ES2683624T3 - Sistema de visualización basado en la persistencia de visión con una pantalla lineal - Google Patents

Sistema de visualización basado en la persistencia de visión con una pantalla lineal Download PDF

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ES2683624T3 ES14708259.8T ES14708259T ES2683624T3 ES 2683624 T3 ES2683624 T3 ES 2683624T3 ES 14708259 T ES14708259 T ES 14708259T ES 2683624 T3 ES2683624 T3 ES 2683624T3
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Abstract

Un sistema de visualización para mostrar una imagen, comprendiendo el sistema: un reflector (2); un proyector (3) que comprende al menos una fuente de luz colimada; y un controlador para recibir datos de imagen y controlar la fuente de luz, configurado de tal modo que, en uso, una serie de columnas de datos de imagen que representan una imagen (10) se proyectan de manera secuencial sobre el reflector (2) de tal manera que las columnas proyectadas aparecen superpuestas unas a otras cuando se reflejan en el ojo de un observador (7) y de tal manera que, debido a la persistencia de la visión, cuando el ojo del observador se mueve en una dirección perpendicular a la dirección de orientación de las columnas proyectadas, el observador puede ver la imagen.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de visualizacion basado en la persistencia de vision con una pantalla lineal La presente invencion se refiere a un sistema de visualizacion.
En la tecnica se conocen una amplia variedad de sistemas de visualizacion. Estos pueden ir desde vallas publicitarias simples hasta sistemas mas complejos de proyeccion de imagenes y que emiten luz. Tales sistemas de visualizacion tienen una amplia gama de aplicaciones, desde la provision de informacion simple hasta una visualizacion de imagenes mas compleja y la provision de contenido publicitario.
Aunque varias tecnologfas de sistemas de visualizacion estan bien establecidas y son de uso comun, a menudo hay inconvenientes asociados con ellas. Por ejemplo, los sistemas de visualizacion tradicionales de vallas publicitarias, aunque son simples y rentables, no son de caracter particularmente distintivo. Ademas, muchos sistemas de visualizacion requieren grandes estructuras para soportarlos, asf como una cantidad significativa de instalacion para que funcionen, ademas de requerir a menudo un alto grado de mantenimiento, particularmente si la informacion que muestran debe actualizarse con frecuencia. Este es el caso particularmente de los sistemas de visualizacion que se requieren para mostrar imagenes a gran escala, tales como la valla publicitaria tradicional o la publicidad de pantalla electronica que esta dispuesta en la parte superior o en el lateral de los edificios para ser visible desde grandes distancias.
La patente US2005/018007A1 describe una visualizacion 3D que comprende una pantalla difusora optica giratoria y un proyector para proyectar imagenes a traves de la pantalla difusora giratoria.
La patente FR2850173A1 describe un dispositivo de creacion de animacion visual que tiene un carrete de desplazamiento con una abertura. Un espectador puede ver una serie de zonas de imagenes, interceptada cada una por zonas sin imagenes, y tener una ilusion de animacion.
La patente US6265984B1 describe una pantalla unidimensional que crea una imagen bidimensional mediante un movimiento relativo entre la pantalla y el observador debido a la persistencia de la vision.
La presente invencion busca superar al menos algunos de estos problemas.
Segun la presente invencion, se proporciona un sistema de visualizacion para mostrar una imagen, comprendiendo el sistema: un reflector, un proyector que comprende al menos una fuente de luz colimada, y un controlador para recibir datos de imagen y controlar la fuente de luz, configurado de tal modo que, en uso, una serie de columnas de datos de imagen que representan una imagen se proyecte de manera secuencial sobre el reflector, de tal modo que aparezcan superpuestas una sobre otra cuando se reflejen en el ojo de un observador y de tal modo que, debido a la persistencia de la vision, cuando el ojo de un observador se mueva en una direccion perpendicular a la direccion de orientacion de las columnas proyectadas, el observador pueda ver la imagen.
Con la disposicion de la presente invencion es posible mostrar una imagen de una manera reconocible a traves de una o mas lmeas de informacion unidimensionales en vez de un panel bidimensional y a gran escala sin la necesidad de altos niveles de mantenimiento o la necesidad de construccion compleja de los componentes de la pantalla. Tambien es sencillo adaptar la informacion y actualizarla de una manera rentable y eficaz. Ademas, si el sistema de visualizacion requiere un reflector, solo es necesario proporcionar un reflector relativamente estrecho, en una sola lmea, que puede apoyarse facilmente en la estructura de un edificio o una estructura independiente y puede estructurarse para no obstruir la vista desde el interior del edificio o la entrada de luz al mismo o crear algun impacto visual significativo en el exterior del edificio. Tal reflector proporciona los medios por los cuales solo se requiere una infraestructura unidimensional, en vez de una valla publicitaria bidimensional tradicional, que ocupa mucho mas espacio ffsico.
La presente invencion puede adaptarse para correlacionar la velocidad de procesamiento de datos del ojo del observador, esto es, los movimientos sacadicos, con la velocidad a la que el cerebro del observador retiene imagenes, esto es, la memoria sensorial. Por ejemplo, los movimientos oculares sacadicos humanos pueden producirse a velocidades de hasta 500 grados por segundo y el cerebro humano puede retener imagenes hasta durante 0,25 segundos. A partir de esta informacion, es posible calcular la velocidad a la que se deben actualizar los datos de imagen para permitir que el observador vea la imagen, como se describira a continuacion.
Cuando se ven a traves del ojo estacionario del observador, las columnas proyectadas de datos aparecen superpuestas una sobre otra. Sin embargo, debido a la velocidad y los metodos de intercalado con que se muestran los datos del proyecto, segun una frecuencia de actualizacion, junto con el fenomeno de la persistencia de la vision inherente a la naturaleza de la vision humana, cuando el ojo de un observador se mueve en una direccion perpendicular a la direccion de orientacion de las columnas de datos proyectados, el observador puede ver la imagen completa momentaneamente como una huella en su retina. En algunos ejemplos, la frecuencia de actualizacion de los datos de imagen puede estar dentro del intervalo de frecuencias de 3.000 a 10.000 columnas por segundo. La presente invencion utiliza tecnologfa tubrida, que incorpora el efecto de la persistencia de la vision a una imagen, dando como resultado un efecto de caracter altamente distintivo para la comunicacion visual.
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Aunque es preferible, no es esencial que el sistema de visualizacion este sincronizado de tal modo que el observador siempre vea la imagen completa que se esta mostrando. En algunos ejemplos, la imagen que se muestra puede ser un logo, o palabras, u otro contenido que sea facilmente reconocible. De este modo, el observador puede no necesitar ver toda la imagen para recibir su significado. Sin embargo, preferiblemente, el sistema de visualizacion de la presente invencion puede proyectar la imagen al menos dos veces durante el movimiento de barrido del ojo humano a traves de las columnas de datos, de tal manera que el observador puede ver la imagen completa. Por tanto, el ritmo en que se muestran las columnas de datos no tiene por que estar necesariamente relacionado con el ritmo del momento del ojo del observador para que este pueda ver la imagen.
Preferiblemente, la frecuencia de actualizacion del sistema de visualizacion puede ser ajustable. El uso de la presente invencion en aplicaciones a gran escala puede implicar circunstancias por las que el observador este a una gran distancia del sistema de visualizacion. En esta situacion, la frecuencia de la tasa de actualizacion puede tener un efecto mayor de la imagen producida que cuando el observador esta mas cerca del sistema de visualizacion. Por tanto, el sistema de la presente invencion puede ajustarse para garantizar ventajosamente que la frecuencia de actualizacion del sistema proporciona al observador la mejor vision. La frecuencia de actualizacion se puede calcular, por ejemplo, utilizando software en la electronica de control del sistema de visualizacion.
El software en la electronica de control del sistema de visualizacion tambien puede jugar un papel en el calculo de la disposicion deseada de visualizacion de las columnas de datos. En algunos ejemplos, las columnas de datos se pueden dividir en pfxeles de datos. En este ejemplo, el software puede calcular, por ejemplo, utilizando un algoritmo matematico, el angulo de proyeccion requerido para cada pixel secuencial de datos de tal modo que cada pixel aparezca de una manera uniforme (esto es, tamano, brillo) para el observador. El software tambien puede calcular la velocidad de pulsado y/o parpadeo de la fuente de luz para coordinar esto con un espejo de escaneo giratorio de tal manera que el haz de luz de salida se proyecte en la ubicacion de pixel deseada.
En algunos ejemplos, el proyector del sistema de visualizacion puede proyectar una columna completa de pfxeles simultaneamente. En otros ejemplos, el proyector del sistema de visualizacion puede proyectar cada pixel de manera secuencial. En este caso, se pueden proyectar mas de aproximadamente 200.000 puntos por segundo en un ejemplo donde la imagen comprenda 100 por 100 pfxeles. Un numero mayor de pfxeles puede requerir un numero mayor de puntos proyectados por segundo. En otros ejemplos, el sistema de visualizacion puede comprender multiples proyectores, en los que se puede proyectar un unico o multiples pfxel/es a la vez.
Preferiblemente, la fuente de luz colimada puede ser un laser. La naturaleza colimada de la fuente de luz, junto con las caractensticas del sistema de visualizacion, que solo proyecta una unica columna de datos a la vez, pueden producir ventajosamente solo una fraccion de la contaminacion lummica de, por ejemplo, una valla publicitaria LED.
En algunos ejemplos, el proyector del sistema puede comprender una fuente de radiacion electromagnetica colimada en vez de una fuente de luz colimada, y en particular, un maser o laser de radio.
El sistema comprende ademas el reflector. El reflector puede tener una seccion transversal curva o en forma de U, o facetada, para controlar la luz reflejada y el angulo de vision de la imagen. Preferiblemente, el reflector puede tener una estructura de superficie microscopica para la difraccion y/o refraccion sistematicas, para controlar la luz reflejada y el angulo de vision de la imagen. Ventajosamente, la imagen producida por el sistema de visualizacion de la presente invencion se puede ver igualmente desde un angulo de vision obtuso como desde un angulo de vision perpendicular. En comparacion, este efecto no se puede lograr con sistemas de visualizacion tales como pantallas LED, donde la imagen se puede oscurecer a angulos de vision extremos.
Las caractensticas del reflector, junto con la naturaleza colimada de la fuente de luz, proporcionan que la imagen producida por el sistema de visualizacion pueda ser altamente escalable en tamano. Por ejemplo, el sistema de la presente invencion es adecuado para utilizar en aplicaciones a gran escala tales como en la proyeccion de imagenes sobre edificios o vallas publicitarias o similares. La escalabilidad de la imagen producida por el sistema de la presente invencion ventajosamente no requiere infraestructura adicional, que es probablemente costosa y susceptible a los danos.
El proyector del sistema de visualizacion puede comprender multiples fuentes de luz.
Preferiblemente, la luz que crea la imagen producida por el sistema de visualizacion puede comprender una variedad de longitudes de onda de luz. Preferiblemente, la imagen puede ser una imagen en movimiento. Esto proporciona ventajosamente los medios para la interactividad del sistema de visualizacion.
Se describira ahora un ejemplo de la presente invencion con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 es una vista esquematica lateral de un sistema de visualizacion segun la presente invencion;
la Figura 2 es una serie de vistas que representan posibles secciones transversales para un reflector para utilizar en combinacion con el sistema de la invencion; y
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la Figura 3 es un diagrama esquematico que muestra la metodologfa para crear datos para dar la orden al proyector de la Figura 1 de mostrar una imagen.
Con referencia a la Figura 1, un sistema de visualizacion segun la presente invencion comprende un proyector 3 y un componente 4 de soporte. Tambien se proporciona un reflector 2. El proyector 3 comprende una o mas fuentes de luz que, en uso, estan controladas por electronica de control para proyectar luz 5 sobre, en este ejemplo, un reflector 2. El reflector 2 es una tira alargada montada en una estructura 1 que puede ser, por ejemplo, un rascacielos, puente, torre, o una estructura independiente. El reflector se monta preferiblemente en vertical para optimizar el efecto de visualizacion. En algunas circunstancias, la estructura 1 puede tener un componente que tenga propiedades reflectantes y que pueda utilizarse para recibir y reflejar la luz 5 en lugar del reflector 2.
En este ejemplo, la fuente 3 de luz del proyector es una fuente de diodo laser capaz de emitir en tres colores, pero podna ser un laser de gas u otra fuente de luz coherente o colimada de otro modo y puede estar formada por multiples fuentes de luz. Como alternativa a una fuente de luz laser, se podna utilizar una fuente de luz colimada apropiada tal como una disposicion de focos, un proyector digital o una disposicion de LED.
En uso, la fuente 3 de luz que se proyecta esta montada mediante un soporte 4 para que pueda proyectar luz 5 sobre el reflector 2 o superficie de la estructura 1, estando la sujecion directamente sobre la estructura, o tambien posiblemente sobre una estructura separada cierta distancia de la estructura 1. En cualquier caso la luz proyectada 5 se refleja 6 de vuelta hacia un observador 7. Como se puede ver a partir de la Figura 2, es posible proporcionar un perfil para el reflector 2 que sea apropiado para el angulo de vision previsto del sistema. Se puede ver que el reflector 2 es efectivamente una unica tira fina de material, que basandose en su forma geometrica y/o las propiedades reflectantes, refractivas y difractivas del material puede servir para aumentar, disminuir o dar forma de otro modo al angulo de luz reflejada 6, sirviendo para mejorar la eficacia del sistema y tal vez para evitar reflejos molestos en edificios adyacentes o proporcionar un angulo de vision de la imagen reducido o aumentado si asf se desea.
Como se puede ver, el reflector puede estar conformado para dirigir la luz reflectante en una gama de direcciones particulares para aumentar el angulo de vision de la reflexion o para reducirlo o para dirigir la luz reflejada tal vez hacia abajo o, de hecho, como alternativa, hacia arriba, para su visualizacion. El reflector 2 puede ser una unica tira continua 8, o puede estar compuesto por componentes con diferentes perfiles para seleccionar cuidadosamente donde se dirige la luz.
El reflector 2 puede estar formado a partir de un material que tiene una estructura de superficie microscopica para proporcionar cualidades difractivas o refractivas y/o para mejorar la reflexion. Tambien puede estar dispuesto para filtrar las longitudes de onda a las que se refleja la luz o incluir una propiedad fluorescente para proporcionar luz de salida fluorescente para su visualizacion. Por ejemplo, el proyector puede tener una fuente de radiacion electromagnetica colimada tal como un maser o un laser de radio.
Con referencia a la Figura 3, se explicara la forma de elaboracion de los datos para el control del proyector 3 por la electronica de control. Se proporciona una imagen 10 a la electronica de control y se divide primeramente en una serie de un numero X de columnas, teniendo cada columna un numero de pfxeles y. Una vez que la imagen 10 esta descompuesta en las columnas, se subdivide entonces en datos de pfxeles que refieren cada pixel desde la parte superior de la imagen hasta la parte inferior de la imagen. Los datos para cada imagen de columna se proporcionan entonces en sucesion a la electronica de control, que proporciona los datos sucesivamente al proyector 3. La fuente de luz del proyector 3 proyecta la luz 5 del color y la intensidad requeridos para que se corresponda con los pfxeles de la columna y la luz dirigida sobre el reflector 2 a un espacio de localizacion ffsica espedfico se corresponde con la distribucion de pfxeles y la imagen. La informacion para cada columna a su vez se proyecta entonces en secuencia sobre el reflector 2. La velocidad de proyeccion es tal que la persistencia de la vision del observador da lugar a que el observador vea lo que parece ser simplemente una unica tira de luz reflejada desde el reflector 2 si no hay movimiento relativo en la direccion perpendicular al reflector entre los ojos del observador 7 y el reflector 2. Sin embargo, si hay un movimiento relativo, el observador, debido al efecto de persistencia de la vision, puede ver toda la imagen segun su ojo mira transversalmente al reflector.
Esto conduce a un efecto distintivo en el que la atencion del observador es atrafda hacia la visualizacion, ya que lo que se percibfa como una lmea continua de luz cuando los ojos del observador estaban quietos se percibe ahora como una imagen a medida que los ojos se mueven.
Se apreciara que, con el procesamiento apropiado, se puede proyectar una imagen en movimiento.
Tambien se apreciara que las fuentes de luz del interior del proyector 3 y la electronica de control se pueden construir tanto para proporcionar imagenes monocromaticas como multicolores. Cuando se requiera, esto se puede proporcionar mediante una fuente de luz que sea capaz de emitir en una amplia gama de longitudes de onda o mediante multiples fuentes de luz. Incluso se considera posible que la fuente de luz pueda emitir fuente de luz en una longitud de onda no visible y el reflector este construido para proporcionar una adaptacion apropiada de la luz recibida de la misma, de tal modo que la luz vista por el observador 7 sea visible y este modulada o filtrada de un modo particular.
La presente invencion, por tanto, proporciona un sistema de visualizacion que es simple de construir e instalar sin la necesidad de disponer una gran cantidad de componentes o elementos estructurales adicionales sobre el edificio 1 sobre el que proyecta la luz 5. Efectivamente, todo lo que se necesita es, si la estructura en sf no tiene el componente reflectante apropiado, una unica tira de material reflectante que es ligera y facil de instalar. Ademas, 5 con la disposicion de la presente invencion, es muy facil cambiar la imagen que se muestra, y hay un numero mmimo de componentes para el mantenimiento. La invencion tambien permite la provision de una imagen de caracter distintivo e inusual que es llamativa y, por tanto, de particular beneficio para los anunciantes.

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un sistema de visualizacion para mostrar una imagen, comprendiendo el sistema:
    un reflector (2);
    un proyector (3) que comprende al menos una fuente de luz colimada; y
    5 un controlador para recibir datos de imagen y controlar la fuente de luz,
    configurado de tal modo que, en uso, una serie de columnas de datos de imagen que representan una imagen (10) se proyectan de manera secuencial sobre el reflector (2) de tal manera que las columnas proyectadas aparecen superpuestas unas a otras cuando se reflejan en el ojo de un observador (7) y de tal manera que, debido a la persistencia de la vision, cuando el ojo del observador se mueve en una direccion perpendicular a la direccion de 10 orientacion de las columnas proyectadas, el observador puede ver la imagen.
  2. 2. Un sistema segun la reivindicacion 1, en donde el reflector (2) tiene una seccion transversal curvada o en forma de U, o facetada, para controlar la luz reflejada y el angulo de vision de la imagen (10).
  3. 3. Un sistema segun la reivindicacion 1 o 2, en donde el reflector (2) tiene una estructura de superficie microscopica para la difraccion y/o refraccion sistematicas para controlar la luz reflejada y el angulo de vision de la imagen (10).
    15 4. Un sistema de visualizacion segun cualquier reivindicacion precedente, en donde el proyector (3) comprende
    multiples fuentes de luz.
  4. 5. Un sistema de visualizacion segun cualquier reivindicacion precedente, en donde la luz que crea la imagen (10) comprende una diversidad de longitudes de onda de luz.
  5. 6. Un sistema de visualizacion segun cualquier reivindicacion precedente, en donde la imagen (10) es una imagen 20 en movimiento.
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