Устройство для получения динамичного изображения с целью отображения

Номер патента: 2343

Опубликовано: 25.04.2002

Авторы: Браун Карл, Стэнли Морис

Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Устройство для формирования динамичной картины с целью отображения, содержащее

источник (16) света;

первое средство (18) пространственной модуляции света со связанной частотой обновления кадров, установленное на пути источника света, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит

оптическое средство (22) переноса изображений, установленное на пути света от первого средства (18) пространственной модуляции света для направления модулированного света, и

второе средство (24) пространственной модуляции света со связанной частотой считывания кадров, установленное на пути направленного света от оптического средства (22) переноса изображений и выполненное с возможностью получения на основании этого действительного изображения для отображения,

при этом частота обновления кадров первого средства (18) пространственной модуляции света больше, чем частота считывания кадров второго средства (24) пространственной модуляции света.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второе средство (24) пространственной модуляции света содержит оптически адресуемый пространственный модулятор света.

3. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что первое средство (18) пространственной модуляции света выполнено с возможностью формирования некоторого количества источников модулированного света от источника света до оптического средства (22) переноса изображения.

4. Устройство по пп.1 или 2, отличающееся тем, что первое средство (18) пространственной модуляции света содержит некоторое количество пространственных модуляторов света.

5. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что первое средство (18) пространственной модуляции света выполнено электрически адресуемым.

6. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оптическое средство (22) переноса изображений выполнено с возможностью направления модулированного света от первого средства (18) пространственной модуляции света ко второму средству (24) пространственной модуляции света в виде предварительной заданной картины.

7. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оптическое средство (22) переноса изображения выполнено с возможностью модулирования фазы света, направляемого с помощью него.

8. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оптическое средство (22) переноса изображений содержит линзовое средство.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что линзовое средство содержит решетку из отдельных линз.

10. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оптическое средство (22) переноса изображений содержит светоделитель или средство для управления положением пучка.

11. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оптическое средство переноса изображений включает в себя теневую маску.

12. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оптическое средство (22) переноса изображений обеспечивает возможность пространственного разделения модулированного света от первого средства (18) пространственной модуляции света на втором средстве (24) пространственной модуляции света.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что оптическое средство (22) переноса изображения обеспечивает при работе устройства пространственное разделение модулированного света, охватывающее некоторое количество изображений.

14. Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что оптическое средство (22) переноса изображений обеспечивает возможность направления пространственно разделенного модулированного света последовательно во времени на предварительно заданные участки второго пространственного модулятора (24) света.

15. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что первое средство (18) пространственной модуляции света имеет количество пикселей, способных отображаться, меньшее, чем второе средство (24) пространственной модуляции света.

16. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что второе средство пространственной модуляции света выполнено в виде сегнетоэлектрического жидкокристаллического модулятора света.

17. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что источник света является источником некогерентного света или выполнен в виде некоторого количества источников.

18. Способ получения динамичного изображения для использования при отображении, при котором

обеспечивают источник (16) света и пропускают свет от указанного источника света через первое средство (18) пространственной модуляции света, имеющее связанную частоту обновления кадров, или отражают от него, отличающийся тем, что

направляют модулированный свет через оптическое средство (22) переноса изображений, расположенное на пути модулированного света, ко второму средству (24) пространственной модуляции света, при этом второе средство (24) пространственной модуляции света имеет связанную частоту считывания кадров, меньшую, чем связанная частота обновления кадров первого пространственного модулятора света, и формируют действительное изображение или картину, исходящую из второго средства (24) пространственной модуляции света.

19. Способ получения динамичного изображения для использования при отображении, при котором

обеспечивают источник (16) света и модулируют этот источник света, используя первое средство (18) пространственной модуляции света (18), имеющее связанную частоту обновления кадров, отличающийся тем, что

направляют модулированный свет через оптическое средство (22) переноса изображений, расположенное на пути модулированного света, ко второму средству (24) пространственной модуляции света, при этом второе средство (24) пространственной модуляции света имеет связанную частоту считывания кадров, меньшую, чем частота обновления кадров первого пространственного модулятора света, и формируют действительное изображение или картину, исходящую из второго средства (24) пространственной модуляции света.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что второе средство (24) пространственной модуляции света содержит оптически адресуемый пространственный модулятор света.

21. Способ по любому из пп.19, 20, отличающийся тем, что первое средство (18) пространственной модуляции света выполняют с возможностью получения некоторого количества источников модулированного света от источника света до оптического средства (22) переноса изображений.

22. Способ по любому из пп.19-21, отличающийся тем, что первое средство (18) пространственной модуляции света выполняют электрически адресуемым.

23. Способ по любому из пп.19-22, отличающийся тем, что посредством оптического средства (22) переноса изображений направляют модулированный свет от первого средства (18) пространственной модуляции света ко второму средству (24) пространственной модуляции света в виде предварительно заданной картины.

24. Способ по любому из пп.19-23, отличающийся тем, что оптическое средство (22) переноса изображений содержит линзовое средство.

25. Способ по любому из пп.19-24, отличающийся тем, что посредством оптического средства (22) переноса изображений направляют модулированный свет последовательно во времени от первого средства (18) пространственной модуляции света к предварительно заданным участкам второго средства (24) пространственной модуляции света.

26. Способ по любому из пп.19-25, отличающийся тем, что количество пикселей, способных отображаться на первом пространственном модуляторе света, меньше, чем количество пикселей, способных отображаться на втором пространственном модуляторе света.

27. Способ по любому из пп.19-26, отличающийся тем, что посредством оптического средства переноса изображения формируют на втором средстве пространственной модуляции света некоторое количество пространственно разделенных картин из отображенных на первом средстве пространственной модуляции света, при этом второе средство пространственной модуляции света снабжрют электродами, конфигурированными в соответствии с пространственным разделением, а один или несколько участков электродов активируют при синхронизации с изображениями, появляющимися на первом средстве пространственной модуляции света.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

1 Настоящее изобретение относится к устройству для получения динамичного изображения с целью отображения и является в частности, хотя не исключительно, актуальным для устройств, содержащих жидкокристаллические устройства отображения для использования в голографии. Давно известны голографические способы формирования трехмерного изображения объекта, в которых сигналы, характеризующие глубину, используются мозгом человека при обработке им изображения. Обычно при получении голограммы известными способами используют реальный трехмерный объект. Кроме того, известны способы, основанные на использовании голографических стереограмм, в которых для некоторого количества плоских двумерных объектов, имеющих различные ракурсы на съемочной сцене, осуществляют кодирование, как например, интенсивностью света или разностями фаз, по их поверхности, данные которого можно использовать для получения голограммы. Для основанной на интерферометрии, так называемой дисплейной голографии требуются высококачественные материалы, например, галоидосеребряные, как для записи, так и для восстановления голограмм. Для получения очень широкого поля зрения желательно иметь разрешение вплоть до 10 нм. Кроме того, необходимо делать поправку при определении разрешения на высококачественную запись, в том числе цветов, и точное воспроизведение. Существует необходимость получения динамичного, а не статического изображения объекта с использованием этого способа двумерной дисплейной голографии. Это можно сделать путем простой замены голографического регистрирующего материала с помощью пространственных модуляторов света (определенных видов), с электронной адресацией. Они могут представлять собой двумерные решетки из модулирующих свет элементов с электронной адресацией, называемых пикселями. Однако получение вышеуказанного требуемого результата связано с отрицательными сторонами, поскольку, хотя традиционные пространственные модуляторы света изготавливают по разнообразным технологиям, все они имеют ряд недостатков. Ни в одном из известных пространственных модуляторов света потенциально не получаются пиксели небольшого размера,которые необходимы для достижения требуемого поля зрения. Кроме того, ни один из них не обеспечивает достаточного количества пикселей, обычно видимых в голограмме латентного изображения. Низкое разрешение, обусловленное небольшим числом пикселей, является просто результатом предельных возможностей существующих в настоящее время технологий. Даже в самых современных устройствах с использованием акустооптических модуляторов и 2 сегнетоэлектрических жидкокристаллических модуляторов с пассивной адресацией максимальное число элементов изображения ограничено по различным причинам. Акустооптическим устройствам присущи ограничения, обусловленные шириной полосы модуляции акустооптического модулятора, которая обычно составляет несколько сотен мегагерц. В жидкокристаллических устройствах ограничения использования обусловлены проблемами, возникающими при изготовлении очень сложных устройств отображения. В настоящее время в устройствах отображения достигают характеристики 3000 х 2000 пикселей. Таким образом, желательно иметь возможность использовать модулятор с электронной адресацией для получения динамичного изображения для устройства отображения и, возможно, для использования в голографии. Поэтому настоящее изобретение способствует, по крайней мере, частичному устранению вышеуказанных недостатков. В соответствии с настоящим изобретением это обеспечивается устройством для получения динамичного изображения для устройства отображения, содержащего источник света; первое средство пространственной модуляции света, с связанной частотой обновления кадров, расположенное на пути источника света; оптическое средство переноса изображений на пути света от первого средства пространственной модуляции света для направления модулированного света на основании этого; и второе средство пространственной модуляции света с связанной частотой считывания кадров, на пути направленного света от оптического средства переноса и выполненное с возможностью получения на основании этого действительного изображения для отображения, при этом частота обновления кадров первого средства пространственной модуляции света больше, чем частота считывания второго средства пространственной модуляции света. Это позволяет с помощью изменения режима работы первого средства пространственной модуляции света эффективно управлять изображением, получаемым на втором средстве пространственной модуляции света, которое работает при гораздо меньшей скорости адресации, чем первое средство пространственной модуляции света. Это дает возможность согласовать временную информацию, получаемую от пространственных модуляторов света с высокой частотой кадров, и тем самым получить устройство высокой сложности, работающее при низкой частоте кадров. Специалистам в данной области техники понятно, что термин сложность,использованный здесь, характеризуется количеством пикселей, образующих сетку пространственного модулятора света. Предпочтительно, второе средство пространственной модуляции света содержит опти 3 чески адресуемый пространственный модулятор света. Использование оптически адресуемого пространственного модулятора света позволяет получить активный экран, образованный сеткой пикселей на нем, разделенной на сегменты. Дополнительно или в качестве варианта первое средство пространственной модуляции света может быть выполнено с возможностью получения некоторого количества источников модулированного света на пути от источника света до оптического средства переноса изображений. Таким образом первый пространственный модулятор света можно применить для получения некоторого количества изображений с последующим использованием их в устройстве. Дополнительно или в качестве варианта первое средство пространственной модуляции света может содержать некоторое количество пространственных модуляторов света. Это обеспечивает альтернативный путь получения некоторого количества изображений. Первое средство пространственной модуляции света может быть электрически адресуемым. Это обеспечивает высокую частоту формируемого динамичного изображения. Предпочтительно, оптическое средство переноса изображений направляет модулированный свет от первого средства пространственной модуляции света ко второму средству пространственной модуляции света в виде предварительной заданной картинки. В качестве варианта оптическое средство переноса изображений может модулировать фазу или поляризацию света,при этом - направляемого. Это дает возможность предварительно заданным образом направлять, модулировать свет с помощью оптического средства переноса изображений. Оптическое средство переноса изображений может содержать линзовое средство или решетку из отдельных линз, или светоделитель, или теневую маску, или голографический оптический элемент. В качестве варианта оптическое средство переноса изображений может содержать формирователь дифракционной решетки, как например, дифракционный решеточный элемент или голографический решеточный элемент. Сложность первого средства пространственной модуляции света может быть больше,чем сложность второго средства пространственной модуляции света. Это позволяет, например,повторять изображения, формируемые на втором средстве пространственной модуляции света. В предпочтительном варианте осуществления модулированный свет от первого средства пространственной модуляции света может пространственно разделяться на втором средстве пространственной модуляции света с помощью оптического средства переноса изображений. Пространственное разделение может охватывать некоторое количество изображений. Практически, оптическое средство переноса 4 изображений направляет пространственно разделенный, модулированный свет последовательно во времени на предварительно заданные участки второго пространственного модулятора света. Таким путем оптическое средство переноса изображений может воспроизводить то изображение на втором пространственном модуляторе света, которое образовано первым пространственным модулятором света. Предпочтительно, второе средство пространственной модуляции света содержит сегнетоэлектрический жидкокристаллический модулятор света. В дополнение к этому источником света может быть источник некогерентного света. С достижением положительного результата источником света может быть точечный источник света. При определенных обстоятельствах в качестве источника света можно использовать даже некоторое количество отдельных источников света, даже цветовых источников света или с последовательной сменой цветов. Кроме того, сам жидкокристаллический модулятор света может функционировать как источник света. Вторым объектом настоящего изобретения является способ получения динамичного изображения для использования при отображении,заключающийся в том, что предусматривают источник света и пропускают свет этого источника света через первое средство пространственной модуляции света, имеющее связанную частоту обновления кадров; направляют модулированный свет через оптическое средство переноса изображений, расположенное на пути модулированного света, ко второму средству пространственной модуляции света, при этом второе средство пространственной модуляции света имеет связанную частоту считывания кадров, меньшую, чем связанная частота обновления кадров первого пространственного модулятора света, и образуют действительное изображение или картину, исходящую из второго средства пространственной модуляции света. Теперь настоящее изобретение будет описано посредством только примера и со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых фиг. 1 - известное устройство для оптической рекомбинации данных от некоторого количества пространственных модуляторов света; фиг. 2 - схематическое изображение первого варианта осуществления настоящего изобретения; фиг. 3 - схематическое изображение второго варианта осуществления настоящего изобретения; фиг. 4 - схематическое изображение третьего варианта осуществления настоящего изобретения; фиг. 5 - схематическое изображение четвертого варианта осуществления настоящего изобретения; 5 фиг. 6 - схематическое изображение пятого варианта осуществления настоящего изобретения; фиг. 7 - схематическое изображение шестого варианта осуществления настоящего изобретения; фиг. 8 - схематическое изображение седьмого варианта осуществления настоящего изобретения; фиг. 9 - перспективное изображение, показывающее восьмой вариант осуществления настоящего изобретения; фиг. 10 - схематическое изображение предпочтительного рабочего варианта осуществления настоящего изобретения; и фиг. 11 - функциональное представление характерных частей из предпочтительного варианта осуществления, показанного на фиг. 10. Что касается фиг. 1, то на ней представлено известное устройство для оптической рекомбинации света, поступающего от большого количества пространственных модуляторов света. С помощью лазерного источника 2 света и линзы 4 образуется коллимированный пучок света,проходящий через некоторое количество светоделителей 6 и зеркал 8 к пространственным модуляторам света 10, после которых свет проходит через последнюю, фокусирующую линзу 12 с формированием известным образом голографического изображения 14. Для возможности воспроизведения в таком устройстве сформированных голографических изображений большой сложности и с высоким разрешением необходимо, чтобы свет, поступающий от пространственных модуляторов света (обозначенных здесь как ПМС) 10, был оптически рекомбинированным. Специалистам в данной области техники понятно, что термин сложность в использованном здесь виде относится к числу пикселей(элементов изображения) в решетке ПМС. В показанном на фиг. 1 примере использована присущая оптическим системам параллельность. Кроме того, сложность сформированного голографического изображения возрастает пропорционально числу используемых ПМС. Теперь обратимся к фиг. 2, на которой можно видеть, что, используя источник света, в данном случае - источник 16 некогерентного света, для получения света, модулированного с помощью ряда средств пространственной модуляции света, в этом примере - с помощью жидкокристаллических (ЖК-)модуляторов 18 с электрической адресацией, можно использовать более простую и менее объемную компоновку. Модулированный свет 20, прошедший через ЖК-модуляторы 18, далее проходит через оптическое средство переноса изображений, в этом примере -через решетку линз 22. Можно видеть,что решетку линз 22 образуют выпуклые линзы,и они служат для фокусировки модулированного света 20 на второе средство пространственной модуляции света, которым в этом примере 6 является ПМС 24 с оптической адресацией. На правой стороне фиг. 2, справа от ПМС 24 с оптической адресацией, образуется картина, которую можно использовать для получения известным образом голографического изображения. Имеющееся на фигуре обозначение воспроизведение когерентным светом, понятное для специалистов в данной области техники, относится к когерентному лазерному свету, падающему на плоскость действительного изображения ПМС 24 с оптической адресацией с целью формирования известным образом голографического изображения. Использование уменьшающей оптики в этом примере позволяет уменьшить эффективный шаг каждого пикселя на пространственных модуляторах света, а поскольку данные от нескольких источников, т.е. от ЖК-модуляторов 18, поступают на ПМС 24 с оптической адресацией параллельно, то к самим модуляторам 18,24 не предъявляются чрезмерные требования по частоте кадров. Поэтому ЖК-модуляторы 18,работа которых происходит при частоте кадров адресации, значительно превышающей частоту кадров адресации ПМС 24 с оптической адресацией, могут создать действительное изображение на ПМС 24 с оптической адресацией, используемое для голографических целей. В этом примере ЖК-модулятор 18 содержит жидкий кристалл с активной задней плоскостью, расположенный на кремниевом устройстве, и имеет сложность, характеризуемую 320 х 240 пикселей при частоте кадров, превышающей 1 кГц. В ПМС 24 с оптической адресацией имеется фоточувствительный слой аморфного кремния, с помощью которого модулируется напряжение на отражающем слое жидкого кристалла, и в этом примере частота кадров при адресации составляет 50 Гц. В этом примере источник света формируют с помощью компьютера путем формирования двумерной фазовой или амплитудной картины или им может быть сам ПМС с электрической адресацией. На самом деле, источником света может быть даже ЖК-модулятор 18. Теперь, обратившись к фиг. 3, можно видеть, что источник 16 некогерентного света и ЖК-модуляторы 18 остались, но решетка 22 линз заменена другим оптическим средством переноса изображений, имеющим единственную фокусирующую линзу 26. Снова, как и в примере на фиг. 2, преимущество такого устройства заключается в том, что для переноса с повторением изображений с ЖК-модулятора 18 на ПМС 24 с оптической адресацией используется некогерентный свет. Это означает, что требования к допускам на оптическую плоскостность пространственных модуляторов света,принятым в данной области техники, к точности, с которой пространственные модуляторы света необходимо ориентировать относительно плоской поверхности, и к допускам на местопо 7 ложения всех оптических элементов в проекционной части устройства являются менее жесткими, чем в случае аналогичного устройства из фиг. 1. Теперь, обратившись к фиг. 4, 5 и 6, можно видеть, что на них приведены примеры с использованием одного ЖК-модулятора 18, но с различным выполнением оптического средства переноса изображений. В примере на фиг. 4 оптическое средство переноса изображений содержит клапанную решетку 28 на пути модулированного света 20 до достижения им решетки 22 линз. В этих примерах использован ПМС 24 с оптической адресацией сегнетоэлектрического типа, который обеспечивает возможность работы с высоким быстродействием. В конкретном примере это достигается путем проецирования на последовательных временных интервалах данных от источника 16 некогерентного света через ЖК-модулятор 18, клапанную решетку 28 и решетку 22 линз к различным участкам ПМС 24 с оптической адресацией. Поэтому полная картина данных разделяется на кадры с числом пикселей, равным сложности ПМС 24 с оптической адресацией. Специалистам в данной области техники понятно, что, если ЖК-модуляторы 18 имеют "n" пикселей, а полное изображение,подлежащее отображению, имеет "m" пикселей,то число кадров из "n" пикселей, необходимых для получения изображения из "m" пикселей,равно (m/n). Эти кадры отображаются последовательно во времени на ПМС 24 с оптической адресацией, при этом каждый кадр проецируется на отдельный участок ПМС 24 с оптической адресацией и сохраняется для построения в дальнейшем полной картины изображения. Этот способ известен специалистам в данной области техники и не слишком отличается, например, от растрового сканирования, используемого в традиционных телевизионных отображающих экранах. Для получения вышеуказанного клапанная решетка 28 управляется соответствующими схемами известным образом. Фактически, каждая линза из решетки 22 линз будет отображать модулированный свет 20, падающий на нее, на отдельный участок ПМС 24 с оптической адресацией. Когда с помощью ЖК-модулятора 18 картина изменяется, местоположение открытого клапана в клапанной решетке 28 также изменяется. При периодическом изменении последовательности различных картин на ЖК-модуляторе 18, работа которого синхронизирована по времени с открыванием клапанов, расположенных в различных местах решетки 28, на ПМС 24 с оптической адресацией создается вся картина. В равной степени клапаны можно заменить соответствующими фазовыми пластинками или переключаемыми поляризационными пластинками. Если использован источник 16 некогерентного света с линейной поляризацией света, а между решеткой 22 линз и ПМС 24 с оптической адресацией находится соответствующим 8 образом ориентированная поляризационная пластинка, свет блокируется элементом в решетке фазовых пластинок, который переключается, действуя как полуволновая пластинка. В подобном устройстве можно также использовать решетку переключаемых поляризаторов без необходимости во втором поляризаторе. В примере, показанном на фиг. 5, клапанная решетка 28 из фиг. 4 заменена решеткой из переключаемых устройств 30 для управления положениями пучков. В показанном примере устройство для управления положением пучка выполнено в виде переключаемой дифракционной решетки известной конструкции, например в виде ячейки на нематическом жидком кристалле с решеткой, характеризуемой фоторезистом или с помощью поверхностного рельефа,согласованного по показателям преломления с жидким кристаллом при обычной ориентации,но не когда она переключена посредством электрического поля. Специалисты в данной области техники знакомы с этой технологией, так что она здесь не будет описываться дополнительно. В качестве варианта можно использовать устройства 30 для управления положениями пучков различных видов, включая безлинзовую решетку, объединенную с (или замененную) переключаемой или перестраиваемой безлинзовой решеткой Френеля. В устройстве на фиг. 6 решетка 32 переключаемых линз использована для получения избирательной фокусировки света 20, проходящего через решетку 34 точечных отверстий. В этом примере свет от переключаемых линз решетки 32 проходит через точечные отверстия 34 сфокусированным, а затем повторно отображается на ПМС 24 с оптической адресацией посредством решетки 22 линз. В случае непереключаемых линз в решетке 32, при которых модулированный свет 20, падающий на них, не фокусируется, только небольшая часть света будет передаваться через решетку 34 точечных отверстий. Кроме того, здесь можно применить решетку из линз 32, которая действует только при одной поляризации света, в сочетании с линейным поляризатором. Теперь обратимся к фиг. 7, из которой видно, что в этом варианте осуществления ПМС 24 с оптической адресацией включает в себя переднюю оптическую поверхность для приема света от решетки 22 линз посредством ряда электродов 36 для пространственной дискретизации пикселей. В этом примере модулирующий свет слой в ПМС 24 с оптической адресацией имеет два устойчивых состояния, например, в случае сегнетоэлектрического ЖК-дисплея, так что, когда к конкретной области ПМС 24 с оптической адресацией приложено напряжение,картина записывается на этот слой и сохраняется после снятия напряжения. Поскольку отображение картин на ЖК-модуляторе 18 осуществляется последовательно во времени, то при 9 ложение напряжений к отдельным активным участкам ПМС 24 с оптической адресацией синхронизировано с этим отображением. Что касается примера, показанного на фиг. 8, то здесь в качестве источника света использован источник 38 когерентного света. Для этого примера не требуются какие-либо переключаемые оптические элементы. Картины, которые отображаются последовательно во времени на ЖК-модуляторе 18, от источника 38 когерентного света, сами могут быть, например, голограммами. Голограммы сконструированы так,что необходимая картина получается при проецировании на ПМС 24 с оптической адресацией. В принципе, в ПМС 24 с оптической адресацией нет необходимости в электродах 36 для пространственной дискретизации пикселей, однако, на практике они могут потребоваться для исключения постоянных составляющих и нежелательных дифракционных пятен. На фиг. 9 показан пример выполнения устройства по фиг. 7, но в виде перспективного изображения и без оптической схемы. Как можно здесь видеть, свет от источника 16 света сначала проходит через ЖК-модулятор 18, затем через решетку 22 линз (клапанная решетка 28 скрыта от наблюдения) и, наконец, попадает на ПМС 24 с оптической адресацией. И опять, как во всех приведенных здесь вариантах осуществления, изображение на ЖК-модуляторе 18 может обновляться с относительно большой скоростью. Переносящая изображение оптика, в данном случае - решетка 22 линз и клапанная решетка 28, переносит изображение, образованное на ЖК-модуляторе 18, на входную фоточувствительную поверхность ПМС 24 с оптической адресацией, на решетке которой размер задается оптической системой переноса изображений. Это происходит потому, что каждая линза в решетке 22 формирует единственное изображение ЖК-модулятора 18 на ПМС 24 с оптической адресацией. Кроме того, оптическая система переноса изображений может увеличивать изображение. В этих примерах ПМС 24 с оптической адресацией имеет два устойчивых состояния (например, выполнен на основе сегнетоэлектрического жидкого кристалла). Поэтому каждый из сегментов, помеченных на ПМС 24 с оптической адресацией согласно фиг. 9 от А до I, вносит вклад в изображение при приложении напряжения к электроду, охватывающему этот фрагмент. Один или несколько сегментов могут загружаться за один такт работы устройства. Сегменты, к которым в это время не приложено напряжение, не обновляют изображение, предназначенное для считывания и отображения. Когда ЖК-модулятор 18 обновляет изображение, то можно осуществить избирательную загрузку на ПМС 24 с оптической адресацией. Таким образом создается сложное изображение. Когда формирование изображения на ПМС 24 с 10 оптической адресацией заканчивается, его можно, как показано на фигурах, считать с воспроизведением когерентным светом. Специалистам в данной области техники понятно, что, поскольку частота кадров при адресации ЖКмодулятора 18 значительно выше, чем частота кадров ПМС 24 с оптической адресацией, то информация средней сложности с высокой скоростью передачи кадров, имеющаяся на ЖКмодуляторе 18, эффективно передается на ПМС 24 с оптической адресацией, на котором образуется информация высокой сложности при средней скорости передачи кадров. Теперь обратимся к фиг. 10, на которой показан предпочтительный рабочий вариант осуществления настоящего изобретения. В качестве источника света использован аргоновый лазер 42, а его свет отражается от зеркала 44 и проходит через вращающийся рассеиватель 46. Назначение рассеивателя заключается в дивергенции пучка света лазера 42, так что он не имеет свойств, присущих точечному источнику. Расходящийся свет 48, поступающий от рассеивателя 46, отражается дополнительным зеркалом 50 и после этого проходит через апертурный рассеиватель 52 с тем, чтобы попасть на первый ПМС, в данном случае - управляемую компьютером ЖК-матрицу 54. Управление адресацией для матрицы 54 не показано, поскольку оно вполне очевидно для специалистов в данной области техники. Однако показана адресная шина 56. Свет, прошедший через матрицу 54 и модулированный посредством нее, затем проходит через выпуклую линзу 60 и посредством этого коллимируется. Отсюда он проходит через клапан 62 и попадает на оптическое средство переноса изображений, в этом примере - на безлинзовую решетку 64. В этом примере безлинзовая решетка 64 выполнена в виде двумерной сетки решеток, так что каждая безлинзовая решетка находится в соответствии с сегментом второго ПМС, к которому через нее проходит свет. В этом примере вторым средством пространственной модуляции света является ПМС 68 с оптической адресацией, который работает известным образом под управлением генератора 70 импульсов. В плоскости 72 воспроизводится уменьшенное и пространственно разделенное изображение с матрицы 54. Как и в предыдущих примерах, поскольку частота кадров при адресации матрицы 54 составляет 1 кГц, а частота кадров для модулятора 68 составляет 50 Гц, то достигается двадцатикратная разница в скорости адресации. Заявитель полагает, что настоящее изобретение является полезным при различии скоростей от четырех раз вплоть до одной тысячи раз и даже сверх этого. Далее оптический выход модулятора 68 используют известным образом для голографического визуального отображения, применяя 11 гелий-неоновый лазер 74 и светоделитель 76 для создания голографического изображения объекта (т.е. матрицы 54). Изображение можно наблюдать с помощью телевизионной камеры 78. Должно быть понятно, что во всех вышеуказанных примерах оптическое изображение может быть иным, чем голографическое изображение. Любой источник, как когерентный,так и некогерентный является достаточным. Кроме того, можно использовать цветовые источники света, даже источники света с последовательной сменой цветов. Кроме того, оптическое средство переноса изображений само может содержать формирователь дифракционной решетки, такой как дифракционный решеточный элемент или голографический решеточный элемент. На самом деле оптическое средство переноса изображений может быть даже неоптическим. Например, можно использовать систему с переносом электронных пучков. Конечно, вход и выход оптического средства переноса изображений должны быть оптическими. На фиг. 11 изображено функциональное представление варианта осуществления согласно фиг. 10. Управляющий персональный компьютер или другой компьютер, имеющий цифровой интерфейс 80 ввода/вывода, управляет работой всего устройства. Сигнал 82 синхронизации изображения подается на интерфейс 84,имеющий запоминающее устройство для кадра данных. Интерфейс 84 связан с персональным компьютером 80 и передает рабочие сигналы на матрицу 54. Кроме того, управляющий персональный компьютер 80 управляет работой аргонового лазера 42 (используемого для формирования объекта) и гелий-неонового лазера 74 (используемого для формирования голографического изображения). Можно также видеть, что управляющий персональный компьютер 80 имеет связь с помощью параллельных коммуникационных шин 86 и 88 с целью управления работой клапана 62 и ПМС 68 с оптической адресацией соответственно. Модуль 62 возбуждения клапана и модуль 68 возбуждения ПМС имеют свои параллельные шины 90, 92 данных соответственно, так что можно осуществлять соответственно адресацию выбранных фрагментов клапанной решетки и ПМС с оптической адресацией. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что хотя вышеуказанное оптическое средство переноса изображений предназначено для направления света, оно в равной степени может хорошо модулировать фазу падающего на него света. Кроме того,должно быть понятно, что, хотя в некоторых из вышеуказанных примеров использован светоделитель, в равной степени можно применять устройство для управления положением пучка. 12 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для формирования динамичной картины с целью отображения, содержащее источник (16) света; первое средство (18) пространственной модуляции света со связанной частотой обновления кадров, установленное на пути источника света, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит оптическое средство (22) переноса изображений, установленное на пути света от первого средства (18) пространственной модуляции света для направления модулированного света,и второе средство (24) пространственной модуляции света со связанной частотой считывания кадров, установленное на пути направленного света от оптического средства (22) переноса изображений и выполненное с возможностью получения на основании этого действительного изображения для отображения,при этом частота обновления кадров первого средства (18) пространственной модуляции света больше, чем частота считывания кадров второго средства (24) пространственной модуляции света. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем,что второе средство (24) пространственной модуляции света содержит оптически адресуемый пространственный модулятор света. 3. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что первое средство (18) пространственной модуляции света выполнено с возможностью формирования некоторого количества источников модулированного света от источника света до оптического средства (22) переноса изображения. 4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что первое средство (18) пространственной модуляции света содержит некоторое количество пространственных модуляторов света. 5. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что первое средство (18) пространственной модуляции света выполнено электрически адресуемым. 6. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оптическое средство (22) переноса изображений выполнено с возможностью направления модулированного света от первого средства (18) пространственной модуляции света ко второму средству (24) пространственной модуляции света в виде предварительной заданной картины. 7. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оптическое средство (22) переноса изображения выполнено с возможностью модулирования фазы света, направляемого с помощью него. 8. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что 13 оптическое средство (22) переноса изображений содержит линзовое средство. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем,что линзовое средство содержит решетку из отдельных линз. 10. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем,что оптическое средство (22) переноса изображений содержит светоделитель или средство для управления положением пучка. 11. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем,что оптическое средство переноса изображений включает в себя теневую маску. 12. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем,что оптическое средство (22) переноса изображений обеспечивает возможность пространственного разделения модулированного света от первого средства (18) пространственной модуляции света на втором средстве (24) пространственной модуляции света. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем,что оптическое средство (22) переноса изображения обеспечивает при работе устройства пространственное разделение модулированного света, охватывающее некоторое количество изображений. 14. Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что оптическое средство (22) переноса изображений обеспечивает возможность направления пространственно разделенного модулированного света последовательно во времени на предварительно заданные участки второго пространственного модулятора (24) света. 15. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем,что первое средство (18) пространственной модуляции света имеет количество пикселей, способных отображаться, меньшее, чем второе средство (24) пространственной модуляции света. 16. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем,что второе средство пространственной модуляции света выполнено в виде сегнетоэлектрического жидкокристаллического модулятора света. 17. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем,что источник света является источником некогерентного света или выполнен в виде некоторого количества источников. 18. Способ получения динамичного изображения для использования при отображении,при котором обеспечивают источник (16) света и пропускают свет от указанного источника света через первое средство (18) пространственной модуляции света, имеющее связанную частоту 14 обновления кадров, или отражают от него, отличающийся тем, что направляют модулированный свет через оптическое средство (22) переноса изображений, расположенное на пути модулированного света, ко второму средству (24) пространственной модуляции света, при этом второе средство(24) пространственной модуляции света имеет связанную частоту считывания кадров, меньшую, чем связанная частота обновления кадров первого пространственного модулятора света, и формируют действительное изображение или картину, исходящую из второго средства (24) пространственной модуляции света. 19. Способ получения динамичного изображения для использования при отображении,при котором обеспечивают источник (16) света и модулируют этот источник света, используя первое средство (18) пространственной модуляции света (18), имеющее связанную частоту обновления кадров, отличающийся тем, что направляют модулированный свет через оптическое средство (22) переноса изображений, расположенное на пути модулированного света, ко второму средству (24) пространственной модуляции света, при этом второе средство(24) пространственной модуляции света имеет связанную частоту считывания кадров, меньшую, чем частота обновления кадров первого пространственного модулятора света, и формируют действительное изображение или картину,исходящую из второго средства (24) пространственной модуляции света. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что второе средство (24) пространственной модуляции света содержит оптически адресуемый пространственный модулятор света. 21. Способ по любому из пп.19, 20, отличающийся тем, что первое средство (18) пространственной модуляции света выполняют с возможностью получения некоторого количества источников модулированного света от источника света до оптического средства (22) переноса изображений. 22. Способ по любому из пп.19-21, отличающийся тем, что первое средство (18) пространственной модуляции света выполняют электрически адресуемым. 23. Способ по любому из пп.19-22, отличающийся тем, что посредством оптического средства (22) переноса изображений направляют модулированный свет от первого средства(18) пространственной модуляции света ко второму средству (24) пространственной модуляции света в виде предварительно заданной картины. 24. Способ по любому из пп.19-23, отличающийся тем, что оптическое средство (22) переноса изображений содержит линзовое средство. 25. Способ по любому из пп.19-24, отличающийся тем, что посредством оптического средства (22) переноса изображений направляют модулированный свет последовательно во времени от первого средства (18) пространственной модуляции света к предварительно заданным участкам второго средства (24) пространственной модуляции света. 26. Способ по любому из пп.19-25, отличающийся тем, что количество пикселей, способных отображаться на первом пространственном модуляторе света, меньше, чем количество пикселей, способных отображаться на втором пространственном модуляторе света. 27. Способ по любому из пп.19-26, отличающийся тем, что посредством оптического 16 средства переноса изображения формируют на втором средстве пространственной модуляции света некоторое количество пространственно разделенных картин из отображенных на первом средстве пространственной модуляции света, при этом второе средство пространственной модуляции света снабжают электродами, конфигурированными в соответствии с пространственным разделением, а один или несколько участков электродов активируют при синхронизации с изображениями, появляющимися на первом средстве пространственной модуляции света.

МПК / Метки

МПК: G02F 1/1347, G02B 27/22, G09G 3/36

Метки: получения, отображения, целью, изображения, устройство, динамичного

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/9-2343-ustrojjstvo-dlya-polucheniya-dinamichnogo-izobrazheniya-s-celyu-otobrazheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство для получения динамичного изображения с целью отображения</a>

Похожие патенты