ES2308280T3 - Sistema de control para la proyeccion en estereo. - Google Patents

Abstract

Proyector DLP para la proyección activa de imágenes estereoscópicas con un DMD (4), con al menos un primer circuito de excitación que, colabora con una memoria (6), para la activación de al menos un DMD (4) así como con una o varias entradas de señales (1) para la entrada de datos de imagen de al menos un primero y un segundo canal de imágenes, caracterizado por al menos un segundo circuito de excitación, que colabora con una memoria (6'') así como con un dispositivo de conmutación (7), que está conectado sobre un lado con los dos circuitos de excitación y sobre el otro lado con al menos un DMD (4), en el que el primer circuito de excitación procesa datos de imagen del primer canal de imagen y el segundo circuito de excitación procesa datos de imagen del segundo canal de imagen y el dispositivo de conmutación (7) alimenta al DMD (4) de una manera alterna una o varias imágenes o imágenes parciales desde el primer circuito de excitación y una o varias imágenes o imágenes parciales desde el segundo circuito de excitación.

Description

Sistema de control para la proyección en estéreo.

La invención se refiere a un proyector DLP para la proyección activa de imágenes estereoscópicas con un DMD, con al menos un primer circuito de excitación, que colabora con una memoria, para la activación de al menos un DMD así como con una o varias entradas de señales para la entrada de datos de imagen de al menos un primero y un segundo canal de imágenes.

Para la representación estereoscópica de imágenes existen dos procedimientos esenciales, la proyección activa y la proyección pasiva.

En la proyección pasiva, se representan la primera y la segunda imagen de una pareja de imágenes estereoscópicas al mismo tiempo sobre una pared de proyección. La separación de las imágenes se realiza a través de filtros, por ejemplo filtros de polarización. El observador lleva gafas con filtros correspondientes, para percibir con cada uno de sus ojos una de las dos imágenes.

En la tecnología de proyección activa, se representan las dos imágenes de forma secuencia, es decir, de forma sucesiva en el tiempo. Para la observación de las dos imágenes se utilizan gafas de obturador, que cierran de forma alterna la visión para un ojo, respectivamente, al ritmo del cambio de imagen. Para poder percibir las imágenes libres de centelleo son necesarias en este caso frecuencias de repetición altas.

Se conocen a partir del documento WO 95/18511 un procedimiento así como un dispositivo para la realización del procedimiento para el registro y para la reproducción activa de imágenes de vídeo estereoscópicas de escenas observadas, en los que se facilita el registro o bien la memorización de imágenes sobre soportes de datos convencionales porque antes o después del registro se realiza una detección de la semi-imagen y de esta manera se determina la pertinencia de las semi-imágenes respectivas a las semi-imágenes correspondientes de un canal izquierdo o de un canal derecho o bien la pertinencia de dos imágenes parciales en canales paralelos. Con el sistema se representan imágenes completas del canal derecho y del canal izquierdo, respectivamente, alternando unas detrás de otras en un monitor CRT.

Se conoce a partir del documento US 4.954.890 un sistema de proyección pasivo con dos sistemas ópticos separados uno del otro, respectivamente, con una fuente de luz y un panel LCD, que proyectan una imagen izquierda y una imagen derecha sobre una pantalla de representación, en el que se representa una imagen actual derecha sobre una imagen precedente izquierda y a la inversa, para mejorar la claridad de la imagen, especialmente en comparación con sistemas activos convencionales conocidos anteriormente, en los que se representa sobre un monitor CRT alternando una imagen izquierda y una imagen derecha. A tal fin, se conecta delante de la electrónica de la memoria de imágenes del panel LCD un demultiplexor, que distribuye las señales de una fuente de señales por canales sobre las memorias de imágenes. En este sistema es un inconveniente a necesidad de dos paneles LCD y los costes comparativamente altos implicados con ello.

La frecuencia de repetición de la imagen de los paneles LCD está limitada, en general, en virtud de su electrónica interna de la memoria de imágenes, a 60 Hz, de manera que no son adecuados para la proyección activa de imágenes estereoscópicas.

Se conocen proyectores DLP. DLP representa Procesamiento de Luz Digital. La base de esta tecnología es un chip ligeramente mayor que la uña del dedo pulgar, desarrollado por la Firma Texas Instruments, un llamado Dispositivo de Espejo Digital (DMD). Sobre el chip están colocados, de acuerdo con la resolución de la imagen, espejos pequeños microscópicos típicamente de 800 x 600, 1024 x 768 o 1280 x 1028 o todavía mayores. Para cada punto de imagen individual, los espejos reflejan una luz de proyección que procede de una fuente de luz, de manera que se obtiene una imagen idéntica con una fuente de luz sobre una superficie de proyección. Los espejos se pueden regular electrónicamente hasta 50.000 veces por segundo, de manera que todos los puntos de imagen pueden ser conectados y desconectados de nuevo hasta 25.000 veces por segundo. Entre los espejos y la fuente de luz está instalada una rueda de colores que gira a alta velocidad, que genera unas detrás de otras típicamente 3 ó 4 imágenes en color individuales en rojo/azul/verde o bien rojo/azul/verde/blanco, que son percibidas, sin embargo, como una imagen en virtud de la alta frecuencia de repetición y de la inercia del ojo humano.

Existen diferentes esfuerzos para utilizar tales proyectores DLP para la proyección de imágenes estereoscópicas.

Se conoce a partir del documento DE 1 016 01 60 A1 un procedimiento para la protección estereoscópica activa con un proyector DLP del tipo mencionado al principio. Presenta un primer circuito de excitación que controla un DMD. El circuito de excitación colabora con dos módulos de memoria, respectivamente, que presentan en cada caso dos bases de memoria, y que están conectados a través de un circuito de conmutación, una llamada barra cruzada, que controla el flujo de datos desde las bases de memoria hacia el sistema de bus de memoria DLP, con el circuito de excitación. En este caso, las bases de memoria individuales son descritas y leídas durante cuatro rotaciones de la rueda de colores en un ciclo determinado opcionalmente con los datos de imagen de una imagen de un primero o segundo canal de imágenes, siendo necesaria para la descripción de las bases de memoria con los datos de imágenes del primero y del segundo canal de imágenes la duración de cuatro rotaciones de la rueda de colores y siendo leídos estos datos durante las cuatro rotaciones de la rueda de colores, respectivamente, dos veces desde las bases de memoria y siendo alimentados a través del circuito de excitación al DMD. Como entrada de señales del proyector DLP sirve, por decirlo así, un Cuadro de Interfaz.

Los requerimientos planteados a los dispositivos de conmutación con respecto al direccionamiento de las bases y de las direcciones de memorias individuales son relativamente costosos y pueden conducir a dificultades, especialmente a elevadas frecuencias de pulsos de reloj del sistema.

Por otra parte, se conoce a partir del documento WO 02/076107 A1 un proyector DLP para la proyección activa de imágenes estereoscópicas con un DMD, un circuito de excitación que colabora con una memoria para la activación de un DMD así como con una entrada de señales para la entrada de los datos de imagen de un primero y de un segundo canal de imágenes.

En el documento US 2002/021261 A1 se publica una pantalla 3D con un circuito de excitación individual, que colabora con varias memorias.

El problema de la presente invención consiste en simplificar la activación de un DMD de chip individual para la proyección de una imagen estéreo.

Este problema se soluciona en un proyector DLP del tipo mencionado al principio por medio de al menos un segundo circuito de excitación, que colabora con una memoria, así como con un dispositivo de conmutación, que está conectado, en un lado, con los dos circuitos de excitación y, en el otro lado, con al menos un DMD, en el que el primer circuito de excitación procesa datos de imagen del primer canal de imágenes y el segundo circuito de excitación procesa datos de imagen del segundo canal de imágenes y el dispositivo de conmutación alimenta al DMD de forma alterna una o varias imágenes o imágenes parciales desde el primer circuito de excitación y una o varias imágenes o imágenes parciales desde el segundo circuito de excitación.

Por dispositivo de conmutación se entiende aquí y a continuación cualquier sistema de conmutación, con el que se pueden conectar varias fuentes de datos a una o varias salidas de datos. En el caso más sencillo, los datos son conmutados por dos circuitos de excitación alternando sobre un bus de datos. Pero por ello se entiende también un sistema de conmutación, que conmuta más de dos fuentes de datos sobre una o más salidas de datos.

Por entradas de señales se entienden aquí y a continuación tanto entradas para señales analógicas, que son convertidas entonces en digitales, como también entradas para señales digitales.

La idea básica de la invención consiste en que los datos de imagen del primero y del segundo canal de imágenes no deben ser procesador en un primer circuito de excitación, sino que para cada canal de imágenes debe preverse un circuito de excitación, en el que el dispositivo de conmutación se ocupa de que se alimenten al DMD, en un cambio predeterminado, en primer lugar los datos de una imagen o de una imagen parcial del primer canal de imágenes desde el primer circuito de excitación y luego los datos de una imagen o imagen parcial de segundo canal de imágenes del segundo circuito de excitación. De esta manera, se anula la limitación inherente del sistema conocido a partir del documento DE 1 016 01 60 A1, en el que los datos de imagen de dos canales de imágenes deben ser procesados por un circuito de excitación, en el que ahora el procesamiento de los datos de imagen de los canales de imágenes individuales se realiza en paralelo y solamente a continuación se alientan al DMD en sucesión secuencial.

El dispositivo de conmutación se simplifica en este caso en una medida esencial porque no debe controlar ya el ciclo de los accesos de lectura y de escritura a diferentes bases de memoria, sino que solamente debe conectar las líneas de datos de las salidas de datos de los diferentes sistemas de excitación alternando con el DMD. En este caso, se suprime totalmente una activación de zonas de direcciones. También de esta manera se reducen los requerimientos planteados a la sincronización del dispositivo de conmutación, puesto que solamente debe actuar en el ciclo del cambio de imagen en el DMD y, por lo tanto, no excede, en general, de 120 Hz en los DND actuales. Por último los datos de una imagen respectiva se pueden poner a disposición, en virtud del procesamiento paralelo de los datos de los diferentes canales de imágenes, dentro de dos rotaciones de la rueda de colores. De este modo, es posible una proyección esencialmente más libre de oscilaciones de una secuencia de imágenes estereoscópicas y, por lo tanto, una calidad mejorada de la proyección.

Cuando el dispositivo de conmutación, como está previsto en el sistema de acuerdo con la invención, solamente está dispuesto al final de la tubería de procesamiento de la imagen, es posible una frecuencia máxima de la imagen y una calidad máxima de imágenes estereoscópicas que son representadas activamente con el proyector DLP. También con esta sistemática es posible de una manera sencilla alimentar al DMD más de dos canales de imágenes, en la que se pueden colgar, dado el caso, también, varios DMDs en el bus de datos del sistema y se pueden distribuir los canales de imágenes de una manera conveniente sobre los DMD.

Al mismo tiempo, los datos de imagen de los canales de imagen, es decir, especialmente del primero y del segundo canal de imágenes o bien del canal de imágenes derecho e izquierdo, pueden ser recibidos de forma secuencial unos detrás de otros exactamente a través de una entrada de señales. En este caso, los datos de imagen de los canales de imágenes respectivos deben ser distribuidos a través de una lógica correspondiente, asociada a la entrada de señales, sobre los circuitos de excitación. Para que se pueda proyectar una imagen o bien una secuencia de imágenes estereoscópicas libres de centelleo, la lógica para la generación de los datos de imagen, debe poder poner a disposición con rapidez suficiente un ordenador con tarjeta gráfica o tarjeta de vídeo. Por lo tanto, puede ser ventajoso que esté prevista al menos una segunda entrada de señales, en la que la primera entrada de señales recibe las señales de imagen del primer canal estéreo y las transmite al primer circuito de excitación y la segunda entrada de señales recibe las señales de imagen del segundo canal estéreo y las transmite al segundo circuito de excitación. Por lo tanto, se pueden alimentar al proyector DLP los datos de los canales de imágenes individuales en paralelo entre sí.

Si los datos de los canales de imágenes respectivos deben ser alimentados de forma sincronizada al proyector DLP, se puede prescindir, dado el caso, de una sincronización de las señales de imagen de los canales de imágenes individuales. Si no es así, es necesario que el proyector DLP presenta un generador de pulsos de reloj para la sincronización de las señales de imagen. En este caso puede ser ventajoso, por ejemplo, que las entradas de señales y/o los circuitos de excitación sean sincronizados entre sí a través de una señal de generador de pulsos de reloj.

Otra forma de realización preferida prevé un microprocesador, que controla el dispositivo de conmutación y/o genera una señal de control para unas gafas de obturador. Tal microprocesador es especialmente necesario cuando se alimentan al proyector DLP los datos de los canales de imágenes respectivos de forma no sincronizada o son procesados de forma no sincronizadas dentro del proyector DLP. Si se lleva a cabo la sincronización de los datos de los canales de imágenes fuera del proyector, de tal manera que se puede derivar desde aquí también el pulso de reloj de conmutación del dispositivo de conmutación y, por lo tanto, el cambio de imagen del o de los DMDs, se puede realizar también el control de las gafas de obturador a través de una señal de sincronización puesta a disposición fuera del proyector DLP para la sincronización de los datos, por ejemplo cuando están conectados en paralelo varios proyectores DLP y un proyector presenta una salida de señales de cambio de imagen, a través de la cual los proyectores conectados en paralelo toman la señal para el cambio de imagen para los dispositivos de conmutación respectivos.

La intensidad máxima de color en la proyección de imágenes estereoscópicas se puede generar actualmente con circuitos de excitación, que se basan en un ASIC del tipo DDP 1000 de la Firma Texas Instruments y son preferidos a este respecto.

El dispositivo de conmutación puede conecta, en principio, todas las entradas y salidas de señales del DMD con las entradas y salidas de señales correspondientes, respectivamente, de un circuito de excitación y puede conmutar todas las líneas de señales entonces a otro circuito de excitación. Pero es más sencillo que el dispositivo de conmutación conecte todas las líneas de señales con un primer circuito de excitación y solamente conmuta las líneas de datos del DMD sobre los circuitos de excitación respectivos.

En otra configuración preferida, el dispositivo de conmutación para la proyección de los datos de imagen de un canal de imágenes como mono-imagen o bien de una secuencia de mono-imágenes conecta las líneas de datos del DMD durante un periodo de tiempo deseado solamente con las líneas de datos correspondientes de uno de los circuitos de excitación. A tal fin, puede estar previsto, por ejemplo un control lógico, que "congela" a través de una entrada correspondiente de u usuario del proyector la posición de conmutación del dispositivo de conmutación en un canal de imagen, de manera que se lleva a cabo una mono proyección del canal de imágenes seleccionado, dado el caso, a plena frecuencia de repetición de la imagen del DMD. Unas gafas de obturador pueden ser controladas a través de una lógica prevista de forma correspondiente para este tipo de funcionamiento, de manera que ambos "cristales de las gafas" permanecen abiertos, de modo que el observador puede contemplar las mono imágenes con los
dos ojos.

A la inversa, en otro tipo de funcionamiento preferido, puede estar previsto que las imágenes de un canal de imágenes sean representadas o bien dispersadas durante un periodo de tiempo opcionalmente corto en una secuencia de imágenes de otros canales de imágenes. En tal tipo de funcionamiento, puede ser ventajoso controlar unas gafas de obturador de tal forma que ambos "cristales de las gafas" están cerrados durante la proyección de las imágenes representadas o dispersadas. Un control de las gafas de obturador de este tipo puede ser ventajoso, por ejemplo, cuando, por ejemplo, en la posición de mundos virtuales a través de la proyección de las imágenes dispersas sobre objetos tridimensionales definidos en el espacio deben dimensionarse estos objetos, sin que el observador se dé cuenta de ello. El dimensionado de objetos tridimensionales a través de una proyección de patrones de rejilla sobre estos objetos se presupone en este contexto como conocido y no se explica en detalle.

Por último, por razones de la estructura más sencilla del proyector DLP es ventajoso que los circuitos de excitación y el dispositivo de conmutación estén dispuestos sobre una pletina.

A continuación se explica en detalle la invención con la ayuda de un diagrama de bloques, que muestra un ejemplo de realización preferido de la invención.

En la figura se representan las partes del circuito que son necesarias para el procesamiento electrónico de datos de la imagen. Como entradas de señales están previstos dos Cuadros de Interfaz 1, 1' conectados en paralelo entre sí, que pueden recibir, opcionalmente, datos de imágenes analógicos o digitales. Los datos de imágenes analógicos son convertidos en los Cuadros de Interfaz 1, 1' a través de convertidores A/D en datos de imágenes digitales.

Los Cuadros de Interfaz 1, 1' son sincronizados a través de un dispositivo de sincronización 2 con la ayuda de un generador de pulsos de reloj, siendo memorizados temporalmente los datos de una imagen o de una imagen parcial de un canal de imágenes en una memoria en el Cuadro de Interfaz y siendo leídos a partir de la memoria solamente con la recepción de una señal de sincronización.

En la dirección del flujo de datos detrás de cada Cuadro de Interfaz 1, 1' está dispuesto en serie un Cuadro de Formateo 3, 3'. Cada Cuadro de Formateo 3, 3' recibe desde el Cuadro de Interfaz 1, 1' antepuesto tanto datos de imágenes digitales como también una señal de pulso de reloj (Reloj). Sobre los Cuadros de Formateo 3, 3' están dispuestos circuitos de excitación para la activación del DMD 4 dispuesto a continuación en la dirección del flujo de datos. Los circuitos de excitación presentan en cada caso un ASIC 5, 5' así como una memoria 6, 6' respectiva que colabora con el ASIC 5, 5'.

Las salidas de los Cuadros de Formateo 3, 3' se encuentran en un circuito de conmutación 7. que conecta las salidas de datos de los Cuadros de Formateo 3, 3' con el DMD.

Como ASIC se contempla especialmente un DDP 1000 de la Firma Texas Instruments para el control del DMD.

El dispositivo de conmutación 7 está realizado de tal forma que todas las líneas de control del ASIC 5, que no son líneas de datos de imagen y que se necesitan para el control del DMD 4, son conectadas en bucle y son conectadas a través del dispositivo de conmutación 7 directamente con el DMD 4. En cambio, las salidas del ASIC 5, a través de las cuales son conducen datos de imagen, son conmutadas a través del dispositivo de conmutación de forma alterna con las salidas de datos del ASIC 5 del cuadro de Formateo 3' conectado en paralelo sobre el DMD 4.

La disposición de circuito representad se puede modificar de muchas maneras, sin que con ello se desvíe de la idea básica de la invención. Así, por ejemplo, se pueden disponer otros Cuadros de Interfaz y Cuadros de Formateo conectados en serie en paralelo a los Cuadros representados, de manera que se pueden procesar más que solamente dos canales de imágenes y se pueden conectar en el DMD a través de un dispositivo de conmutación modificado de forma correspondiente. La sincronización del procesamiento de datos de imagen no tiene que realizarse forzosamente en los Cuadros de Interfaz, sino que los Cuadro de Formateo se pueden sincronizar directamente a través de un generador de pulsos de reloj, o se puede prescindir totalmente de una sincronización en la electrónica del proyector DLP, cuando los datos de imagen de los canales de imágenes individuales son alimentados a los Cuadros de Interfaz ya en forma sincronizada. Cuando los Cuadros de Formateo están dispuestos sobre una pletina, puede ser suficiente o incluso especialmente ventajoso que dos o más ASIC de circuitos de excitación de diferentes canales de imágenes utilicen una memoria común. Por lo demás, pueden estar previstos varios DMDs, para que el dispositivo de conmutación distribuya una cantidad de M canales de imágenes sobre N DMDs.

Claims (10)

1. Proyector DLP para la proyección activa de imágenes estereoscópicas con un DMD (4), con al menos un primer circuito de excitación que, colabora con una memoria (6), para la activación de al menos un DMD (4) así como con una o varias entradas de señales (1) para la entrada de datos de imagen de al menos un primero y un segundo canal de imágenes, caracterizado por al menos un segundo circuito de excitación, que colabora con una memoria (6') así como con un dispositivo de conmutación (7), que está conectado sobre un lado con los dos circuitos de excitación y sobre el otro lado con al menos un DMD (4), en el que el primer circuito de excitación procesa datos de imagen del primer canal de imagen y el segundo circuito de excitación procesa datos de imagen del segundo canal de imagen y el dispositivo de conmutación (7) alimenta al DMD (4) de una manera alterna una o varias imágenes o imágenes parciales desde el primer circuito de excitación y una o varias imágenes o imágenes parciales desde el segundo circuito de excitación.

2. Proyector DLP de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por al menos una primera y una segunda entrada de señales (1'), en la que la primera entrada de señales (1) recibe las señales de imagen del primer canal de imagen y las transmite al primer circuito de excitación y la segunda entrada de señales (1') recibe las señales de imagen del segundo canal de imagen y las transmite al segundo circuito de excitación.

3. Proyector DLP de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por un generador de pulsos de reloj (2) para la sincronización de las señales de imagen.

4. Proyector DLP e acuerdo con la reivindicación 2 o la reivindicación 3 relacionada con la reivindicación 2, caracterizado porque las entradas de señales (1, 1') son sincronizadas entre sí por medio de una señal de generador de pulsos de reloj.

5. Proyector DLP de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque los circuitos de excitación son sincronizados entre sí por medio de una señal de generador de pulso de reloj.

6. Proyector DLP de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por un microprocesador, que controla el dispositivo de conmutación (7) y/o genera una señal de control para unas gafas de obturador.

7. Proyector DLP de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los circuitos de excitación comprenden al menos un ASIC (5, 5') del tipo DDP 1000 de Texas Instruments o modelos posteriores.

8. Proyector DLP de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el dispositivo de conmutación (7) conecta todas las líneas de señales con el primer circuito de excitación y solamente conecta las líneas de datos del DMD (4) opcionalmente con el primero o con otro circuito de excitación.

9. Proyector DLP de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el dispositivo de conmutación (7) para la proyección de datos de imagen de un canal de imagen como mono imagen o bien de una secuencia de mono imágenes, conecta las líneas de datos del DMD (4) durante un periodo de tiempo deseado solamente con las líneas de datos correspondientes de uno de los circuitos de excitación.

10. Proyector DLP de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los circuitos de excitación y el dispositivo de conmutación (7) están dispuestos sobre una pletina.