[发明专利]产生三维图像的装置

说明书

本发明涉及一图像承载装置，可以产生自动立体视维的图像，透视被摄录物体的所在区域。

已经知道的是US4 571 616和DE35 29 819公开的投影仪，其显示平面是静态的，显示屏以柱面透镜式的光栅分组，从而产生立体视维的图像。在此过程中，图像被分裂成垂直的线并投射在屏幕的后壁上，然后它们通过前置的柱面透镜被方向选择，由此给观察者以空间图像的效果。另外，补色立体图法也是已知的。此方法中，两个旁侧被移动的图像被叠置投射，通过滤色眼镜观察叠置的图像，就产生了三维的效果。滤色眼镜的镜片完全染成和两幅投射图像相同的颜色。此外，光栅眼镜(Chip 5/98 S.32)也是已知的。它们把时间上推迟的各幅图像的视图，同步在屏幕上演示给左右眼睛，由此产生三维图像。

JP 07-64 020A公开了一种三维展示也是已知的。此方法中，数个简单物镜放置于一个显示平面上，它们包括一个短焦距的凸透镜，一个光源以及一个在其间定位的灵活的驱动器。通过灵活的驱动器，凸透镜和光源之间的距离发生变化，通过凸透镜成像的光源图像的位置由此发生改变，最终投射出想象的图像。此装置也可以让简单物镜组成几何体，例如圆柱体或球体，这样观察者可以让想象的“前图或后图”的投射在一个360°的观察半径中完成。在此类视觉直接投射技术中，视在的图像借助简单物镜通过变焦产生空间上的想象图像，并应用了一种感觉心理效果(没有用眼镜或类似的辅助设施)，此效果以经验上通过视觉获得的记忆为基础，并利用了物体距离估测与其感觉成像的体积的关联。

上面提到的补色立体图法的一个缺点是颜色分量的高流失。前面描述过的光闸-眼镜-方法的缺点是必须使用特殊的眼镜，并且受图像分配的限制，只能利用一半的图像重复频率。而US4 571 616和DE35 29 819的三维图像效果都有一定比例的削弱，因为视角和到显示屏的距离被改变，以便在空间上能够感觉到更大的图像物体的透视。后面提到的工艺规程必须要有很高的技术消耗，以提高空间图像的效果，让遮蔽的图像内容能够传递给观察者。这一点的是通过倍增垂直线、额外的投影或让投影匹配观察位置(计算)来实现的。本来这一工艺规程就存在缺点，即当显示屏旋转到与显示屏原来的位置正交时，三维视维就不存在了。传播通过旋转显示屏或水平面上的由多个观察者同时使用的显示屏(“Responsive Workbench”-Chip 5/98 32页)来进行时，这一缺点变显现出来了。前文提到的工艺规程，除了光闸技术，都只是使用了垂直线筛分工艺规程的不同变化方式。

借助于简单物镜直接投射的技术，与上面的工艺程序相比，质量明显地偏差，而财政和技术消耗更高。传递的图像内容越复杂，此消耗就越显著地成倍增加。

因此从现有技术出发，本发明的根本任务，是开发一种显示屏幕，其表面结构可以产生一个三维图像，而无须另外的技术辅助设施去感觉图像的景深。此显示屏幕应该这样设计，即对于显示屏幕来说，观察者不需要以处在固定的位置上为前提，或者观察者的位置发生变化时，不会产生新的图像，并且感觉质量不会受到限制。特别要考虑到，当显示屏幕旋转到与显示屏幕原来的位置正交时，要保持立体视维的效果。

通过按照权利要求1构造的装置，这一问题能得以解决。

显示屏幕最好由单个的发光二极管段(像素)组成，每一像素可以产生三种加色法原色。替代发光二极管，既可以用尺寸合适的旋光元件，也可以用尺寸合适的反光元件。发光二极管作为头位于一高度可以改变的像素支架上。这些像素支架在控制的时候，能够彼此独立地在不同的高度(像素高度)活动。不同的像素高度分为零位置(相应于零位面)，和从零位置开始往观察者方向和相反方向偏差的像素高度。零位置并不一定和起始位置一致，因为可以将像素平面调到规定高度，然后此规定高度产生相应的零位面。通过相应的调节，像素的下降和/或升高能够达到零位面以上或以下。例如像素支架可以设计成由数个层状接合的压电晶体组成，以致于调节的时候产生总括的高空效应。这种高空效应既能够在零位面也能在起始位置，既能在观察者方向，也能在相反方向产生。同时空间景深信息，例如通过一个Z缓冲器，能够成比例地被转化为高度信息，也就是说，没有其他的中间环节。在其他使用场合(例如体育馆显示，广告牌等)可以应用其他驱动单位，作为所提到的压电晶体，其控制时间相应缩短(例如在其他应用时产生电场效应。)。