[发明专利]适于显示3维图象的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及根据包含3维图像信息的视频信号显示3维图像，特别是移动图像的方法和装置，本发明可被用于所有显示图像的领域。

当一个平面图像在一个表面上产生时，以任何方向从该表面的每个点发射或反射的光近似地具有相同的强度(和颜色)。这是书写纸页(基于反射)或传统电视图像(基于发射)的工作原理。但是，显示一个空间图像，以不同的方向从表面的一个点发射的光具有不同的强度(和颜色)。这是被看作为“显示”的窗格的工作原理，或者全息摄影工作原理。简言之，为了产生空间图像，需要有一个光发射表面，在这发射表面上从一个图像点，即象素发射的光的强度(和颜色)可根据出射角被控制；亦即，光强度可以不同的发射方向被控制。

技术背景

已经知道，用激光技术例如全息摄影、立体摄影等产生空间图像的解决方法。已知的激光系统的一个缺点是，它们对于从视频信号产生3维图像不够充分。从按WO94/23541公布的国际专利申请中知道一种产生3维图像的方法和装置。该专利说明书披露了产生3维图像的二个基本方法。

按照这个已知解决方法的第一方案，调制激光束按照规定视场方向经受偏转处理并被实时控制，因而调制激光束按一定的入射角照射到一预定的偏置象素上，或者被平行移置，并按照预定的规定视场方向从该偏置象素或者不再偏转地出射。这个方法的缺点是，激光束需要非常精确地聚焦和定位，因为出射激光束的方向由在象素范围内的入射点决定。

按照另一方案，调制的激光束在入射点范围内无任何偏转地到达象素，而依赖于视方向的时间分辨偏转用放置在每个象素中的可控有源光学元件实现。依赖于强度的角度偏转由有光学元件完成。这个方法的优点是，需要不太精确的聚焦和定位，然而另一个缺点是，有源光学元件使装置很昂贵。

因此，本发明的一个目的是，提供一种产生3维图像的方法和装置，其能用含有3维图像信息的视频信号产生3维图像。而且，这无需用昂贵的聚焦和定位元件。本发明的再一个目的是，提供一种产生3维图像的方法和装置，其中高分辨率屏幕不包含昂贵的有源束偏转元件，且其可被经济地制造。

发明的公开

为达到上述目的，我们已发现一个产生了3维图像的方法会为本发明提供一个适当的基础。该方法包括以下步骤：

用含有3维图像信息的视频信号同时调制一个(最好是空间相干的)光束；以及

将已调制光束引向规定第一光发射面的象素(图像点)；

用与3维图像对应的强度以不同的视方向从预定的视角(视场)内的象素发射一光束分量；

将已调制光束从依赖于在视角内的发射角的不同的入射角引向象素。

根据本发明，这种方法应该包括将对应于不同方向调制的光束从第2光发射面的一个或更多个光发射点引向第1光发射面的象素，所说的第2光发射面与第1光发射面间隔一预定的距离。

基本上，按这个解决方法，第1光发射面，实际上是屏幕的功用被分离开，在第1光发射面上只进行水平偏转和垂直散射或发散；而在第2光发射面产生和控制为图像的产生所需的光束。

一个按照本发明方法的优选方案包括以这样一个方式选择光发射点的数目和从那里发射的光束的数目(角度分辨率)，即它们的积等于象素的数目和光束从这些象素发射到其中的方向的数目(角度分辨率)的积。在这个规定下，显示可被经济地产生，并具有好的分辨率，因为规定图像分辨率的象素能够被大量地安排在第1光发射面上，对3维效果有贡献的方向数目可被选得适当大，而同时比较小数目的光发射机构在第2光发射面上是足够的，只要角度分辨率足够大。按照本发明，光发射点的数目至少为1。

本发明的另一方法包括：用与同一方向有关的光信息同时调制从象素以同一方向发射且与不同象素有关的光束，以及用相应于同一象素的不同视方向的光信息调制对应于同一象素的不同发射方向的光发射点的光束。

在一优选实例中，方法的步骤包括选择第2光发射面的光发射点的光发射角等于第1光发射面的象素的视角(视场)。在这种情况下，从光发射点到眼睛观察显示无需角度修正。

在另一优选实施例中，步骤包括选择第2光发射面的光发射点的光发射角小于或大于第1光发射面的象素的视角(视场)。在这种情况下，还需一个步骤，即在光发射点和象素间的光发射点的光发射角上加角度修正，或者在象素本身范围内的象素的视角上加角度修正。

在另一个特别有利的方案中，一个镜子被预知将以越过第1光发射面的象素的方向发射的发射点的光束偏转到对应的象素中。这种装备免去了为照射在或接近屏幕边缘的象素而安置光发射点的需要。