RU2518484C2 - Method for autostereoscopic full-screen resolution display and apparatus for realising said method (versions) - Google Patents

Method for autostereoscopic full-screen resolution display and apparatus for realising said method (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2518484C2
RU2518484C2 RU2012116839/07A RU2012116839A RU2518484C2 RU 2518484 C2 RU2518484 C2 RU 2518484C2 RU 2012116839/07 A RU2012116839/07 A RU 2012116839/07A RU 2012116839 A RU2012116839 A RU 2012116839A RU 2518484 C2 RU2518484 C2 RU 2518484C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid crystal
columns
column
matrix
parallax
Prior art date
Application number
RU2012116839/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012116839A (en
Inventor
Василий Александрович ЕЖОВ
Original Assignee
Василий Александрович ЕЖОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Александрович ЕЖОВ filed Critical Василий Александрович ЕЖОВ
Priority to RU2012116839/07A priority Critical patent/RU2518484C2/en
Priority to PCT/RU2013/000360 priority patent/WO2013162426A2/en
Publication of RU2012116839A publication Critical patent/RU2012116839A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2518484C2 publication Critical patent/RU2518484C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/10Processing, recording or transmission of stereoscopic or multi-view image signals
    • H04N13/106Processing image signals
    • H04N13/133Equalising the characteristics of different image components, e.g. their average brightness or colour balance
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/302Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/31Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/356Image reproducers having separate monoscopic and stereoscopic modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

FIELD: physics, computer engineering.
SUBSTANCE: invention relates to autostereoscopic displays. The result is achieved by making each column element of the display based on a pair of liquid crystal layers with complementary optical properties. The increase in the degree of separation of views is a result of increase in contrast of modulation of light intensity owing to cancellation of initial birefringence and chromatic dispersion of the liquid crystal layers in each column element of a parallax light shutter. Higher speed of operation is a result of the transition time of switching images of views being defined only by a short reaction time of the liquid crystal layers to application of a high control voltage.
EFFECT: larger viewing angle of a three-dimensional scene, a larger number of observation zones and observed views.
14 cl, 41 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к трехмерным (3D) дисплеям, точнее, к многоракурсным автостереоскопическим дисплеям, и может быть использовано для создания безочковых стационарных и мобильных телевизоров, мониторов, смартфонов, планшетных компьютеров, ноутбуков с многоракурсным 3D изображением при полноэкранном разрешении в каждом ракурсе и совместимости с моноскопическими (2D) изображением.The invention relates to three-dimensional (3D) displays, more precisely, to multi-angle autostereoscopic displays, and can be used to create glasses-free stationary and mobile televisions, monitors, smartphones, tablets, laptops with multi-angle 3D images at full screen resolution in every angle and compatibility with monoscopic (2D) image.

Уровень техникиState of the art

Известен способ автостереоскопического отображения 3D сцен, заключающийся в том, что с помощью матричного формирователя изображения с числом Q пикселей экрана модулируют либо генерируют световой поток изображений ракурсов 3D сцены и с помощью открытых столбцовых элементов пассивного (статического) параллаксного барьера, период расположения которых кратен периоду расположения столбцов матричного формирователя изображений, направляют световые потоки столбцов изображений ракурсов в K зон наблюдении [1].There is a method of autostereoscopic display of 3D scenes, which consists in the fact that using a matrix imager with the number of Q pixels of the screen, they modulate or generate a luminous flux of images of the angles of the 3D scene and using open column elements of the passive (static) parallax barrier, the location period of which is a multiple of the location period columns of the matrix imager, direct the light fluxes of the columns of the image angles in K zones of observation [1].

Недостатком известного способа является сниженное в Q/K раз пространственное разрешение в изображении каждого из ракурсов, поскольку изображение в каждой зоне наблюдения создается только частью Q/K от общего числа Q пикселей матричного формирователя изображения.A disadvantage of the known method is the spatial resolution reduced in Q / K times in the image of each of the foreshortenings, since the image in each observation zone is created only by the Q / K part of the total number of Q pixels of the image sensor.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявленному способу по варианту 1 является известный способ [2] двухракурсного автостереоскопического отображения 3D сцен с полноэкранным разрешением в каждом ракурсе, заключающийся в том, что с помощью матричного формирователя изображений генерируют световой поток изображений ракурсов, из которого с помощью открытых столбцовых элементов параллаксного оптического затвора формируют и направляют в две зоны наблюдения парциальные световые потоки столбцов изображений ракурсов, при этом в первом и втором тактах полного цикла формирования изображений двух ракурсов открывают первый и второй наборы столбцовых элементов параллаксного оптического затвора, а число Q пикселей экрана и число N столбцов матричного формирователя изображений выбирают равными соответственно полному числу элементов изображения и полному числу столбцов изображения каждого ракурса 3D сцены.The closest in technical essence (prototype) to the claimed method according to option 1 is the well-known method [2] of two-way autostereoscopic display of 3D scenes with full-screen resolution in each angle, which consists in the fact that using a matrix imager generates a luminous flux of image angles from which using open column elements of a parallax optical shutter, partial light fluxes of columns of image views are formed and sent to two observation zones the volume in the first and second clocks of the full cycle of imaging of two angles opens the first and second sets of column elements of the parallax optical shutter, and the number Q of pixels of the screen and the number N of columns of the image sensor are chosen equal to the total number of image elements and the total number of image columns of each 3D view the scene.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявленному устройству по варианту 1 является известный автостереоскопический дисплей [2], содержащий последовательно расположенные на одной оптической оси источник света, матричный формирователь изображения и активный параллаксный барьер, при этом матричный формирователь изображения выполнен в виде матричного оптического модулятора с двухкоординатной адресацией, снабженного источником сигнала стереоизображения, а активный параллаксный барьер выполнен в виде параллаксного оптического затвора, снабженного электронным блоком управления, выход которого соединен с электрическим входом параллаксного оптического затвора, а вход электронного блока управления соединен с выходом кадровой синхронизации источника сигнала стереоизображения, информационный выход которого подключен к электрическому входу матричного оптического модулятора, при этом выход параллаксного оптического затвора оптически сопряжен с двумя зонами наблюдения.The closest in technical essence (prototype) to the claimed device according to option 1 is a well-known autostereoscopic display [2], containing a light source sequentially located on the same optical axis, an image sensor and an active parallax barrier, while the image sensor is made in the form of a matrix optical a two-coordinate addressing modulator equipped with a stereo image signal source, and the active parallax barrier is made in the form of parallax op shutter equipped with an electronic control unit, the output of which is connected to the electrical input of the parallax optical shutter, and the input of the electronic control unit is connected to the frame synchronization output of the stereo image signal source, the information output of which is connected to the electrical input of the matrix optical modulator, while the output of the parallax optical shutter is optically paired with two surveillance zones.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявленному способу по варианту 2 является известный способ [3] двухракурсного автостереоскопического воспроизведения 3D сцен, заключающийся в том, что с помощью источника света формируют световой поток, из которого с помощью открытых столбцовых элементов параллаксного оптического затвора формируют парциальные световые потоки, проходящие через столбцы матричного формирователя изображений в две зоны наблюдения, при этом в первом и втором тактах полного цикла формирования изображений двух ракурсов открывают первый и второй наборы столбцовых элементов параллаксного оптического затвора, а число пикселей экрана и число столбцов матричного формирователя изображений выбирают равными соответственно полному числу элементов изображения и полному числу столбцов изображения одного ракурса.The closest in technical essence (prototype) to the claimed method according to option 2 is the known method [3] of two-way autostereoscopic 3D scenes, which consists in the fact that a light stream is formed using a light source, from which they are formed using open column elements of a parallax optical shutter partial light fluxes passing through the columns of the matrix imager into two observation zones, while in the first and second measures of the full cycle of image formation s two angles open the first and second sets of column elements parallax optical shutter, while the number of pixels of the screen and the number of columns of the matrix of the imaging device is selected to be respectively the total number of the picture elements and the total number of images of the view columns.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) в заявляемому устройству по варианту 2 является известный автостереоскопический дисплей [3], содержащий расположенные на одной оптической оси источник света, активный параллаксный барьер и матричный формирователь изображения, который выполнен в виде матричного оптического модулятора с двухкоординатной адресацией, снабженного источником сигнала стереоизображения, а активный параллаксный барьер выполнен в виде параллаксного оптического затвора с столбцовой адресацией, снабженного электронным блоком управления, выход которого соединен с электрическим входом параллаксного оптического затвора, а вход электронного блока управления соединен с выходом кадровой синхронизации источника сигнала стереоизображения, информационный выход которого подключен к электрическому входу матричного оптического модулятора с двухкоординатной адресацией, при этом выход матричного оптического модулятора оптически сопряжен с двумя зонами наблюдения.The closest in technical essence (prototype) in the claimed device according to option 2 is a well-known autostereoscopic display [3], containing a light source located on one optical axis, an active parallax barrier and a matrix imager, which is made in the form of a matrix optical modulator with two-coordinate addressing, equipped with a stereo image signal source, and the active parallax barrier is made in the form of a parallax optical shutter with column addressing, equipped with an electronic control unit, the output of which is connected to the electrical input of the parallax optical shutter, and the input of the electronic control unit is connected to the frame synchronization output of the stereo image signal source, whose information output is connected to the electrical input of the matrix optical modulator with two-coordinate addressing, while the output of the matrix optical modulator is optically coupled with two surveillance zones.

В известных способе и устройстве по вариантам 1 и 2 разрешение в изображении каждого ракурса (разрешение в наблюдаемом двухракурсном стереоизображении) равно полному разрешению матричного формирователя изображения (определяется числом Q его пикселей). Благодаря использованию параллаксного оптического затвора, который в двух тактах пропускает парциальные световые потоки от двух разных наборов пикселей матричного формирователя изображений, за полный цикл работы устройства (осуществления способа), равный двум тактам, формируются два полноэкранных изображения ракурсов в двух зонах.In the known method and device according to options 1 and 2, the resolution in the image of each angle (resolution in the observed two-angle stereo image) is equal to the full resolution of the matrix image former (determined by the number Q of its pixels). Due to the use of a parallax optical shutter that transmits partial light fluxes from two different sets of pixels of the image sensor in two clocks, two full-screen image images in two zones are formed for a full cycle of the device (the method), equal to two clocks.

Недостатком известных способа и устройства является возможность формирования только двухракурсных стереоизображении (невозможность формирования многоракурсных стереоизображении с K>2), что снижает качество наблюдаемого изображения и понижает комфортность наблюдения из-за ограничения диапазона углов обзора наблюдаемой трехмерной сцены и ограничения пространства наблюдения, обусловленных минимальным числом ракурсов и зон наблюдения при K=2.A disadvantage of the known method and device is the possibility of forming only two-way stereo images (the inability to form multi-angle stereo images with K> 2), which reduces the quality of the observed image and reduces the comfort of observation due to the limited range of viewing angles of the observed three-dimensional scene and the limited viewing space due to the minimum number of angles and observation zones at K = 2.

Задачей изобретения является улучшение качества стереоизображения и увеличение комфортности его просмотра.The objective of the invention is to improve the quality of stereo images and increase the comfort of viewing it.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Поставленная задача решается в способе тем, что выбирают число N столбцов матричного формирователя изображений кратным числу K ракурсов трехмерной сцены, где K>1, изображения K ракурсов в соответствующих K зонах наблюдения формируют в K последовательных тактах, при этом в n-м столбце (n=1, 2, …, N) матричного формирователя изображений воспроизводят последовательность (N-n+1)-x столбцов изображений K ракурсов, причем в каждом такте открывают столбцовые элементы параллаксного оптического затвора, расположенные с периодом K·p, позиции которых в k-м такте (k=1, 2, …, K) сдвигают на величину р относительно позиций открытых в (k-1)-м такте столбцовых элементов, где р - период чередования всех столбцовых элементов параллаксного оптического затвора.The problem is solved in the way that select the number of N columns of the matrix imager multiple of the number K of angles of the three-dimensional scene, where K> 1, the images of K angles in the corresponding K zones of observation are formed in K consecutive ticks, while in the nth column (n = 1, 2, ..., N) of the matrix imager reproduce a sequence of (N-n + 1) -x columns of K image images, and in each clock cycle, the parallax optical shutter elements located with a period K · p, whose positions are in k th beat e (k = 1, 2, ..., K) are shifted by the value of p relative to the positions of the column elements open in the (k-1) -th cycle, where p is the alternation period of all the column elements of the parallax optical shutter.

Поставленная задача решается в устройстве тем, что источник сигнала стереоизображения выполнен K-ракурсным, где K>2, параллаксный оптический затвор выполнен с (N+K-1) адресными столбцами, где N - число столбцов в матричном оптическом модуляторе с двухкоординатной адресацией, при этом в центре k-й зоны наблюдения (k=1, 2, …, K) пересекаются оптические пути, соединяющие центры N столбцов матричного оптического модулятора с центрами соответствующих N столбцов параллаксного оптического затвора.The problem is solved in the device by the fact that the source of the stereo image is made K-angle, where K> 2, the parallax optical shutter is made with (N + K-1) address columns, where N is the number of columns in the matrix optical modulator with two-coordinate addressing, in the center of the k-th observation zone (k = 1, 2, ..., K) the optical paths intersect connecting the centers of the N columns of the matrix optical modulator with the centers of the corresponding N columns of the parallax optical shutter.

Задача улучшения качества изображения и увеличение комфортности его просмотра решается в устройстве и способе за счет достижения двух соответствующих основных технических результатов.The task of improving image quality and increasing the comfort of viewing it is solved in the device and method by achieving two relevant main technical results.

Первый основной технический результат состоит в расширении углов оглядывания наблюдателем объектов трехмерных сцен вследствие увеличения числа наблюдаемых ракурсов до K>2. Второй основной технический результат - увеличение свободы в перемещении наблюдателя при просмотре стереоизображения за счет увеличения пространства наблюдения пропорционально увеличению числа K зон наблюдения ракурсов трехмерной сцены.The first main technical result is to expand the viewing angles of the observer of objects of three-dimensional scenes due to the increase in the number of observed angles to K> 2. The second main technical result is an increase in the freedom of movement of the observer when viewing a stereo image by increasing the observation space in proportion to the increase in the number K of observation zones of the three-dimensional scene angles.

В одном из частных вариантов выполнения устройства и осуществления способа столбцовые элементы параллаксного оптического затвора выполнены на основе двух жидкокристаллических (ЖК) слоев с комплементарными оптическими свойствами, в частности, в виде двух ЖК слоев с взаимно-ортогональными направлениями гомогенной ориентации нематических ЖК молекул в начальном состоянии ЖК слоев. Комплементарность оптических свойств двух ЖК слоев обеспечивается за счет направления оси для обыкновенного (необыкновенного) луча одного ЖК слоя по пути оси для необыкновенного (обыкновенного) луча другого ЖК слоя. Быстродействие устройства во всех тактах определяется только малым временем τrise реакции ЖК слоев на подачу высокого управляющего напряжения, а релаксация пар ЖК слоев в течение длительного времени τdexy осуществляется в течение времени каждого такта без какого-либо влияния на распределение световых потоков, заданное в начале такта.In one particular embodiment of the device and the method, the column elements of the parallax optical shutter are made on the basis of two liquid crystal (LC) layers with complementary optical properties, in particular, in the form of two LC layers with mutually orthogonal directions of homogeneous orientation of nematic LC molecules in the initial state LCD layers. The complementarity of the optical properties of two LC layers is ensured by the direction of the axis for the ordinary (extraordinary) ray of one LC layer along the axis path for the extraordinary (ordinary) ray of another LC layer. The performance of the device in all clock cycles is determined only by the short time τ rise of the reaction of the LC layers to the supply of a high control voltage, and the relaxation of pairs of LC layers for a long time τ dexy is carried out during the time of each cycle without any effect on the distribution of light flux specified at the beginning tact.

Этим достигается дополнительный технический результат - увеличение контраста сепарации ракурсов и увеличение быстродействия устройства, и как следствие, дополнительное улучшение качества наблюдаемого стереоизображения.This achieves an additional technical result - an increase in the contrast of separation of angles and an increase in the speed of the device, and as a result, an additional improvement in the quality of the observed stereo image.

В другом частном варианте способа и устройства каждый столбец матричного формирователя изображения состоит из ряда близко расположенных субстолбцов, воспроизводящих изображения субракурсов трехмерной сцены с малыми углами между соседними субракурсами, вследствие чего каждая зона наблюдения имеет тонкую (fine) структуру: состоит из ряда соответствующих субзон наблюдения, что, в частности, обеспечивает «сверхплотное» расположение наблюдаемых субракурсов с расстоянием между соседними субзонами наблюдения меньше размера зрачка наблюдения (меньше среднего диаметра зрачка наблюдателя), что приводит к второму дополнительному техническому результату - улучшению согласования аккомодации и конвергенции глаз наблюдателя, обеспечивающего дополнительное увеличение комфортности просмотра стереоизображения.In another particular embodiment of the method and device, each column of the matrix imager consists of a series of closely spaced sub-columns reproducing sub-views of a three-dimensional scene with small angles between adjacent sub-views, as a result of which each observation area has a fine structure: consists of a number of corresponding observation subzones, which, in particular, provides a “superdense” arrangement of the observed sub-angles with the distance between adjacent observation subzones less than the size of the pupil tions (less than the average diameter of the pupil of the observer), which leads to the second additional technical result - better harmonization of accommodation and convergence of the observer's eyes, providing an additional increase comfort stereo viewing.

Перечень фигур чертежаList of drawing figures

Осуществление изобретения поясняется с помощью чертежа, на фигурах которого представлены:The implementation of the invention is illustrated using the drawing, in the figures of which are presented:

Фиг.1 - схема устройства по варианту 1.Figure 1 - diagram of the device according to option 1.

Фиг.2 - геометрия оптических путей в устройстве по варианту 1.Figure 2 - the geometry of the optical paths in the device according to option 1.

Фиг.3 - схема устройства по варианту 2.Figure 3 - diagram of the device according to option 2.

Фиг.4 - геометрия оптических путей в устройстве по варианту 2.Figure 4 - geometry of the optical paths in the device according to option 2.

Фиг.5, 6 - K-ракурсная видеокамера в качестве источника сигналов изображения ракурсов и субракурсов объектов 3D сцены.5, 6 - K-angle video camera as a source of image signals of camera angles and sub-angles of 3D scene objects.

Фиг.7-10 - геометрия оптических путей в устройстве с воспроизведением субракурсов.7-10 - the geometry of the optical paths in the device with the reproduction of sub-angles.

Фиг.11-15 - структура и оптические свойства ЖК слоев с комплементарными оптическими свойствами.11-15 - the structure and optical properties of the LCD layers with complementary optical properties.

Фиг.16 - формирование зон наблюдения при ландшафтном и портретном расположении матричного оптического модулятора.Fig - the formation of observation zones with landscape and portrait arrangement of the matrix optical modulator.

Фиг.17 - формирование парциальных световых потоков столбцов изображений ракурсов в способе и устройстве по варианту 1.Fig - the formation of partial luminous flux columns of the image angles in the method and device according to option 1.

Фиг.18-23 - воспроизведение изображений ракурсов при работе частного варианта выполнения устройства по варианту 1.Fig.18-23 - reproduction of images of the angles during operation of a private embodiment of the device according to option 1.

Фиг.24-33 - временные диаграммы работы параллаксного оптического затвора на двух комплементарных ЖК слоях для частного варианта выполнения устройства по варианту 1.24-33 are timing diagrams of the operation of a parallax optical shutter on two complementary LCD layers for a particular embodiment of the device of embodiment 1.

Фиг.34 - формирование парциальных световых потоков столбцов изображений ракурсов в способе и устройстве по варианту 2.Fig - the formation of partial luminous flux columns of the image angles in the method and device according to option 2.

Фиг.35-40 - воспроизведение изображений ракурсов при работе частного варианта выполнения устройства по варианту 2.Fig.35-40 - reproduction of images of the angles during operation of a private embodiment of the device according to option 2.

Фиг.41 - цветной пиксель матричного оптического модулятора.Fig - color pixel matrix optical modulator.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Устройство (вариант 1) содержит последовательно расположенные вдоль оптической оси А-А/ (фиг.1) источник 1 света, матричный оптический модулятор 2 с двухкоординатной адресацией и параллаксный оптический затвор 3 с столбцовой адресацией, выход которого оптически сопряжен с K зонами наблюдения, где K>1, а также источник 4 сигнала K-ракурсного стереоизображения и электронный блок 5 управления, выход которого соединен с электрическим входом параллаксного оптического затвора 3, а вход - с выходом кадровой синхронизации источника 4 сигнала стереоизображения, информационный выход которого соединен с электрическим входом матричного оптического модулятора 2. В центре k-й зоны наблюдения (k=1, 2, …, K) пересекаются оптические пути, соединяющие центры N столбцов матричного оптического модулятора 2 с центрами N столбцов параллаксного оптического затвора 3, характеризующихся номерами в интервале от k до (N-k+1). Параллаксный оптический затвор 3 выполнен с G(I)=N+K-1 адресными столбцами, где N - число столбцов матричного оптического модулятора 2. Номера столбцов матричного оптического модулятора 2, параллаксного оптического затвора 3 и номера зон наблюдения для определенности отсчитываются в одном и том же направлении (слева направо по чертежу). При K=4, т.е. в случае четырех зон Z1, Z2, Z3, Z4 наблюдения, матричный оптический модулятор 2, представленный сечением 21 (фиг.2), содержит N=6 столбцов, параллаксный оптический затвор 3, представленный сечением 31, содержит G(I)=N+K-1=9 столбцов. При этом в центре первой зоны Z1 наблюдения (соответствующей k=1) пересекаются оптические пути, соединяющие центры шести (N=6) столбцов матричного оптического модулятора 2 с центрами шести (N=6) столбцов параллаксного оптического затвора 3, имеющих номера в интервале от одного (gk=k=1) до шести (gN-k+1=N-k+1=6), где g=1, 2, …, G(I).The device (option 1) contains sequentially located along the optical axis AA / (Fig. 1) a light source 1, a matrix optical modulator 2 with two-coordinate addressing, and a parallax optical shutter 3 with column addressing, the output of which is optically coupled to K observation zones, where K> 1, as well as a signal source 4 of the K-angle stereo image and an electronic control unit 5, the output of which is connected to the electrical input of the parallax optical shutter 3, and the input is connected to the frame synchronization output of the stereo signal source 4 image, the information output of which is connected to the electrical input of the matrix optical modulator 2. In the center of the k-th observation zone (k = 1, 2, ..., K), optical paths intersect connecting the centers of the N columns of the matrix optical modulator 2 with the centers of the N columns of the parallax optical shutter 3, characterized by numbers in the range from k to (N-k + 1). The parallax optical shutter 3 is made with G (I) = N + K-1 address columns, where N is the number of columns of the matrix optical modulator 2. The column numbers of the matrix optical modulator 2, the parallax optical shutter 3 and the number of observation zones are counted for definiteness in one and in the same direction (from left to right in the drawing). For K = 4, i.e. in the case of four observation zones Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , the matrix optical modulator 2, represented by section 2 1 (Fig. 2), contains N = 6 columns, the parallax optical shutter 3, represented by section 3 1 , contains G (I) = N + K-1 = 9 columns. At the same time, in the center of the first observation zone Z 1 (corresponding to k = 1), optical paths intersect connecting the centers of six (N = 6) columns of the matrix optical modulator 2 with the centers of six (N = 6) columns of the parallax optical shutter 3 having numbers in the interval from one (g k = k = 1) to six (g N-k + 1 = N-k + 1 = 6), where g = 1, 2, ..., G (I) .

Период a (I) расположения столбцов матричного оптического модулятора 2, равный расстоянию между центрами n-го и (n+1)-го столбцов сечения 21, связан с периодом р(I) расположения столбцов параллаксного оптического затвора 3, равным расстоянию между центрами g-го и (g+1)-го столбцов сечения 31, выражением

Figure 00000001
The period a (I) of the arrangement of the columns of the matrix optical modulator 2, equal to the distance between the centers of the nth and (n + 1) -th columns of the section 2 1 , is associated with the period p (I) of the arrangement of the columns of the parallax optical shutter 3, equal to the distance between the centers gth and (g + 1) -th columns of section 3 1 , by the expression
Figure 00000001

где: d(I) - расстояние между матричным оптическим модулятором 2 и параллаксным оптическим затвором 3;where: d (I) is the distance between the matrix optical modulator 2 and the parallax optical shutter 3;

D(I) - расстояние между матричным оптическим модулятором 2 и зонами Z1, Z2, Z3, Z4 наблюдения (расстояние до прямой, соединяющей центры всех зон наблюдения). Формула (1) следует из подобия треугольников Z1g(g-1) и Z1n(n+1).D (I) is the distance between the matrix optical modulator 2 and the observation zones Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 (the distance to the straight line connecting the centers of all the observation zones). Formula (1) follows from the similarity of triangles Z 1 g (g-1) and Z 1 n (n + 1).

Расстояние b между центрами соседних зон наблюдения (например, между центрами Z2 и Z3) выбрано равным расстоянию между центрами зрачков наблюдения (между центрами зрачков левого L и правого R глаз наблюдателя). Из подобия треугольников n(n+1)(g+1) и Z2Z3(g+1) справедливо соотношениеThe distance b between the centers of neighboring observation zones (for example, between the centers Z 2 and Z 3 ) is chosen equal to the distance between the centers of the pupils of observation (between the centers of the pupils of the left L and right R of the observer’s eyes). From the similarity of triangles n (n + 1) (g + 1) and Z 2 Z 3 (g + 1), the relation

Figure 00000002
Figure 00000002

Устройство (вариант 2) содержит последовательно расположенные вдоль оптической оси В-В/ (фиг.3) источник 6 света, параллаксный оптический затвор 7 с столбцовой адресацией и матричный оптический модулятор 8 с двухкоординатной адресацией, выход которого оптически сопряжен с K зонами наблюдения, где K>2, а также источник 9 сигнала K-ракурсного стереоизображения и электронный блок 10 управления, выход которого соединен с электрическим входом параллаксного оптического затвора 7, а вход - с выходом кадровой синхронизации источника 9 сигнала стереоизображения, информационный выход которого соединен с электрическим входом матричного оптического модулятора 8. Параллаксный оптический затвор 7 выполнен с G(II)=N+K-1 адресными столбцами, где N - число столбцов матричного оптического модулятора 8. В центре k-й зоны наблюдения (k=1, 2, …, K) пересекаются оптические пути (фиг.4), соединяющие центры N столбцов матричного оптического модулятора 8 (представленного сечением 81) с центрами с центрами тех N столбцов параллаксного оптического затвора 7 (представленного сечением 71), которые имеют номера в интервале от (K-k+1) до (N+K-k). В частности, при N=9, K=4 и G(II)=12 в центре первой (k=1) зоны Z1 наблюдения пересекаются оптические пути, соединяющие центры шести (N=6) столбцов сечения 81 матричного оптического модулятора 8 с центрами шести столбцов параллаксного оптического затвора 7, имеющих номера в интервале от четырех (gK-k+1=4) до двенадцати (gN+K-k=12), где g=1, 2, …, G(II). Для не показанных на чертеже столбцов параллаксного оптического затвора 7 соответствующими им номерами (g=1, 2, 3 и 10, 11, 12) отмечены концы прямых, обозначающих оптические пути до соответствующих столбцов, не показанных на чертеже.The device (option 2) contains sequentially located along the optical axis BB / (Fig. 3) a light source 6, a parallax optical shutter 7 with column addressing and a matrix optical modulator 8 with two-coordinate addressing, the output of which is optically coupled to K observation zones, where K> 2, as well as a signal source 9 of the K-angle stereo image and an electronic control unit 10, the output of which is connected to the electrical input of the parallax optical shutter 7, and the input is connected to the frame synchronization output of the stereo signal source 9 the brazier, the information output of which is connected to the electrical input of the matrix optical modulator 8. The parallax optical shutter 7 is made with G (II) = N + K-1 address columns, where N is the number of columns of the matrix optical modulator 8. In the center of the k-th observation zone (k = 1, 2, ..., K) the optical paths intersect (Fig. 4) connecting the centers of the N columns of the matrix optical modulator 8 (represented by section 8 1 ) with the centers with the centers of those N columns of the parallax optical shutter 7 (represented by section 7 1 ) that have numbers between le from (Kk + 1) to (N + Kk). In particular, with N = 9, K = 4, and G (II) = 12, the optical paths intersect the centers of six (N = 6) columns of section 8 1 of the matrix optical modulator 8 in the center of the first (k = 1) zone Z 1 of observation with the centers of six columns of the parallax optical shutter 7, having numbers in the range from four (g K-k + 1 = 4) to twelve (g N + Kk = 12), where g = 1, 2, ..., G (II) . For columns of a parallax optical shutter 7 not shown in the drawing, the corresponding numbers (g = 1, 2, 3 and 10, 11, 12) mark the ends of the straight lines that indicate the optical paths to the corresponding columns not shown in the drawing.

Период a (II) расположения столбцов матричного оптического модулятора 8, равный расстоянию между центрами n-го и (n+1)-го столбцов сечения 81, связан с периодом р(II) расположения столбцов параллаксного оптического затвора 7, равным расстоянию между центрами g-го и (g+1)-го столбцов сечения 71, выражениемThe period a (II) of the arrangement of the columns of the matrix optical modulator 8, equal to the distance between the centers of the nth and (n + 1) -th columns of the section 8 1 , is associated with the period p (II) of the arrangement of the columns of the parallax optical shutter 7, equal to the distance between the centers gth and (g + 1) -th columns of section 7 1 , by the expression

Figure 00000003
Figure 00000003

где: d(II) - расстояние между матричным оптическим модулятором 8 и параллаксным оптическим затвором 7;where: d (II) is the distance between the matrix optical modulator 8 and the parallax optical shutter 7;

D(II) - расстояние между матричным оптическим модулятором 8 и зонами Z1, Z2, Z3, Z4 наблюдения. Формула (3) следует из подобия треугольников Z3g(g+1) и Z3n(n+1).D (II) is the distance between the matrix optical modulator 8 and the zones Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 observation. Formula (3) follows from the similarity of triangles Z 3 g (g + 1) and Z 3 n (n + 1).

Из подобия треугольников g(g+1)n и Z2Z3n вытекает соотношениеThe similarity of the triangles g (g + 1) n and Z 2 Z 3 n implies the relation

Figure 00000004
Figure 00000004

Один из конкретных примеров выполнения источника 4 или 9 сигнала K-ракурсного стереоизображения - многоканальная видеокамера 11 (фиг.5), вход которой оптически связан с объектом 12 трехмерной сцены. Многоканальная видеокамера 11 снабжена выходом для K электронных сигналов u1, u2, …, uk, …, uK изображений K ракурсов 3D сцены. Центрам K зон наблюдения соответствуют центральные угловые направления β1, β2, …, βk, …, βK видеосъема изображений K ракурсов, а Δβ - разность углов видеосъема изображений соседних ракурсов, отсчитанных от их центральных угловых направлений.One of the specific examples of the source 4 or 9 of the K-angle stereo image signal is a multi-channel video camera 11 (Fig. 5), the input of which is optically connected to the object 12 of the three-dimensional scene. The multi-channel video camera 11 is provided with an output for K electronic signals u 1 , u 2 , ..., u k , ..., u K images of K angles of a 3D scene. The centers K of the observation zones correspond to the central angular directions β 1 , β 2 , ..., β k , ..., β K of the video recording of the images of the K angles, and Δβ is the difference in the angles of the video recording of the images of the neighboring angles counted from their central angular directions.

Другой конкретный пример выполнения источника 4 или 9 сигнала K-ракурсного стереоизображения - многоканальная видеокамера 13 (фиг.5), на выходе которой сигнал изображения k-ото ракурса объекта 12 трехмерной сцены представлен группой S парциальных сигналов

Figure 00000005
, соответствующих изображениям S субракурсов
Figure 00000006
трехмерной сцены (s=1, 2, …, S), при этом диапазон углов съема Δβfine·S изображений субракурсов равен разности Δβ углов видеосъема соседних k-го и (k+1)-го ракурсов, где Δβfine - разность углов видеосъема изображений соседних субракурсов.Another specific example of the implementation of the source 4 or 9 of the signal of the K-angle stereo image is a multi-channel video camera 13 (Fig. 5), the output of which is the image signal k-from the angle of the object 12 of the three-dimensional scene is represented by a group S of partial signals
Figure 00000005
corresponding to sub-views S
Figure 00000006
three-dimensional scene (s = 1, 2, ..., S), while the range of shooting angles Δβ fine · S of the sub-angle images is equal to the difference Δβ of the video shooting angles of the neighboring kth and (k + 1) th angles, where Δβ fine is the difference of angles filming images of neighboring sub-angles.

В первом частном варианте выполнения устройства по варианту 1 (соответствующем выполнению источника 4 сигнала K-ракурсного стереоизображения в виде многоканальной видеокамеры 13) каждый из столбцов матричного оптического модулятора 2, расположенных с периодом a (I), выполнен в виде индивидуально адресуемых субстолбцов (фиг.7), расположенных с периодом

Figure 00000007
, где
Figure 00000008
, а электрические входы индивидуально адресуемых субстолбцов подключены к соответствующим выходам многоканальной видеокамеры 13. При этом k-и столбец образован рядом из S субстолбцов
Figure 00000009
, (фиг.8), которым соответствуют парциальные зоны наблюдения
Figure 00000010
, расстояние
Figure 00000011
между соседними из которых связано с периодом
Figure 00000012
формулой (2). Совокупность S из k-x парциальных зон
Figure 00000010
образует k-ю зону Zk наблюдения.In the first private embodiment of the device according to option 1 (corresponding to the implementation of the source 4 of the signal of the K-angle stereo image in the form of a multi-channel video camera 13), each of the columns of the matrix optical modulator 2 located with a period a (I) is made in the form of individually addressable subcolumns (Fig. 7) located with a period
Figure 00000007
where
Figure 00000008
, and the electrical inputs of individually addressable subcolumns are connected to the corresponding outputs of the multi-channel video camera 13. In this case, the kth column is formed next to S subcolumns
Figure 00000009
, (Fig. 8), which correspond to partial observation zones
Figure 00000010
, distance
Figure 00000011
between neighboring of which is associated with a period
Figure 00000012
formula (2). The set S of kx partial zones
Figure 00000010
forms the kth zone Z k of observation.

Прохождению в зрачок наблюдения диаметром w0 более чем одной парциальной зоны наблюдения соответствует условие

Figure 00000013
, из которого с учетом формулы (2) следуетThe passage into the pupil of observation with a diameter of w 0 of more than one partial zone of observation corresponds to the condition
Figure 00000013
from which, taking into account formula (2), it follows

Figure 00000014
Figure 00000014

В первом частном варианте выполнения устройства по варианту 2 (с многоканальной видеокамерой 13 в качестве источника 4 сигнала K-ракурсного стереоизображения) каждый из столбцов матричного оптического модулятора 8, расположенных с периодом a (II), выполнен в виде ряда S индивидуально адресуемых субстолбцов (фиг.9), расположенных с периодом

Figure 00000015
, где
Figure 00000016
, а электрические входы индивидуально адресуемых субстолбцов подключены к соответствующим выходам многоканальной видеокамеры 13. При этом k-й столбец состоит из совокупности
Figure 00000009
субстолбцов (фиг.10), которым соответствуют парциальные зоны наблюдения
Figure 00000010
, расстояние
Figure 00000017
между соседними из которых связано с периодом
Figure 00000018
формулами (3) и (4). Совокупность S k-x парциальных зон
Figure 00000010
образует k-ю зону Zk наблюдения. Восприятию зрачком наблюдения диаметром w0 более чем одной парциальной зоны наблюдения
Figure 00000019
соответствует выражение
Figure 00000020
, из которого с учетом формул (3), (4) следуетIn the first private embodiment of the device according to option 2 (with a multi-channel video camera 13 as a source 4 of the signal of the K-angle stereo image), each of the columns of the matrix optical modulator 8, located with a period a (II) , is made in the form of a series S of individually addressable sub-columns (FIG. .9) located with a period
Figure 00000015
where
Figure 00000016
, and the electrical inputs of individually addressed subcolumns are connected to the corresponding outputs of the multi-channel video camera 13. Moreover, the kth column consists of
Figure 00000009
sub-columns (figure 10), which correspond to partial observation zones
Figure 00000010
, distance
Figure 00000017
between neighboring of which is associated with a period
Figure 00000018
formulas (3) and (4). The set S kx of partial zones
Figure 00000010
forms the kth zone Z k of observation. Perception by a pupil of observation with a diameter w 0 of more than one partial observation zone
Figure 00000019
match expression
Figure 00000020
, from which, taking into account formulas (3), (4), it follows

Figure 00000021
Figure 00000021

Диаметр зрачка наблюдения w0 в каждой зоне наблюдения соответствует среднему диаметру зрачка глаза наблюдателя. Первые частные варианты устройства по вариантам 1 или 2 при выполнении условий (5) или (6) характеризуются «сверхплотным» расположением субракурсов в зонах наблюдения, при котором каждый глаз наблюдателя воспринимает более чем один субракурс в той зоне наблюдения, которая соответствует положению зрачка этого глаза.The diameter of the pupil of observation w 0 in each observation zone corresponds to the average diameter of the pupil of the eye of the observer. The first private variants of the device according to options 1 or 2 under conditions (5) or (6) are characterized by an “superdense” arrangement of sub-angles in the observation zones, in which each observer's eye perceives more than one sub-angle in the observation zone that corresponds to the position of the pupil of this eye .

Символы а, d и D без индексов являются общими обозначениями соответствующих символов с индексами - соответственно символов a (I) и a (II), d(I) и d(II), D(I) и D(II) и т.п. для других аналогичных символов.The symbols a , d, and D without indices are the general designations of the corresponding symbols with indices, respectively, the symbols a (I) and a (II) , d (I) and d (II) , D (I) and D (II) , etc. P. for other similar characters.

Конкретный пример выполнения столбцового элемента параллаксного оптического затвора 3 или 7 - в виде последовательно оптически связанных первого линейного поляризатора 14 (фиг.11), первого жидкокристаллического (ЖК) слоя 15, снабженного первым 16 и вторым 17 адресными прозрачными электродами, второго ЖК слоя 18, снабженного третьим 19 и четвертым 20 адресными прозрачными электродами, и второго линейного поляризатора 21. Оба жидкокристаллических слоя 15, 18 выполнены с гомогенной ориентацией в начальном положении нематических ЖК молекул и с положительной диэлектрической анизотропией Δε>0 ЖК вещества, при этом ось o1 для обыкновенного луча и ось e1 для необыкновенного луча одного ЖК слоя 15 параллельны соответственно оси e2 для необыкновенного луча и оси o2 для обыкновенного луча другого ЖК слоя 18, а оси поляризации первого 14 и второго 21 линейных поляризаторов взаимно ортогональны либо параллельны и направлены под углами ±45° к осям o1, e1, o2 и e2. Управление оптическим состоянием («открыто» или «закрыто») столбцового элемента параллаксного оптического затвора 3 или 7 осуществляется изменением величины управляющих напряжений U1 и U2, приложенных к парам адресных прозрачных электродов 16, 17 и 19, 20, что создает изменяемое по величине управляющее электрическое поле в ЖК слоях 15, 18. Толщина ЖК слоев 15, 18 (несколько микрон) задается зазором между прозрачными стеклянными подложками 22-24, на обращенные друг к другу поверхности которых нанесены прозрачные электроды 16, 17, 19, 20 (толщиной в доли микрона).A specific example of the implementation of the column element of the parallax optical shutter 3 or 7 is in the form of serially optically coupled first linear polarizer 14 (11), the first liquid crystal (LCD) layer 15, provided with the first 16 and second 17 address transparent electrodes, the second LCD layer 18, equipped with a third 19 and fourth 20 address transparent electrodes, and a second linear polarizer 21. Both liquid crystal layers 15, 18 are made with a homogeneous orientation in the initial position of nematic LC molecules and with by dielectric anisotropy Δε> 0 of the LC substance, the axis o 1 for the ordinary ray and the axis e 1 for the extraordinary ray of one LCD layer 15 parallel to the axis e 2 for the extraordinary ray and axis o 2 for the ordinary ray of another LC layer 18, and the axis polarizations of the first 14 and second 21 linear polarizers are mutually orthogonal or parallel and directed at angles of ± 45 ° to the axes o 1 , e 1 , o 2 and e 2 . The optical state control (“open” or “closed”) of the column element of the parallax optical shutter 3 or 7 is carried out by changing the magnitude of the control voltages U 1 and U 2 applied to the pairs of transparent address electrodes 16, 17 and 19, 20, which creates a variable in magnitude the control electric field in the LC layers 15, 18. The thickness of the LC layers 15, 18 (several microns) is defined by the gap between the transparent glass substrates 22-24, on the facing surfaces of which transparent electrodes 16, 17, 19, 20 (thickness of share mick it).

Гомогенная ориентация нематических ЖК молекул в ЖК слое 15 соответствует ориентации длинных осей всех нематических ЖК молекул в первом направлении вдоль краевых плоскостей ЖК слоя 15. Гомогенная ориентация ЖК молекул в ЖК слое 18 соответствует ориентации длинных осей всех нематических ЖК молекул в втором направлении вдоль краевых плоскостей ЖК слоя 18, которое ортогонально первому направлению ориентации нематических ЖК молекул ЖК слоя 15. Низкоэнергетическое состояние ЖК слоя 15 соответствует приложению к ЖК слою управляющего напряжения U1, равного низкому напряжению UL смещения. В низкоэнергетическом состоянии ЖК слой 15 создает в прошедшем (выходном) свете фазовый сдвиг φL=+π+φ0 в необыкновенном луче относительно фазы обыкновенного луча, где φ0 - фазовый сдвиг, обусловленный остаточным двупреломлением (residue birefringence) ЖК слоя 15, которое вносит аналогичный вклад величиной +φ0 в фазовый сдвиг для любого энергетического состояния ЖК слоя 15. При высоком управляющем напряжении U1=UH в высокоэнергетическом состоянии ЖК слоя 15 соответствующий фазовый сдвиг φH=+φ0 обусловлен присутствием только остаточного двупреломления ЖК слоя 15, когда большинство его ЖК молекул переориентировано вдоль силовых линий приложенного электрического поля, однако приповерхностные (находящихся на краевых плоскостях ЖК слоя 15) ЖК молекулы не полностью переориентированы из-за их энергетической связи с прилегающими внешними физическими поверхностями. При некотором промежуточном значении напряжения U1=Umid управления ЖК слой 15 создает фазовый сдвиг φmid=+φmid0 промежуточной величины.The homogeneous orientation of the nematic LC molecules in the LC layer 15 corresponds to the orientation of the long axes of all nematic LC molecules in the first direction along the boundary planes of the LC layer 15. The homogeneous orientation of the LC molecules in the LC layer 18 corresponds to the orientation of the long axes of all nematic LC molecules in the second direction along the edge planes of the LC layer layer 18, which is orthogonal to the first direction of orientation of the nematic LC molecules of the LC layer 15. The low-energy state of the LC layer 15 corresponds to the application of a control voltage U 1 to the LC layer equal to the low bias voltage U L. In the low-energy state, the LC layer 15 creates in the transmitted (output) light a phase shift φ L = + π + φ 0 in an extraordinary ray relative to the phase of an ordinary beam, where φ 0 is the phase shift due to the residual birefringence of the LC layer 15, which making the same contribution value + φ 0 in phase shift for each energy state of the LC layer 15. a high control voltage U 1 = U H in the high state of the LC layer 15, the corresponding phase shift φ H = + φ 0 only due to the presence of residual birefringence To layer 15, when a majority of its LC molecules reoriented along field lines of an applied electric field, but the near-surface (located at the boundary planes of the LC layer 15) LC molecules not completely reoriented because of their energy due to external physical surrounding surfaces. At a certain intermediate value of the control voltage U 1 = U mid , the LC layer 15 creates a phase shift φ mid = + φ mid + φ 0 of an intermediate value.

Для ЖК слоя 18 знак фазы φ* прошедшего света всегда противоположен знаку фазы φ света, прошедшего ЖК слой 15, поскольку необыкновенный (обыкновенный) луч в ЖК слое 18 порождается обыкновенным (необыкновенным) лучом, вышедшим из ЖК слоя 15. Поэтому для соответствующих трех одинаковых энергетических состояний для ЖК слоя 18 значения фазы (

Figure 00000022
;
Figure 00000023
;
Figure 00000024
) проходящего света одинаковы по модулю, но противоположны по знаку соответствующим значениям фазы проходящего света для ЖК слоя 15. Тогда при прохождении света через два последовательно расположенные ЖК слоя 15 и 18 при любых их одинаковых энергетических состояниях величина φΣ совокупного фазового сдвига света φΣ=φ+φ* всегда равна нулю (фиг.13), обеспечивая взаимную компенсацию в фазе выходного света в том числе ненулевого фазового сдвига φo, вызванного остаточным двупреломлением в обоих ЖК слоях 15 и 18. При этом из-за разности знаков фазового сдвига двух ЖК слоев 15, 18 имеет место также взаимная компенсация в фазе выходящего света хроматической дисперсии диэлектрической анизотропии Δε для ЖК слоев 15, 18, поскольку хроматическая дисперсия имеет одинаковый характер и знак в фазовом сдвиге необыкновенного луча каждого из ЖК слоев 15, 18, а итоговый фазовый сдвиг для пары последовательно расположенных ЖК слоев 15, 19 определяется как разность фаз между необыкновенными лучами обоих ЖК слоев 15, 19, в которым взаимно уничтожаются дисперсионные компоненты их фазовых сдвигов. Такая взаимная оптическая компенсация практически не зависит от температуры, поскольку температурные изменения фазового сдвига имеют разный знак в ЖК слоях 15, 18.For the LC layer 18, the sign of the phase φ * of the transmitted light is always opposite to the sign of the phase φ of the light passing through the LC layer 15, since the extraordinary (ordinary) ray in the LCD layer 18 is generated by the ordinary (extraordinary) ray emerging from the LC layer 15. Therefore, for the corresponding three identical energy states for the LC layer 18 phase values (
Figure 00000022
;
Figure 00000023
;
Figure 00000024
) of transmitted light are identical in absolute value, but opposite in sign, to the corresponding values of the phase of transmitted light for LC layer 15. Then, when light passes through two successively located LC layers 15 and 18 for any of their identical energy states, the value φ Σ of the total phase shift of light φ Σ = φ + φ * is always zero (Fig. 13), providing mutual compensation in the phase of the output light, including a nonzero phase shift φ o caused by residual birefringence in both LC layers 15 and 18. Moreover, due to the difference in the signs of the phase mutual shift in the phase of the output light of the chromatic dispersion of the dielectric anisotropy Δε for the LC layers 15, 18, since the chromatic dispersion has the same character and sign in the phase shift of the extraordinary ray of each of the LC layers 15, 18, and the final phase shift for a pair of consecutively located LC layers 15, 19 is defined as the phase difference between the extraordinary rays of both LC layers 15, 19, in which the dispersion components of their phase shifts are mutually destroyed. Such mutual optical compensation is practically independent of temperature, since the temperature changes in the phase shift have a different sign in the LC layers 15, 18.

Для пары комбинаций двух взаимно неравных крайних энергетических состояний (низкоэнергетического состояния для одного ЖК слоя и высокоэнергетического состояния для другого ЖК слоя) величина φΣ совокупного фазового сдвига по модулю равна π для обеих комбинаций крайних энергетических состояний ЖК слоев 15, 18, различаясь только знаком (фиг.14).For a pair of combinations of two mutually unequal extreme energy states (low energy condition for one of the LC layer and the high-energy state for the other LC layer), the quantity φ Σ cumulative phase shift modulo equal π for the two combinations of extreme energy states of the LCD layers 15, 18, differing only in sign ( Fig.14).

Для каждого из ЖК слоев 15, 18 справедливо неравенствоFor each of the LC layers 15, 18, the inequality

Figure 00000025
Figure 00000025

где: τrise - время реакции каждого из ЖК слоев 15, 18 на приложенное высокое управляющее напряжение U=UH;where: τ rise is the reaction time of each of the LC layers 15, 18 to the applied high control voltage U = U H ;

τdecay - время релаксации каждого из ЖК слоев 15, 18, определяемое временем самопроизвольного перехода ЖК слоя в исходное состояние подаче низкого напряжения U=UL смещения на смену высокой величине U=UH управляющего напряжения.τ decay is the relaxation time of each of the LC layers 15, 18, determined by the time of the spontaneous transition of the LC layer to its initial state by applying a low voltage U = U L bias to replace a high value U = U H of the control voltage.

Интенсивность J света, прошедшего столбцовый элемент 25 параллаксного оптического затвора 3 или 7, например, при параллельных осях поляризации линейных поляризаторов 14 и 21 при приложении высокого напряжения U=UH управления к одному из ЖК слоев 15, 18 для перехода от любого состояния, иллюстрируемому фиг.14, к соответствующему состоянию, иллюстрируемому фиг.13, меняется в соответствии с временем реакции τrise (фиг.15), равным времени принудительного перехода в высокоэнергетическое состояние ЖК слоя 15 (с остаточным фазовым сдвигом φo), которое составляет величины порядка десятков или сотен микросекунд (в зависимости от величины приложенного напряжения) при реализации ЖК слоев 15, 18 на основе нематических π-ячеек [4], в то время как время релаксации τdecay (время самопроизвольного перехода в низкоэнергетическое состояние ЖК слоев 15, 18, соответствующее фазовой задержке π, составляет порядка нескольких миллисекунд для π-ячеек. Величина τdecay зависит только от собственных механических параметров (констант вязкости, упругости и т.д.) ЖК слоев 15, 18.The intensity J of the light transmitted through the column element 25 of the parallax optical shutter 3 or 7, for example, with parallel polarization axes of the linear polarizers 14 and 21 when a high voltage U = U H is applied to one of the LC layers 15, 18 to transition from any state illustrated 14, corresponding to the state illustrated by Figure 13, changes in accordance with a reaction time τ rise (Figure 15), equal to the time of compulsory state transition to the high energy of the LC layer 15 (with a residual phase shift φ o), the composition of which yaet value on the order of tens or hundreds of microseconds (depending on the applied voltage) in the implementation of the LCD layers 15, 18 on the basis of nematic π-cells [4], while the relaxation time τ decay (time spontaneous transition to the low energy state of the LCD layers 15 18, corresponding to the π phase delay, is of the order of several milliseconds for π cells.The value of τ decay depends only on the intrinsic mechanical parameters (viscosity, elasticity constants, etc.) of the LC layers 15, 18.

Пространственная топология прозрачных электродов 16, 17 и 19, 20 задана требуемой топологией электрической адресации ЖК слоев 15, 18 в столбцовых элементах параллаксного оптического затвора 3 или 7.The spatial topology of the transparent electrodes 16, 17 and 19, 20 is defined by the required topology of electrical addressing of the LCD layers 15, 18 in the column elements of the parallax optical shutter 3 or 7.

В частном варианте выполнения параллаксного оптического затвора 3 или 7 (фиг.16) первая группа 26 взаимно параллельных адресных прозрачных электродов 261, …, 26X находится на первой стороне каждого ЖК слоя 15, 18, и вторая группа 27 взаимно параллельных адресных прозрачные электродов 271, …, 27Y - на второй стороне каждого ЖК слоя 15, 18, при этом адресные прозрачные электроды первой группы 26 ортогональны адресным прозрачным электродам второй группы 27. Отношение периода px чередования адресных прозрачных электродов 261, …, 26X первой группы 26 к периоду py чередования адресных прозрачных электродов 271, …, 27Y второй группы 27 равно отношению периода a x чередования столбцов матричного оптического модулятора вдоль одной адресной координаты х к периоду a y чередования столбцов матричного оптического модулятора 28 вдоль другой адресной координаты yIn a particular embodiment of the parallax optical shutter 3 or 7 (Fig. 16), the first group 26 of mutually parallel address transparent electrodes 26 1 , ..., 26 X is on the first side of each LCD layer 15, 18, and the second group 27 of mutually parallel address transparent electrodes 27 1 , ..., 27 Y - on the second side of each LCD layer 15, 18, while the transparent address electrodes of the first group 26 are orthogonal to the transparent transparent electrodes of the second group 27. The ratio of the period p x of alternating transparent transparent electrodes 26 1 , ..., 26 X is the first groups 26 to period p y of alternating transparent transparent electrodes 27 1 , ..., 27 Y of the second group 27 is equal to the ratio of the period a x of alternating columns of the matrix optical modulator along one address coordinate x to the period a y of alternating columns of the matrix optical modulator 28 along another address coordinate y

Figure 00000026
Figure 00000026

Соблюдение соотношения (8) соответствует неизменному расстоянию от соответствующих зон наблюдения

Figure 00000027
, или
Figure 00000028
до матричного оптического модулятора 28 при его любом (ландшафтном Н или портретном V) расположении. Матричный оптической модулятор 28 соответствует матричным оптическим модуляторам 2 или 8 в вариантах 1 или 2 устройства.Compliance with relation (8) corresponds to a constant distance from the corresponding observation zones
Figure 00000027
, or
Figure 00000028
to the matrix optical modulator 28 at any (landscape H or portrait V) location. Matrix optical modulator 28 corresponds to matrix optical modulators 2 or 8 in variants 1 or 2 of the device.

Выполнение каждого пикселя матричного оптического модулятора 28 в виде RGB триады 30 цветовых элементов соответствует цветным изображениям ракурсов.The execution of each pixel of the matrix optical modulator 28 in the form of an RGB triad of 30 color elements corresponds to color images of the angles.

Устройство работает следующим образом. При работе устройства по варианту 1 осуществляется способ по варианту 1. От источника 4 K-ракурсного сигнала стереизображения (фиг.17) подают электрические сигналы изображений ракурсов трехмерной сцены на электрический вход матричного оптического модулятора 2, с помощью которого модулируют интенсивность света от источника 1, формируя световой поток изображений K ракурсов в соответствующих K зонах наблюдения в K последовательных тактах, где K>2, при этом в n-м столбце (n=1, 2, …, N) матричного оптического модулятора 2 воспроизводят последовательность (N-n+1)-x столбцов изображений K ракурсов, а в k-м такте (k=1, 2, …, K) с помощью электронного блока 5 управления открывают столбцовые элементы параллаксного оптического затвора 3, расположенные с периодом K·р, позиции которых сдвигают на величину р относительно позиций открытых в (k-1)-m такте столбцовых элементов, где р - период чередования всех столбцовых элементов параллаксного оптического затвора 3.The device operates as follows. When the device according to option 1 is operating, the method according to option 1 is carried out. From the source 4 of the K-angle stereo image signal (Fig. 17), electric image signals of the three-dimensional scene angles are fed to the electrical input of the matrix optical modulator 2, by which the light intensity from the source 1 is modulated forming a luminous flux of images of K angles in the corresponding K observation zones in K consecutive clock cycles, where K> 2, while in the nth column (n = 1, 2, ..., N) of the matrix optical modulator 2 reproduce sequentially l (N-n + 1) -x columns of images of K angles, and in the kth step (k = 1, 2, ..., K) using the electronic control unit 5 open the column elements of the parallax optical shutter 3 located with a period K · P, the positions of which are shifted by the value of p relative to the positions of the column elements open in the (k-1) -m clock cycle, where p is the alternation period of all the column elements of the parallax optical shutter 3.

Полный цикл формирования K-ракурсного стереоизображения при осуществлении способа по варианту 1 рассматривается на конкретном примере формирования в четырех зонах Z1-Z4 наблюдения изображений четырех ракурсов в 4-х последовательных тактах I, II, III и IV (фиг.18-23). На n-й столбец матричного оптического модулятора 2, имеющего N=12 столбцов и представленного сечением 21 на фиг.18, подают по одному в 4-х последовательных тактах (N-n+1)-e столбцы изображений четырех ракурсов. Например, на 12-й столбец (с номером n=12) матричного оптического модулятора 2 подают в I, II, III и IV тактах первые (поскольку N-n+1=1 при n=12) столбцы соответственно первого, второго, третьего и четвертого ракурсов (т.е. последовательность столбцов

Figure 00000029
,
Figure 00000030
,
Figure 00000031
,
Figure 00000032
изображений ракурсов). Одновременно на 1-й столбец (с номером n=1) матричного оптического модулятора 2 подают в I, II, III и IV тактах по одному двенадцатые (поскольку N-n+1=12 при n=1) столбцы соответственно третьего, четвертого, первого и второго ракурсов (т.е. последовательность столбцов
Figure 00000033
,
Figure 00000034
,
Figure 00000035
,
Figure 00000036
изображений ракурсов). При этом на время первого такта I параллельно открывают столбцовые элементы I2, I3 и I4 параллаксного оптического затвора 3 (представленного сечением 31), период расположения которых составляет Kp=4p. На время второго II такта открывают столбцовые элементы II1, II2, II3 и II4, на время третьего III такта - столбцовые элементы III1, III2, III3 и III4, а на время четвертого IV такта - столбцовые элементы IV1, IV2, IV3 и IV4 параллаксного оптического затвора 3. В соседних тактах (например, в тактах II и III) позиции открытых столбцовых элементов II1, II2, II3 и II4 сдвинуты на величину р относительно позиций соответствующих столбцовых элементов III1, III2, III3 и III4.The full cycle of the formation of the K-angle stereo image when implementing the method according to option 1 is considered on a specific example of the formation in four zones Z 1 -Z 4 of the observation images of four angles in 4 consecutive measures I, II, III and IV (Figs. 18-23) . On the nth column of the matrix optical modulator 2, having N = 12 columns and represented by a section 2 1 in Fig. 18, four columns of images are fed in 4 consecutive clock cycles (N-n + 1) -e. For example, on the 12th column (with number n = 12) of the matrix optical modulator 2, the first (since N-n + 1 = 1 at n = 12) columns of the first, second, third and fourth angles (i.e. a sequence of columns
Figure 00000029
,
Figure 00000030
,
Figure 00000031
,
Figure 00000032
image angles). At the same time, on the 1st column (with the number n = 1) of the matrix optical modulator 2, twelve (one N, n + 1 = 12 at n = 1) columns of the third, fourth, first and second angles (i.e. a sequence of columns
Figure 00000033
,
Figure 00000034
,
Figure 00000035
,
Figure 00000036
image angles). At the same time, at the time of the first clock cycle I, the column elements I 2 , I 3 and I 4 of the parallax optical shutter 3 (represented by section 3 1 ), the location period of which is Kp = 4p, are opened in parallel. For the time of the second step II, the column elements II 1 , II 2 , II 3 and II 4 are opened, for the time of the third step III - the column elements III 1 , III 2 , III 3 and III 4 , and for the time of the fourth IV step - the column elements IV 1 , IV 2 , IV 3 and IV 4 of the parallax optical shutter 3. In adjacent measures (for example, in steps II and III), the positions of the open column elements II 1 , II 2 , II 3 and II 4 are shifted by p relative to the positions of the corresponding column elements III 1 , III 2 , III 3 and III 4 .

Конкретно, в первом такте I (фиг.19) через открытые столбцовые элементы I2, I3 и I4 параллаксного оптического затвора 3 в первую зону Z1 наблюдения проходят 1-й, 5-й и 9-й столбцы изображения первого ракурса (столбцы

Figure 00000037
,
Figure 00000038
и
Figure 00000039
изображений), во вторую зону Z2 наблюдения - 2-й, 6-й и 10-й столбцы изображения второго ракурса (столбцы
Figure 00000040
,
Figure 00000041
и
Figure 00000042
изображений), в третью зону Z3 наблюдения - 3-й, 7-й и 11-й столбцы изображения третьего ракурса (столбцы
Figure 00000043
,
Figure 00000044
и
Figure 00000045
изображений), в четвертую зону Z4 наблюдения - 4-й, 8-й и 12-й столбцы изображения четвертого ракурса (столбцы
Figure 00000046
,
Figure 00000047
и
Figure 00000048
изображений), которые по завершении первого такта составляют первое парциальное 4-х ракурсное изображение PII. Во втором такте (фиг.20) через открытые столбцовые элементы II1, II2, II3 и II4 параллаксного оптического затвора 3 в четырех зонах Z1-Z4 наблюдения формируется второе парциальное 4-х ракурсное изображение PIII, которого дополняет первое парциальное 4-х ракурсное изображение PII по составу столбцов изображений ракурсов. В третьем (фиг.21) и четвертом (фиг.22) тактах через соответствующие наборы открытых столбцовых элементов параллаксного оптического затвора 3 в четыре зоны наблюдения попадают остальные столбцы изображений соответствующих ракурсов, формируя третье PIIII и четвертое PIIV парциальные изображения ракурсов.Specifically, in the first cycle I (Fig. 19), through the open column elements I 2 , I 3 and I 4 of the parallax optical shutter 3, the 1st, 5th and 9th columns of the first-view image pass through the first observation zone Z 1 ( the columns
Figure 00000037
,
Figure 00000038
and
Figure 00000039
images), into the second zone Z 2 observations - the 2nd, 6th and 10th columns of the image of the second angle (columns
Figure 00000040
,
Figure 00000041
and
Figure 00000042
images), in the third zone Z 3 observations - the 3rd, 7th and 11th columns of the image of the third angle (columns
Figure 00000043
,
Figure 00000044
and
Figure 00000045
images), in the fourth zone Z 4 observations - the 4th, 8th and 12th columns of the image of the fourth angle (columns
Figure 00000046
,
Figure 00000047
and
Figure 00000048
images), which at the end of the first measure make up the first partial 4-angle image of PI I. In the second cycle (Fig. 20), through the open column elements II 1 , II 2 , II 3 and II 4 of the parallax optical shutter 3 in the four observation zones Z 1 -Z 4 , a second partial 4-angle image of PI II is formed , which complements the first partial 4-way image of PI I according to the composition of columns of image views. In the third (Fig. 21) and fourth (Fig. 22) cycles, through the corresponding sets of open column elements of the parallax optical shutter 3, the remaining columns of the images of the corresponding angles fall into the four observation zones, forming the third PI III and fourth PI IV partial image angles.

По завершении 4-х тактов в четырех зонах наблюдения сформировано полное 4-х ракурсное изображение PIΣ (фиг.23) трехмерной сцены, где в каждой зоне наблюдения воспроизведено изображение соответствующего ракурса с полноэкранным разрешением, т.е. в итоге сформировано 12 столбцов изображения каждого ракурса при использовании 12-ти столбцового матричного оптического модулятора 2.At the end of 4 measures in four observation zones, a complete 4-angle image PI Σ (Fig. 23) of a three-dimensional scene is formed, where in each observation zone an image of the corresponding angle with full-screen resolution is reproduced, i.e. as a result, 12 columns of the image of each angle were formed using the 12 column matrix optical optical modulator 2.

При «сверхплотном» расположении субракурсов (фиг.8), сигналы изображений которых получают от K-ракурсной видеокамеры 13 (фиг.6), особенность работы устройства по варианту 1 состоит в следующем. Каждый столбец матричного оптического модулятора 2, состоящий из совокупности S субстолбцов, в каждом такте изображения формирует изображения S субракурсов в соответствующей зоне наблюдения. При выполнении условия (5) зрачок каждого глаза наблюдателя одновременно воспринимает в соответствующей зоне наблюдения более чем один субракурс изображения, что приводит к улучшению согласования аккомодации с конвергенцией [5]. Согласование аккомодации и конвергенции состоит в том, что аккомодация (фокусировка) глаз и пересечение (конвергенция) зрительных осей обоих глаз при соблюдении условия (5) происходит в одной и той же точке пространстве, где находится наблюдаемый объект трехмерной сцены, что ведет к увеличению комфортности наблюдения стереоизображения для зрительной системы наблюдателя, которая в этом случае работает в условиях, приближенным к условиям наблюдения реальной трехмерной сцены. При несоблюдении условия (5) аккомодация глаз происходит на экране матричного модулятора света 2, а конвергенция - на наблюдаемом объекте, что характерно при наблюдении обычных стереоизображений.With the "superdense" arrangement of sub-angles (Fig. 8), the image signals of which are received from the K-angle video camera 13 (Fig. 6), a feature of the operation of the device according to embodiment 1 is as follows. Each column of the matrix optical modulator 2, consisting of a set of S sub-columns, in each image cycle generates S images of sub-angles in the corresponding observation zone. When condition (5) is fulfilled, the pupil of each observer’s eye simultaneously perceives in the corresponding observation zone more than one sub-view of the image, which leads to an improvement in accommodation accommodation with convergence [5]. Coordination of accommodation and convergence consists in the fact that accommodation (focusing) of the eyes and intersection (convergence) of the visual axes of both eyes, subject to condition (5), occurs at the same point in space where the observed object of the three-dimensional scene is located, which leads to increased comfort stereo image observations for the observer’s visual system, which in this case works under conditions close to the observation conditions of a real three-dimensional scene. If condition (5) is not met, eye accommodation occurs on the screen of the matrix light modulator 2, and convergence occurs on the observed object, which is typical when ordinary stereo images are observed.

В конкретном примере осуществления частного варианта способа по варианту 1 с помощью параллаксного оптического затвора 3 с столбцовыми элементами на основе жидкого кристалла 4-х ракурсное стереоизображение формируется в четырехтактном цикле (фиг.24-33). Параллаксный оптический затвор 3 содержит пятнадцать (G(I)=N+K-1=15 при N=12 и K=4) столбцовых элементов LC1, …, LCg …, LCG, структура и оптические свойства каждого из которых аналогичны таковым для ЖК элемента 25, показанного на фиг.11, а именно (фиг.24): столбцовый элемент LCg включает в себя два линейных поляризатора LP1 и LP2 с взаимно параллельными осями поляризации, между которыми расположены первый и второй последовательно оптически связанные g-e ЖК элементы первого и второго ЖК слоев r(φ) и r(φ*), оптические свойства которых комплементарны аналогично комплементарности оптических свойств ЖК слоев 15 и 18.In a specific embodiment of a particular embodiment of the method according to embodiment 1, using a parallax optical shutter 3 with column elements based on a liquid crystal, a four-way stereo image is formed in a four-cycle cycle (Figs. 24-33). The parallax optical shutter 3 contains fifteen (G (I) = N + K-1 = 15 at N = 12 and K = 4) column elements LC1, ..., LCg ..., LCG, the structure and optical properties of each of which are similar to those for LCD element 25 shown in Fig. 11, namely (Fig. 24): the columnar element LCg includes two linear polarizers LP1 and LP2 with mutually parallel polarization axes, between which the first and second serially optically connected ge LCD elements of the first and second LC layers r (φ) and r (φ *), the optical properties of which are complementary to those of the complement The optical properties of the LC layers 15 and 18.

При осуществлении частного варианта способа в первом такте I его осуществления (фиг.24), соответствующем формированию парциального 4-х ракурсного изображения PII (фиг.19), открыты столбцовые элементы I2, I2, I3 параллаксного оптического затвора 3, которым соответствуют совокупные столбцовые ЖК элементы LC4, LC8, LC12, каждый из которых включает в себя пару ЖК элементов слоев r(φ) и r(φ*) с теми же номерами. В начале первого такта I все столбцовые элементы (фиг.24) первого ЖК слоя r(φ) (при подаче на них высокого напряжения управления

Figure 00000049
) и столбцовые элементы с номерами g=4, 8, 12 второго ЖК слоя r(φ*) (при подаче на них высокого напряжения управления
Figure 00000050
) переведены в высокоэнергетическом состоянии S1, в то время как остальные столбцовые элементы второго ЖК слоя r(φ*) находятся в низкоэнергетическом состоянии S2, соответствующем подаче напряжения смещения
Figure 00000051
. Из оптических свойств ЖК элементов с комплементарными оптическими свойствами (фиг.13 и 14) следует, что в начале первого такта I будут открыты только совокупные столбцовые элементы LC4, LC8, LC12 параллаксного оптического затвора 3, которые включают в себя 4-й, 8-й и 12-й ЖК элементы первого ЖК слоя r(φ) и 4-й, 8-й и 12-й ЖК элементы второго ЖК слоя r(φ*), все из которых находятся в высокоэнергетическом состоянии S1, а все остальные столбцовые элементы параллаксного оптического затвора будут закрыты. Высокоэнергетические состояния
Figure 00000052
,
Figure 00000053
,
Figure 00000054
столбцовых элементов LC4, LC8 и LC12, поддерживаются, например, до наступлении момента времени Т-τdecay, (где Т - длительность одного такта), а затем на этих столбцовых ЖК элементах высокое напряжение
Figure 00000049
,
Figure 00000050
сменяют на низкое напряжение
Figure 00000055
,
Figure 00000051
, что приводит к постепенному, в течение времени τdecay, переходу (релаксации) всех этих столбцовых ЖК элементов в низкоэнергетическое состояние S2, (к переходу в соответствующие низкоэнергетические состояния
Figure 00000056
,
Figure 00000057
,
Figure 00000058
), и окончание этого перехода совпадает с окончанием времени T первого такта I. Однако оптическое состояние каждого из столбцовых элементов LC4, LC8 и LC12 не меняется в процессе их перехода из высокоэнергетических состояний
Figure 00000052
,
Figure 00000053
,
Figure 00000054
в низкоэнергетические состояния
Figure 00000056
,
Figure 00000057
,
Figure 00000058
(фиг.13) в силу комплементарности оптических свойств ЖК слоев r(φ) и r(φ*), поэтому столбцовые элементы I1, I2, I3 параллаксного оптического затвора 3 остаются открытыми в течение всего первого такта.When implementing a private variant of the method in the first step I of its implementation (Fig. 24), corresponding to the formation of a partial 4-angle image PI I (Fig. 19), the column elements I 2 , I 2 , I 3 of the parallax optical shutter 3 are opened, which correspond to the total columnar LC elements LC4, LC8, LC12, each of which includes a pair of LC elements of the layers r (φ) and r (φ *) with the same numbers. At the beginning of the first clock cycle I, all column elements (Fig. 24) of the first LC layer r (φ) (when a high control voltage is applied to them
Figure 00000049
) and column elements with numbers g = 4, 8, 12 of the second LC layer r (φ *) (when a high control voltage is applied to them
Figure 00000050
) are transferred in the high-energy state S1, while the remaining column elements of the second LC layer r (φ *) are in the low-energy state S2 corresponding to the bias voltage
Figure 00000051
. From the optical properties of the LCD elements with complementary optical properties (Figs. 13 and 14), it follows that at the beginning of the first cycle I, only the aggregate column elements LC4, LC8, LC12 of the parallax optical shutter 3, which include the 4th, 8- the 1st and 12th LC elements of the first LC layer r (φ) and the 4th, 8th and 12th LC elements of the second LC layer r (φ *), all of which are in the high-energy state S1, and all the rest are columnar the parallax optical shutter elements will be closed. High energy states
Figure 00000052
,
Figure 00000053
,
Figure 00000054
column elements LC4, LC8 and LC12, are supported, for example, until the time T-τ decay , (where T is the duration of one cycle), and then high voltage on these column LCD elements
Figure 00000049
,
Figure 00000050
replaced by low voltage
Figure 00000055
,
Figure 00000051
, which leads to a gradual (during the time τ decay ) transition (relaxation) of all these columnar LC elements to the low-energy state S2, (to the transition to the corresponding low-energy states
Figure 00000056
,
Figure 00000057
,
Figure 00000058
), and the end of this transition coincides with the end of time T of the first clock I. However, the optical state of each of the column elements LC4, LC8, and LC12 does not change during their transition from high-energy states
Figure 00000052
,
Figure 00000053
,
Figure 00000054
to low energy states
Figure 00000056
,
Figure 00000057
,
Figure 00000058
(Fig. 13) due to the complementarity of the optical properties of the LCD layers r (φ) and r (φ *), therefore, the column elements I 1 , I 2 , I 3 of the parallax optical shutter 3 remain open throughout the entire first cycle.

Во временном промежутке между первым и вторым тактами (фиг.25) за время τrise низкоэнергетические состояния

Figure 00000059
,
Figure 00000060
,
Figure 00000061
соответственно 4-го, 8-го и 12-го столбцовых элементов первого ЖК слоя r(φ) быстро меняют на высокоэнергетические
Figure 00000062
,
Figure 00000063
,
Figure 00000064
за счет подачи на высоких напряжений
Figure 00000049
на эти ЖК элементы, и за это же время τrise низкоэнергетические состояния
Figure 00000065
,
Figure 00000066
,
Figure 00000067
,
Figure 00000068
3-го, 7-го, 11-го и 15-го столбцовых элементов второго ЖК слоя r(φ*) меняют на высокоэнергетические
Figure 00000069
,
Figure 00000070
,
Figure 00000071
и
Figure 00000072
за счет подачи высокого напряжения
Figure 00000050
на эти столбцовые элементы. Это приводит к быстрому (за время τrise) закрытию 4-го, 8-го и 12-го совокупных столбцовых элементов LC4, LC8 и LC12, т.е. к получению близких к нулю соответствующих значений J4, J8, J12 интенсивности света на их выходах, и к аналогичному быстрому открытию (за время τrise) 3-го, 7-го, 11-го и 15-го совокупных столбцовых элементов LC3, LC7, LC11 и LC15, т.е. к получению максимальных соответствующих значений J3, J7, J11, J15 интенсивности света на их выходах.In the time interval between the first and second clock cycles (Fig. 25), during the time τ rise, low-energy states
Figure 00000059
,
Figure 00000060
,
Figure 00000061
respectively, the 4th, 8th, and 12th column elements of the first LC layer r (φ) are rapidly changed to high-energy
Figure 00000062
,
Figure 00000063
,
Figure 00000064
due to high voltage feed
Figure 00000049
on these LC elements, and during the same time τ rise low-energy states
Figure 00000065
,
Figure 00000066
,
Figure 00000067
,
Figure 00000068
Of the 3rd, 7th, 11th and 15th column elements of the second LC layer, r (φ *) is changed to high-energy
Figure 00000069
,
Figure 00000070
,
Figure 00000071
and
Figure 00000072
due to high voltage
Figure 00000050
to these column elements. This leads to a quick (during τ rise ) closure of the 4th, 8th, and 12th aggregate column elements LC4, LC8, and LC12, i.e. to obtain close to zero corresponding values of J 4 , J 8 , J 12 light intensities at their outputs, and to a similar quick opening (during τ rise ) of the 3rd, 7th, 11th and 15th aggregate column elements LC3, LC7, LC11 and LC15, i.e. to obtain the maximum corresponding values of J 3 , J 7 , J 11 , J 15 the light intensity at their outputs.

В течение второго такта II (фиг.26) открытые столбцовые элементы LC3, LC7, LC11, LC15 соответствуют открытым столбцовым элементам II1, II2, II3 и II4 параллаксного оптического затвора 3 при формировании парциального 4-х ракурсного стереоизображения PIII (фиг.20). Столбцовые элементы LC3, LC7, LC11 и LC15 поддерживаются в первом энергетическом состоянии S1 (в высокоэнергетических состояниях

Figure 00000073
,
Figure 00000074
,
Figure 00000075
и
Figure 00000076
) вплоть до наступлении момента времени Т-τdecay, а затем на обоих ЖК элементах высокие напряжения
Figure 00000049
,
Figure 00000050
быстро меняют на низкие напряжения
Figure 00000055
,
Figure 00000051
, что приводит к постепенному переходу (релаксации) каждого из этих ЖК элементов в низкоэнергетическое состояние S2 (в соответствующие низкоэнергетические состояния
Figure 00000077
,
Figure 00000078
,
Figure 00000079
и
Figure 00000080
) в течение времени τdecay, окончание которого совпадает с окончанием времени Т второго такта II. Оптическое состояние каждого из совокупных столбцовых элементов LC3, LC7, LC11 и LC15 в процессе их перехода из высокоэнергетических состояний
Figure 00000073
,
Figure 00000074
,
Figure 00000075
и
Figure 00000076
в низкоэнергетические состояния
Figure 00000081
,
Figure 00000082
,
Figure 00000083
и
Figure 00000084
не меняется (фиг.13), поэтому в течение всего второго такта столбцовые элементы II1, II2, II3 и II4 параллаксного оптического затвора 3 остаются открытыми.During the second bar II (Fig. 26), the open column elements LC3, LC7, LC11, LC15 correspond to the open column elements II 1 , II 2 , II 3 and II 4 of the parallax optical shutter 3 during the formation of the partial 4-angle stereo image PI II ( Fig.20). Column elements LC3, LC7, LC11 and LC15 are maintained in the first energy state S1 (in high energy states
Figure 00000073
,
Figure 00000074
,
Figure 00000075
and
Figure 00000076
) until the time T-τ decay , and then high voltage on both LCD elements
Figure 00000049
,
Figure 00000050
quickly change to low voltage
Figure 00000055
,
Figure 00000051
, which leads to a gradual transition (relaxation) of each of these LC elements to the low-energy state S2 (to the corresponding low-energy states
Figure 00000077
,
Figure 00000078
,
Figure 00000079
and
Figure 00000080
) during the time τ decay , the end of which coincides with the end of time T of the second measure II. The optical state of each of the aggregate column elements LC3, LC7, LC11, and LC15 during their transition from high-energy states
Figure 00000073
,
Figure 00000074
,
Figure 00000075
and
Figure 00000076
to low energy states
Figure 00000081
,
Figure 00000082
,
Figure 00000083
and
Figure 00000084
does not change (Fig.13), therefore, throughout the entire second cycle, the column elements II 1 , II 2 , II 3 and II 4 of the parallax optical shutter 3 remain open.

Во временном промежутке между вторым и третьим тактами (фиг.27) за время τrise для 3-го, 7-го, 11-го и 15-го столбцовых ЖК элементов первого ЖК слоя r(φ) низкоэнергетические состояния

Figure 00000081
,
Figure 00000082
,
Figure 00000083
и
Figure 00000084
меняют на высокоэнергетические
Figure 00000073
,
Figure 00000074
,
Figure 00000075
и
Figure 00000076
подачей высокого напряжения
Figure 00000049
, а низкоэнергетические состояния
Figure 00000085
,
Figure 00000086
,
Figure 00000087
,
Figure 00000088
для 2-го, 6-го, 10-го и 14-го столбцовых элементов второго ЖК слоя r(φ*) за время τrise меняют на высокоэнергетические
Figure 00000089
,
Figure 00000090
,
Figure 00000091
,
Figure 00000092
подачей высокого напряжения
Figure 00000049
. Это приводит к быстрому закрытию (за время τrise) 3-го, 7-го, 11-го и 15-го совокупных столбцовых ЖК элементов LC3, LC7, LC11 и LC15 (к получению близких к нулю соответствующих значений J3, J7, J11, J15 интенсивности света на их выходах), и к быстрому открытию (за время τrise) 2-го, 6-го, 10-го и 14-го совокупных ЖК столбцовых элементов LC2, LC6, LC10 и LC14 (к получению максимальных соответствующих значений J2, J6, J10, J14 интенсивности света на их выходах).In the time interval between the second and third cycles (Fig. 27) during the time τ rise for the 3rd, 7th, 11th and 15th column LC elements of the first LC layer r (φ) low-energy states
Figure 00000081
,
Figure 00000082
,
Figure 00000083
and
Figure 00000084
change to high energy
Figure 00000073
,
Figure 00000074
,
Figure 00000075
and
Figure 00000076
high voltage
Figure 00000049
, and low-energy states
Figure 00000085
,
Figure 00000086
,
Figure 00000087
,
Figure 00000088
for the 2nd, 6th, 10th and 14th column elements of the second LC layer, r (φ *) during the time τ rise is changed to high-energy
Figure 00000089
,
Figure 00000090
,
Figure 00000091
,
Figure 00000092
high voltage
Figure 00000049
. This leads to the rapid closure (during τ rise ) of the 3rd, 7th, 11th and 15th aggregate columnar LC elements LC3, LC7, LC11 and LC15 (to obtain the corresponding values of J 3 , J 7 close to zero , J 11 , J 15 light intensities at their outputs), and to the quick opening (during τ rise ) of the 2nd, 6th, 10th and 14th aggregate LC column elements LC2, LC6, LC10 and LC14 ( to obtain the maximum corresponding values of J 2 , J 6 , J 10 , J 14 the light intensity at their outputs).

В течение третьего такта II (фиг.28) открытые совокупные ЖК столбцовые элементы LC2, LC6, LC10 и LC14 соответствуют открытым столбцовых элементах III1, III2, III3 и III4 параллаксного оптического затвора 3 при формировании парциального 4-х ракурсного стереоизображения PIIII (фиг.21). Столбцовые ЖК элементы LC2, LC6, LC10 и LC14 поддерживают в первом энергетическом состоянии S1 (в высокоэнергетических состояниях

Figure 00000089
,
Figure 00000090
,
Figure 00000091
и
Figure 00000092
) вплоть до наступлении момента времени Т-τdecay, а затем на этих совокупных столбцовых ЖК элементах высокие напряжения
Figure 00000049
,
Figure 00000050
меняют на низкие напряжения
Figure 00000055
,
Figure 00000051
, что приводит к постепенному переходу (релаксации) каждого из этих совокупных столбцовых ЖК элементов в низкоэнергетическое состояние S2 (в соответствующие низкоэнергетические состояния
Figure 00000085
,
Figure 00000086
,
Figure 00000087
и
Figure 00000088
) в течение времени τdecay, окончание которого совпадает с окончанием времени Т третьего такта III. Оптическое состояние каждого из совокупных столбцовых элементов LC2, LC6, LC10 и LC14 в процессе их перехода из высокоэнергетических состояний
Figure 00000089
,
Figure 00000090
,
Figure 00000091
и
Figure 00000092
в низкоэнергетические состояния
Figure 00000085
,
Figure 00000086
,
Figure 00000087
и
Figure 00000088
не меняется, поэтому в течение всего третьего такта столбцовые элементы III1, III2, III3 и III4 параллаксного оптического затвора 3 остаются открытыми.During the third step II (Fig. 28), the open aggregate LC column elements LC2, LC6, LC10 and LC14 correspond to the open column elements III 1 , III 2 , III 3 and III 4 of the parallax optical shutter 3 during the formation of a partial 4-angle stereo image PI III (Fig.21). Column LC elements LC2, LC6, LC10 and LC14 support in the first energy state S1 (in high-energy states
Figure 00000089
,
Figure 00000090
,
Figure 00000091
and
Figure 00000092
) up to the time T-τ decay , and then high voltages on these aggregate columnar LCD elements
Figure 00000049
,
Figure 00000050
change to low voltage
Figure 00000055
,
Figure 00000051
, which leads to a gradual transition (relaxation) of each of these combined columnar LC elements to the low-energy state S2 (to the corresponding low-energy states
Figure 00000085
,
Figure 00000086
,
Figure 00000087
and
Figure 00000088
) during the time τ decay , the end of which coincides with the end of time T of the third measure III. The optical state of each of the aggregate column elements LC2, LC6, LC10 and LC14 during their transition from high-energy states
Figure 00000089
,
Figure 00000090
,
Figure 00000091
and
Figure 00000092
to low energy states
Figure 00000085
,
Figure 00000086
,
Figure 00000087
and
Figure 00000088
does not change, therefore, throughout the entire third cycle, the column elements III 1 , III 2 , III 3 and III 4 of the parallax optical shutter 3 remain open.

Во временном промежутке между третьим и четвертым тактами (фиг.29) за время τrise для 2-го, 6-го, 10-го и 14-го столбцовых ЖК элементов первого ЖК слоя r(φ) низкоэнергетические состояния

Figure 00000085
,
Figure 00000086
,
Figure 00000087
и
Figure 00000088
меняются на высокоэнергетические
Figure 00000089
,
Figure 00000090
,
Figure 00000091
и
Figure 00000092
при подаче высокого напряжения
Figure 00000049
, а низкоэнергетические состояния
Figure 00000093
,
Figure 00000094
,
Figure 00000095
,
Figure 00000096
для 1-го, 5-го, 9-го и 15-го столбцовых элементов второго ЖК слоя r(φ*) за время τrise меняются на высокоэнергетические
Figure 00000097
,
Figure 00000098
,
Figure 00000099
,
Figure 00000100
при подаче высокого напряжения
Figure 00000050
. Это приводит к быстрому закрытию (за время τrise) 2-го, 6-го, 10-го и 14-го совокупных столбцовых ЖК элементов LC2, LC6, LC10 и LC14 (к получению близких к нулю соответствующих значений J2, J6, J10, J14 интенсивности света на их выходах), и к быстрому открытию (за время τrise) 1-го, 5-го, 9-го и 15-го совокупных ЖК столбцовых элементов LC1, LC5, LC9 и LC15 (к получению максимальных соответствующих значений J1, J5, J9, J15 интенсивности света на их выходах).In the time interval between the third and fourth cycles (Fig. 29) during the time τ rise for the 2nd, 6th, 10th and 14th columnar LC elements of the first LC layer r (φ) low-energy states
Figure 00000085
,
Figure 00000086
,
Figure 00000087
and
Figure 00000088
change to high energy
Figure 00000089
,
Figure 00000090
,
Figure 00000091
and
Figure 00000092
when applying high voltage
Figure 00000049
, and low-energy states
Figure 00000093
,
Figure 00000094
,
Figure 00000095
,
Figure 00000096
for the 1st, 5th, 9th and 15th column elements of the second LC layer, r (φ *) during the time τ rise changes to high-energy
Figure 00000097
,
Figure 00000098
,
Figure 00000099
,
Figure 00000100
when applying high voltage
Figure 00000050
. This leads to the rapid closure (during τ rise ) of the 2nd, 6th, 10th, and 14th aggregate columnar LC elements LC2, LC6, LC10 and LC14 (to obtain the corresponding values of J 2 , J 6 close to zero , J 10 , J 14 light intensities at their outputs), and to the quick opening (during τ rise ) of the 1st, 5th, 9th and 15th aggregate LC column elements LC1, LC5, LC9 and LC15 ( to obtain the maximum corresponding values of J 1 , J 5 , J 9 , J 15 light intensity at their outputs).

В течение четвертого такта IV (фиг.30) открытые совокупные ЖК столбцовые элементы LC1, LC5, LC9 и LC13 соответствуют открытым столбцовых элементах IV1, IV2, IV3 и IV4 параллаксного оптического затвора 3 при формировании парциального 4-х ракурсного стереоизображения PIIV (фиг.22). Столбцовые ЖК элементы LC1, LC5, LC9 и LC13 поддерживают в первом энергетическом состоянии 51 (в высокоэнергетических состояниях

Figure 00000097
,
Figure 00000098
,
Figure 00000099
и
Figure 00000101
) вплоть до наступлении момента времени T-τdecay, а затем на этих совокупных столбцовых ЖК элементах высокое напряжение
Figure 00000102
,
Figure 00000103
сменяется на низкое напряжение
Figure 00000104
,
Figure 00000105
, что приводит к постепенному переходу (релаксации) каждого из этих совокупных столбцовых ЖК элементов в низкоэнергетическое состояние S2 (в соответствующие низкоэнергетические состояния
Figure 00000093
,
Figure 00000094
,
Figure 00000095
и
Figure 00000106
) в течение времени τdecay, окончание которого совпадает с окончанием времени Т четвертого такта IV. Оптическое состояние каждого из совокупных столбцовых элементов LC1, LC5, LC5 и LC13 в процессе их перехода из высокоэнергетических состояний
Figure 00000097
,
Figure 00000098
,
Figure 00000099
и
Figure 00000101
в низкоэнергетические состояния
Figure 00000093
,
Figure 00000094
,
Figure 00000095
и
Figure 00000107
не меняется, т.е. в течение всего четвертого такта остаются открытыми столбцовые элементы IV1, IV2, IV3 и IV4 параллаксного оптического затвора 3.During the fourth cycle IV (Fig. 30), the open aggregate LC column elements LC1, LC5, LC9 and LC13 correspond to the open column elements IV 1 , IV 2 , IV 3 and IV 4 of the parallax optical shutter 3 during the formation of a partial 4-angle stereo image PI IV (Fig. 22). Column LC elements LC1, LC5, LC9 and LC13 support 51 in the first energy state (in high-energy states
Figure 00000097
,
Figure 00000098
,
Figure 00000099
and
Figure 00000101
) until the time T-τ decay , and then on these aggregate columnar LCD elements, high voltage
Figure 00000102
,
Figure 00000103
low voltage
Figure 00000104
,
Figure 00000105
, which leads to a gradual transition (relaxation) of each of these combined columnar LC elements to the low-energy state S2 (to the corresponding low-energy states
Figure 00000093
,
Figure 00000094
,
Figure 00000095
and
Figure 00000106
) during the time τ decay , the end of which coincides with the end of time T of the fourth measure IV. The optical state of each of the aggregate column elements LC1, LC5, LC5, and LC13 during their transition from high-energy states
Figure 00000097
,
Figure 00000098
,
Figure 00000099
and
Figure 00000101
to low energy states
Figure 00000093
,
Figure 00000094
,
Figure 00000095
and
Figure 00000107
does not change, i.e. during the entire fourth cycle, the column elements IV 1 , IV 2 , IV 3 and IV 4 of the parallax optical shutter 3 remain open.

Во временном промежутке между четвертым тактом текущего цикла и первым тактом следующего цикла (фиг.31) за время τrise, для 1-го, 5-го, 9-го и 11-го столбцовых ЖК элементов первого ЖК слоя r(φ) низкоэнергетические состояния

Figure 00000093
,
Figure 00000094
,
Figure 00000095
и
Figure 00000108
меняются на высокоэнергетические
Figure 00000097
,
Figure 00000098
,
Figure 00000099
и
Figure 00000109
за счет подачи на высокого напряжения
Figure 00000049
, а низкоэнергетические состояния
Figure 00000110
,
Figure 00000111
,
Figure 00000112
для 4-го, 8-го и 12-го столбцовых элементов второго ЖК слоя r(φ*) за время τrise меняют на высокоэнергетические
Figure 00000113
,
Figure 00000114
,
Figure 00000115
подачей высокого напряжения
Figure 00000050
. Это приводит к быстрому закрытию за время τrise 1-го, 5-го, 9-го и 11-го совокупных столбцовых ЖК элементов LC1, LC5, LC9 и LC11 (к получению близких к нулю соответствующих значений J1, J5, J9, J11 интенсивности света на их выходах), и к быстрому открытию за то же время τrise 4-го, 8-го и 12-го совокупных ЖК столбцовых элементов LC4, LC8 и LC12 (к получению максимальных соответствующих значений J4, J8, J12 интенсивности света на их выходах).In the time interval between the fourth measure of the current cycle and the first measure of the next cycle (Fig. 31) during the time τ rise , for the 1st, 5th, 9th and 11th columnar LC elements of the first LC layer r (φ), low-energy state
Figure 00000093
,
Figure 00000094
,
Figure 00000095
and
Figure 00000108
change to high energy
Figure 00000097
,
Figure 00000098
,
Figure 00000099
and
Figure 00000109
due to high voltage feed
Figure 00000049
, and low-energy states
Figure 00000110
,
Figure 00000111
,
Figure 00000112
for the 4th, 8th, and 12th column elements of the second LC layer, r (φ *) during the time τ rise is changed to high-energy
Figure 00000113
,
Figure 00000114
,
Figure 00000115
high voltage
Figure 00000050
. This leads to a quick closure of the 1st, 5th, 9th and 11th aggregate columnar LC elements LC1, LC5, LC9 and LC11 during τ rise (to obtain corresponding values of J 1 , J 5 , J close to zero 9 , J 11 the light intensities at their outputs), and by the rapid opening at the same time τ rise of the 4th, 8th and 12th aggregate LC column elements LC4, LC8 and LC12 (to obtain the maximum corresponding values of J 4 , J 8 , J 12 light intensities at their outputs).

Далее идет первый такт следующего (второго) цикла формирования 4-х ракурсного стереоизображения с последующим повторением четырех тактов следующего цикла (фиг.32). Фронты перехода любого из совокупных ЖК столбцовых элементов параллаксного оптического затвора 3 из закрытого состояния в открытое и обратно определяются только коротким временем τrise перехода ЖК слоев r(φ), r(φ*) из низкоэнергетического состояния в высокоэнергетическое за счет подачи высоких напряжений

Figure 00000049
,
Figure 00000050
.Next is the first measure of the next (second) cycle of forming a 4-angle stereo image with the subsequent repetition of four measures of the next cycle (Fig. 32). The fronts of the transition of any of the aggregate LC column elements of the parallax optical shutter 3 from the closed state to the open and vice versa are determined only by the short time τ rise of the transition of the LC layers r (φ), r (φ *) from the low-energy state to the high-energy state due to the supply of high voltages
Figure 00000049
,
Figure 00000050
.

Второй конкретный пример осуществления способа по варианту 1 отличается от рассмотренного первого конкретного примера тем, что начало открытия каждого совокупного ЖК столбцового элемента параллаксного оптического затвора 3 в каждом такте задерживается на время ΔT (фиг.33), необходимое для завершение формирования изображения ракурсов матричным оптическим модулятором 2, и сформированные изображения ракурсов воспроизводится в соответствующих зонах наблюдения в течение времени Т0 открытого состояния ЖК столбцовых элементов параллаксного оптического затвора 3.The second specific example of the method implementation according to option 1 differs from the considered first specific example in that the start of opening of each aggregate LCD column element of the parallax optical shutter 3 in each cycle is delayed by the time ΔT (Fig. 33), which is necessary to complete the image formation of the angles by a matrix optical modulator 2, and the angle formed image is reproduced in the respective zones during the observation time T 0 the open state of the LCD elements of column parallaksnog optical shutter 3.

Из обобщения рассмотренных конкретных примеров следует, что соответствующий частный вариант способа по варианту 1 (основанный на использовании параллаксного оптического затвора 3 с ЖК столбцовыми элементами) заключается в том, что в каждом столбцовом элементе LC1, …, LCg, … параллаксного оптического затвора 3 с помощью первого линейного поляризатора LP1 устанавливают первое состояние поляризации света, воздействуют на установленное состояние поляризации света двумя последовательно оптически связанными столбцовыми элементами двух ЖК слоев r(φ), r(φ*) с комплементарными оптическими свойствами и конвертируют поляризационную модуляцию в модуляцию интенсивности света с помощью второго линейного поляризатора LP2, при этом для любых одинаковых для обоих ЖК слоев r(φ), r(φ*) энергетических состояний состояние поляризации света, прошедшего оба ЖК слоя r(φ), r(φ*), не меняется по сравнению с состоянием поляризации входного света, а в двух разных для двух ЖК слоев r(φ), r(φ*) крайних энергетических состояниях прошедший световой поток приобретает состояние поляризации, ортогональное состоянию поляризации входного света, причем крайние энергетические состояния каждого ЖК слоя соответствует его высокоэнергетическому и низкоэнергетическому состояниям, при этом к началу k-го такта в высокоэнергетическое состояние переводят все столбцовые элементы первого ЖК слоя r(φ) и расположенных в k-м рабочем ряду столбцовые элементы второго ЖК слоя r(φ*), оставляя остальные его столбцовые элементы в низкоэнергетическом состоянии, в течение k-го такта переводят в низкоэнергетическое состояние расположенные в k-м рабочем ряду столбцовые элементы второго ЖК слоя r(φ*) и расположенные в k-м рабочем ряду столбцовые элементы первого ЖК слоя r(φ), а в промежутке времени между k-м тактом и (k+1)-м тактами переводят в высокоэнергетическое состояние столбцовые элементы k-го рабочего ряда первого ЖК слоя r(φ) и столбцовые элементы (k+1)-го рабочего ряда второго ЖК слоя r(φ*), при этом устанавливают равным K·р период расположения столбцовых элементов в каждом рабочем ряду каждого ЖК слоя r(φ), r(φ*) и равной р величину сдвига между k-м и (k+1)-м рабочими рядами столбцовых элементов каждого ЖК слоя r(φ) и r(φ*).From the generalization of the considered specific examples, it follows that the corresponding particular variant of the method according to option 1 (based on the use of a parallax optical shutter 3 with LCD column elements) is that in each column element LC1, ..., LCg, ... of the parallax optical shutter 3 with the first linear polarizer LP1 set the first state of polarization of light, affect the set state of polarization of light by two successively optically coupled column elements of two LCD layer in r (φ), r (φ *) with complementary optical properties and convert the polarization modulation to light intensity modulation using the second linear polarizer LP2, while for any identical for both LC layers r (φ), r (φ *) energy states of polarization of light passing through both LC layers r (φ), r (φ *) does not change compared to the state of polarization of the input light, but in two extreme energy layers for two LC layers r (φ), r (φ *) The states of the transmitted light flux acquire a polarization state orthogonal to the state polarization of the input light, and the extreme energy states of each LC layer correspond to its high-energy and low-energy states, while by the beginning of the kth step, all the column elements of the first LC layer r (φ) and the column elements located in the kth working row are converted to the high-energy state the second LC layer r (φ *), leaving the rest of its column elements in a low-energy state, during the k-th step, the column elements located in the k-th working row are transferred to the low-energy state the second LC layer r (φ *) and the column elements of the first LC layer r (φ) located in the kth working row, and in the time interval between the kth measure and (k + 1) -th measures, the columnar the elements of the k-th working row of the first LC layer r (φ) and the column elements of the (k + 1) -th working row of the second LC layer r (φ *), while setting the position period of the column elements in each working row of each equal to K LC layer r (φ), r (φ *) and p equal to p is the shift between the kth and (k + 1) -th working rows of column elements of each LC layer r (φ) and r (φ *).

Способ по варианту 2 осуществляется при работе устройства по варианту 2 (фиг.34). От источника 9 K-ракурсного сигнала стереизображения подают электрические сигналы изображений ракурсов трехмерной сцены на электрический вход матричного оптического модулятора 7, с помощью которого модулируют интенсивность света от источника 6, формируя световой поток изображений K ракурсов в соответствующих K. зонах наблюдения в K последовательных тактах, где K>2, при этом в n-м столбце (n=1, 2, …, N) матричного оптического модулятора 7 воспроизводят последовательность (N-n+1)-x столбцов изображений K ракурсов, а в k-м такте (k=1, 2, …, K) с помощью электронного блока 10 управления открывают столбцовые элементы параллаксного оптического затвора 8, расположенные с периодом K·р, позиции которых сдвигают на величину р относительно позиций соответствующих столбцовых элементов, открытых в (k-1)-м такте, где р - период чередования всех столбцовых элементов параллаксного оптического затвора 8.The method according to option 2 is carried out during operation of the device according to option 2 (Fig. 34). From the source 9 of the K-angle stereo image signal, the electrical image signals of the angles of the three-dimensional scene are fed to the electrical input of the matrix optical modulator 7, with which the light intensity from the source 6 is modulated, forming a luminous flux of images of the K angles in the corresponding K. observation zones in K consecutive clock cycles, where K> 2, while in the nth column (n = 1, 2, ..., N) of the matrix optical modulator 7 reproduce a sequence of (N-n + 1) -x columns of images of K angles, and in the kth measure ( k = 1, 2, ..., K) using electric The control unit 10 opens the column elements of the parallax optical shutter 8, located with a period K · p, whose positions are shifted by a value p relative to the positions of the corresponding column elements open in the (k-1) -th cycle, where p is the alternation period of all column elements parallax optical shutter 8.

Полный цикл формирования K-ракурсного стереоизображения при осуществлении способа по варианту 2 рассматривается на конкретном примере формирования изображений 4-х ракурсов в 4-х зонах Z1-Z4, наблюдения в 4-х последовательных тактах I, II, III и IV (фиг.35-40). В n-м столбце матричного оптического модулятора 8, имеющего N=16 столбцов и представленного сечением 81 (фиг.35), воспроизводят по одному в 4-х последовательных тактах (N-n+1)-e столбцы изображений 4-х ракурсов. В частности, в 16-м столбце (с номером n=16) матричного оптического модулятора 8 воспроизводят в I, II, III и IV тактах первые (N-n+1=1 при N=16 и n=16) столбцы соответственно четвертого, третьего, второго и первого ракурсов (т.е. воспроизводят последовательность столбцов

Figure 00000116
,
Figure 00000117
,
Figure 00000118
и
Figure 00000119
изображений ракурсов). Одновременно в 1-м столбце (с номером n=1) матричного оптического модулятора 8 воспроизводят в I, II, III и IV тактах шестнадцатые (N-n+1=16) столбцы соответственно первого, четвертого, третьего и второго ракурсов (т.е. воспроизводят последовательность столбцов
Figure 00000120
,
Figure 00000121
,
Figure 00000122
,
Figure 00000123
изображений ракурсов). При этом на время первого такта I параллельно открывают столбцовые элементы I1, I2, I3 и I4 параллаксного оптического затвора 7 (представленного сечением 71), период расположения которых составляет Kp=4p для K=4. На время второго II такта открывают столбцовые элементы II1, II2, II3 и II4 (а также элементы II0 и II5, не показанные на чертеже), на время третьего III такта - столбцовые элементы III1, III2, III3 и III4 (а также элементы III0 и III5, не показанные на чертеже), а на время четвертого IV такта - столбцовые элементы IV1, IV2, IV3 и IV4 (а также элементы IV0 и IV5, не показанные на чертеже) параллаксного оптического затвора 7. В соседних тактах (например, в тактах II и III) позиции открытых столбцовых элементов II1, II2, II3 и II4 сдвинуты на величину р относительно позиций соответствующих столбцовых элементов III1, III2, III3 и III4.The full cycle of the formation of the K-angle stereo image during the implementation of the method according to option 2 is considered on a specific example of the formation of images of 4 angles in 4 zones Z 1 -Z 4 , observation in 4 consecutive measures I, II, III and IV (Fig. .35-40). In the nth column of the matrix optical modulator 8, having N = 16 columns and represented by the cross section 8 1 (Fig. 35), reproduce one by one in 4 consecutive ticks (N-n + 1) -e columns of 4-angle images . In particular, in the 16th column (with number n = 16) of the matrix optical modulator 8, the first (N-n + 1 = 1 for N = 16 and n = 16) columns of the fourth, respectively, are reproduced in I, II, III, and IV cycles , third, second and first angles (i.e. reproduce a sequence of columns
Figure 00000116
,
Figure 00000117
,
Figure 00000118
and
Figure 00000119
image angles). At the same time, in the 1st column (with the number n = 1) of the matrix optical modulator 8, sixteenth (N-n + 1 = 16) columns of the first, fourth, third and second angles, respectively, are reproduced in I, II, III and IV cycles (t. e. reproduce the sequence of columns
Figure 00000120
,
Figure 00000121
,
Figure 00000122
,
Figure 00000123
image angles). At the same time, at the time of the first cycle I, the column elements I 1 , I 2 , I 3 and I 4 of the parallax optical shutter 7 (represented by section 7 1 ), the location period of which is Kp = 4p for K = 4, are opened in parallel. For the time of the second step II, the column elements II 1 , II 2 , II 3 and II 4 are opened (as well as the elements II 0 and II 5 not shown in the drawing), for the time of the third step III - the column elements III 1 , III 2 , III 3 and III 4 (as well as elements III 0 and III 5 , not shown in the drawing), and at the time of the fourth IV step - column elements IV 1 , IV 2 , IV 3 and IV 4 (as well as elements IV 0 and IV 5 , not shown) of parallax optical shutter 7. in the adjacent bars (e.g., bars II and III) the open position the elements of column II 1, II 2, II 3 and II 4 are shifted by the amount of p relative positions sootvets vuyuschih elements of column III 1, III 2, III III 3 and 4.

Конкретно, в первом такте I (фиг.36) через открытые столбцовые элементы I2, I2, I3 и I4 параллаксного оптического затвора 7 в первую зону Z1 наблюдения проходят 4-й, 8-й и 12-й и 16-й столбцы изображения первого ракурса (столбцы

Figure 00000124
,
Figure 00000125
,
Figure 00000126
и
Figure 00000127
изображений), во вторую зону Z2 наблюдения - 3-й, 7-й, 11-й и 15-й столбцы изображения второго ракурса (столбцы
Figure 00000128
,
Figure 00000129
,
Figure 00000130
и
Figure 00000131
изображений), в третью зону Z3 наблюдения - 2-й, 6-й, 10-й и 14-й столбцы изображения третьего ракурса (столбцы
Figure 00000132
,
Figure 00000133
,
Figure 00000134
и
Figure 00000135
изображений), в четвертую зону Z4 наблюдения - 1-й, 5-й, 9-й и 13-й столбцы изображения четвертого ракурса (столбцы
Figure 00000136
,
Figure 00000137
,
Figure 00000138
и
Figure 00000139
изображений), которые по завершении первого такта вместе составляют первое парциальное 4-х ракурсное изображение PII. Аналогично формируют взаимно дополняющие парциальные 4-х ракурсные изображения PIII, PIIII, PIIV соответственно во втором (фиг.37), третьем (фиг.38) и четвертом (фиг.39) тактах. По завершении 4-х тактов в четырех зонах наблюдения сформировано полное 4-х ракурсное изображение PIΣ (фиг.40) трехмерной сцены, где в каждой зоне наблюдения сформировано изображение соответствующего ракурса с полноэкранным разрешением, т.е. в итоге сформировано 16 столбцов изображения каждого ракурса при использовании 16-ти столбцового матричного оптического модулятора 8.Specifically, in the first bar I (Fig. 36) through the open column elements I2, I2, I3 and Ifour parallax optical shutter 7 to the first zone Zone observations are held on the 4th, 8th and 12th and 16th columns of the first-view image (columns
Figure 00000124
,
Figure 00000125
,
Figure 00000126
 and
Figure 00000127
 images), into the second zone Z2 observations - the 3rd, 7th, 11th and 15th columns of the second-view image (columns
Figure 00000128
,
Figure 00000129
,
Figure 00000130
 and
Figure 00000131
 images), in the third zone Z3 observations - the 2nd, 6th, 10th and 14th columns of the third-view image (columns
Figure 00000132
,
Figure 00000133
,
Figure 00000134
 and
Figure 00000135
 images), to the fourth zone Zfour observations - the 1st, 5th, 9th and 13th columns of the fourth view image (columns
Figure 00000136
,
Figure 00000137
,
Figure 00000138
 and
Figure 00000139
 images), which at the end of the first measure together make up the first partial 4-angle image PII. Mutually complementary partial 4-angle PI images are similarly formedII, PIIII, PIIV respectively, in the second (Fig. 37), third (Fig. 38) and fourth (Fig. 39) measures. At the end of 4 measures in four observation zones, a complete 4-angle image of PI is formedΣ (Fig. 40) of a three-dimensional scene, where in each observation zone an image of the corresponding angle with full-screen resolution is formed, i.e. as a result, 16 columns of the image of each angle were formed using the 16-column matrix optical modulator 8.

При осуществлении частного варианта способа и работе частного варианта устройства по варианту 2 с параллаксным оптическим затвором 7, содержащим столбцовые элементы, выполненные в виде ЖК столбцовых элементов (аналогичных ЖК столбцовым элементам LCg параллаксного оптического затвора 3) очередность их переключения между открытым и закрытым состояниями с сдвигом на величину р между каждыми соседними тактами аналогичен очередности переключения ЖК столбцовых элементов LCg (фиг.24-33) при работе устройства и осуществлении соответствующего частного варианта способа по варианту 1.When implementing a private variant of the method and operating a private variant of the device according to embodiment 2 with a parallax optical shutter 7 containing column elements made in the form of LCD column elements (similar to LCD column elements LCg of the parallax optical shutter 3), the sequence of their switching between open and closed states with a shift by the value of p between each adjacent clock cycles is similar to the sequence of switching the LCD column elements LCg (Fig.24-33) when the device is operating and the corresponding variant of the method according to option 1.

При «сверхплотном» расположении столбцов изображений субракурсов (фиг.10), сигналы которых получают от K-ракурсной видеокамеры 13 (фиг.6), особенность работы устройства по варианту 2 состоит в том, что при выполнении условия (6) в каждом такте формируют изображения S субракурсов в соответствующей зоне наблюдения, и когда зрачок каждого глаза наблюдателя одновременно воспринимает более чем один субстолбец изображения. При этом имеет место дополнительный технический результат - улучшение комфортности восприятия стереоизображения зрительной системой наблюдателя за счет улучшения согласования аккомодации глаз с их конвергенцией.With the "super-dense" arrangement of the sub-image image columns (Fig. 10), the signals of which are received from the K-angle video camera 13 (Fig. 6), a feature of the operation of the device according to embodiment 2 is that when condition (6) is fulfilled, in each clock cycle image S sub-angles in the corresponding observation area, and when the pupil of each eye of the observer simultaneously perceives more than one sub-column of the image. At the same time, there is an additional technical result - improving the comfort of perceiving stereo images by the observer’s visual system due to improved matching of eye accommodation with their convergence.

Особенность работы устройства по вариантам 1 или 2 при частном варианте выполнения параллаксного оптического затвора 3 или 7 в виде параллаксного оптического затвора 29 с двумя группами адресных электродов на двух сторонах ЖК слоя (фиг.16) состоит в том, что переключение столбцовых элементов параллаксного оптического затвора 29 набором 26 адресных электродов 261-26Y обеспечивает формирование K-ракурсного стереоизображения в зонах

Figure 00000140
при вертикальном V (портретном) расположении матричного оптического модулятора 28. Переключение столбцовых элементов параллаксного оптического затвора 29 набором 27 адресных электродов 271-27Y обеспечивает формирование K-ракурсного стереоизображения в зонах
Figure 00000141
при горизонтальном (ландшафтном) расположении матричного оптического модулятора 28. При этом выполнение условия (8) обеспечивает неизменное расстояние просмотра стереоизображения для наблюдателя для любой ориентации Н, V матричного оптического модулятора 28, соответствующего матричным оптическим модуляторам 2 и 8 в варианте 1 и 2 устройства.A feature of the operation of the device according to options 1 or 2 in the particular embodiment of the parallax optical shutter 3 or 7 in the form of a parallax optical shutter 29 with two groups of address electrodes on two sides of the LCD layer (Fig. 16) is that the column elements of the parallax optical shutter are switched 29 a set of 26 address electrodes 26 1 -26 Y provides the formation of a K-angle stereo image in the zones
Figure 00000140
with a vertical V (portrait) arrangement of the matrix optical modulator 28. Switching the column elements of the parallax optical shutter 29 with a set of 27 address electrodes 27 1 -27 Y provides the formation of a K-angle stereo image in the zones
Figure 00000141
with a horizontal (landscape) arrangement of the matrix optical modulator 28. Moreover, the fulfillment of condition (8) provides a constant viewing distance of the stereo image for the observer for any orientation H, V of the matrix optical modulator 28 corresponding to the matrix optical modulators 2 and 8 in embodiment 1 and 2 of the device.

Наличие цветной RGB триады для цветовых компонентов формируемого изображения в каждом пикселе матричного оптического модулятора 2 или 8 (фиг.16, 41) соответствует формированию цветного изображения во всех вариантах способа и устройства.The presence of a color RGB triad for the color components of the generated image in each pixel of the matrix optical modulator 2 or 8 (Fig. 16, 41) corresponds to the formation of a color image in all variants of the method and device.

Достоинством способа и устройства является параллельное формирование парциальных изображений одновременно во всех зонах наблюдения в каждом такте. Это означает, что в любое время формирования стереоизображения не будет разности яркости света между наблюдаемыми двумя глазами любых двух ракурсов изображения как основной причины возникновения мерцаний наблюдаемого стереоизображения. Частота наблюдаемого изображения равна частоте 1/T следования тактов (а не более низкой частоте K/T полного цикла формирования полного стереоизображения). Выбор достаточно высокой частоты следования тактов (не менее 100 Гц, т.е. при длительности одного такта 10 мс) способствует минимизации мерцаний наблюдаемого стереоизображения. Это означает, что для формирования многоракурсных изображений можно использовать те же матричные формирователи изображения и параллаксные оптические затворы с 100-120 Гц кадровой частотой, как и при формировании двухракурсных стереоизображений.The advantage of the method and device is the parallel formation of partial images simultaneously in all observation zones in each clock cycle. This means that at any time the formation of the stereo image there will be no difference in the brightness of light between the observed two eyes of any two camera angles as the main cause of the flickering of the observed stereo image. The frequency of the observed image is equal to the frequency 1 / T of the repetition of measures (rather than the lower frequency K / T of the full cycle of formation of the full stereo image). The choice of a sufficiently high frequency of repetition of measures (at least 100 Hz, i.e., with a duration of one measure of 10 ms) helps to minimize flicker of the observed stereo image. This means that for the formation of multi-angle images, the same matrix imaging devices and parallax optical shutters with 100-120 Hz frame frequency can be used, as in the formation of two-angle stereo images.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Конкретным примером выполнения матричного оптического модулятора 2, 8 для всех вариантов способа и устройства для его осуществления является ЖК матрица с адресацией пикселей с помощью тонкопленочных транзисторов (TFT - thin film transistor) на пересечениях адресных шин (ЖК TFT матрица), которая содержит поляризационный модулятор между двумя скрещенными линейными поляризаторами.A specific example of the implementation of the matrix optical modulator 2, 8 for all variants of the method and device for its implementation is an LCD matrix with pixel addressing using thin film transistors (TFTs) at the intersections of address buses (LCD TFT matrix), which contains a polarization modulator between two crossed linear polarizers.

Для устройства по варианту 1 конкретным примером выполнения матричного генератора изображения (совмещающего в себе матричный оптический модулятор 2 и источник света 1) является OLED-матрица [6]. Конкретным примером выполнения гомогенно-ориентированного ЖК слоя активного модулятора поляризации является ЖК π-ячейка [4], ее различные производные [7], в том числе ОСВ-ячейки [8], в которых используется жидкий кристалл с положительной диэлектрической анизотропией Δε>0, на которых можно выполнять ЖК слои 15, 18 параллаксного оптического затвора 3, 7 с теми же максимальными размерами апертуры, какие характерны для современных крупноформатых 2D ЖК дисплеев.For the device according to option 1, a specific example of a matrix image generator (combining a matrix optical modulator 2 and a light source 1) is an OLED matrix [6]. A specific example of a homogeneous oriented LC layer of an active polarization modulator is an LCD π cell [4], its various derivatives [7], including OCB cells [8], which use a liquid crystal with positive dielectric anisotropy Δε> 0, on which it is possible to carry out LCD layers 15, 18 of a parallax optical shutter 3, 7 with the same maximum aperture sizes that are characteristic of modern large-format 2D LCD displays.

В дисплее с укороченным временем Т0 воспроизведения стереоизображения (фиг.33) можно использовать в качестве формирователя изображения 100-120 Гц ЖК матрицу (например, типа Samsung Syncmaster 2233RZ) с источником сигнала стереоизображения в виде персонального компьютера с информационным выходом на видеокарте nVidia, работающей под управлением программного стереодрайвера 3DVision в режиме воспроизведения изображений ракурсов 3D сцены за время Tretr обратного хода ЖК матриц [9]. В этом случае время демонстрации ракурсов стереоизображения короткое (составляют не более 20-30% от полной длительности кадра, т.е. время Tretr воспроизведения изображения одного ракурса составляет около 3 мс). Переходное время оптического оклика составляет десятки-сотни микросекунд (определяемым только временем trise реакции ЖК слоев r(φ), r(φ*), что обеспечивает высокую яркость наблюдаемого стереоизображения вследствие практического полного открытия оптического канала дисплея в течение всего времени T0 воспроизведения ракурсов.In a display with a shortened stereo playback time T 0 (Fig. 33), a 100-120 Hz LCD matrix (for example, Samsung Syncmaster 2233RZ type) with a stereo image signal source in the form of a personal computer with an information output on an nVidia graphics card can be used as an imager under the control of the 3DVision software stereo driver in the playback mode of the 3D scene angle images during the time T retr of the LCD matrix reverse motion [9]. In this case, the demonstration time of the stereo image angles is short (they make up no more than 20-30% of the total frame duration, i.e., the time T retr for reproducing the image of one angle is about 3 ms). The transition time of the optical response is tens to hundreds of microseconds (determined only by the reaction time t rise of the reaction of the LCD layers r (φ), r (φ *), which ensures a high brightness of the observed stereo image due to the almost complete opening of the optical display channel during the entire viewing time T 0 .

В частном варианте осуществления способа и при работе соответствующего частного варианта устройства с «сверхплотным» расположением субракурсов достигается улучшение согласования аккомодации и конвергенции зрения наблюдателя аналогично наблюдению многоракурсного стереоизображения от проекционных многоканальных «super multi view» 3D дисплеев [10]. При этом нет необходимости в повышении скорости развертки изображений соответствующих субракурсов на экране матричного формирователя изображений по сравнению с разверткой ракурсов, расположенных с обычной (ordinary) плотностью, поскольку каждая группа столбцов изображений субракурсов, соответствующих одному столбцу обычного ракурса, развертывается параллельно со скоростью развертки столбца одного обычного ракурса.In a particular embodiment of the method and when the corresponding particular embodiment of the device is operated with an “ultra-dense” arrangement of sub-angles, an improvement in the coordination of accommodation and convergence of the observer’s vision is achieved, similar to observing a multi-angle stereo image from projection multi-channel “super multi view” 3D displays [10]. In this case, there is no need to increase the scan speed of the images of the corresponding sub-views on the screen of the matrix imager as compared to the scan of views located at a usual density, since each group of columns of sub-image images corresponding to one column of the normal view is deployed in parallel with the scan speed of a column of one normal angle.

Электронное переключение двух взаимно ортогональных наборов адресных шин для сохранения пространственной удаленности зон наблюдения от экрана матричного оптического модулятора 28 при его угловом повороте целесообразно использовать для мобильных 3D дисплеев в смартфонах, коммуникаторах, планшетных компьютерах. Выполнение ЖК слоев матричного оптического модулятора 28 и параллаксного оптического затвора 29 в виде смектического (сегнетоэлектрического - ferroelectric) ЖК слоя, обеспечивающего частоту переключения в несколько сотен герц при напряжении управления порядка единиц вольт с возможностью реализации полутоновой передаточной характеристики [11] обеспечивает достаточное быстродействие компонентов устройства при реализации многоракурсного отображения при отсутствии его мерцаний в любых условиях наблюдения.Electronic switching of two mutually orthogonal sets of address buses to maintain the spatial distance of the observation zones from the screen of the matrix optical modulator 28 during its angular rotation is advisable to use for mobile 3D displays in smartphones, communicators, tablet computers. The execution of the LCD layers of the matrix optical modulator 28 and the parallax optical shutter 29 in the form of a smectic (ferroelectric) ferroelectric LCD layer providing a switching frequency of several hundred hertz at a control voltage of the order of units of volts with the possibility of realizing a grayscale transfer characteristic [11] provides sufficient performance of the device components when implementing a multi-angle display in the absence of its flicker in any observation conditions.

ЛитератураLiterature

1. Moseley R.R., Woodgate G.J., Jacobs A.M., Harold J., Ezra D. Parallax barrier, display, passive polarization optical modulating element and method of making such an element. - Патент США №6437915, опублик. 20.08.2002.1. Moseley R.R., Woodgate G.J., Jacobs A.M., Harold J., Ezra D. Parallax barrier, display, passive polarization optical modulating element and method of making such an element. - US Patent No. 6437915, published. 08/20/2002.

2. Kleinberger P., Kleinberger I., Mantinband J. Systems for and methods of three-dimensional viewing. - Патент США №7190518, опублик. 13.03.2007 (прототип 1).2. Kleinberger P., Kleinberger I., Mantinband J. Systems for and methods of three-dimensional viewing. - US patent No. 7190518, published. 03/13/2007 (prototype 1).

3. Koyama Y. 2D/3D switch liquid crystal display panel and 2D/3D selection liquid crystal display. - Патент США №7199845, опублик. 03.04.2007 (прототип 2).3. Koyama Y. 2D / 3D switch liquid crystal display panel and 2D / 3D selection liquid crystal display. - US patent No. 7199845, published. 04/03/2007 (prototype 2).

4. Bos Ph. Rapid starting, high-speed liquid crystal variable optical retarder. - Патент США №4566758, опублик. 28.01.1986.4. Bos Ph. Rapid starting, high-speed liquid crystal variable optical retarder. - US patent No. 4566758, published. 01/28/1986.

5. Kajiki, Y., Yoshikawa, H., Honda, T. Hologramlike video images by 45-view stereoscopic display. Proc. SPIE, 3012, 154 (1997).5. Kajiki, Y., Yoshikawa, H., Honda, T. Hologramlike video images by 45-view stereoscopic display. Proc. SPIE, 3012, 154 (1997).

6. Arnold A.D., Castro P.E., Hatwar Т.K. et al. Full-color AMOLED with RGBW pixel pattern. - Journal of the SID, 2005, v.13, №6, pp.525-535.6. Arnold A.D., Castro P.E., Hatwar T.K. et al. Full-color AMOLED with RGBW pixel pattern. - Journal of the SID, 2005, v. 13, No. 6, pp. 525-535.

7. Towler M.J., Acosta E., J., Walton H.G. Liquid crystal device. - Патент США №6600537, опублик. 19.07.2003.7. Towler M.J., Acosta E., J., Walton H.G. Liquid crystal device. - US patent No. 6600537, published. 07/19/2003.

8. Ishinabe Т., Wako K., Uchida Т.A fast-switching OCB-mode LCD for high-quality display applications. - Journal of the SID, 2010, v.10, №11, pp.968-975.8. Ishinabe T., Wako K., Uchida T. A fast-switching OCB-mode LCD for high-quality display applications. - Journal of the SID, 2010, v. 10, No. 11, pp. 968-975.

9. Slavenburg G.A. System, method and computer program product for controlling stereo glasses shutters. - Патент США №7724211, опублик. 25.05.2010.9. Slavenburg G.A. System, method and computer program product for controlling stereo glasses shutters. - US patent No. 7724211, published. 05/25/2010.

10. Nago, N. Shinozaki, Y. Yasuhiro Takaki, Y. SMV256: Super multi-view display with 256 viewpoints using multiple projections of lenticular displays. Proc. SPIE, 7524, 75241S-1 (2010).10. Nago, N. Shinozaki, Y. Yasuhiro Takaki, Y. SMV256: Super multi-view display with 256 viewpoints using multiple projections of lenticular displays. Proc. SPIE, 7524, 75241S-1 (2010).

11. Andreev A.L., Ezhov V.A., Kompanets I.N., Sobolev A.G. Fast LC Devices with Lowest Control Voltage. - Proc. 17th International Display Workshops (IDW′10), Fukuoka, Japan, 1-3 December 2010, pp.1811-1812.11. Andreev AL, Ezhov VA, Kompanets IN, Sobolev AG Fast LC Devices with Lowest Control Voltage. - Proc. 17 th International Display Workshops (IDW′10), Fukuoka, Japan, 1-3 December 2010, pp. 1811-1812.

Claims (14)

1. Способ автостереоскопического отображения, заключающийся в том, что сигналы изображений ракурсов трехмерной сцены подают на электрический вход матричного формирователя изображений и с его помощью генерируют световой поток изображений ракурсов, из которого с помощью открытых столбцовых элементов параллаксного оптического затвора формируют и направляют в соответствующие зоны наблюдения парциальные световые потоки столбцов изображений ракурсов, при этом число пикселей и число столбцов матричного формирователя изображений выбирают равными соответственно полному числу элементов и полному числу столбцов изображения каждого ракурса, а в разных тактах полного цикла формирования изображений всех ракурсов открывают разные наборы столбцовых элементов параллаксного оптического затвора, отличающийся тем, что выбирают число N столбцов матричного формирователя изображений кратным числу K ракурсов трехмерной сцены, где K>2, изображения K ракурсов в соответствующих K зонах наблюдения формируют в K последовательных тактах, воспроизводя в n-м столбце (n=1, 2, …, N) матричного формирователя изображений последовательность (N-n+1)-x столбцов изображений K ракурсов, при этом в каждом такте открывают столбцовые элементы параллаксного оптического затвора, расположенные с периодом K·p, позиции которых в k-м такте (k=1, 2, …, K) сдвигают на величину p относительно позиций открытых в (k-1)-м такте столбцовых элементов, где p - период чередования всех столбцовых элементов параллаксного оптического затвора.1. The method of autostereoscopic imaging, which consists in the fact that the image signals of the perspectives of the three-dimensional scene are fed to the electrical input of the image sensor matrix and use it to generate a luminous flux of the angle images, from which they are formed and sent to the corresponding observation zones using open column-elements of the parallax optical shutter partial luminous fluxes of columns of image views, with the number of pixels and the number of columns of the matrix image former equal to the total number of elements and the total number of image columns of each angle, and in different clock cycles of the image generation cycle of all angles, different sets of column elements of the parallax optical shutter are opened, characterized in that the number N of columns of the image sensor is selected to be a multiple of the number K of angles of the three-dimensional scene , where K> 2, images of K angles in the corresponding K observation zones are formed in K consecutive clock cycles, reproducing in the nth column (n = 1, 2, ..., N) the matrix form image finder is a sequence of (N-n + 1) -x image columns of K angles, with each step opening the column elements of the parallax optical shutter located with a period K · p, the positions of which are in the k-th step (k = 1, 2, ..., K) is shifted by p relative to the positions of the column elements open in the (k-1) -th cycle, where p is the alternation period of all the column elements of the parallax optical shutter. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в каждом столбцовом элементе параллаксного оптического затвора с помощью входного поляризатора устанавливают первое состояние поляризации света, воздействуют на установленное состояние поляризации света двумя последовательно оптически связанными жидкокристаллическими слоями с комплементарными оптическими свойствами и конвертируют поляризационную модуляцию в модуляцию интенсивности света с помощью выходного поляризатора, при этом состояние поляризации света, прошедшего оба жидкокристаллических слоя, находящихся в одинаковом энергетическом состоянии, не меняется по сравнению с состоянием поляризации входного света, а состояние поляризации света, прошедшего оба жидкокристаллических слоя, находящихся в крайних разных энергетических состояниях, ортогонально состоянию поляризации входного света, причем крайние энергетические состояния каждого жидкокристаллического слоя соответствуют его высокоэнергетическому и низкоэнергетическому состояниям, при этом к началу k-го такта в высокоэнергетическое состояние переводят все столбцовые элементы первого жидкокристаллического слоя и расположенные в k-м рабочем ряду столбцовые элементы второго жидкокристаллического слоя, оставляя остальные его столбцовые элементы в низкоэнергетическом состоянии, в течение k-го такта переводят в низкоэнергетическое состояние расположенные в k-м рабочем ряду столбцовые элементы первого жидкокристаллического слоя и расположенные в k-м рабочем ряду столбцовые элементы второго жидкокристаллического слоя, в промежутке времени между k-м тактом и (k+1)-м тактами переводят в высокоэнергетическое состояние столбцовые элементы k-го рабочего ряда первого жидкокристаллического слоя и столбцовые элементы (k+1)-го рабочего ряда второго жидкокристаллического слоя, при этом период расположения столбцовых элементов в каждом рабочем ряду каждого жидкокристаллического слоя выбирают равным K·p, а величину сдвига между k-м и (k+1)-м рабочими рядами столбцовых элементов каждого жидкокристаллического слоя выбирают равной p.2. The method according to claim 1, characterized in that in each column element of the parallax optical shutter using the input polarizer set the first state of polarization of light, affect the set state of polarization of light by two sequentially optically coupled liquid crystal layers with complementary optical properties and convert the polarization modulation into modulation of light intensity using the output polarizer, while the state of polarization of the light transmitted through both the liquid crystal layers in the same energy state does not change compared to the state of polarization of the input light, and the polarization state of the light passing through both liquid crystal layers in extreme different energy states is orthogonal to the polarization state of the input light, and the extreme energy states of each liquid crystal layer correspond to its high-energy and low-energy states, while at the beginning of the k-th step, everything with column elements of the first liquid crystal layer and column elements of the second liquid crystal layer located in the kth working row, leaving the rest of its column elements in a low energy state, during the kth step, the column elements of the first liquid crystal layer located in the kth working row are transferred to the low energy state and the column elements of the second liquid crystal layer located in the kth working row, in the time interval between the kth measure and (k + 1) -th measures, are transferred to high energy the state of the column elements of the kth working row of the first liquid crystal layer and column elements of the (k + 1) th working row of the second liquid crystal layer, while the period of arrangement of column elements in each working row of each liquid crystal layer is chosen to be K · p, and the shift value between the kth and (k + 1) -th working rows of the column elements of each liquid crystal layer is chosen equal to p. 3. Способ автостереоскопического отображения, заключающийся в том, что с помощью источника света формируют световой поток, из которого с помощью открытых столбцовых элементов параллаксного оптического затвора формируют парциальные световые потоки, проходящие через соответствующие столбцы матричного формирователя изображений в соответствующие зоны наблюдения, при этом сигналы изображений ракурсов трехмерной сцены подают на электрический вход матричного формирователя изображений и с его помощью модулируют интенсивность парциальных световых потоков, причем число пикселей и число столбцов матричного формирователя изображений выбирают равными соответственно полному числу элементов и полному числу столбцов изображения каждого ракурса, а в разных тактах полного цикла формирования изображений всех ракурсов открывают разные наборы столбцовых элементов параллаксного оптического затвора, отличающийся тем, что выбирают число N столбцов матричного формирователя изображений кратным числу K ракурсов, где K>2, полный цикл формирования изображений K ракурсов в соответствующих K зонах наблюдения осуществляют в K последовательных тактах, воспроизводя в n-м столбце (n=1, 2, …, N) матричного формирователя изображений последовательность (N-n+1)-x столбцов изображений K ракурсов, при этом в каждом такте открывают столбцовые элементы параллаксного оптического затвора, расположенные с периодом K·p, позиции которых в k-м такте (k=1, 2, …, K) сдвигают на величину p относительно позиций открытых в (k-1)-м такте столбцовых элементов, где p - период чередования всех столбцовых элементов параллаксного оптического затвора.3. The method of autostereoscopic imaging, which consists in the fact that a light stream is formed using a light source, from which partial light streams are transmitted through the open column elements of a parallax optical shutter passing through the corresponding columns of the image sensor to the corresponding observation zones, while the image signals perspectives of a three-dimensional scene are fed to the electrical input of a matrix image former and, with its help, the partial intensity is modulated luminous fluxes, moreover, the number of pixels and the number of columns of the matrix image former are selected correspondingly to the total number of elements and the total number of image columns of each angle, and different sets of column elements of the parallax optical shutter open in different clock cycles of the image formation of all angles, characterized in that the number N of columns of the matrix image former is a multiple of the number K of angles, where K> 2, the full cycle of imaging of K angles is corresponding their K observation zones are carried out in K consecutive clock cycles, reproducing in the nth column (n = 1, 2, ..., N) of the matrix image former a sequence of (N-n + 1) -x columns of K images, with each step open the column elements of the parallax optical shutter located with a period K · p, the positions of which in the kth step (k = 1, 2, ..., K) are shifted by p relative to the positions of the column elements open in the (k-1) -th step , where p is the alternation period of all column elements of the parallax optical shutter. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в каждом столбцовом элементе параллаксного оптического затвора с помощью входного поляризатора устанавливают первое состояние поляризации света, воздействуют на установленное состояние поляризации света двумя последовательно оптически связанными столбцовыми элементами двух жидкокристаллических слоев с комплементарными оптическими свойствами и конвертируют поляризационную модуляцию в модуляцию интенсивности света с помощью выходного поляризатора, при этом состояние поляризации света, прошедшего оба жидкокристаллические слоя, находящихся в одинаковом энергетическом состоянии, не меняется по сравнению с состоянием поляризации входного света, а состояние поляризации света, прошедшего оба жидкокристаллических слоя, находящихся в крайних разных энергетических состояниях, ортогонально состоянию поляризации входного света, причем крайние энергетические состояния каждого жидкокристаллического слоя соответствуют его высокоэнергетическому и низкоэнергетическому состояниям, при этом к началу k-го такта в высокоэнергетическое состояние переводят все столбцовые элементы первого жидкокристаллического слоя и расположенные в k-м рабочем ряду столбцовые элементы второго жидкокристаллического слоя, оставляя остальные его столбцовые элементы в низкоэнергетическом состоянии, в течение k-го такта переводят в низкоэнергетическое состояние расположенные в k-м рабочем ряду столбцовые элементы первого жидкокристаллического слоя и расположенные в k-м рабочем ряду столбцовые элементы второго ЖК слоя, в промежутке времени между k-м тактом и (k+1)-м тактами переводят в высокоэнергетическое состояние столбцовые элементы k-го рабочего ряда первого жидкокристаллического слоя и столбцовые элементы (k+1)-го рабочего ряда второго жидкокристаллического слоя, при этом период расположения столбцовых элементов в каждом рабочем ряду каждого жидкокристаллического слоя выбирают равным K·p, а величину сдвига между k-м и (k+1)-м рабочими рядами столбцовых элементов каждого жидкокристаллического слоя выбирают равной p.4. The method according to claim 3, characterized in that in each column element of the parallax optical shutter using the input polarizer set the first state of polarization of light, affect the set state of polarization of light by two sequentially optically connected column elements of two liquid crystal layers with complementary optical properties and convert polarization modulation to light intensity modulation using the output polarizer, while the state of light polarization passed both liquid crystal layers in the same energy state do not change compared to the polarization state of the input light, and the polarization state of the light transmitted through both liquid crystal layers in extreme different energy states is orthogonal to the polarization state of the input light, and the extreme energy states of each liquid crystal the layer correspond to its high-energy and low-energy states, while at the beginning of the k-th step in the high-energy the state is translated by all the column elements of the first liquid crystal layer and the column elements of the second liquid crystal layer located in the kth working row, leaving the rest of its column elements in a low energy state, during the kth cycle, the column elements located in the kth working row are transferred to the low energy state the first liquid crystal layer and the column elements of the second liquid crystal layer located in the kth working row, in the time interval between the kth measure and (k + 1) -th measures are translated into high the energetic state, the column elements of the kth working row of the first liquid crystal layer and the column elements of the (k + 1) th working row of the second liquid crystal layer, while the period of arrangement of the column elements in each working row of each liquid crystal layer is chosen equal to K · p, and the shift value between the kth and (k + 1) -th working rows of the column elements of each liquid crystal layer is chosen equal to p. 5. Автостереоскопический дисплей, содержащий расположенные на одной оптической оси формирователь изображения и активный параллаксный барьер, при этом формирователь изображения выполнен в виде последовательно расположенных источника света и матричного оптического модулятора с двухкоординатной адресацией, снабженного источником сигнала стереоизображения, а активный параллаксный барьер выполнен в виде параллаксного оптического затвора с столбцовой адресацией, снабженного электронным блоком управления, выход которого соединен с электрическим входом параллаксного оптического затвора, а вход электронного блока управления соединен с выходом кадровой синхронизации источника сигнала стереоизображения, информационный выход которого подключен к электрическому входу матричного оптического модулятора с двухкоординатной адресацией, при этом выход параллаксного оптического затвора оптически сопряжен с зонами наблюдения, отличающийся тем, что источник сигнала стереоизображения выполнен K-ракурсным и число зон наблюдения равно K, где K>2, параллаксный оптический затвор выполнен с (N+K-1) адресными столбцами, где N - число столбцов в матричном оптическом модуляторе с двухкоординатной адресацией, при этом в центре k-й зоны наблюдения (k=1, 2, …, K) пересекаются оптические пути, соединяющие центры N столбцов матричного оптического модулятора 2 с центрами соответствующих N столбцов параллаксного оптического затвора 3 с номерами в интервале от k до (N-k+1).5. An autostereoscopic display comprising an imaging device and an active parallax barrier located on the same optical axis, wherein the imaging device is made in the form of a sequentially located light source and a matrix optical modulator with two-coordinate addressing, equipped with a stereo image signal source, and the active parallax barrier is made in the form of a parallax an optical shutter with column addressing, equipped with an electronic control unit, the output of which is connected to the input of the parallax optical shutter, and the input of the electronic control unit is connected to the frame synchronization output of the stereo image signal source, the information output of which is connected to the electrical input of the matrix optical modulator with two-coordinate addressing, while the output of the parallax optical shutter is optically coupled to the observation zones, characterized in that the stereo image signal source is K-angled and the number of observation zones is K, where K> 2, the parallax optical shutter in performed with (N + K-1) address columns, where N is the number of columns in a matrix optical modulator with two-coordinate addressing, while the optical paths intersecting in the center of the k-th observation zone (k = 1, 2, ..., K) the centers of the N columns of the matrix optical modulator 2 with the centers of the corresponding N columns of the parallax optical shutter 3 with numbers in the range from k to (N-k + 1). 6. Дисплей по п.5, отличающийся тем, что каждый столбцовый элемент параллаксного оптического затвора выполнен в виде последовательно оптически связанных первого линейного поляризатора, столбцового элемента первого жидкокристаллического слоя, снабженного первым и вторым адресными прозрачными электродами, столбцового элемента второго жидкокристаллического слоя, снабженного третьим и четвертым адресными прозрачными электродами, и второго линейного поляризатора, при этом оба жидкокристаллических слоя выполнены с гомогенной ориентацией и положительной диэлектрической анизотропией, ось o1 для обыкновенного луча и ось e1 для необыкновенного луча одного жидкокристаллического слоя параллельны соответственно оси e2 для необыкновенного луча и оси о2 для обыкновенного луча другого жидкокристаллического слоя, а оси поляризации первого и второго линейных поляризаторов взаимно параллельны либо ортогональны и направлены под углами ±45° к осям o1, e1, o2 и e2.6. The display according to claim 5, characterized in that each column element of the parallax optical shutter is made in the form of serially optically connected first linear polarizer, a column element of the first liquid crystal layer provided with the first and second address transparent electrodes, a column element of the second liquid crystal layer provided with a third and the fourth address transparent electrodes, and the second linear polarizer, while both liquid crystal layers are made with a homogeneous orientation and the positive dielectric anisotropy, the axis o 1 for the ordinary beam and the axis e 1 for the extraordinary beam of one liquid crystal layer are parallel, respectively, to the axis e 2 for the extraordinary ray and axis o 2 for the ordinary beam of another liquid crystal layer, and the polarization axis of the first and second linear polarizers are mutually parallel or orthogonal and directed at angles of ± 45 ° to the axes o 1 , e 1 , o 2 and e 2 . 7. Дисплей по п.5, отличающийся тем, что каждый столбцовый элемент параллаксного оптического затвора выполнен в виде по крайней мере одного жидкокристаллического слоя, адресные прозрачные электроды на первой и второй сторонах которого выполнены соответственно в виде первой группы взаимно параллельных пространственно-одномерных прозрачных электродов и второй группы взаимно параллельных пространственно-одномерных прозрачных электродов, при этом адресные прозрачные электроды первой группы ортогональны адресным прозрачным электродам второй группы, а отношение периода чередования адресных прозрачных электродов первой группы к периоду чередования адресных прозрачных электродов второй группы равно отношению периода чередования пикселей матричного оптического модулятора вдоль одной адресной координаты к периоду чередования пикселей матричного оптического модулятора вдоль другой адресной координаты.7. The display according to claim 5, characterized in that each column element of the parallax optical shutter is made in the form of at least one liquid crystal layer, the address transparent electrodes on the first and second sides of which are respectively made in the form of a first group of mutually parallel spatially one-dimensional transparent electrodes and the second group of mutually parallel spatially one-dimensional transparent electrodes, while the address transparent electrodes of the first group are orthogonal to the address transparent electrodes Torah group, and the ratio of alternation period addressable transparent electrodes of the first group to the period of the alternation address transparent electrodes of the second group equal to the ratio of the matrix of pixels interleaving period of the optical modulator along one coordinate address to a period of alternation of pixels of the matrix of the optical modulator along the other coordinate address. 8. Дисплей по п.5, отличающийся тем, что источник сигнала стереоизображения выполнен в виде многоканальной видеокамеры с выходами для сигналов K ракурсов трехмерной сцены, k-ый ракурс из которых содержит группу S парциальных сигналов
Figure 00000142
, соответствующих изображениям S субракурсов
Figure 00000143
трехмерной сцены (s=1, 2, …, S), диапазон углов Δβfine·S видеосъема которых равен разности углов видеосъема Δβ между соседними k-м и (k+1)-м ракурсами, где Δβfine - разность углов видеосъема соседних субракурсов трехмерной сцены, а каждый из столбцов матричного оптического модулятора, расположенных с периодом a, выполнен в виде ряда из S индивидуально адресуемых субстолбцов, расположенных с периодом afine, где afine=a/S, и электрические входы которых подключены к соответствующим выходам источника сигнала стереоизображения.
8. The display according to claim 5, characterized in that the stereo image signal source is made in the form of a multi-channel video camera with outputs for signals K views of a three-dimensional scene, the k-th view of which contains a group S of partial signals
Figure 00000142
corresponding to sub-views S
Figure 00000143
a three-dimensional scene (s = 1, 2, ..., S), the range of angles Δβ fine · S of the video recording which is equal to the difference in the angles of the video recording Δβ between the neighboring kth and (k + 1) -th angles, where Δβ fine is the difference in the angles of the video sub-views of the three-dimensional scene, and each of the columns of the matrix optical modulator located with period a is made up of a series of S individually addressable sub columns located with period a fine , where a fine = a / S, and whose electrical inputs are connected to the corresponding outputs of the source stereo image signal.
9. Дисплей по п.8, отличающийся тем, что период afine расположения субстолбцов матричного оптического модулятора удовлетворяет условию
Figure 00000144
, где wo - диаметр зрачка наблюдения, d - расстояние между матричным оптическим модулятором и параллаксным оптическим барьером, D - расстояние между матричным оптическим модулятором и зонами наблюдения.
9. The display of claim 8, wherein the period a fine arrangement of the subcolumns of the matrix optical modulator satisfies the condition
Figure 00000144
where w o is the diameter of the observation pupil, d is the distance between the matrix optical modulator and the parallax optical barrier, D is the distance between the matrix optical modulator and the observation zones.
10. Автостереоскопический дисплей, содержащий расположенные на одной оптической оси источник света, активный параллаксный барьер и формирователь изображения, который выполнен в виде матричного оптического модулятора с двухкоординатной адресацией, снабженного источником сигнала стереоизображения, а активный параллаксный барьер выполнен в виде параллаксного оптического затвора с столбцовой адресацией, снабженного электронным блоком управления, выход которого соединен с электрическим входом параллаксного оптического затвора, а вход электронного блока управления соединен с выходом кадровой синхронизации источника сигнала стереоизображения, информационный выход которого подключен к электрическому входу матричного оптического модулятора с двухкоординатной адресацией, при этом выход матричного оптического модулятора оптически сопряжен с зонами наблюдения, отличающийся тем, что источник сигнала стереоизображения выполнен K-ракурсным и число зон наблюдения равно K, где K>2, параллаксный оптический затвор выполнен с (N+K-1) адресными столбцами, где N - число столбцов в матричном оптическом модуляторе с двухкоординатной адресацией, при этом в центре k-й зоны наблюдения (k=1, 2, …, K) пересекаются оптические пути, соединяющие центры N столбцов матричного оптического модулятора с центрами соответствующих N столбцов параллаксного оптического затвора с номерами в интервале от (K-k+1) до (N+K-k).10. An autostereoscopic display comprising a light source located on the same optical axis, an active parallax barrier and an image shaper, which is made in the form of a matrix optical modulator with two-coordinate addressing, equipped with a stereo image signal source, and the active parallax barrier is made in the form of a parallax optical shutter with column addressing equipped with an electronic control unit, the output of which is connected to the electrical input of the parallax optical shutter, and the input the electronic control unit is connected to the frame synchronization output of the stereo image signal source, the information output of which is connected to the electrical input of the matrix optical modulator with two-coordinate addressing, while the output of the matrix optical modulator is optically coupled to the observation zones, characterized in that the stereo image signal source is made K-angled and the number of observation zones is K, where K> 2, the parallax optical shutter is made with (N + K-1) address columns, where N is the number of columns in an optical modulator with two-coordinate addressing, with optical paths intersecting in the center of the kth observation zone (k = 1, 2, ..., K) connecting the centers of the N columns of the matrix optical modulator with the centers of the corresponding N columns of the parallax optical shutter with numbers in the interval from (K-k + 1) to (N + Kk). 11. Дисплей по п.10, отличающийся тем, что каждый столбцовый элемент параллаксного оптического затвора выполнен в виде последовательно оптически связанных первого линейного поляризатора, столбцового элемента первого жидкокристаллического слоя, снабженного первым и вторым адресными прозрачными электродами, столбцового элемента второго жидкокристаллического слоя, снабженного третьим и четвертым адресными прозрачными электродами, и второго линейного поляризатора, при этом оба жидкокристаллических слоя выполнены с гомогенной ориентацией и положительной диэлектрической анизотропией, ось o1 для обыкновенного луча и ось е1 для необыкновенного луча одного жидкокристаллического слоя параллельны соответственно оси e2 для необыкновенного луча и оси о2 для обыкновенного луча другого жидкокристаллического слоя, а оси поляризации первого и второго линейных поляризаторов взаимно параллельны либо ортогональны и направлены под углами ±45° к осям o1, e1, o2 и e2.11. The display of claim 10, wherein each column element of the parallax optical shutter is made in the form of serially optically connected first linear polarizer, a column element of a first liquid crystal layer provided with a first and second address transparent electrodes, a column element of a second liquid crystal layer provided with a third and the fourth address transparent electrodes, and the second linear polarizer, while both liquid crystal layers are made with a homogeneous orientation and the positive dielectric anisotropy, the axis o 1 for the ordinary beam and the axis e 1 for the extraordinary beam of one liquid crystal layer are parallel to the axis e 2 for the extraordinary ray and the axis o 2 for the ordinary ray of another liquid crystal, and the polarization axes of the first and second linear polarizers are mutually parallel or orthogonal and directed at angles of ± 45 ° to the axes o 1 , e 1 , o 2 and e 2 . 12. Дисплей по п.10, отличающийся тем, что каждый столбцовый элемент параллаксного оптического затвора выполнен в виде по крайней мере одного жидкокристаллического слоя, адресные прозрачные электроды на первой и второй сторонах которого выполнены соответственно в виде первой группы взаимно параллельных пространственно-одномерных прозрачных электродов и второй группы взаимно параллельных пространственно-одномерных прозрачных электродов, при этом адресные прозрачные электроды первой группы ортогональны адресным прозрачным электродам второй группы, а отношение периода чередования адресных прозрачных электродов первой группы к периоду чередования адресных прозрачных электродов второй группы равно отношению периода чередования пикселей матричного оптического модулятора вдоль одной адресной координаты к периоду чередования пикселей матричного оптического модулятора вдоль другой адресной координаты.12. The display of claim 10, characterized in that each column element of the parallax optical shutter is made in the form of at least one liquid crystal layer, the address transparent electrodes on the first and second sides of which are respectively made in the form of a first group of mutually parallel spatially one-dimensional transparent electrodes and the second group of mutually parallel spatially one-dimensional transparent electrodes, while the address transparent electrodes of the first group are orthogonal to the address transparent electrodes the second group, and the ratio of the alternating period of the address transparent electrodes of the first group to the alternating period of the address transparent electrodes of the second group is equal to the ratio of the period of alternating pixels of the matrix optical modulator along one address coordinate to the period of alternating pixels of the matrix optical modulator along the other address coordinate. 13. Дисплей по п.10, отличающийся тем, что источник сигнала стереоизображения выполнен в виде многоканальной видеокамеры с выходами для сигналов K ракурсов трехмерной сцены, k-ый ракурс из которых содержит группу S парциальных сигналов
Figure 00000145
, соответствующих изображениям S субракурсов трехмерной сцены (s=1, 2, …, S), диапазон углов Δβfine·S видеосъема которых равен разности углов видеосъема Δβ между соседними k-го и (k+1)-го ракурсами, где Δβfine - разность углов видеосъема соседних субракурсов трехмерной сцены, а каждый из столбцов матричного оптического модулятора, расположенных с периодом a, выполнен в виде ряда из S индивидуально адресуемых субстолбцов, расположенных с периодом afine, где afine=a/S, и электрические входы которых подключены к соответствующим выходам источника сигнала стереоизображения.
13. The display of claim 10, wherein the stereo image signal source is made in the form of a multi-channel video camera with outputs for signals K views of a three-dimensional scene, the k-th view of which contains a group S of partial signals
Figure 00000145
corresponding to sub-views S a three-dimensional scene (s = 1, 2, ..., S), the range of angles Δβ fine · S of the video recording which is equal to the difference in the angles of the video recording Δβ between adjacent kth and (k + 1) -th angles, where Δβ fine is the difference in the angles of video recording of the neighboring sub-views of the three-dimensional scene, and each of the columns of the matrix optical modulator located with period a is made up of a series of S individually addressable sub columns located with period a fine , where a fine = a / S, and whose electrical inputs are connected to the corresponding outputs of the source stereo image signal.
14. Дисплей по п.13, отличающийся тем, что период afine расположения парциальных столбцов матричного оптического модулятора удовлетворяет условию
Figure 00000147
, где wo - диаметр зрачка наблюдения, d - расстояние между матричным оптическим модулятором и параллаксным оптическим барьером, D - расстояние между матричным оптическим модулятором и зонами наблюдения.
14. The display according to item 13, wherein the period a fine location of the partial columns of the matrix optical modulator satisfies the condition
Figure 00000147
where w o is the diameter of the observation pupil, d is the distance between the matrix optical modulator and the parallax optical barrier, D is the distance between the matrix optical modulator and the observation zones.
RU2012116839/07A 2012-04-26 2012-04-26 Method for autostereoscopic full-screen resolution display and apparatus for realising said method (versions) RU2518484C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012116839/07A RU2518484C2 (en) 2012-04-26 2012-04-26 Method for autostereoscopic full-screen resolution display and apparatus for realising said method (versions)
PCT/RU2013/000360 WO2013162426A2 (en) 2012-04-26 2013-04-25 Method for autostereoscopic representation with full-screen resolution in each perspective and device for implementing said method (variants)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012116839/07A RU2518484C2 (en) 2012-04-26 2012-04-26 Method for autostereoscopic full-screen resolution display and apparatus for realising said method (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012116839A RU2012116839A (en) 2013-11-10
RU2518484C2 true RU2518484C2 (en) 2014-06-10

Family

ID=49484001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012116839/07A RU2518484C2 (en) 2012-04-26 2012-04-26 Method for autostereoscopic full-screen resolution display and apparatus for realising said method (versions)

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2518484C2 (en)
WO (1) WO2013162426A2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2625815C2 (en) * 2015-09-18 2017-07-19 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Display device
RU2659190C1 (en) * 2017-05-29 2018-06-28 Василий Александрович ЕЖОВ Autostereoscopic k-angle display with full screen resolution image of each angle (options)
RU2679544C1 (en) * 2018-04-23 2019-02-11 Василий Александрович ЕЖОВ Stereoscopic display with remote binocular filter on anti-phase liquid crystalline layers
RU2679620C1 (en) * 2018-04-24 2019-02-12 Василий Александрович ЕЖОВ Dynamic amplitude parallax barrier on anti-phase liquid crystal layers and method of controlling thereof
RU2682022C2 (en) * 2014-07-15 2019-03-14 Новоматик Аг Method for representation of three-dimensional scene on auto-stereoscopic monitor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6437915B2 (en) * 1996-09-12 2002-08-20 Sharp Kabushiki Kaisha Parallax barrier, display, passive polarization modulating optical element and method of making such an element
US6972744B1 (en) * 1998-08-13 2005-12-06 Pierre Allio Method for autostereoscopic display
US7190518B1 (en) * 1996-01-22 2007-03-13 3Ality, Inc. Systems for and methods of three dimensional viewing
US20100309296A1 (en) * 2009-06-03 2010-12-09 Au Optronics Corporation Autostereoscopic Display Apparatus
WO2012036359A1 (en) * 2010-09-15 2012-03-22 네스트리 Three-dimensional panel for watching a three-dimensional image having maximum resolution and method of driving same
RU2447467C2 (en) * 2006-10-11 2012-04-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Autostereoscopic display

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2403864A (en) * 2003-07-10 2005-01-12 Ocuity Ltd Pixel arrangement for an autostereoscopic display
EP1955553A2 (en) * 2005-11-23 2008-08-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Rendering views for a multi-view display device
RU2306678C1 (en) * 2006-02-07 2007-09-20 Василий Александрович ЕЖОВ Auto-stereoscopic display with quasi-uninterruptible angle spectrum

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7190518B1 (en) * 1996-01-22 2007-03-13 3Ality, Inc. Systems for and methods of three dimensional viewing
US6437915B2 (en) * 1996-09-12 2002-08-20 Sharp Kabushiki Kaisha Parallax barrier, display, passive polarization modulating optical element and method of making such an element
US6972744B1 (en) * 1998-08-13 2005-12-06 Pierre Allio Method for autostereoscopic display
RU2447467C2 (en) * 2006-10-11 2012-04-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Autostereoscopic display
US20100309296A1 (en) * 2009-06-03 2010-12-09 Au Optronics Corporation Autostereoscopic Display Apparatus
WO2012036359A1 (en) * 2010-09-15 2012-03-22 네스트리 Three-dimensional panel for watching a three-dimensional image having maximum resolution and method of driving same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RU 2306678 C1, 207.09.20. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2682022C2 (en) * 2014-07-15 2019-03-14 Новоматик Аг Method for representation of three-dimensional scene on auto-stereoscopic monitor
RU2625815C2 (en) * 2015-09-18 2017-07-19 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Display device
US10115328B2 (en) 2015-09-18 2018-10-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Displaying apparatus and method
RU2659190C1 (en) * 2017-05-29 2018-06-28 Василий Александрович ЕЖОВ Autostereoscopic k-angle display with full screen resolution image of each angle (options)
RU2679544C1 (en) * 2018-04-23 2019-02-11 Василий Александрович ЕЖОВ Stereoscopic display with remote binocular filter on anti-phase liquid crystalline layers
RU2679620C1 (en) * 2018-04-24 2019-02-12 Василий Александрович ЕЖОВ Dynamic amplitude parallax barrier on anti-phase liquid crystal layers and method of controlling thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013162426A2 (en) 2013-10-31
RU2012116839A (en) 2013-11-10
WO2013162426A3 (en) 2014-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7646537B2 (en) High-resolution field sequential autostereoscopic display
KR101310377B1 (en) Image display device
EP1827032B1 (en) Stereoscopic image display device
EP1750459B1 (en) High-resolution autostereoscopic display
CN101438599B (en) multiview autostereoscopic display
KR101289654B1 (en) Image display device and driving method thereof
KR101596963B1 (en) Stereoscopic image display device
US9001197B2 (en) Stereoscopic image display device
JP2010049256A (en) Display device
RU2518484C2 (en) Method for autostereoscopic full-screen resolution display and apparatus for realising said method (versions)
CN102799024A (en) Two-dimensional/three-dimensional image switchable liquid crystal display
KR20140011574A (en) Display device and driving method thereof
RU2306678C1 (en) Auto-stereoscopic display with quasi-uninterruptible angle spectrum
CN104253987B (en) Stereoscopic image display and driving method thereof
Zhang et al. A spatio-temporal multiplexing multi-view display using a lenticular lens and a beam steering screen
KR20120130044A (en) Display unit, barrier device, and method of driving display unit
RU2490818C1 (en) Autostereoscopic display with full-screen 3d resolution (versions thereof) and method of controlling active parallax barrier of display
Toyooka et al. 13.2: The 3D display using field‐sequential LCD with light direction controlling back‐light
KR101927319B1 (en) Display device
TW201301227A (en) Display device, barrier device, barrier driving circuit, and barrier device driving method
US9224230B2 (en) Method of displaying three-dimensional image and display apparatus for performing the same
CN102841447A (en) Full distinguishability naked eye stereoscopic displayer
KR20140055532A (en) Driving method of 3 dimensional stereography image display device
KR101992161B1 (en) Stereoscopic image display and polarity control method thereof
KR101957997B1 (en) 3d display device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160427

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170313

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190427