MXPA05004473A

MXPA05004473A - Sistema de iluminacion para la visualizacion de imagenes sin ruptura de color.

Info

Publication number: MXPA05004473A
Application number: MXPA05004473A
Authority: MX
Inventors: Sarayeddine Khaled
Original assignee: Thomson Licensing Sa
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2003-10-13
Publication date: 2005-07-26
Also published as: JP2006504129A; US20060098169A1; US7461940B2; CN100417988C; AU2003288267A1; JP4642470B2; FR2846435A1; WO2004038499A1; KR100997915B1; KR20050072115A; CN1708722A; EP1557046A1

Abstract

La invencion se refiere a un sistema de visualizacion de imagenes que comprende: una fuente de luz (1) que emite un haz de laser de iluminacion, un modulador espacial (2) de luz controlado por las senales de video de control correspondientes a una sucesion de cuadros de imagenes; un filtro de matriz (3) que consiste de un arreglo de diferentes filtros de color elementales, iluminados por el haz de iluminacion y que transmite un haz espacialmente filtrado en color al modulador espacial (2) de luz, una imagen del filtro es producida sobre una superficie de entrada del modulador espacial de luz; los medios para desplazar la imagen (3) del filtro sobre la entrada del modulador espacial (2) de luz; y un dispositivo de control para controlar al menos una secuencia de desplazamientos de la imagen de filtro despues de cada visualizacion del cuadro de imagen.

Description

SISTEMA DE ILUMINACIÓN PARA LA VISUALIZACIÓN DE IMÁGENES SIN RUPTURA DE COLOR DESCRIPCION DE LA INVENCION La invención se refiere a un sistema para visualizar imágenes con ayuda de un modulador espacial de luz . Esta aplica más particularmente a los sistemas de retroproyección o proyección de vídeo de mono-visualización, con visualización de matriz, y más particularmente a los sistemas que emplean una imagen de retransmisión corriente arriba de la pantalla de proyección. Esta está dirigida a mejorar la calidad de la imagen para los sistemas secuenciales de color. Además, ésta hace posible degradar un vídeo obtenido con una cámara de grabación que grabó la imagen proyectada sobre la pantalla de proyección. Son conocidos dos tipos de arquitectura de mono-visualizado : a- aquel donde todos los pixeles (elementos de imagen) de la imagen siempre ven el mismo color: "todo rojo" , "todo verde" , o "todo azul" ; esto es lo que se obtiene por . el uso de una rueda de colores la cual gira enfrente del formador de imágenes. Este modo es llamado "secuencial de color" ; b- aquel donde la exploración de la imagen tiene lugar "línea por línea" (el caso de "corrimiento de color"). Todos los pixeles de un grupo de líneas del formador de imagen ven el mismo color, de modo que para cada línea, existe en sucesión una línea "toda roja", "toda verde", y "toda azul". Este efecto puede ser obtenido mediante el uso de un filtro giratorio que tiene bandas helicoidales de color eliminado. Los sistemas de proyección o retro-proyección pueden surgir por lo tanto en diversas configuraciones. La invención se refiere a las configuraciones de mono-visualizador, que operan en el modo secuencial de color, y capaces, de emplear un plano accesible corriente arriba del formador de imagen principal y ópticamente conjugado con éste último. Es conocido, por ejemplo, del documento US2002/0024618 , que tales sistemas que operan en el modo secuencial de color dan origen a riesgos de ruptura de color durante la proyección, que provocan la aparición de contornos múltiples y coloreados sobre las imágenes visualizadas, cuando estas imágenes se están moviendo o cuando el observador desplaza su mirada sobre la imagen proyectada. Estas rupturas de color se desprenden del hecho de que las tres subestructuras de imagen primaria, roja, verde y azul, las cuales después de la integración por el ojo, forman una y la misma imagen policromática completa, son visualizadas una después de la otra y por lo tanto a diferentes instantes. El documento US2002/0024618 propone una solución a este problema, en el caso donde cada imagen policromática que va a ser visualizada va a ser distribuida no en una secuencia de tres sub-cuadros monocromá icos rojo, verde y azul, sino en una secuencia de cuatro sub-cuadros, roja, verde, azul y blanca. Este documento propone que los pixeles o celdas de la pantalla de matriz sean agrupados en grupos de cuatro pixeles adyacentes, y que la pantalla sea iluminada de una manera tal que los cuatro pixeles de cada uno de los grupos sean iluminados por diferentes colores, uno en rojo, un segundo en verde, un tercero en azul, y el cuarto restante en blanco. En cada sub-cuadro de imagen, la iluminación policromática es por lo tanto llevada a cabo, la cual forma sobre la cara de entrada de la pantalla de matriz un mosaico de "parches" de color, cada parche de color homogéneo correspondiente a un pixel. La imagen policromática que va a ser visualizada es luego compuesta secuencialmente por la alternancia del color de iluminación de cada uno de los pixeles dentro de cada grupo. De esta manera, como se indica en el párrafo 19 de este documento, los colores que iluminan los pixeles adyacentes de una y la misma estructura son mezclados por la síntesis aditiva yuxtapuesta; ya que cada sub-cuadro, como se mencionó anteriormente, ya no es monocromático, el observador ya no percibe más las rupturas de color cuando su mirada se desplaza sobre la imagen o cuando las imágenes se están moviendo . La invención propone un mejoramiento en la solución general enseñada por el documento US2002/0024618 el cual hace posible obtener, de una manera mucho más simple que las modalidades descritas en este documente, la eliminación policromática de la pantalla de matriz durante cada sub-cuadro : específicamente, para obtener esta iluminación policromática, se propone: utilizar un filtro de matriz formado de un mosaico de filtros monocromáticos elementales, para iluminar este filtro por una fuente policromática en general blanca, y para construir la imagen de este filtro iluminado de este modo sobre la cara de entrada del modulador espacial, utilizar medios para desplazar la imagen de este filtro de un sub-cuadro al siguiente, de una manera tal como para alternar el color de iluminación de cada uno de los pixeles o el grupo de pixeles de este modulador.

La invención hace posible de este modo resolver el problema de ruptura de color de una manera mucho más simple que en la técnica anterior. La invención se refiere por lo tanto a un sistema para visualizar imágenes con la ayuda de un modulador de luz espacial que comprende: • una fuente de luz que emite un haz de iluminación; • un modulador espacial de luz que comprende una matriz de pixeles controlados por las señales de control de vídeo correspondientes a una sucesión de cuadros de imágenes que van a ser visualizados; • un filtro de matriz formado de un mosaico de filtros elementales de diversos colores, iluminado por el haz de iluminación y que transmite un haz de color espacialmente filtrado, hacia el modulador espacial de luz ; • medios para producir una imagen del filtro sobre una cara de entrada del modulador espacial de luz; • medios de desplazamiento para desplazar la imagen del filtro sobre la cara de entrada del modulador espacial de luz y • un dispositivo para controlar estos medios de desplazamiento, haciendo posible controlar al menos una secuencia de desplazamientos de la imagen del filtro durante cada cuadro de imagen. 6 El dispositivo de control está adaptado para controlar los desplazamientos de la imagen del filtro en sincronía con las señales de control de vídeo del modulador espacial de luz. Preferentemente, cada desplazamiento de una secuencia corresponde a un múltiplo de la dimensión de la imagen de un filtro elemental sobre la cara de entrada del modulador espacial. Preferentemente, las dimensiones y la posición de los filtros elementales están adaptados de modo que la imagen de cada uno de ellos en la cara de entrada del modulador espacial, cubre una pluralidad de pixeles. Las dimensiones de cada filtro elemental son entonces tales que éstas permiten la iluminación de un número de pixeles del modulador espacial de luz, que es un número entero mayor de uno. Es decir, cada filtro elemental está adaptado para iluminar simultáneamente diversos pixeles adyacentes durante cada sub-cuadro de imagen. Uno de los inconvenientes de los diversos dispositivos de iluminación de modulador espacial, descritos en el documento US2002/0024618 es que éstos deben ser adaptados para obtener, durante cada sub-cuadro de imagen, la iluminación de diversos colores sobre pixeles adyacentes, lo cual en la práctica se vuelve extremadamente difícil de obtener, tomando en cuenta el tamaño pequeño de 7 los pixeles de la pantalla. La invención hace posible evitar este inconveniente. En la práctica, son preferentemente ideados materiales de modo que los límites de la imagen de cada filtro elemental correspondan a los espacios inter-pixeles sobre la cara de entrada del modulador, las mezclas de color dentro de uno y el mismo píxel son de este modo evitadas. Cada filtro elemental hace posible de este modo iluminar la totalidad de los diversos pixeles. El mosaico puede ser monodimensional , en el sentido de que éste incluye por ejemplo, únicamente una columna de los filtros elementales de diversos colores; cada filtro elemental forma entonces una banda coloreada monocromáticamente, que se extiende sobre la anchura completa del filtro. Durante un sub-cuadro de imagen, todos los pixeles de un grupo de hileras del modulador espacial ven simultáneamente entonces el mismo color. Durante una sucesión de sub-cuadros cada hilera de pixeles es sucesivamente iluminada en rojo, en verde y en azul. La invención hace posible de este modo obtener, de una manera muy simple, un corrimiento de las bandas de color sobre el modulador espacial . Preferentemente, con el fin de resolver mejor el problema anteriormente mencionado de ruptura de color, el mosaico es bidimensional y los filtros elementales monocromáticos están acomodados en varias hileras y en varias columnas; si el modulador espacial de luz comprende una matriz bidimensional de pixeles cada una formada por una válvula óptica y acomodada en hileras y columnas, la dirección de la imagen de los filtros elementales sobre la cara de entrada del modulador, corresponde a aquella de las hileras de pixeles, y la dirección de la imagen de las columnas de los filtros elementales sobre la cara de entrada del modulador corresponde a aquella de las columnas de pixeles; las válvulas ópticas pueden ser celdas de cristal líquido o elementos de microespejo. De acuerdo a una modalidad preferida de la invención, dicho mosaico es formado por la repetición de bloques de los filtros elementales, exhibiendo estos bloques contornos idénticos, y cada uno está compuesto de al menos dos filtros elementales de diferentes colores; ya que todos los bloques tienen los mismos contornos, es decir la misma geometría, cada bloque comprende por lo tanto el mismo número de filtros elementales; en el filtro, las distribuciones de los filtros elementales de diferentes colores en los bloques pueden ser diferentes de un bloque a otro. Preferentemente, cada bloque comprende tres filtros elementales: uno rojo, uno verde y uno azul. De acuerdo a otra modalidad variante de la invención, existe la provisión para que un bloque comprenda más de dos filtros, los cuales están adyacentes pero no alineados . De acuerdo a otra modalidad variante de la invención, existe la provisión para que un bloque comprenda más de dos filtros que están adyacentes y alineados. Preferentemente, estos bloques son entonces acomodados de una manera tal que los filtros elementales de color similar están alineados a lo largo de una dirección alineada con respecto a aquella de las hileras y a aquella de las columnas de los. filtros elementales. Durante el diseño de un filtro, tales bloques serán por lo tanto desplazados uno con respecto al otro, para obtener así patrones en los cuales los filtros elementales de color similar están alineados a lo largo de las direcciones inclinadas; preferentemente dos hileras serán entonces mutuamente intercambiadas y/o dos columnas serán entonces mutuamente intercambiadas. Tal filtro será fácil de diseñar y de utilizar, mientras que se revuelve el patrón formado por los grupos de bloques. Preferentemente, el filtro comprende el mismo número de filtros elementales de cada color en las diversas hileras y en las diversas columnas del filtro. Se puede realizar la provisión para el mosaico sea un montaje de patrones idénticos, cada uno comprendiendo el mismo número de bloques y el mismo número 10 de filtros elementales de cada color en cada una de las hileras, y en cada una de las columnas de los filtros elementales de este patrón. Esto hará posible, de una manera más dependiente, obtener una imagen blanca para cada píxel del modulador espacial de luz que está en el estado encendido . Preferentemente, los medios de desplazamiento están adaptados para desplazar la imagen del filtro similar al mosaico transversalmente a la dirección del haz de iluminación. De acuerdo a una modalidad, los medios de desplazamiento comprenden un dispositivo de deflexión de luz localizado entre el filtro de matriz y el modulador espacial de luz; este dispositivo está adaptado para desplazar la imagen del filtro sobre la cara de entrada del modulador; el dispositivo de control permite de este modo la deflexión, por el dispositivo de deflexión, del haz de iluminación espacialmente filtrado, produciendo de este modo desplazamientos de la imagen del filtro sobre la cara de entrada del modulador espacial de luz. Ventajosamente, el dispositivo de deflexión comprende un espejo orientable; el filtro de luz y el modulador espacial de luz son entonces acomodados simétricamente con respecto a una superficie divisora de haz; el sistema comprende entonces un dispositivo de formación de imagen que recibe la luz emitida por el filtro 11 de matriz, retransmitiéndola al espejo el cual la refleja hacia la superficie divisora vía el dispositivo óptico formador de imagen, cuya superficie divisora refleja la luz hacia una cara de entrada del modulador espacial de luz, una imagen del filtro de matriz es formada de este modo sobre la cara de entrada del modulador espacial de luz, siendo desplazable esta imagen sobre esta cara de entrada por rotación del espejo orientable. Los desplazamientos indicados anteriormente permiten el desplazamiento de la imagen del filtro sobre el modulador espacial de luz, de una manera tal que cada secuencia de desplazamiento de la imagen del filtro sobre la cara de entrada del modulador de luz espacial permite la iluminación sucesiva de cada plxel del modulador espacial de luz por todos los filtros elementales de uno y el mismo bloque. Por lo tanto, esto hace posible colorear una imagen del modulador espacial de luz. Además, se puede realizar la provisión, durante cada cuadro de imagen, para que cada píxel del modulador espacial de luz sea iluminado sucesivamente por todos los filtros elementales de un bloque bajo el efecto de una primera secuencia de desplazamiento, luego por todos los filtros elementales de otro bloque más bajo el efecto de una secuencia de desplazamientos. 12 De acuerdo a esta variante, la piratería con la ayuda de cámaras grabadoras puede ser hecha más difícil a través de la invención. Específicamente, la invención hará posible visualizar, con una secuencia aleatoria, imágenes que exhiben estructuras coloreadas cuando éstas son visualizadas por una cámara grabadora. Estas estructuras coloreadas no son visibles al ojo sobre la imagen proyectada desde el modulador espacial, debido a que el ojo produce un promedio de deslizamiento analógico de los diversos sub-cuadros. Estas estructuras coloreadas por una parte serán visibles sobre la cinta de vídeo de la cámara grabadora que grabó la imagen proyectada, debido al hecho de que el muestreo temporal llevado a cabo por la cámara grabadora puede ya no corresponder al muestreo temporal de los sub-cuadros de imagen exhibidos por el modulador espacial del sistema de acuerdo a la invención. La revoltura de la imagen de vídeo que emana de la cámara grabadora puede disuadir la comercialización del tal vídeo pirateado . Preferentemente, todas las secuencias de desplazamientos controlados por el dispositivo de control están adaptados de modo que la integración de las imágenes del filtro que se obtienen sobre el grupo de desplazamiento de la secuencia o secuencias de cada cuadro, imparte una colorimet ía blanca a la cara de entrada del modulador espacial de luz. Si cada cuadro ¦ comprende solo una secuencia simple, cada secuencia imparte por si sola una colorimetría blanca. Si cada cuadro comprende una combinación de secuencia imparte una colorimetría blanca, no obstante, sin que cada secuencia imparte únicamente una colorimetría blanca. En el caso donde cada cuadro comprende una primera secuencia y al menos una segunda secuencia, estas secuencias son preferentemente adaptadas de modo que la integración, de las imágenes del filtre, que son obtenidas sobre el grupo de desplazamientos de cualquiera de estas secuencias, imparte una colorimetría no blanca a la- cara de entrada del modulador espacial de luz, ya que únicamente la sucesión de varias secuencias imparte una colorimetría blanca tal arreglo conducirá al arreglo de las imágenes del modulador espacial de luz, que son filmadas por una cámara grabadora . Para prevenir de manera más efectiva la piratería por una cámara grabadora, preferentemente el dispositivo de control posee las características de diversas combinaciones de al menos dos secuencias de desplazamientos, elegidas de entre una pluralidad, haciendo posible cada combinación impartir una colorimetría blanca de la cara de entrada del modulador espacial de luz. El dispositivo de control selecciona entonces, a partir de 14 estas combinaciones, diferentes combinaciones para cuadros sucesivos. No es vital cambiar la combinación entre cada cuadro, sino únicamente entre ciertos cuados, los cuales pueden ser elegidos aleatoriamente. Preferentemente, la selección de la combinación de entre la pluralidad es también aleatoria. Además, se puede realizar la provisión para que el dispositivo de control posea las características de una pluralidad de diferentes secuencias de desplazamientos que hacen posible impartir una colorimetría blanca a la cara de entrada del modulador espacial de luz, y para que este dispositivo seleccione, de entre esta pluralidad, diferentes secuencias para cuadros sucesivos. Si el tiempo de integración de una imagen grabada por una cámara grabadora traslapa dos cuadros de diferentes secuencias, esto culminará ventajosamente en un deterioro de las imágenes del modulador espacial de luz que son filmadas por esta cámara grabadora. No es vital cambiar la secuencia entre cada cuadro, sino únicamente entre ciertos cuadres, los cuales pueden ser elegidos aleatoriamente. Preferentemente, la selección de secuencias de entre la pluralidad es también aleatoria. Las diversas materias de interés y características de la invención se volverán más claramente 15 aparentes en la descripción siguiente dada a manera de ejemplo no limitante, y las figuras que representan: la figura 1, una modalidad ejemplar general del sistema de la invención; la figura 2, un filtro de matriz ejemplar aplicado en el sistema de la figura 1; la figura 3, una modalidad ejemplar del sistema de la invención; la figura 4, una modalidad variante del sistema de la invención; las figuras 5a a 5f, modalidades ejemplares de un filtro de acuerdo a la invención; las figuras 6a a 61, figuras que hacen posible explicar la operación del sistema de la invención; las figuras 7a a 7c, de la ilustración de la operación anti -piratería de la cámara grabadora; las figuras 8a a 8c, una modalidad variante del filtro de acuerdo a la invención. Con referencia a las figuras 1 y 2, se describirá por lo tanto una modalidad general ejemplar del sistema de la invención. Este sistema comprende una fuente de luz que emite preferentemente un haz de luz blanca que hace posible iluminar un modulador espacial 2 de luz. Este modulador espacial de luz comprende un grupo de pixeles 16 (elementos de imagen) acomodados en forma de matriz, y es por ejemplo una válvula de cristal líquido. Un filtro 3 hace posible filtrar espacialmente las diversas longitudes de onda correspondientes a los colores rojo, verde y azul, para iluminar, así el modulador espacial 2 de luz con haces de diversos colores. Un dispositivo óptico 4 de transmisión hace posible formar la imagen de cada punto del filtro 3 sustancialmente en el plano del modulador espacial 2 de luz. Además, en el caso de una aplicación de proyección o retro-proyección, un dispositivo óptico de salida 6 hace posible configurar el haz transmitido por el modulador espacial de luz . El filtro 3 posee un grupo de filtros elementales de diferentes colores (es decir, de diferentes características de filtración de longitud de onda) . Preferentemente, cada filtro elemental ha sido posible iluminar un número entero mayor que uno de pixeles del modulador espacial de luz. La figura 2 representa un ejemplo de un filtro de acuerdo a la invención, encarnado en la forma de una matriz bidimensional , es decir organizado en hileras y columnas, de filtros elementales rojo (R) , verde (G) y azul (3). La distribución de los diversos filtros elementales R, G y B será explicada posteriormente. 17 Un dispositivo de control 5 hace posible desplazar la filtración espacial del haz de iluminación, remontándose esto al desplazamiento de la imagen del filtro 3 sobre la cara de entrada del modulador espacial 2 de luz. Como se representa en la figura 1, el dispositivo de control 5 puede controlar este desplazamiento: ya sea mediante el desplazamiento de filtro 3 perpendicularmente a la dirección del haz de iluminación como se indica por la flecha D; o mediante la provisión de un dispositivo 7 de deflexión o traslación del haz, entre el filtro 3 y el modulador espacial 2 de luz. Por ejemplo, en la figura 1, una deflexión del haz transmitida al modulador espacial de luz es obtenida mediante la rotación del dispositivo 7 como se indica por la flecha R. El dispositivo de control 5 controla de este modo el desplazamiento de la imagen del filtro sobre la cara de entrada del modulador espacial 2 de luz. Este desplazamiento es realizado paso por paso a lo largo de dos direcciones ortogonales, de modo que la imagen de filtro, se desplaza sobre la cara de entrada del modulador espacial de luz en dos direcciones ortogonales, paralelas a las hileras y a las columnas. Con cada desplazamiento, la separación o desplazamiento es igual a un múltiplo de la separación de distribución de las imágenes de los filtros elementales del filtro 3 sobre la cara de entrada del modulador espacial de luz. Considérese que el punto p2 del modulador espacial de luz es iluminado por un filtro elemental situado en el punto p3 del filtro. En un instante tO, el filtro elemental localizado en el punto p3 es de un color determinado, rojo por ejemplo y el píxel situado en el punto p2 del modulador espacial de luz es iluminado por luz roja. En un instante ti después de esto, bajo el control del desplazamiento del filtro 3 por el dispositivo 5, el filtro elemental localizado en' el mismo filtro p3 es verde (por ejemplo) , y el píxel del punto p2 es iluminado por luz verde. En otro instante más t2 , el filtro elemental localizado en p3 puede después de esto estar azul y el píxel situado en p2 es iluminado por luz azul . La distribución de los sities elementales R, G y B del filtro 3 es efectuada de una manera tal que mediante la provisión de desplazamientos apropiados del filtro, es obtenida una luz que es en promedio percibida como blanca para todos los pixeles del modulador espacial de luz, cuando estos pixeles están en el estado encendido para las diversas posiciones de los desplazamientos, siendo este así para el tiempo de integración adecuado para el ojo. 19 En el caso donde el dispositivo de control da origen a un desplazamiento de la imagen del filtro sobre la cara de entrada del modulador espacial de luz por deflexión del haz transmitido por el filtro, por ejemplo, la operación es similar. Un procesamiento de la señal sincrónica suministrará el visualizados o el formador de imágenes con señales de vídeo que combinan las imágenes iniciales de los tres colores, de acuerdo a un patrón idéntico a aquel de los filtros coloreados. El dispositivo de control 5 operará en sincronía con las señales de vídeo. Cada sub- imagen contendrá entonces pixeles de los tres colores, de acuerdo a un patrón aleatorio o seudo-aleatorio, y esto ya no colocará contornos de colores en diferentes instantes sino que los distribuirá sobre el tiempo. Esto atenuará el fenómeno de ruptura de color. La figura 3 representa una modalidad ejemplar de un sistema de proyección que utiliza el sistema de iluminación de acuerdo a la invención. En esta figura, se encuentran nuevamente la fuente de luz 1, el filtro 3, el dispositivo óptico 4, el modulador espacial 2 de luz, el dispositivo óptico 6 de salida, el dispositivo 7 de desviación o traslación de haces, y el dispositivo de control 5 de la figura 1.

Un dispositivo integrador de luz, el cual puede ser ejemplificado en la forma de una barra integradora 10, está interpuesto entre la fuente 1 y el filtro 3, para proporcionar así iluminación uniforme de la superficie del filtro 3 y subsecuentemente de la superficie del modulador espacial de luz. Además, en el caso, de un modulador espacial de luz que opera por reflexión, puede hacerse la provisión para un divisor de haces 8 asociado con la cara de entrada del modulador espacial de luz, cuya cara opuesta está reflejando o es proporcionada con un dispositivo de reflexión 12. La luz que se origina del filtro es transmitida al modulador espacial de luz que la modula espacialmente y la refleja hacia el divisor, que refleja luego la luz hacia el dispositivo óptico de salida 6. Se debe notar que' los medios de polarización de luz, necesarios para la operación del modulador espacial de luz, son bien conocidos en la técnica y no son representados en la figura. El dispositivo de control 5 hace posible desplazar el filtro 3 a lo largo de dos direcciones perpendiculares DX y DY contenidas en un plano transversal a la dirección del haz transmitido por la barra integradora 10, para desplazar así la imagen del filtro sobre la cara de entrada del modulador espacial de luz. De acuerdo a una 21 modalidad variante, un dispositivo 7 de deflexión o traslación de haces, controlado por el dispositivo 5, hace posible efectuar este desplazamiento de la imagen del filtro sobre la cara de entrada del modulador espacial de luz . Con referencia a la figura 4, será descrita una modalidad variante del sistema de proyección que aplica al sistema de iluminación de la invención, y que tiene la ventaja de ser compacto. El filtro 3 y el modulador espacial 2 de luz están acomodados simétricamente con respecto a una superficie 19 divisora de luz. De acuerdo a la modalidad ejemplar de la figura 4, esta superficie 19 es la superficie divisora de un cubo 18 divisor de haces. El filtro 3 es proporcionado con un dispositivo de deflexión 13, de modo que la luz que éste recibe proveniente de una fuente de luz y de un dispositivo integrador 10 a través de un divisor de haces 11 y a través de la superficie divisora 19, es reflejada hacia un dispositivo óptico 4 y un espejo 17. La luz reflejada por el espejo 17 es devuelta por el dispositivo óptico 4 y la superficie divisora 19 hacia el modulador espacial 2 de luz . La luz realiza por lo tanto un doble paso a través del dispositivo óptico 4; éste último está diseñado como un dispositivo óptico de Gauss doble, de modo que en virtud de las posiciones simétricas del filtro 3 y del modulador espacial 2 de luz con respecto a la superficie divisora 19 así como el doble paso de la luz a través del dispositivo óptico 4, la superficie del filtro es visualizada sobre la superficie de entrada del modulador espacial 2 de luz con amplificación 1 y sin distorsión. Como se puede observar en la figura 4, el espejo 17 es movible alrededor de dos ejes perpendiculares XI y X2. Los comandos de rotación Rl y R2 instruidos por el dispositivo 5 hacen posible desplazar la imagen del filtro 3 sobre la cara de entrada del modulador espacial de luz en dos direcciones perpendiculares, horizontal y verticalmente , en particular. Cuando el espejo está perpendicular a la dirección del haz que éste recibe desde el filtro, éste está en una posición media. Será favorecida la operación en la cual :las rotaciones Rl y R2 provocan que el espejo oscile alrededor de esta posición media. El modulador espacial 2 de luz es proporcionado en su cara opuesta a su cara de entrada, con un dispositivo de reflexión 12. La luz que se origina del filtro 3 y que ilumina el modulador espacial de luz es por lo tanto reflejada hacia el objetivo de salida 6. Como sé describió anteriormente, los medios de polarización necesarios para la operación del sistema son completamente conocidos en la técnica y son por lo tanto no representados en la figura. Con referencia a las figuras 5a a 5f, el diseño de un filtro 3 de acuerdo a la invención será descrito ahora . Como se indicó al principio, ese filtro comprende una matriz de filtros elementales coloreados, es decir aquellos que tienen diferentes características de filtración de longitud de onda óptica. La distribución de los filtros elementales es tal que el filtro 3 exhibe una repetición de patrones cada uno consistiendo de un número determinado de filtros elementales. Por ejemplo, las figuras 5b y 5c representan un patrón de 3 x 3 filtros elementales y las figuras 5d y 5e representan un patrón de 6 6 filtros elementales. Es por supuesto obvio, que un patrón podría comprender más filtros elementales. Un método para obtener estos patrones es como sigue: en una matriz m x n en donde m x n es un múltiplo de tres, se elige una forma de un bloque de tres filtros elementales por ejemplo (en el caso de la operación en tres colores) tal como la forma de la figura 5a para producir el parchado de la figura 5b (o aquel de la figura 5d) . La distribución de los filtros elementales R, G y B puede ser diferente en los diversos bloques de ios tres filtros elementales. De este modo, el bloque Mi es 24 diferente del bloque M2 con respecto a la distribución de los filtros elementales R, G y B. Los colores de los filtros elementales son colocados aleatoriamente sobre las diversas formas, mientras que no obstante, preferentemente se cumple con los criterios de homogeneidad completa (por ejemplo: el mismo número de pixeles de cada color para las hileras y las columnas de la matriz) . Los patrones obtenidos (figuras 5c ó 5e) serán replicados por traslación para cubrir la totalidad del filtro 3. Se notará que con el fin de tomar en cuenta el desplazamiento de la imagen del filtro 3 sobre la superficie del modulador espacial 2 de luz y con el fin de que en todos los casos esta imagen cubra el modulador espacial de luz, será proporcionado un filtro de área superficial más grande que aquella del modulador espacial de luz. Si se proporcionan traslaciones de ±1, ±2 ó ±3 filtros elementales, las dimensiones del filtro serán incrementadas por hileras y por columnas correspondientes de una a tres hileras y una a tres columnas de filtros elementales del patrón en cada dirección. Será ahora descrita la operación del sistema, cuando la imagen del filtro sobre la superficie del modulador espacial de luz es desplazada. 25 Para cada imagen de color que va a ser generada, será definida una posición inicial para el dispositivo de desplazamiento de entre todas las posiciones posibles (por ejemplo, para una expulsión de ±2 pixeles en cada dirección 25 posiciones son posibles, 9 posiciones por ±1 pixel en cada dirección) . Esta posición generará el primer sub-cuadro per la formación de imágenes de pixeles rojo, verde y azul a través de los patrones del filtro 3. Asúmase que el filtro 3 es encarnado a través del montaje de cuatro patrones tal como aquel de la figura 5e . La figura 5f representa la imagen del filtro sobre la cara de entrada del modulador espacial de luz. Asúmase que se observa la posición X de la imagen de la figura 5f (columna 7 y la hilera 8 de la imagen) . Durante el primer sub-cuadro esta posición es iluminada en rojo. Los siguientes dos sub-cuadros tendrán que ser iluminados después de los desplazamientos que cumplen con la forma de la figura 5a, de modo que la mayor parte de las posiciones del modulador espacial de luz son iluminadas por los tres colores. Por ejemplo, para el segundo sub-cuadro, el patrón tendrá que ser trasladado por un filtro elemental hacia la izquierda, de modo que un filtro elemental verde (hilera 8, columna 8) ilumina la posición X del modulador. Después de esto, para el tercer sub-cuadro, es el filtro 26 elemental azul de la hilera 7 y de la hilera 8 el que iluminará la posición X, haciendo esto a través de una traslación de un filtro elemental hacia abajo. Las formas de la figura 5a que son distribuidas regularmente en el patrón de la figura 5b y subsecuentemente, en el filtro de la figura 5c, es por lo tanto observado que todas las posiciones tales como X del modulador espacial de luz habrán sido iluminadas por la luz roja, verde y azul después de dos desplazamientos de la imagen del filtro sobre la superficie del modulador espacial de luz. Si todos los pixeles del modulador espacial de luz están encendidos durante la totalidad de esta ¦ secuencia, el observador observa entonces una luz transmitida por el modulador, que es la combinación de rojo, de verde y de azul y que es por lo tanto blanca. En ciertos casos, se nota que puede suceder que el hecho de tener en el filtro 3, filtros elementales vecinos de color similar, conduce a tener, después de tres desplazamientos durante tres sub-cuadros, una imagen que no es perfectamente blanca. Para remediar esto, se hace la provisión la rebalancear la colimetría por tres desplazamientos adicionales durante los tres sub-cuadros subsecuentes. Las figuras 6a a 61 ilustran esta operación. La figura 6a representa la imagen del filtro sobre la parte útil del modulador espacial de luz en la forma de una matriz de números. Cada número representa un color: un "1" representa azul; un "10" representa verde; - un "100" representa rojo. En lo subsecuente, los números unitarios representarán azul, las decenas verde y las centenas rojo. Esto implica que un punto representado por un número 110, por ejemplo, contendrá el color rojo y el color verde, pero no el color azul. La imagen del filtro de la figura 6a es proyectada sobre la cara de entrada del modulador espacial de luz a un instante determinado, mientras que está en una posición determinada x = 0 e y = 0. Se asume que todos los pixeles del modulador están encendidos. La figura 6b representa la imagen que debería ser percibida por un observador quien observa la imagen visualizada por el modulador espacial de luz. Esta imagen es por el memento aquella de la imagen del filtro. En particular, el punto de la hilera 8 y de la columna 8 tiene el valor 10 (verde) . La imagen del filtro será desplazada de una manera tal como para describir la forma de un bloque tal como se representa en la Figura 5a. La Figura 6c, la imagen del filtro es desplazada por un espacio hacia la izquierda (x=i e y=0) . Un 28 observador debería percibir, en la Figura 6d, la superposición de la imagen de la Figura 6b y la imagen de la Figura 6c. Por ejemplo, el punto de la hilera 8 y de la columna 8 tiene el valor 110 y él debería percibir una superposición de rojo y verde, por ejemplo amarillo. En la Figura 6e, la imagen del filtro es desplazada por un espacio hacia abajo (x=l e y=l) . Un observado debería percibir la superposición de la imagen de la Figura 6d y la imagen de la Figura 6e . Esto es representado por la Figura 6f. Por ejemplo, el punto de la hilera 8 y de la columna 8 tiene el valor 210 y el debería percibir una superposición de rojo y de verde, siendo el rojo entonces dos veces más intenso que el verde, por ejemplo un color anaranjado. La integración de las diversas imágenes observadas por el observador no da una imagen blanca. En particular; por ejemplo, se puede observar que el punto de la hilera 8, la columna 8 no- comprende color azul y comprende rojo que es dos veces más intenso que el verde. La imagen del filtro será desplazada por lo tanto nuevamente para hacerla describir una forma tal como aquella de la Figura 5a. En la Figura 6g, la imagen del filtro es desplazada, por' ejemplo por tres espacios hacia la izquierda por ejemplo (x=4 e y=l) . Un observador debería 29 percibir, en la Figura 6h, la superposición de la imagen de la Figura 6f y la imagen de la Figura 6g. Por ejemplo, el punto de la hilera 8 y de la columna 8 tiene el valor 220 y él debería percibir una superposición de rojo y de verde (color amarillo) . En la Figura 6i, la imagen del filtro es desplazada después de esto por un espacio hacia abajo (x=4 e y=0) . Un observador debería percibir, en la Figura 6 , la superposición de la imagen de la Figura 6i y de la imagen de 6h. El punto de la hilera 8 y de la columna 8 tiene el valor 221, y el observador debería percibir una superposición de rojo, de verde y de azul, con una intensidad más débil de azul . En la Figura 6k, la imagen del filtro es desplazada finalmente por un' espacio hacia la derecha (x=3 e y=0) . Un observador debería percibir, en la Figura 61, la superposición de la imagen de la Figura 6k y la imagen de la Figura 6 . El punto de la hilera 8 y de la columna 8 tiene el valor 222. Después de la integración de las diversas imágenes producidas en el curso de los diversos desplazamientos precedentes, el observador percibe por lo tanto una luz blanca en el punto de la hilera 8, la columna 8. Al analizar el comportamiento de los diversos puntos del modulador espacial de luz, se debería notar que lo mismo sucede para todos los otros puntos . El observador 30 por lo tanto percibe un modular espacial de luz que emite una luz que es uniformemente blanca en promedio (todos los pixeles del modulador obviamente están encendidos como se asumió al principio) . En la modalidad ejemplar anterior, la siguiente secuencia de desplazamientos de la imagen del filtro ha sido efectuada: dx 0 o 1 o 1 1 1 o o Otras secuencias de desplazamientos pueden ser seleccionadas para tener una colorimetría blanca del modulador espacial de luz cuando los pixeles del último están encendidos. La invención realiza por lo tanto la provisión para establecer una selección de estas secuencias de desplazamientos y para dar a cada una de ellas sus características, tales como la posición del origen de desplazamiento y los tipos de desplazamientos a lo largo de dos coordenadas, X e Y. Después de esto, la invención 31 realiza la provisión para elegir una secuencia de desplazamientos en cada cuadro. La secuencia de desplazamientos puede ser diferente de un cuadro al siguiente, pero esto puede bien no ser sistemático y ser decidido aleatoriamente. Para establecer esta selección es posible, por ejemplo, con base en la secuencia previa de desplazamientos, deducir una siguiente secuencia por la traslación de +1, +1. La secuencia siguiente es por lo tanto una secuencia válida: dx dy 1 1 2 1 2 2 5 ó -1 2 5 1 4 1 Otro método para obtener otras secuencias válidas de desplazamientos es permutar los órdenes de desplazamientos dentro de una y la misma secuencia. Esto llega, por ejemplo, a permutar los primeros tres puntos de la trayectoria anterior entre otra, y a permutar los últimos tres puntos de la trayectoria anterior, entre otra más. La secuencia deducida de la primera secuencia descrita al principio, es obtenida de este modo: dx dy 1 0 C 0 1 1 4 ó -2 o 3 o 4 1 Otras secuencias válidas pueden ser encontradas por otros métodos. El dispositivo de control 5 controlará los cambios de la secuencia de desplazamientos. Estos cambios tendrán lugar preferentemente entre dos cuadros de imagen. Se puede realizar la provisión para suministrar el dispositivo de control 5 con una lista de secuencias de desplazamientos, cada una haciendo posible independientemente obtener una colorimetría blanca de la imagen del filtro. El dispositivo elegirá de una manera predeterminada, o de una manera aleatoria, las secuencias de desplazamientos que van a ser utilizadas, Para la aplicación de la operación en la cual es obtenida la colorimetría blanca después de varias 33 secuencias de desplazamientos, el dispositivo de control 5 será suministrado con una lista de combinaciones de secuencias que hacen posible obtener una colorimetría blanca de la imagen del filtro. En este caso de combinaciones de secuencias, preferen emente, cada secuencia de desplazamientos tomada por si sola no hará posible obtener una colorimetría blanca, y esto será útil para combatir la piratería, con ayuda de una cámara grabadora, de las imágenes visualizadas por el modular espacial . de luz, como se aclarará más adelante en la presente . Una combinación aleatoria de todas estas trayectorias válidas permitirá por lo tanto una "codificación" de las imágenes de acuerdo a los colores, haciéndolo así de acuerdo a las secuencias no repetitivas. Esta codificación no será fácilmente descodificable por un pirata, todavía más en cuanto a que la cámara grabadora tendrá que llevar a cabo un remuestreo y un promedio espacial y temporal del mismo. La perturbación impartida a la señal de vídeo aparece cuando no existe correspondencia entre el tiempo de muestreo de una cámara grabadora y el tiempo de visualización para los subcuadros . En el caso idéntico a aquel descrito al principio donde una secuencia de desplazamientos del filtro es 34 dispersada sobre dos secuencias para formar así seis subcuadros consecutivos organizados de una manera tal que la señal integrada sobre estos subcuadros es blanca (cuando la totalidad del modulador espacial de luz está encendido) , y en el caso donde la adquisición por una cámara grabadora es realizada sobre "tres subcuadros únicamente los cuales que traslapan los seis subcuadros, la grabación de vídeo de la cámara mezclará dos codificaciones de color y creará por lo tanto artefactos visibles como es explicado en el ejemplo posterior de la presente, e ilustrado per las Figuras 7a a 7c. Para simplificar el ejemplo se asume que la frecuencia de adquisición es asegurada a la frecuencia de visualización y que el desplazamiento es constante, igual a un subcuadro. En el ejemplo de secuencias presentadas en la tabla siguiente, los tres subcuadros a, b y c adquiridos por una cámara grabadora para la integración 1 no representan el estado de salida para la cámara grabadora sino el progreso de la integración temporal de la señal de luz. La imagen de salida es el tercer subcuadro (subcuadro c para la integración 1) . En una operación ejemplar que es aclarada por las figuras 7a a 7c, la visualización ha sido efectuada utilizando las siguientes secuencias de desplazamientos : Sub-cuadro dx dy 0 ! 0 A 1 0 B 1 1 Integración 1 C 4 1 4 o 3 o integración 2 Entonces dx dy 1 0 0 0 1 1 ¦ Integración 3 4 o 3 o 4 1 integración 4 Luego una secuencia que comienza con: 36 En las Figuras 7a a 7c es representada la manera de operación con relación a una parte del filtro de la Figura 5f (la parte situada arriba a la izquierda de la Figura 5f) . Justo como para las Figuras 6a a 61, las imágenes sucesivas del filtro que son proyectadas sobre el modulador espacial de luz durante cada desplazamiento, son representadas en las partes izquierdas de estas figuras. En la parte central de estas figuras es representada la integración de las imágenes sobre el modulador espacial de luz cuando estas imágenes corresponden a aquellas de la parte derecha de las Figuras 6a a 71. En la parte derecha son representadas las integraciones realizadas por una cámara grabadora que filma estas imágenes. Como se mencionó anteriormente, la integración 1 por la cámara grabadora está fuera de fase con respecto a las imágenes proyectadas. En estas figuras se nota que los resultados de la integración no corresponden por lo tanto a las expectativas. En las figuras 7b y 7c, se puede observar en particular que las integraciones 2, 3 y 4 están lejos de dar un campo blanco. En las integraciones 3 y 4 en particular (las imágenes 9 y 12), se nota que la proporción de pixeles blancos (nivel 111) es únicamente de. 22%, estando los otros pixeles coloreados. Esto ocurre para una iluminación uniforme y todos los pixeles del modulador espacial de luz están encendidos. Es por lo tanto necesario agregar a estos defectos aquellos relacionados a los cambios de imágenes que ocurren. Específicamente, las imágenes 2, 5, 8 y 11 son cada una obtenidas después de ciclos de tres sub-cuadros. Entre las imágenes 2 y 3, 5 y 6; 8 y 9, 11 y 12, existen por lo tanto cambios de imágenes y las integraciones por la cámara grabadora integrarán sistemáticamente imágenes mutuamente diferentes, y esto deteriorará la calidad de la imagen. Con referencia a las Figuras 8a a 8c, una modalidad variante del filtro de la invención será descrita ahora.. Esta variante se refiere a la encarnación de un filtro con la ayuda de bloques más simples tal como se representa en la Figura 8a. Este arreglo reduce en particular la proximidad de los bloques de color similar. Esto es obtenido por la yuxtaposición de parches lineales donde los tres colores R, G y B están alineados. El desplazamiento del filtro es ventajosamente realizado en una dirección simple, a lo largo de X o Y, y tres sub-cuadros son suficientes aquí para alcanzar el estado blanco (ver Figura 8b) . El alineamiento diagonal de los colores puede resultar ser dañina para la observación. Esto puede ser contraatacado al intercambiar ventajosamente pares de hileras o columnas para revolver así el patrón, al tiempo que se evita la yuxtaposición del mismo color dos veces. 38 De este modo, la Figura 8c, columnas 4 y 5 y las hileras 4 y 5 han sido intercambiadas. Se debe notar que el sistema de la invención es aplicable a sistemas que proporcionan una visual ización intermedia entre la fuente y el modulador espacial de luz 2, y hace posible suministrar una imagen de reemplazo. En este caso el filtro 3 puede estar ventajosamente asociado con esta visual ización intermedia.

Claims

39 REIVINDICACIONES

1 Un sistema para visualizar imágenes, con la ayuda de un modulador espacial de luz, que comprende: - una fuente de luz que emite un haz de iluminación; - un modulador espacial de luz que comprende una matriz de pixeles controlada por las señales de control de vídeo correspondientes a una sucesión de cuadros de imagen que van a ser visualizados; - un filtro de matriz formado de un mosaico de filtros elementales de diversos colores, iluminados por el haz de iluminación y que transmiten un haz de color espacialmente filtrado hacia el modulador espacial de luz, - medios para producir una imagen del filtro sobre una cara de entrada del modulador espacial de luz; - medios de desplazamiento para desplazar la imagen del filtro sobre la cara de entrada del modulador espacial de luz, y - un dispositivo para controlar esos medios de desplazamiento, haciendo posible controlar al menos una secuencia de desplazamientos de la imagen del filtro durante cada cuadro de imagen caracterizado porque las dimensiones y la posición de cada filtro elemental están adaptadas de modo que la imagen de cada una de ellas en la cara de entrada del modulador espacial cubre una pluralidad de pixeles. 40

2. El sistema para visualizar imágenes según la reivindicación 1, caracterizado porque cada desplazamiento de una secuencia corresponde a un múltiplo de la dimensión de la imagen de un filtro elemental sobre la cara de entrada del modulador espacial .

3. El sistema para visualizar imágenes según la reivindicación 2, caracterizado porque el mosaico monodimensional e incluye únicamente una columna de filtros elementales de diversos colores.

4. El sistema para visualizar imágenes de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el mosaico es bidimensional y porque los filtros elementales están acomodados en varias hileras y en varias columnas.

5. El sistema para visualizar imágenes según la reivindicación 4, caracterizado porque el mosaico es formado por la repetición de bloques de filtros elementales, y porque estos bloques muestran colores idénticos y están cada uno compuestos de al menos dos filtros elementales de diferentes colores. 41

6. El sistema para visualizar imágenes según la reivindicación 5, caracterizado porque el mosaico es un montaje de patrones idénticos, cada uno comprendiendo el mismo número de bloques y el mismo número de filtros elementales de cada color en cada una de las hileras y en cada una de las columnas del patrón.

7. El sistema para visualizar imágenes según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 6, caracterizado porque cada secuencia de desplazamiento de la imagen del filtro sobre la cara de entrada del modulador espacial de luz, permite la iluminación sucesiva de cada píxel del modulador espacial de luz por todos los filtros elementales de uno y el mismo bloque.

8. El sistema para visualizar imágenes según la reivindicación 7, caracterizado porque, durante cada cuadro de imagen, cada píxel del modulador espacial de luz es iluminado sucesivamente por todos los filtros elementales de un primer bloque bajo el efecto de una primera secuencia de desplazamientos, luego por todos los filtros elementales de al menos un ¦ segundo bloque bajo el efecto de al menos una segunda secuencia de desplazamientos. 42

9. El sistema para visualizar imágenes según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque todas las secuencias de desplazamientos controladas por el dispositivo de control son adaptadas de modo que la integración de las . imágenes del filtro que son obtenidas sobre el grupo de desplazamientos de la secuencia o las secuencias de cada cuadro, imparte una colorimetría blanca a la cara de entrada del modulador espacial de luz.

10. El sistema para visualizar imágenes según la reivindicación 9, cuando ésta depende de la reivindicación 9, caracterizado porque la primera, y al menos la segunda secuencias de desplazamientos están adaptadas de modo que la integración de las imágenes del filtro que son obtenidas sobre el grupo de desplazamientos de cualquiera de estas secuencias, imparte una colorimetría no blanca a la cara de entrada del modulador espacial de luz.

11. El sistema para visualizar imágenes según la reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo de control posee las características de una pluralidad de secuencias diferentes de desplazamientos, que hacen posible impartir una colorimetría blanca a la cara de entrada del modulador espacial de luz y porque éste selecciona, de 43 entre esta pluralidad, las diferentes secuencias para los cuadros sucesivos.