[发明专利]改进的三维显示系统

说明书

本发明涉及显示三维图像的系统，更具体地说，但不是排他地，本发明涉及电子束偏转变换、射束配准技术、隔行技术、数据处理和滤波、信号处理和方法等方面中的系统以及提供内建安全性和/或唯一识别手段的装置的改进。发明背景

这里，引入PCT/NZ93/00083申请作为参考，PCT/NZ93/00083申请广泛地涉及一个由旋转的涂磷的屏幕和一个或多个把图像写在屏幕(“阴极射线球面”)上的电子枪构成的系统。当屏幕扫过抽真空腔体内的显示体积时，一个或多个电子枪对准屏幕辐射，激发磷涂层在所需的三维空间区上发光。

本说明书将采用PCT/NZ93/00083申请所用的术语。照射在显示体积中的每一点称为一个“立体象素”。立体象素是三维空间中形成一部分三维图像的一个点。立体象素是两维显示系统(如，计算机监视器)中象素的三维类比。

正如PCT/NZ93/00083中所讨论的，利用有关显示体积中立体象素的径向位置和垂直位置、电子枪相对显示体积点和位置的屏幕角的三角表示公式，可计算所需的电子束的X偏转角和Y偏转角。然而，这种方法假设，电子枪严格地位于变换方程中所假设的位置和取向上。实际上，电子枪略微有些失准，如果采用理想的三角表示公式，就导致立体象素的位置误差。试图在三角表示公式中考虑这种失准的话，将导致非常复杂和计算起来很费时的偏转坐标方程。这种显示所需的电子枪定位的精确度水平依赖于麻烦的机械对准。上述申请还介绍了偏转方程，这些偏转方程假设，电子枪是在赤道上，位置是精确已知的。对于高于或低于赤道的电子枪，则需要能够计算偏转值。

为了探测撞击在屏幕上的电子束的存在，更具体地说是在任何特定的时间上探测屏幕的方向，PCT/NZ93/00083介绍了一种把一个导体添加在圆周上的技术。当电子束穿过并击在导体上时，在该导体中产生一个电流脉冲。由一个探测电路对该电流脉冲进行处理。PCT/NZ93/00083中所介绍的在屏幕周围放置导体的技术存在这样问题，即困难在于，要精确和安全地把这种导体放置在屏幕上，而屏幕的快速运动不致使它移动，从而不引起图像的任何视觉遮断。此外，当电子束穿过薄导体时，产生的电流“峰值”可能难以从噪声背景中提取出来，因此降低从上述测量导出的屏幕位置的精确度。

还发现，由于静电排斥的结果，堆积在屏幕上的电荷可能导致电子束畸变。于是，给入射到屏幕任何一点上的电子束的电子提供一条出路是有利的。

为了避免在锐角下进行屏幕寻址，可以逐步改变对屏幕寻址的电子枪间的转换。这与PCT/NZ93/00083形成对比，在PCT/NZ93/00083中，是在特定的屏幕位置上突然转换的。

本发明的显示装置可以加入有关器件的信息并由专有的软件控制。因此，希望有某种使采用这种周边装置生效的和/或通过与屏特性有关的信息可与控制计算机通信的安全装置。在与显示系统一起出售指定的控制软件时，这也可能是特别适宜的。在这种情况下，为了用一特定软件与之相配能够唯一识别显示装置是其一个优点。

为了防止未经许可使用软件或装置，迄今已经采用了许多技术。这些技术包括采用加有保护的软件等。这些方法已经取得混合成功，但是，不太适合于提供阴极射线球体的安全性。因此，在三维显示系统需要加入一些识别装置。

为了减少图像闪烁，对PCT/NZ93/00083作进一步扩展，包括类似两维光栅扫描终端上采用的隔行扫描技术。

现已发现，阴极射线球体中产生的图像的对比度会受到从显示体积后面(相对观察者来说)进入显示体积中的背景光或外来光的不利影响。因此，需要降低这种背景光照量，从而增强图像的对比度。

本发明的目的是提供一个精确地产生真实三维图像的三维显示系统，以克服上述困难，或者至少给公众提供一个有用的选择。发明概述

根据本发明的方案1，提供一种显示系统，包括：

一个抽真空的外壳，所述的外壳中至少有一部分是透明的；

在所述外壳中的涂有磷的屏幕；

在所述外壳中使所述屏幕旋转的装置，屏幕扫过显示体积；

定位在所述外壳中的一个或多个电子枪，当屏幕扫过显示体积时能把图像写到屏幕上；以及

根据被提供的图像信息给一个或多个电子枪提供驱动信号的控制装置，这里，限定图像空间位置的偏转坐标是通过基于显示体积的坐标系统到基于一个或多个电子枪的坐标系统的变换而确定的。

较佳地，上述的变换是由矩阵方式确定的，所述矩阵的矩阵元对应于两个坐标系原点分离的水平分量；分离的垂直分量；一个或多个电子枪绕其自身轴的旋转角；以及屏幕角。