RU2005129545A

RU2005129545A - Способ и система для создания пространственных изображений

Info

Publication number: RU2005129545A
Application number: RU2005129545/09A
Authority: RU
Inventors: Вольфганг ЧОППЕ (DE); Вольфганг ЧОППЕ; Томас БРЮГГЕРТ (DE); Томас БРЮГГЕРТ; Инго РЕЛЬКЕ (DE); Инго РЕЛЬКЕ; Штефан ОТТЕ (DE); Штефан ОТТЕ; Маркус КЛИППШТАЙН (DE); Маркус КЛИППШТАЙН
Original assignee: Хзд Технологиз Гмбх (De); Хзд Технологиз Гмбх
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2007-04-10
Also published as: EP1600007B1; DE10309194B4; US8169381B2; RU2323542C2; AU2004214741A1; DE10309194A1; WO2004077839A1; DE502004005752D1; ATE381856T1; CN1754392A; EP1600007A1; CA2516928A1; JP2006515934A; KR20050086454A; JP4023626B2; US20050280602A1

Claims

1. Система для создания пространственного изображения сцены/предмета, содержащая устройство воспроизведения изображений с множеством отдельных элементов (α_ij) изображения, расположенных в виде растра, состоящего из строк (j) и столбцов (i), и выполненных с возможностью воспроизведения отдельных несущих визуальную информацию элементов, относящихся по меньшей мере к трем видам (A_k) (k=1...n, n≥3) сцены/предмета, а также одну или несколько матриц, состоящих из множества отдельных, расположенных строками (q) и столбцами (р), выполненных в виде фильтрующих элементов (β_pq) волновых и/или полутоновых фильтров, некоторые из которых являются светопроницаемыми в заданных диапазонах длин волн, а остальные - светонепроницаемыми, и которые расположены в направлении линии зрения перед устройством воспроизведения изображений с элементами (α_ij) изображения и/или позади него, задавая направления распространения видимого излучения, испускаемого элементами (α_ij) изображения, причем каждый элемент (α_ij) изображения взаимодействует с несколькими соответствующими волновыми фильтрами (β_pq) или один волновой фильтр (β_pq) взаимодействует с несколькими соответствующими элементами (α_ij) изображения таким образом, что прямая, соединяющая между собой центры видимых участков соответствующих элемента (α_ij) изображения и фильтрующего элемента (β_pq), проходит в одном из направлений распространения излучения, причем эти направления пересекаются в расположенном перед воспроизводимым изображением пространстве, где находится наблюдатель(ли), во множестве точек пересечения, каждая из которых соответствует одному положению наблюдателя(ей), что позволяет наблюдателю из любого его положения в указанном пространстве одним глазом воспринимать преимущественно отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся к первой группе, а другим глазом - преимущественно отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся ко второй группе видов (A_k) (k=1...n), отличающаяся тем, что по меньшей мере во фрагменте по меньшей мере одной из матриц отношение площади, занятой фильтрующими элементами (β_pq), светопроницаемыми в заданных диапазонах длин волн, к общей площади всех фильтрующих элементов (β_pq), умноженное на среднее количество (n') разных видов, воспроизводимых на одну строку (j) растра из элементов (α_ij) изображения, превышает единицу.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что фильтрующие элементы (β_pq), светопроницаемые в заданных диапазонах длин волн, выполнены в виде прозрачных фильтров, проницаемых для излучения в основном во всей видимой области спектра.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что размеры фильтрующих элементов (β_pq), светопроницаемых в заданных диапазонах длин волн, таковы, что на один видимый участок растра всегда приходится, в расчете на площадь элемента изображения, более одного видимого элемента (α_ij) изображения.

4. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что частное суммы площадей фильтрующих элементов (β_pq), практически полностью проницаемых для излучения в основном во всей видимой области спектра, и суммы площадей всех фильтрующих элементов (β_pq), относящихся к соответствующей матрице, принимает значения от Q1=1,1/n' до Q2=1,8/n', вследствие чего за счет фильтрующих элементов (β_pq), пропускающих излучение во всей видимой области спектра, на один видимый участок растра в среднем всегда приходится, в расчете на площадь элемента изображения, примерно от 1,1 до 1,8 видимого элемента (α_ij) изображения.

5. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что фрагмент матрицы при его параллельном проецировании на растр из элементов (α_ij) изображения соответствует по меньшей мере одной строке (j) или по меньшей мере одному столбцу (i).

6. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что при параллельном проецировании достаточно большого участка по меньшей мере одной предусмотренной матрицы фильтрующих элементов (β_pq) на по меньшей мере одну строку (j) или по меньшей мере один столбец (i) растра площадь соответствующей проекции фильтрующих элементов (β_pq), в основном проницаемых для излучения во всей видимой области спектра, по меньшей мере в 1,1/n', но не более чем в 1,8/n' раза превышает площадь соответствующей строки (j) или столбца (i), вследствие чего за счет фильтрующих элементов (β_pq), пропускающих излучение во всей видимой области спектра, на один видимый участок растра в среднем всегда приходится, в расчете на площадь элемента изображения, примерно от 1,1 до 1,8 видимого элемента (α_ij) изображения.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что в матрице предусмотрена по меньшей мере одна непрерывная линия прозрачных фильтров, проходящая от одного края матрицы до противоположного ему края, а также по меньшей мере одна вторая непрерывная линия прозрачных фильтров, проходящая от одного края матрицы до противоположного ему края, причем оси, вдоль которых ориентированы линии этих двух типов, не параллельны друг другу.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна из непрерывных линий прозрачных фильтров проходит параллельно верхнему, нижнему, левому или правому краю соответствующей матрицы волновых, соответственно полутоновых фильтров, и/или параллельно верхнему, нижнему, левому или правому краю растра из элементов (α_ij) изображения.

9. Система по п.7, отличающаяся тем, что в матрице предусмотрено множество таких непрерывных линий прозрачных фильтров.

10. Система по одному из пп.7-9, отличающаяся тем, что по меньшей мере некоторые из непрерывных линий прозрачных фильтров, если указанные линии параллельны друг другу, распределены по матрице случайным образом.

11. Система по одному из пп.7-9, отличающаяся тем, что по меньшей мере некоторые из непрерывных линий прозрачных фильтров, если указанные линии параллельны друг другу, распределены по матрице на регулярных расстояниях друг от друга, причем подобную непрерывную линию прозрачных фильтров предпочтительно образует каждая m-ная (при m>1) строка (q) соответствующей матрицы.

12. Система по одному из пп.7-9, отличающаяся тем, что при параллельном проецировании в направлении линии зрения такой непрерывной линии прозрачных фильтров, но необязательно каждой такой линии, на растр из элементов (α_ij) изображения, проекция прозрачных фильтров по меньшей мере частично накладывается преимущественно на те из элементов (α_ij) изображения, которые главным образом или исключительно воспроизводят отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся к одному и тому же виду (A_k).

13. Система по одному из пп.7-9, отличающаяся тем, что при параллельном проецировании в направлении линии зрения такой непрерывной линии прозрачных фильтров, но необязательно каждой такой линии, на растр из элементов (α_ij) изображения проекция прозрачных фильтров по меньшей мере частично накладывается на несколько таких элементов (α_ij) изображения, которые воспроизводят отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся по меньшей мере к двум различным видам (A_k).

14. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что отдельные несущие визуальную информацию элементы, относящиеся к видам (А_k) (k=1...n), ставятся в соответствие элементам (α_ij) изображения в положении (i,j) согласно функции

где (i) - индекс положения элемента (α_ij) изображения в строке растра; (j) - индекс положения элемента (α_ij) изображения в столбце растра; (k) - порядковый номер вида (A_k) (k=1...n), к которому относится отдельный несущий визуальную информацию элемент, который должен воспроизводиться определенным элементом (α_ij) изображения; (n) - общее количество используемых видов (A_k) (k=1...n); (с_ij) - произвольно задаваемая матрица коэффициентов для комбинирования, соответственно смешения на растре различных отдельных несущих визуальную информацию элементов, относящихся к видам (A_k) (k=1...n); IntegerPart - функция, значением которой является наибольшее целое число, не превышающее заключенный в уравнении в квадратные скобки аргумент.

15. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что для предусмотренных матриц фильтров фильтрующие элементы (β_pq) в зависимости от длины волны пропускаемого ими излучения / диапазона пропускаемых ими длин волн / их коэффициента (λ_b) пропускания объединяются в маску согласно функции

где (р) - индекс положения фильтрующего элемента (β_pq) в строке соответствующей матрицы; (q) - индекс положения фильтрующего элемента (β_pq) в столбце соответствующей матрицы; (b) - целое число, определяющее для волнового, соответственно полутонового фильтра (β_pq) в положении (p,q) одну из предусмотренных длин волн пропускаемого излучения / один из предусмотренных диапазонов пропускаемых длин волн, соответственно один из коэффициентов (λ_b) пропускания, и способное принимать значения от 1 до (b_max), где (b_max) - натуральное число, большее единицы; (n_m) - большее нуля целое число, предпочтительно соответствующее общему количеству (k) видов (A_k) представленных в комбинированном изображении; (d_pq) - произвольно задаваемая матрица коэффициентов маски для варьирования при образовании маски; и IntegerPart - функция, значением которой является наибольшее целое число, не превышающее заключенный в уравнении в квадратные скобки аргумент.

16. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в ней предусмотрена единственная матрица фильтрующих элементов (β_pq), а расстояние (z) между указанной матрицей и растром из элементов (α_ij) изображения, измеренное по нормали, определяется по следующему уравнению:

где (s_p) - среднее горизонтальное расстояние между двумя соседними элементами (α_ij) изображения; (р_d) - среднее межзрачковое расстояние наблюдателя; и (d_a) - произвольно задаваемое расстояние до наблюдателя.

17. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что все фильтрующие элементы, образующие матрицу, соответственно матрицы фильтров, выполнены одинакового размера.

18. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что фильтрующие элементы, образующие матрицу, соответственно матрицы фильтров, имеют в основном периодическое расположение.

19. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что направления распространения видимого излучения для каждого из отдельных несущих визуальную информацию элементов, воспроизводимых элементами (α_ij) изображения, заданы в зависимости от их длины волны / диапазона длин волн.

20. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере в одной из предусмотренных матриц фильтрующих элементов (β_pq) по меньшей мере в одной строке (q) прозрачные фильтры, непосредственно примыкающие друг к другу, граничат с одним количеством непосредственно примыкающих друг к другу прозрачных фильтров в строке (q-1) и другим количеством непосредственно примыкающих друг к другу прозрачных фильтров в строке (q+1).

21. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждая из предусмотренных матриц фильтров выполнена в виде статической, не изменяющейся с течением времени матрицы, и расположена практически на неизменном расстоянии от растра из элементов (α_ij) изображения, т.е. устройства воспроизведения изображений.

22. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере один элемент (α_ij) изображения воспроизводит визуальную информацию, полученную путем смешения отдельных несущих визуальную информацию элементов по меньшей мере двух разных видов (A_k).

23. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что устройство воспроизведения изображений представляет собой жидкокристаллический (ЖК-) дисплей, плазменную панель или дисплей на органических светодиодах.

24. Система по п.1 или 2, в которой имеются полупрозрачное устройство воспроизведения изображений, например ЖК-дисплей, а также единственная матрица фильтрующих элементов (β_pq), расположенная в направлении линии зрения между устройством воспроизведения изображений и устройством фоновой подсветки, а между устройством воспроизведения изображений и матрицей фильтров предусмотрен переключаемый рассеиватель, причем в первом режиме работы, в котором рассеиватель переключен в прозрачное состояние, для наблюдателя(-ей) создается впечатление объемности изображения, а во втором режиме работы, в котором рассеиватель переключен в состояние по меньшей мере частичного рассеивания, создаваемый матрицей фильтрующих элементов (β_pq) эффект объемности практически полностью исчезает, чем достигается практически однородное освещение устройства воспроизведения изображений рассеянным светом с возможностью воспроизведения на этом устройстве воспринимаемых двумерных изображений с полным разрешением.

25. Система по п.1 или 2, в которой предусмотрена по меньшей мере одна матрица фильтрующих элементов (β_pq), включающая пиксели электрохромного или фотохромного типов, по меньшей мере частично действующие в качестве волновых, соответственно полутоновых фильтров, причем в первом режиме работы, предназначенном для создания трехмерных изображений, в частности также с применением пикселей электрохромного, соответственно фотохромного типов, эта матрица образует матричную структуру фильтров, пригодную для создания трехмерных изображений, а во втором режиме работы пиксели электрохромного, соответственно фотохромного типов переключаются в состояние максимально возможной прозрачности, предпочтительно практически полной прозрачности во всей видимой области спектра.

26. Система по п.25, отличающаяся тем, что в ней предусмотрены как фильтры электрохромного, соответственно фотохромного типа, так и волновые, соответственно полутоновые фильтры с неизменяемыми характеристиками пропускания, причем указанные фильтры с неизменяемыми характеристиками пропускания предпочтительно выполнены практически полностью прозрачными во всей видимой области спектра.