用于可视化图像的方法以及用于执行该方法的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及信息技术，旨在用于可视化三维图像。本发明专利技术的技术效果在于构造电控的三维相位衍射光栅，并且在其基础上，屏幕用于显示三维彩色图像。一种用于可视化图像的方法，该方法包括：将宽频带光辐射束直接照射到电控元件或像素的矩阵上，同时将电压施加到像素上，计算矩阵上的电压分布从而在像素的电流光学特征中产生期望的变化，并且显示图像。此外，光辐射束同时直接照射在像素矩阵的堆叠上，其中所述矩阵彼此平行设置，矩阵被照射的一面是显示图像的那一面，折射率被用作所有矩阵中像素的可变光学特征。一种用于执行所要求保护的方法的装置，所述装置包括屏幕，所述屏幕是由对光学范围内的电磁辐射透明的材质制成的多层结构，所述多层结构包括间隔的显示电光效应的材料层以及不显示电光效应的透明材料层，能显示电光效应的所有层彼此之间电绝缘，并将它们中的每一层制造成电控元件或像素的矩阵。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及信息技术，特别是用于视频信息成像的方法和装置，其旨在用于可视 化三维图像。
技术介绍
现有技术中已知的用于可视化动态变化的立体(三维)图像的方法和装置都是基 于立体效果的各种变型(参见，例如由V.A. Ezhov等提出的优先权日为2006年2月7日 的专利号为RU2，306，678，Cl的俄罗斯专利；以及由V. S. Petrov等提出的优先权日为2001 年1月10曰的专利号为RU2, 189，619，Cl的俄罗斯专利)。这些以及相似的方法和用于执行该相似方法的装置的主要缺点是不便于观察，并 且在三维图像的传输过程中出现明显的扭曲。在现有技术中也已公开用于记录三维相位全息图的方法以及用于执行该方法的 装置(参见，例如由V. I. Sukhanov等提出的、优先权日为1997年9月19日的、专利号为 RU2, 168，707，C2的俄罗斯专利)。这些以及相似的方法和用于执行该相似方法的装置的主要缺点是不适于可视化 动态变化的图像。就其技术构思来说，权利要求所要求保护的方法的最接近的现有技术是用于可视 化图像的下述方法，其中宽频带光辐射束直接照射在电控的元件(像素)矩阵上，同时，为 像素提供计算出的电压分布，从而为了观看图像而在像素的电流光学特征中引起期望的 变化(参见，例如由E. S. Dunyashev等提出的优先权日为2004年8月9日的专利号为 RU2, 256，206,Cl的俄罗斯专利)。该方法在于能将由电控的两维矩阵生成的图像投影到外 部屏幕中。根据该技术构思的观点，用于执行所要求保护的方法的要求保护的装置的最接近 现有技术是用于可视化图像的屏幕，该屏幕是由对光学范围的电磁辐射透明的材质制成的 多层装置(参见由V. I. Kozlovsky和A. A. Kolchin提出的优先权日为1991年12月26日 的专利号为RU2, 064，206，Cl的俄罗斯专利)。最接近现有技术的装置是阴极射线管屏幕，随后被用于在宽大的外部屏幕上显示 fn息ο对于最接近要求保护的本专利技术的现有技术方法和现有技术装置的技术方案的主 要缺点是，其不适于用于可视化三维图像。
技术实现思路
本专利技术的技术效果在于能通过产生合成的三维全息图实现静态和动态的三维彩 色图像的可视化。本专利技术还可以用于产生电控的三维相位衍射光栅(合成的全息图)，在它们的基 础上，固定显示器包括用于团体观众的屏幕以显示三维视频电影，还可以包括用于移动装置的屏幕，以及在汽车、飞机的挡风玻璃上形成的屏幕，其它使得三维彩色图像可视化的人 工控制装置，其都能同时用于静态和动态变化的图像。为了达到所要求的目的以及实现所期望的技术效果，用于可视化图像的现有技术 的方法是，其中将宽频带光辐射束照射在电控的元件或像素的矩阵上，为所述像素提供电 压，计算出在矩阵上的电压分布，从而针对将显示的图像产生像素的电流光学特征中所期 望的变化，而根据本专利技术，同时还将光辐射束直接照射到像素矩阵的堆叠上，其中矩阵设置 成与另一个彼此平行，矩阵观看图像的相同侧被照射，折射率可以作为所有矩阵中像素的 可变的光学特征。另外，为了达到所要求的目的以及实现所期望的技术效果，用于可视化图像的现 有技术的装置包括屏幕，该屏幕是由对光学范围的电磁辐射透明的材料制成的多层结构， 根据本专利技术，多层结构包括间隔的显示电光效应的材料层以及不显示电光效应的透明材料 层，能显示电光效应的所有层彼此之间电绝缘，并将它们中的每一层制造成电控元件或像 素的矩阵。开发所要求的方法的多个实施例是在本专利技术的框架内主张的。在第一个实施例中，根据存在像素的数目和位置，计算所要提供的电压，从而改变 像素的折射率，所述电压与在相对束中离散的全息图像的干涉图相对应。第二个实施例使用具有尺寸在长度上不超过128纳米的侧面的像素，同时具有以 不超过256纳米的间隔而设置的至少2微米总厚度的矩阵的堆叠。要求保护的用于可视化图像的装置的实施例(实例)也是在本专利技术框架的主张之 内。在装置的第一个实施例中，多层堆叠具有至少2微米的厚度，而像素具有尺寸不 超过128纳米的侧面，显示电光效应的材料层被设置在间隔不超过256纳米的多层堆叠中。在第二个实施例中，装置还提供在屏幕外侧上面对屏幕的至少一个宽频带光辐射 源。在第三个实施例中，能显示电光效应的材料的所有层被设置于有正规模式的多层 结构中，也就是层之间以恒定间隔进行设置，像素侧面具有等于层之间间隔的一半的尺寸。在另一个实施例中，显示电光效应的材料的层以层之间50-75纳米的间隔被设置 在多层结构内。本专利技术还包含其它的变型，其中显示电光效应的每一层材料层的厚度等于像素侧 面的尺寸。本专利技术还包括其它的变型，其中显示电光效应的材料层的厚度是在4-15微米范 围内。所主张的本专利技术的理念如下所述为了达到所要求的目的，事实上专利技术人已研究出一种用于合成动态可控三维相位 全息图的方法，以及一种用于执行该方法的装置。附图说明在图1中举例说明了一组所要求保护的本专利技术，图1图示了用于可视化图像的所 要求保护的装置。具体实施例方式图1图示了屏幕1，所述屏幕1是多层结构，所述多层结构包含间隔的显示电光效 应的材料的层2、和由对光辐射透明及不显示电光效应的材料制成的层3，能显示电光效应 的层彼此之间电绝缘，并将它们中的每一层制成电控元件或像素4的矩阵。附图还显示了 在屏幕1的外侧上面对屏幕(面对观察者)的宽频带光辐射源5，以及将源5机械地连接到 屏幕上的元件6。为了便于解释本专利技术的理念，附图还显示了可复原的(可观察的)点光源 7 (事实上为任何可能的复杂三维图像元件)，以及通过机械的耦合元件6来防止观察者的 眼睛8面对宽频带辐射源5的直接照射。用于执行所述方法的装置按如下所述将来自于源5(白光源)的宽频带辐射直接 照射在由间隔的层2和3组成的屏幕1上。根据所要求保护的方法，用于生成合成的动态 变化的全息图的材料优选为能够用于制造电控元件(像素4)矩阵的任意材料，其中折射率 是电控的光学参数(可变的光学特征)。因此，显示显著电光效应的材料，特别是砷化镓和 铌酸锂，其属于这种类型的众所周知的材料，能够被用在所要求保护的装置中。结果，根据本专利技术制造的装置的屏幕1是电控相位元件4的三维矩阵。当这种屏幕被来自于宽频带光辐射源(白光源)1照射时，作为在三维干涉相位光 栅上的衍射结果，光辐射被部分反射所述光栅是由像素4组成。当从装置反射的辐射进入 人的眼睛8中，其就形成了图像，例如点光源7的图像，对于观察者而言。图像的具体类型 取决于提供给三维像素矩阵的控制电压分布。如众所周知的，常见的三维全息图是通过在两相干波的相对束中干涉图像的照相 记录产生，所述两相干波的一个称之为参考波，另一个是来自于全息图中所记录的对象。通 过使用波阵面的会聚角以及辐射源的波长来测量合成的干涉图像的空间频率，所使用的辐 射源的波长的最大值等于源波长的一半。如果记录成功，将合成的三维图像以反射模式用于重建原始对象的图像，在这种 情况下，鉴于合成的三维干涉图像的光谱选择性，可以将宽频带源(白光源)作为重建波。所要求保护的一组技术方案是在研究三维相位干涉光栅与在相对束中合成的三 维全息图的相似性时的研究结果。当用经典的全息照相术方法(将对象暴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于可视化图像的方法，该方法包括：当将电压施加到像素上时，将宽频带的光辐射束直接照射到电控元件或像素的矩阵上，计算所述矩阵上的电压分布从而在像素的电流光学特征中生成期望的变化，并且观察图像，其中光辐射束同时直接照射在彼此平行设置的像素矩阵的堆叠上，所述矩阵在图像被观察的一侧被暴露于辐射，折射率被用作在所有矩阵中的像素的可变光学特征。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗拉基米尔伊斯凡迪亚洛维奇阿扎洛夫，
申请(专利权)人：弗拉基米尔伊斯凡迪亚洛维奇阿扎洛夫，
类型：发明
国别省市：RU[俄罗斯]