ES2265426T3 - Metodo y aparato para la presentacion de imagenes tridimensionales. - Google Patents
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Abstract
Un método para la presentación de imágenes tridimensionales, en el que se proyectan en diferentes direcciones de visión haces luminosos con la intensidad adecuada, y opcionalmente con el color adecuado, creando así una imagen tridimensional, en cuyo método: está situada detrás de una pantalla (20) una superficie (10) emisora de luz que comprende fuentes (S) de luz controladas cíclicamente con características de radiación independientes del ángulo de emisión o dependientes del ángulo de emisión a tiempo constante, comprendiendo la pantalla (20) elementos (P) de imagen con características controlables de transmisión o reflexión de la luz, en el que los haces luminosos emitidos por un número predeterminado de fuentes (S) de luz diferentes iluminan elementos (P) de imagen individuales desde direcciones diferentes, siendo iluminado un elemento (P) de imagen en cada ciclo de control una vez por cada una del número predeterminado de fuentes (S) de luz, y adicionalmente la dirección de los haces luminosos emitidos por los elementos (P) de imagen individuales está determinada por la dirección de los haces luminosos que son emitidos por las fuentes (S) de luz y que se propagan entre las fuentes (S) de luz y los elementos (P) de imagen sustancialmente sin cambio de dirección, y se selecciona la distancia (Xs) entre los centros de fuentes (S) de luz de modo que sea mayor que la distancia (Xp) entre los centros de elementos (P) de imagen vecinos; caracterizado porque la distancia (Xs) entre los centros de fuentes (S) de luz vecinas y la distancia (D2) entre las fuentes (S) de luz y los elementos (P) de imagen está seleccionada de modo que el número de elementos (P) de imagen iluminados por una fuente (S) de luz es mayor que el número predeterminado de fuentes (S) de luz que iluminan un elemento (P) de imagen.
Description
Método y aparato para la presentación de
imágenes tridimensionales.
El invento se refiere a un método y un aparato
para la presentación de imágenes tridimensionales, particularmente
imágenes en movimiento (video). El invento es aplicable a todas las
áreas de la visualización de imágenes.
Si se visualiza una imagen bidimensional plana
en una superficie, cada punto de la superficie emite o refleja luz
aproximadamente con la misma intensidad (y color) en todas las
direcciones. Este es el principio de funcionamiento de una imagen
tradicional, como una postal (reflexión), o una imagen de televisión
tradicional (emisión de luz). En el caso de presentarse una imagen
tridimensional, la luz emitida tiene una intensidad (y color)
diferente en las diferentes direcciones, incluso si se emite desde
el mismo punto. Puede considerarse de este modo como imagen un
cristal de ventana o un holograma. Por tanto, con el fin de
visualizar una imagen tridimensional, se necesita una superficie
emisora de luz en la que la intensidad (y color) de la luz emitida
por un solo punto de imagen (pixel) puede controlarse en función
del ángulo de emisión (ángulo de salida) o, en otras palabras,
puede controlarse la intensidad de la luz emitida en las diferentes
direcciones.
Con algunos de los sistemas conocidos adecuados
para visualizar imágenes espaciales (estereoscópicas), se proyectan
dos imágenes que pueden ser separadas entre sí por filtros de color,
filtros de polarización, o mediante gafas controladas
secuencialmente en el tiempo. El efecto de las imágenes separadas se
percibe como tridimensional, cuando las dos imágenes son vistas por
el ojo izquierdo y el ojo derecho. Estas imágenes no son imágenes
tridimensionales verdaderas, porque solamente proporcionan las
mismas dos perspectivas, independientemente de la posición del
observador en relación con la imagen. Existen otros dispositivos
conocidos, denominados dispositivos autoestereoscópicos, que
permiten la visualización de imágenes estereoscópicas también sin
medios de ayuda. Tales dispositivo de visualización de imágenes
estereoscópicas se describen en los documentos EP 0 721 132 y EP 0
729 055, entre otros.
Con el fin de producir imágenes tridimensionales
realistas o verdaderas, deben proyectarse un gran número de haces
luminosos en las diferentes direcciones del espacio, con la adecuada
intensidad/color, que permitan al observador ver diferentes
perspectivas desde puntos de vista diferentes. En algunos
dispositivos de visualización de la técnica anterior, se utilizan
dos superficies para visualizar imágenes tridimensionales realistas.
La primera superficie frontal es una superficie con propiedades
controlables de transmisión o reflexión de la luz, y la segunda
superficie trasera es una superficie de iluminación que comprende
fuentes de luz. Un punto de la superficie trasera y un punto de la
superficie frontal definen inequívocamente una dirección. Con una
posible realización, la imagen se crea en la superficie trasera
controlando la intensidad y/o color de las fuentes de luz, mientras
que en la primera superficie solamente se realiza una operación de
enmascaramiento de acuerdo con las direcciones visuales
seleccionadas, activando y desactivando los elementos de imagen. Con
otra posible realización, las fuentes de luz de la superficie
trasera están continuamente encendidas, o solamente se activan o
desactivan, mientras que el control de acuerdo con la información de
imagen se realiza sobre la primera superficie. La primera
superficie que comprende los elementos de imagen con propiedades
controlables de transmisión o reflexión de luz es preferiblemente
un dispositivo de visualización de cristal líquido.
Tales soluciones que utilizan un dispositivo de
visualización de cristal líquido se describen, entre otros, en los
documentos US 5,831,765, US 5,036,385, WO 99/07161, EP 0 316 465 y
US 5,132,839. En estas soluciones conocidas, se utilizan bandas
iluminadas detrás de una pantalla de cristal líquido, y la luz de
las bandas es indistintamente transmitida o bloqueada por los
elementos de imagen controlados de la pantalla de cristal
líquido.
En la solución descrita en el documento EP 0 316
465, existe una línea iluminada detrás de cada par de columnas de
elementos de imagen del dispositivo de visualización de cristal
líquido, y la luz de la línea pasa indistintamente a través de una
columna u otra, en correspondencia con el control de los elementos
de imagen del dispositivo de visualización de cristal líquido. Esta
disposición permite la visualización de una imagen estereoscópica
con dos direcciones de visión, pero la resolución del dispositivo de
visualización de cristal líquido es baja, porque se necesitan dos
elementos de imagen para un punto de imagen. La descripción sugiere
aumentar el número de elementos de imagen asociados con una línea
de iluminación, con el fin de aumentar el número de direcciones de
visión, pero esto conlleva una disminución adicional de la
resolución.
Con otra posible realización, se sugiere la
utilización de una línea de iluminación (fuente de luz) detrás de
cada columna de elementos de imagen del dispositivo de visualización
de cristal líquido. En este caso, cada elemento de imagen es
iluminado por múltiples fuentes de luz, lo que da lugar a varias
direcciones de visión que tienen emisiones de luz controlables
independientemente en el mismo punto de imagen. Tal dispositivo de
visualización se describe en la publicación "A prototype flat
panel hologram-like that produces multiple
perspective views at full resolution", de J. Eichenlaub, en:
Proceedings of the SPIE vol. 2409 pags. 102-112.
Este documento describe el preámbulo de la reivindicación 1ª y el
preámbulo de la reivindicación 14ª. El principio de esta solución
conocida se ilustra en la figura 1. En este caso, el número de las
fuentes de luz es esencialmente igual al número de los elementos de
imagen de una fila. Por consiguiente, con el fin de generar una
imagen con una resolución aceptable, se necesita un gran número de
fuentes de luz muy pequeñas. Estas fuentes de luz son
extremadamente costosas, debido a su pequeño tamaño y a la gran
cantidad de ellas necesaria. Las fuentes de luz pueden fabricarse
por métodos ópticos (por ejemplo, mediante una matriz de lentes
cilíndricas, como se describe en el documento WO 94/06249), pero
esto requiere nuevamente una tecnología muy precisa y costosa, y
también el ángulo de iluminación está limitado. Una desventaja
adicional de esta solución es la intensidad limitada que puede
conseguirse. Se describe un método similar en la patente de EE.UU.
Nº 5,036,385, pero solamente para ser utilizado para la realización
de un dispositivo de presentación de imagen estereoscópica, es decir
solamente con dos vistas diferentes para los ojos izquierdo y
derecho del observador.
La patente de EE.UU. Nº 5,132,839 expone una
solución en la que un sistema óptico adecuado situado entre la
superficie de iluminación y la pantalla de cristal líquido genera
haces luminosos en diferentes direcciones, pero paralelos entre sí.
Con este sistema, la pantalla de cristal líquido se ilumina
periódicamente en direcciones diferentes, y la pantalla de cristal
líquido se controla de tal modo que la imagen correspondiente a la
dirección realmente iluminada deberá aparecer en la pantalla de
cristal líquido en el momento correspondiente. Esta solución
requiere también la utilización de fuentes de luz pequeñas, lo cual
da lugar a la baja intensidad mencionada anteriormente. También, el
sistema óptico (lente de Fresnel, matriz de lentes) para la
iluminación paralela de los dispositivos de visualización de
cristal líquido hace el dispositivo costoso y complicado.
Consiguientemente, un objeto del invento es
crear un método y un aparato para la presentación de imágenes
tridimensionales realistas, preferiblemente para imágenes con
movimiento, que permite la presentación de las imágenes sin medios
de ayuda ni limitaciones espaciales, y que además no necesita
elementos ópticos costosos de enfoque y deflexión.
De acuerdo con un primer aspecto del invento, se
crea un método para la presentación de imágenes tridimensionales.
En el método, se proyectan haces luminosos con la intensidad
adecuada, y opcionalmente con el color adecuado, en diferentes
direcciones de visión, creando así una imagen tridimensional.
En el método propuesto, una superficie emisora
de luz que comprende fuentes de luz controladas cíclicamente e
independientemente con características de radiación independientes
del ángulo o dependientes del ángulo a tiempo constante, está
situada detrás de una pantalla, cuya pantalla comprende elementos de
imagen con transmisión o reflexión de luz controlables. Los haces
luminosos emitidos por un número predeterminado de fuentes de luz
diferentes iluminan los elementos de imagen individuales desde
direcciones diferentes, siendo iluminado un elemento de imagen en
cada ciclo de control al menos una vez por cada una del número
predeterminado de fuentes de luz, y adicionalmente la dirección de
los haces luminosos emitidos por los elementos de imagen
individuales está determinada por la dirección de los haces
luminosos que son emitidos por las fuentes de luz y que se propagan
entre las fuentes de luz y los elementos de imagen sustancialmente
sin cambio de dirección. La distancia entre los centros de fuentes
de luz vecinas está seleccionada de modo que sea mayor que la
distancia entre los centros de elementos de imagen vecinos. De
acuerdo con una mejora, la distancia entre los centros de fuentes
de luz vecinas y la distancia entre las fuentes de luz y los
elementos de imagen están seleccionadas de modo que el número de
elementos de imagen iluminados por una fuente de luz es mayor que el
número predeterminado de fuentes de luz que iluminan un elemento de
imagen.
La disposición sugerida proporciona varias
ventajas. En primer lugar, pueden utilizarse fuentes de luz de
mayor tamaño. En segundo lugar, es necesario un número relativamente
pequeño de fuentes de luz,
Las características de radiación dependientes
del ángulo están ajustadas para dispersar los haces luminosos en el
campo de vista válido (FOV), con el fin de hacer máximo el brillo y
hacer mínimos los efectos colaterales más allá del campo de vista.
El campo de vista válido es el campo en el que el observador puede
ver imágenes tridimensionales verdaderas, y está definido por el
ángulo comprendido entre los dos elementos de imagen más lejanos
iluminados por una fuente de luz.
Se entiende como distancia entre las fuentes de
luz la distancia entre los centros de las fuentes de luz, si las
fuentes de luz no se consideran fuentes puntuales. También, la
distancia entre los elementos de imagen se interpreta como la
distancia entre los centros de los elementos de imagen, porque los
elementos de imagen no pueden considerarse normalmente como objetos
puntuales.
De acuerdo con una realización especialmente
preferida del método, el cociente entre el número de elementos de
imagen iluminados por una fuente de luz y el número de fuentes de
luz que iluminan un elemento de imagen es igual a la relación la
distancia entre los centros de las fuentes de luz y la distancia
entre los centros de los elementos de imagen. De este modo, son
suficientes fuentes de luz de mayor tamaño y en menor número para
generar una imagen con la misma resolución.
Con el fin de ver una imagen tridimensional con
una intensidad de luz continua y sin fluctuaciones, de acuerdo con
un aspecto adicional del invento, se sugiere que los haces luminosos
emitidos por los elementos de imagen individuales se dispersen
horizontal y verticalmente con un ángulo de divergencia necesario
para la iluminación uniforme de una imagen tridimensional, donde al
ángulo de divergencia horizontal es al menos equiparable al ángulo
entre dos direcciones de visión próximas y, como ha demostrado la
práctica, no es mayor del doble del ángulo formado por dos
direcciones de visión próximas. En este caso, el observador
percibirá una imagen continua, independientemente del ángulo con el
que esté mirando la pantalla.
Se prefiere también que para una imagen
tridimensional verdadera, los elementos de imagen tanto verticales
como horizontales sean iluminados por fuentes de luz adyacentes
entre sí y que tengan una iluminación de superficie uniforme, y
cuyo tamaño esté determinado esencialmente por las distancias
horizontal y vertical entre ellos.
En caso de omitirse la información de paralaje
vertical, la dispersión diferente horizontal y vertical de las
luces emitidas por los elementos de imagen puede obtenerse a partir
de bandas de luz verticales adyacentes.
Con otra realización preferida, se utilizan
fuentes de luz puntuales, y las diferentes dispersiones
(divergencias) vertical y horizontal de los haces luminosos
procedentes de elementos de imagen individuales se consiguen con un
difusor adecuado, por ejemplo con un difusor holográfico o de
elemento refringente lenticular.
En la realización más preferida, las imágenes
visualizadas con el método se obtienen modulando los elementos de
imagen en la pantalla con la información de imagen. En este caso, se
anticipa que los elementos de imagen y las fuentes de luz se
controlan de tal modo que a) las fuentes de luz son activadas y
desactivadas individualmente o en grupos de tal forma que un
elemento de imagen es iluminado a la vez por no más de una fuente de
luz, y al mismo tiempo cada elemento de imagen es iluminado por una
fuente de luz, b) las fuentes de luz son activadas y desactivadas
periódica o cíclicamente una después de otra de modo que en cada
período o ciclo cada elemento de imagen es iluminado al menos una
vez en cada dirección de visión, y entretanto c) las imágenes
proyectadas en las diferentes direcciones se obtienen mediante la
adecuada modulación de intensidad y/o color de la luz transmitida a
través de los elementos de imagen o reflejada por ellos.
En este caso, se crean grupos de las fuentes de
luz de iluminación, en los que muchas fuentes de luz vecinas
constituyen un grupo que determina direcciones de visión. La
conmutación de las fuentes de luz se realiza de tal modo que en un
momento solamente está activada una fuente de luz de cada grupo,
preferiblemente las fuentes de luz en posiciones similares dentro
de los grupos, mientras que aquellos elementos de imagen de la
pantalla emisora de luz que comprenden los elementos de imagen
controlables, que corresponden a una dirección de visión
seleccionada -en caso de una imagen tridimensional sin información
de paralaje vertical- están controlados con la información de
imagen adecuada correspondiente a la dirección de visión
seleccionada. Después de esto, las fuentes de luz que están
activadas son desactivadas de un modo sustancialmente simultáneo en
cada grupo al ser activadas las fuentes de luz que están en la
siguiente posición, y simultáneamente el control de los elementos
de imagen controlables se cambia en correspondencia con la siguiente
dirección de visión. Es de destacar que la resolución de la
pantalla de cristal líquido no disminuirá, pero la frecuencia de
control aumentará proporcionalmente al número de direcciones de
visión.
Se sugiere que el control de las fuentes de luz
y de los elementos de imagen se repita periódicamente, siendo un
período inferior a 1/20 segundos, preferiblemente de 1/25 segundos.
Dentro de un ciclo de control, se activa una vez cada fuente de
luz, mientras que dentro de un ciclo de control cada elemento de
imagen se controla una vez en cada una de las direcciones de
visión, es decir dentro de un ciclo del control tantas veces como
direcciones de visión existen. Esta disposición asegura que las
imágenes fijas y de video serán percibidas sustancialmente sin
fluctuación.
Sin embargo, es posible también obtener las
imágenes tridimensionales modulando las fuentes de luz con la
información de imagen y utilizando los elementos de imagen sobre la
pantalla solamente para seleccionar las direcciones de visión
adecuadas para las fuentes de luz moduladas. En este caso, los
elementos de imagen se realizan como elementos de imagen
obturadores de luz, y se genera una imagen compuesta que contiene
partes de una imagen completa sobre la superficie emisora de luz
modulando la intensidad luminosa emitida por las fuentes de luz.
Adicionalmente, los elementos de imagen obturadores y las fuentes de
luz se controlan de tal modo que un solo elemento de imagen
obturador es iluminado a la vez por un grupo de fuentes de luz; cada
una de las fuentes de luz de ese grupo corresponden a una dirección
de visión, y al mismo tiempo la luz de una fuente de luz dentro de
ese grupo se transmite solamente a través de un elemento de imagen
obturador individual; los elementos de imagen obturadores y las
fuentes de luz se modulan de tal modo que en cada ciclo de imagen
cada elemento de imagen obturador está transmitiendo o reflejando
luz al menos una vez en cada dirección de visión; y las imágenes
completas proyectadas en las diferentes direcciones se obtienen
transmitiendo cíclicamente la luz a través de los elementos de
imagen obturadores.
De acuerdo con otro aspecto del invento, se
sugiere también un aparato para la presentación de imágenes
tridimensionales, particularmente para la aplicación del método de
acuerdo con el invento.
El aparato del invento comprende una superficie
emisora de luz provista de fuentes de luz controladas cíclica e
independientemente con características de radiación independientes
del ángulo o dependientes del ángulo a tiempo constante, y una
pantalla que comprende elementos de imagen con características
controlables de transmisión o reflexión de la luz situada frente a
la superficie emisora de luz. En el aparato, la luz de las fuentes
de luz se propaga esencialmente sin cambio de dirección entre las
fuentes de luz y los elementos de imagen a través de los elementos
de imagen, o bien la luz de las fuentes de luz es reflejada por los
elementos de imagen. Las fuentes de luz y los elementos de imagen
están dispuestos de modo que cada fuente de luz ilumina varios
elementos de imagen, y un elemento de imagen es iluminado por
viarias fuentes de luz, y la distancia entre los centros de las
fuentes de luz vecinas es mayor que la distancia entre los centros
de los elementos de imagen vecinos.
De acuerdo con el invento, la distancia entre
los centros de las fuentes de luz vecinas y la distancia entre las
fuentes de luz y los elementos de imagen están seleccionadas de modo
que el número de elementos de imagen iluminados por una fuente de
luz es mayor que el número predeterminado de fuentes de luz que
iluminan un solo elemento de imagen.
Como se ha indicado anteriormente, la distancia
entre las fuente de luz se entiende como la distancia entre los
centros de las fuente de luz, si las fuente de luz no pueden
considerarse como fuentes puntuales. También, la distancia entre
los elementos de imagen se entiende como la distancia entre los
centros de los elementos de imagen, porque los elementos de imagen
no pueden considerarse normalmente como objetos puntuales.
Con la realización más preferida del aparato de
acuerdo con el invento, las fuentes de luz en la superficie emisora
de luz trasera están alejadas de los elementos de imagen de tal modo
que la relación del número de elementos de imagen iluminados por
una fuente de luz al número de fuentes de luz que iluminan un solo
elemento de imagen, es sustancialmente igual a la relación de la
distancia entre las fuentes de luz a la distancia entre los
elementos de imagen. Con esta disposición, el número de las fuentes
de luz puede reducirse sustancialmente, sin tener que sacrificar la
resolución angular de la imagen tridimensional.
En una realización preferida, la superficie
emisora de luz es una pantalla de diodos fotoemisores (LED), o de
diodos fotoemisores orgánicos, que comprende fuentes de luz, por
ejemplo diodos fotoemisores de los tres colores primarios. La
imagen puede ser generada por el control continuo de escala de
grises de los elementos de imagen en la pantalla o controlando cada
diodo fotoemisor. Estos pueden ser de diferentes colores. La
transmisión o reflexión de los elementos de imagen correctos de la
pantalla, preferiblemente un dispositivo de visualización de
cristal líquido, puede también controlarse solamente entre los
estados de encendido y apagado.
Si se desea visualizar imágenes tridimensionales
verdaderas que sean realistas tanto verticalmente como
horizontalmente, entonces se sugiere que las fuentes de luz estén
formadas como fuentes de luz con una tamaño horizontal y vertical
predeterminado con el fin de crear medios para dispersar los haces
luminosos emitidos por los elementos de imagen individuales en las
direcciones vertical y horizontal, para asegurar la iluminación
uniforme de la imagen tridimensional.
Si es suficiente visualizar imágenes sin la
información de paralaje vertical, entonces las fuentes de luz están
formadas como bandas emisoras de luz verticales adyacentes entre sí,
con el fin de proporcionar una dispersión diferente de los haces
luminosos emitidos por los elementos de imagen individuales en las
direcciones vertical y horizontal.
Sin embargo, si se escoge la utilización de
fuentes de luz que sean sustancialmente puntuales, se sugiere
entonces que la pantalla que comprende los elementos de imagen
controlables comprenda un difusor, como una matriz de elementos
refringentes lenticulares o una matriz holográfica para proporcionar
una dispersión diferente (divergencia) de los haces luminosos
emitidos por los elementos de imagen individuales en las direcciones
vertical y horizontal.
Es también factible que estén dispuestas
múltiples fuentes de luz con la misma distancia vertical detrás de
la superficie difusora. Con el fin de visualizar imágenes en color,
se sugiere que las fuentes de luz agrupadas unas debajo de otras
sean fuentes de luz para la irradiación de colores básicos adecuados
para la presentación de imágenes coloreadas, repitiéndose
regularmente los colores básicos.
Se describirá ahora el invento con más detalle
con referencia a las realizaciones no limitativas ilustradas en los
dibujos que se acompañan, en los que:
La figura 1 es una vista desde arriba de una
disposición de visualización de la técnica anterior,
La figura 2 es una vista esquemática desde
arriba de una disposición de visualización de acuerdo con el
invento,
La figura 3 es una vista esquemática en corte
transversal de una primera solución para conseguir dispersión
(divergencia) horizontal de los haces luminosos,
La figura 4 es una vista en corte transversal
esquemática de una segunda solución para conseguir dispersión
(divergencia) horizontal de los haces luminosos,
La figura 5 es una vista desde arriba de una
primera realización de las bandas de iluminación utilizadas en el
aparato del invento,
La figura 6 es una vista desde arriba una
segunda realización de las bandas de iluminación utilizadas en el
aparato del invento,
La figura 7 es una vista frontal de una parte de
las bandas de iluminación de un color,
La figura 8 es un diagrama temporal del control
de las bandas de un color,
La figura 9 es una vista frontal de las bandas
de iluminación tricolores,
La figura 10 es un diagrama temporal del control
de las bandas tricolores,
La figura 11 es un vista desde arriba de una
disposición esquemática de visualización que muestra las fuentes de
luz a la distancia máxima de la pantalla,
La figura 12 es un vista desde arriba de una
disposición esquemática de visualización que muestra las fuentes de
luz a la mitad de la distancia máxima de la pantalla,
La figura 13 es un vista desde arriba de una
disposición esquemática de visualización que muestra las fuentes de
luz a un cuarto de la distancia máxima de la pantalla,
La figura 14 es una vista en perspectiva
esquemática de una primera disposición de visualización utilizada
en el aparato acuerdo con el invento,
La figura 15 es una vista en perspectiva
esquemática de una segunda disposición de visualización utilizada
en el aparato acuerdo con el invento,
La figura 16 es una vista en perspectiva
esquemática de una tercera disposición de visualización utilizada
en el aparato acuerdo con el invento,
La figura 17 es una vista desde arriba
esquemática de una disposición de visualización de otra realización
similar a la representada en la figura 2, pero en configuración
reflectora,
La figura 18 es una vista lateral de la
disposición de visualización ilustrada en la figura 17,
La figura 19 es una vista en perspectiva
esquemática de otra realización del aparato que realiza el concepto
del invento,
La figura 20 es una vista esquemática que
ilustra la disposición geométrica de la superficie emisora de luz y
los elementos de imagen obturadores en la segunda realización del
aparato,
Las figuras 21A-21E ilustran el
ciclo de control de las fuentes de luz y los elementos de imagen
obturadores dentro de un cuadro de imagen, y
La figura 22 es una vista esquemática de la
característica de radiación de un diodo fotoemisor utilizado en la
superficie emisora de luz en la segunda realización del aparato.
En la disposición de visualización representada
en la figura 2, está dispuesta una pantalla 20 que tiene propiedades
de transmisión de luz controlables, situada delante de una
superficie 10 emisora de luz.
Se mostrará con referencia a las figuras 17 y 18
que la pantalla 20 puede ser una pantalla en la que pueda
controlarse la reflexión de los elementos de imagen. Para una
ilustración y comprensión más sencilla del concepto del invento, se
explicará el principio de funcionamiento con la ayuda de una
pantalla 20 de transmisión.
La pantalla 20 puede ser realizada por un
dispositivo de visualización de cristal líquido, que tiene elementos
P de imagen. Los centros de los elementos P de imagen están
separados la misma distancia Xp. La superficie 10 emisora de luz
está a una distancia D2 de la pantalla 20, y existen fuentes S1 … Sn
de luz sobre la superficie 10 emisora de luz, en la que las fuentes
S1 … Sn de luz están a una distancia mutua Xs. Las distancias Xs
están medidas también entre los centros de las fuentes S1 … Sn de
luz. Las fuentes de luz pueden controlarse independientemente pero,
como se verá posteriormente, alguna de ellas pueden ser controladas
(moduladas) simultáneamente. Teóricamente, pueden estar situadas
fuentes luminosas S independientes detrás de todos los elementos P
de imagen, y puede visualizarse así una imagen tridimensional (3D)
verdadera o realista, que presenta efecto 3D tanto horizontalmente
como verticalmente. Sin embargo, tal disposición requeriría el
procesamiento, almacenamiento, transferencia y visualización de
cantidades de información muy grandes, lo cual no puede conseguirse
actualmente de un modo económico. Debido a la estructura del ojo
humano y al modo en que percibimos las imágenes tridimensionales,
la percepción es suficiente si se omiten las diferentes vistas
verticales. En este caso, es suficiente realizar las fuentes de luz
como bandas o líneas verticales de iluminación. Debido a que no se
utilizan elementos ópticos de deflexión entre la superficie 10
emisora de luz y la pantalla 20, el ángulo \beta de salida de las
fuentes luminosas S es igual al ángulo \alpha de visión de la
pantalla 20, es decir \alpha = \beta. La relación entre el
ángulo \beta de salida, el ángulo \alpha de visión, la distancia
D, la distancia Xp y la distancia Xs, puede describirse mediante la
expresión:
tg(\beta/2) =
tg(\alpha/2) = Is.Xp / 2D = Ip.xs /
2D,
donde:
- \beta
- ángulo de salida (margen de variación)
\newpage
- \alpha
- ángulo de visión
- Ip
- número de direcciones de visión independientes; también, número de fuentes luminosas S que iluminan un elemento P de imagen
- Is
- número de elementos P de imagen que son iluminados por una fuente S de luz
- Xp
- distancia entre los centros de elementos P de imagen vecinos
- Xs
- distancia entre los centros de fuentes de luz vecinas
- D
- distancia entre la pantalla 20 y la superficie 10 emisora de luz
El ángulo \alpha de visión se define como el
mayor ángulo que existe entre los haces luminosos que salen de un
elemento P de imagen. Pueden conseguirse imágenes tridimensionales
de buena calidad y un gran campo de vista con un ángulo \alpha de
visión de 60º. Por supuesto, el ángulo \alpha de visión puede ser
también mayor.
Como ejemplo, seleccionando un ángulo \alpha
de visión de 60º, la distancia D entre la superficie 10 emisora de
luz y la pantalla 20 puede calcularse como D = Is.Xp. tg (60º/2) =
Is.Xp.\surd3. Este valor de la distancia D se define como la
distancia básica.
Volviendo al valor de Is, es aconsejable
seleccionar el número de las direcciones de visión de un modo tal
que el ángulo \gamma entre dos direcciones de visión vecinas sea
inferior a 2º. Este ángulo entre las direcciones de visión (en
otras palabras, la resolución angular) se define como el ángulo
\gamma entre dos haces luminosos que son emitidos por los centros
de dos fuentes de luz vecinas y se propagan a través de un elemento
de imagen común. Visto desde fuera, un observador percibirá que los
dos haces luminosos salen del elemento de imagen como si fuesen
emitidos por una fuente de luz común dentro del elemento de imagen,
pero en direcciones diferentes. La resolución angular del
dispositivo de visualización es alta si el valor de \gamma es
pequeño, lo que mejora la percepción tridimensional del observador.
Obviamente, seleccionando un número alto de direcciones de visión
dentro de un ángulo \alpha de visión fijo, se obtendrá un valor
pequeño del ángulo \gamma.
Seleccionando los valores \alpha = 60º y
\gamma = 2º, el número de las direcciones de visión será Ip =
60/2 = 30, lo que significa que cada elemento P de imagen es
iluminado por treinta fuentes S de luz y que cada fuente S de luz
ilumina 30 elementos de imagen. Esta solución es utilizada por los
métodos conocidos de la técnica anterior, y se ilustra
esquemáticamente en la figura 1.
El número de elementos P de imagen deberá
seleccionarse de modo que sea del mismo orden de magnitud que el
utilizado por los dispositivos de visualización conocidos, es decir
el número de los elementos de imagen deberá ser al menos de 320 x
240, preferiblemente de 640 x 480, para una resolución aun mejor de
800 x 600, o para demandas más exigentes de 1024 x 768.
Considerando un monitor de 12'', con una resolución vertical de 320
elementos de imagen, las distancias Xp y Xs serán de 0,8 mm, con
una resolución vertical de 640 elementos de imagen serán de 0,4 mm,
con una resolución vertical de 800 elementos de imagen serán de 0,35
mm, y con una resolución vertical de 1024 elementos de imagen serán
de 0,27 mm. Si Xp = Xs, esto significa que el tamaño de las fuentes
de luz no es mayor que el tamaño de los elementos de imagen. La
disponibilidad de fuentes de luz de un tamaño tan minúsculo y en un
número tan grande implicaría altos costes, y además las intensidades
de luz necesarias son difíciles de conseguir.
Para superar este problema, se sugiere
seleccionar la distancia Xs entre las fuentes S de luz de modo que
sea mayor que la distancia Xp entre los elementos P de imagen, y se
sugiere también situar las fuentes S de luz muy alejadas de los
elementos P de imagen, de modo que el número de elementos de imagen
iluminados por una fuente luminosa S deberá ser mayor que el número
de fuentes S de luz que iluminan un elemento de imagen.
Como ejemplo ilustrativo representado en la
figura 2, la superficie 10 emisora de luz está situada a una
distancia D2 que es al menos del doble de la distancia básica D1
que se muestra en la figura 1. La relación \alpha = \beta será
aun válida, porque no se aplican elementos de deflexión entre las
fuentes S de luz y los elementos P de imagen, pero es evidente por
la expresión
tg(\beta/2) =
tg(\alpha/2) = Is.Xp / 2D = Ip.xs /
2D,
que las fuentes S de luz están el
doble de alejadas entre sí en comparación con la disposición
representada en la figura 1, es decir Xs = 2.Xp. Aun cuando el
número de las direcciones de visión Ip = 30 permanece inalterado,
el número de los elementos de imagen iluminados por una fuente de
luz se duplicará, es decir Is = 60. De este modo, no solamente se
duplica la distancia entre las fuentes de luz, sino que se reducirá
ventajosamente también el número de fuentes de luz
necesario.
Como resulta evidente por la relación Is.Xp =
Xs.Ip, en el dispositivo de visualización propuesto el número de
las fuentes de luz y el número de los haces luminosos que iluminan
diferentes elementos de imagen está seleccionado de tal modo que su
producto es igual al producto del número de elementos de imagen por
el número de fuentes de luz emitidas por un elemento de imagen (es
decir, el número de direcciones de visión). Esta condición puede
formularse también del modo siguiente:
Is / Ip = Xs /
Xp
En otras palabras, la relación del número de
elementos de imagen iluminados por una fuente de luz al número de
fuentes de luz que iluminan un elemento de imagen es igual a la
relación de la distancia entre los centros de las fuentes de luz a
la distancia entre los centros de los elementos de imagen.
Esta medida permite la fabricación económica de
dispositivos de visualización con una alta resolución, porque los
elementos de imagen que definen la resolución del dispositivo de
visualización pueden estar dispuestos en gran número sobre la
primera pantalla, mientras que el número de las direcciones de
visión que permiten el efecto de imagen tridimensional puede
seleccionarse adecuadamente grande. Sin embargo, basta un número
relativamente pequeño de fuentes de luz de mayor tamaño, o baja
resolución, en la segunda superficie, es decir en la superficie
emisora de luz. Se entiende que el número N de fuentes de luz
será:
N = (n.Ip) +
Ip,
donde
- N
- es el número total de fuentes de luz
- n
- = Dmax/D es el factor de multiplicación
- Ip
- es el número de direcciones de visión.
La distancia máxima Dmax se define la distancia
en la que una fuente luminosa S con un ángulo \beta de salida
irradiará o iluminará el ancho total de la pantalla, o una
superficie correspondiente al tamaño de la pantalla. En ese caso,
la fuente de luz central (la fuente de luz S30) ilumina la pantalla
con un ángulo \beta. Como se ve en la figura 11, con el fin de
tener Ip = 30 direcciones de visión desde cada uno de los elementos
de imagen, basta utilizar solamente 60 fuentes de luz,
independientemente del número de elementos P de imagen en una línea
horizontal de la pantalla 20. Esto implicaría también que el ancho
de la superficie 10 emisora de luz fuese el doble del ancho de la
pantalla 20. La distancia D entre la superficie 10 emisora de luz y
la pantalla 20 será \surd3 veces el ancho de la pantalla 20.
El aumento de la profundidad del aparato de
visualización y del ancho de la superficie emisora de luz no siempre
permitirá esta solución, aunque esta estructura da lugar aun a una
disposición más plana que la de las soluciones de la técnica
anterior con un sistema óptico intermedio entre la superficie 10
emisora de luz y la pantalla 20. Sin embargo, es más práctico
escoger la distancia D de modo que sea más pequeña. Si D se
selecciona de modo que sea igual a Dmax/2, solamente se necesitan
90 fuentes de luz, mientras que Ip se mantiene en un valor de 30
(véase la figura 12). Adicionalmente, si la distancia D se reduce la
mitad, manteniendo Ip = 30, se obtendrá N = 150, es decir se
necesitan 150 fuentes de luz (véase la figura 13). Es evidente por
lo anterior que el tamaño de la pantalla y el número de fuentes de
luz pueden variarse entre límites amplios variando la distancia
D.
Para que el observador perciba una imagen
continua, es necesario que los conos de los haces luminosos que
pasan a través de los elementos de imagen individuales (véanse las
figuras 15 y 16) se toquen o se solapen ligeramente, o sea que
ninguna parte del espacio comprendido en el ángulo \alpha de
visión quede total o parcialmente oscuro (sin ser iluminado por
alguno o todos los elementos de imagen). Con fuentes de luz
puntuales o lineales, debe tenerse la precaución de crear alguna
dispersión o divergencia de las fuentes de luz en las direcciones
vertical y horizontal. Tal disposición se muestra en las figuras 3 y
14, en las que está situado un difusor holográfico 30 antes de la
pantalla 20. El difusor utilizado en el aparato del invento es un
solo elemento óptico difractor o refractor, o una combinación de
varios elementos. El ángulo \deltax de dispersión o divergencia
generado por el difusor en la dirección horizontal es al menos tan
grande como el ángulo \gamma entre dos haces luminosos vecinos,
pero inferior a 2\gamma, mientras que el ángulo \deltay de
dispersión o divergencia en la dirección vertical es mayor que el
ángulo de divergencia horizontal, como máximo de 180º. Si el ángulo
\deltax de divergencia es sustancialmente mayor que el ángulo
\gamma, por ejemplo 2\gamma, la profundidad de campo se
deteriorará sustancialmente porque los haces luminosos vecinos se
solaparán demasiado, lo que da lugar a un efecto de fluctuación en
la imagen percibida.
En la figura 4 se muestra una realización
adicional, en la que se representan S fuentes de luz dispuestas en
bandas verticales y adyacentes, en vez de ser fuentes puntuales.
Como se ve en la figura 4, los ángulos \deltai-1,
\deltai, \deltai+1 de las fuentes de luz adyacentes
Si-1, Si, Si+1, son también adyacentes, es decir el
observador percibirá una imagen continua sin interrupción. Solamente
se muestra en las figuras 3 y 4 el ángulo \deltax de divergencia,
mientras que en la figura 14 se representan simultáneamente el
ángulo \deltax de divergencia horizontal y el ángulo \deltay de
divergencia vertical, donde \deltax<<\deltay<180º.
En las figuras 5, 6, 7 y 9 se ilustran varias
realizaciones posibles de las fuentes de luz representadas
esquemáticamente en la figura 4. De acuerdo con la figura 5, la
superficie 10 emisora de luz está hecha de una lámina 40 de vidrio
esmerilado o de un material similar, que proporciona propiedades de
emisión de luz difusa adecuadas en un gran ángulo \beta de
salida. Detrás de la lámina 40 de vidrio, están situadas fuentes S
de luz dispuestas equidistantemente entre sí, y a una distancia
definida por detrás de la lámina 40 de vidrio. Las fuentes de luz
tienen características de radiación independientes del ángulo o
dependientes del ángulo a tiempo constante, es decir su intensidad
de luz puede no estar modulada de modo diferente en diferentes
ángulos de salida. En atrás palabras, la modulación o conmutación
de las fuentes de luz dará lugar a la misma modulación o conmutación
de la luz emitida en todas las direcciones de salida (ángulos de
salida).
Están dispuestas placas 50 de separación entre
las fuentes de luz, también equidistantes de las fuentes de luz
vecinas. La posición de las placas 50 de separación y de las fuentes
de luz definen el ángulo \beta de salida. En la realización de la
figura 5 no existe solape entre los haces luminosos que inciden
sobre la lámina 40 de vidrio. Esto puede producir una iluminación
no uniforme de la imagen. Por consiguiente, para compensar este
efecto, pueden crearse regiones de solape en la lámina 40 de vidrio
retrayendo las placas de separación ligeramente con respecto a la
lámina 40 de vidrio. Esta última disposición se ilustra en la figura
6.
Aun cuando en las figuras 5 y 6 la superficie 10
emisora de luz se representa desde arriba, la figura 7 muestra una
parte de la superficie 10 emisora de luz en una vista frontal. La
estructura formada por las placas 50 de separación y las fuentes
S1, S2, S3 de luz se repite en la misma disposición geométrica,
vertical y horizontalmente. Es ventajoso repetir las fuentes de luz
unas debajo de otras para proporcionar una iluminación uniforme de
la lámina 40 de vidrio.
Con otra realización, las fuentes de luz
dispuestas unas debajo de otras pueden ser fuentes de luz de colores
diferentes, que radian en los colores básicos rojo - verde - azul y
se repiten con un patrón regular, realizadas típicamente como
diodos fotoemisores de color. Tal disposición se muestra en la
figura 9.
Se anticipa la creación de grupos de fuentes de
luz, de modo que las fuentes de luz vecinas, en un número acorde
con el número de direcciones de visión, constituyan un grupo. La
conmutación de las fuentes de luz se realiza de modo que solamente
se activa a la vez una fuente de luz de un grupo, preferiblemente
las fuentes de luz que están en la misma posición en los diferentes
grupos, mientras que los elementos P de imagen de la pantalla 20 se
controlan de acuerdo con las direcciones de visión definidas por el
pertinente elemento de imagen y la fuente de luz que se está
activando en cada momento, y según la imagen a presentar en cada
una de las direcciones de visión definidas. Posteriormente, la
fuente de luz de la columna de fuentes de luz se desactiva, y
simultáneamente en cada grupo se activa la fuente de luz de la
posición siguiente dentro del grupo. Al mismo tiempo, el control de
los elementos de imagen cambia también en correspondencia con la
imagen en las diversas direcciones de visión. En otras palabras,
las fuentes S de luz son direccionadas cíclicamente. En la figura 8
se ilustran esquemáticamente las señales de control dentro de un
ciclo de direccionamiento para las fuentes S1-S3 de
luz.
Con la disposición de la figura 11, en la que la
superficie 10 emisora de luz está a una distancia máxima Dmax de la
pantalla 20, las fuentes S30 y S60 de luz deben ser activadas y
desactivadas simultáneamente con el fin de iluminar completamente
la pantalla 20. Después de desactivar S30 y S60, se activan las
siguientes fuentes S1 y S31 de luz, después las fuentes S2 y S32,
etc.
Con la disposición de la figura 12, en la que la
superficie 10 emisora de luz está a una distancia de la pantalla 20
que es la mitad de la distancia máxima Dmax, las fuentes S30, S60 y
S90 de luz son activadas y desactivadas simultáneamente. Después de
esto, se activan y se desactivan S1, S31, S61, a continuación S2,
S32 y S62, etc.
Con la disposición de la figura 13, en la que la
superficie 10 emisora de luz está a una distancia de la pantalla 20
que es igual a un cuarto de la distancia máxima Dmax, las fuentes
S30, S60, S90 y S120 de luz son activadas y desactivadas
simultáneamente. Después de esto, se activan y se desactivan S1,
S31, S61 y S91, a continuación S2, S32, S62 y S92, etc.
Los elementos P de imagen de la pantalla 20 son
controlados siempre en correspondencia con la dirección del haz
luminoso saliente y con la posición del elemento de imagen a través
del cual se emite el haz luminoso. Con está solución, la resolución
de la pantalla de visualización de cristal líquido no disminuirá, y
la frecuencia de control aumenta solo proporcionalmente al número
de direcciones de visión.
Con el fin de presentar imágenes en color, se
anticipan varias soluciones. Con una primera solución, el color de
las fuentes de luz se cambia periódicamente de acuerdo con los tres
colores básicos (control de color secuencial en el tiempo),
mientras que los elementos P de imagen de la pantalla 20 se
controlan de acuerdo con la fracción de la pertinente componente de
color en el punto de imagen representado por el respectivo elemento
de imagen. El direccionamiento cíclico de las fuentes
R1-R3, G1-G3, B1-B3
de luz de color de la figura 9 se ilustra esquemáticamente en la
figura 10.
Con una segunda solución, las imágenes en color
son visualizadas con fuentes de luz blanca y una pantalla
coloreada.
El control de las fuentes S de luz y los
elementos P de imagen se realiza cíclicamente (periódicamente) con
una frecuencia de cuadro de 20 Hz, y preferiblemente al menos de 25
Hz. Durante un ciclo de control de cuadro, la imagen es proyectada
en cada una de las direcciones de visión, de modo que en un ciclo
cada fuente de luz es activada y desactivada una vez, mientras que
cada elemento de imagen es controlado una vez por cada dirección de
visión, es decir treinta veces dentro de un ciclo de control. Debido
a que las fuentes de luz están agrupadas en números
correspondientes al número de direcciones de visión, dentro de un
ciclo de control cada fuente de luz es activada una vez, de modo
que dentro de un ciclo de cuadro se presenta la información
correspondiente a cada dirección de visión de un cuadro quieto. Sin
embargo, debe observarse que la información de imagen real de una
imagen real completa en cualquier dirección de visión dada nunca
aparece agrupada en la pantalla 20. Por el contrario, los
diferentes elementos de imagen de la pantalla 20 presentarán partes
diferentes de una vista de un cuadro quieto distribuidas dentro de
un ciclo de cuadro de imagen. Resulta evidente por lo anterior que
con esta disposición la frecuencia de control de la pantalla 20 es
independiente del tamaño de la pantalla o de cualquier otra
relación geométrica. Esta frecuencia de control de pantalla (o
frecuencia de control de los elementos de imagen) es producto
solamente de la frecuencia de cuadro y del número de direcciones de
visión. Seleccionando una frecuencia de cuadro de 25 Hz y un valor
Ip = 30, la frecuencia de control de pantalla del dispositivo de
visualización de cristal líquido será de 750 Hz. Con estos valores,
la frecuencia de control de pantalla no necesita ser mayor que con
los sistemas de la técnica anterior conocidos. Para este fin, puede
aplicarse una pantalla de cristal líquido desarrollada por Boulder
Nonlinear Systems Inc. Este dispositivo de visualización de cristal
líquido es capaz de proporcionar una frecuencia de 4000
cuadros/segundo.
En la figura 14, en una disposición ilustrada en
una vista en perspectiva esquemática, las fuentes S1 … Sn de luz
puntuales están situadas en una línea horizontal detrás de la
pantalla 20, de acuerdo con la disposición geométrica comentada
anteriormente. Por supuesto, una línea horizontal de fuentes de luz
permite solamente una vista vertical, es decir la imagen
tridimensional creada carece de información de paralaje vertical. Si
se omite la información de paralaje vertical, es ventajoso disponer
un elemento óptico antes de la pantalla 20, que dispersa los haces
luminosos incidentes con un ángulo \deltax de divergencia
horizontal más pequeño y con un \deltay de divergencia vertical
más grande. Esto dará lugar a que los haces luminosos emitidos sean
visibles, prácticamente con independencia de la altura de los ojos
del observador, y la imagen visible no estará confinada en una
región horizontal verticalmente pequeña. Por consiguiente, está
situado un difusor 30 delante de la pantalla 20. La función de
deflexión óptica de este difusor 30 puede conseguirse con elementos
ópticos holográficos, o con elementos ópticos cilíndricos que tienen
focos diferentes en las direcciones vertical y horizontal.
Las figuras 15 y 16 ilustran la aplicación de
fuentes extendidas (fuentes no puntuales) que aseguran los ángulos
\deltax y \deltay de divergencia horizontal y vertical
necesarios sin elementos ópticos de deflexión adicionales.
En la disposición representada en la figura 15,
las fuentes S11 a Smn de luz están realizadas como campos
rectangulares uniformemente iluminados adyacentes dispuestos en una
matriz, y permiten así la presentación de imágenes tridimensionales
que tienen vistas en perspectiva verdaderas en ambas direcciones
vertical y horizontal. En la figura 16 se muestra otra solución,
sin paralaje vertical pero con un ángulo \deltay de divergencia
vertical relativamente grande. En este caso las fuentes S1 … Sn de
luz están constituidas por bandas de iluminación adyacentes
uniformemente iluminadas. Tales bandas pueden ser sustituidas por la
disposición matricial de la figura 15, en la que las columnas de
las fuentes de luz están controladas en paralelo.
Debe enfatizarse que la pantalla 20 puede ser
también una pantalla reflectora. En este caso, el haz luminoso
emitido por las fuentes S1 … Sn de luz será reflejado en retorno
hacia el mismo lado de la pantalla en que están situadas las
fuentes de luz. Esta disposición se ilustra en las figuras 17 y 18.
Para hacer posible que los observadores vean la pantalla 20, la
superficie 10 emisora de luz está situada de tal modo que los haces
luminosos emitidos por las fuentes S1 … Sn de luz no sean
perpendiculares a la pantalla 20 en el plano Y-Z,
sino oblicuos. De este modo, la observación de los haces reflejados
no será obstruida por la superficie 10 emisora de luz, y los
observadores podrán ver la pantalla 20 sin perturbaciones. De este
modo, la pantalla 20 puede fijarse en una pared, mientras que la
superficie 10 emisora de luz puede estar formada como un proyector
elevado.
El concepto del invento es igualmente aplicable
cuando las imágenes proyectadas, más exactamente los haces
luminosos que crean las imágenes percibidas, no están moduladas con
la información de imagen sobre la pantalla 20, sino sobre la
superficie 10 emisora de luz. Esto se ilustra en la figura 19, donde
se muestra la estructura básica de un aparato adicional para la
presentación de imágenes tridimensionales. Este aparato comprende
también una superficie 10 emisora de luz, que está provista de
fuentes S de luz. Como anteriormente, las propias fuentes S de luz
tienen características de radiación independientes del ángulo o
dependientes del ángulo a tiempo constante. Estas fuentes de luz
pueden estar realizadas como diodos fotoemisores 26 direccionables
individualmente o como un dispositivo de visualización de diodos
fotoemisores integrado.
Con el fin de evitar la diafonía entre las
líneas horizontales de fuentes de luz y elementos de imagen
obturadores en las líneas horizontales vecinas, la característica
de radiación de los diodos fotoemisores 26 deberá tener poca o
ninguna divergencia vertical, y una divergencia horizontal
relativamente grande, como se muestra en la figura 22. Esto asegura
que las fuentes de luz iluminan solamente los elementos de imagen
obturadores asociados dispuestos en una dirección horizontal, a
saber solamente aquellos elementos de imagen obturadores que están
en la misma línea que las respectivas fuentes de luz. Para este fin,
debe disponerse una separación física entre las líneas horizontales
vecinas de los elementos de imagen y fuentes de luz, en la forma de
placas horizontales opacas que se extienden entre la superficie 10
emisora de luz y la pantalla 20. Alternativamente, la característica
de radiación representada en la figura 22 puede conseguirse con
elementos ópticos de conformación de haz adecuados (no
representados) aplicados sobre los diodos fotoemisores 26.
Está también dispuesta una pantalla 20 delante
de la superficie 10 emisora de luz, y la pantalla 20 comprende
elementos 25 de imagen obturadores direccionables cíclicamente. Los
elementos 25 de imagen obturadores tiene características
controlables de transmisión o reflexión. Los elementos de imagen de
la pantalla 20 se denominan en esta disposición elementos de imagen
"obturadores" porque indistintamente transmiten (o reflejan) la
luz incidente esencialmente sin modulación de intensidad, o
bloquean totalmente la luz. Se anticipa también que los elementos
de imagen obturadores sean capaces de modular la luz
transmitida.
En la realización representada en la figura 19,
los elementos 25 de imagen obturadores funcionan en un modo de
transmisión. La luz de las fuentes S de luz se propaga esencialmente
sin cambiar de dirección entre las fuentes S de luz y los elementos
25 de imagen obturadores, y a través de los elementos 25 de imagen
obturadores. Sin embargo, como se muestra en las figuras 17 y 18,
la pantalla 20 puede funcionar también en un modo de reflexión.
La resolución de las imágenes visualizadas por
el aparato está determinada por la resolución (densidad) de los
elementos de imagen obturadores, en el sentido de que la imagen
tridimensional visualizada puede tener tantos puntos de imagen en
una dirección de visión como elementos de imagen obturadores existen
sobre la pantalla 20. Debido a que una persona mirando la pantalla
20 puede recibir solamente luz del aparato que sale de un elemento
25 de imagen obturador, la resolución de la imagen percibida está
determinada por la resolución de la pantalla 20. Al mismo tiempo,
la resolución angular del aparato, que define la profundidad de
campo de la vista tridimensional, está determinada por la densidad
de las fuentes S de luz. Como se mostrará posteriormente, existe un
compromiso entre la selección de una alta resolución angular y una
alta frecuencia de funcionamiento de visualización, o tener una
resolución angular más baja y disminuir también, por tanto, la
frecuencia de funcionamiento de visualización.
Cada fuente S de luz ilumina varios elementos 25
de imagen obturadores, y un elemento de imagen obturador es
iluminado por varias fuentes de luz dentro de un ciclo. En la figura
19 se ve que la luz de las fuentes Sn-4… Sn de luz
pasan a través de un solo elemento Pm-2 de imagen
obturador, que está en el estado de activación, es decir es
transmisor de la luz. Los elementos de imagen obturadores vecinos en
la misma línea horizontal están en el estado de desactivación o de
bloqueo.
Un solo elemento de imagen obturador es
iluminado a la vez por un grupo de fuentes S de luz, por ejemplo el
elemento Pm-2 de imagen en la figura 9 es iluminado
por las fuentes Sn-4, Sn-3, …, Sn de
luz. Similarmente, en la figura 21A se ve que la luz de las fuentes
S3, S4, S5 de luz pasa a través del elemento P_{1+k} de imagen
obturador individual. Al mismo tiempo, la luz de una fuente de luz
dentro de ese grupo es transmitida a través de un solo elemento de
imagen obturador, porque los elementos de imagen obturadores vecinos
están en un estado de desactivación. Las fuentes S de luz y los
elementos P de imagen obturadores están modulados de modo que en
cada ciclo de imagen cada elemento de imagen obturador está
transmitiendo luz al menos una vez en cada dirección de visión, es
decir será emitido un haz luminoso por cada elemento de imagen
obturador hacia cada dirección de visión en cada ciclo de
imagen.
Es generada una imagen compuesta sobre la
superficie 10 emisora de luz controlando las fuentes S de luz. Esta
imagen compuesta no corresponde a ninguna imagen o vista real, es
decir a una imagen que está siendo realmente vista por el
observador desde cualquier dirección. Las fuentes S de luz que crean
esta imagen compuesta están moduladas de acuerdo con los detalles
de imagen asociados con una imagen, cuyos detalles de imagen deberán
ser vistos desde las diferentes direcciones de visión en la
posición del elemento de imagen obturador abierto individual.
A medida que los elementos de imagen obturadores
son activados y desactivados cíclicamente, dispuestos en columnas
27 como se muestra en la figura 19, las imágenes proyectadas en las
diferentes direcciones se obtienen transmitiendo luz cíclicamente a
través de los elementos de imagen obturadores. La dirección
horizontal entre las columnas 27 está escogida de tal modo que la
luz emitida por cualquiera de las fuentes S de luz puede llegar
solamente a un solo elemento de imagen obturador "abierto", de
manera que la fuente S de luz dada puede ser modulada de acuerdo
con una sola dirección de visión de la imagen proyectada, estando
determinada la dirección de visión por la posición relativa de la
fuente de luz y del elemento de imagen obturador abierto.
Las fuentes S de luz de la superficie 10 emisora
de luz y los elementos 25 de imagen obturadores de la pantalla 20
están controlados por una unidad de control adecuada (no
representada).
El principio del control cíclico de los
elementos de imagen obturadores y de las fuentes de luz se demuestra
en las figuras 20 y 21A-21E. Como se ve en la
figura 20, todas las fuentes S1-Sn de luz en la
superficie 10 emisora de luz tienen la misma característica de
emisión de luz, y las fuentes de luz son capaces de emitir luz
según un ángulo \beta de salida, de un modo similar a las fuentes
de luz representadas en la figura 2. En la figura 20, todos los
elementos P1-Pm de imagen obturadores están en un
estado de transmisión (activación). Se ve que cada elemento de
imagen obturador está iluminado por un cierto número fijo de fuentes
de luz. Como se ha explicado anteriormente, el número de fuentes de
luz que iluminan un elemento de imagen obturador depende del ángulo
\beta de salida, de la distancia entre las fuentes de luz, y de la
distancia entre la superficie 10 emisora de luz y la pantalla 20.
En la disposición ilustrativa esquemática de la figura 20, cada
elemento de imagen obturador está iluminado por tres fuentes de luz
vecinas, por ejemplo los elementos P3 y P4 de imagen están
iluminados por las fuentes S1, S2 y S3 de luz. Al mismo tiempo, una
sola fuente de luz es capaz de iluminar seis elementos de imagen
obturadores vecinos, por ejemplo la fuente S3 de luz ilumina los
elementos P1-P6 de imagen.
Las figuras 21A-E muestran que
dentro de un ciclo de visión, prácticamente dentro de un cuadro de
imagen de una duración aproximadamente de 1/20-1/30
s, cada elemento de imagen obturador, que está iluminado por tres
fuentes de luz, está en el estado de activación. Puesto que una
fuente de luz ilumina seis elementos de imagen obturadores, pero la
modulación de una sola fuente de luz puede realizarse de acuerdo con
una vista única observada solamente desde un elemento de imagen
individual, las fuentes de luz deben ser moduladas una vez por cada
elemento de imagen iluminado. Esto significa que la pantalla 20 debe
ser también modulada a una frecuencia de 6 x 30 Hz en la
realización ilustrada, es decir el cuadro de imagen está dividido
adicionalmente en seis períodos o intervalos selectores, indicados
por t1-t6.
La figura 21A ilustra que en el primer intervalo
selector t1 dentro de un cuadro de imagen, los elementos P_{1} y
P_{1+k} de imagen están activados (y adicionalmente P_{1+2k},
P_{1+3k}, …, etc, no representados en la figura 20). El valor de
k está seleccionado para asegurar que la luz de una fuente de luz no
se transmita a través de más de un elemento de imagen obturador
abierto. Obviamente, el valor de k es igual al número de elementos
de imagen obturadores iluminados por una sola fuente de luz, es
decir k = 6 en la realización ilustrada. El número de elementos de
imagen obturadores a conmutar en un ciclo puede calcularse también
como Ip*Xs/Xp, donde Ip es el número de direcciones de emisión de
luz de un elemento de imagen obturador. Como se mostrará
posteriormente, este número determina también la velocidad de
respuesta de la pantalla 20 de elementos de imagen obturadores.
En el siguiente intervalo selector t2, los
siguientes elementos P_{2} y P_{2+k} de imagen obturadores (y
adicionalmente los elementos P_{2+2k}, P_{2+3k}, …, etc) se
activan, como se muestra en la figura 21B. Posteriormente, en el
siguiente intervalo selector t3, se activan los siguientes elementos
P_{3} y P_{3+k} de imagen obturadores (y adicionalmente
P_{3+2k}, P_{3+3k}, …, etc), como se muestra en la figura 21C.
La figura 21D ilustra la situación en el intervalo selector t4, y la
figura 21E ilustra la situación en el intervalo selector t6 final,
dentro de un cuadro de imagen.
Como puede entenderse por las figuras, dentro de
un cuadro de imagen todos los elementos de imagen obturadores se
abren una vez, durante un intervalo selector, que corresponde a una
fracción de un cuadro de imagen. Al mismo tiempo, es emitida luz
modulada por diferentes fuentes de luz desde diferentes direcciones
de visión asociadas a los elementos de imagen obturadores.
Modulando la luz de acuerdo con las direcciones de visión
adecuadas, pueden proyectarse diferentes imágenes hacia las
diferentes direcciones de visión, es decir pueden obtenerse
imágenes tridimensionales. Obviamente, esto requiere que las fuentes
S de luz estén moduladas con la misma frecuencia que los elementos
de imagen obturadores. En otras palabras, la superficie emisora de
luz debe realizarse como un dispositivo de visualización de
respuesta rápida, preferiblemente como un dispositivo de
visualización de diodos fotoemisores o como un dispositivo de
visualización de diodos fotoemisores orgánicos.
Se pone de manifiesto por la figura 20 que la
distancia entre los centros de las fuentes S de luz es mayor que la
distancia entre los centros de los elementos P de imagen
obturadores. Como se ha explicado anteriormente, la distancia D
entre las fuentes de luz y los elementos de imagen obturadores está
seleccionada de tal modo que son iluminados más elementos de imagen
obturadores por una fuente de luz dentro de un ciclo (un cuadro de
imagen), dado que existen fuentes de luz que iluminan un solo
elemento de imagen obturador.
Se deduce de lo anterior que la distancia entre
las fuentes S de luz puede ser bastante grande, lo cual puede ser
ventajoso con algunos tipos de fuentes de luz, por ejemplo si la
superficie 10 emisora de luz está construida con diodos
fotoemisores individuales, con el fin de conseguir un brillo alto.
Esto puede también formularse de modo que la resolución de la
superficie 10 emisora de luz puede ser menor que la resolución de la
pantalla 20. Sin embargo, esta resolución más baja debe ser
compensada por la frecuencia de funcionamiento más alta tanto de la
pantalla 20 como de las fuentes de luz de la pantalla 20. Puede
mostrarse que la frecuencia f_{c} de ciclo tanto de la pantalla
20 como de la superficie 10 emisora de luz (es decir de las fuentes
S de luz) puede calcularse del modo siguiente: f_{c} = f_{i} x
Ip x k, donde f_{i} es la frecuencia de cuadro de la imagen de
video a visualizar, típicamente entre 20 y 30 Hz, Ip es el número de
direcciones de visión diferentes obtenidas con el dispositivo de
visualización, es decir el número de direcciones de emisión de luz
desde un solo elemento de imagen obturador, y k es una constante
calculada como relación entre las distancias de las fuentes de luz
y los elementos de imagen obturadores (Xs/Xp). En otras palabras, si
la resolución de la pantalla 10 de diodos fotoemisores es menor que
la resolución de la pantalla 20, esto debe ser compensado con una
frecuencia de funcionamiento más alta, con el fin de generar el
número necesario de haces luminosos diferentes saliendo de los
elementos de imagen obturadores. Son factibles pantallas de diodos
fotoemisores con una alta frecuencia de funcionamiento, mientras
que la realización de la pantalla 20 puede corresponder a un
dispositivo de visualización de cristal líquido de alta velocidad.
Sin embargo, el control de la pantalla 20 se realiza ventajosamente
de un modo más sencillo, porque solo se necesita modulación de
"todo o nada", en vez de una modulación de escala de grises.
Por consiguiente, la pantalla 20 puede ser realizada no solamente
como una pantalla con una estructura de elementos de imagen, sino
también como un a pantalla con ranuras obturadoras
móviles.
móviles.
Por otra parte, la eficiencia luminosa del
sistema disminuye también, porque solamente se utiliza 1/k de la
luz de las fuentes de luz. Por consiguiente, es en general menos
eficiente modular las fuentes de luz. Por el contrario, se prefiere
la modulación de los elementos de imagen, como en el caso de la
realización ilustrada con referencia a las figuras
2-18.
\newpage
La pantalla 20 está equipada también con una
pantalla de difracción, con una función y estructura similares a
las del difusor holográfico 30 representado en las figuras 3 y 14
(no representado en la figura 19). Se anticipa también que las
características específicas de las realizaciones ventajosas de las
fuentes de luz y de los elementos de imagen explicadas con
referencia a las figuras 2 a 18 son igualmente adecuadas para el
aparato representado en la figura 19, al que son aplicables.
Claims (29)
1. Un método para la presentación de imágenes
tridimensionales, en el que se proyectan en diferentes direcciones
de visión haces luminosos con la intensidad adecuada, y
opcionalmente con el color adecuado, creando así una imagen
tridimensional, en cuyo método: está situada detrás de una pantalla
(20) una superficie (10) emisora de luz que comprende fuentes (S)
de luz controladas cíclicamente con características de radiación
independientes del ángulo de emisión o dependientes del ángulo de
emisión a tiempo constante, comprendiendo la pantalla (20)
elementos (P) de imagen con características controlables de
transmisión o reflexión de la luz, en el que los haces luminosos
emitidos por un número predeterminado de fuentes (S) de luz
diferentes iluminan elementos (P) de imagen individuales desde
direcciones diferentes, siendo iluminado un elemento (P) de imagen
en cada ciclo de control una vez por cada una del número
predeterminado de fuentes (S) de luz, y adicionalmente la dirección
de los haces luminosos emitidos por los elementos (P) de imagen
individuales está determinada por la dirección de los haces
luminosos que son emitidos por las fuentes (S) de luz y que se
propagan entre las fuentes (S) de luz y los elementos (P) de imagen
sustancialmente sin cambio de dirección, y se selecciona la
distancia (Xs) entre los centros de fuentes (S) de luz de modo que
sea mayor que la distancia (Xp) entre los centros de elementos (P)
de imagen vecinos; caracterizado porque la distancia (Xs)
entre los centros de fuentes (S) de luz vecinas y la distancia (D2)
entre las fuentes (S) de luz y los elementos (P) de imagen está
seleccionada de modo que el número de elementos (P) de imagen
iluminados por una fuente (S) de luz es mayor que el número
predeterminado de fuentes (S) de luz que iluminan un elemento (P) de
imagen.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación
1ª, caracterizado porque la relación del número de elementos
(P) de imagen iluminados por una fuente (S) de luz al número de
fuentes (S) de luz que iluminan un elemento (P) de imagen es igual
a la relación de la distancia (Xs) entre los centros de las fuentes
de luz a la distancia (Xp) entre los centros de los elementos de
imagen.
3. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1ª o 2ª, caracterizado porque los haces
luminosos emitidos por los elementos (P) de imagen individuales se
dispersan en las direcciones horizontal y vertical con un ángulo
(\deltax, \deltay) de divergencia necesario para la iluminación
uniforme del campo de vista, desde cuyo campo de vista puede
percibirse una imagen tridimensional.
4. Un método de acuerdo con la reivindicación
3ª, caracterizado porque el ángulo (\deltax) de divergencia
es al menos tan grande como el ángulo (\gamma) entre dos
direcciones de visión vecinas.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación
3ª, caracterizado porque los elementos (P) de imagen son
iluminados por fuentes (S) de luz que son adyacentes entre sí y
tienen una iluminación de superficie uniforme, y el tamaño de las
fuentes (S) de luz está determinado por la distancia horizontal y
vertical entre ellas.
6. Un método de acuerdo con la reivindicación
3ª, caracterizado porque las fuentes (S) de luz son fuentes
de luz puntuales, y el ángulo (\deltax, \deltay) de divergencia
de dispersión vertical y horizontal diferente de los haces
luminosos emitidos por los elementos (P) de imagen individuales se
consigue con un difusor (30) adecuado.
7. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1ª a 6ª, caracterizado porque los elementos
(P) de imagen y las fuentes (S) de luz se controlan de tal modo que
las fuentes (S) de luz son activadas y desactivadas individualmente
o en grupos, de modo que un elemento (P) de imagen es iluminado a la
vez por no más de una fuente (S) de luz, y al mismo tiempo cada
elemento (P) de imagen es iluminado por una fuente (S) de luz, las
fuentes (S) de luz son activadas y desactivadas periódica o
cíclicamente una después de otra de modo que en cada período o
ciclo se ilumina cada elemento (P) de imagen al menos una vez en
cada dirección de visión, y entre tanto las imágenes proyectadas en
las diferentes direcciones se obtienen mediante la modulación
adecuada de intensidad y/o color de la luz transmitida a través de
los elementos (P) de imagen o reflejada por ellos.
8. Un método de acuerdo con la reivindicación
3ª, caracterizado porque se visualizan imágenes sin paralaje
vertical, y ángulo (\deltax, \deltay) de divergencia de
dispersión vertical y horizontal de los haces luminosos emitidos
por los elementos (P) de imagen se obtiene mediante bandas de fuente
de luz (S1-Sn) verticales adyacentes.
9. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 7ª a 8ª, caracterizado porque se crean
grupos de las fuentes (S) de luz, donde constituyen un grupo tantas
fuentes (S) de luz vecinas como direcciones de visión existen, y la
conmutación de las fuentes (S) de luz se realiza de un modo tal que
solamente se activa a la vez una fuente (S) de luz de cada grupo,
preferiblemente las fuentes (S) de luz que están en una posición
similar, mientras que los elementos (P) de imagen que corresponden a
una dirección de visión seleccionada se controlan con la
información de imagen adecuada correspondiente a la dirección de
visión seleccionada, y posteriormente se desactivan las fuentes (S)
de luz activadas en ese momento, y sustancialmente de un modo
simultáneo en cada grupo se activan las fuentes (S) de luz de la
siguiente posición, y simultáneamente el control de los elementos
(P) de imagen se cambia en correspondencia con la siguiente
dirección de visión.
10. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 7ª a 9ª, caracterizado porque para la
presentación de imágenes en color se cambia el color de las fuentes
(S) de luz durante el estado de activación, de acuerdo con los tres
colores básicos, mientras que los elementos (P) de imagen de la
pantalla que comprenden los elementos (P) de imagen controlables se
controlan de acuerdo con la relación de color de la componente de
color correspondiente.
11. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 7ª a 9ª, caracterizado porque para la
presentación de imágenes en color se utilizan fuentes (S) de luz
blanca y una pantalla coloreada.
12. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 7ª a 9ª, caracterizado porque un periodo o
ciclo de control no es mayor de 1/20 segundos, y en el que dentro de
un ciclo de control cada fuente (S) de luz se activa una vez,
mientras que dentro de un ciclo de control cada elemento (P) de
imagen se controla una vez en cada una de las direcciones de visión
dentro de un ciclo de control tantas veces como direcciones de
visión existen.
13. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1ª a 6ª, caracterizado porque los elementos
(P) de imagen se realizan como elementos de imagen obturadores de
luz, y la imagen compuesta que contiene partes de una imagen
completa se genera sobre la superficie (10) emisora de luz modulando
la intensidad de luz emitida por las fuentes (S) de luz, y
adicionalmente los elementos de imagen obturadores y las fuentes
(S) de luz se controlan de tal modo que es iluminado un solo
elemento de imagen obturador a la vez por un grupo de fuentes (S)
de luz, correspondiendo cada una de las fuentes (S) de luz en ese
grupo a una dirección de visión, y al mismo tiempo la luz de una
fuente (S) de luz dentro de ese grupo se transmite solamente a
través de un único elemento de imagen obturador, los elementos de
imagen obturadores y las fuentes (S) de luz se modulan de modo que
en cada ciclo de imagen cada elemento de imagen obturador está
transmitiendo o reflejando luz al menos una vez en cada dirección
de visión, y las imágenes completas proyectadas en las diferentes
direcciones se obtienen transmitiendo luz cíclicamente a través de
los elementos de imagen obturadores.
14. Un aparato para la presentación de imágenes
tridimensionales, en particular para la realización del método de
acuerdo con la reivindicación 1ª, cuyo aparato comprende: una
superficie (10) emisora de luz provista de fuentes (S) de luz
controladas cíclicamente con características de radiación
independientes del ángulo de emisión o dependientes del ángulo de
emisión a tiempo constante, y una pantalla que comprende elementos
(P) de imagen con unas características de transmisión o reflexión de
luz controlables situada delante de la superficie (10) emisora de
luz, en el que la luz de las fuentes (S) de luz se propaga
esencialmente sin cambiar de dirección entre las fuentes (S) de luz
y los elementos (P) de imagen, y a través de los elementos (P) de
imagen, o siendo reflejada por los elementos (P) de imagen, y en el
que cada fuente de luz ilumina varios elementos (P) de imagen, y en
cada ciclo de control es iluminado un elemento (P) de imagen al
menos una vez por cada fuente de luz de un número predeterminado de
fuentes (S) de luz diferentes, y la distancia (Xs) entre los
centros de las fuentes (S) de luz vecinas es mayor que la distancia
(Xp) entre los centros de los elementos (P) de imagen vecinos,
caracterizado porque la distancia (Xs) entre los centros de
las fuentes (S) de luz vecinas y la distancia (D2) entre las
fuentes (S) de luz y los elementos (P) de imagen están seleccionadas
de tal modo que el número de elementos (P) de imagen iluminados por
una fuente (S) de luz es mayor que el número predeterminado de
fuentes (S) de luz que iluminan un solo elemento (P) de imagen.
15. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
14ª, caracterizado porque las fuentes (S) de luz dispuestas
en la superficie emisora de luz están alejadas de los elementos (P)
de imagen de tal modo que la relación del número de elementos (P)
de imagen iluminados por una fuente (S) de luz al número de fuentes
(S) de luz que iluminan un solo elemento (P) de imagen es
sustancialmente igual a la relación de la distancia (Xs) entre las
fuentes (S) de luz a la distancia (Xp) entre los elementos (P) de
imagen.
16. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 14ª o 15ª, caracterizado porque la pantalla
que comprende los elementos (P) de imagen controlables comprende
adicionalmente un difusor (30) para proporcionar un ángulo
(\deltax, \deltay) de dispersión (divergencia) diferente de los
haces luminosos emitidos por los elementos (P) de imagen
individuales en las direcciones vertical y horizontal.
17. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
16ª, caracterizado porque la pantalla (20) comprende una
capa holográfica o una matriz de elementos refringentes
lenticulares.
18. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 14ª a 17ª, caracterizado porque las fuentes
(S) de luz están realizadas como diodos fotoemisores, en particular
como diodos fotoemisores de un conjunto de diodos fotoemisores,
como un dispositivo de visualización de diodos fotoemisores o como
un dispositivo de visualización de diodos fotoemisores
orgánicos.
19. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 14ª a 18ª, caracterizado porque la pantalla
(20) que comprende los elementos (P) de imagen está constituida por
un dispositivo de visualización de cristal líquido u otro tipo de
panel de cristal líquido.
20. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 14ª a 19ª, caracterizado porque las fuentes
(S) de luz están formadas como fuentes (S) de luz con un tamaño
vertical y horizontal predeterminado, estando determinado el tamaño
para crear medios de dispersión de los haces luminosos emitidos por
los elementos (P) de imagen individuales en las direcciones
vertical y horizontal.
21. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 14ª a 20ª, caracterizado porque las fuentes
(S) de luz están formadas como bandas verticales de fuente de luz
adyacentes entre sí, con el fin de proporcionar una dispersión
diferente de los haces luminosos emitidos por los elementos (P) de
imagen individuales en las direcciones vertical y horizontal.
22. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 14ª a 19ª, caracterizado porque las fuentes
(S) de luz son fuentes sustancialmente puntuales.
23. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 14ª a 19ª, caracterizado porque las fuentes
(S) de luz son fuentes (S) de luz discretas separadas por placas
divisoras (50) y situadas detrás de una superficie difusora.
24. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
23ª, caracterizado porque la superficie difusora está
realizada con una lámina (40) de vidrio esmerilado.
25. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
24ª, caracterizado porque las fuentes (S) de luz y las placas
divisoras (50) que separan las fuentes (S) de luz están a una
determinada distancia detrás de la lámina (40) de vidrio esmerilado
para asegurar un espacio para el solape de los conos de luz emitidos
por las fuentes (S) de luz.
26. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 15ª a 18ª, caracterizado porque comprende
fuentes (S) de luz múltiples a la misma distancia unas debajo de
otras detrás de la superficie difusora.
27. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 14ª a 26ª, caracterizado porque las fuentes
(S) de luz situadas unas debajo de otras son fuentes (S) de luz para
la irradiación de colores básicos adecuados para la presentación de
imágenes en color, y en el que los colores básicos se repiten
regularmente.
28. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 14ª a 19ª, caracterizado porque los
elementos (P) de imagen de la pantalla (20) son elementos de imagen
obturadores de luz direccionables cíclicamente, donde cada fuente
(S) de luz ilumina varios elementos de imagen obturadores, y un
elemento de imagen obturador es iluminado por varias fuentes (S) de
luz dentro de un ciclo.
29. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
28ª, caracterizado porque las fuentes (S) de luz tienen una
característica de radiación adecuada para iluminar elementos de
imagen obturadores múltiples dispuestos en una dirección
horizontal.
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