METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING 3D IMAGES

• Main Author: BALOGH, TIBOR
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 08.12.2005
• Edition: 7
• Subjects: ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE; ELECTRICITY; OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS; OPTICS; PHYSICS; PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION

The present invention is directed to an apparatus and method for displaying 3D images. The apparatus comprises: a) a screen with angular dependent diffusion characteristics for direction selectively forwarding light; b) a screen illuminating system, the screen illuminating system comprising multiple modules for generating multiple light beams incident on points of the screen, the modules being arranged so that each point of the screen is illuminated by multiple modules, and the incident light beams generated by one module are projected into multiple different directions from the module towards multiple different points of the screen, and further the different incident light beams generated by one module are forwarded towards different emitting directions from the screen, means for coding each incident light beam with the image information of a single image point in the module, where the 3D image perceived by an observer being generated by multiple modules; c) a control system to control the modules; and d) means for imparting an exit divergence to the exiting light beams being transmitted through or reflected from the screen, the measure of the exit divergence substantially corresponding to the angle between neighbouring emitting directions associated with the optically neighbouring modules, so as to provide a substantially continuous motion parallax in the 3D image perceived by an observer. The apparatus according to the invention comprises imaging means for generating the incident light beams with a convergent section converging substantially towards a point of the screen, where a convergence of the incident light beams is substantially equal to the exit divergence of the light beams exiting the screen. The modules can be video projectors, LED projectors, the optical engines of these, or the like, arranged periodically shifted, preferably in the horizontal direction and the diffuser screen is realised as a holographic screen, arrays of diffractive or refractive elements, retroreflective surfaces, or any combination thereof, for imparting a larger divergence to the exit light beams along at least one, preferably in the vertical direction, while in the other direction the angle of divergence provided by the screen is smaller than the angle between the neighbouring emitting directions associated with the optically neighbouring modules. The invention is also directed to a method implemented by the apparatus according to the invention. L'invention porte sur un appareil et un procédé de présentation d'images en 3D. l'appareil comporte: a) un écran à caractéristiques de diffusion à dépendance angulaire permettant de diriger sélectivement la lumière émise; b) un système d'éclairage d'écran comprenant plusieurs modules produisant plusieurs faisceaux lumineux frappant différents points de l'écran, les modules étant disposés pour que chacun desdits points soit éclairé par plusieurs modules, pour que les différents faisceaux lumineux incidents produits par un module soient projetés sur l'écran dans plusieurs directions différentes sur plusieurs points différents de l'écran, et pour que les différents faisceaux lumineux incidents produits par un module soient dirigés dans les différentes directions d'émission de l'écran. Le système d'éclairage comporte en outre un moyen de codage de chaque faisceau lumineux par l'information d'image d'un seul point d'image du module, l'image en 3D perçue par un observateur étant produite par plusieurs modules; c) un système de commande des modules; et d) un moyen faisant diverger les faisceaux lumineux traversant l'écran ou réfléchis par lui, la mesure de la divergence de sortie correspondant sensiblement à l'angle formé par deux directions d'émission voisines associées à des modules optiquement voisins, de manière à produire une parallaxe de mouvement sensiblement continue dans l'image en 3D perçue par un observateur. L'appareil de l'invention comporte un moyen d'imagerie produisant des faisceaux lumineux présentant une section assurant la convergence sensiblement vers un point de l'écran, la convergence des faisceaux lumineux incidents étant sensiblement égale à la divergence des faisceaux lumineux partant de l'écran. Les modules peuvent être des projecteurs vidéo, des projecteurs à DELs, leurs moteurs optiques ou analogues disposés avec un décalage périodique de préférence dans le sens horizontal. L'écran diffuseur peut être un écran holographique, un réseau d'éléments diffracteurs ou réfracteurs, des surfaces rétroréfléchissantes ou leur combinaison; il a pour objet d'accroître la divergence des faisceaux lumineux sortants le long d'au moins un axe, de préférence dans le sens vertical, tandis que dans l'autre sens, l'angle de divergence produit par l'écran est inférieur à l'angle formé par les directions d'émission voisines associées aux modules optiques voisins. L'invention porte également: sur un procédé mis en oeuvre par l'appareil de l'invention; sur des réseaux d'éléments diffracteurs ou réfracteurs, sur des surfaces réfractrices ou leurs combinaisons, concourant à produire une divergence plus élevée des faisceaux lumineux le long d'au moins un axe de préférence dans le sens vertical, tandis que dans l'autre sens, l'angle de divergence induit par l'écran est inférieur à l'angle formé par des directions voisines d'émission associées aux modules optiquement voisins.