сдвигом слева направо (на чертеже), при сохранении направления прямой, соединяющей пару электродов, к которым подано напряжение, параллельным угловому направлению Θ1. Более конкретно, сканирование с приложением импульсного напряжения к полосовым электродам 206е, расположенным со стороны выходной поверхности (в дальнейшем называемое сканированием приложенного напряжения), осуществляется последовательно и синхронно со сканированием приложенного напряжения, подаваемого в виде импульсов к полосовым электродам 2066, расположенным со стороны входной поверхности, в заранее заданные моменты времени. В то же время осуществляется управление, обеспечивающее поддержание величины горизонтального смещения, соответствующего угловому на правлению θί между полосовым электродом 206ά со стороны входной поверхности и полосовым электродом 206е со стороны выходной поверхности, к которым подано напряжение.
Например, на фиг. 40 показано состояние процесса сканирования в некоторый момент времени, когда направление прямой линии, соединяющей пару электродов, на которые подано напряжение, совпадает с угловым направлением θ1. На фиг. 41 показано состояние в момент, когда электроды, к которым подано напряжение, смещены на четыре позиции от электродов, показанных на фиг. 40. Эти чертежи демонстрируют случай, когда сканирование выполняют параллельно на двух парах полосовых электродов 206ά и 206е, чтобы уменьшить время, необходимое для сканирования приложенного напряжения в каждом угловом направлении θί. Для достижения дальнейшей экономии времени, необходимого для сканирования приложенного напряжения, это сканирование может быть выполнено параллельно с использованием трех или большего количества пар полосовых электродов 206ά и 206е. Однако когда осуществляется такое параллельное сканирование, множество пар полосовых электродов 206ά и 206е должны быть достаточно удалены друг от друга, чтобы предотвратить наложение создаваемых ими электрических полей. Понятно, что сканирование может быть выполнено так, что в каждый момент напряжение подается только к одной паре полосовых электродов 206ά и 206е.
Например, предположим, что Ь соответствует толщине слоя 206с; р - шаг, с которым размещены полосовые электроды 206ά и 206е; ηί количество горизонтальных шагов между полосовыми электродами 206ά и 206е, соответствующее выходному углу δί (угловое направление θί); и άί соответствует горизонтальному смещению между обоими электродами, соответствующему угловому направлению θί. Тогда, количество шагов при смещении в горизонтальном направлении для полосовых электродов 206ά и 206е, соответствующее угловому направлению θί, дается уравнением (1), где ί = 1, 2, ..., η, а δί = άί/Ь = ρ χ ηί/Ь.
ηί = Ь χ ΐ§δ/ρ (1)
Когда осуществляется такое сканирование напряжения по парам полосовых электродов 206ά и 206е, при котором количество горизонтальных шагов смещения между ними, заданное уравнением (1), сохраняется, только свет, идущий в угловом направлении θί, может выйти из отклоняющей пластины 206.
Когда сканирование в угловом направлении θί завершено, происходит сканирование в угловом направлении θ(ί+1). Такое сканирование приложенного напряжения в горизонтальном направлении выполняют для каждого из угловых направлений от θ1 до θ60. На фиг. 42 показано состояние в некоторый момент, когда сканирование приложенного напряжения происходит в угловом направлении θ60. В настоящем варианте выполнения изобретения сканирование приложенного напряжения для одного углового направления θί осуществляется за время 1/3600 с. Поэтому время, необходимое для сканирования приложенного напряжения во всех угловых направлениях от θ1 до θ60, равно 1/60 с. Поскольку выстраивание жидкокристаллических молекул 206Ь характеризуется гистерезисом, ориентированное состояние сохраняется в течение некоторого времени даже после снятия электрического поля, действующего на молекулы. Поэтому жидкокристаллический индикатор 203 может обеспечить показ изображения в течение 1/3600 с после того, как такое ориентационное сканирование выполнено по всей отклоняющей пластине 206. Более конкретно, предположим, что коэффициент заполнения при сканировании, определенный как отношение фактического времени, требуемого для сканирования приложенного напряжения, к периоду сканирования приложенного напряжения (1/3600 с), равен 50% или меньше, а коэффициент заполнения дисплея, определенный как отношение фактического времени показа к времени показа жидкокристаллических индикаторов 203 (1/3600 с), также составляет 50% или меньше. Тогда один цикл сканирования приложенного напряжения и показа одного изображения на жидкокристаллическом индикаторе 203 выполняется в течение 1/3600 с. Если вместо полосовых электродов 206ά и 206е, описанных выше, используются матричные электроды, то полутона могут быть отображены путем временного нарушения выравнивания жидкокристаллических молекул 206 и выстраивания только части жидкокристаллических молекул 206 в одном пикселе в угловом направлении θί.
Слой 206с из смеси полимер/жидкий кристалл может быть сформирован, например, с использованием способа, при котором раствор полимера и жидкого кристалла наносят на подложку, а затем растворитель испаряют, или способа, в котором маленькие капельки жидкого кристалла образуются в результате осаждения жидкого кристалла, когда мономеры полимерного материала полимеризуются и затвердевают. Однако он может быть сформирован и с использованием других способов. Например, он может быть структурой, в которой нематический жидкий кристалл распределен в водном растворе поливинилового спирта и т.п. с формированием микрокапсул жидкого кристалла, или структурой, в которой небольшое количество желатинового полимера распределено в жидком кристалле. Хотя в обычном жидком кристалле, распределенном в полимере, используются сферические молекулы жидкого кристалла, для настоящего варианта выполнения изобретения, где они должны быть ориентированы, желательно, чтобы молекулы жидкого кристалла имели игольчатую форму. Например, способы формирования жидкого кристалла с такими игольчатыми молекулами включают способ, в котором жидкий кристалл осаждают в однородном магнитном поле, формируя микрокапсулы. Согласно этому способу, иглообразные жидкокристаллические молекулы 206Ь формируются в результате приливного эффекта, действующего в направлении магнитного поля.
На фиг. 43 схематично показана схема управления дисплеем для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения. Схема 210 управления выполняет заданную обработку сигнала на базе данных о двухмерных изображениях, считанных устройством 211 восстановления изображения с носителя 211а записи, например видео компактдиска СЭ или цифрового видеодиска Όνο, выдает полученные данные в жидкокристаллический индикатор 203 и управляет отклонением в отклоняющей пластине 206 синхронно с подачей данных о двухмерных изображениях в жидкокристаллический индикатор 203. Например, данные о двухмерных изображениях, записанные в носителе 211а записи, могут быть собраны на основе фотографического принципа, проиллюстрированного на фиг. 38. Данные о двухмерных изображениях, поданные в схему 210 управления, не ограничены данными, считанными устройством 211 восстановления изображения, и могут альтернативно включать данные, переданные по каналу передачи данных, например по сети связи.
Схема 210 управления содержит демультиплексор 212 для разделения данных, считываемых устройством 210 восстановления изображения с носителя 211а записи, на данные о двухмерных изображениях, звуковые данные и текстовые данные; входной буфер 213, содержащий память кадров или аналогичное устройство, соединенное с выходом демультиплексора 212; и МРЕС (стандарт экспертной группы по вопросам движущегося изображения) декодер 214, соединенный с выходом входного буфера 213. Кроме того, схема 210 управления содержит промежуточный буфер 215, соединенный с выходом МРЕС декодера 214; блок 228 обработки видеосигнала, соединенный с выходом промежуточного буфера 215; выходной буфер 217, соединенный с выходом блока 228 обработки видеосигнала; и блок 218 управления жидкокристаллическим индикатором, соединенный с выходом выходного буфера 217 и входом жидкокристаллического индикатора 203 (фиг. 35). Кроме того, схема 210 управления содержит контроллер 220 отклонения для управления работой отклоняющей пластины 206 (фиг. 35); схему 221 управления отклонением, соединенную с выходом контроллера 220 отклонения и входом отклоняющей пластины 206; и схему 219 фазовой автоподстройки для син хронизации работы контроллера 220 отклонения и схемы 218 управления жидкокристаллическим индикатором. Схема, сформированная компонентами от демультиплексора 212 до схемы 218 управления жидкокристаллическим индикатором, соответствуют средствам управления формированием изображения. Схема 219 фазовой автоподстройки, контроллер 220 отклонения и схема 221 управления отклонением совместно с вышеописанной отклоняющей пластиной 206 соответствуют средствам формирования трехмерного изображения. Входной буфер 213 и МРЕС декодер 214 соответствуют приемным средствам и средствам декодирования соответственно.
Демультиплексор 212 выделяет сжатые данные об изображениях из данных, считанных устройством 211 восстановления изображения, и подает их на вход входного буфера 213. МРЕС декодер 214 осуществляет декомпрессию сжатых данных, поступающих из входного буфера 213, преобразуя данные в формат видеосигнала и т. п. Блок 228 обработки видеосигнала предназначен для осуществления модуляции видеосигнала и т. п. на основе данных о двухмерном изображении, поступающих из промежуточного буфера 215, в зависимости от направления отклонения. Процесс модуляции видеосигнала выполняют, чтобы изменить в горизонтальном направлении ширину изображения, которое будет отображено на жидкокристаллическом индикаторе 203 (увеличение изображения), в зависимости от направления отклонения, и этот процесс будет описан ниже. На основе видеосигнала, поступившего из выходного буфера 217, схема 218 управления жидкокристаллическим индикатором вырабатывает управляющий сигнал 223 такой частоты и формы, которые подходят для управления работой жидкокристаллического индикатора 203, и подает этот сигнал в жидкокристаллический индикатор 203.
В настоящем варианте выполнения изобретения видеосигнал, поступающий в жидкокристаллический индикатор 203, имеет 3600 полей в секунду. Поэтому, если жидкокристаллический индикатор 203 предназначен для цветного дисплея, например, имеющего 600 х 400 пикселов, частота управляющего сигнала 223 или частота коммутации пикселов жидкокристаллических индикаторов 203 составляет 3600x600x400x3 = 2592 ΜΗζ. Такое значение легко достигается с использованием обычных схем управления жидкокристаллическими индикаторами, работающими параллельно.
Схема 218 управления жидкокристаллическими индикаторами 218 передает также базовый сигнал 224 синхронизации с частотой 360
Гц, который служит основой синхронизации для подачи видеосигнала в схему 219 фазовой автоподстройки.
Схема 219 фазовой автоподстройки осуществляет управление для достижения синхронизации фазы базового сигнала 224 синхронизации, идущего из контроллера 220 отклонения, и синхросигнала 225, идущего из схемы 218 управления жидкокристаллическим индикатором, возвращая синхросигнал 226 с синхронизированной фазой в контроллер 220 отклонения.
Контроллер 220 отклонения выдает сигнал
227 управления отклонением, предназначенный для управления моментами отклонения в отклоняющей пластине 206 в синхронизме с синхросигналом 226, фаза которого синхронизирована схемой 219 фазовой автоподстройки. В настоящем варианте выполнения изобретения частота сигнала 227 управления отклонением равна 3600 Гц. На основе сигнала 227 управления отклонением, идущего из контроллера 220 отклонения, схема 221 управления отклонением вырабатывает сигнал, требуемый для управления работой отклоняющей пластины 206, т. е. управляющий сигнал 229 такой формы и частоты, что его можно подавать на полосовые электроды 2066 и 206е отклоняющей пластины 206, и подает этот сигнал на эти пластины 206. Одно сканирование отклоняющей пластины 206 должно быть выполнено в соответствии с изображением одного поля (1/3600 с) на жидкокристаллическом индикаторе 203. Для этой цели частота управляющего сигнала 229, подаваемого на полосовые электроды 2066 и 206е отклоняющей пластины 206, может быть установлена равной, например, приблизительно 3600 х 10 Гц, если количество электродов, приходящихся на пиксел, равно 10, хотя это зависит от шага (или количества) полосовых электродов 2066 и 206е.
Ниже описана работа дисплея для создания трехмерного изображения, имеющего вышеописанную конфигурацию.
Прежде всего, со ссылкой на фиг. 43 будет описана работа схемы 210 управления.
Устройство 211 восстановления изображения считывает данные, записанные на носителе 211а записи в сжатом виде, и направляет эти данные в демультиплексор 212. Демультиплексор 212 разделяет полученные данные на данные о двухмерном динамическом изображении, звуковые данные и текстовые данные. Через входной буфер 213 данные о динамическом изображении, выделенные таким образом, подаются в МРЕО декодер 214.
МРЕО декодер 214 осуществляет декомпрессию сжатых данных, поступающих из входного буфера 213, их декодирование и т.п. с преобразованием в формат видеосигнала и выводит результирующий сигнал. Через промежуточный буфер 215 видеосигнал, выданный МРЕО декодером 214, подается на вход блока
228 обработки видеосигнала.
Блок 228 обработки видеосигнала осуществляет модуляцию усиления (в дальнейшем называемую процессом модуляции ширины изображения) и другую подобную обработку видеосигнала, поступившего из промежуточного буфера 215, так что обеспечивается ширина изображения, соответствующая направлению отклонения. Подробное описание процесса модуляции ширины изображения будет сделано в связи с фиг. 44, 45 и 46А-46С.
На фиг. 44 схематично иллюстрируется зависимость между направлением отклонения света, выходящего из отклоняющей пластины 206 (направление проецирования двухмерного изображения), и шириной изображения, видимого в направлении проецирования. Ширина ^1, видимая наблюдателем в направлении проецирования, выражается уравнением (2) ^1 = № х СО8 δ (2) где - ширина световых пучков, создающих двухмерное изображение, которые вышли из жидкокристаллического индикатора 203 (на чертеже не показан) и упали на отклоняющую пластину 206, а δ - угол между направлением проецирования изображения и перпендикуляром к отклоняющей пластине 206, т. е. выходной угол, как показано на том же чертеже.
Поэтому, чтобы ширина изображения, рассматриваемого наблюдателем, находящимся в направлении под выходным углом δ, равнялась собственному (исходному) значению, ширина \У1 исходного изображения должна быть подвергнута модуляции согласно уравнению (3) с формированием на жидкокристаллическом индикаторе 203 изображения со скорректированной шириной № = \\'1/СО8 δ (3)
На фиг. 45 представлен график модуляционной функции, соответствующей уравнению (2). На этом графике показан случай, когда угловое поле равно 60°. Как показано на чертеже, когда угол между направлением проецирования изображения и перпендикуляром к отклоняющей пластине 206, т.е. выходной угол δ, меняется от -30 до 0°, а затем до +30°, значение модуляционной функции меняется от 2/(31/2) до 1, а затем вновь до 2/(31/2). Поэтому если предположить, например, что изображение, рассматриваемое наблюдателем О2 (фиг. 35) во фронтальном направлении отклоняющей пластины 206 (δ = 0°) соответствует фиг. 46В, то изображение, которое будет сформировано на жидкокристаллическом индикаторе 203 в связи с этим направлением (δ = 0°) (например, изображение в момент времени ΐ30), может иметь ту же ширину, что и изображение фиг. 46В, изображение, которое будет сформировано на жидкокристаллическом индикаторе 203 в связи с направлением наблюдения наблюдателя О1 (δ = -30°) (например, изображение в момент времени П), должно быть изображением, которое расширено в боковом направлении, как показано на фиг. 46А. Такая модуляция ширины изображения позволяет создать правильные изображения, как показано на фиг. 39А-39С, которые можно рассматривать со всех направлений.
Обратимся вновь к фиг. 43 и опишем работу схемы 210 управления. Через выходной буфер 217 видеосигнал с выхода блока 228 обработки сигнала подается в схему 218 управления жидкокристаллическим индикатором. На основе видеосигнала, поступившего из выходного буфера 217, схема 218 управления жидкокристаллическими индикаторами 218 вырабатывает управляющий сигнал 223 такой частоты и формы, какие требуются для управления работой жидкокристаллических индикаторов 203, и подает этот сигнал в жидкокристаллический индикатор 203. В результате в жидкокристаллическом индикаторе 203 формируется двухмерное изображение, изменяющееся со скоростью до 3600 Гц, т.е. динамическое изображение.
Контроллер 220 отклонения выдает сигнал 227 управления отклонением, предназначенный для управления моментами отклонения в отклоняющей пластине 206 в синхронизме с синхросигналом 226, синхронизированным схемой 219 фазовой автоподстройки. На основе сигнала 227 управления отклонением, поступившего из контроллера 220 отклонения, схема 221 управления отклонением вырабатывает управляющий сигнал 229 и выдает его на отклоняющую пластину 206. В результате отклоняющая пластина 206 изменяет направление проецирования двухмерного изображения синхронно с изменениями двухмерного изображения, сформированного в жидкокристаллическом индикаторе 203.
Более конкретно, как показано на фиг. 4042, управляющий сигнал 229 последовательно и избирательно подается на полосовые электроды 2066 и 206е, обеспечивая выравнивание жидкокристаллических молекул 206Ь в направлении линии, соединяющей эти электроды, что обеспечивает выход света только в этом направлении. Такое сканирование приложенного напряжения выполняют со скоростью один цикл за 1/3600 с. В течение этого промежутка времени двухмерное изображение одного поля остается на жидкокристаллическом индикаторе 203. Поэтому в каждый момент времени ΐ] (]=1, 2, ..., 3600) формируется одно двухмерное неподвижное изображение и это двухмерное неподвижное изображение проецируется отклоняющей пластиной 206 в одном направлении проецирования, соответствующем этому двухмерному неподвижному изображению. Тогда, как показано на фиг. 35, сканирование с отклонением пучка в моменты времени от 41 до 460 приведет к проецированию двухмерных неподвижных изображений 60 пространственных полей в соответствующих угловых направлениях от 51 до 560. Затем сканирование с отклонением пучка в моменты времени от 161 до 4120 приведет к проецированию двухмерных неподвижных изображений для 60 пространственных полей в соот ветствующих угловых направлениях от 51 до 560. Затем аналогично осуществляется повторение проецирования изображений для 60 пространственных полей под различными углами. Это повторяется 60 раз, чтобы создать проекции изображения всего для 3600 полей.
В этом случае для некоторого определенного углового направления 51 двухмерные неподвижные изображения для временных полей рассматриваются в моменты времени ίί, 4(1+60), 4(1+60x2), ..., 4(1+60x59). Например, наблюдатель 01, расположенный в угловом направлении Θ1 (фиг. 35), видит двухмерные неподвижные изображения всего 60 временных полей, содержание которых связано с угловым направлением Θ1 в моменты времени 41, 461, 4121, ..., 43 541. То есть наблюдатель 01 видит изображения 60 полей в секунду и, если положение глаз наблюдателя не меняется, из-за зрительного эффекта остаточного изображения этому наблюдателю кажется, что он видит динамическое изображение, аналогичное динамическому изображению, демонстрируемому в обычном телевизоре.
Если наблюдатель 01 перемещается вправо, чтобы посмотреть на дисплей, например, в угловом направлении Θ10, этот наблюдатель 01 видит двухмерные неподвижные изображения всего 60 временных полей 60, содержание которых связано с угловым направлением Θ10 в моменты времени 410, 470, 480, ..., 43550. Точка наблюдения, соответствующая содержанию двухмерных неподвижных изображений, связанных с угловым направлением Θ10, отличается от точки наблюдения, соответствующей содержанию двухмерных неподвижных изображений, связанных с угловым направлением Θ1. В результате наблюдатель 01 видит набор двухмерных изображений с различных точек наблюдения, проецируемый отклоняющей пластиной 206, как стереоскопическое динамическое изображение или трехмерное динамическое изображение.
Ниже со ссылками на фиг. 47 и 48 описан способ сжатия данных, подаваемых в дисплей для создания трехмерного изображения.
Хотя данные, являющиеся основой изображения, формируемого жидкокристаллическим индикатором 203 дисплея для создания трехмерного изображения, получают, например, с использованием процесса фотографии, иллюстрируемого на фиг. 38, как описано выше, эти данные аналогичны обычным данным о динамическом изображении, в которых содержание изображения непрерывно меняется с течением времени. Поэтому можно и предпочтительно выполнять сжатие данных согласно стандарту МРЕ0, который обычно используется для динамических изображений.
На фиг. 47 иллюстрируется способ сжатия динамического изображения согласно МРЕ0 в применении к дисплею для создания трехмерно61 го изображения, согласно настоящему варианту выполнения изобретения. Как описано выше, данные, поданные в жидкокристаллический индикатор 203, в настоящем варианте выполнения изобретения могут считаться динамическими данными, идущими со скоростью 3600 полей в секунду. Как показано на фиг. 47, на основе изображений в моменты времени I) создается три типа сжатых изображений (которые на чертеже обозначены просто кадрами), т.е. Iкадры, В-кадры и Р-кадры. 1-кадры соответствуют первым сжатым кодированным данным, а В-кадры и Р-кадры соответствуют вторым сжатым кодированным данным.
Как показано на фиг. 48, 1-кадр является изображением с внутрикадровым кодированием и сформирован сжатием исходного неподвижного изображения одного поля независимо от других полей. Описание основано на предположении, что термины кадр и поле означают одно и то же. Р-кадр является изображением, кодированным с использованием межкадрового кодирования с прямым предсказанием, и сформирован векторами перемещения, представляющими изменения по сравнению с предыдущим (предшествующим) полем. В-кадр является изображением, кодированным с использованием двунаправленного предсказания, и сформирован с использованием векторов перемещения, представляющих изменения в этом поле не только по сравнению с предыдущим (предшествующим) полем, но и по сравнению с будущим (следующим) полем.
Такие 1-кадры, В-кадры и Р-кадры размещены в следующем порядке I, В, В, Р или Р, В, В, Р, как показано на фиг. 47, формируя одну группу из 60 кадров. Такая группа изображений (СОР) служит блоком для произвольной выборки, и эти группы составлены так, что Iкадры всегда находятся в начале соответствующих последовательностей, т.е. в позициях, соответствующих моментам времени 11, 161, 1121, ..., 13541.
Динамическое сжатие изображения с использованием такого способа позволяет эффективно сжать данные при скорости 3600 полей/с. Это позволяет уменьшить требуемую площадь записи на носителе 211а записи на фиг. 43 и достичь передачи данных с высокой скоростью при уменьшении частотной полосы.
Как описано выше, в дисплее для создания трехмерного изображения, согласно настоящему варианту выполнения изобретения, двухмерное изображение, которое изменяется со временем (т.е. своего рода двухмерное динамическое изображение) формируется жидкокристаллическим индикатором 203, а отклоняющей пластиной 206 осуществляется сканирование с отклонением пучка, чтобы так изменить направление проецирования двухмерного изображения, что сформированное таким образом двухмерное изображение последовательно проецируется в различных направлениях в соответствии с изменениями этого двухмерного изображения во времени. Таким образом, двухмерное изображение, которое изменяется во времени, преобразуется в набор двухмерных изображений, соответствующих различным точкам наблюдения, и в результате набор этих двухмерных изображений может наблюдаться как трехмерное изображение. Такое трехмерное изображение является реальным стереоскопическим изображением, поскольку боковые поверхности объекта могут быть увидены в результате простого перемещения точки наблюдения в поперечном направлении, а не квази-стереоскопическим изображением на дисплее, получаемым согласно известным способам, в которых используется параллакс между левыми и правыми глазами человека. То есть дисплей для создания трехмерного изображения согласно данному варианту выполнения изобретения позволяет демонстрировать стереоскопическое изображение без использования голографии или параллакса глаз, как в известных способах.
В настоящем варианте выполнения изобретения поскольку двухмерное изображение, сформированное жидкокристаллическим индикатором 203, просто отклоняется и проецируется отклоняющей пластиной 206, свет используется более эффективно, чем в первом-четвертом вариантах выполнения изобретения, что позволяет демонстрировать изображение с большей яркостью.
Настоящий вариант выполнения изобретения позволяет видеть трехмерное динамическое изображение за счет сканирования с отклонением пучка путем периодического отклонения направления проецирования двухмерного изображения с малым периодом и вычисления разности между содержанием двухмерного изображения, проецируемого в конкретном направлении в некоторый момент сканирования, и содержанием двухмерного изображения, проецируемого в конкретном направлении в следующий момент сканирования с отклонением пучка. То есть дисплей для создания трехмерного изображения, согласно настоящему варианту выполнения изобретения, позволяет осуществить демонстрацию трехмерного динамического изображения, которую было трудно осуществить в дисплее с пластиной из линз, основанном на методах интегральной фотографии, и в известных голографических способах.
В настоящем варианте выполнения изобретения, хотя быстродействие дисплея может быть достигнуто за счет использования, например, сегнетоэлектрического жидкого кристалла, подобного жидкокристаллическому индикатору 203, при современном уровне техники трудно с помощью одного пиксела демонстрировать полутона. В этом случае отображение полутонов может быть достигнуто, например, управлением работой каждого пиксела 203а жидкокристалли63 ческого индикатора 203, показанного на фиг. 49, на основе временного разделения. В примере на чертеже показан жидкокристаллический индикатор полоскового типа, в котором цветные фильтры для красного Я, зеленого С и синего В цветов соответственно сформированы на трех электродах, составляющих один пиксел.
Для отображения полутонов, как показано на фиг. 50, время демонстрации одного поля (в этом случае равное 1/3600 с) разделено, например, на три периода от τ1 до τ3, и в каждый промежуток пикселы включают избирательно. На чертеже заштрихованные части соответствуют электродам, на которые не подано напряжение, а части, которые не заштрихованы, соответствуют электродам, на которые подано напряжение. Пиксел, который не включен ни в одном из этих трех периодов τ1-τ3, имеет общую яркость, соответствующую уровню 0, а пиксел, который включен в течение всех трех периодов τ1-τ3, имеет общую яркость, соответствующую уровню 3. Пиксел, который включен только в одном из периодов, имеет общую яркость, соответствующую уровню 1, а пиксел, который включен в течение двух периодов, имеет общую яркость, соответствующую уровню 2. В этом случае, следовательно, один пиксел может представлять тона четырех уровней. Хотя в примере на чертеже для простоты изложения и облегчения понимания Я, С и В пикселы включаются одновременно, понятно, что каждый из Я, С и В пикселов можно включать независимо, обеспечивая создание полутонов для каждого произвольного цвета.
Например, как показано на фиг. 51, полутона могут быть представлены включением четырех соседних пикселов на основе пространственного разделения. Незаштрихованные части на чертеже соответствуют включенным пикселам. В этом случае, ни одного, один, два, три или все четыре пиксела могут быть выбраны и включены. Это позволяет демонстрировать тона 5 уровней, от уровня 0 до уровня 4. В случае использования такой техники пространственного синтеза, можно также создавать полутона для каждого произвольного цвета, включая каждый из Я, С и В пикселов независимо. Кроме того, сочетание временного разделения и пространственного разделения позволяет создавать еще больше тонов.
Хотя настоящий вариант выполнения изобретения был описан на примере, в котором предполагалось, что угловое разрешение или интервалы углов отклонения, задаваемые отклоняющей пластиной 206, равны 1°, трехмерное изображение может быть получено и с более высоким разрешением, если задать углы отклонения с меньшим интервалом. В этом случае, как например, показано на фиг. 52 и 53, можно задать между угловыми направлениями θί и θ(ί+1) новое угловое направление 0(1+1/2).
Для этого изображение одного поля проецируется и показывается при двукратном сканировании приложенного напряжения, например, как показано на фиг. 53. Более конкретно, при первом сканировании [81] приложенного напряжения его выполняют при начальном значении θ1 направления отклонения и угле приращения 1°, а при втором сканировании [§2] приложенного напряжения его можно выполнить при начальном значении направления отклонения, сдвинутом на 0,5°, и угле приращения 1°, аналогично тому, как имело место при первом сканировании. В этом случае можно достичь пространственного разрешения, которое вдвое превышает разрешение в вышеописанных вариантах выполнения изобретения.
Кроме того, когда изображение одного поля проецируется и демонстрируется при двукратном сканировании приложенного напряжения, проецирование и демонстрация могут быть выполнены для 120 угловых направлений, несмотря на то, что частота составляет 60 угловых направлений х 60 полей/с = 3600 полей/с. Например, хотя обычно для проецирования и демонстрации изображения одного поля в одном цикле сканирования приложенного напряжения с углом приращения 0,5° управление должно осуществляться на довольно высокой частоте 120 угловых направлений х 60 полей/с = 7200 полей/с, но когда изображение для одного поля проецируется и демонстрируется при двукратном сканировании приложенного напряжения, как описано выше, управление облегчается, потому что не требуется повышения частоты.
Аналогично, каждый из интервалов углового направления с 60 угловыми направлениями может быть разделен на пять направлений, чтобы проецировать и демонстрировать изображение одного поля за пять циклов сканирования. В этом случае проецирование происходит в угловых направлениях 1, 2, 3, ..., 60° при первом сканировании; в угловых направлениях 1,2, 2,2, 3,2, ..., 60,2° при втором сканировании; в угловых направлениях 1,4, 2,4, 3,4, ..., 60,4° при третьем сканировании; в угловых направлениях 1,6, 2,6, 3,6, ..., 60,6° при четвертом сканировании; и в угловых направлениях 1,8, 2,8, 3,8, ..., 60,8° при пятом сканировании. Затем при шестом сканировании проецирование вновь происходит в угловых направлениях 1, 2, 3, ..., 60°. Путем такого повторения пространственное разрешение может быть повышено до 0,2°. Кроме того, в этом случае частота 60 угловых направлений х 60 полей/с = 3600 полей/с может оставаться неизменной. Следовательно, достигается эффект, эквивалентный пятикратному повышению пространственной частоты до 60 х 60 х 5 = 18000 полей/с.
И наоборот, интервалы между углами отклонения могут быть установлены равными 1°, а изображения одного поля могут проециро65 ваться и демонстрироваться за два цикла сканирования. Более конкретно, при первом сканировании проецирование имеет место при нечетных угловых направлениях 1, 3, 5, ..., 59°, а при втором сканировании проецирование происходит при четных угловых направлениях 2, 4, 6, ..., 60°. В этом случае может быть достигнуто пространственное разрешение, аналогичное достигнутому в вышеописанном варианте выполнения изобретения, несмотря на более низкую частоту 30 угловых направлений х 60 полей/с = 1800 полей/с.
Кроме того, интервалы между углами отклонения могут быть установлены равными 1°, а изображение одного поля может проецироваться и демонстрироваться за пять циклов сканирования. Более конкретно, при первом сканировании проецирование происходит в угловых направлениях 1, 6, 11, ..., 56°; при втором сканировании проецирование происходит в угловых направлениях 2, 7, 12, ..., 57°; при третьем сканировании проецирование происходит в угловых направлениях 3, 8, 13, ..., 58°; при четвертом сканировании проецирование происходит в угловых направлениях 4, 9, 14, ..., 59°; и при пятом сканировании проецирование происходит в угловых направлениях 5, 10, 15, ..., 60°. Затем, при шестом сканировании проецирование вновь происходит в угловых направлениях 1, 6, 11, ..., 56°. Затем процесс повторяется. Хотя в этом случае частота понижается до 12 угловых направлений х 60 полей/с = 720 полей/с, по существу пространственное разрешение будет подобно имеющему место в вышеописанном варианте выполнения изобретения, поскольку разрешающая способность человеческих глаз не столь высока. То есть значительное уменьшение частоты управления может быть достигнуто без уменьшения пространственного разрешения. Это позволяет сконструировать относительно дешевое устройство.
Ниже описана модификация настоящего варианта выполнения изобретения.
На фиг. 54 показан вид вниз по диагонали на решетку 216 отклоняющих призм, используемых в качестве отклоняющих средств, заменяющих отклоняющую пластину 206 на фиг. 35. Решетка 216 отклоняющих призм содержит множество микропризм 216Ь, установленных так, что каждая из них может вращаться относительно оси 216а вращения. Все вращающиеся призмы 216Ь имеют одинаковую конструкцию и выполнены так, что оси 216а вращения расположены параллельно через одинаковые интервалы. Например, призмы 216Ь могут быть выполнены в виде треугольных столбиков, как показано на чертеже. Их сечение может иметь, например форму равностороннего треугольника, равнобедренного треугольника или любого другого треугольника. Эти призмы 216Ь вращаются в одинаковом направлении синхронно друг с другом с одинаковой скоростью. Призмы 216Ь соответствуют призмам, установленным с возможностью вращения.
На фиг. 55А-55Е показано, как при вращении призмы 216Ь меняется направление отклонения света, выходящего из призмы. Как показано на этих чертежах, падающий свет выходит из призмы 216Ь, отклонившись в результате преломления на угол, зависящий от мгновенного угла поворота. Поэтому, синхронно вращая все призмы 216Ь, как описано выше, можно заставить падающий свет одновременно выходить из них в угловых направлениях от 51 до 560. На фиг. 54 показана ситуация, при которой выходящий свет отклонен на угол 51 относительно направления падающего света и выходит в угловом направлении θί.
Призмы 216Ь не ограничены треугольной формой - могут использоваться, например, вращательные призмы 216Ь' в виде четырехугольных колонок с сечением, показанным на фиг. 56. Угол η при вершине призм 216Ь и 216Ь' может быть задан в соответствии с необходимым максимальным углом отклонения. Более конкретно, чем больше угол η при вершине, тем больше максимальный угол отклонения.
Для отклонения света вместо призм 216Ь может быть использовано множество вращающихся микрозеркал. В этом случае эти зеркала соответствуют зеркалам, установленным с возможностью вращения. Призмы или зеркала не ограничены вращающимися в одном и том же направлении - они могут покачиваться, осуществляя двунаправленное вращение, т.е. крутильные колебания.
Шестой вариант выполнения изобретения
Ниже описан дисплей для создания трехмерного изображения согласно шестому варианту выполнения изобретения.
На фиг. 57 схематично показан дисплей для создания трехмерного изображения, согласно шестому варианту выполнения изобретения, и ход лучей в нем, вид сверху. На этом чертеже компоненты, аналогичные показанным на фиг. 35, обозначены теми же позициями и описываться не будут.
Согласно данному варианту выполнения изобретения, дисплей для создания трехмерного изображения содержит вместо отклоняющей пластины 206, используемой в пятом варианте выполнения изобретения, отклоняющую пластину 226, которая сформирована с использованием голограммы. Отклоняющая пластина 226 может совершать возвратно-поступательные перемещения в направлении, перпендикулярном к направлению падающего света (направление стрелки Х1). Остальная конструкция и конфигурация оптической системы аналогична представленной на фиг. 35. Кроме того, для простоты объяснения и для лучшего понимания настоящий вариант выполнения изобретения ос67 нован на предположении, что количество пикселов жидкокристаллических индикаторов 203 в горизонтальном направлении также равно 600.
На фиг. 58 в укрупненном масштабе показано сечение отклоняющей пластины 226 в горизонтальном направлении. Штриховка сечения не показана. Отклоняющая пластина 226 содержит одиннадцать отклоняющих областей Нг (г = 1, 2,..., 11), имеющих одинаковую структуру. Ширина каждой из отклоняющих областей Нг соответствует полной ширине 60 пучков падающего света, которые до этого проходят через 60 соответствующих пикселов (не показаны) жидкокристаллических индикаторов 203, расположенных в горизонтальном направлении. Каждая из отклоняющих областей Нг включает 60 отклоняющих ячеек НС (гД) (г = 1, 2, ..., 11 и ί = 1, 2, ..., 60). Поэтому отклоняющая пластина 226 в целом содержит 660 отклоняющих ячеек НС (г,1). Однако как описано ниже, среди этих 660 отклоняющих ячеек НС (гД) имеются только 600 одновременно используемых отклоняющих ячеек, т.е. отклоняющих ячеек, на которые в некоторый момент падают световые пучки. Отклоняющая пластина 226 совершает возвратнопоступательные перемещения на расстояние, соответствующее 60 отклоняющим ячейкам НС (гД) (на вышеуказанное заранее заданное смещение).
Отклоняющие ячейки НС (гД) выполнены в виде полосок, вытянутых в вертикальном направлении (направление, перпендикулярное к плоскости фиг. 58) и способны отклонять падающие световые пучки в соответствующих уникальных горизонтальных направлениях δί (ί = 1, 2, ..., 60). Более конкретно, в некоторый момент времени !) ( = 1, 2, ..., 3600) отклоняющая область Нг отклоняет падающий световой пучок в направлении, которое однозначно задано местом падения светового пучка. Другими словами, падающий световой пучок ΡΒν (ν = 1, 2, ..., 600), соответствующий 60 пикселам и падающий на некоторую отдельную отклоняющую область Нг, отклоняется в 60 угловых направлениях, от Θ1 до Θ60, отличающихся друг от друга. Если угловое поле Θ равно 60°, то угловой интервал ΔΘ между соседними угловыми направлениями равен 1°, как имеет место в пятом варианте выполнения изобретения.
Одна отклоняющая область Нг соответствует точке 141 растра, формирующей часть вышеописанного трехмерного экрана 140, показанного на фиг. 19, а одна отклоняющая ячейка НС(гД) соответствует ячейке 142а, задающей пространственную координату. Отклоняющая пластина 226, содержащая множество таких отклоняющих областей Нг, может быть сформирована, например, с использованием голограммы, как описано ниже.
На фиг. 59 показана часть сечения отклоняющей пластины 226 при большем увеличе нии. На этом чертеже также не показана штриховка сечения. Как показано на фиг. 59, отклоняющая пластина 226 сформирована последовательным наложением отклоняющих слоев 226В, 2260, 226К и защитного слоя 226Ь на материал 226а основы. Каждый из отклоняющих слоев 226В, 2260 и 226К является голографическим слоем, в котором информация записана в виде трехмерной интерференционной картины с использованием объемной голографии. Эти голографические слои сформированы из голографических материалов, у которых оптические характеристики, например показатель преломления, диэлектрическая постоянная и коэффициент отражения, меняются в зависимости от интенсивности падающего на них света. Однако оптические характеристики отклоняющего слоя 226К меняются только под действием красного света (К); оптические характеристики отклоняющего слоя 2260 меняются только под действием зеленого света (0); а оптические характеристики отклоняющего слоя 226В меняются только под действием синего света (В). Например, в качестве голографических материалов могут использоваться фотополимеры и т.п. Красный, зеленый и синий свет, входящий в световой пучок, падающий на одну отклоняющую ячейку НС(гД) в некоторой отклоняющей области Нг, отклоняется в одинаковом направлении θΐ. Например, на фиг. 59 показана ситуация, при которой красный, зеленый и синий свет, падающий на отклоняющую ячейку НС(1,1) в отклоняющей области Н1, отклоняется в направлении Θ1, а красный, зеленый и синий свет, падающий на отклоняющую ячейку НС(1,60), отклоняется в направлении Θ60.
Ниже дисплей для создания трехмерного изображения согласно данному варианту выполнения изобретения описан со ссылками на фиг. 60-63 и 64Л-64Б. На фиг. 60-62 показано, как падающие световые пучки выходят из отклоняющей пластины 226, изображенной на фиг. 57, после отклонения в ней, а пластина 226 совершает возвратно-поступательные перемещения в направлении стрелки Х1, а на фиг. 63 иллюстрируется, как направления выхода падающих световых пучков при отклонении последовательно меняются со временем в диапазоне от Θ1 до Θ60.
Как показано на фиг. 60-62, 600 пучков падающего света ΡΒν (ν = 1, 2, 3, ..., 600), которые прошли через соответствующие 600 пикселов жидкокристаллических индикаторов 203, расположенных в горизонтальном направлении, падают на отклоняющую пластину 226.
В первый момент времени !1 отклоняющая пластина 226 расположена в крайнем правом положении диапазона ее перемещения, как показано в фиг. 60, и 600 пучков падающего света
ΡΒν падают соответственно на отклоняющие ячейки от НС(1,1) до НС(10,60), расположенные в отклоняющих областях от Η1 до Н10. Более конкретно, пучки падающего света РВ1 - РВ60 соответственно падают на отклоняющие ячейки НС(1,1) - НС(1,60) в отклоняющей области Н1, а пучки падающего света РВ61 - РВ120 соответственно падают на отклоняющие ячейки НС(2,1) - НС(2,60) в отклоняющей области Н2. Аналогично пучки РВ541 - РВ600 падающего света соответственно падают на отклоняющие ячейки НС(10,1) - НС(10,60) в отклоняющей области Н10. Как показано на фиг. 60 и 63, в момент времени 11 60 пучков света, падающих на каждую отклоняющая область Нг, выходят из нее, отклонившись в отклоняющих ячейках, если смотреть слева направо, в угловых направлениях от θ 1 до Θ60 соответственно, как показано на чертежах. Вертикальные колонки на фиг. 63 соответствуют времени, прошедшему с момента 11 до 13600, а пучки падающего света РВу (ν = 1, 2, ..., 600) представлены в горизонтальных строках. Угловые направления θί отклоненного света показаны на пересечениях вертикальных столбцов и горизонтальных строк.
В следующий момент времени 12 отклоняющая пластина 226 сдвигается влево на расстояние, соответствующее одной отклоняющей ячейке (не показано). В результате 600 пучков падающего света РВу падают соответственно на отклоняющие ячейки от НС(1,2) до НС(11,1) в отклоняющих областях Н1 - Н11. Более конкретно, пучки падающего света РВ1 - РВ60 соответственно падают на отклоняющие ячейки НС(1,2) - НС(2,1) в отклоняющих областях Н1 и Н2, а пучки падающего света РВ61 - РВ120 соответственно падают на отклоняющие ячейки НС(2,2) - НС(3,1) в отклоняющих областях Н2 и Н3. Аналогично пучки падающего света РВ541 РВ600 соответственно падают на отклоняющие ячейки НС(10,2) - НС(11,1) в отклоняющих областях Н10 и Η11. Как показано на фиг. 63, в момент времени 12 60 пучков света, падающих на каждую отклоняющую область Нг, выходят из нее, отклонившись в отклоняющих ячейках в угловых направлениях от θ2 до θ60 и θ1 соответственно, если смотреть слева направо на конфигурацию, изображенную на чертежах.
На фиг. 61 показана ситуация в момент времени 131. В это время отклоняющая пластина 226 сдвинута от начального положения, изображенного на фиг. 60, влево на расстояние, соответствующее 30 отклоняющим ячейкам. Поэтому 600 пучков падающего света РВу падают соответственно на отклоняющие ячейки от НС(1,31) до НС(11,30) в отклоняющих областях Н1 - Н11. Более конкретно, пучки падающего света РВ1 - РВ60 соответственно падают на отклоняющие ячейки НС(1,31) - НС(2,30) в отклоняющих областях Н1 и Н2, а пучки падающего света РВ61 - РВ120 соответственно падают на отклоняющие ячейки НС(2,31) - НС(3,30) в отклоняющих областях Н2 и Н3. Аналогично пуч ки РВ541 - РВ600 падающего света соответственно падают на отклоняющие ячейки НС(10,31) - НС (11,30) в отклоняющих областях Н10 и Н11. Как показано на фиг. 61 и поясняется на фиг. 63, в момент времени 131 60 пучков света, падающего на каждую отклоняющую область Нг, выходят из нее, отклонившись в отклоняющих ячейках в угловых направлениях Θ31, ..., Θ60, ..., Θ30 соответственно, слева направо на чертежах.
На фиг. 62 показана ситуация в момент времени 160. В это время отклоняющая пластина 226 сдвинута от начального положения (фиг. 60) влево на расстояние, соответствующее 59 отклоняющим ячейкам, и расположена в крайнем левом положении диапазона своего перемещения. В этот момент 600 пучков падающего света РВу соответственно падают на отклоняющие ячейки от НС(1,60) до НС(11,59) в отклоняющих областях Н1 - Н11. Более конкретно, пучки РВ1 - РВ60 падающего света соответственно падают на отклоняющие ячейки НС(1,60) НС(2,59) в отклоняющих областях Н1 и Н2, а пучки РВ61 - РВ120 падающего света соответственно падают на отклоняющие ячейки НС(2,60) - НС(3,59) в отклоняющих областях Н2 и Н3.
Аналогично пучки РВ541 - РВ600 падающего света соответственно падают на отклоняющие ячейки НС(10,60) - НС(11,59) в отклоняющих областях Н10 и Н11. Как показано на фиг. 62 и фиг. 63, в момент времени 160 60 пучков света, падающего на каждую отклоняющую область Нг, выходят из нее, отклонившись в отклоняющих ячейках в угловых направлениях Θ60, Θ1, ..., Θ59 соответственно, слева направо на чертежах.
Например, если рассмотреть пучки падающего света РВ1, РВ61, РВ121, ..., РВ541 на фиг. 63, угловое направление каждого светового пучка последовательно меняется от Θ1 до Θ60 в течение времени от 11 до 160 и последовательно меняется от Θ60 до Θ1 в течение времени от 161 до 1120, возвращаясь к начальному направлению. Угловое направление выходящего света вновь последовательно меняется от Θ1 до Θ60 в течение времени от 1121 до 1180 и последовательно меняется от Θ60 до Θ1 в течение времени от 1181 до 1240, возвращаясь к начальному направлению. После этого последовательное изменение от Θ1 до Θ60 и от Θ60 до Θ1 вновь повторится с периодом из 120 моментов времени (120 пространственных полей). Соответственно, в процессе показа 3600 пространственных полей в течение времени от 11 до 13600 будет выполнено 30 перемещений (3600/120) сканирования с отклонением пучка.
Например, если рассмотреть пучки падающего света РВ2, РВ62, РВ122, ..., РВ542 на фиг. 63, угловое направление каждого светового пучка последовательно меняется от Θ2 до Θ60 и затем до Θ1 в течение времени от 11 до 160 и последовательно меняется от Θ1 до Θ60 и затем до Θ2 в течение времени от 161 до 1120, возвращаясь к начальному направлению. После этого последовательное изменение от Θ2 до Θ60 и до Θ1 и затем от Θ1 до Θ60 и до Θ2 вновь повторится в цикле из 120 пространственных полей. Соответственно в процессе вывода 3600 пространственных полей в течение времени от 11 до 13600 будет выполнено 30 перемещений сканирования с отклонением пучка.
Это же справедливо и для пучков падающего света от РВ3, РВ63, РВ123, ..., РВ543 до РВ60, РВ120, РВ180, ..., РВ600. Соответственно, в течение показа 3600 пространственных полей для каждого из пучков РВу падающего света будет выполнено 30 перемещений сканирования с отклонением пучка. Если предположить, что временной интервал (т.е. одно пространственное поле) длится 1/3600 с, то за секунду происходит 30 перемещений сканирования с отклонением пучка. Для этой цели отклоняющая пластина 226 может совершать 30 возвратнопоступательных перемещений в секунду на расстояние, соответствующее 60 отклоняющим ячейкам.
Как, например, показано на фиг. 57, наблюдатель 01, расположенный в угловом направлении Θ1, видит двухмерные изображения, проецируемые из отклоняющей пластины 226 в угловом направлении Θ1, всего 60 временных полей, т.е. в моменты времени 11, 1120, 1121, 1240, ..., 13541. Наблюдатель 03, расположенный в угловом направлении Θ60, видит двухмерные изображения, проецируемые из отклоняющей пластины 226 в угловом направлении Θ60, всего 60 временных полей, т. е. в моменты времени 160, 161, 1180, 1181, ..., 13600. В каждом из других угловых направлений θί видны двухмерные изображения, проецируемые из отклоняющей пластины 226.
Следовательно, наблюдатель 01 видит изображения 60 полей в секунду, аналогично ситуации для пятого варианта выполнения изобретения (фиг. 35), и пока положение его глаз не меняется, этому наблюдателю кажется, что он видит динамическое изображение, аналогичное динамическому изображению, демонстрируемому в обычном телевизоре. Если наблюдатель 01 перемещается направо, чтобы посмотреть на дисплей, например, в угловом направлении Θ10, этот наблюдатель 01 видит двухмерные неподвижные изображения для 60 временных полей 60, содержание которых связано с угловым направлением Θ10 в моменты времени, соответствующие изображению в направлении Θ10. Точка наблюдения, соответствующая содержанию двухмерных неподвижных изображений, связанных с угловым направлением Θ10, отличается от точки наблюдения, соответствующей содержанию двухмерных неподвижных изобра жений, связанных с угловым направлением Θ1. В результате наблюдатель 01 видит набор двухмерных изображений с различных точек наблюдения как проецируемое отклоняющей пластиной 226 стереоскопическое динамическое изображение или трехмерное динамическое изображение.
Однако в настоящем варианте выполнения изобретения, поскольку сканирование с отклонением пучка в отклоняющей пластине 226 осуществляется двунаправлено (назад и вперед), если данные о двухмерных изображениях, подаваемые в жидкокристаллический индикатор 203, получены с использованием фотографического процесса, показанного на фиг. 38 в пятом варианте выполнения изобретения, необходимо изменить порядок, в котором данные о двухмерных изображениях, подаются в жидкокристаллический индикатор 203. Альтернативно, порядок, при котором направление фотографирования переключается в процессе фотографирования (т.е. изменяется коммутация фотографических камер), может быть заранее согласован с порядком двунаправленного сканирования с отклонением пучка в отклоняющей пластине 226 дисплея для создания трехмерного изображения.
Ниже со ссылками на фиг. 64А-64Б описано сходство и различие принципов, лежащих в основе сканирования с отклонением пучка при использовании отклоняющей пластины согласно настоящему варианту выполнения изобретения и пятому варианту выполнения изобретения. На фиг. 64А-64С схематично иллюстрируется принцип, лежащий в основе сканирования с отклонением пучка в пятом варианте выполнения изобретения, а на фиг. 64Ό-64Ρ схематично иллюстрируется принцип, лежащий в основе сканирования с отклонением пучка в настоящем варианте выполнения изобретения. На этих чертежах для удобства изложения девять пучков падающего света, которые составляют двухмерное изображение, сформированное жидкокристаллическим индикатором 203 (не показан), обозначены соответствующими номерами от (0) до (9).
Как показано на фиг. 64А-64С, в пятом варианте выполнения изобретения пучки (1)-(9) падающего света каждый раз одновременно отклоняются отклоняющей пластиной 206 в одинаковом направлении. Строго говоря, имеется небольшое различие во времени отклонения между световыми пучками, но, поскольку разница во времени очень мала, можно считать, что световые пучки отклоняются одновременно.
Более конкретно, двухмерное изображение, сформированное жидкокристаллическим индикатором 203, в момент времени 1α, показанный на фиг. 64А, проецируется только в направлении Θα; двухмерное изображение, сформированное жидкокристаллическим индикато73 ром 203, в момент времени ΐβ, показанный на фиг. 64В, проецируется только в направлении θβ; и двухмерное изображение, сформированное жидко-кристаллическим индикатором 203, в момент времени ΐγ, показанный на фиг. 64С, проецируется только в направлении θγ. Кроме того, двухмерные изображения, проецируемые отклоняющей пластиной 206 в моменты времени ΐα, ΐβ и ΐγ, являются изображениями, сфотографированными в направлениях наблюдения, связанных с соответствующими направлениями проецирования. В результате наблюдатель увидит трехмерное изображение в пространстве, как описано в связи с фиг. 35.
Как показано на фиг. 64Ό-64Ρ, в настоящем варианте выполнения изобретения пучки (1)-(9) падающего света не отклоняются отклоняющей пластиной 206 в одном направлении одновременно. Более конкретно, части двухмерных изображений, сформированных жидкокристаллическим индикатором 203, в моменты времени ΐα, ΐβ и ΐγ, проецируются в различных направлениях θα, θβ и θγ соответственно.
Более конкретно, в момент времени ΐα, показанный на фиг. 64Ό, часть двухмерного изображения, сформированного жидкокристаллическим индикатором 203 и представленная тремя (1), (4), (7) пучками падающего света, проецируется в направлении θα; часть, представленная тремя пучками (2), (5) и (8) падающего света, проецируется в направлении θβ и часть, представленная тремя пучками (3), (6) и (9) падающего света, проецируется в направлении θγ. В момент времени ΐβ, показанный на фиг. 64Е, часть двухмерного изображения, сформированного жидкокристаллическим индикатором 203 и представленная тремя (2), (5), (8) пучками падающего света, проецируется в направлении θα; часть, представленная тремя пучками (3), (6) и (9) падающего света, проецируется в направлении θβ и часть, представленная тремя пучками (1), (4) и (7) падающего света, проецируется в направлении θγ. В момент времени ΐγ, показанный на фиг. 64Р, часть двухмерного изображения, сформированного жидкокристаллическим индикатором 203 и представленная тремя (3), (6), (9) пучками падающего света,: проецируется в направлении θα; часть, представленная тремя пучками (1), (4) и (7) падающего света, проецируется в направлении θβ и часть, представленная тремя пучками (2), (5) и (8) падающего света, проецируется в направлении θγ.
Как понятно из фиг. 64Ό-64Ρ, в некотором направлении θα проецирование двухмерного изображения происходит за три шага в моменты времени ΐα, ΐβ и ΐγ. Более конкретно, пучки (1), (4) и (7) света проецируются в направлении θα в момент ΐα; пучки (2), (5) и (8) света проецируются в направлении θα в момент ΐβ и пучки (3), (6) и (9) света проецируются в направлении θα в момент ΐγ. Если взять направление θβ, то проекция двухмерного изображения в направлении θβ также происходит за три шага в моменты времени ΐα, ΐβ и ΐγ. Это относится и к направлению θγ.
Когда одно пространственное поле занимает 1/3600 с, как описано выше, максимальная разница во времени между моментами ΐα, ΐβ и ΐγ составляет 1/60 с. Поэтому на практике наблюдатель не сможет отличить двухмерное изображение, проецируемое на основе временного разделения, как показано на фиг. 64Ό-64Ρ, и двухмерное изображение, проецируемое одновременно, как показано на фиг. 64А-64С. То есть даже при сканировании с отклонением пучка на основе временного разделения, как в настоящем варианте выполнения изобретения, наблюдатель увидит трехмерное изображение, аналогичное созданному в пятом варианте выполнения изобретения.
Как описано выше, в дисплее для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения отклоняющая пластина 226 сформирована с использованием голограммы, способной отклонять падающий свет в заданном направлении в соответствии с местом его падения, что позволяет легко копировать одну и ту же часть и изготавливать отклоняющую пластину 226 путем массового производства с низкой стоимостью. В настоящем варианте выполнения изобретения требуется лишь возвратно-поступательно перемещать отклоняющую пластину 226 в направлении, перпендикулярном к направлению падающего света, синхронно с изменениями двухмерного изображения, формируемого жидкокристаллическим индикатором 203, во времени, что требует относительно простого устройства и управления.
Хотя в настоящем варианте выполнения изобретения в дополнение к десяти отклоняющим областям Нг, соответствующим количеству пикселов жидкокристаллических индикаторов 203, отклоняющая пластина 226 имеет одну добавочную отклоняющую область Нг, соответствующую перемещению при возвратнопоступательном движении, это не ограничивает изобретения. Например, как показано на фиг. 65, отклоняющая пластина 226' может иметь конструкцию, в которой имеется десять отклоняющих областей Нг, в соответствии с количеством пикселов, и, например, столько же (десять) дополнительных отклоняющих областей Нг. В этом случае сканирование с отклонением пучка для 600 пространственных полей выполняют перемещением отклоняющей пластины 226' только из начального положения (на правом конце диапазона возвратнопоступательного перемещения), показанного на фиг. 65, в крайнее положение (на левом конце диапазона возвратно-поступательного переме75 щения), показанное на фиг. 67. На фиг. 66 показана ситуация, в которой отклоняющая пластина 226' перемещена на расстояние, соответствующее шести отклоняющим областям или 300 пространственным полям. В этом случае сканирование с отклонением пучка для 3600 пространственных полей выполняют, заставляя отклоняющую пластину 226' выполнить шесть однонаправленных перемещений или три возвратнопоступательных перемещения. То есть отклоняющая пластина 226' должна перемещаться со скоростью, обеспечивающей три возвратнопоступательных перемещения в секунду. Поэтому согласно настоящей модификации, для отклоняющей пластины 226' требуется более простой механизм перемещения и обеспечивается более высокая точность и большее удобство по сравнению с отклоняющей пластиной 226, которая перемещается с более высокой частотой, составляющей 30 возвратно-поступательных перемещений в секунду, как описано в связи с фиг. 60-62.
Седьмой вариант выполнения изобретения
Ниже описан дисплей для создания трехмерного изображения согласно седьмому варианту выполнения изобретения.
На фиг. 68 схематично показан дисплей для создания трехмерного изображения согласно седьмому варианту выполнения изобретения и ход лучей в нем, вид сверху. На этом чертеже компоненты, аналогичные показанным на фиг. 57, обозначены теми же позициями и описываться не будут.
Согласно данному варианту выполнения изобретения, дисплей для создания трехмерного изображения содержит вместо отклоняющей пластины 226, используемой в шестом варианте выполнения изобретения (фиг. 57), отклоняющую пленку 236. Отклоняющая пленка 236 имеет замкнутую конфигурацию, подобно бесконечной ленте, и имеет секционную структуру, включающую множество отклоняющих областей Нг, каждая из которых включает 60 отклоняющих ячеек НС(гд), аналогично отклоняющей пластине 226, показанной на фиг. 59 и 60. Однако отклоняющие области Нг этой отклоняющей пленки 236 сформированы непрерывно, без промежутков между ними, в отличие от вышеописанной отклоняющей пластины 226. Поэтому количество отклоняющих областей Нг может считаться по существу бесконечным.
Отклоняющая пленка 236 протянута между множеством транспортных роликов 237а-237б (в данном варианте выполнения - четыре ролика). Для перемещения отклоняющей пленки 236 в одном направлении (в направлении стрелки Х1) с постоянной скоростью один из транспортных роликов, например транспортный ролик 237Ь, приводят во вращение двигателем (не показан). Каждый из транспортных роликов 237а2376 имеет множество зубчиков (не показаны), которые входят в перфорацию (транспортные отверстия) (не показаны) отклоняющей пленки 236, обеспечивая ее перемещение с высокой точностью. В остальном базовая конфигурация аналогична показанной на фиг. 57 и поэтому описываться не будет.
В дисплее для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения отклоняющие области Нг всегда перемещаются в одном направлении за счет протяжки отклоняющей пленки 236 в одном направлении, подобно бесконечной ленте. В результате сканирование с отклонением отдельного пучка ΡΒν падающего света отклоняющей ячейкой НС(гд) всегда выполняется в одном направлении (т. е. в направлении от углового направления Θ1 к угловому направлению Θ60) с циклом из 60 пространственных полей, аналогично пятому варианту выполнения изобретения. Например, пучок РВ1 падающего света отклоняется в угловых направлениях от Θ1 до Θ60 в течение показа 60 пространственных полей с момента времени 11 до момента времени 160, как показано на фиг. 68, а затем отклоняется в угловых направлениях от Θ1 до Θ60 в течение показа 60 пространственных полей в моменты времени от 161 до 1120. Затем сканирование с отклонением пучка всегда выполняется в угловых направлениях от Θ1 до Θ60 в цикле показа 60 пространственных полей.
В настоящем варианте выполнения изобретения нет необходимости в использовании относительно сложного механизма для возвратно-поступательного перемещения отклоняющей пластины 226 или отклоняющей пластины 226', как в шестом варианте выполнения изобретения, и достаточно использовать механизм перемещения отклоняющей пленки 236 в одном направлении. Поэтому дисплей для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения имеет простую конструкцию и особенно подходит для приложений, в которых требуется большой экран, как например, в кинотеатрах.
Хотя в дисплее для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения отклоняющая пленка 236 представляет собой прозрачное отклоняющее средство, это не ограничивает изобретения, и в качестве отклоняющих средств может использоваться отражательная отклоняющая пленка, как в варианте выполнения изобретения, описанном ниже.
Восьмой вариант выполнения изобретения
Ниже описан дисплей для создания трехмерного изображения согласно восьмому варианту выполнения изобретения.
На фиг. 69 схематично показан дисплей для создания трехмерного изображения согласно восьмому варианту выполнения изобретения и ход лучей в нем, вид сверху. На этом чертеже, компоненты, аналогичные показанным на фиг.
68, обозначены теми же позициями и описываться не будут.
Дисплей для создания трехмерного изображения содержит отражательную отклоняющую пленку 246. Отклоняющая пленка 246 выполнена так, что когда транспортные ролики 247а и 247Ь приводятся во вращение, она перемещается в одном направлении по поверхности, образующей часть цилиндра с радиусом Ка. Чтобы заставить отклоняющую пленку 246 идти по цилиндрической поверхности, на верхнем и нижнем краях экранной отклоняющей поверхности 246а, куда свет не попадает, могут быть установлены, например, направляющие для пленки (не показаны), которые вытянуты вдоль поверхности, образующей часть цилиндра.
Имеется проекционная оптическая система, состоящая из блока 201 источников света, жидкокристаллического индикатора 203, конденсорной линзы 204 и т.д., установленных так, что фокус Р конденсорной линзы 204 расположен на оси вышеописанной цилиндрической поверхности. Проекционная оптическая система установлена выше, чем центр экранной отклоняющей поверхности 246а отклоняющей пленки 246 (по эту сторону плоскости чертежа), и ее оптическая ось идет по диагонали вниз к центру экранной отклоняющей поверхности 246а. То есть свет, который вышел из жидкокристаллического индикатора 203, облучает экранную отклоняющую поверхность 246а отклоняющей пленки 246 по диагонали сверху, как показано на фиг. 71.
Свет, прошедший через жидкокристаллический индикатор 203 и собранный конденсорной линзой 204, расходится после его фокусировки в фокусе Р, падая на экранную поверхность 246а отклоняющей пленки 246 перпендикулярно. В результате двухмерное изображение, сформированное жидкокристаллическим индикатором 203, проецируется на экранную поверхность 246а отклоняющей пленки 246. Термин перпендикулярно в данном контексте означает перпендикулярно в горизонтальной плоскости, показанной на фиг. 69 (в плоскости чертежа).
На фиг. 70-72 иллюстрируется, как свет, падающий на отклоняющую пленку 246, показанную на фиг. 69, отражается с отклонением. На фиг. 70 показано горизонтальное сечение, иллюстрирующее отклонение и отражение света отклоняющими ячейками НС(гц), входящими в отдельную отклоняющую область Нг, а на фиг. 71 представлен общий вид, иллюстрирующий эту же ситуацию. На фиг. 72 показано горизонтальное сечение, демонстрирующее изменение направления отклонения во времени и отражение от отдельной отклоняющей ячейки НС(гД) в отклоняющей области Нг.
Как показано на этих чертежах, в настоящей модификации отклоняющие области Нг сформированы на отклоняющей пленке 246 не прерывно, аналогично конструкции в седьмом варианте выполнения изобретения. Каждая из отклоняющих областей Нг включает 60 отклоняющих ячеек НС(гц), сформированных в виде полос. Пучки света, прошедшие через некоторые пикселы жидкокристаллического индикатора 203, перпендикулярно падают на отклоняющую ячейку НС(гц), расположенную в соответствующем месте отклоняющей пленки 246. Термин перпендикулярность в данном контексте означает перпендикулярность в горизонтальной плоскости фиг. 70 (плоскости чертежа). Шестьдесят пучков падающего света ΡΒν падают на одну отклоняющую область Нг, отражаясь соответствующими отклоняющими ячейками НС(гц) и в то же время отклоняясь в угловых направлениях от Θ1 до Θ60 в горизонтальном сечении. С другой стороны, в вертикальном сечении (в плоскости, которая проходит через ось цилиндрической поверхности, формирующей экранную отклоняющую поверхность 246а отклоняющей пленки 246, и перпендикулярно к плоскости фиг. 70) пучки ΡΒν падающего света, падающие на отклоняющие области Нг по диагонали сверху, отражаются так, что они распространяются по существу равномерно вверх и вниз в вертикальном сечении, как показано на фиг. 71. Такое отражение, приводящее к рассеянию вверх и вниз, может быть достигнуто, например, формированием на отклоняющей пленке 246 линзового слоя (не показан), действующего аналогично линзовой пластине, показанной, например, на фиг. 35.
Основные принципы и организация сканирования с отклонением пучка при использовании отклоняющей пленки 246 в дисплее для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения аналогичны описанным в седьмом варианте выполнения изобретения (фиг. 68). Например, как показано на фиг. 72, некоторый пучок ΡΒν падающего света отражается отклоняющими ячейками НС(гц), которые последовательно перемещаются в направлении стрелки Х2, отклоняясь при этом в угловых направлениях от Θ1 до Θ60. В результате, в зависимости от направления линии наблюдения, наблюдатель видит двухмерные изображения, соответствующие различным точкам наблюдения, и эти изображения воспринимаются как трехмерное изображение.
В седьмом варианте выполнения изобретения (фиг. 68) свет, который вышел из жидкокристаллического индикатора 203, падает на отклоняющую пленку 236 в виде параллельных пучков света. Другими словами, двухмерное изображение, сформированное жидкокристаллическим индикатором 203, переносится плоской волной, идущей к отклоняющей пленке 236 в виде плоского фронта. Напротив, в дисплее согласно настоящему варианту выполнения изобретения двухмерное изображение, сформированное жидкокристаллическим индикатором 203, переносится сферической волной, идущей к отклоняющей пленке 246 в виде цилиндрического фронта. То есть отпадает потребность в коллиматорной линзе 205 (фиг. 68) для преобразования расходящихся пучков света в параллельные пучки света. Это позволяет уменьшить количество элементов, необходимых для создания дисплея.
В настоящем варианте выполнения изобретения, поскольку используется отражательная отклоняющая пленка 246, проекционную оптическую систему можно установить со стороны наблюдателя. Поэтому, дисплей по существу требует меньше пространства для установки по сравнению с дисплеем согласно седьмому варианту выполнения изобретения (фиг. 68), в котором используется прозрачная отклоняющая пленка 236, что удобно, особенно когда дисплей используется в кинотеатре и т.п., где требуется большой экран.
Хотя в настоящем варианте выполнения изобретения для осуществления сканирования с отклонением пучка используется часть отклоняющей пленки 246, выполненная в виде цилиндрической поверхности, это не ограничивает изобретение. Например, как показано на фиг. 73 и 74, может быть создан панорамный дисплей для создания трехмерного изображения, в котором для осуществления сканирования с отклонением пучка внутренняя экранная отклоняющая поверхность 256 выполнена в форме целого цилиндра. На фиг. 73 показан вид этого дисплея в целом, а на фиг. 74 - его горизонтальное сечение.
В этой модификации отклоняющие области Нг сформированы на всей внутренней поверхности цилиндрического отклоняющего экрана 256 непрерывно по кругу, без какого-либо разделения в виде вертикальных полос. Цилиндрический отклоняющий экран 256 выполнен так, что может вращаться как одно целое в одном направлении. В середине цилиндрического отклоняющего экрана 256 установлена проекционная оптическая система 258, которая может параллельно формировать шесть двухмерных изображений независимо одно от другого и которая может проецировать их вокруг себя. Проекционная оптическая система 258 установлена в нижней части 259, например, на стойке 257. Например, проекционная оптическая система 258 может содержать шесть проекционных оптических систем, каждая из которых содержит блок 201 источников света, жидкокристаллический индикатор 203, конденсорную линзу 204 и т.д., показанные на фиг. 69.
В настоящем варианте выполнения изобретения внутренняя круговая поверхность цилиндрического отклоняющего экрана 256 так разделена на шесть одинаковых частичных экранных поверхностей, что их центральный угол равен, например, 60°, обеспечивая конфигурацию, при которой двухмерные изображения проецируются на соответствующие частичные экранные поверхности из соответствующих частей проекционной оптической системы 258. Отклоняющий экран 256 вращается в направлении стрелки Х3 с постоянной скоростью синхронно с проекцией двухмерных изображений. В результате трехмерное изображение формируется на каждом частичном экране на основе того же принципа, какой описан в отношении фиг. 72, а все они вместе создают одно трехмерное изображение. Поэтому наблюдатель 04, расположенный, например, вблизи центра цилиндра, видит трехмерное изображение на всех поверхностях, его окружающих, что позволяет ему испытывать эффект присутствия. Поэтому дисплей для создания трехмерного изображения, установленный, например, в парках отдыха, станет весьма притягательным аттракционом.
В дисплее для создания трехмерного изображения, представленном на фиг. 73, в дополнение к внутренней круговой поверхности цилиндрического отклоняющего экрана 256 наверху цилиндрического зала может иметься потолочная поверхность. Отклоняющий экран может быть расположен на нижней поверхности потолка и может вращаться совместно с цилиндрическим отклоняющим экраном 256, в результате чего двухмерное изображение может проецироваться на отклоняющий экран на потолке.
Кроме того, аналогичный отклоняющий экран может быть расположен также на полу цилиндрического зала. Отклоняющий экран может вращаться совместно с отклоняющим экраном 256, расположенным на цилиндрической поверхности, в результате чего двухмерное изображение может проецироваться на отклоняющий экран на полу. Однако поскольку в этом случае необходимо обеспечить, чтобы наблюдатель не вращался, пол может быть разделен, например, на часть пола, на которой стоит наблюдатель, и вращающуюся часть пола. Альтернативно, можно использовать двойной пол: верхний прозрачный пол, на котором стоит наблюдатель, и нижний пол, расположенный под верхним и снабженный вращающимся отклоняющим экраном.
Девятый вариант выполнения изобретения
Ниже описан дисплей для создания трехмерного изображения согласно девятому варианту выполнения изобретения.
На фиг. 75 показаны основные части дисплея для создания трехмерного изображения согласно девятому варианту выполнения изобретения. Более конкретно, на этом чертеже показано сечение отклоняющей пластины 266, которая используется, например, вместо отклоняющей пластины 226 дисплея, изображенной на фиг. 57. Однако на этом чертеже не показана штриховка сечения, чтобы не спутать ее с изображением пучков света.
Как показано на фиг. 75, отклоняющая пластина 266 содержит материал 267 основы, множество электродов 268 в виде полос, нанесенных на материал 267 основы так, что они идут в направлении, перпендикулярном к плоскости чертежа, и деформируемый слой 269, являющийся изолятором и закрывающий матрицу электродов 268. Материал 267 основы представляет собой прозрачный изолирующий материал, а электроды 268 выполнены из прозрачного проводящего материала, например 1ТО. Деформируемый слой 269 является мягким слоем, который находится в эластичном или желеобразном состоянии при комнатной температуре и который способен легко деформироваться под действием внешней силы. Предпочтительно, чтобы деформируемый слой 269 был выполнен из материала с высокой диэлектрической проницаемостью. Противоположные электроды 269а сформированы на поверхности деформируемого слоя 269 в виде полос на лицевой поверхности напротив электродов 268. Противоположные электроды 269а также выполнены из прозрачного проводящего материала, например 1ТО. Отклоняющая пластина 266 соответствует отклоняющим средствам, а деформируемый слой 269 соответствует пропускающему свет элементу.
Ниже описана работа отклоняющей пластины 266, имеющей такую конфигурацию.
Поверхности отклоняющей пластины 266 и деформируемого слоя 269 в нерабочем состоянии являются по существу плоскими. Когда на любой из электродов 268 и противоположный электрод 269а, лежащий точно напротив, поданы электрические потенциалы противоположной полярности, электрод 268 и электрод 269а притягиваются и приближаются друг к другу. В этой части толщина деформируемого слоя 269 становится минимальной, но постепенно увеличивается в обе стороны от нее. Когда на любой из электродов 268 и противоположный электрод 269а, лежащий точно напротив, поданы электрические потенциалы одинаковой полярности, электрод 268 и электрод 269а отталкиваются и удаляются друг от друга. В этой части толщина деформируемого слоя 269 становится максимальной, но постепенно уменьшается в обе стороны от нее. Поэтому при соответствующем управлении электрическими потенциалами, прикладываемыми к электроду 268 и противоположному электроду 269а может быть сформирована плавная цилиндрическая вогнутая часть 269Ь. Ширина \¥2 вогнутой части 269Ь установлена равной полной ширине пучка падающего света для 60 пикселов, которые были пропущены жидкокристаллическим индикатором 203.
Когда положение пары электрод 268электрод 269а, к которой должно быть прило жено напряжение, постепенно смещается, например, справа налево (в направлении стрелки Х4) на фиг. 75, деформируемый слой 269 подвергается последовательным деформациям и вогнутая часть 269Ь перемешается справа налево. Кроме того, когда вместо подачи напряжения только на одну пару электродов отрицательное напряжение одновременно подается на множество электродов 268 с шагом р1, который равен ширине XV2 вогнутой части 269Ь, в деформируемом слое 269 формируются периодические вогнутые части 269Ь, как показано на фиг. 75 и 76, и эти вогнутые части 269Ь последовательно перемещаются справа налево, аналогично движению волны. На фиг. 76 показана ситуация, когда после состояния, изображенного на фиг. 75, прошло некоторое время. Поскольку одна вогнутая часть 269Ь действует подобно цилиндрической вогнутой линзе, все пучки ΡΒν падающего света для 60 пикселов, падающие на вогнутую часть 269Ь, отклоняются в различных направлениях. Шестьдесят пучков ΡΒν света, падающего на одну вогнутую часть 269Ь, могут быть отклонены в 60 направлениях, т.е. в угловых направлениях от Θ1 до Θ60 соответственно, путем регулировки формы вогнутой части 269Ь, показателя преломления деформируемого слоя 269 и т.д.
Итак, отклоняющая пластина 266 действует аналогично отклоняющей пластине 226, отклоняющей пленке 246 или отклоняющему экрану 256, используемых в шестом, седьмом или восьмом вариантах выполнения изобретения (фиг. 57, 68 или 69). Поэтому отклоняющая пластина 266, показанная на фиг. 75, может использоваться вместо отклоняющей пластины 226, отклоняющей пленки 246 или отклоняющего экрана 256, используемых в шестом, седьмом или восьмом вариантах выполнения изобретения.
Когда отклоняющие средства сформированы с использованием голограммы, как в шестом-восьмом вариантах выполнения изобретения, то, поскольку отклоняющая область Нг неподвижна, невозможно свободно менять угол отклонения каждого из 60 пучков света, падающего на отклоняющую область Нг, и размер отклоняющей области Нг. Напротив, в случае отклоняющей пластины 266, изображенной на фиг. 75, поскольку ширина ν2 и глубина вогнутой части 269Ь, соответствующей отклоняющей области Нг, может быть изменена путем изменения количества электродов 268, управляемых одновременно, величин подаваемых напряжений и т. д., угол отклонения каждого светового пучка и размер вогнутой части 269Ь может быть соответственно изменен.
Хотя противоположные электроды 269а в настоящем варианте выполнения изобретения являются отдельными электродами, выполненными в виде полос, это не ограничивает изобре83 тения. Например, противоположный электрод может быть выполнен общим для множества электродов 268 в виде одной пленки, полностью покрывающей деформируемый слой 269, причем на этот противоположный электрод может быть подан постоянный электрический потенциал (например, потенциал земли). Однако в случае раздельных противоположных электродов, как показано на фиг. 75, полярность напряжений, подаваемых на электроды 268 и 269а, может меняться от электрода к электроду. В этом случае к электродам 268 и 269а могут прикладываться электрические потенциалы, имеющие противоположную полярность, а затем могут быть поданы электрические потенциалы, имеющие одинаковую полярность, чтобы вызвать взаимное отталкивание электродов. Это позволяет осуществлять более активное управление, т. е. принудительное снятие деформации деформируемого слоя 269, чтобы восстановить его исходное состояние, что позволяет повысить скорость работы. Кроме того, форма подаваемого напряжения может быть синусоидальной, пилообразной и т.д., что позволяет легко управлять направлением преломления света. Например, деформируемый слой 269 может обеспечивать функции набора цилиндрических линз, положение и кривизна изогнутых поверхностей которых меняется со временем.
Вместо размещения электродов 268 и 269а так, что они вытянуты в одном направлении (продольное направление), может использоваться так называемая простая матричная конфигурация, в которой они проходят во взаимно перпендикулярных направлениях. В этом случае, поскольку точки пересечения между электродами 268 и 269а могут быть выбраны одна за другой, деформируемый слой 269 может быть деформирован точка за точкой, создавая вогнутые части 269Ь сферической или аналогичной формы. Это расширяет возможности управления. Более конкретно, преломление света может происходить не только в горизонтальном направлении, но и в вертикальном направлении.
Деформируемый слой 269 будет легче деформировать точка за точкой, если как электроды 268, так и противоположные электроды 269а, сформировать не в виде полос, а в виде точек (или островков), что обеспечивает создание так называемой активной матрицы. Поэтому деформируемый слой 269 может действовать подобно, например, набору из множества микролинз с изогнутыми поверхностями, характеризующимися изменяемым положением и кривизной. Поскольку силой притяжения и силой отталкивания, обусловленными электрическими зарядами, можно легко управлять, одна из групп электродов может использоваться также в качестве электродов для управления жидкокристаллическим индикатором.
Вместо противоположных электродов 269а может быть сформирована пленка для накопле ния заряда, которая может быть заряжена посредством подачи на нее электрических зарядов одной полярности с помощью коронного разряда и т.п., а напряжение другой полярности можно подавать на электроды 268. Альтернативно, сам жидкий кристалл может использоваться в качестве деформируемого слоя 269, толщиной которого можно управлять, используя его текучесть.
Хотя в качестве жидкокристаллических индикаторов 203В в любом из вышеописанных вариантов выполнения изобретения с пятого по девятый используется жидкокристаллический элемент, работающий на просвет, это не ограничивает изобретения, и проекционная оптическая система может быть сконструирована с использованием отражательного жидкого кристалла, например, как показано на фиг. 77. На этом чертеже части, идентичные компонентам, показанным на фиг. 35 и далее, обозначены теми же позициями.
Проекционная оптическая система вместо жидкокристаллического индикатора 203, изображенного на фиг. 35 и работающего на просвет, содержит отражательный жидкокристаллический индикатор 303 и поляризационный расщепитель 300 пучка. Поляризационный расщепитель 300 пучка содержит поверхность 300а для расщепления поляризованного света, которая отражает 8-поляризованные компоненты и пропускает р-поляризованные компоненты света, падающего на нее. В этой проекционной оптической системе только 8-поляризованные компоненты света, идущего из блока 201 источников света, отражаются поверхностью 300а расщепления поляризованного света и достигают жидкокристаллического индикатора 203, в котором они избирательно для каждого пиксела подвергаются модуляции направления поляризации и отражаются. Направление поляризации света, отраженного от модулируемых пикселов, поворачивается на 90 градусов, формируя рполяризованный свет, который, в свою очередь, проходит через поверхность 300а поляризационного расщепителя 300 пучка и падает на конденсорную линзу 204. Направление поляризации света, отраженного от немодулированных пикселов, не меняется, и этот 8-поляризованный свет падает на поверхность 300а поляризационного расщепителя 300 пучка без изменения. Поэтому этот свет отражается и не проходит к конденсорной линзе 204.
Десятый вариант выполнения изобретения
Ниже описан дисплей для создания трехмерного изображения согласно десятому варианту выполнения изобретения.
В любом из вышеописанных пятомдевятом вариантах выполнения изобретения и их модификациях двухмерное изображение формируется жидкокристаллическим индикатором 203 или аналогичным устройством, а направление проецирования двухмерного изобра85 жения отклоняется с использованием отклоняющих средств. Настоящее изобретение этим не ограничено, и может быть использована конструкция, в которой двухмерное изображение формируется с использованием света, отклоненного с помощью отклоняющих средств, и проецируется как оно есть. Ниже описан пример такой конфигурации.
На фиг. 78 показаны основные части дисплея для создания трехмерного изображения согласно десятому варианту выполнения изобретения. Этот дисплей содержит поворотное колебательное зеркало 310, которое осуществляет вращательные колебания на заданный угол относительно оси 310а вращения; поляризационный расщепитель 311 пучка, установленный в направлении хода света, отраженного поворотным колебательным зеркалом 310; отражательный жидкокристаллический индикатор 312, установленный рядом или в контакте с одной поверхностью поляризационного расщепителя 311 пучка, и линзовую пластину 313, установленную рядом или в контакте с поверхностью поляризационного расщепителя 311 пучка и обращенную к поверхности, на которой расположен жидкокристаллический индикатор 312. Поворотное колебательное зеркало 310 соответствует отклоняющим средствам.
Поляризационный расщепитель 311 пучка содержит поверхность 311а расщепления поляризованного света, которая отражает 8поляризованные компоненты света и пропускает р-поляризованные компоненты света. Например, в качестве жидкокристаллических индикаторов 312 используется отражательный сегнетоэлектрический жидкий кристалл. Пластина 313 представляет собой интегральную матрицу из миниатюрных полуцилиндрических линз, идущих параллельно плоскости чертежа, аналогично пластине 207 на фиг. 35, и рассеивает свет, выходящий из поляризационного расщепителя 311 пучка, в направлении, перпендикулярном к плоскости чертежа.
Ниже описана работа дисплея для создания трехмерного изображения, имеющего такую конструкцию.
Как показано на фиг. 78, когда поворотное колебательное зеркало 310 находится в промежуточном положении ε2, только световой пучок Р12, который является частью падающего света, вносит вклад в формирование жидкокристаллическим индикатором 312 двухмерного изображения. В этом случае световой пучок Р12 падает вертикально на поляризационный расщепитель 311 пучка, и только 8-поляризованные компоненты этого пучка отражаются поверхностью 311а расщепления поляризованного света, достигая жидкокристаллического индикатора 312, в котором избирательно для каждого пиксела подвергаются модуляции направления поляризации и отражаются. Направление поляризации света, отраженного от модулируемых пикселов жидкокристаллического индикатора 312, поворачивается на 90°, создавая р-поляризованный свет, который, в свою очередь, проходит через поверхность 311а поляризационного расщепителя 311 пучка и выходит в плоскости, перпендикулярной к плоскости выходной поверхности, через пластину 313. Направление поляризации света, отраженного от немодулированных пикселов жидкокристаллических индикаторов 312, не меняется, и 8-поляризованный свет падает на поверхность 311а поляризационного расщепителя 311 пучка без изменения. Поэтому свет отражается и не выходит из пластины 313.
Как показано на фиг. 79, когда поворотное колебательное зеркало 310 находится в положении ε1, которое является самым удаленным от поляризационного расщепителя 311 пучка, только световой пучок Р11, который является частью падающего света, вносит вклад в формирование жидкокристаллическим индикатором 312 двухмерного изображения. В этом случае световой пучок Р11 падает на поляризационный расщепитель 311 пучка под углом -φ, и поэтому только 8-поляризованные компоненты этого пучка отражаются поверхностью 311а, достигая жидкокристаллического индикатора 312, в котором избирательно для каждого пиксела подвергаются модуляции направления поляризации и отражаются. Свет, отраженный от модулированных пикселов жидкокристаллического индикатора 312, выходит через поляризационный расщепитель 311 пучка и пластину 313 в направлении под углом -5 к плоскости, перпендикулярной к выходной поверхности.
Как показано на фиг. 79, когда поворотное колебательное зеркало 310 находится в положении ε3, которое является ближайшим к поляризационному расщепителю 311 пучка, только световой пучок Р13, который является частью падающего света, вносит вклад в формирование жидкокристаллическим индикатором 312 двухмерного изображения. В этом случае световой пучок Р13 падает на поляризационный расщепитель 311 пучка под углом φ, и поэтому только 8поляризованные компоненты этого пучка отражаются поверхностью 311а, достигая жидкокристаллического индикатора 312, в котором избирательно для каждого пиксела подвергаются модуляции направления поляризации и отражаются. Свет, отраженный от модулируемых пикселов жидкокристаллического индикатора 312, выходит через поляризационный расщепитель 311 пучка и пластину 313 в направлении под углом 5 к плоскости, перпендикулярной к выходной поверхности.
Следовательно, двухмерное изображение, сформированное жидкокристаллическим индикатором 312, выходит через выходную поверхность поляризационного расщепителя 311 пучка под выходными углами в диапазоне от -5 до 5 в соответствии с вращательными колебаниями поворотного колебательного зеркала 310. В результате наблюдатель 05 видит трехмерное изображение внутри поляризационного расщепителя 311 пучка.
Хотя в настоящем варианте выполнения изобретения используется конструкция, в которой свет, отклоненный в результате отражения от поворотного колебательного зеркала 310, падает на жидкокристаллический индикатор 312, это не ограничивает изобретения. Например, поворотное колебательное зеркало 310 может быть заменено цилиндрической призмой, вращающейся относительно некоторой оси, или решеткой 216 отклоняющих призм, образованной множеством вращательных микропризм 216Ь, каждая из которых поворачивается относительно оси 216а, например, как показано на фиг. 54. Свет, отклоненный за счет преломления при прохождении цилиндрической призмы или решетки отклоняющих призм, может проецироваться на жидкокристаллический индикатор 312. Поворотное колебательное зеркало 310 соответствует поворачивающемуся отражающему телу, а цилиндрическая призма или решетка 216 отклоняющих призм соответствует поворачивающемуся преломляющему телу.
Матрицу 315 отклоняющих зеркал, способную с течением времени последовательно отражать падающий свет в различных направлениях, можно выполнить, например, как показано на фиг. 80, а свет, отклоненный матрицей 315 отклоняющих зеркал, может проецироваться на жидкокристаллический индикатор 312. Ниже кратко описана модификация данного варианта выполнения изобретения.
На фиг. 80 схематично показана конструкция дисплея для создания трехмерного изображения согласно одной из модификаций настоящего варианта выполнения изобретения. На чертеже компоненты, идентичные компонентам, показанным на фиг. 78, обозначены теми же позициями и описываться не будут. Дисплей для создания трехмерного изображения содержит: блок 314 источников света для испускания параллельных световых пучков; поляризационный расщепитель 311 пучка, на который падает свет, испускаемый блоком 314 источников света; отражательный жидкокристаллический индикатор 312, установленный рядом или в контакте с поверхностью поляризационного расщепителя 311 пучка напротив поверхности входа света; матрицу 315 отклоняющих зеркал, установленную рядом или в контакте с поверхностью поляризационного расщепителя 311 пучка перпендикулярно к поверхности, на которой установлен жидкокристаллический индикатор 312; и линзовую пластину 313, установленную рядом или в контакте с поверхностью поляризационного расщепителя 311 пучка и обращенную к поверхности, на которой установлена матрица 315 отклоняющих зеркал. Матрица 315 откло няющих зеркал соответствует отклоняющим средствам.
Поляризационный расщепитель 311 пучка содержит поверхность 311а расщепления поляризованного излучения, которая отражает 8поляризованные компоненты света и пропускает р-поляризованные компоненты света. Матрица 315 отклоняющих зеркал сформирована, например, путем покрытия вращающихся призм 216Ь, составляющих решетку 216 отклоняющих призм, показанную на фиг. 54, пленкой, отражающей поляризованный свет, и эта матрица способна осуществлять так называемое сканирование с отклонением поляризованного света для преобразования падающего 8-поляризованного света в р-поляризованный свет и для последовательного отражения его в различных направлениях с течением времени. Конструкция и назначение жидкокристаллических индикаторов 312 и пластины 313 аналогичны соответствующим элементам, показанным на фиг. 78 и 79.
В дисплее для создания трехмерного изображения с такой конфигурацией из всех параллельных световых пучков, которые вертикально падают на поляризационный расщепитель 311 пучка из блока 314 источников света, только рполяризованные компоненты света проходят через поверхность 311а, достигая жидкокристаллического индикатора 312, в котором они избирательно для каждого пиксела подвергаются модуляции направления поляризации и отражаются в вертикальном направлении. Направление поляризации света, отраженного от модулируемых пикселов жидкокристаллических индикаторов 312, поворачивается на 90°, образуя 8-поляризованный свет, который, в свою очередь, отражается поверхностью 311а поляризационного расщепителя 311 пучка и падает на матрицу 315 отклоняющих зеркал. 8поляризованный свет, падающий на матрицу 315 отклоняющих зеркал, в результате отражения от пленки, отражающей поляризованный свет и являющейся составной частью призм 216Ь (на фиг. 80 не показаны), преобразуется в р-поляризованный свет. Кроме того, свет последовательно отражается в различных направлениях в соответствии с вращением призм 216Ь, что приводит к отклонению его в горизонтальном направлении. Р-поляризованный свет, отраженный матрицей 315 отклоняющих зеркал, выходит через пластину 313. В результате свет выходит из пластины 313 под выходными углами в диапазоне от -δ до δ. То есть изображение, сформированное жидкокристаллическим индикатором 312, проецируется в угловых направлениях от θ1 до θ60. Направление поляризации света, отраженного от немодулированных пикселов жидкокристаллических индикаторов 312, не изменяется, и р-поляризованный свет проходит через поверхность 311а расщепления поля ризованного излучения без изменения. Поэтому этот свет не выходит из пластины 314.
Хотя в вышеописанных модификациях (фиг. 78 и 80) направление падения света на жидкокристаллический индикатор меняется отклоняющими средствами, установленными между неподвижным источником света и поляризационным расщепителем пучка, альтернативно, источник 320 света может, например, сам перемещаться, чтобы отклонять световые пучки, падающие на жидкокристаллический индикатор 312, как показано на фиг. 81. Модификация, показанная на этом чертеже, описана ниже.
На фиг. 81 схематично показан дисплей для создания трехмерного изображения согласно еще одной модификации настоящего варианта выполнения изобретения. На этом чертеже компоненты, идентичные компонентам, показанным на фиг. 78, обозначены теми же позициями и описываться не будут. Дисплей для создания трехмерного изображения, содержит источник 320 света, являющийся полупроводниковым лазером, светодиодом и т.п.; коллиматорную линзу 321 с фокусным расстоянием £; поляризационный расщепитель 311 пучка; жидкокристаллический индикатор 312 и линзовую пластину 313. Источник 320 света установлен в фокусе коллиматорной линзы 321 и колеблется с постоянной амплитудой в направлении, перпендикулярном к оптической оси 322, в фокальной плоскости. Если амплитуду обозначить х, угол отклонения, обусловленный линзой 321, будет равен х/(2£). Поэтому большого угла отклонения можно достичь, делая фокусное расстояние £ достаточно малым, а амплитуду х как можно большей. Источник 320 света соответствует источнику света, совершающему возвратно-поступательные перемещения, а коллиматорная линза 321 соответствует оптической системе.
Пример светоизлучающей панели 330 с изменяемым направлением излучения, в которой направление излучаемого света зависит от времени и которая может использоваться в качестве источника света, показан на фиг. 82. Ниже кратко описана модификация, изображенная на этом чертеже.
На фиг. 82 схематично показан дисплей для создания трехмерного изображения согласно еще одной модификации настоящего варианта выполнения изобретения. На этом чертеже компоненты, идентичные компонентам, показанным в фиг. 78, обозначены теми же позициями и описываться не будут. Дисплей для создания трехмерного изображения содержит светоизлучающую панель 330 с изменяемым направлением излучения, поляризационный расщепитель 311 пучка, жидкокристаллический индикатор 312 и линзовую пластину 313. Например, светоизлучающая панель 330 может содержать множество очень маленьких вращающихся элементов 332, каждый из которых может повора чиваться вокруг оси 331 вращения, и множество направленно светоизлучающих тел 333, расположенных на поверхности каждого из вращающихся элементов 332, как показано на фиг. 83. На фиг. 83 изображен вид светоизлучающей панели 330 с изменяемым направлением излучения. Элементы 332 вращаются в одинаковом направлении синхронно друг с другом с одинаковой скоростью. Направленно светоизлучающие тела 333 могут быть выполнены, например, из светодиодов, полупроводниковых лазеров и аналогичных устройств, характеризующихся высокой направленностью излучения. Одно светоизлучающее тело 333 состоит из трех светоизлучающих тел, испускающих красный К, зеленый С и синий В цвета. Светоизлучающая панель 330 с изменяемым направлением излучения соответствует источнику света, способному изменять направление проецирования света в соответствии с изменениями двухмерного изображения, формируемого средствами формирования двухмерного изображения, во времени.
В дисплее для создания трехмерного изображения, имеющем такую конфигурацию, направление света, идущего из светоизлучающей панели 330 с изменяемым направлением излучения, меняется со временем, и, таким образом, направление падения света на жидкокристаллический индикатор 312 изменяется. Соответственно, направление проецирования изображения, которое сформировано жидкокристаллическим индикатором 312 и которое выходит из пластины 313, также изменяется.
Дисплей для создания трехмерного изображения согласно этой модификации удобен, поскольку он может быть выполнен компактным, так как источник света сам служит отклоняющими средствами.
Дисплей может быть выполнен без поляризационного расщепителя пучка и жидкокристаллических индикаторов за счет использования конструкции, в которой направленные светоизлучающие тела, показанные на фиг. 83, используются как независимые пикселы и в которой эти пикселы независимо подвергаются модуляции в зависимости от времени. Это возможно, если пикселы, которые являются направленно светоизлучающими телами, приводятся в действие непосредственно, что устраняет потребность в волновом детектировании (детектировании света) в поляризационном расщепителе пучка. Эта конструкция особенно подходит для экранов больших размеров, порядка несколько метров на несколько метров. В этом случае конструкция может быть расширена так, чтобы охватить не только переднюю сторону отклоняющей пластины (направления отклонения от 0 до 180°), но также и тыльную ее сторону (направление отклонения от 180 до 360°), чтобы проецировать изображение во всех на правлениях (от 0 до 360°), что позволяет создать изображения, которые не связаны с плоскими поверхностями.
Хотя настоящее изобретение было описано в связи с несколькими вариантами его выполнения, изобретение не ограничено этими вариантами выполнения и может быть модифицировано различными способами. Например, в пятомдесятом вариантах выполнения изобретения и их модификациях сканирование с отклонением пучка выполняется только в боковом направлении (горизонтальное направление). Это не ограничивает изобретения, и сканирование с отклонением пучка может быть выполнено не только в боковом направлении, но и в вертикальном направлении, для осуществления трехмерного показа также и в вертикальном направлении. В этом случае наблюдатель, смещая точки наблюдения влево и право, вверх и вниз, может видеть не только боковые поверхности объекта, но и его верхнюю и нижнюю поверхности, что позволяет добиться весьма реалистического стереоскопического изображения.
Хотя в шестом-восьмом вариантах выполнения изобретения для формирования отклоняющей пластины 226 и т.п. используется голограмма, это не ограничивает изобретения и можно использовать, например, отклоняющую пластину 226', сформированную с использованием линейной линзы Френеля в виде соединенных друг с другом призм, как показано на фиг. 84. На фиг. 84 показано горизонтальное сечение отклоняющей пластины 226'. Отклоняющая пластина 226' является линзой Френеля в виде ленты с постоянным горизонтальным сечением и сформирована повторяющимися областями Нг отклонения с одинаковой конфигурацией, на которые падает свет 60 пикселов. Световые пучки, падающие на пикселы, прежде, чем выйти, преломляются (отклоняются) в соответствующих разных направлениях (угловые направления от θ 1 до Θ60).
Количество пикселов в жидкокристаллических индикаторах, используемое в вышеупомянутых вариантах выполнения изобретения, является просто примером и может быть изменено. Например, хотя в пятом варианте выполнения изобретения количество пикселов в жидкокристаллическом индикаторе 203 равно 600, оно может быть другим. Например, количество отклоняющих ячеек НС(тд), входящих в одну отклоняющую область Нг, т.е. количество направлений, в которых может происходить отклонение в одной отклоняющей области Нг, не ограничено 60. Оно может быть и другим числом. Угловой интервал между направлениями отклонения не ограничен 1°, а может иметь различные значения.
В вышеупомянутых вариантах выполнения изобретения используются жидкокристаллические индикаторные элементы, которые являют ся пассивными элементами, и требуют освещения сзади или спереди, т.е. подсветки. Это не ограничивает изобретения, и, например, активные элементы дисплея, которые могут создавать изображение, испуская собственный свет, например элементы плазменного дисплея, электролюминесцентные элементы, а кроме того, элементы автоэмиссионного дисплея и т.п., могут использоваться в случаях, когда проекционная оптическая система сформирована с использованием отражательного жидкого кристалла (случаи, показанные на фиг. 77, 78, 80, 81 и 82). Автоэмиссионный элемент - это элемент, в котором имеется упорядоченно расположенное множество микроскопических источников электронов, выполняющих роль катодов, на которые подают высокое напряжение, выбивающее электроны из катодов; эти электроны ударяются о флуоресцентное тело, установленное на аноде, вызывая излучение света.
Одиннадцатый вариант выполнения изобретения
Ниже описан дисплей для создания трехмерного изображения согласно одиннадцатому варианту выполнения изобретения.
На фиг. 85 схематично показан дисплей для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения. Дисплей для создания трехмерного изображения содержит цилиндрический отклоняющий экран 401 и проецирующий блок 402, установленный в центре отклоняющего экрана 401. Как будет подробно описано ниже, внутренняя круговая поверхность отклоняющего экрана 401 является отражающей поверхностью, которая отражает свет в различных направлениях в соответствии с местами падения света. В отличие от восьмого варианта выполнения изобретения, отклоняющий экран 401 неподвижен. Внутренняя круговая поверхность отклоняющего экрана 401 разделена в круговом направлении на шесть равных областей. Проецирующий блок 402 установлен, например, на нижней поверхности 404 на стойке 403.
Проецирующий блок 402 испускает шесть лазерных пучков на шесть областей отклоняющего экрана 401 и сдвигает лазерные пучки в круговом направлении относительно отклоняющего экрана 401 (в дальнейшем называемом направлением основного сканирования) и в вертикальном направлении относительно отклоняющего экрана 401 (в дальнейшем называемом направлением субсканирования) для сканирования этих областей лазерными пучками. Более конкретно, например, лазерный пучок перемещается от левого конца к правому концу одной области отклоняющего экрана 401. В это же время лазерный пучок немного перемещается вниз. Поэтому лазерный пучок идет под небольшим углом к горизонтальному направлению. Когда лазерный пучок достигает правого конца области отклоняющего экрана 401, он возвращается к левому концу, а затем вновь перемещается к правому концу.
В дисплее для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения трехмерное изображение формируется внутри отклоняющего экрана 401. Наблюдатель 04 может видеть трехмерное изображение, стоя внутри отклоняющего экрана 401.
На фиг. 86 изображен вид в перспективе части проецирующего блока 402. Отклоняющая часть 402 содержит многогранное зеркало 411. Многогранное зеркало 411 содержит вращающееся тело в виде шестигранного столбика и двигатель (не показан) для вращения тела. Отражающая поверхность сформирована на шести боковых поверхностях вращающегося тела.
Кроме того, проецирующий блок 402 содержит блок 412 источников света, который испускает лазерные пучки к отражающим поверхностям многогранного зеркала 411, расщепитель 413 пучка, установленный между блоком 412 источников света и многогранным зеркалом 411, и фотодетектор 414, установленный с одной стороны от расщепителя 413 пучка.
Хотя это и не показано, блок 412 источников света содержит три полупроводниковых лазера (в дальнейшем называемых лазерными диодами) для испускания лазерных пучков красного, зеленого и синего цветов и оптическую систему для объединения пучков, испускаемых лазерными диодами, в одном направлении. Свет, испускаемый блоком 412 источников света, проходит через расщепитель 413 пучка и отражается одной из отражающих поверхностей многогранного зеркала 411.
Проецирующий блок 402 дополнительно содержит зеркало 415, установленное на пути света, отраженного многогранным зеркалом 411. Зеркало 415 включает зеркальную пластину и приводную часть (не показана), предназначенную для обеспечения крутильных колебаний зеркала вокруг оси, идущей вдоль поверхности зеркала.
Свет, испускаемый блоком 412 источников света и отраженный многогранным зеркалом 411 и зеркалом 415, дополнительно отражается еще одним зеркалом (не показано) для проецирования на одну область отклоняющего экрана 401. Этот свет перемещается многогранным зеркалом 411 в направлении 416 основного сканирования и перемещается зеркалом 415 в направлении 417 субсканирования.
Свет, направленный на отклоняющий экран 401 и возвращенный из проецирующего блока 402 за счет отражения отклоняющим экраном 401, отражается зеркалом 415 и многогранным зеркалом 411 в указанной последовательности и отражается расщепителем 413 пучка, направляясь в фотодетектор 414, где детектируется.
Дисплей для создания трехмерного изображения, согласно настоящему варианту выполнения изобретения, содержит шесть комплектов, состоящих из блока 412 источников света, расщепителя 413 пучка, фотодетектора 414 и зеркала 415, показанных на фиг. 86. Световые пучки, испускаемые блоками 412 источников света этих комплектов, падают соответственно на различные поверхности многогранного зеркала 411, от которых отражаются. Они отражаются различными зеркалами 415 и проецируются на шесть областей отклоняющего экрана 401.
Ниже со ссылкой на фиг. 87 описана конструкция внутренней круговой поверхности отклоняющего экрана 401. На внутренней круговой поверхности отклоняющего экрана 401 с заранее заданными интервалами в круговом направлении размещены области 421 синхронизации и адресные области 422 сервоуправления. Отклоняющие области 423 расположены на внутренней круговой поверхности отклоняющего экрана 401 в местах, отличных от областей 421 синхронизации и областей 422 сервоуправления.
Информация синхронизации для управления синхронизацией дисплея в целом записана в областях 421 синхронизации. Более конкретно, области 421 синхронизации сформированы, например, в виде рисунка, состоящего из отражающих частей 424 и неотражающих частей 425 заданной ширины, чередующихся в направлении основного сканирования (круговое направление отклоняющего экрана 401). Такие рисунки наносятся в том же количестве, что и число линий (строк) в направлении субсканирования (вертикальное направление отклоняющего экрана 401). Необходимо, чтобы неотражающие части 425 имели малый коэффициент отражения, чтобы количество света, отраженного отражающими частями 424, можно было отличить от количества света, отраженного неотражающими частями 425. Хотя на фиг. 87 показано, что отражающие части 424 имеют эллиптическую форму, эти отражающие части 424 могут быть сформированы как полосы, идущие в направлении субсканирования.
Информация позиционирования, используемая для управления местом падения света после его отклонения отклоняющим экраном 401, записана в адресных областях 422. Более конкретно, в адресной области 422 записан 16битовый адрес, обозначающий место на отклоняющем экране 401. Адресная область 422 содержит четыре площадки, в каждой из которых записано четыре бита 16-битового адреса, и одну площадку, в которой записаны данные для контроля четности. Например, в таких областях могут быть записаны шестнадцатеричные данные (от 0 до Р), задаваемые рисунком из отражающих частей 426 и неотражающих частей 427. Необходимо, чтобы неотражающие части
427 имели малый коэффициент отражения, чтобы количество света, отраженного отражающими частями 426, можно было отличить от количества света, отраженного неотражающими частями 427.
Отражающие части 426 в адресных областях 422 выполнены в виде дуг, изогнутых в направлении к передней поверхности, если смотреть сбоку. Поэтому, когда свет из проецирующего блока 402 падает по центру (в вертикальном направлении) отражающей части 426, этот свет отражается в обратном направлении. Когда свет падает на такое место отражающей части 426, которое смещено от центра в вертикальном направлении, свет отражается в направлении, идущем под углом к встречному по отношению к направлению падения направлению. Этот угол является положительным или отрицательным в зависимости от направления, т.е. в зависимости от того, вверх или вниз отклоняется в вертикальном направлении от центра место падения света. Абсолютная величина этого угла тем больше, чем больше отклонение от центра вверх или вниз. Поэтому информация сервоуправления для позиционирования света по центру отражающей части 426 в вертикальном направлении может быть выработана путем обнаружения сигнала, который соответствует положению возвращенного светового пучка, с помощью фотодетектора 414 проецирующего блока 402. Например, в качестве фотодетектора 414 для обнаружения сигнала, соответствующего положению возвращаемого света, может использоваться фотодетектор, имеющий двойную светоприемную область.
Свет, падающий на внутреннюю круговую поверхность отклоняющего экрана 401, перемещается по областям 421 синхронизации, адресным областям 422 и отклоняющим областям 423. Однако этот свет будет идти под небольшим углом к горизонтальному направлению, как описано выше. В результате множество рисунков, представляющих адреса, связанные с одной и той же линией сканирования, и расположенных в множестве дискретных адресных областей 422, находится в местах, которые немного смещены в вертикальном направлении, в соответствии с траекторией света.
Ниже со ссылками на фиг. 88 описана конфигурация отклоняющих областей 423. На фиг. 88 показан укрупнённый вид в перспективе части отклоняющей области 423. В отклоняющей области 423 чередуются отражающие части
428 в виде вертикально вытянутых полос и неотражающие части 429 в виде вертикально вытянутых полос. Шаг отражающих частей 428 соответствует горизонтальному шагу пикселов двухмерного изображения, проецируемого на отклоняющий экран 401. Предпочтительно, чтобы коэффициент отражения неотражающих частей 429 был как можно меньше. Поверхность отражающих частей 428 является цилиндриче ской поверхностью, которая является частью цилиндра с вертикально направленной центральной осью.
На фиг. 89 более крупно показан вид в перспективе участка отражающей части 428. Свет из проецирующего блока 402 перпендикулярно падает на воображаемую плоскость, которая проходит касательно к середине отражающей части 428 в поперечном направлении. Поэтому свет из проецирующего блока 402, когда он падает на середину отражающей части 428 в поперечном направлении, отражается навстречу направлению падения, а когда он падает в то место, в котором нормаль наклонена под углом 0а относительно нормали, проведенной в середину отражающей части 428 в поперечном направлении, то он отражается в направлении под углом 2х0а относительно направления падения. Например, как показано на фиг. 89, свет, падающий на то место, где нормаль направлена под углом 30° относительно нормали, проведенной к середине отражающей части 428 в поперечном направлении, отражается под углом 60° относительно направления падения. Когда свет, идущий от проецирующего блока 402, смещается поперек отражающей части 428, имеющей такую конфигурацию, отраженный свет от отражающей части 428 отклоняется так, что его направление последовательно изменяется.
Как показано на фиг. 89, выпуклые части в виде дуг, выгнутых к передней поверхности, если смотреть на них сбоку, формируются периодически в вертикальном направлении на поверхности отражающей части 428. В результате свет, падающий на отражающую часть 428, рассеивается под заданным углом относительно вертикального направления.
В настоящем варианте выполнения изобретения свет, проецируемый на отклоняющие области 423 отклоняющего экрана 401, модулируется для проецирования множества двухмерных изображений в различных направлениях, для формирования таким образом трехмерного изображения. Предположим, например, что одно неподвижное трехмерное изображение сформировано 60 двухмерными неподвижными изображениями, проецируемыми в угловых направлениях от θ1 до θ60. В этом случае, когда свет из проецирующего блока 402 проходит через одну из отражающих частей 428 отклоняющей области 423, интенсивностью света управляют на основе информации одного пиксела двухмерных изображений, соответствующих угловым направлениям от θ1 до θ60, в соответствии с синхронизацией проецирования отраженного света для этих угловых направлений. Поэтому, когда один цикл сканирования света из проецирующего блока 402 завершен, 60 двухмерных неподвижных изображений проецируются в 60 угловых направлениях от θ1 до
Θ60 и в результате формируется одно неподвижное трехмерное изображение.
Например, предположим, что количество пикселов в двухмерном изображении равно 640 (горизонтальные пикселы) х 480 (вертикальные пикселы); полутона представлены данными, содержащими десять битов, а для создания динамического трехмерного изображения ежесекундно формируются 60 неподвижных трехмерных изображений. Тогда частота модуляции света, проецируемого на отклоняющий экран 401, должна быть больше или равна значению, которое дается следующим выражением:
640 (пикселов) х 480 (пикселов) х 60 (угловых направлений) х 10 (битов) х 60 = 11 ГГц.
Такая частота может быть обеспечена с помощью полупроводникового лазера. Частота модуляции может быть уменьшена за счет средств более разреженного представления с использованием, например, средств чересстрочной развертки.
На фиг. 90 показан другой пример конфигурации отклоняющих областей 423. В этом примере отклоняющая область 423 содержит множество отражающих частей 430, которые регулярно распределены в направлении основного сканирования и направлении субсканирования. Поверхность отражающих частей 430 сформирована как сферическая поверхность, выгнутая в сторону передней поверхности. Остальная часть отклоняющей области 423, за исключением отражающих частей 430, представляет собой неотражающую часть 431. Положения отражающих частей 430 соответствуют положениям пикселов двухмерного изображения, проецируемого на отклоняющий экран 401. Отклоняющие области 423 с конфигурацией, показанной на фиг. 90, также позволяют отклонять отраженный свет и рассеивать его в вертикальном направлении.
Ниже, со ссылкой на блок-схему, изображенную на фиг. 91, описана конструкция дисплея для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения. Дисплей для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения содержит: схему 441 обработки видеоданных, в которую поступают видеоданные о двухмерных изображениях, соответствующих угловым направлениям от Θ1 до Θ60, и которая выполняет такие операции, как переупорядочивание данных для последовательного вывода данных, соответствующих угловым направлениям от Θ1 до Θ60 для каждого пиксела; и схему 442 управления лазерными диодами, которая управляет лазерными диодами в блоке 412 источников света на основе данных, поступающих из схемы 441 обработки видеоданных, так что свет, испускаемый блоком 412 источников света, модулируется.
Дисплей для создания трехмерного изображения дополнительно содержит: схему 443 детектирования сигнала, на которую поступает сигнал из фотодетектора 414 и которая детектирует и выводит сигнал отклонения, представляющий отклонение сигнала, связанного с общей интенсивностью принятого света, в зависимости от места, которое освещается светом; и схему 444 обнаружения информации позиционирования/синхронизации, которая обнаруживает сигналы позиционирования и внешней синхронизации в сигнале, выходящем из схемы 443 детектирования сигнала. Информация о позиционировании включает адресную информацию и информацию для сервоуправления.
Дисплей для создания трехмерного изображения дополнительно включает схему 449 автоматической регулировки усиления (в дальнейшем называемую схемой АРУ), в которую подается сигнал, связанный с суммарным количеством принятого света, получаемый схемой 443 детектирования сигнала. Схема 449 АРУ производит отсчет интенсивности возвращаемого света и управляет схемой 442 управления лазерными диодами, поддерживая интенсивность света, испускаемого блоком 412 источников света, постоянной, на основе измеренной интенсивности света.
Дисплей для создания трехмерного изображения дополнительно содержит схему 446 управления многогранным зеркалом 446, которая управляет работой многогранного зеркала 411, схему 447 управления зеркалом 415 и схему 445 генерации сигнала синхронизации системы. Схема 445 генерации сигнала синхронизации системы содержит схему фазовой синхронизации и выводит сигнал синхронизации системы синхронно с сигналом внешней синхронизации, обнаруженным схемой 444 обнаружения информации позиционирования/синхронизации, с использованием схемы фазовой синхронизации. Схема 441 обработки видеоданных, схема 446 управления многогранным зеркалом, схема 447 управления зеркалом 415 и схема 449 АРУ работают на основе сигнала, выработанного схемой 445 генерации сигнала синхронизации системы.
Дисплей для создания трехмерного изображения дополнительно содержит блок 448 управления, который управляет схемой 441 обработки видеоданных, схемой 446 управления многогранным зеркалом и схемой 447 управления зеркалом 415. В блок 448 управления поступает информация позиционирования, адресная информация или информация сервоуправления, обнаруженная схемой 444 обнаружения информации позиционирования/синхронизации. На основе адресной информации блок 448 управления распознает место на отклоняющем экране 401, освещенное светом, и управляет схемой 441 обработки видеоданных, схемой 446 управления многогранным зеркалом и схемой
100
447 управления зеркалом 415 так, что требуемое место освещается светом, несущим требуемую информацию. Кроме того, блок 448 управления управляет схемой 446 управления многогранным зеркалом и схемой 447 управления зеркалом 415 на основе информации сервоуправления, корректируя отклонения освещенного места на отклоняющем экране 401.
Ниже со ссылками на фиг. 92 и 93 описано соотношение между диапазоном углов, на которые отклоняется свет отражающими частями 428 отражающих областей 423 отклоняющего экрана 401, и областью, где формируется трехмерное изображение. На фиг. 92 позицией 451 обозначена область, в которой формируется трехмерное изображение, когда свет отклоняется отражающими частями 428 отклоняющих областей 423 отклоняющего экрана 401 в диапазоне углов 60°. На фиг. 93 позицией 452 обозначена область, в которой формируется трехмерное изображение, когда свет отклоняется отражающими частями 428 отклоняющих областей 423 отклоняющего экрана 401 в диапазоне углов 30°. Области 451 и 452 являются областями, в которых диапазоны отклонения взаимно перекрываются для множества позиций отклоняющего экрана 401. Как видно на фиг. 92 и 93, трехмерное изображение формируется в большей области, если больше угловой диапазон, в котором свет отклоняется отражающими частями 428 отклоняющих областей 423 отклоняющего экрана 401.
На фиг. 94 показана модификация дисплея для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения. В этой модификации вместо цилиндрического отклоняющего экрана 401, изображенного на фиг. 85, имеется куполообразный отклоняющий экран 461. В этом примере ниже центра отклоняющего экрана 461 расположена подъемная платформа 462. На платформе 462 имеется зрительный зал 463. Над зрительным залом 463 расположен проецирующий блок 402. Диапазон сканирования проецирующего блока 402 в вертикальном направлении составляет, например, 60° относительно горизонтали.
Конфигурация отклоняющего экрана 461 в основном аналогична отклоняющему экрану 401. Однако в этом примере центр направления отражения света и диапазон рассеяния света в вертикальном направлении изменяется в зависимости от положения света на отклоняющем экране 461 в вертикальном направлении. Центр направления отражения света в вертикальном направлении - это направление из каждой позиции на отклоняющем экране 461 к центру зрительного зала 463. Диапазон рассеяния света это диапазон, который охватывает зрительный зал 463. Более конкретно, диапазон рассеяния света на верхнем краю диапазона сканирования проецирующего блока 402 составляет, напри мер, 15°; диапазон рассеяния света в середине диапазона сканирования проецирующего блока 402 в вертикальном направлении составляет 13°; а диапазон рассеяния света на нижнем краю диапазона сканирования проецирующего блока 402 составляет 11°, как иллюстрируется на чертеже.
Ниже описана работа дисплея для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения. Как показано на фиг. 86, блок 412 источников света проецирующего блока 402 испускает свет, который модулирован на основе информации о 60 двухмерных изображениях в различных направлениях проецирования. Свет отражается многогранным зеркалом 411 и зеркалом 415, проецируясь на отклоняющий экран 401. С помощью многогранного зеркала 411 свет сдвигается в направлении 416 основного сканирования 416, а с помощью зеркала 415 - в направлении субсканирования.
Свет, проецируемый на отклоняющие области 423 отклоняющего экрана 401, отражается в различных направлениях, в соответствии с местами его падения на отражающие части 428. Когда завершен один цикл сканирования света с помощью проецирующего блока 402, 60 неподвижных двухмерных изображений проецируются в 60 угловых направлениях, т.е. угловых направлениях от Θ1 до Θ60, формируя одно неподвижное трехмерное изображение.
Когда свет, проецируемый на отклоняющий экран 401, проходит через области 421 синхронизации отклоняющего экрана 401, свет, отраженный отражающими частями 424, возвращается в проецирующий блок 402. Возвращенный свет детектируется фотодетектором 414.
Только когда свет, проецируемый на отклоняющий экран 401, падает на середины отражающих частей 428 в их поперечном направлении в процессе прохождения света через отклоняющие области 423 отклоняющего экрана 401, свет, отраженный отражающими частями 428, т.е. свет в направлении Θ30, возвращается в проецирующий блок 402. Этот свет детектируется фотодетектором 414.
Схема 444 обнаружения информации позиционирования/синхронизации, показанная на фиг. 91, обнаруживает сигнал внешней синхронизации на основе выходных сигналов фотодетектора 414, когда свет проходит через области 421 синхронизации и отклоняющие части 423. Сигнал синхронизации системы вырабатывается схемой 445 генерации сигнала синхронизации системы на основе сигнала внешней синхронизации. Сигнал внешней синхронизации обнаруживается в сигнале, связанном с общей интенсивностью принятого света, в выходном сигнале фотодетектора 414.
101
102
Когда свет, проецируемый на отклоняющий экран 401, проходит через адресные области 422 отклоняющего экрана 401, информация позиционирования, включая адресную информацию и информацию сервоуправления, обнаруживается схемой 444 обнаружения информации позиционирования/синхронизации на основе анализа сигналов с выхода фотодетектора 414. Адресная информация обнаруживается на основе анализа сигнала, связанного с общей интенсивностью принятого света, на выходе фотодетектора 414, а информация сервоуправления обнаруживается на основе анализа сигнала отклонения, представляющего любое отклонение положения освещенной области, на выходе фотодетектора 414.
Блок 448 управления, показанный на фиг. 91, распознает координаты освещенного места на отклоняющем экране 401 на основе анализа адресной информации и управляет схемой 441 обработки видеоданных, схемой 446 управления многогранным зеркалом и схемой 447 управления зеркалом 415 так, что требуемое место освещается светом, несущим требуемую информацию. На основе информации сервоуправления блок 448 управления так управляет схемой 446 управления многогранным зеркалом и схемой 447 управления зеркалом 415, чтобы скорректировать отклонение положения освещенного места на отклоняющем экране 401.
Как описано выше, дисплей для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения может быть более просто реализован, поскольку, в отличие от восьмого варианта выполнения изобретения, нет потребности в перемещении отклоняющего экрана 401.
В настоящем варианте выполнения изобретения, поскольку адресные области 422 размещены на отклоняющем экране 401, положением освещенного места можно управлять с высокой точностью, что позволяет формировать трехмерное изображение с высокой точностью.
В настоящем варианте выполнения изобретения возможно управление синхронизацией дисплея в целом, поскольку области 421 синхронизации расположены на отклоняющем экране 401.
В настоящем варианте выполнения изобретения схема 449 АРУ выполняет замеры интенсивности возвращенного света, и на основе этих замеров интенсивности света схемой 442 управления лазерными диодами управляют, поддерживая постоянной интенсивность света, испускаемого блоком 412 источников света. Поэтому согласно настоящему варианту выполнения изобретения можно скорректировать вариации коэффициента отражения отклоняющего экрана 401, флуктуации мощности излучения лазерных диодов блока 412 источников света вследствие температурной нестабильности, а также флуктуации мощности излучения лазер ных диодов блока 412 источников света и коэффициента отражения отклоняющего экрана 401 вследствие старения, и таким образом всегда можно демонстрировать наблюдателю изображение приемлемого качества.
В остальном конструкция, работа и особенности дисплея согласно настоящему варианту выполнения изобретения аналогичны характеристикам дисплея, выполненного согласно восьмому варианту выполнения изобретения.
Восьмой вариант выполнения изобретения может быть модифицирован путем введения областей 421 синхронизации и адресных областей 422 в отклоняющую пленку 246, показанную на фиг. 69, или отклоняющий экран 256, показанный на фиг. 73, и введения средств обнаружения возвращенного света, аналогично настоящему варианту выполнения изобретения. Кроме того, в восьмом варианте выполнения изобретения свет, возвратившийся от отклоняющей пленки 246 или отклоняющего экрана 256 в направлении θ30, может быть детектирован для обнаружения сигнала внешней синхронизации, как в настоящем варианте выполнения изобретения. Эти меры позволяют в восьмом варианте выполнения изобретения достичь таких же параметров, как и в данном варианте выполнения изобретения.
Двенадцатый вариант выполнения изобретения
Ниже описан дисплей для создания трехмерного изображения согласно двенадцатому варианту выполнения изобретения.
На фиг. 95 схематично показан дисплей для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения. Дисплей для создания трехмерного изображения содержит панель 561 жидкокристаллических индикаторов, которая аналогична панели 61 жидкокристаллических индикаторов на фиг. 21. Панель 561 жидкокристаллических индикаторов содержит множество жидкокристаллических индикаторов 560, аналогичных жидкокристаллическим индикаторам 60 на фиг. 21. В отличие от второго варианта выполнения изобретения в настоящем варианте позади панели 561 нет ни светорассеивающей пластины, ни блока источников света.
Дисплей для создания трехмерного изображения дополнительно содержит матрицу 563 точечных источников света, установленную в месте, аналогичном месту расположения экрана 63 дисплея на фиг. 21. В матрице 563 точечных источников света, в местах, соответствующих расположению дырочных элементов на фиг. 21, расположено множество элементов 562, являющихся направленными точечными источниками света. Элементы 562 испускают направленный свет так, что соответствующие жидкокристаллические индикаторы 560 освещены светом, который расходится из одной точки. Кроме того, матрица 563 точечных источников света вы103
104 полнена так, что позволяет выбрать для испускания света любой из элементов 562. Например, в качестве элементов 562 могут использоваться светодиоды большой яркости.
Ниже описана работа дисплея для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения. Работа панели 561 жидкокристаллических индикаторов аналогична работе панели 61 жидкокристаллических индикаторов на фиг. 21. В настоящем варианте выполнения изобретения в момент формирования двухмерного изображения в каждом из жидкокристаллических индикаторов
560 панели 561 жидкокристаллических индикаторов элементы 562, соответствующие жидкокристаллическим индикаторам 560, по выбору заставляют испускать свет. Свет, испускаемый элементом 562, становится пространственно модулированным, проходя через соответствующие жидкокристаллические индикаторы 560, и проецируется в пространство. Трехмерное изображение формируется светом, который прошел через каждый из жидкокристаллических индикаторов 560, с той стороны панели 561, которая противоположна матрице 563 точечных источников света. Наблюдатель О может видеть это трехмерное изображение с той стороны панели
561 жидкокристаллических индикаторов, которая противоположна матрице 563 точечных источников света.
Согласно настоящему варианту выполнения изобретения свет, испускаемый источником света, может использоваться более эффективно, чем во втором варианте выполнения изобретения, что позволяет демонстрировать более яркое трехмерное изображение.
Согласно настоящему варианту выполнения изобретения дисплей для создания трехмерного изображения может иметь относительно простую конструкцию, включающую панель 561 жидкокристаллических индикаторов, содержащую множество жидкокристаллических индикаторов 560, и матрицу 563 точечных источников света, содержащую множество элементов 562, являющихся направленными точечными источниками света.
В остальном конструкция, работа и особенности дисплея согласно настоящему варианту выполнения изобретения аналогичны характеристикам дисплея во втором варианте выполнения изобретения.
Тринадцатый вариант выполнения изобретения
Ниже описан дисплей для создания трехмерного изображения согласно тринадцатому варианту выполнения изобретения.
На фиг. 96 схематично показан дисплей для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения. Этот дисплей содержит большую панель
580 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов, аналогичную большой панели 80 на фиг. 30. В отличие от четвертого варианта выполнения изобретения, в настоящем варианте позади большой панели 580 нет ни светорассеивающей пластины, ни блока источников света. На торцевой поверхности большой панели 580 нет микролинз.
Дисплей для создания трехмерного изображения дополнительно содержит сборную панель 581 направленных точечных источников света, расположенную в месте, соответствующем положению сборной панели 81 дырочных жидкокристаллических индикаторов на фиг. 30. Сборная панель 581 направленных точечных источников света содержит множество элементов 571, являющихся направленными точечными источниками света и расположенных в позициях, соответствующих позициям дырочных пикселов РХ на фиг. 30. Элементы 571 испускают направленный свет так, что области 8Р отображения части изображения освещаются светом, который расходится из одной точки. Кроме того, сборная панель 581 направленных точечных источников света выполнена так, чтобы можно было избирательно вызвать испускание света любым из элементов 571. В качестве сборной панели 581 могут быть использованы, например, узел, в котором элементы 571 направленных точечных источников света выполнены в виде светодиодов большой яркости, плазменный дисплей или жидкокристаллическая панель с задней подсветкой.
Ниже описана работа дисплея для создания трехмерного изображения согласно настоящему варианту выполнения изобретения. Работа большой панели 580 аналогична работе большой панели 80 на фиг. 30. В настоящем варианте выполнения изобретения во время формирования частичных неподвижных изображений в множестве областей 8Р большой панели 580 элементы 571 направленных точечных источников света, соответствующие областям 8Р, избирательно испускают свет. Свет, испускаемый элементами 571 направленных точечных источников света, пространственно модулируется при прохождении через соответствующие области 8Р и проецируется в пространство. Трехмерные изображения формируются светом, который прошел через области 8Р, со стороны большой панели 580, противоположной сборной панели 581 направленных точечных источников света. Наблюдатель О может видеть трехмерные изображения с той стороны от большой панели 580, которая противоположна сборной панели 581 направленных точечных источников света.
Согласно настоящему варианту выполнения изобретения свет, испускаемый источником света, может использоваться более эффективно, чем в четвертом варианте выполнения изобретения, что позволяет демонстрировать более яркое трехмерное изображение.
Согласно настоящему варианту выполнения изобретения дисплей для создания трехмер105
106 ного изображения может иметь относительно простую конструкцию, включающую большую панель 580 формирующих изображение жидкокристаллических индикаторов и сборную панель 581 направленных точечных источников света.
В остальном конструкция, работа и особенности дисплея согласно настоящему варианту выполнения изобретения аналогичны характеристикам дисплея, выполненного согласно четвертому варианту выполнения изобретения.
Как описано выше, в дисплее для создания трехмерного изображения согласно первому аспекту изобретения, трехмерное изображение в пространстве формируется на основе двухмерного изображения, полученного в результате управления множеством пикселов средств формирования двухмерного изображения. Преимущество такого подхода заключается в том, что содержание двухмерного изображения, сформированного средствами формирования двухмерного изображения, может быть легко изменено, и поэтому содержание трехмерного изображения, сформированного в пространстве, также может быть легко изменено. Поэтому динамическое изображение также может быть показано стереоскопически посредством изменения содержания через короткие промежутки времени. Кроме того, преимущество заключается в том, что достигается показ реалистического стереоскопического изображения без необходимости использования специальных очков или когерентного света.
В частности, в первом или втором вариантах выполнения, согласно первому аспекту изобретения, в дисплее для создания трехмерного изображения имеется множество элементов для создания трехмерного изображения, способных формировать двухмерное изображение путем управления множеством пикселов; и светорассеивающий элемент, который расположен напротив каждого из множества элементов для формирования двухмерного изображения и позволяет свету, вышедшему из соответствующих элементов для формирования двухмерного изображения, выйти в пространство в виде рассеянного света, или микроотверстия, которые позволяют свету, вышедшему из соответствующих элементов для формирования двухмерного изображения и попавшему в них, выйти без изменения. Работой элементов для формирования двухмерного изображения управляют так, что свет, вышедший из светорассеивающего элемента, формирует изображения множества точечных источников света, создающих трехмерное изображение в пространстве. Преимущество такого подхода состоит в том, что дисплей для создания трехмерного изображения может иметь относительно простую конструкцию, образованную комбинацией элементов для формирования двухмерного изображения и светорассеивающих элементов или микроотверстий.
В третьем варианте выполнения, согласно первому аспекту изобретения, дисплей для создания трехмерного изображения содержит панель для формирования двухмерного изображения, способную формировать двухмерное изображения путем управления пикселами; и матрицу ячеек для пропускания/непропускания света, установленную напротив панели для формирования двухмерного изображения, и позволяющую свету, который попал на нее, выйдя из пикселов панели для формирования двухмерного изображения, пройти через матрицу без изменения, или препятствующую прохождению этого света. Сканированием матрицы ячеек для пропускания/непропускания света управляют так, чтобы эти ячейки последовательно переходили в открытое состояние. Управление осуществляется так, что зона формирования изображения панели последовательно сдвигается синхронно со сканированием. Свет, который вышел из пикселов, лежащих в зоне формирования изображения, и прошел через ячейки для пропускания/ непропускания света, находящиеся в открытом состоянии, формирует множество изображений точечных источников света, создающих трехмерное изображение в пространстве. Поэтому ячейки для пропускания/непропускания света, действующие как микроотверстия, можно расположить поблизости друг от друга. Преимущество такого подхода состоит в том, что демонстрируемое трехмерное изображение имеет лучшее угловое разрешение и повышенное качество изображения.
В третьем варианте выполнения изобретения дисплей для создания трехмерного изображения содержит множество упорядоченно расположенных базовых модулей, включающих панель для формирования двухмерного изображения и матрицу ячеек для пропускания/ непропускания света. Матрицы ячеек для пропускания/непропускания света множества базовых модулей сканируются параллельно, так что ячейки в соответствующих позициях различных матриц переходят в открытое состояние синхронно друг с другом. Управление осуществляется так, что зоны формирования изображения в панелях для формирования двухмерного изображения множества базовых модулей сдвигаются параллельно (одновременно) и синхронно с параллельным сканированием множества матриц. В результате свет, который вышел из пикселов, лежащих в зоне формирования изображения, и прошел через соответствующие ячейки, находящиеся в открытом состоянии, формирует множество изображений точечных источников света, создающих трехмерное изображение в пространстве.
Преимущество такого подхода состоит в том, что формируется трехмерное динамическое изображение с качеством, которое является достаточно хорошим с точки зрения разрешения, углового разрешения, естественности динами107
108 ческого изображения и т.п. при рассматривании этого изображения из любой точки наблюдения.
В четвертом варианте выполнения согласно первому аспекту изобретения в дисплее для создания трехмерного изображения направление проецирования двухмерного изображения, меняющегося со временем и формируемого средствами формирования двухмерного изображения, отклоняется так, что направление проецирования меняется в соответствии с изменениями двухмерного изображения во времени. Преимущество такого подхода заключается в том, что трехмерное изображение синтезируется в пространстве в результате зрительного эффекта остаточного изображения у наблюдателя, который рассматривает двухмерное изображение, проецируемое в каждый момент в различных направлениях, в результате чего наблюдатель может видеть это изображение как стереоскопическое изображение.
В частности, когда отклоняющие средства сформированы с использованием жидкокристаллического элемента с изменяемым направлением пропускания света, в котором молекулы жидкого кристалла выстраиваются в направлении электрического поля, чтобы обеспечить пропускание света только в направлении электрического поля, преимущество состоит в том, что управление отклонением может быть упрощено, поскольку отсутствуют движущиеся части.
В четвертом варианте выполнения согласно этому аспекту изобретения, когда в дисплее для создания трехмерного изображения средства формирования трехмерного изображения дополнительно содержат рассеивающие средства для рассеивания проецированного двухмерного изображения в направлении, отличном от направления, в котором свет отклоняется с помощью отклоняющих средств, преимущество заключается в том, что наблюдатель может видеть трехмерное изображение даже тогда, когда его точка наблюдения перемещается в направлении, отличном от направления отклонения отклоняющих средств.
В четвертом варианте выполнения дисплея для создания трехмерного изображения, где средства управления формированием изображения управляют формированием изображения так, что увеличение двухмерного изображения в направлении отклонения зависит от направления проецирования двухмерного изображения, отклоненного отклоняющими средствами, преимущество заключается в том, что наблюдатель может видеть трехмерное изображение, имеющее правильное соотношение геометрических размеров, независимо от направления наблюдения.
В четвертом варианте выполнения дисплея для создания трехмерного изображения, когда средства формирования двухмерного изображения дополнительно включают приемные средства для приема кодированных данных о двухмерных изображениях и средства декодирования для декодирования двухмерных данных, полученных приемными средствами, большой объем данных о двухмерных изображениях, необходимый для демонстрации трехмерного изображения, может быть получен в кодированном виде. Преимущество такого подхода состоит в том, что площадь, занятая данными на носителе записи, может быть уменьшена и в том, что скорость передачи данных может быть существенно увеличена.
В этом случае, особенно когда набор данных о неподвижных двухмерных изображениях, полученных в различные моменты времени, сжат и кодирован как динамическое изображение, преимущество состоит в том, что можно использовать обычные методы сжатия динамического изображения.
В четвертом варианте выполнения дисплея для создания трехмерного изображения, когда отклоняющие средства сформированы с использованием голограммы, которая может отклонять падающий свет в направлении, зависящем от места падения, преимущество состоит в том, что отклоняющие средства могут быть изготовлены путем копирования, что позволяет повысить производительность при массовом производстве.
В этом случае, особенно когда пленка, на которой сформирована голограмма, перемещается в одном направлении, отличном от направления падения света, чтобы последовательно отклонять падающий свет, преимущество состоит в том, что механизм для перемещения пленки, необходимый для осуществления такого отклонения, может быть создан относительно легко.
В четвертом варианте выполнения дисплея для создания трехмерного изображения, когда отклоняющие средства сформированы с использованием прозрачного элемента, толщина которого локально меняется в соответствии с поданным напряжением, создающим неровности на поверхности этого элемента, состояние отклонения и параметры отклонения могут быть относительно легко изменены путем всего лишь изменения подаваемого напряжения.
В четвертом варианте выполнения дисплея для создания трехмерного изображения, когда отклоняющие средства включают источник света, который может менять направление испускания света в соответствии с изменением двухмерного изображения, сформированного средствами формирования двухмерного изображения, во времени, преимущество состоит в том, что дисплей может быть выполнен компактным.
Преимущество дисплея для создания трехмерного изображения в пятом варианте выполнения, согласно первому аспекту изобретения, состоит в том, что этот дисплей может иметь относительно простую конструкцию, включаю109
110 щую множество элементов для формирования двухмерного изображения и множество точечных источников света.
Преимущество дисплея для создания трехмерного изображения в пятом варианте выполнения, согласно первому аспекту изобретения, состоит в том, что этот дисплей может иметь относительно простую конструкцию, включающую панель для формирования двухмерного изображения и множество точечных источников света.
В дисплее для создания трехмерного изображения согласно второму аспекту изобретения, множество двухмерных изображений формируется светом, подвергнутым временной модуляции средствами формирования двухмерного изображения на основе информации о множестве двухмерных изображений, а трехмерное изображение формируется путем проецирования множества двухмерных изображений, сформированных средствами формирования двухмерного изображения, в направлениях, отличающихся друг от друга. Преимущество такого подхода состоит в том, что содержание двухмерного изображения, сформированного средствами формирования двухмерного изображения, может быть легко изменено и поэтому содержание трехмерного изображения, сформированного в пространстве, также может быть легко изменено. Поэтому показываемое динамическое изображение может быть стереоскопическим за счет изменения содержания через малые временные интервалы. Другое преимущество заключается в том, что реалистическое стереоскопическое изображение может быть получено без необходимости использования специальных очков или когерентного света.
В дисплее для создания трехмерного изображения согласно второму аспекту изобретения, когда средства формирования трехмерного изображения содержат область, в которой записана информация позиционирования, используемая для управления местом падения сканирующего света, формируемого средствами формирования двухмерного изображения, преимущество состоит в том, что положением места падения света на средства формирования трехмерного изображения можно управлять, и это позволяет формировать трехмерное изображение с высокой точностью.
В дисплее для создания трехмерного изображения согласно второму аспекту изобретения, когда дополнительно имеется область, в которой записана информация синхронизации для синхронизированного управления дисплеем в целом, преимущество состоит в том, что может быть осуществлено синхронизированное управление дисплеем в целом.
Согласно третьему аспекту изобретения, дисплей для создания трехмерного изображения содержит средства формирования двухмерного изображения для формирования множества двухмерных изображений путем испускания света, несущего информацию о множестве двухмерных изображений; и средства формирования трехмерного изображения для формирования трехмерного изображения путем проецирования света, испущенного средствами формирования двухмерного изображения, в различных направлениях в соответствии с местом его падения с целью проецирования множества двухмерных изображений в направлениях, отличных друг от друга. Средства формирования трехмерного изображения содержат область, в которой записана информация позиционирования, используемая для управления местом падения света, испущенного средствами формирования двухмерного изображения. Преимущество такого подхода состоит в том, что положением места падения света на средства формирования трехмерного изображения можно управлять, что позволяет формировать трехмерное изображение с высокой точностью.
Согласно третьему аспекту изобретения в дисплее для создания трехмерного изображения средства формирования трехмерного изображения могут дополнительно содержать область, в которой записана информация синхронизации для осуществления синхронизированного управления дисплеем в целом. Преимущество такого подхода состоит в том, что может быть осуществлено синхронизированное управление работой дисплея в целом.
Из вышеприведенного описания понятно, что настоящее изобретение в пределах объема формулы изобретения может быть выполнено в различных вариантах и модификациях, которые отличаются от описанных предпочтительных вариантов выполнения изобретения.

Claims (48)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Дисплей для создания трехмерного изображения, содержащий средства формирования двухмерного изображения, сформированные из множества упорядоченно расположенных пикселов и способные формировать двухмерное изображение посредством управления каждым из пикселов, и средства формирования трехмерного изображения для формирования в пространстве трехмерного изображения на основе двухмерного изображения, сформированного средствами формирования двухмерного изображения, в котором средства формирования двухмерного изображения содержат множество элементов для формирования двухмерного изображения, каждый из которых сформирован из множества упорядоченно расположенных пикселов и способен формировать двухмерное изображение, а средства формирования трехмерного изображения включают светорассеивающий элемент, расположенный напротив каждого из элементов для форми111
    112 рования двухмерного изображения и позволяющий свету, вышедшему из соответствующих элементов для формирования двухмерного изображения и упавшему на светорассеивающий элемент, выйти в пространство в виде рассеянного света, благодаря тому, что светорассеивающий элемент позволяет упавшему на него свету выйти под углом, большим чем угол падения, и средства управления дисплеем для управления элементами для формирования двухмерного изображения так, что свет, вышедший из светорассеивающего элемента, формирует множество изображений точечных источников света, образующих трехмерное изображение в пространстве.
  2. 2. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что средства управления дисплеем выполнены с возможностью управления элементами для формирования двухмерного изображения путем подачи в соответствующие элементы для формирования двухмерного изображения данных о двухмерных изображениях, двухмерно представляющих трехмерное изображение, которое должно быть показано целиком или частично для различных точек наблюдения, формируя тем самым в пространстве множество изображений точечных источников света с помощью света, который вышел из светорассеивающих элементов.
  3. 3. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что светорассеивающий элемент имеет собирающую часть, способную собирать падающий свет в одну точку, и плоскую выходную поверхность, на которой находится эта точка.
  4. 4. Дисплей по п.3, отличающийся тем, что входная поверхность собирающей части светорассеивающего элемента включает асферическую поверхность, выпуклую с входной стороны этого элемента.
  5. 5. Дисплей по п.3, отличающийся тем, что входная поверхность собирающей части светорассеивающего элемента включает сферическую поверхность с центром кривизны, расположенным в точке собирания света собирающей частью.
  6. 6. Дисплей по п.3, отличающийся тем, что собирающая часть светорассеивающего элемента включает линзу Френеля.
  7. 7. Дисплей по п.3, отличающийся тем, что собирающая часть светорассеивающего элемента собирает свет с помощью интерференционной картины, сформированной на ее входной поверхности.
  8. 8. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что светорассеивающий элемент выполнен в виде пластины или пленки, на которой сформирована заранее заданная интерференционная картина, и способен собирать падающий свет в одну точку или отклонять падающий свет так, как будто он рассеивается из одной точки.
  9. 9. Дисплей для создания трехмерного изображения, содержащий средства формирования двухмерного изображения, сформированные из множества упорядоченно расположенных пикселов и способные формировать двухмерное изображение посредством управления каждым из пикселов, и средства формирования трехмерного изображения для формирования в пространстве трехмерного изображения на основе двухмерного изображения, сформированного средствами формирования двухмерного изображения, в котором средства формирования двухмерного изображения содержат множество элементов для формирования двухмерного изображения, каждый из которых сформирован из множества упорядоченно расположенных пикселов и способен формировать двухмерное изображение, а средства формирования трехмерного изображения включают микроотверстие напротив каждого из множества элементов для формирования двухмерного изображения, позволяющее свету, попавшему в него из соответствующего элемента для формирования двухмерного изображения, пройти через него без изменения, и средства управления дисплеем для управления элементами для формирования двухмерного изображения так, что свет, вышедший из микроотверстий, формирует множество изображений точечных источников света, образующих трехмерное изображение в пространстве.
  10. 10. Дисплей по п.9, отличающийся тем, что средства управления дисплеем выполнены с возможностью управления элементами для формирования двухмерного изображения путем подачи в соответствующие элементы для формирования двухмерного изображения данных о двухмерных изображениях, двухмерно представляющих трехмерное изображение, которое должно быть показано целиком или частично для различных точек наблюдения, формируя тем самым в пространстве множество изображений точечных источников света с помощью света, который вышел из микроотверстий.
  11. 11. Дисплей для создания трехмерного изображения, содержащий средства формирования двухмерного изображения, сформированные из множества упорядоченно расположенных пикселов и способные формировать двухмерное изображение посредством управления каждым из пикселов, и средства формирования трехмерного изображения для формирования в пространстве трехмерного изображения на основе двухмерного изображения, сформированного средствами формирования двухмерного изображения, в котором средства формирования двухмерного изображения содержат панель для формирования двухмерного изображения, сформированную из множества упорядоченно расположенных пикселов и спо113
    114 собную формировать двухмерное изображение путем управления каждым из пикселов, а средства формирования трехмерного изображения включают матрицу ячеек для пропускания/непропускания света, сформированную из упорядоченно расположенных ячеек для пропускания/непропускания света, которая установлена напротив панели и позволяет свету, который попал на эту матрицу ячеек, выйдя из пикселов панели, пройти через нее без изменения, или препятствует его прохождению, средства управления ячейками для сканирования матрицы ячеек так, чтобы ее ячейки последовательно переходили в состояние пропускания света, и средства управления дисплеем для управления указанной панелью так, чтобы зона формирования изображения на этой панели последовательно сдвигалась синхронно со сканированием матрицы ячеек средствами управления ячейками, а свет, который вышел из пикселов, лежащих в этой зоне формирования изображения, и прошел через ячейки, находящиеся в состоянии пропускания света, формировал множество изображений точечных источников света, образующих трехмерное изображение в пространстве.
  12. 12. Дисплей по п.11, отличающийся тем, что средства управления дисплеем выполнены с возможностью управления панелью путем подачи в соответствующие пикселы в зоне формирования изображения на этой панели данных о двухмерных изображениях, двухмерно представляющих трехмерное изображение, которое должно быть показано целиком или частично для различных точек наблюдения, формируя тем самым в пространстве множество изображений точечных источников света с помощью света, который прошел через ячейки, находящиеся в состоянии пропускания света.
  13. 13. Дисплей по п.11, отличающийся тем, что он содержит множество упорядоченно расположенных базовых модулей, включающих панель для формирования двухмерного изображения и матрицу ячеек для пропускания/непропускания света, причем матрица ячеек каждого из базовых модулей снабжена средствами управления ячейками и эти средства управления так управляют сканированием матрицы ячеек, что ячейки в различных матрицах, находящиеся в соответствующих друг другу положениях, входят в открытое состояние синхронно друг с другом, при этом средства управления дисплеем так управляют работой панели, что зоны формирования изображения на панелях множества базовых модулей сдвигаются синхронно со сканированием матрицы ячеек, осуществляемым средствами управления ячейками, так что свет, который вышел из пикселов, лежащих в зонах формирования изображения, и прошел через находящиеся в состоянии пропус кания света ячейки матриц, соответствующие друг другу, формирует множество изображений точечных источников света, образующих трехмерное изображение в пространстве.
  14. 14. Дисплей по п.13, отличающийся тем, что средства управления дисплеем выполнены с возможностью управления панелью путем подачи в соответствующие пикселы в зонах формирования изображения на панелях в множестве базовых модулей данных о двухмерных изображениях, двухмерно представляющих трехмерное изображение, которое должно быть показано целиком или частично для различных точек наблюдения, формируя тем самым в пространстве множество изображений точечных источников света с помощью света, который прошел через ячейки, находящиеся в состоянии пропускания света.
  15. 15. Дисплей для создания трехмерного изображения, содержащий средства формирования двухмерного изображения, сформированные из множества упорядоченно расположенных пикселов и способные формировать двухмерное изображение посредством управления каждым из пикселов, и средства формирования трехмерного изображения для формирования в пространстве трехмерного изображения на основе двухмерного изображения, сформированного средствами формирования двухмерного изображения, в котором средства формирования двухмерного изображения содержат средства управления формированием изображения для управления операцией формирования изображения так, что сформированное двухмерное изображение изменяется во времени, а средства формирования трехмерного изображения включают отклоняющие средства для изменения направления проецирования двухмерного изображения путем отклонения света, который вышел из средств формирования двухмерного изображения, так, что направление проецирования двухмерного изображения, сформированного средствами формирования двухмерного изображения, изменяется в соответствии с изменениями двухмерного изображения во времени.
  16. 16. Дисплей по п.15, отличающийся тем, что отклоняющие средства включают жидкокристаллический элемент с изменяемым направлением пропускания света, в котором молекулы жидкого кристалла выстраиваются в направлении электрического поля, что обеспечивает пропускание света только в направлении электрического поля.
  17. 17. Дисплей по п.15, отличающийся тем, что средства формирования трехмерного изображения дополнительно содержат рассеивающие средства для рассеивания направления проецирования двухмерного изображения в направлении, отличном от направления его отклонения отклоняющими средствами.
    115
    116
  18. 18. Дисплей по п.15, отличающийся тем, что средства управления формированием изображения выполнены с возможностью управления формированием изображения так, чтобы увеличение двухмерного изображения в направлении его отклонения зависело от направления проецирования двухмерного изображения, отклоняемого отклоняющими средствами.
  19. 19. Дисплей по п.15, отличающийся тем, что средства формирования двухмерного изображения дополнительно включают приемные средства для приема кодированных данных о двухмерных изображениях и средства декодирования для декодирования данных о двухмерных изображениях, принятых приемными средствами.
  20. 20. Дисплей по п.19, отличающийся тем, что отклоняющие средства периодически выполняют операцию отклонения направления проецирования двухмерного изображения, а кодированные данные о двухмерных изображениях, принимаемые приемными средствами, включают первые сжатые кодированные данные, подаваемые синхронно с периодом операции отклонения в отклоняющих средствах и сформированные независимо путем сжатия и кодирования данных о двухмерных неподвижных изображениях, и вторые сжатые кодированные данные, подаваемые в моменты времени, соседние по отношению к первым сжатым кодированным данным, и образованные разностными данными, представляющими отличие от первых сжатых кодированных данных.
  21. 21. Дисплей по п.15, отличающийся тем, что средства управления формированием изображения способны формировать двухмерное изображение в полутонах путем, по меньшей мере, или управления пикселами на основе временного разделения, или управления пикселами на пространственной основе.
  22. 22. Дисплей по п.15, отличающийся тем, что отклоняющие средства отклоняют направление проецирования проходящего через них света.
  23. 23. Дисплей по п.15, отличающийся тем, что отклоняющие средства отклоняют направление проецирования падающего на них света при его отражении от них.
  24. 24. Дисплей по п.15, отличающийся тем, что отклоняющие средства сформированы из упорядоченно расположенного множества призм или зеркал, установленных с возможностью поворота.
  25. 25. Дисплей по п.15, отличающийся тем, что отклоняющие средства сформированы с использованием голограммы, которая отклоняет падающий свет в направлении, зависящем от места падения.
  26. 26. Дисплей по п.25, отличающийся тем, что отклоняющие средства последовательно отклоняют падающий свет путем сдвига голограммы в направлениях, отличающихся от направления падения света.
  27. 27. Дисплей по п.25, отличающийся тем, что отклоняющие средства включают множество наборов регулярно расположенных голограмм.
  28. 28. Дисплей по п.25, отличающийся тем, что голограмма сформирована на пластине.
  29. 29. Дисплей по п.28, отличающийся тем, что отклоняющие средства последовательно отклоняют падающий свет посредством возвратно-поступательного движения пластины в направлении, отличном от направления падения света.
  30. 30. Дисплей по п.25, отличающийся тем, что голограмма сформирована на пленке.
  31. 31. Дисплей по п.30, отличающийся тем, что отклоняющие средства последовательно отклоняют падающий свет посредством сдвига пленки в одном направлении, отличном от направления падения света.
  32. 32. Дисплей по п.25, отличающийся тем, что голограмма сформирована на заранее заданной изогнутой поверхности.
  33. 33. Дисплей по п.32, отличающийся тем, что изогнутая поверхность является цилиндрической поверхностью.
  34. 34. Дисплей по п.15, отличающийся тем, что отклоняющие средства сформированы с использованием пропускающего свет элемента, толщина которого локально изменяется в соответствии с поданным на этот элемент напряжением для создания неровностей на поверхности этого элемента.
  35. 35. Дисплей для создания трехмерного изображения, содержащий средства формирования двухмерного изображения, сформированные из множества упорядоченно расположенных пикселов и способные формировать двухмерное изображение посредством управления каждым из пикселов, и средства формирования трехмерного изображения для формирования в пространстве трехмерного изображения на основе двухмерного изображения, сформированного средствами формирования двухмерного изображения, в котором средства формирования двухмерного изображения содержат средства управления формированием изображения для управления формированием изображения так, что сформированное двухмерное изображение изменяется во времени, а средства формирования трехмерного изображения включают отклоняющие средства для отклонения направления проецирования двухмерного изображения путем отклонения света до формирования с его помощью изображения в средствах формирования двухмерного изображения, так что направление проецирования двухмерного изображения, сформированного средствами формирования двухмерного изображения, изменяется в соот117
    118 ветствии с изменениями двухмерного изображения во времени.
  36. 36. Дисплей по п.35, отличающийся тем, что отклоняющие средства включают поворачивающееся отражающее или преломляющее тело.
  37. 37. Дисплей по п.35, отличающийся тем, что отклоняющие средства включают источник света, совершающий возвратно-поступательные перемещения, и оптическую систему для направления света, испускаемого источником света, на средства формирования двухмерного изображения.
  38. 38. Дисплей по п.35, отличающийся тем, что отклоняющие средства включают источник света, который может изменять направление испускания света в соответствии с изменениями двухмерного изображения, формируемого средствами формирования двухмерного изображения, во времени.
  39. 39. Дисплей для создания трехмерного изображения, содержащий средства формирования двухмерного изображения, сформированные из множества упорядоченно расположенных пикселов и способные формировать двухмерное изображение посредством управления каждым из пикселов, и средства формирования трехмерного изображения для формирования в пространстве трехмерного изображения на основе двухмерного изображения, сформированного средствами формирования двухмерного изображения, в котором средства формирования двухмерного изображения содержат множество элементов для формирования двухмерного изображения, каждый из которых сформирован из множества упорядоченно расположенных пикселов и способен формировать двухмерное изображение, а средства формирования трехмерного изображения содержат множество точечных источников света, которые установлены напротив соответствующих элементов для формирования двухмерного изображения и испускают направленный свет так, что соответствующие элементы для формирования двухмерного изображения освещаются светом, рассеивающимся из одной точки, и средства управления дисплеем для управления элементами для формирования двухмерного изображения и точечными источниками света так, что трехмерное изображение формируется светом, который испущен точечными источниками света и прошел через элементы для формирования двухмерного изображения.
  40. 40. Дисплей по п.39, отличающийся тем, что средства управления дисплеем управляют элементами для формирования двухмерного изображения путем подачи в соответствующие элементы для формирования двухмерного изображения данных о двухмерных изображениях, двухмерно представляющих трехмерное изображение, которое должно быть показано цели ком или частично для различных точек наблюдения.
  41. 41. Дисплей для создания трехмерного изображения, содержащий средства формирования двухмерного изображения, сформированные из множества упорядоченно расположенных пикселов и способные формировать двухмерное изображение посредством управления каждым из пикселов, и средства формирования трехмерного изображения для формирования в пространстве трехмерного изображения на основе двухмерного изображения, сформированного средствами формирования двухмерного изображения, в котором средства формирования двухмерного изображения содержат панель для формирования двухмерного изображения, сформированную из множества упорядоченно расположенных пикселов и способную формировать двухмерное изображение путем управления каждым из пикселов, а средства формирования трехмерного изображения включают множество точечных источников света, которые установлены напротив панели и испускают направленный свет так, что соответствующие заранее заданные зоны панели освещаются светом, рассеивающимся из одной точки, и средства управления дисплеем для управления панелью и точечными источниками света так, что зона формирования изображения на панели последовательно сдвигается, причем зона формирования изображения освещается светом, испущенным соответствующим точечным источником света, для формирования трехмерного изображения с помощью света, прошедшего через зону формирования изображения.
  42. 42. Дисплей по п.41, отличающийся тем, что средства управления дисплеем управляют панелью путем подачи в соответствующие пикселы в зоне формирования изображения на этой панели данных о двухмерных изображениях, двухмерно представляющих трехмерное изображение, которое должно быть показано целиком или частично для различных точек наблюдения.
  43. 43. Дисплей для создания трехмерного изображения, содержащий средства формирования двухмерного изображения для формирования множества двухмерных изображений, двухмерно представляющих трехмерное изображение, которое должно быть показано для различных точек наблюдения, причем указанное формирование осуществляется с помощью сканирующего света, подвергнутого временной модуляции на основе информации об этом множестве двухмерных изображений, и средства формирования трехмерного изображения путем проецирования множества двухмерных изображений, сформированных средствами формирования двухмерного изо119
    120 бражения, в направлениях, отличающихся друг от друга и соответствующих направлениям наблюдения из указанных точек наблюдения для соответствующих двухмерных изображений.
  44. 44. Дисплей по п.43, отличающийся тем, что средства формирования трехмерного изображения проецируют множество двухмерных изображений в направлениях, отличающихся друг от друга, путем отражения сканирующего света, формируемого средствами формирования двухмерного изображения, в различных направлениях в соответствии с местом падения света.
  45. 45. Дисплей по п.44, отличающийся тем, что средства формирования трехмерного изображения содержат область, в которой записана информация позиционирования, используемая для управления положением места падения сканирующего света, формируемого средствами формирования двухмерного изображения.
  46. 46. Дисплей по п.44, отличающийся тем, что средства формирования трехмерного изображения содержат область, в которой записана информация синхронизации для осуществления синхронизированного управления дисплеем в целом.
  47. 47. Дисплей для создания трехмерного изображения, содержащий средства формирования двухмерного изображения для формирования множества двухмерных изображений, двухмерно представляю щих трехмерное изображение, которое должно быть показано для различных точек наблюдения, причем указанное формирование осуществляется путем испускания света, несущего информацию об этом множестве двухмерных изображений, и средства формирования трехмерного изображения путем проецирования света, испущенного средствами формирования двухмерного изображения, в направлениях, которые отличаются друг от друга в соответствии с местом падения света и соответствуют направлениям наблюдения из указанных точек наблюдения для соответствующих двухмерных изображений, для проецирования множества двухмерных изображений в направлениях, отличающихся друг от друга, причем средства формирования трехмерного изображения содержат область, в которой записана информация позиционирования, используемая для управления положением места падения света, испущенного средствами формирования двухмерного изображения.
  48. 48. Дисплей по п.47, отличающийся тем, что средства формирования трехмерного изображения дополнительно содержат область, в которой записана информация синхронизации для осуществления синхронизированного управления дисплеем в целом.
EA200000989A 1998-03-27 1999-03-24 Дисплей для создания трехмерного изображения EA003175B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8168698 1998-03-27
JP33137598 1998-11-20
PCT/JP1999/001475 WO1999050702A1 (fr) 1998-03-27 1999-03-24 Afficheur d'images tridimensionnelles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200000989A1 EA200000989A1 (ru) 2001-06-25
EA003175B1 true EA003175B1 (ru) 2003-02-27

Family

ID=26422688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200000989A EA003175B1 (ru) 1998-03-27 1999-03-24 Дисплей для создания трехмерного изображения

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7446733B1 (ru)
EP (1) EP1069454B1 (ru)
JP (1) JP3375944B2 (ru)
AU (1) AU752405B2 (ru)
CA (1) CA2326180A1 (ru)
EA (1) EA003175B1 (ru)
WO (1) WO1999050702A1 (ru)

Families Citing this family (90)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7046271B2 (en) 2000-01-25 2006-05-16 X3D Technologies Gmbh Method and system for the three-dimensional representation
US7336422B2 (en) 2000-02-22 2008-02-26 3M Innovative Properties Company Sheeting with composite image that floats
US6594430B1 (en) * 2000-05-11 2003-07-15 Carnegie Mellon University Solid immersion lenses for focusing collimated light in the near-field region
JP2002277821A (ja) * 2001-03-14 2002-09-25 Sanyo Electric Co Ltd 三次元映像表示装置
JP2003098478A (ja) * 2001-09-20 2003-04-03 Ricoh Elemex Corp 立体像生成装置
JP2003098477A (ja) * 2001-09-20 2003-04-03 Ricoh Elemex Corp 立体像生成装置
US7265775B2 (en) 2002-03-28 2007-09-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Three-dimensional display apparatus
JP3897712B2 (ja) * 2003-02-14 2007-03-28 キヤノン株式会社 立体画像表示装置
DE10325146A1 (de) 2003-05-30 2004-12-16 X3D Technologies Gmbh Verfahren und Anordnung zur räumlichen Darstellung
US7777764B2 (en) * 2003-09-11 2010-08-17 Sharp Kabushiki Kaisha Portable display device
JP3701661B2 (ja) * 2003-12-05 2005-10-05 シャープ株式会社 表示パネルおよび表示装置
US20050219693A1 (en) * 2004-04-02 2005-10-06 David Hartkop Scanning aperture three dimensional display device
KR100636165B1 (ko) * 2004-09-01 2006-10-19 삼성전자주식회사 입체 영상 표시장치
US7616332B2 (en) 2004-12-02 2009-11-10 3M Innovative Properties Company System for reading and authenticating a composite image in a sheeting
US7775666B2 (en) * 2005-03-16 2010-08-17 Panasonic Corporation Three-dimensional image communication terminal and projection-type three-dimensional image display apparatus
JP4475159B2 (ja) * 2005-04-12 2010-06-09 ソニー株式会社 光照射装置
JP4915850B2 (ja) * 2006-09-15 2012-04-11 株式会社リコー 画像処理装置及び画像表示装置
JP4403162B2 (ja) * 2006-09-29 2010-01-20 株式会社東芝 立体画像表示装置および立体画像の作製方法
US7800825B2 (en) 2006-12-04 2010-09-21 3M Innovative Properties Company User interface including composite images that float
CN101569241A (zh) * 2006-12-21 2009-10-28 皇家飞利浦电子股份有限公司 显示光辐射的系统、方法、计算机可读介质和用户界面
WO2009009258A2 (en) 2007-07-11 2009-01-15 3M Innovative Properties Company Sheeting with composite image that floats
WO2009070434A1 (en) 2007-11-27 2009-06-04 3M Innovative Properties Company Methods for forming sheeting with a composite image that floats and a master tooling
JP2009295233A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Tdk Corp 光記録媒体及び光記録媒体の製造方法
JP4489843B2 (ja) 2008-08-07 2010-06-23 パナソニック株式会社 照明用レンズおよびそれを用いた発光装置、面光源、液晶ディスプレイ装置
US8111463B2 (en) 2008-10-23 2012-02-07 3M Innovative Properties Company Methods of forming sheeting with composite images that float and sheeting with composite images that float
US7995278B2 (en) 2008-10-23 2011-08-09 3M Innovative Properties Company Methods of forming sheeting with composite images that float and sheeting with composite images that float
KR20100099896A (ko) * 2009-03-04 2010-09-15 삼성전자주식회사 메타데이터 생성 방법 및 장치, 그 메타데이터를 이용하여 영상을 처리하는 방법 및 장치
JP2010230911A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Tdk Corp 光学デバイス
US7978407B1 (en) 2009-06-27 2011-07-12 Holovisions LLC Holovision (TM) 3D imaging with rotating light-emitting members
JP5187639B2 (ja) * 2009-08-28 2013-04-24 独立行政法人情報通信研究機構 立体ディスプレイ
US20110080472A1 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 Eric Gagneraud Autostereoscopic status display
CN102439516B (zh) * 2010-01-20 2013-01-23 深圳超多维光电子有限公司 扭曲向列液晶盒及包含该液晶盒的2d-3d立体显示装置
US8587187B2 (en) 2010-12-06 2013-11-19 Byoung GU Cho Light diffusion of visible edge lines in a multi-dimensional modular display
US8587498B2 (en) 2010-03-01 2013-11-19 Holovisions LLC 3D image display with binocular disparity and motion parallax
JP2011259373A (ja) * 2010-06-11 2011-12-22 Sony Corp 立体画像表示装置及び立体画像表示方法
US8414345B2 (en) 2010-07-19 2013-04-09 Lightizer Korea Co. 3-dimensional display and method of manufacture
WO2012015106A1 (ko) * 2010-07-24 2012-02-02 Chung Hyun In 인테그럴 포토그라피 기술을 응용한 인터레이스 패턴구조 및 입체영상 장치
KR101680769B1 (ko) 2010-10-22 2016-11-30 삼성전자주식회사 홀로그래피 기록/재생용 면광원 장치
TWI438759B (zh) * 2010-10-29 2014-05-21 Au Optronics Corp 立體影像之顯示方法及相關顯示系統
JP5987267B2 (ja) * 2011-03-28 2016-09-07 ソニー株式会社 画像処理装置および画像処理方法
CN103065575B (zh) 2011-10-20 2015-09-30 乐金显示有限公司 数字全息图像再现装置及其同步控制方法
US10552551B2 (en) 2011-11-18 2020-02-04 Nike, Inc. Generation of tool paths for shore assembly
US8958901B2 (en) 2011-11-18 2015-02-17 Nike, Inc. Automated manufacturing of shoe parts
US8849620B2 (en) 2011-11-18 2014-09-30 Nike, Inc. Automated 3-D modeling of shoe parts
US8755925B2 (en) 2011-11-18 2014-06-17 Nike, Inc. Automated identification and assembly of shoe parts
US9451810B2 (en) 2011-11-18 2016-09-27 Nike, Inc. Automated identification of shoe parts
US20130188149A1 (en) 2012-01-25 2013-07-25 International Business Machines Corporation Three dimensional image projector
US9325977B2 (en) 2012-01-25 2016-04-26 International Business Machines Corporation Three dimensional LCD monitor display
US8992024B2 (en) 2012-01-25 2015-03-31 International Business Machines Corporation Three dimensional image projector with circular light polarization
US9104048B2 (en) 2012-01-25 2015-08-11 International Business Machines Corporation Three dimensional image projector with single modulator
US8985785B2 (en) 2012-01-25 2015-03-24 International Business Machines Corporation Three dimensional laser image projector
US8960913B2 (en) 2012-01-25 2015-02-24 International Busniess Machines Corporation Three dimensional image projector with two color imaging
US9004700B2 (en) * 2012-01-25 2015-04-14 International Business Machines Corporation Three dimensional image projector stabilization circuit
DE102012212801B4 (de) 2012-07-20 2020-01-23 Carl Zeiss Ag Multifokale Darstellungsvorrichtung und multifokales Darstellungsverfahren zum dreidimensionalen Darstellen eines Objektes
KR20140050129A (ko) * 2012-10-17 2014-04-29 삼성전자주식회사 다시점 및 초다시점 영상을 디스플레이하는 장치 및 방법
US8857994B2 (en) * 2012-10-30 2014-10-14 Disney Enterprises, Inc. Transparent display with dynamic mask
US9310769B2 (en) 2013-03-28 2016-04-12 Disney Enterprises, Inc. Coarse integral holographic display
US8982472B2 (en) * 2013-05-21 2015-03-17 Matvey Lvovskiy Method of widening of angular field of view of collimating optical systems
JP5777177B2 (ja) * 2013-11-13 2015-09-09 国立研究開発法人情報通信研究機構 立体ディスプレイ
JP2015194709A (ja) * 2014-03-28 2015-11-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 画像表示装置
JP2018524952A (ja) 2015-04-21 2018-08-30 ユニバーシティー オブ ロチェスター クローキングシステム及び方法
TWI584046B (zh) * 2016-03-30 2017-05-21 台達電子工業股份有限公司 多視角顯示裝置
WO2018128655A2 (en) 2016-09-25 2018-07-12 Okeeffe James Distributed laser range finder with fiber optics and micromirrors
US11340338B2 (en) 2016-08-10 2022-05-24 James Thomas O'Keeffe Distributed lidar with fiber optics and a field of view combiner
US10578719B2 (en) 2016-05-18 2020-03-03 James Thomas O'Keeffe Vehicle-integrated LIDAR system
GB2570791B (en) 2016-05-18 2021-10-27 James Okeeffe A dynamically steered lidar adapted to vehicle shape
JP7295641B2 (ja) * 2016-06-20 2023-06-21 インターナショナル インスティテュート オブ インフォメーション テクノロジー ハイデラバード 水平視差ステレオパノラマ取込方法
EP3494457A1 (en) 2016-08-05 2019-06-12 University of Rochester Virtual window
TWI634350B (zh) * 2016-08-10 2018-09-01 群睿股份有限公司 影像顯示方法
WO2018031830A1 (en) * 2016-08-10 2018-02-15 Okeeffe James Laser range finding with enhanced utilization of a remotely located mirror
US10496238B2 (en) * 2016-08-22 2019-12-03 University Of Rochester 3D display ray principles and methods, zooming, and real-time demonstration
WO2018044958A1 (en) 2016-08-29 2018-03-08 Okeeffe James Laser range finder with smart safety-conscious laser intensity
WO2018126248A1 (en) 2017-01-02 2018-07-05 Okeeffe James Micromirror array for feedback-based image resolution enhancement
US10408940B2 (en) 2016-09-25 2019-09-10 James Thomas O'Keeffe Remote lidar with coherent fiber optic image bundle
TWI621877B (zh) * 2016-11-04 2018-04-21 台達電子工業股份有限公司 立體顯示裝置
WO2018200417A1 (en) * 2017-04-24 2018-11-01 Pcms Holdings, Inc. Systems and methods for 3d displays with flexible optical layers
CN106896548B (zh) * 2017-05-08 2019-12-10 上海天马微电子有限公司 一种显示装置及其驱动方法
WO2019003730A1 (ja) * 2017-06-29 2019-01-03 株式会社アスカネット 立体像結像装置及び立体像結像装置の製造方法
EP4030753A1 (en) * 2017-08-23 2022-07-20 InterDigital Madison Patent Holdings, SAS Light field image engine method and apparatus for generating projected 3d light fields
EP3704531B1 (en) 2017-11-02 2023-12-06 InterDigital Madison Patent Holdings, SAS Method and system for aperture expansion in light field displays
WO2019164745A1 (en) * 2018-02-20 2019-08-29 Pcms Holdings, Inc. Multifocal optics for light field displays
CN110221451A (zh) * 2018-03-02 2019-09-10 台达电子工业股份有限公司 显示装置及显示方法
CN108919503B (zh) * 2018-08-03 2020-05-12 北京航空航天大学 一种基于视角导向层的集成成像360°桌面3d显示系统
CN112868227B (zh) * 2018-08-29 2024-04-09 Pcms控股公司 用于基于镶嵌周期性层的光场显示的光学方法及系统
CA3109903C (en) * 2018-10-01 2022-08-30 Leia Inc. Multiview display and method with offset rows of multibeam emitters and multiview pixels
CN109166537B (zh) * 2018-11-07 2021-08-24 惠科股份有限公司 显示系统的亮度调节方法、亮度调节系统及显示系统
CN114175627B (zh) 2019-06-07 2024-04-12 交互数字Vc控股公司 用于基于分布式光孔的光场显示器的光学方法和系统
EP3990972A1 (en) 2019-06-28 2022-05-04 PCMS Holdings, Inc. Optical method and system for light field (lf) displays based on tunable liquid crystal (lc) diffusers
CN113325602B (zh) * 2020-02-28 2023-09-26 Oppo广东移动通信有限公司 悬浮显示装置及电子设备
US11163178B1 (en) 2020-04-17 2021-11-02 Toyota Motor Engineering And Manufacturing North America, Inc. Volumetric display using noble gasses

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4429946A (en) * 1979-09-07 1984-02-07 Eidetic Images, Inc. Method and system for constructing a composite hologram
US4692878A (en) 1985-03-29 1987-09-08 Ampower Technologies, Inc. Three-dimensional spatial image system
GB8716369D0 (en) * 1987-07-10 1987-08-19 Travis A R L Three-dimensional display device
FR2686711A1 (fr) * 1992-01-08 1993-07-30 Terumo Corp Appareil de visualisation d'images tridimensionnelles a echantillonnage en profondeur.
JPH05273675A (ja) 1992-03-26 1993-10-22 Fujitsu Ltd 立体像の記録および再生方式
DE69424741T2 (de) 1993-10-26 2000-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Vorrichtung zur dreidimensionalen Bildanzeige
JP3014919B2 (ja) * 1994-05-20 2000-02-28 シャープ株式会社 ３次元情報再生装置
US5519533A (en) 1994-03-08 1996-05-21 Sharp Kabushiki Kaisha Three-dimensional information reproducing apparatus
GB9411561D0 (en) * 1994-06-07 1994-08-03 Richmond Holographic Res Stereoscopic display
JPH08171074A (ja) * 1994-12-19 1996-07-02 Shimadzu Corp 三次元立体像表示装置
JP3744559B2 (ja) * 1995-03-17 2006-02-15 独立行政法人情報通信研究機構 立体カメラ、立体ディスプレイ、及び、立体映像システム
JPH0954281A (ja) 1995-08-14 1997-02-25 Komatsu Ltd ３次元立体表示装置および方法
JPH0954282A (ja) * 1995-08-18 1997-02-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 立体表示装置
JPH09113846A (ja) 1995-10-13 1997-05-02 Tsushin Hoso Kiko 立体画像表示装置及びその方法
JP4083829B2 (ja) 1996-07-15 2008-04-30 富士通株式会社 立体画像表示装置
US5954414A (en) * 1996-08-23 1999-09-21 Tsao; Che-Chih Moving screen projection technique for volumetric three-dimensional display
JP3526157B2 (ja) * 1996-12-24 2004-05-10 株式会社日立製作所 指向性反射スクリーンおよび画像表示装置
US6108029A (en) * 1997-08-22 2000-08-22 Lo; Allen Kwok Wah Dual-mode 2D/3D display system
US6798390B1 (en) * 1997-08-29 2004-09-28 Canon Kabushiki Kaisha 3D image reconstructing apparatus and 3D object inputting apparatus
US6600600B2 (en) * 2000-08-14 2003-07-29 Cid, Inc. Projection screen and projection method
US6650396B2 (en) * 2000-12-04 2003-11-18 Hytechnology, Inc. Method and processor for stereo cylindrical imaging

Also Published As

Publication number Publication date
US7446733B1 (en) 2008-11-04
EA200000989A1 (ru) 2001-06-25
JP3375944B2 (ja) 2003-02-10
EP1069454A1 (en) 2001-01-17
EP1069454B1 (en) 2014-01-29
EP1069454A4 (en) 2012-03-14
AU752405B2 (en) 2002-09-19
CA2326180A1 (en) 1999-10-07
AU2856199A (en) 1999-10-18
WO1999050702A1 (fr) 1999-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA003175B1 (ru) Дисплей для создания трехмерного изображения
TW571120B (en) Three-dimensional display method and its device
US6798390B1 (en) 3D image reconstructing apparatus and 3D object inputting apparatus
US8068131B2 (en) Apparatus and method for photographing three-dimensional image, apparatus and method for displaying three-dimensional image, and apparatus and method for converting three-dimensional image display position
US7023466B2 (en) Three-dimensional display systems
US5954414A (en) Moving screen projection technique for volumetric three-dimensional display
JP2007519958A (ja) ３次元ディスプレイ
US20080192111A1 (en) Volumetric Display
CN1313957A (zh) 调制用于形成二维图象的入射光束的方法和装置
US10070106B2 (en) Optical system designs for generation of light fields using spatial light modulators
CN1647547A (zh) 自动立体显示器
JPH06118343A (ja) 光学装置
JP4233660B2 (ja) ３次元画像撮影装置および方法ならびに３次元画像表示装置および方法
JP4217322B2 (ja) ３次元画像表示位置変換装置および方法
JP2023158670A (ja) 拡散スクリーン及び多視点映像表示装置
JP4484261B2 (ja) ３次元画像撮影装置および方法
JP2008197242A (ja) 画像再生方法及び画像再生装置、並びに、３次元像表示装置
JP2010039218A (ja) 画像表示方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU