NL1003960C2 - Apparatus for three-dimensional visualization of objects, as well as a method for producing a three-dimensional visualizable image of an object. - Google Patents
Apparatus for three-dimensional visualization of objects, as well as a method for producing a three-dimensional visualizable image of an object. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1003960C2 NL1003960C2 NL1003960A NL1003960A NL1003960C2 NL 1003960 C2 NL1003960 C2 NL 1003960C2 NL 1003960 A NL1003960 A NL 1003960A NL 1003960 A NL1003960 A NL 1003960A NL 1003960 C2 NL1003960 C2 NL 1003960C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- fiber
- optical
- views
- pixels
- fiber end
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/001—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background
- G09G3/003—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background to produce spatial visual effects
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
- G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
- G09F9/305—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being the ends of optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/04—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
- G02B6/06—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Description
Inrichting voor het driedimensionaal visualiseren van objecten, alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een driedimensionaal visualiseerbare afbeelding van een object.Apparatus for three-dimensional visualization of objects, as well as a method for producing a three-dimensional visualizable image of an object.
De uitvinding betreft een inrichting voor het driedimensionaal visualiseren van objecten.The invention relates to a device for three-dimensional visualization of objects.
De vraag naar een driedimensionaal weergavesysteem wordt steeds meer prominent. Op dit moment bestaat het enige 5 redelijk werkende driedimensionale visualiseringssysteem uit een paar stereoscopische waarnemingspunten. Deze worden ofwel weergegeven op een kathodestraalbuis of geprojecteerd op een groot scherm. Om het mogelijk te maken met het ene oog een ander beeld te zien dan met het andere oog is het gebruik van 10 bijvoorbeeld een bril met gekleurde of polariserende glazen noodzakelijk. Het probleem van de huidige systemen is het beperkte aantal waarnemingspunten dat wordt gebruikt voor het opbouwen van de driedimensionale representatie. Behalve op het gebied van de holografie waar op traditionele wijze een onbe-15 perkt aantal waarnemingspunten wordt vastgelegd. Dit aantal kan worden verminderd tot 100 è 200 waarnemingspunten waardoor niettemin nog steeds een goede driedimensionale representatie mogelijk is zonder artefacten. Het probleem bij holografie is evenwel de noodzaak van de aanwezigheid van een referentiebun-20 del en de afwezigheid van interactiviteit. Er is enige tijd nodig voor -het vervaardigen van een hologram.The demand for a three-dimensional display system is becoming increasingly prominent. At the moment, the only reasonably functioning three-dimensional visualization system consists of a few stereoscopic observation points. These are either displayed on a cathode ray tube or projected on a large screen. In order to make it possible to see a different image with one eye than with the other eye, the use of, for example, glasses with colored or polarizing glasses is necessary. The problem with current systems is the limited number of observation points used to build the three-dimensional representation. Except in the field of holography where an unlimited number of observation points is recorded in a traditional manner. This number can be reduced to 100 to 200 observation points, which still allows good three-dimensional representation without artifacts. However, the problem with holography is the need for the presence of a reference beam and the absence of interactivity. It takes some time to produce a hologram.
Voor het verschaffen van een acceptabel driedimensionaal visualiseringssysteem is het noodzakelijk dat het systeem geen artefacten vertoont, interactief is, een hoge resolutie 25 bezit, een grote waarnemingshoek bezit en de mogelijkheid bied voor een continue beeld. Om aan alle wensen tegemoet te komen dient een grote hoeveelheid gegevens te worden bewerkt. Om de vereiste snelheid te verkrijgen worden meerdere elektronische processors gebruikt. Zo is er een multi-processorsysteem be-30 kend dat met behulp van meerdere processors grote hoeveelheden gegevens bewerkt die gebruikt worden voor het berekenen van interferentiepatronen van een 3D-object.To provide an acceptable three-dimensional visualization system it is necessary that the system does not exhibit artifacts, is interactive, has a high resolution, has a large viewing angle, and provides the ability for a continuous image. A large amount of data needs to be edited to meet all needs. Multiple electronic processors are used to obtain the required speed. For example, a multi-processor system has been known which processes large amounts of data using multiple processors that are used to calculate interference patterns of a 3D object.
10 0 3 9 60 210 0 3 9 60 2
De uitvinding heeft tot doel een inrichting en een werkwijze te verschaffen voor het genereren van driedimensionale beelden met een aanmerkelijke diepte en over een aanmerkelijke waarnemingshoek waarbij het beeld bekeken kan worden 5 zonder gebruikmaking van extra middelen en het beeld bij voorkeur zou kunnen worden ververst met een snelheid van minstens tien beelden per seconden.The object of the invention is to provide an apparatus and a method for generating three-dimensional images with a considerable depth and over a considerable angle of observation, whereby the image can be viewed without using additional means and the image could preferably be refreshed with a speed of at least ten images per second.
Ter bereiking van dit doel verschaft de uitvinding een inrichting van de in de aanhef vermelde soort met het ken-10 merk, dat de inrichting omvat: een computer geschikt voor het daarin in uitleesbare vorm opslaan van een driedimensionaal computermodel van het object in een verzameling omvattende a aanzichten overeenkomend met een tevoren bepaalde verzameling omvattende a waarnemingsposities; een multiprocessorsysteem 15 omvattende een verzameling afzonderlijke processoren die ieder dienen voor het berekenen van een tevoren bepaald aantal deel-aanzichten van ieder van de genoemde aanzichten van het genoemde computermodel, waarbij iedere processor is gekoppeld aan een pixel-array voor het zichtbaar weergeven van de door 20 de betreffende processor berekende genoemde deelaanzichten; per pixel een optische vezel voor het transporteren van licht tussen een eerste vezeluiteinde dat is opgesteld bij de bijbehorende pixel voor het opvangen van daaruit tredend licht en een tweede elders opgesteld vezeluiteinde en een gezamenlijk ·: 25 vezeluiteindenoppervlak waarin de tweede uiteinden van de bij de betreffende eerste vezeluiteinden behorende optische vezels zijn gelegen voor het bij de tweede vezeluiteinden uitstralen van het door iedere vezel getransporteerde en van de bijbehorende pixels afkomstige licht; zodanig dat bij het vezeluit-30 eindenoppervlak een beeld weergeefbaar is van alle a aanzichten. De uitvinding gaat dus uit van de gelijktijdige weergave van een alle a aanzichten die met behulp van optische vezels door transport van licht bij een vezeluiteindenoppervlak worden weergegeven.In order to achieve this object, the invention provides a device of the type mentioned in the preamble, characterized in that the device comprises: a computer suitable for storing in a readable form a three-dimensional computer model of the object in a collection comprising a views corresponding to a predetermined set comprising a observation positions; a multiprocessor system 15 comprising a set of discrete processors each serving to calculate a predetermined number of partial views of each of said views of said computer model, each processor being coupled to a pixel array for displaying the data shown by 20 the respective processor calculated said partial views; per pixel an optical fiber for transporting light between a first fiber end disposed at the associated pixel for receiving light emerging therefrom and a second fiber end disposed elsewhere and a common fiber end surface in which the second ends of the respective optical fiber associated first fiber ends are disposed to radiate at the second fiber ends the light transported by each fiber and from the associated pixels; such that at the fiber end surface an image is reproducible of all a views. The invention thus starts from the simultaneous display of all a views which are represented by means of optical fibers by transporting light at a fiber end surface.
35 Een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft tot ken merk dat bij het genoemde gezamenlijke vezeluiteindenoppervlak optische middelen aanwezig zijn met een zodanige optische wer- 10 0 3 9 60 3 king, dat voor een waarnemer met elk oog slechts dat deel van het door het genoemde gezamenlijke vezeluiteindenoppervlak uitgestraalde licht waarneembaar is dat overeenstemt met het met de waarnemingspositie van de waarnemer ten opzichte van 5 het vezeluiteindenoppervlak en het betreffende oog overeenkomende aanzicht uit de genoemde tevoren bepaalde verzameling van aanzichten, zodat door de waarnemer een driedimensionale impressie waarneembaar is van het object die verschillend is voor verschillende waarnemingsposities uit de genoemde tevoren 10 bepaalde verzameling van waarnemingsposities. Bij deze uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van optische middelen die ervoor zorgen dat de beschouwer van het vezeluiteindenoppervlak in elke positie voor het scherm steeds uitsluitend de samenstellende deelaanzichten krijgt te zien die behoren bij het 15 betreffende aanzicht. Deze uitvoeringsvorm kan verder tot kenmerk hebben, dat de genoemde optische middelen cilindrische lenzen omvatten met een longitudinale as en dat elke cilindrische lens zich bevindt tegenover kolommen en rijen van tweede vezeluiteinden met de longitudinale as evenwijdig aan de ko-20 lommen van tweede vezeluiteinden.An embodiment of the invention is characterized in that optical means having such an optical effect are present at the said joint fiber end surface, so that for an observer with each eye only that part of the by the said joint fiber-emitted surface radiated light is observable corresponding to the view corresponding to the observation position of the observer relative to the fiber-end surface and the eye concerned from said predetermined set of views, so that the observer can observe a three-dimensional impression of the object which is different is for different observation positions from said predetermined set of observation positions. In this embodiment, use is made of optical means which ensure that the viewer of the fiber end surface in each position in front of the screen is always shown only the constituent partial views associated with the respective view. This embodiment may further be characterized in that said optical means comprise cylindrical lenses with a longitudinal axis and each cylindrical lens is opposite columns and rows of second fiber ends with the longitudinal axis parallel to the columns of second fiber ends.
Deze uitvoeringsvorm kan ook nog zodanig worden uit-gevoerd dat deze het kenmerk bezit, dat het vezeluiteindenoppervlak is gelegen in een in hoofdzaak continu vlak en dat de optische middelen een optisch stelsel omvatten dat losneembaar 1 25 tegen het genoemde gezamenlijke vezeluiteindenoppervlak plaatsbaar is. Bij deze uitvoeringsvorm behoren de optische middelen tot een losneembaar voor het gezamenlijke vezeluiteindenoppervlak plaatsbaar optisch stelsel, hetgeen het moge-lijk maakt om de uitvinding tevens te gebruiken voor het ver-30 vaardigen van een driedimensionaal visualiseerbare afbeelding van het object op een voorwerp zoals een bladvormige drager. Een hiertoe geschikte werkwijze behoort eveneens tot de uitvinding en zal verderop worden behandeld.This embodiment can also be carried out in such a way that it has the feature that the fiber end surface is situated in a substantially continuous plane and that the optical means comprise an optical system which can be releasably placed against said joint fiber end surface. In this embodiment, the optical means belong to a detachable optical system which can be placed in front of the common fiber end surface, which makes it possible to also use the invention to produce a three-dimensionally visualizable image of the object on an object such as a leaf-shaped carrier. A suitable method for this is also part of the invention and will be discussed later.
Een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft 35 tot kenmerk dat de genoemde optische middelen worden gevormd door de tweede vezeluiteinden van de optische vezels zelf doordat een contour aanwezig is bij de tweede vezeluiteinden 10 0 3 9 60 4 en/of deze in een bepaalde richting wijzen. Bij deze uitvoeringsvorm zijn geen cilindrische lenzen nodig maar wordt aan de tweede vezeluiteinden een zodanige contour aangebracht, bijvoorbeeld door slijpen en polijsten, dat ieder tweede ve-5 zeluiteinde het uittredende licht uitsluitend in de correcte richting uitzendt. Daarbij, of in de plaats daarvan, kan elke vezel bij zijn tweede uiteinde in een bepaalde richting wijzen, met name in de richting van de bijbehorende waarnemings-positie.Another embodiment of the invention is characterized in that said optical means are formed by the second fiber ends of the optical fibers themselves in that a contour is present at the second fiber ends and / or they point in a certain direction . In this embodiment, no cylindrical lenses are required, but a contour is provided at the second fiber ends, for example by grinding and polishing, that every second fiber end emits the emerging light only in the correct direction. Thereby, or instead, each fiber at its second end may point in a certain direction, in particular in the direction of the associated observation position.
10 Een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft tot kenmerk dat de pixels bestaan uit pixels van een of meer LCD-weergavepanelen. Deze uitvoeringsvorm is voor de praktische realiseerbaarheid van de inrichting volgens de uitvinding van belang omdat LCD-weergavepanelen kunnen voldoen aan de 15 eisen van het oplossend vermogen en de verversingssnelheid van het beeld.A further embodiment of the invention is characterized in that the pixels consist of pixels of one or more LCD display panels. This embodiment is important for the practical realization of the device according to the invention because LCD display panels can meet the requirements of the resolution and the refresh rate of the image.
Een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft tot kenmerk dat verlichtingsmiddelen aanwezig zijn ten behoeve van het projecteren van elk pixel op het eerste uiteinde van 20 de bijbehorende optische vezel. Door deze uitvoeringsvorm is de uitvinding niet afhankelijk van omgevingslicht.A further embodiment of the invention is characterized in that lighting means are present for projecting each pixel onto the first end of the associated optical fiber. Due to this embodiment, the invention does not depend on ambient light.
Een zeer belangrijke volgende uitvoeringsvorm heeft tot kenmerk dat de dwarsdoorsnede van het eerste vezeluiteinde van de optische vezels verschilt van de dwarsdoorsnede van het 25 tweede vezeluiteinde. Door gebruikmaking van deze uitvoeringsvorm kan door verandering van de dwarsdoorsnede van de optische vezel van het eerste uiteinde naar het tweede uiteinde gezorgd worden voor de vereiste aanpassingen van afmeting en/of vorm die veelal gewenst zullen zijn tussen de 30 LCD-schermen of andere gebruikte pixel-arrays en het uiteindelijke beeldweergavescherm.A very important subsequent embodiment is characterized in that the cross section of the first fiber end of the optical fibers differs from the cross section of the second fiber end. By using this embodiment, by changing the cross section of the optical fiber from the first end to the second end, the required size and / or shape adjustments may be required which will often be desired between the LCD screens or other pixel used arrays and the final image display screen.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van driedimensionale visualiseerbare afbeeldingen van een object op een voorwerp met gebruikmaking 35 van de hierboven beschreven inrichting, welke werkwijze het kenmerk heeft, dat een voorwerp wordt gebruikt met een drager voorzien van een stralingsgevoeilige laag, dat de genoemde 10 0 3 9 60 5 stralingsgevoelige laag op het vezeluiteindenoppervlak wordt geplaatst, vervolgens wordt bestraald met uit de tweede vezel-uiteinden afkomstige straling en vervolgens zonodig verder wordt behandeld voor het produceren van een zichtbare afbeel-5 ding van elk door de tweede vezeluiteinden op het stralingsgevoelige oppervlak geprojecteerde beeldpunt van een bijbehorende pixel, zodat een afbeelding ontstaat bestaande uit beeldpunten van pixels en dat daarna tegen de voorzijde van de drager tegenover het met beeldpunten voorziene oppervlak optische 10 middelen worden geplaatst met een zodanige optische werking, dat voor een waarnemer met elk oog slechts dat deel van het van de genoemde beeldpunten afkomstige licht waarneembaar is dat overeenstemt met het met de waarnemingspositie van de waarnemer ten opzichte van het voorwerp en het betreffende oog 15 overeenkomende aanzicht uit de genoemde tevoren bepaalde verzameling van aanzichten, zodat voor de waarnemer een driedimensionale impressie waarneembaar is van het object die verschillend is voor verschillende waarnemingsposities uit de genoemde tevoren bepaalde verzameling van waarnemingsposities. 20 Op deze wijze wordt het mogelijk om bijvoorbeeld een aan een wand te hangen afbeelding van een object te vervaardigen dat, bijvoorbeeld met opvallend licht, uit verschillende waarnemingsposities steeds een correct driedimensionaal beeld van het afgebeelde object oplevert.The invention also relates to a method for manufacturing three-dimensional visualizable images of an object on an object using the device described above, the method being characterized in that an object is used with a carrier provided with a radiation-resistant layer, that said 10 0 3 9 60 5 radiation-sensitive layer is placed on the fiber end surface, then irradiated with radiation from the second fiber ends, and then further treated, if necessary, to produce a visible image of each through the second fiber tips projected on the radiation-sensitive surface of a corresponding pixel, so that an image is formed consisting of pixels of pixels and that optical means are then placed against the front of the carrier opposite the surface provided with pixels, with an optical effect such that with each eye, only that part of the light emanating from said pixels is observable corresponding to the view corresponding to the perceiving position of the observer relative to the object and the eye concerned from said predetermined set of views, so that for the observer is observable a three-dimensional impression of the object which is different for different observation positions from said predetermined collection of observation positions. In this way it becomes possible to produce, for example, an image of an object to be hung on a wall, which, for instance with incident light, always yields a correct three-dimensional image of the depicted object from different observation positions.
25 De genoemde werkwijze kan het verdere kenmerk bezit ten dat de genoemde optische middelen cilindrische lenzen omvatten met een longitudinale as en dat elke cilindrische lens zich bevindt tegenover kolommen en rijen van beeldpunten met de longitudinale as evenwijdig aan de kolommen van beeldpun-30 ten.Said method may have the further feature that said optical means comprise cylindrical lenses with a longitudinal axis and each cylindrical lens is opposite columns and rows of pixels with the longitudinal axis parallel to the columns of pixels.
De uitvinding zal hieronder worden verduidelijkt aan de hand van de tekening die schematisch een niet-limitatief uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding toont en waarin: figuur 1 een schema toont dat zal worden gebruikt ten 35 behoeve van een verklaring van de principes van de uitvinding, figuur 2 een perspectivisch, schematisch, aanzicht is op het weergavepaneel van de inrichting volgens de uitvinding, 10 0 3 960 6 alsmede de verbinding met behulp van optische vezels tussen een pixel-array en het vezeluiteindenoppervlak, figuur 3 schematisch een deel toont van een pixel-array, een deel van het weergavepaneel volgens de uitvinding 5 en delen van enkele optische vezels en figuur 4 op symbolische wijze perspectivisch de onderlinge electrische en optische verbindingen toont van een aantal basiscomponenten van de inrichting volgens de uitvinding.The invention will be elucidated below with reference to the drawing which schematically shows a non-limitative exemplary embodiment of the invention and in which: figure 1 shows a diagram that will be used for an explanation of the principles of the invention, figure 2 a perspective, schematic view of the display panel of the device according to the invention, 10 0 3 960 6 as well as the connection by means of optical fibers between a pixel array and the fiber end surface, figure 3 schematically shows a part of a pixel array , a part of the display panel according to the invention 5 and parts of some optical fibers and figure 4 symbolically shows a perspective view of the mutual electrical and optical connections of a number of basic components of the device according to the invention.
10 Figuur 1 toont op symbolische wijze en op willekeuri ge schaal een verzameling van a aanzichten VI tot en met Va die in de tekening zijn weergegeven als een aantal a foto's genomen van een huis vanuit steeds verschillende waarnemings-posities aan de voorzijde van het huis. Het aantal a kan bij-15 voorbeeld bestaan uit 100, zodat een reeks van 100 foto's aanwezig is. De foto's zijn genummerd VI tot en met Va, waarbij een willekeurige foto nabij het midden van de reeks is aangegeven met Vk.Figure 1 symbolically and arbitrarily shows a collection of a views VI to Va which are shown in the drawing as a number of a photos taken of a house from different observation positions at the front of the house. For example, the number a may consist of 100, so that a series of 100 photos is present. The photos are numbered VI through Va, with a random photo near the center of the series indicated by Vk.
Stel dat ieder van de foto's wordt opgedeeld in een 20 aantal b deelaanzichten, bijvoorbeeld b verticale stroken. De aldus in stroken verdeelde foto's zijn aangegeven beneden de in figuur 1 aangegeven aanzichten VI tot en met Va. Aanzicht VI is op deze wijze verdeeld in deelaanzichten bestaande uit stroken Vlx tot Vlb, waarbij een willekeurige tussengelegen 25 strook Vlj is genoemd. Op dezelfde wijze is aanzicht Vk verdeeld in stroken Vkx tot Vkb en het aanzicht Va in stroken Va! tot Vab. Het bij wijze van illustratie van een mogelijke uitvoeringsvorm in fig. 1 getoonde systeem omvat een aantal b processors PI tot en met Pb, dus in dit geval per deelaanzicht 30 of strook één aparte processor. Zoals in figuur 1 met streep-stiplijnen symbolisch is aangegeven, wordt bij dit voorbeeld de informatie betreffende alle eerste stroken van alle foto's verwerkt door de eerste processor PI. De informatie betreffende alle j-de stroken van alle foto's wordt verwerkt in proces-35 sor Pj, hetgeen is aangegeven door de verbinding van Pj met ieder van de stroken VI, Vkj, Vaj met behulp van gestreept aangegeven pijlen. Op dezelfde wijze is de processor Pb met 10 0 3 9 60 7 gestippeld getekende pijlen verbonden met de stroken Vlb, Vkb en Vab van de in stroken verdeelde foto's respectievelijk VI, Vk en Va. Op soortgelijke wijze bezit ieder van de processors PI tot Pb de informatie betreffende alle overeenkomstige stro-5 ken van alle foto's, dus alle overeenkomstige deelaanzichten. Ieder van de processors staat bij het gegeven voorbeeld in verbinding met een aparte bijbehorende LCD, dus processor PI staat in verbinding met LCD1, processor Pj met LCDj en processor Pb met LCDb. De LCD's vormen pixel-arrays met a kolommen. 10 Zo omvat LCDj dus a stuks kolommen die worden aangestuurd door de processor Pj. LCDl omvat de a stuks kolommen die worden aangestuurd door de processor PI en LCDb bevat alle a kolommen die worden aangestuurd door de processor Pb. Ieder van de LCD's bezit dus een aantal kolommen van pixels dat gelijk is 15 aan het aantal foto's of aanzichten. Bedraagt het aantal a aanzichten bijvoorbeeld 100 en is het aantal b stroken of deelaanzichten bijvoorbeeld gelijk aan 1024, dan zijn er dus 1024 LCD's aanwezig die ieder een pixel-array bezitten met 100 kolommen. Aangezien er in de getoonde opstelling per LCD-20 scherm ook één processor aanwezig is, zijn er uiteraard ook 1024 processors. Wordt aangenomen dat processor Pj de 38ste processor is, dan bevat de LCDj in het gegeven voorbeeld dus 100 pixelkolommen die overeenkomen met de 38ste strook van alle 100 foto's of met andere woorden: het 38ste deelaanzicht 25 van alle 100 aanzichten.Suppose that each of the photos is divided into a number of b partial views, for example b vertical strips. The photographs thus divided into strips are shown below the views VI to Va shown in figure 1. View VI is thus divided into partial views consisting of strips Vlx to Vlb, wherein an arbitrary intermediate strip Vlj is mentioned. Likewise, view Vk is divided into strips Vkx to Vkb and view Va in strips Va! to Vab. The system shown by way of illustration of a possible embodiment in Fig. 1 comprises a number of b processors P1 to Pb, so in this case per separate view or strip one separate processor. As symbolically indicated by dashed-dot lines in Figure 1, in this example, the information regarding all the first strips of all photos is processed by the first processor PI. The information regarding all j-th strips of all photos is processed in processor Pj, which is indicated by the connection of Pj to each of strips VI, Vkj, Vaj using dashed arrows. Likewise, the processor Pb is connected to the strips Vlb, Vkb and Vab of the divided pictures VI, Vk and Va, respectively, with dotted arrows drawn with dotted arrows. Likewise, each of the processors P1 to Pb has the information regarding all corresponding strips of all photos, i.e. all corresponding partial views. In the example given, each of the processors is connected to a separate corresponding LCD, so processor PI is connected to LCD1, processor Pj with LCDj and processor Pb with LCDb. The LCDs form pixel arrays with a columns. Thus, LCDj thus comprises a number of columns which are controlled by the processor Pj. LCD1 includes the a columns of columns controlled by the processor P1, and LCDb contains all the a columns controlled by the processor Pb. Thus, each of the LCDs has a number of columns of pixels equal to the number of photos or views. For example, if the number of a views is 100 and the number of b strips or partial views is equal to 1024, then 1024 LCDs are present, each of which has a pixel array with 100 columns. Since there is also one processor per LCD-20 screen in the setup shown, there are of course also 1024 processors. If processor Pj is assumed to be the 38th processor, the LCDj in the given example thus contains 100 pixel columns corresponding to the 38th strip of all 100 photos or in other words: the 38th partial view of all 100 views.
Om het voor een waarnemer mogelijk te maken om bijvoorbeeld foto 38 waar te kunnen nemen, dient ervoor gezorgd te worden dat de waarnemer alle stroken van foto 38 te zien krijgt, op de juiste wijze naast elkaar gerangschikt. Dit komt 30 erop neer dat de waarnemer strook 38 van LCDl moet zien, daarnaast strook 38 van LCD2, daarnaast strook 38 van LCD3, en op deze wijze verder. Dus van ieder van de 1024 LCD's uitsluitend de 38ste strook en wel op de juiste wijze in volgorde naast elkaar geplaatst. Om dit te bereiken wordt volgens de uitvin-35 ding gebruik gemaakt van optische vezels. Figuur 2 toont op symbolische wijze, waarbij ieder van de delen van de tekening op willekeurige schaal is, wederom het LCD-weergavepaneel LCDj 1003960 8 uit figuur 1. Het weergavepaneel bezit aan de voorzijde een aantal pixels l opgesteld in x kolommen en y rijen. Een aantal c naast elkaar gelegen kolommen komt overeen met één enkel deelaanzicht. Bij de bespreking van figuur 1 is ervan uitge-5 gaan dat het aantal pixels per kolom per deelaanzicht gelijk is aan 1 zodat er evenveel pixelkolommen zijn als deelaanzich-ten. Dit is evenwel niet noodzakelijk, per deelaanzicht kunnen meerdere pixelkolommen aanwezig zijn ter vergroting van de horizontale resolutie, in welk geval dus c>l is.In order for an observer to be able to observe, for example, photo 38, care should be taken to ensure that the observer sees all the strips of photo 38, arranged correctly side by side. This means that the observer must see strip 38 of LCD1, next to strip 38 of LCD2, next to strip 38 of LCD3, and so on. So of each of the 1024 LCDs only the 38th strip and correctly placed in sequence next to each other. According to the invention, optical fibers are used to achieve this. Fig. 2 symbolically shows, each of the parts of the drawing being on an arbitrary scale, again the LCD display panel LCDj 1003960 8 of figure 1. The display panel has a number of pixels 1 arranged in x columns and y rows on the front. A number of c adjacent columns corresponds to a single partial view. In the discussion of Figure 1 it has been assumed that the number of pixels per column per partial view is equal to 1, so that there are as many pixel columns as partial views. This is not necessary, however, per partial view several pixel columns can be present to increase the horizontal resolution, in which case therefore c> 1.
10 Het aantal rijen van pixels bepaalt de verticale re solutie van het uiteindelijk waargenomen beeld en kan bijvoorbeeld y = 1280 bedragen. In geval één pixel per deelafbeelding aanwezig is, zou dit betekenen dat bij het gegeven voorbeeld er x = 100 kolommen aanwezig zijn en y = 1280 rijen zodat de 15 pixels een rechthoekig x * y = 100 * 1280 array vormen.The number of rows of pixels determines the vertical resolution of the final perceived image and may be, for example, y = 1280. If one pixel per sub-image is present, this would mean that in the given example there are x = 100 columns and y = 1280 rows so that the 15 pixels form a rectangular x * y = 100 * 1280 array.
Per pixel van de pixel-array LCDj is een optische vezel 2 aanwezig, zie figuur 3, die dient voor het transporteren van licht tussen het eerste vezeluiteinde 3 dat is opgesteld bij de bijbehorende pixel 1 voor het daaruit opvangen 20 van uittredend licht en een tweede elders opgesteld vezeluiteinde 4. Alle bij het LCDj behorende vezels 2 vormen tezamen een verzameling, of een bundel, vezels die in figuur 2 symbolisch is aangegeven met Sj. Deze verzameling vezels bestaat dus in totaal uit x*y optische vezels 2. Nabij het weergavepa- -t 25 neel LCDj vormen de uiteinden 3 van alle vezels 2 uit de verzameling vezels Sj gezamenlijk een eerste vezeluiteinden-array van eerste vezeluiteinden 3 met x kolommen en y rijen van bij elkaar behorende eerste vezeluiteinden 3.An optical fiber 2 is present per pixel of the pixel array LCDj, see figure 3, which serves to transport light between the first fiber end 3 which is arranged at the associated pixel 1 for the purpose of collecting emerging light and a second fiber end 4 arranged elsewhere. All fibers 2 belonging to the LCDj together form a collection, or a bundle, of fibers which is symbolically indicated in Fig. 2 by Sj. Thus, this collection of fibers consists in total of x * y optical fibers 2. Near the display panel LCDj, the ends 3 of all fibers 2 from the collection of fibers Sj jointly form a first fiber ends array of first fiber ends 3 with x columns. and y rows of associated first fiber ends 3.
De tweede vezeluiteinden 4 zijn samengevat tot een 30 tweede vezeluiteinde-array met eveneens x kolommen en y rijen van in hoofdzaak in een gezamenlijk vlak 5, zie figuur 3, gelegen tweede uiteinden 4 van de optische vezels 2. Bij de tweede vezeluiteinden 4 wordt het licht uitgestraald dat door iedere vezel 2 wordt getransporteerd en afkomstig is van de 35 bijbehorende pixel-array LCDj. De tweede uiteinden 4 in de tweede vezeluiteinden-array nemen een plaats in die overeenkomt met de eerste uiteinden 3 van de betreffende vezel 2 in 1003960 9 de eerste vezeluiteinden-array.The second fiber ends 4 are combined into a second fiber end array with also x columns and y rows of substantially ends located in a common plane 5, see figure 3, second ends 4 of the optical fibers 2. At the second fiber ends 4 the emitted light that is transported through each fiber 2 and comes from the associated pixel array LCDj. The second ends 4 in the second fiber ends array occupy a position corresponding to the first ends 3 of the respective fiber 2 in the first fiber ends array.
De tweede vezeluiteinden-arrays zijn naast elkaar gerangschikt tot een gezamenlijk vezeluiteindenoppervlak 5, zie figuur 3, waarin in hoofdzaak het totale aantal van de 5 genoemde tweede vezeluiteinden 4 is gelegen, in het gegeven voorbeeld dus 100x1024x1280 - 131.072.000 tweede vezeluiteinden, behorende bij even zoveel optische vezels.The second fiber end arrays are arranged side by side to form a joint fiber end surface 5, see figure 3, in which substantially the total number of the said second fiber ends 4 is located, in the example given therefore 100x1024x1280 - 131,072,000 second fiber ends, belonging to just as many optical fibers.
Bij het genoemde gezamenlijke vezeluiteindenoppervlak 5 zijn meervoudige optische middelen aanwezig met een zodanige 10 optische werking dat een waarnemer die zich opstelt voor de inrichting volgens de uitvinding met elk oog slechts dat deel van de door het genoemde gezamenlijke vezeluiteindenoppervlak dat wordt gevormd door de totaliteit van alle tweede vezeluiteinden 4 uitgestraalde licht waarneemt dat overeenstemt met de 15 waarnemingspositie van de waarnemer ten opzichte daarvan. Zodoende ontstaat voor de waarnemer een driedimensionale impressie die verschillend is voor iedere waarnemingspositie uit de genoemde tevoren bepaalde verzameling van waarnemingsposities, zodat bij verandering van positie steeds het juiste driedimen-20 sionale beeld wordt waargenomen.At said joint fiber end surface 5, multiple optical means having such an optical effect are present that an observer who is disposed for the device according to the invention will in each eye only that part of the joint fiber end surface formed by said totality of all second fiber ends 4 perceives radiated light corresponding to the observation position of the observer relative thereto. Thus, a three-dimensional impression is created for the observer, which is different for each observation position from the aforementioned predetermined observation position set, so that the correct three-dimensional image is always observed when the position is changed.
In de in de figuren 2, 3 en 4 weergegeven uitvoeringsvorm bestaan de optische middelen uit cilindrische lenzen. Zo behoort bij de in figuur 2 bij de bundel optische vezels Sj behorende tweede-vezeluiteinden-array de lens Lj. Deze •i 25 lens bezit een longitudinale as 6 die evenwijdig loopt aan de kolommen van de vezeluiteinden 4 van de genoemde tweede-vezeluiteinden-array. Er zijn dus in totaal op het voorvlak van het weergavepaneel in het weergegeven voorbeeld 1024 verticale cilindrische lenzen aanwezig, waarbij iedere cilindri-30 sche lens dient voor het afbeelden van alle pixels van een afzonderlijk pixel-array dat in het weergegeven geval via optische vezels afkomstig is van één LCD. Bij het gegeven voorbeeld van afbeeldingen die zijn onderverdeeld in stroken van 1024 deelafbeeldingen bezit het beeldscherm dus een verzame-35 ling van 1024 cilindrische lenzen.In the embodiment shown in Figures 2, 3 and 4, the optical means consist of cylindrical lenses. For example, the lens Lj is associated with the second fiber end array associated with the bundle of optical fibers Sj in Figure 2. This lens has a longitudinal axis 6 which is parallel to the columns of the fiber ends 4 of said second fiber ends array. Thus, a total of 1024 vertical cylindrical lenses are present on the front face of the display panel in the example shown, each cylindrical lens serving to image all the pixels of a separate pixel array which in the case is presented via optical fibers. is from one LCD. Thus, in the example of images divided into strips of 1024 sub-images, the display has a collection of 1024 cylindrical lenses.
In de getekende uitvoeringsvorm, zie figuur 2 en 3, is het voorvlak 5 van de tweede vezeluiteinden een plat vlak.In the drawn embodiment, see Figures 2 and 3, the front face 5 of the second fiber ends is a flat face.
1003960 101003960 10
De cilindrische lenzen kunnen direct op het voorvlak 5 zijn aangebracht, maar kunnen volgens een andere niet getoonde uitvoeringsvorm behoren tot een apart optisch stelsel dat losneembaar tegen het genoemde gezamenlijke vezeluiteindenopper-5 vlak is geplaatst.The cylindrical lenses can be mounted directly on the front face 5, but according to another embodiment not shown, may belong to a separate optical system releasably mounted against said common fiber end surface.
Nog een andere mogelijkheid, eveneens niet in de tekening getoond, is dat de genoemde optische middelen worden gevormd door de tweede vezeluiteinden 4 van de optische vezels 2 zelf doordat een contour is aangebracht bij het oppervlak 10 van de tweede vezeluiteinden-array en/of deze in een bepaalde geschikte richting wijzen. Een dergelijke contour zou bijvoorbeeld kunnen worden aangebracht met behulp van slijpen en po-lij sten.Yet another possibility, also not shown in the drawing, is that the said optical means are formed by the second fiber ends 4 of the optical fibers 2 themselves in that a contour is provided at the surface 10 of the second fiber ends array and / or point in a certain suitable direction. Such a contour could for instance be made with the aid of grinding and polishing.
Aan de zijde van het pixel-array dat is gelegen te-15 genover de bij het pixel-array behorende eerste vezeluiteinden 3 zijn, zie figuur 2, ten behoeve van het projecteren van elke pixel op het eerste uiteinde 3 van de bijbehorende optische vezel 2, verlichtingsmiddelen 7 aangebracht. In de in figuren 2 en 4 getoonde uitvoeringsvorm is per LCD-scherm een gloei- 20 lampje 7 aanwezig. Het zal evenwel duidelijk zijn dat ook andere soorten verlichtingsbronnen kunnen worden gebruikt zoals fluoriserende bronnen, al of niet voor een aantal of voor alle LCD's gezamenlijk.On the side of the pixel array located opposite the first fiber ends associated with the pixel array are 3, see Figure 2, for projecting each pixel onto the first end 3 of the associated optical fiber 2 lighting means 7 arranged. In the embodiment shown in figures 2 and 4, an incandescent lamp 7 is present per LCD screen. It will be clear, however, that other types of illumination sources can also be used, such as fluorescent sources, whether or not for some or all LCDs combined.
Figuur 3 toont dat de dwarsdoorsnede van het eerste 25 vezeluiteinde 3 van de optische vezel 2 verschillend kan zijn van de dwarsdoorsnede van het tweede vezeluiteinde 4. In figuur 3 is de diameter van het eerste vezeluiteinde 3 groter dan de diameter van het tweede vezeluiteinde 4. Het is op zich bekend om optische vezels toe te passen waarvan de dwarsafme-30 ting over de lengte van de vezel varieert. Bij de onderhavige uitvinding kan van een dergelijke maatregel met voordeel gebruik worden gemaakt ter aanpassing van de vorm van de eerste vezeluiteinde-array aan de vorm van de tweede vezeluiteinde-narray of andersom. Behalve dat de optische vezels in 35 doorsnede-afmeting kunnen variëren, kan ook de vorm in principe variëren, bijvoorbeeld van rond naar vierkant of rechthoekig, hoewel dat technologisch gecompliceerder is.Figure 3 shows that the cross section of the first fiber end 3 of the optical fiber 2 may be different from the cross section of the second fiber end 4. In Figure 3, the diameter of the first fiber end 3 is larger than the diameter of the second fiber end 4. It is known per se to use optical fibers of which the transverse dimension varies over the length of the fiber. In the present invention, such a measure can advantageously be used to adapt the shape of the first fiber end array to the shape of the second fiber end narray or vice versa. In addition to the optical fibers varying in cross-sectional size, the shape can also vary in principle, for example from round to square or rectangular, although this is more technologically complicated.
10 0 3 9 60 1110 0 3 9 60 11
Zoals figuur 4 toont, kan de inrichting worden opgebouwd met gebruikmaking van een databus 8 die is verbonden met een eveneens tot de inrichting volgens de uitvinding behorende maar niet getoonde computer. De betreffende computer kan uit 5 een willekeurige geschikte computer bestaan volgens de bekende stand van de techniek zodat bespreking daarvan achterwege kan blijven. De databus 8 staat via aftakkingen 9 in verbinding met een aantal dedicated processors waarvan er in figuur 4 drie worden getoond, namelijk Pj-1, Pj en Pj+1. De processors 10 zijn schematisch aangegeven als printplaten waarop eenvoudig-heidshalve geen componenten zijn aangegeven aangezien het ontwerp van de processor als zodanig niet tot de uitvinding behoort . Elk van de processors is via een flexibele kabel 10 verbonden met een bijbehorende LCD-driver, waarbij de proces-15 sor Pj-1 is verbonden met de driver Dj-1, de processor Pj met de driver Dj, etc. Ook de drivers zijn eenvoudigheidshalve afgebeeld als een printplaat zonder componenten, aangezien ook de drivers als zodanig niet tot de uitvinding en tot de stand van de techniek behoren.As figure 4 shows, the device can be built up using a data bus 8 which is connected to a computer which is also part of the device according to the invention but not shown. The relevant computer can consist of any suitable computer according to the known prior art, so that discussion thereof can be omitted. The data bus 8 is connected via branches 9 to a number of dedicated processors, three of which are shown in Figure 4, namely Pj-1, Pj and Pj + 1. The processors 10 are schematically indicated as printed circuit boards on which, for the sake of simplicity, no components are indicated, since the design of the processor as such does not form part of the invention. Each of the processors is connected via a flexible cable 10 to a corresponding LCD driver, the processor Pj-1 being connected to the driver Dj-1, the processor Pj to the driver Dj, etc. The drivers are also For simplicity's sake depicted as a printed circuit board without components, since the drivers as such are also not part of the invention and the state of the art.
20 Iedere driver is via een aantal flexibele kabels 11, 12 en 13 verbonden met de bijbehorende LCD-panelen respectievelijk LCDj-1, LCDj en LCDj+1. Het licht dat door de lampjes 7 op de achterzijde van de LCD-panelen wordt geworpen, wordt door de pixels van het LCD-paneel gemoduleerd in intensiteit 25 en eventueel in kleur en via de optische vezels behorende tot de bijbehorende verzamelingen van optische vezels Sj-1, Sj en Sj+1 van de LCD-panelen naar voren geleid en treedt via de cilindrische lenzen respectievelijk Lj-1, Lj en Lj+1 naar buiten.Each driver is connected via a number of flexible cables 11, 12 and 13 to the corresponding LCD panels LCDj-1, LCDj and LCDj + 1 respectively. The light cast by the lamps 7 onto the back of the LCD panels is modulated by the pixels of the LCD panel in intensity 25 and optionally in color and via the optical fibers belonging to the associated sets of optical fibers Sj- 1, Sj and Sj + 1 of the LCD panels are guided forward and exit through the cylindrical lenses Lj-1, Lj and Lj + 1 respectively.
30 In het voorgaande is de uitvinding besproken aan de hand van een enkel uitvoeringsvoorbeeld. De uitvinding is daartoe evenwel in het geheel niet beperkt en kan na te zijn begrepen door een vakman op een belangrijk aantal manieren worden aangepast en gewijzigd. Zo zijn de aanzichten VI tot Va 35 niet beperkt tot 100 aanzichten, maar er kunnen ook meer of minder aanzichten aanwezig zijn. Het systeem heeft een veelvoud aan aanzichten van het te visualiseren object nodig, bij 10 0 3 9 60 12 wijze van voorbeeld het in figuur 1 als voorbeeld gebruikte huis. De aanzichten kunnen bijvoorbeeld afkomstig zijn van een aantal camera's. De relatie tussen de camera's en de waarne-mingsposities moet beschreven zijn. De afstand tussen de came-5 ra's, en/of de waarnemingsposities zijn bij voorkeur aan elkaar gelijk. Om het geheel niet onnodig te compliceren bevinden de camera's/waarnemingspunten zich op een rechte lijn of eventueel op een gekromde eventueel cirkelvormige lijn. De oriëntatie van de camera's kan zijn gericht op het object of 10 loodrecht op de lijn tussen de camera's en de waarnemingsposities. Het is ook mogelijk om de positie van de cameralens ten opzichte van de sensor van de camera te variëren. Dit op zodanige wijze dat wanneer de camera's op een rechte lijn zijn geplaatst en de optische as van het object recht vooruit is 15 gericht, de afbeelding altijd wordt gecentreerd op de camera-sensor. De totale lengte van de gehele array aan camera's/waar- nemingspunten is gelijk aan het aantal aanzichten maal de afstand tussen de waarnemingspunten en kan "opna-mepadlengte" worden genoemd. De verhouding tussen de opname-20 padlengte en de afstand tot het object is systeemafhankelijk. Dit wordt hoofdzakelijk bepaald door de werking van de cilindrische lenzen van het weergavepaneel van de uitvinding. De camera's kunnen bestaan uit normale videocamera's, eventueel met CCD-sensor, voor het opnemen van beelden van stoffelijke 25 objecten. De camera's kunnen evenwel ook bestaan uit softwarematige "camera's" voor het renderen van computermodellen.The invention has been discussed above with reference to a single exemplary embodiment. However, the invention is not at all limited thereto and, after being understood by a person skilled in the art, can be adapted and modified in an important number of ways. For example, views VI to Va 35 are not limited to 100 views, but more or fewer views may also be present. The system requires a plurality of views of the object to be visualized, for example the house used in Figure 1 as an example. The views can, for example, come from a number of cameras. The relationship between the cameras and the observation positions must be described. The distance between the came-ras, and / or the observation positions are preferably the same. In order not to complicate the whole unnecessarily, the cameras / observation points are located on a straight line or possibly on a curved, possibly circular, line. The orientation of the cameras can be oriented to the object or perpendicular to the line between the cameras and the observation positions. It is also possible to vary the position of the camera lens relative to the sensor of the camera. This is done in such a way that when the cameras are placed in a straight line and the object's optical axis is directed straight ahead, the image is always centered on the camera sensor. The total length of the entire array of cameras / observation points is equal to the number of views times the distance between the observation points and may be called "recording path length". The relationship between the recording-20 path length and the distance to the object is system dependent. This is mainly determined by the operation of the cylindrical lenses of the display panel of the invention. The cameras can consist of normal video cameras, possibly with a CCD sensor, for recording images of material objects. However, the cameras may also consist of software "cameras" for rendering computer models.
De volgende parameters zijn voor de inrichting van de uitvinding van belang: de afmeting van het pixel-array x*y, het aantal aanzichten a, de afstand tussen het object en de 30 camera, de tussenafstand tussen verschillende camera's/waarnemingspunten, de hoek van waaruit de camera het object ziet en de vorm van het opnamepad. Er kunnen natuurlijk bijvoorbeeld 100 camera's worden gebruikt, maar het is ook mogelijk een kleiner aantal camera's te gebruiken, eventueel slechts 35 een enkele camera en deze op rails te plaatsen voor het opnemen van het benodigde aantal aanzichten vanuit de tevoren bepaalde waarnemingsposities. Dit laatste is natuurlijk alleen 10 0 3 9 60 13 zinvol voor het afbeelden van stationaire objecten. Bestaat de wens om bewegende beelden weer te geven, dan kunnen meerdere camera's worden ingezet.The following parameters are important for the device of the invention: the size of the pixel array x * y, the number of views a, the distance between the object and the camera, the distance between different cameras / observation points, the angle of from which the camera sees the object and the shape of the recording path. For example, 100 cameras can of course be used, but it is also possible to use a smaller number of cameras, possibly only a single camera, and place them on rails to record the required number of views from the predetermined observation positions. The latter is, of course, only useful for the imaging of stationary objects. If there is a desire to display moving images, multiple cameras can be used.
De datatransmissie van de camera's naar de computer 5 en vanuit de computer naar het multi-processorsysteem kan op velerlei wijzen plaatsvinden. Mede hierdoor wordt de functie van de processors bepaald. De output van het multi-processorsysteem bestaat uit a aanzichten van het af te beelden driedimensionale object en wel op een specifieke wijze gerangschikt. 10 Bij het in de voorgaande beschrijving van een uitvoeringsvorm besproken geval is een rangschikking in rijen en kolommen besproken, dit is op zich evenwel niet noodzakelijk. Het re-ar-rangeren van de a aanzichten is noodzakelijk om het uit optische vezels bestaande deel van het systeem te kunnen realise-15 ren.The data transmission from the cameras to the computer 5 and from the computer to the multiprocessor system can take place in many ways. Partly because of this, the function of the processors is determined. The output of the multi-processor system consists of a views of the three-dimensional object to be imaged, arranged in a specific manner. In the case discussed in the previous description of an embodiment, an arrangement in rows and columns has been discussed, but this is not necessary per se. Re-arranging the views is necessary to realize the optical fiber portion of the system.
Indien de aanzichten worden afgebeeld op een overeenkomstig aantal LCD-schermen, wordt het gedeelte van het systeem bestaande uit de optische vezels uiterst gecompliceerd. In het eerder gegeven voorbeeld gaat het om 131.072.000 20 optische vezels. Dit illustreert dat het uit optische vezels bestaande deel van het systeem van de uitvinding liefst moet worden opgebouwd als een veelvoud van op zichzelf eenvoudige deelsystemen van optische vezels. De uitvinding biedt hiertoe een mogelijkheid, bijvoorbeeld op de in het voorgaand beschre-25 ven voorbeeld getoonde wijze, waarbij het uiteindelijke beeldscherm 1024 verticale cilindrische lenzen omvat. Achter iedere lens moeten alle pixels aanwezig zijn die betrekking hebben op overeenkomstige deelaanzichten van alle aanzichten. Het gegeven voorbeeld van de uitvinding maakt het mogelijk om iedere 30 cilindrische lens toe te voegen aan één enkel pixel-array doordat alle pixels behorende bij de met elkaar corresponderende deelaanzichten van de verschillende aanzichten zijn bijeengebracht op één LCD-display. Op deze wijze is het deel van het systeem omvattende de optische vezels teruggebracht tot 35 een meervoud aan deelsystemen die ieder voor zich kunnen worden gefabriceerd en vervolgens kunnen worden samengesteld tot het uiteindelijke totale systeem.If the views are imaged on a corresponding number of LCD screens, the portion of the system consisting of the optical fibers becomes extremely complicated. In the example given earlier, this concerns 131,072,000 optical fibers. This illustrates that the optical fiber portion of the system of the invention should preferably be constructed as a plurality of per se simple optical fiber subsystems. The invention offers a possibility for this, for example in the manner shown in the above-described example, wherein the final screen comprises 1024 vertical cylindrical lenses. All pixels relating to corresponding partial views of all views must be present behind each lens. The given example of the invention makes it possible to add each cylindrical lens to a single pixel array in that all pixels associated with the corresponding partial views of the different views are brought together on one LCD display. In this manner, the portion of the system comprising the optical fibers has been reduced to a plurality of subsystems, each of which can be fabricated and then assembled into the final total system.
100 3 9 60 ( 14100 3 9 60 (14
De verschillende pixel-arrays kunnen in principe aanwezig zijn op meer of op minder LCD's, maar ook op andere inrichtingen dan LCD's, zoals één of meer CRT's.The different pixel arrays can in principle be present on more or less LCDs, but also on devices other than LCDs, such as one or more CRTs.
Wanneer videocamera's worden gebruikt, bijvoorbeeld 5 een aantal videocamera's gelijk aan het aantal gebruikte aanzichten of een geringer aantal bewegende videocamera's, dan moet door middel van een synchronisatiesysteem ervoor worden gezorgd dat van ieder aanzicht alle deelaanzichten op gesynchroniseerde wijze worden verdeeld over alle processors. De 10 processors kunnen in dat geval worden opgevat als een soort framebuffers. De framebuffers moeten videosignalen ontvangen, alsmede synchronisatiesignalen om het videosignaal geschikt te maken voor de LCD-panelen. Indien een host-computer echte aanzicht lichten levert in de vorm van bitmaps, geldt hetzelfde 15 als hierboven geschreven.When video cameras are used, for example a number of video cameras equal to the number of views used or a smaller number of moving video cameras, a synchronization system must ensure that all partial views of each view are distributed in synchronization among all processors. In that case, the 10 processors can be regarded as a kind of frame buffers. The frame buffers must receive video signals as well as sync signals to make the video signal suitable for the LCD panels. If a host computer provides real view lights in the form of bitmaps, the same applies as written above.
Het is natuurlijk ook mogelijk dat de host-computer op enigerlei wijze de aanzichten uitrekent en deze tevens herrangschikt, in dat geval kan elke herrangschikte afbeelding worden opgeslagen in de corresponderende processor. Dit is 20 evenwel een zware belasting voor de host-computer zodat het gunstig is om de taak van het herrangschikken van deelafbeel-dingen over te laten aan speciaal daarvoor ingerichte processors .Of course, it is also possible for the host computer to calculate and rearrange the views in any way, in which case any rearranged image may be stored in the corresponding processor. However, this is a heavy burden on the host computer, so it is beneficial to leave the task of rearranging partial images to specially equipped processors.
Een derde mogelijkheid is dat de host-computer 25 slechts een beschrijving levert van het 3D-computermodel. In dat geval krijgt elke processor dezelfde informatie. Elke processor rendered dan van alle aanzichten slechts een aantal deelaanzichten en maakt deze geschikt voor bijvoorbeeld een bijbehorend LCD-scherm. In deze situatie moet elke processor 30 beschikken over de nodige rekenkracht en over een uitgebreid softwareprogramma.A third possibility is that the host computer 25 provides only a description of the 3D computer model. In that case, each processor receives the same information. Each processor then displays only a number of partial views of all views and makes them suitable for, for example, an associated LCD screen. In this situation, each processor 30 must have the necessary processing power and an extensive software program.
Het aantal processoren of framebuffers behoeft niet gelijk te zijn aan het aantal deelaanzichten. Bij het gegeven voorbeeld van 1024 deelafbeeldingen zouden bijvoorbeeld 128 35 processoren kunnen worden gebruikt die eerder 8 deelaanzichten berekenen. Stel dat iedere processor weer zou worden gekoppeld met één enkele aparte LCD, dan zou iedere LCD van ieder aan- 10 0 3 9 60 15 zicht 8 kolommen weergeven, bijvoorbeeld het zesentwintigste achttal deelaanzichten van ieder van de aanzichten. Daarbij dient er door een juiste wijze van "interleaven" voor te worden gezorgd dat in het vezeluiteinden (het beeldweergave-5 scherm) de kolommen tweede vezeluiteinden die gezamenlijk dienen voor het weergeven van één enkele afbeelding althans bij benadering op gelijke afstanden van elkaar zijn gelegen.The number of processors or frame buffers need not be equal to the number of partial views. For example, in the example of 1024 partial images given, 128 processors could be used that previously calculate 8 partial views. Suppose that each processor were coupled again with a single separate LCD, then each LCD of each view would display 8 columns, for example the twenty-sixth eight partial views of each of the views. In doing so, it must be ensured by proper "interleaving" that in the fiber ends (the image display screen) the columns of second fiber ends which jointly serve to display a single image are at least approximately equidistant from each other .
De koppeling tussen het multi-processorsysteem en de pixelarrays kan op verschillende wijzen tot stand komen. Het 10 oplossen hiervan is evenwel een taak die moet worden gerekend tot de normale vakkennis van de desbetreffende vakman. Behalve een LCD-scherm of een aantal LCD-schermen zijn in principe ook andere middelen mogelijk voor het verkrijgen van een pixel-array. Gedacht kan worden aan lichtbronnen zoals LED's of nog 15 andere lichtgevende en/of reflecterende middelen.The link between the multi-processor system and the pixel arrays can be established in various ways. Solving this, however, is a task that must be counted as part of the normal professional knowledge of the skilled person concerned. In addition to an LCD screen or a number of LCD screens, in principle also other means are possible for obtaining a pixel array. Examples are light sources such as LEDs or 15 other luminous and / or reflective means.
Praktisch altijd is de afstand tussen de pixels van mogelijke pixel-arrays niet geschikt om een driedimensionaal beeld te genereren. Ook de bedrading van afzonderlijke arrays maakt dit onmogelijk. Ook is de optische informatie niet in 20 geschikte vorm, er is namelijk geen hoekafhankelijkheid. Al deze problemen zijn alleen op te lossen met een geschikt project iesysteem. Normale projectie maakt het scherm en het volume van het systeem evenwel zeer groot. Lenzen en spiegels maken het systeem te gecompliceerd om te bouwen. De uitvinding 25 biedt een oplossing door voor iedere pixel een optische vezel, zoals een glasvezel of een uit kunststof bestaande vezel, te voorzien. Het op afstand van de pixel gelegen tweede uiteinde van de vezel kan een andere afmeting en/of vorm hebben dan het eerste vezeluiteinde. Hierdoor is het mogelijk om het uitein-30 delijke beeldscherm de gewenste resolutie te verschaffen. Bij LCD-panelen is de afmeting van een pixel meestal niet kleiner dan 0,125 mm. Bij de 100 afbeeldingen van het gegeven voorbeeld bestaat een enkel tweede-vezeluiteinden-array uit 100 kolommen van naast elkaar geplaatse vezeluiteinden. Bij een 35 weergavescherm van monitorafmetingen dienen deze 100 pixels te worden weergegeven in een rij van beeldpunten 0,6 mm. Dit . houdt in dat de tweede uiteinden een diameter dienen te bezit- 1003 9 60 16 ten in de orde van grote van 6 //m. De optische vezels dienen dus vanaf het eerste uiteinde naar het tweede uiteinde te ver-randeren van een diameter van 100 μια naar een diameter van 6 μτα.In practice, the distance between the pixels of possible pixel arrays is not suitable for generating a three-dimensional image. Wiring individual arrays also makes this impossible. Also, the optical information is not in suitable form, because there is no angle dependence. All these problems can only be solved with a suitable projection system. Normal projection, however, makes the screen and volume of the system very large. Lenses and mirrors make the system too complicated to build. The invention offers a solution by providing for each pixel an optical fiber, such as a glass fiber or a plastic fiber. The second end of the fiber spaced from the pixel may have a different size and / or shape than the first fiber end. This makes it possible to provide the final screen with the desired resolution. For LCD panels, the size of a pixel is usually no smaller than 0.125 mm. In the 100 images of the given example, a single second fiber ends array consists of 100 columns of juxtaposed fiber ends. With a monitor screen display screen, these 100 pixels should be displayed in a row of pixels 0.6 mm. This . implies that the second ends should have a diameter of 1003 9 60 16 on the order of 6 µm. The optical fibers should therefore change from a diameter of 100 μια to a diameter of 6 μτα from the first end to the second end.
5 De tweede vezeluiteinden van de vezels kunnen op ver schillende manieren worden geplaatst in het totale voorvlak van de tweede vezeluiteinden. Wat van belang is, is dat het licht dat uit de glasvezels treedt onder specifieke hoeken het beeldscherm verlaat. Bijvoorbeeld dienen alle tweede vezeluit-10 einden die tezamen het aanzicht k vormen licht te geleiden dat onder een specifieke hoek het scherm verlaat, zodat vanuit een overeenkomstige waarnemingspositie voor het beeldscherm de gehele afbeelding k valt waar te nemen. Hierbij wordt ervan uit gegaan dat de afstand van een waarnemer ten opzichte van 15 het scherm zeer groot is ten opzichte van de afmetingen van de rijen van de tweede vezeluiteinden-arrays, en dus ook van de eventuele aanwezige cilindrische lenzen of dergelijke.The second fiber ends of the fibers can be placed in different ways in the total front face of the second fiber ends. What is important is that the light exiting the glass fibers exits the screen at specific angles. For example, all second fiber ends that together form the view k should conduct light leaving the screen at a specific angle, so that the entire image k can be seen from a corresponding viewing position for the screen. Hereby it is assumed that the distance of an observer from the screen is very great with respect to the dimensions of the rows of the second fiber-end arrays, and thus also of the cylindrical lenses or the like, if present.
In principe is het niet nodig dat de tweede vezeluiteinden die aanwezig zijn in een tweede-vezeluiteinden-array, 20 zijn gerangschikt in de vorm van x kolommen en y rijen, waarbij x gelijk is aan het aantal aanzichten vermenigvuldigd met het aantal pixels per deelaanzicht. Met andere woorden, bij 100 aanzichten, 1 pixel per deelaanzicht en een verticale resolutie van 1280 rijen is het niet nodig om de tweede vezel-'£ 25 uiteinden te plaatsen in een tweede vezeluiteinden-array bestaande uit 100 kolommen en 1280 rijen. Wel dient ervoor gezorgd te worden dat, zoals eerder gezegd, in een bepaalde waarnemingspositie een waarnemer de juiste verzameling van deelaanzichten in de juiste rangschikking waarneemt. Door de 30 grote verhouding van waarnemingsafstanden ten opzichte van het beeldscherm en de afmeting van de afzonderlijke tweede vezeluiteinden zullen kleine variaties in hoogte tussen verschillende afbeeldingen verwaarloosbaar kunnen zijn.In principle, it is not necessary that the second fiber ends present in a second fiber ends array be arranged in the form of x columns and y rows, where x is the number of views multiplied by the number of pixels per partial view. In other words, at 100 views, 1 pixel per partial view and a vertical resolution of 1280 rows, it is not necessary to place the second fiber ends in a second fiber ends array consisting of 100 columns and 1280 rows. It must be ensured, however, that, as stated before, in a particular observation position an observer observes the correct collection of partial views in the correct arrangement. Due to the large ratio of viewing distances to the display and the size of the individual second fiber ends, small variations in height between different images may be negligible.
In plaats van gebruik te maken van lenzen of andere 35 toegevoegde optische middelen zouden ook de vezels onder een bepaalde hoek in het vooroppervlak van het beeldscherm kunnen worden geplaatst zodat ze ieder het licht in de gewenste rich- 10 0 3 9 60 17 ting werpen. Ook zouden de uiteinden, zoals gezegd, door slijpen en polijsten in een bepaalde contour kunnen worden gebracht .Instead of using lenses or other added optical means, the fibers could also be placed at a certain angle in the front surface of the display so that they each cast the light in the desired direction. Also, as mentioned, the ends could be contoured by grinding and polishing.
Het systeëm kan zo gemaakt worden dat wanneer een 5 waarnemer met het linker oog een afbeelding Vk waarneemt, tegelijkertijd met het rechter oog een afbeelding Vk+1 wordt waargenomen, waarbij de afbeeldingen Vk en Vk+1 tezamen een stereopaar vormen.The system can be made such that when an observer perceives an image Vk with the left eye, an image Vk + 1 is simultaneously observed with the right eye, the images Vk and Vk + 1 together forming a stereo pair.
Afhankelijk van de toepassing kunnen met gebruikma-10 king van de uitvinding weergaveschermen worden gerealiseerd van eventueel zeer grote afmetingen, bijvoorbeeld in de orde van grootte van enkele meters. Ook is het mogelijk veel meer aanzichten dan 100 toe te passen. Het weergavescherm behoeft niet vlak te zijn, maar zou bijvoorbeeld ook een deel van een 15 holle cilinder kunnen vormen of zelfs een complete holle cilinder.Depending on the application, display screens of optionally very large dimensions can be realized using the invention, for example in the order of magnitude of a few meters. It is also possible to use many more views than 100. The display screen need not be flat, but could, for example, also form part of a hollow cylinder or even a complete hollow cylinder.
Bij aanwezigheid van een losneembaar optisch systeem aan de voorzijde van het uit tweede vezeluiteinden bestaande oppervlak kan het losneembare optische systeem worden verwij-20 derd en vervolgens op het uit tweede vezeluiteinden bestaande oppervlak een fotografisch papier of een film kunnen worden geplaatst. De resolutie van de film of het papier zal altijd groter zijn dan die van het genoemde oppervlak. Er kan op deze wijze een contactkopie worden gemaakt van het voorvlak van 25 tweede vezeluiteinden. Na ontwikkelen van de film of het fotopapier kan op de voorzijde weer een optisch systeem worden geplaatst waardoor een kopie van het driedimensionale beeld driedimensionaal uit verschillende hoeken kan worden waargenomen.In the presence of a detachable optical system at the front of the second fiber ends surface, the detachable optical system can be removed and then a photographic paper or film can be placed on the second fiber ends surface. The resolution of the film or paper will always be greater than that of the mentioned surface. In this way, a contact copy can be made of the front face of second fiber ends. After developing the film or photo paper, an optical system can again be placed on the front, whereby a copy of the three-dimensional image can be observed three-dimensionally from different angles.
1003 9601003 960
Claims (10)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1003960A NL1003960C2 (en) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | Apparatus for three-dimensional visualization of objects, as well as a method for producing a three-dimensional visualizable image of an object. |
| PCT/MX1997/000027 WO1998010404A1 (en) | 1996-09-05 | 1997-09-05 | Device for the three-dimensional display of objects and procedure for the preparation of a visible three-dimensional reproduction of an object |
| AU44015/97A AU4401597A (en) | 1996-09-05 | 1997-09-05 | Device for the three-dimensional display of objects and procedure for the preparation of a visible three-dimensional reproduction of an object |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1003960 | 1996-09-05 | ||
| NL1003960A NL1003960C2 (en) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | Apparatus for three-dimensional visualization of objects, as well as a method for producing a three-dimensional visualizable image of an object. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1003960C2 true NL1003960C2 (en) | 1998-03-06 |
Family
ID=19763462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1003960A NL1003960C2 (en) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | Apparatus for three-dimensional visualization of objects, as well as a method for producing a three-dimensional visualizable image of an object. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU4401597A (en) |
| NL (1) | NL1003960C2 (en) |
| WO (1) | WO1998010404A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0210568D0 (en) | 2002-05-08 | 2002-06-19 | Screen Technology Ltd | Display |
| US6927886B2 (en) | 2002-08-02 | 2005-08-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Reconfigurable image surface holograms |
| TWI265315B (en) | 2005-12-16 | 2006-11-01 | Ind Tech Res Inst | Autostereoscopic display apparatus |
| US8294987B1 (en) | 2011-09-09 | 2012-10-23 | Van Nuland Henricus Servatius Fransiscus | Image transforming device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4022650C1 (en) * | 1990-07-17 | 1991-07-04 | Dambach-Werke Gmbh, 7560 Gaggenau, De | |
| EP0597629A1 (en) * | 1992-11-11 | 1994-05-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display |
| US5519533A (en) * | 1994-03-08 | 1996-05-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Three-dimensional information reproducing apparatus |
-
1996
- 1996-09-05 NL NL1003960A patent/NL1003960C2/en not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-09-05 WO PCT/MX1997/000027 patent/WO1998010404A1/en active Application Filing
- 1997-09-05 AU AU44015/97A patent/AU4401597A/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4022650C1 (en) * | 1990-07-17 | 1991-07-04 | Dambach-Werke Gmbh, 7560 Gaggenau, De | |
| EP0597629A1 (en) * | 1992-11-11 | 1994-05-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display |
| US5519533A (en) * | 1994-03-08 | 1996-05-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Three-dimensional information reproducing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1998010404A1 (en) | 1998-03-12 |
| AU4401597A (en) | 1998-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6795241B1 (en) | Dynamic scalable full-parallax three-dimensional electronic display | |
| EP0570179B1 (en) | Directional display | |
| CA2012679C (en) | Autostereoscopic display with multiple sets of blinking illuminating lines and light valve | |
| US5410345A (en) | Stroboscopic illumination system for video displays | |
| US5465175A (en) | Autostereoscopic display device | |
| US6771231B2 (en) | Apparatus for displaying a stereoscopic two-dimensional image and method therefor | |
| US6246451B1 (en) | Stereoscopic image displaying method and stereoscopic image apparatus | |
| JP3151347B2 (en) | Automatic stereo directional display device | |
| TW571120B (en) | Three-dimensional display method and its device | |
| JPH04504786A (en) | three dimensional display device | |
| JP2002506590A (en) | Automatic stereoscopic image display | |
| WO2020237927A1 (en) | Optical field display system | |
| CN103913845A (en) | Method for displaying three-dimensional integral images using mask and time division multiplexing | |
| CN112946912B (en) | Naked eye 3D display device capable of achieving lossless super-definition resolution and simultaneous watching of multiple people | |
| CN110716322A (en) | Display system and display method for desktop three-dimensional orientation | |
| JP2966762B2 (en) | 3D display device | |
| Morishima et al. | Rear-cross-lenticular 3D display without eyeglasses | |
| Eichenlaub | Developments in autosterioscopic technology at Dimension Technologies Inc. | |
| PT818934E (en) | ELECTRONIC STEREOSCOPE SYSTEM | |
| NL1003960C2 (en) | Apparatus for three-dimensional visualization of objects, as well as a method for producing a three-dimensional visualizable image of an object. | |
| CN110133863A (en) | High-resolution double vision 3D display device and method | |
| US7950805B2 (en) | Systems and methods for displaying images to viewers in motion or viewing from multiple perspectives | |
| JP2010122646A (en) | Screen and image display device | |
| US9554124B1 (en) | Image display with full-depth viewing | |
| WO2000035204A1 (en) | Dynamically scalable full-parallax stereoscopic display |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20040401 |