專利名稱：二維、三維成像裝置的制作方法
此發(fā)明涉及到彩色電視有關(guān)，特別是能用適當(dāng)?shù)难b置來觀察三維空間的電視影像，同時也能用肉眼觀看普通清晰度的二維影像。同樣的道理，除了用在電視上，也可用在電影放映方面。
由于立體影片和立體影片的電視廣播以往是采用浮雕格式，它要求用特殊立體鏡觀看影像，而不能享受其天然顏色。其它表現(xiàn)彩色影像的非浮雕式的三維系統(tǒng)雖然具有彩色顯示，但由于突出的閃變和重影，不符合電影放映標(biāo)準(zhǔn)、NISC和其它全球電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，因此不能被播映。
此外，能拍攝立體影像的攝像機(jī)需要用雙目鏡構(gòu)造和需要靠近物體，才能造成立體感。這種系統(tǒng)很難與可變焦距鏡一起使用，而且沒有很大的目鏡間隔的話，它們被限制在不超過大約六十英尺的范圍以內(nèi)，除了裝置本身的物質(zhì)限制以外，雙目鏡攝像機(jī)不便于使用，操作者通常只有經(jīng)過特殊技術(shù)訓(xùn)練后才能掌握良好的立體效果。
由于這樣和那樣的限制，在立體攝影行業(yè)中，對一個能用可變或固定焦距透鏡、能用一般攝像操作技術(shù)來拍攝立體物的三維系統(tǒng)有著長期的需求。能夠滿足這種要求的三維系統(tǒng)必須提供經(jīng)過特殊裝置來觀看的，有立體效果的影像，同時也可以顯示用肉眼能看見的朵關(guān)影像的二維格式的相同影像。此類的二、三維成像技術(shù)將采用本發(fā)明的系統(tǒng)，它符合NTSC和其它全球電視廣播和電影放映標(biāo)準(zhǔn)。
到現(xiàn)在為止，非浮雕三維電視系統(tǒng)的立體觀看裝置需要一個發(fā)射器從它附近給它發(fā)送同步信號。這種同步信號的范圍一般非常窄，很少超過三十英尺。除了距離的限制以外，發(fā)射裝置還受窄小的角度限制，也就是說要求立體觀看裝置直接放在發(fā)射器前面。因此，觀看者用這類的觀看裝置時，就必須保持在觀看裝置三十英尺以內(nèi)的距離，這樣才能完全享受立體效果。在本行業(yè)中，這些局限造成了對一種寬度(例如幾百碼寬)的同步信號的需求，它在任何角度下在觀測屏幕上均能保持立體效果。
除了范圍的限制以外，現(xiàn)有的系統(tǒng)還受到許多觀看環(huán)境變化的影響。具體來說，很多非浮雕觀看裝置采用垂直單數(shù)或雙數(shù)脈沖，其水平脈沖分成十份加于左眼或右眼的同步譯碼的左或右區(qū)域。這些觀察裝置的脈沖一般用六十周來發(fā)射。如果觀看裝置同樣用六十周的脈沖，在容納著環(huán)境光的情況下操作，那么從燈中放射的紅外脈沖會產(chǎn)生擾動，甚至嚴(yán)重地?fù)p害影像，原因是在于它擾亂了觀看裝置的同步。
本發(fā)明的主要目標(biāo)是天然彩色或黑白立體成像和觀看系統(tǒng)，包括技術(shù)、設(shè)備和產(chǎn)品。本系統(tǒng)用單像空間、雙孔徑光閥、單透鏡系統(tǒng)克服上述的限制和缺點，使之符合NTSC、全球電視廣播和電影放映標(biāo)準(zhǔn)，從而擴(kuò)大立體觀看系統(tǒng)的觀看范圍。
本發(fā)明的第二個目標(biāo)是一個與上列特征相同的三維成像系統(tǒng)，它沒有梯形失真，采用有相同路徑長度的多路技術(shù)，以便除去由不同路徑長度目鏡所造成的畸變，因此特別適合運用在同樣重要的二維顯示和三維顯示的微、宏成像技術(shù)上。
本發(fā)明的再第三個目標(biāo)，與上列特征相同，是三維成像系統(tǒng)，包括其技術(shù)和設(shè)備，通過調(diào)整與電子攝像機(jī)場頻率或電影攝影機(jī)曝光定時同步的現(xiàn)有透鏡，來達(dá)到既方便、又實用地實現(xiàn)立體影像。
本發(fā)明的第四個目標(biāo)，與上列特征相同，是三維成像系統(tǒng)，它所產(chǎn)生的影像，用特殊觀看裝置看有良好的立體效果，或用肉眼看則具有普通清晰度的效果。
本發(fā)明的第五個目標(biāo)，與上列特征相同，是三維成像系統(tǒng)，在電子顯示裝置和電影放映的任何從48赫到400赫的垂直頻率范圍中，利用標(biāo)準(zhǔn)的50赫、60赫、72赫、120赫或更高的電視格式。
這項發(fā)明由一臺攝像裝置、觀看裝置、第一發(fā)射裝備，至少一副觀看眼鏡和可有可無的第二發(fā)射裝備而組成。
攝像裝置包括單像透鏡、雙叉雙孔徑光閥、第一變換裝備和發(fā)生裝備，這些雙叉雙孔徑光閥是本光學(xué)系統(tǒng)的重要組成部分。該雙叉雙孔徑光閥是位于攝像裝置內(nèi)，它包括一個能夠接收眾多左眼影像和眾多右眼影像的單像空間。第一變換裝備將眾多左眼影像和眾多右眼影像變換成一個影像信號。發(fā)生裝備產(chǎn)生一個與固定垂直場頻率同步的驅(qū)動信號，以便控制雙叉雙孔徑光閥。
攝像裝置的具體表現(xiàn)是可以作為電視攝像機(jī)、電影攝影機(jī)或其它電子、機(jī)械攝像裝置。發(fā)生裝備的具體表現(xiàn)是可以作為信號發(fā)生器、垂直同步脈沖發(fā)生、或其它類似的發(fā)生裝備。變換裝備的具體表現(xiàn)是可以作為影像變換器。
觀看裝置包括一臺頻道選擇裝置、接收單位、第二變換裝備和第二發(fā)射裝備。頻道選擇裝置接收影像信號。接收單位接收驅(qū)動信號，第二變換裝備將影像信號重新變換成眾多左、右眼影像。
一副觀看鏡包括接收裝置、左觀看光閥和右觀看光閥。觀看眼鏡還可包括一副眼鏡框。左觀看光閥和右觀看光閥的具體表現(xiàn)可以作為，例如，一副液晶體光閥。接收裝備可作為接收器。
發(fā)生裝備產(chǎn)生一個與固定的、垂直場頻率同步的驅(qū)動信號來控制雙叉雙孔徑光閥。該雙叉雙孔徑光閥輪流地、相繼換場地顯現(xiàn)一個物體，作為符合場頻率的眾多左眼影像和眾多右眼影像。眾多左眼影像和眾多右眼影像覆蓋在攝像裝置內(nèi)的一個單影像上。第一變換裝置將眾多左眼影像和眾多右眼影像變換成同一個影像信號。
第一發(fā)射裝備將影像信號和驅(qū)動信號發(fā)射到觀看裝置上。此時，頻道選擇裝置接收影像信號。接收單位接收信號驅(qū)動。第二變換裝備將影像信號變換回眾多左眼影像和眾多右眼影像。
第二發(fā)射裝備將驅(qū)動信號發(fā)射回一副觀看眼鏡。此時，接收裝備接收驅(qū)動信號。驅(qū)動信號導(dǎo)致左觀看光閥在與場頻率同步的頻率上一開一關(guān)，打開和關(guān)閉左觀看光閥以觀看眾多左眼的影像。驅(qū)動信號導(dǎo)致右觀看光閥在與場頻率同步的頻率上一開一關(guān)。打開和關(guān)閉右觀看光閥以觀看眾多右眼的影像。右觀看光閥和左觀看光閥輪流地打開、關(guān)閉。在這里所用的“輪流地”指的是，每當(dāng)左觀看光閥打開時，右觀看光閥關(guān)閉；每當(dāng)右觀看光閥打開時，左觀看光閥關(guān)閉。當(dāng)通過觀看眼鏡觀看時，觀看裝置上影像顯現(xiàn)出的影像成立體效果。在缺少觀看眼鏡的情況下，合成的影像成為有普通清晰度的二維影像。
此外，作為另一種具體表現(xiàn)，本發(fā)明還包括同時播送二、三維彩色和黑白影像的技術(shù)方法，該技術(shù)包括下列步驟產(chǎn)生一個與固定的、垂直場頻率同步的驅(qū)動信號，來控制雙叉雙孔徑光閥；輪流地、相繼換場地，用單像透鏡來顯現(xiàn)符合場頻率的眾多左眼影像和眾多右眼影像；將眾多左眼影像和眾多右眼影像變換成同一個影像信號；往遠(yuǎn)程觀看裝置發(fā)射影像信號；將影像信號變換成眾多左眼影像和眾多右眼影像；往每副觀看眼鏡發(fā)射驅(qū)動信號；在每副觀看眼鏡的接收器上接收驅(qū)動信號；產(chǎn)生同步脈沖，使觀看眼鏡與場頻率同步；接收驅(qū)動信號時，在符合場頻率的頻率上，輪流地打開和關(guān)閉左觀看光閥和右觀看光閥，這樣觀看者能看見清晰的左眼影像和右眼影像，并且享受立體效果。在缺少觀看眼鏡的情況下，左眼影像和右眼影像成為有普通清晰度的二維影像。
另外，本發(fā)明提供的三維成像系統(tǒng)里產(chǎn)生的影像在焦面上有較高的光學(xué)清晰度，即完全沒有雙目差異，并且目鏡差異與單像透鏡的景深成正比例。在某些運用中，也可以使雙目差異與一般由未聚焦影像導(dǎo)致的模糊成正比例，即三維信息輸入到一般與拍攝透鏡的景深有關(guān)的模糊中。
本發(fā)明的其它目標(biāo)和優(yōu)點，一部分顯然地可以從以下的1具體描述看到，或者可以經(jīng)過發(fā)明的實驗而學(xué)到。發(fā)明的目標(biāo)和優(yōu)點也可以經(jīng)過這些手段，特別是結(jié)合權(quán)利要求書中的應(yīng)用方法來實現(xiàn)。
附圖為說明書的重要組成部分。它描繪了本發(fā)明的優(yōu)點，并且和說明書一起解釋發(fā)明的原理。


圖1顯示體現(xiàn)本發(fā)明優(yōu)點的簡圖，包括一臺攝像機(jī)裝置、一臺觀看裝置、一副觀看眼鏡；圖2顯示符合本發(fā)明需求的、經(jīng)過更改后的透鏡簡圖；圖3顯示攝像機(jī)透鏡和成像器的放大略圖；圖4說明根據(jù)本發(fā)明原理觀看立體影像的平面幾何圖；圖5說明目鏡間隔；圖6、圖7說明光閥交替形式，某些部分用深淺色強(qiáng)調(diào)；圖8、圖9說明現(xiàn)有的雙孔透鏡裝置和本發(fā)明的不同之處；圖10顯示交替化身的簡圖，包括一臺攝像機(jī)裝置，一臺遠(yuǎn)程的觀看裝置和眾多觀看眼鏡；圖11顯示與交替化身適用的觀看眼鏡的基本組件；圖12根據(jù)褪光沿縱、橫軸的位置說明運用電子褪光技術(shù)，產(chǎn)生觀看平面傾斜的感覺；圖13說明運用頻閃光，提高立體層次效果。
下面具體解釋這項發(fā)明的現(xiàn)有優(yōu)選實施例，在所附上的圖畫中作圖示說明，每一個組成元件有一個固定的參考號碼，貫串著各視圖。
本發(fā)明為顯示和觀看彩色、黑白影像提供二維、三維成像系統(tǒng)，使之符合NTSC，PAL，SECAM和其它全球電子觀看格式。觀看三維影像時，觀看者必須有一只左眼、一只右眼。該系統(tǒng)由一臺攝像裝置、第一發(fā)射裝備、一臺觀看裝置和至少一副觀看眼鏡組成，攝像裝置包括發(fā)生裝備、聚焦裝備、成像裝備和第一變換裝備。發(fā)生裝備與成像裝備相結(jié)合。成像裝備是聚焦裝備的重要組成部分。第一變換裝備和成像裝備保持純空間的關(guān)系。
在攝像裝置內(nèi)，發(fā)生裝備產(chǎn)生一個與固定垂直場頻率同步的驅(qū)動信號，以此來控制成像裝備。聚焦裝備注視物體的影像。驅(qū)動信號導(dǎo)致成像裝備輪流地、相繼換場地，在符合場頻率的條件下成像物體。物體的影像包括眾多左眼影像和眾多右眼影像。第一變換裝備將眾多左眼影像和眾多右眼影像變換成一個影像信號或膠片上的影像。
觀看裝置包括第二變換裝備和第一接收裝備。第一接收裝備接收影像信號，第二變換裝備屬于觀看裝置的一部分，并裝在觀看裝置里邊。第二變換裝備將眾多左眼影像和眾多右眼影像變換成影像信號，以便顯示在觀看裝置上，觀看裝置可以被當(dāng)作電影院里用的銀幕，或電視機(jī)里用的顯象管及同類之物。
每副觀看眼鏡包括左開關(guān)裝備和右開關(guān)裝備。左開關(guān)裝備位于眼鏡框的左觀看孔徑中，右開關(guān)裝備位于眼鏡框的右觀看孔徑中。在優(yōu)選實施例中，每副觀看眼鏡任意選擇地包括第二接收裝備。一般，第二接收裝備位于觀看眼鏡框上或內(nèi)。第二接收裝備與左開關(guān)裝備和右開關(guān)裝備耦合。在交替實施例中，每副觀看眼鏡有第二接收裝備，作為電視頻道選擇裝備和接收器。
在優(yōu)選實施例中，第二接收裝備，根據(jù)它的調(diào)整，接收驅(qū)動信號。驅(qū)動信號或者從第一發(fā)射裝置或者從第二發(fā)射裝備發(fā)射。受第二接收裝備接收的驅(qū)動信號的控制，左開關(guān)裝備與場頻率同步地打開和關(guān)閉。左開關(guān)裝備的打開、關(guān)閉讓觀看者看見眾多左眼影像。
受第二接收裝備接收的驅(qū)動信號的控制，右開關(guān)裝備與場頻率同步地打開和關(guān)閉。右開關(guān)裝備的打開、關(guān)閉讓觀看者看見眾多右眼影像。右開關(guān)裝備與左開關(guān)裝備輪流地打開、關(guān)閉。此處“輪流地”的意思是左開關(guān)裝備打開時，右開關(guān)裝備關(guān)閉；右開關(guān)裝備打開時，左開關(guān)裝備關(guān)閉。
因此，用眼鏡觀看時，眾多左眼影像和眾多左眼影像在觀看裝置上造成立體效果。不用眼鏡觀看時，眾多左眼影像和眾多右眼影像在觀看裝置上造成二維效果。
在圖1的例子上，攝像裝置和發(fā)生裝備、聚焦裝備、成像裝備一起顯現(xiàn)。發(fā)生裝備作為信號發(fā)生器111的，聚焦裝備作為成像透鏡18的，成像裝備作為雙叉雙孔徑光閥30的實施例。雙叉雙孔徑光閥是本光學(xué)系統(tǒng)的重要組成部分，不論它是位于影像透鏡18的前面，里邊還是后面。成像裝備可以作為液晶體或一些機(jī)電裝置，就如微方形鏡，即兩端旋軸動鏡技術(shù)。成像裝備還可以作為與光學(xué)軸平行地轉(zhuǎn)動的機(jī)械性半月型快門，機(jī)械性半月型快門產(chǎn)生一個理想光閥，因為在曝光時間內(nèi)精密光學(xué)系統(tǒng)的光路不接收任何新的東西。然而，液晶體加入乙烯或玻璃到光學(xué)路徑內(nèi)，導(dǎo)致焦距的增加或縮小、像差或閃耀。另外，雙叉雙孔徑光閥與信號發(fā)生器111耦合。
信號發(fā)生器111產(chǎn)生與固定垂直場頻率同步的信號，以便控制雙叉雙孔徑光閥。驅(qū)動信號驅(qū)動雙孔徑光閥，導(dǎo)致雙孔徑光閥輪流地、相繼換場地，在場頻率上，顯現(xiàn)一個作為眾多左眼影像和眾多右眼影像的物體。
攝像裝置可以作為電視攝像機(jī)、電影攝影機(jī)或其它電子、機(jī)械攝像裝置(同時可裝上透鏡)，采用標(biāo)準(zhǔn)50赫、60赫、72赫、120赫的電視格式，以及任何從48赫到400赫的垂直頻率范圍里的電視格式。第一變換裝備可以作為影像變換器，即膠片、錄像帶或其它錄像設(shè)備。發(fā)生裝備可以作為垂直同步脈沖發(fā)生器或其它類似的發(fā)生裝備。
典型的眾多左眼影像和眾多右眼影像被轉(zhuǎn)換成影像信號，并且送入觀看裝置。
觀看裝置(如圖1所示)被當(dāng)作電視接收器86。電視顯示眾多左眼影像和眾多右眼影像。電視接收器包括第二變換裝備，它將影像信號變換回眾多左眼影像和眾多右眼影像。觀看裝置還可以包括第二發(fā)射裝備，發(fā)射驅(qū)動信號。如圖1所示，第一接收裝備的一部分當(dāng)作天線19。第二變換裝備當(dāng)作信號變換器104。圖1所示的實施例包括第二發(fā)射裝備。第二發(fā)射裝備當(dāng)作發(fā)生器15。
信號變換器104裝在電視接收器86內(nèi)。信號變換器將影像信號變換成眾多左眼影像和眾多右眼影像。信號變換器104可包括合適的電子線路，以便輪流地、相繼換場地與眾多左眼影像和眾多右眼影像交織。
觀看眼鏡在圖1里被描繪成普通眼鏡76。根據(jù)圖1所示的優(yōu)選實施例，第二接收裝備在每副眼鏡上可當(dāng)作接收器108；左開關(guān)裝備可當(dāng)作左觀看光閥77，右開關(guān)裝備可當(dāng)作右觀看光閥78。左觀看光閥和右觀看光閥可采用液晶體來打開和關(guān)閉。
接收器108接收從發(fā)射器15發(fā)射的驅(qū)動信號。用驅(qū)動信號，左觀看光閥與場頻率同步地打開和關(guān)閉。此打開和關(guān)閉使左眼看見眾多左眼影像。同樣地，用驅(qū)動信號，右觀看光閥78與場頻率同步地打開和關(guān)閉，使右眼看見眾多右眼影像。然而，右觀看光閥與左觀看光閥輪流地打開和關(guān)閉。
如圖1所示，本發(fā)明的優(yōu)選實施例由電視攝像機(jī)110、電視機(jī)86和至少一副觀看眼鏡76組成。電視攝像機(jī)110包括有雙叉雙孔徑光閥30的單像透鏡18、影像信號發(fā)生器103、信號發(fā)生器103和發(fā)射天線113。電視接收器86包括天線19、電子發(fā)射器15和信號變換器104。觀看眼鏡76包括左觀看光閥77和右觀看光閥78。
如圖2、3更詳細(xì)地所示，攝像機(jī)110是根據(jù)本發(fā)明被描繪的，攝像機(jī)110包括機(jī)身112和機(jī)身112中包含的成像電荷耦合器件(CCD)16。機(jī)身112可以作為電視攝像機(jī)或電影攝影機(jī)。機(jī)身112上安裝透鏡18，使之在其焦面上形成影像。焦面與成像電荷耦合器16的平面相重合。如果焦面是精確地在成像裝置16的特定平面內(nèi)，基本上不會有損失。在這里，平面的定義是物面和像面，與其相對的物體空間配合。成像材料可以是普通品種，如電視攝像機(jī)的電荷耦合器件(CCD)或電影攝影機(jī)的35毫米膠卷組成。
在圖上被概要描繪的透鏡一般是指雙凹凸、去像散透鏡類，有兩個負(fù)凹凸、內(nèi)雙合透鏡20、22和外正單元24，26。外正單元被組合成雙合透鏡。該透鏡在內(nèi)凹凸透鏡20，22之間有一個孔徑光圈。假定在本發(fā)明中采用的設(shè)備已經(jīng)有孔徑光圈，并且所需要更改的(以便符合本發(fā)明的要求)透鏡有至少一個孔徑光圈。因此，在這里某一個被更改過的透鏡的介紹是為了更清除的說明，而不應(yīng)該認(rèn)為是個限制。
透鏡系統(tǒng)的一個主要特征是與透鏡聯(lián)合在一起的平面，稱為孔徑光圈平面。這個孔徑光圈限制能量軸錐體的尺寸，也就是從物體空間接收并轉(zhuǎn)移到像空間?？讖焦馊Φ奶卣魇撬械墓饬翉娜S物體空間中的一點放射出來，并且由透鏡接收而溢滿孔徑光圈。這樣，攝像機(jī)內(nèi)的影像空間中最后的影像效果是由光線的大體平均分配而造成，這種平均分配光線的現(xiàn)象指的是光線平均地穿過孔徑光圈的整個面積。作為必然的結(jié)果，孔徑光圈被分為左右兩半，每一半都輪流地、同步地堵塞光亮，導(dǎo)致光損失大致上一半的能量，也就是通過透鏡從物體空間轉(zhuǎn)移到像空間的光能量。在本行業(yè)里眾所周知的是，可變光闌28是緊密地放在孔徑光圈的附近，以便物體空間的光量容易控制，即調(diào)整孔徑光圈的外圍來增加或減少從透鏡里通過的光量。本發(fā)明適合運用各種類型的攝影透鏡，包括凹凸透鏡和去像散透鏡。另外，多種的遠(yuǎn)攝透鏡和其它透鏡也可以根據(jù)這項發(fā)明而作更改。
透鏡前面、后面或透鏡節(jié)點旁邊裝上一個特殊光閥30。立體效果是由分開物鏡18為互相排外的左半光閥單元32和右半光閥單元34而造成。一般，在共同平面中，左、右光閥單元的位置是鄰近的。
這項發(fā)明也有改進(jìn)現(xiàn)有攝像系統(tǒng)的作用，是通過將雙叉雙孔徑光閥加到現(xiàn)有的二維物鏡上。
另外，這項發(fā)明還包括同時播送二維、三維影像的方法。此方法包括下列步驟產(chǎn)生一個與場頻率同步的驅(qū)動信號；輪流地、相繼換場地，在場頻率上，用單像透鏡來顯現(xiàn)眾多左眼影像和眾多右眼影像；覆蓋眾多左眼影像和眾多右眼影像的攝像裝置內(nèi)的單像空間；變換眾多左眼影像和眾多右眼影像為一個影像信號；往遠(yuǎn)程觀看裝置發(fā)射影像信號；變換影像信號為眾多左眼影像和眾多右眼影像；任意地將每副觀看眼鏡上的電視頻道選擇器調(diào)到需要的頻道；往每副觀看眼鏡發(fā)射驅(qū)動信號；每副觀看眼鏡的接收器中，接收驅(qū)動信號時，在場頻率的頻率上，輪流地打開和關(guān)閉左觀看光閥和右觀看光閥，以達(dá)到立體效果。在缺少觀看眼鏡的情況下，左眼影像和右眼影像成為有普通清晰度的二維影像。
產(chǎn)生立體影像有兩種基本方法左右眼同時觀看和左右眼輪換觀看。兩者之間的不同是，前者在標(biāo)準(zhǔn)膠片或電視再生速度不在已構(gòu)成的影像上加多余的閃變，而后者則將再生速度分為兩半，結(jié)果是不能接受的閃變出現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)電影和電視再生速度上。
輪換觀看將再生速度分為兩半，根據(jù)雙目透鏡系統(tǒng)從前景和背景定位里所創(chuàng)造出的影像這一事實，就是說在電視系統(tǒng)第一場中的一個白球產(chǎn)生出同樣系統(tǒng)第二場中的一個黑洞；這種連續(xù)從前景到背景的輪換導(dǎo)致閃變率被分割，一半屬前景一半屬背景。如果場頻率為60周，那么結(jié)果是30周的閃變，也就是不能被雙目電視系統(tǒng)接受。為了給電視和電腦屏幕排除這些困難，目前的系統(tǒng)需要在標(biāo)準(zhǔn)再生速度的一倍的頻率上操作。不幸的是，加倍了的再生速度導(dǎo)致每只眼睛的影像精密度損失一半。本項發(fā)明，相反地，能產(chǎn)生在焦點不發(fā)散的同樣的球，因此它能在標(biāo)準(zhǔn)的60周再生速度上操作。結(jié)果是排除相對場里的黑洞，產(chǎn)生出符合標(biāo)準(zhǔn)電視再生速度的影片，與標(biāo)準(zhǔn)的二維電影顯示相比，沒有多余的閃變。
根據(jù)圖3、圖4，假設(shè)某一個物體空間42中的平面被反映在影像空間44中，在成像器的焦面上；另外假設(shè)眾多前景平面和背景平面在物體空間中存在。眾多前景平面和背景平面被反映到影像空間中的前景平面和背景平面。這些設(shè)想，根據(jù)在透鏡操作行業(yè)里眾所周知的原則，都是有道理的。從物體空間中的物體里放射的、能穿過透鏡的能量光線在孔徑光圈的平面上變成單一個點。從物體中接收的光完全溢滿孔徑。最后幾個設(shè)想忽略被引導(dǎo)的光能量，即有被引導(dǎo)輸出量的光源，但是這種微小的能量是可以忽略的。光閥平面被平分為兩半，容許像空間44的各個單元(在三維意思里)是被第一組光線和第二組光線照明。第一組光線穿過孔徑光圈的一個光閥(在沒有堵塞的階段中)，同時第二組光線穿過光圈的另外一側(cè)(在沒有堵塞的階段中)。在每一個三維影像空間中，這兩個組聚會為一個合成影像。但是此二者，有與孔徑光圈垂直直徑的一半相應(yīng)的雙孔間隔或差異。這種情況的幾何安排在圖2、圖3上顯示，包括在物體空間的不同三個平面上的三個標(biāo)點50，52，54和像空間中相應(yīng)的影像60，62，64。圖3還說明各個影像由孔徑光圈兩邊出的合成光線組成的結(jié)構(gòu)。
假設(shè)調(diào)節(jié)透鏡以使三維物體空間中的某一個目標(biāo)平面聚焦在影像平面上。這種效果是通過調(diào)節(jié)成像器的線距離或其它合適的幾何結(jié)構(gòu)。更具體地說，將物體空間中目標(biāo)平面上所現(xiàn)的影像，即在三維像空間中形成的影像，被調(diào)節(jié)為符合成像器上的定位。在這個目標(biāo)影像平面后面或前面所形成影像的焦距不完全與平面相同。
關(guān)于在物體空間里的三個標(biāo)點50、52、54作以下參照標(biāo)點50作為目標(biāo)平面，標(biāo)點52作為前景，標(biāo)點54作為背景。標(biāo)點50作為目標(biāo)平面上的影像，在成像器表面上聚會為集中的清晰影像60。相反地，前景標(biāo)點52，變成在像空間背景里的影像62，并且單獨的光線束62a、62b在它們與成像器平面相交的地方結(jié)合，結(jié)果是成像器輕微的位移或曝光的條紋出現(xiàn)。條紋出現(xiàn)的程度是與在影響空間中影像62離成像器表面平面的距離相對應(yīng)。影像62和成像器表面平面的距離是與標(biāo)點52離物體空間中目標(biāo)平面的相對距離成正比例。最后，目標(biāo)空間背景里的標(biāo)點54被光線束64a、64b形成的影像64成像到影像空間前景。在形成成像器表面上影像的同時，被位移的分叉光線束64a、64b沖擊影像64。關(guān)于前景標(biāo)點52和影像62的關(guān)系，分叉光線束64a、64b的位移程度與標(biāo)點54在背景物體空間中的位移成正比例，它與像空間的前景影像64相對應(yīng)。
目標(biāo)平面的曝光所構(gòu)成的影像歸類于幾個特征，將影像和目前的三維系統(tǒng)影像區(qū)別開(除了授予Songer，Jr.的美國專利號碼3,712,199—名稱是THREE—DIMENSION-AL COLOR PHOTOGRAPHIC PROCESS，APPARA-TUS AND PRODUCT—立體彩色攝影過程、設(shè)備和產(chǎn)品)。特征第一，成像器所在的像空間是單一的，就是說像空間里只有一套被在相等長度、對稱路徑上，從物體空間到單一孔徑傳送的光線束所形成的影像。作為結(jié)果，在像空間里沒有路徑長度的不同，因此沒有路徑長度不同所引起的畸變，包括梯形失真。梯形現(xiàn)象的原因是從分離的孔徑觀看物體空間，它導(dǎo)致最后的影像效果失去邊緣的細(xì)節(jié)，尤其是在角落中。這種細(xì)節(jié)損失是由畸變而引起，即原始方形圖象重放大時，一邊大于另一邊。
最后的結(jié)果也可以通過調(diào)整來排除明顯的重像。邊緣視野里的明顯重像干擾大多數(shù)觀看者，而且不符合實際的視覺。經(jīng)過調(diào)節(jié)可變光闌為有限景深，所有立體信息是在一套像空間的數(shù)據(jù)，未聚焦模糊中傳送。最后的結(jié)果特別符合這方面的要求，因為其未聚焦模糊相應(yīng)主觀肉眼視覺，即肉眼視覺的大腦影像與本發(fā)明所造的影像非常相象。例如，以觀看者的聚會角度來熔合重像直接相應(yīng)肉眼視覺的重像聚會，所以觀看者基本上可以避免干擾因素，因為他對本發(fā)明所需要的雙眼操作已經(jīng)比較熟悉；這種雙眼操作就是人在普通視覺中所習(xí)慣的過程。兩種影像的相似可觀地減少觀看立體影像時能感到的干擾，尤其是和包含明顯的重像的立體照片對比。
肉眼視覺和本發(fā)明所產(chǎn)生的影像另一個相似之處的原因是對熔合條紋所引起的較大對照的主觀印象。熔合條紋在觀看者的大腦里確定準(zhǔn)確觀看，提高立體效果。影像較大對照指的是看物體空間的肉眼印象對照，即用一只眼睛聚焦時，某一個物體的明亮印象較小。如此，熔合時在前、背景影像質(zhì)量上的大幅進(jìn)步是由觀看者導(dǎo)致的，因為定位物體左、右邊緣的條紋時整個物體的細(xì)節(jié)得以改進(jìn)并明顯化。但是，上端和下端還是會有未聚焦的模糊，并且不能得以改進(jìn)，因為觀看者只能提供水平熔合而不能提供垂直熔合。
為了排除閃變的問題，另外還可以作一些調(diào)整。例如，肉眼視覺上，亮度成蔭誤差會導(dǎo)致左右閃變。因為光閥是被分為兩半，左右半中心有孔徑直徑同等的偏移，使一半在另一半里造成誤差。為了修改這種偏移，可以采用二單元的、在垂直中心雙叉的、兩個單元之間裝液晶體的透鏡。另外還可以用其它方法來解決這個問題。
本發(fā)明的重要優(yōu)點是它基本上不受緊要維數(shù)因素的影響。如上面已經(jīng)提到過，某些定向和調(diào)準(zhǔn)方面的問題(如水平位移或由于光閥繞著透鏡光學(xué)軸轉(zhuǎn)動的角度誤差)，在這項發(fā)明上并不緊要。另外，和許多目前的立體系統(tǒng)不同，這項發(fā)明在觀看者改變頭部角度情況下造成的畸變是相當(dāng)自由的。觀看者為了達(dá)到更舒服的姿勢，常常會把自己的頭輕輕地斜過來。在現(xiàn)有的系統(tǒng)中，這經(jīng)常導(dǎo)致重像失真和立體效果的立即遺失。相反，在本系統(tǒng)里這種角度變化不緊要，也不會引起立體效果的遺失，除非垂直角度的變化較大。
下面幾段是分析本發(fā)明所創(chuàng)造的立體效果和每個要素產(chǎn)生的步驟。
圖6、7顯示的光閥結(jié)構(gòu)如下影像上、下邊的清晰度與觀看者能達(dá)到經(jīng)過邊緣的水平熔合的清晰度類似。這些光閥的規(guī)格和關(guān)于圖2、圖3的化身所描述的規(guī)格是相同的。每一個光閥由左光閥和右光閥組成。但是，光閥的上、下邊的一部分是被遮或變成空白，以便形成兩個橢圓(如圖6所示)的或兩個長方(如圖7所示)的形狀。事實上任何形狀都能達(dá)到這個目的主要沿著垂直位移路徑的光線與主要沿著水平位移路徑的光線相比，前者被有選擇地排除。
圖6顯示兩個光閥結(jié)合采用兩個橢圓形圓盤過濾機(jī)(disk—filter)單元，它們位于孔徑光圈上兩光閥交接處的每一面的大約中間位置，每一面用上遮光涂料。這種結(jié)構(gòu)在二維、三維觀看上可以同樣良好地使用。圖7顯示兩個長方形，它們與圖6上的橢圓形圓盤過濾機(jī)單元放置方式相同。這種結(jié)構(gòu)對于通過使用特殊觀看裝置來觀看三維影像起著最佳效果。但對于肉眼觀看二維影像不起同樣良好的效果。
圖9顯示現(xiàn)有的雙目系統(tǒng)，用一個白球作為影像物體。在電視攝像機(jī)(未顯示)上采用雙目透鏡系統(tǒng)18a、18b，兩影像是在交錯幀的兩個不同場里所構(gòu)成。一個影像是提供給一場那一邊的右眼，另一個影像是給另外一場那邊的左眼。右眼場的光線束穿過左眼場的光線束，此時在兩光線束交叉的點上構(gòu)成逼真的立體影像82。當(dāng)管制右眼影像的光閥78打開時，球在場的一邊出現(xiàn)而在另一邊不出現(xiàn)。當(dāng)管制左眼影像的光閥79打開時，球出現(xiàn)在場的另一邊，與右眼出現(xiàn)的那一邊正好相反。這樣造成的閃變只能經(jīng)過將標(biāo)準(zhǔn)再生速度加倍后才能排除。就象前面所提過，這種閃變阻礙現(xiàn)有三維系統(tǒng)的電視播送。
如圖8所示，在這項發(fā)明里，白球80的位置在幀的兩場中幾乎相等。由于可能出現(xiàn)輕微地焦距沒有對準(zhǔn)球的現(xiàn)象，觀看者或者集中或者分開他的視力來使球聚焦，這樣在大腦想象視覺里產(chǎn)生了立體效果——也就是在與物體空間的真實視覺聯(lián)合的立體效果產(chǎn)生的地方。
對掌握這門與本發(fā)明有關(guān)行業(yè)技術(shù)的人在本發(fā)明上會發(fā)現(xiàn)更多的改進(jìn)與適應(yīng)機(jī)會。本發(fā)明可以立刻應(yīng)用，舉例來說，供宏觀和微觀攝像系統(tǒng)來用。很容易看出，這種物鏡上可以加上這里所描述過的那一類型的光閥。本發(fā)明所采用的尺寸縮減程度不受限制，除非通過限制的方法也能使用在光學(xué)系統(tǒng)上。
此外，本發(fā)明所形成的系統(tǒng)可以在電影上運用。采用電影放映機(jī)上的四片快門，在每秒24幀的頻率上，能達(dá)到良好的可以接受閃變程度的立體效果。假如這個標(biāo)準(zhǔn)增加到每秒30幀的頻率，就象電影企業(yè)所需求的，那么一個三片快門能產(chǎn)生出可以接受的閃變程度，而且在某些放映機(jī)上，標(biāo)準(zhǔn)的兩片快門會產(chǎn)生可以接受的閃變程度。
據(jù)圖1上所顯示的廣泛的說明，這項發(fā)明采用的觀看裝置是由一個發(fā)射器15和一個預(yù)定頻道的電視接收器86而組成。在全球任何一個大都市里，主要電視網(wǎng)絡(luò)的垂直同步信息一般是在都市任何電視發(fā)射器的范圍之內(nèi)。被偵察的垂直同步信息產(chǎn)生與選定頻道同步的單、雙數(shù)垂直場定時脈沖(vertical—field timing—pulse)，基于該垂直同步信息，一個開關(guān)先交替左觀看光閥77，后交替右觀看光閥78。
在大多數(shù)情況下，某一個地區(qū)主要電視網(wǎng)絡(luò)是相對幀鎖的(framelocked)。一臺幀同步器將播放設(shè)備，不管是錄像影碟機(jī)、錄像機(jī)、間接播送還是實況播送的攝像機(jī)，同步鎖住與觀看裝置選定的具體頻道。在這里“同步鎖住”的意思是播放設(shè)備與具體頻道幀同步器同步。因此，在任何觀看情況下，在顯示屏幕的可見距離內(nèi)，可以有無數(shù)的觀眾，而且不會失去同步。
圖10、11顯示了不同的實施例，這項發(fā)明是由以下項目構(gòu)成一臺攝像裝置10、一臺遠(yuǎn)程的觀看裝置86、第一裝備供發(fā)射影像信號到遠(yuǎn)程的觀看裝置(幾副觀看眼鏡100、101、102)、第二裝備供發(fā)射影像驅(qū)動信號到幾副觀看眼鏡。
攝像裝置包括一個單像透鏡18、一個位于單像透鏡內(nèi)的雙叉雙孔徑光閥30、和將眾多左眼影像和眾多右眼影像變換成影像信號的裝備。攝像裝置可以作為電視攝像機(jī)，電影攝影機(jī)或其它電子、機(jī)械攝像裝置。
遠(yuǎn)程觀看裝置86包括接收裝備和將影像信號變換回眾多左眼影像、眾多右眼影像的裝備。遠(yuǎn)程觀看裝置可以作為，但不限制于銀幕、電視機(jī)或錄像機(jī)，與當(dāng)?shù)仉娨暸_選定的頻道鎖住。每一副觀看眼鏡包括一個左觀看光閥、一個右觀看光閥、一個電視頻道選擇裝備供選定具體的電視頻道、一個接收裝備接收驅(qū)動信號及產(chǎn)生與具體頻道同步的單、雙數(shù)垂直場定時脈沖。
如圖10、圖11所顯示，攝像裝置作為一臺電視攝像機(jī)110。遠(yuǎn)程觀看裝置作為電視接收器86，發(fā)射影像信號到電視機(jī)的第一裝備作為當(dāng)?shù)仉娨暸_98和播送發(fā)射器97。發(fā)射驅(qū)動信號的第二裝備作為信號發(fā)射器11和天線13。觀看眼鏡作為眼鏡100、101、102。眼鏡100、101、102中的每一副包括左觀看光閥77和右觀看光閥78。左觀看光閥77和右觀看光閥78作為液晶顯示器(LCD)。眼鏡100、101、102中的每一副眼鏡的接收裝備作為同步分離器和場識別器88，包括一個玻璃開關(guān)和垂直同步器。電視頻道選擇裝備作為帶有天線的微型電視頻道選擇器86。
為了避免在觀看環(huán)境中從隨機(jī)光源發(fā)出紅外脈沖所引起的干涉，水平定時脈沖是從同步分離器和場識別器88被發(fā)射到觀看眼鏡100、101、102。這些定時脈沖采用場碼同步脈沖和單、雙數(shù)場均衡脈沖，以便排除低頻干涉。此時，應(yīng)用的技術(shù)類似與National Semiconductor LM 1881 CMOS同步分離器和垂直ID脈沖。
如圖12所顯示，左眼的場里可以插入一個可調(diào)整的電子褪光92，而這時整個影像是在右眼的場里出現(xiàn)。用這種可調(diào)整的褪光92可以產(chǎn)生的錯覺現(xiàn)象在一個角上一只眼睛(由于視差)比另一只眼睛看得遠(yuǎn)。
類似地，如圖13所顯示，和光閥在透鏡里同步的頻閃光94可以產(chǎn)生更深的陰影96在物體平面中的球80后面，從而增大立體效果的深度錯覺。
根據(jù)發(fā)明概況和具體描述中的說明，發(fā)明的目標(biāo)是經(jīng)過提供三維顯像系統(tǒng)而達(dá)到，采用垂直分隔的、位于標(biāo)準(zhǔn)攝影鏡頭的前面、后面或在其節(jié)點的光閥。右光閥包括穿過同樣光量的右半和左半。透鏡不斷產(chǎn)生與物體空間單元對單元相應(yīng)的單像空間。影像是在影像焦面上形成的，也就是說在成像表面上的影像，結(jié)合到聚焦定位，以便在成像表面(包括與物體空間中目標(biāo)平面一致的一套聚集的影像)產(chǎn)生一個影像。位于影像空間中、焦面前后的物體影像由于同物體空間中的前景和背景面相應(yīng)，聚會成在成像表面前面、后面的單影像。結(jié)果是，穿過焦面時，這些影像一般都是模糊影像。然而，將光線傳過輪流地不堵塞的光閥時，這種影像具有這樣的特征構(gòu)成有左端和右端條紋的影像沖擊成像表面的左、右光線束。條紋的數(shù)量或條紋邊緣的寬度與雙目差異成比例關(guān)系，它是由物體空間中，物體離物體表面的距離所造成。此外，根據(jù)影像是否來源于物體空間的前景還是背景，影像是明亮的物體還是黑暗的物體，每一個條紋影像的方位與另外一個相比是反向的。因此，顯示出完全能分明的一套數(shù)據(jù)，可以通過輪流地?zé)o堵塞地左觀看光閥和右觀看光閥來觀看。它們與透鏡里放置的觀看光閥相應(yīng)和同步。這樣看的時候，觀看者一般會自然地把自己的視覺輕微地聚會或岔開，為了使這些影像邊緣聚焦。因為眼睛可以重新對準(zhǔn)前景和背景里的影像，所以觀看裝置增加攝像鏡頭的景深。因此，看到的影像在觀看者大腦上顯得相當(dāng)清楚，而且導(dǎo)致使影像明亮化的眼睛運動，由于視覺的聚會和岔開，產(chǎn)生心理、生理性的立體效果。
用肉眼看時，這種影像象用標(biāo)準(zhǔn)二維透鏡攝影的普通影像。這種二、三維觀看兼容性的原因是因為本發(fā)明的三維性質(zhì)能提供與普通二維條件同樣的景深。
很顯然，對本行業(yè)技術(shù)上有一定了解的人，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，對本發(fā)明的二、三維系統(tǒng)可以進(jìn)行各種改進(jìn)。其宗旨是這項發(fā)明包含此二、三維系統(tǒng)的一切改進(jìn)和變更，其條件是只要它們在附合權(quán)利要求項目或與其相當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)。
權(quán)利要求
1.為顯像和觀看彩色和黑白影像使用的二、三維成像系統(tǒng)，用有左右眼睛的觀看者來觀看符合NTSC、PAL、SE-CAM和任何其它全球的電子觀看格式的彩色和黑白影像，此系統(tǒng)由下列項目構(gòu)成a.一臺攝像裝置包括(i)產(chǎn)生與垂直場頻率同步的驅(qū)動信號的裝備；(ii)單像透鏡；(iii)雙叉雙孔徑光閥，位置于單像透鏡附近，受驅(qū)動信號的控制，輪流地、相繼換場地，在場頻率上顯像一個由眾多左眼影像和眾多右眼影像構(gòu)成的物體；b.一臺觀看裝置供顯示眾多的左右眼影像；c.供發(fā)射驅(qū)動信號的裝備；d.至少一副觀看眼鏡，包括(i)左觀看光閥，即用來操作在左眼上邊，受上述發(fā)射裝備發(fā)射的驅(qū)動信號的控制，與場頻率同步地打開關(guān)閉，以便觀看眾多的左眼影像；(ii)右觀看光閥，即用來操作在右眼上邊，受上述發(fā)射裝備發(fā)射的驅(qū)動信號的控制，與場頻率同步地打開關(guān)閉，跟上述左觀看光閥輪流，以便觀看眾多的右眼影像；e.用觀看眼鏡，眾多左眼影像和眾多右眼影像在觀看者眼前呈現(xiàn)出立體效果，不用觀看眼鏡，眾多左眼影像和眾多右眼影像在觀看者眼前則呈現(xiàn)出二維效果。
2.權(quán)利要求1所述的成像系統(tǒng)，進(jìn)一步包括將眾多左眼影像和眾多右眼影像變換成影像信號的裝備；上述的觀看裝置，包括將影像信號變換回眾多左眼影像和眾多右眼影像的裝置，以便顯示眾多左眼影像和眾多右眼影像。
3.權(quán)利要求1所述的成像系統(tǒng)，加上上述的發(fā)射裝備，包括一臺觀看裝置上的發(fā)射器，以便發(fā)射驅(qū)動信號到觀看眼鏡。
4.權(quán)利要求3所述的成像系統(tǒng)，加上上述的觀看眼鏡，進(jìn)一步包括驅(qū)動電路，以便接收驅(qū)動信號。
5.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，加上上述的觀看眼鏡，進(jìn)一步包括電視頻道選擇器，選擇具體頻道，由幀同步器同步鎖?。惶綔y器，探測驅(qū)動信號和產(chǎn)生與具體頻道同步的單、雙數(shù)垂直場定時脈沖。
6.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，加上上述的左觀看光閥和右觀看光閥，包括液晶二極管。
7.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括擋光裝備，擋住穿過每半雙叉雙孔徑光閥上下端的光線的一部分，以便減少上下端上出現(xiàn)的模糊。
8.權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，加上上述的包括一個由兩個橢圓形成的遮光光圈的擋光裝備，每一個橢圓在相應(yīng)的半個雙叉雙孔徑光閥中，與單像透鏡光學(xué)軸相毗連。
9.權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，加上上述的擋光裝備，包括一個由兩個長方形成的遮光光圈。
10.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，加上位于顯像透鏡前面的雙孔徑光閥。
11.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，加上位于顯像透鏡后面的雙孔徑光閥。
12.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，加上位于顯像透鏡節(jié)點的雙孔徑光閥。
13.為顯像和觀看彩色和黑白影像使用的二、三維成像系統(tǒng)，適用于有左右眼睛的觀看者，此系統(tǒng)由下列項目構(gòu)成一臺攝像裝置，包括產(chǎn)生驅(qū)動信號的裝備；聚焦某一個物體的影像的裝備；受驅(qū)動信號控制的裝備，輪流地、相繼換場地在場頻率上顯示一個由眾多的左右眼影像構(gòu)成的物體；第一裝備，擁有單像空間，將眾多左眼影像和眾多右眼影像變換成影像信號；發(fā)射驅(qū)動信號和影像信號的裝備；顯示影像信號的裝備；第二裝備，位于顯示裝備內(nèi)，將影像信號變換成眾多左眼影像和眾多右眼影像；至少一副觀看眼鏡，包括接收驅(qū)動信號的裝備；左邊裝備，位于左眼上邊，受由上述接收裝備接收的驅(qū)動信號的控制，與場頻率同步地打開關(guān)閉，以便能觀看眾多左眼影像；右邊裝備，位于右眼上邊，受由上述接收裝備接收的驅(qū)動信號的控制，與場頻率同步地打開關(guān)閉，跟上述左邊裝備輪流，以便能觀看眾多右眼影像；用觀看眼鏡，眾多左眼影像和眾多右眼影像在觀看者眼前的顯示裝備上呈現(xiàn)出立體效果；不用觀看眼鏡，眾多左眼影像和眾多右眼影像在觀看者眼前的顯示裝備上則呈現(xiàn)出二維效果。
14.權(quán)利要求1或13所述的系統(tǒng)，加上上述的發(fā)射裝備，包括紅外線發(fā)射器。
15.權(quán)利要求1或13所述的系統(tǒng)，加上上述的發(fā)射裝備，包括超聲發(fā)射器。
16.權(quán)利要求1或13所述的系統(tǒng)，加上上述的發(fā)射裝備，包括無線電發(fā)射器。
17.權(quán)利要求1或13所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括錄像裝備，錄制眾多左眼影像和眾多右眼影像。
18.權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，加上上述的錄像裝備，包括膠片。
19.權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，加上上述的錄像裝備，包括錄像帶。
20.權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，加上上述的觀看眼鏡，進(jìn)一步包括電視頻道選擇器，選擇具體頻道，由幀同步器同步鎖?。簧鲜龅慕邮昭b備，包括探測器，探測驅(qū)動信號和產(chǎn)生與具體頻道同步的單、雙數(shù)垂直場定時脈沖。
21.權(quán)利要求1或13所述的系統(tǒng)，加上上述的產(chǎn)生驅(qū)動信號的裝備，包括紅外發(fā)射器，以便產(chǎn)生垂直同步脈沖。
22.權(quán)利要求1或13所述的系統(tǒng)，加上上述的產(chǎn)生驅(qū)動信號的裝備，包括垂直同步脈沖發(fā)生器，以便產(chǎn)生作為垂直同步信號的驅(qū)動信號。
23.權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，加上上述的左邊裝備和右邊裝備，包括液晶二極管。
24.權(quán)利要求1或13所述的系統(tǒng)，加上攝像裝置，包括一臺電視攝像機(jī)。
25.權(quán)利要求1或13所述的系統(tǒng)，加上攝像裝置，包括一臺電影攝影機(jī)。
26.權(quán)利要求1或13所述的系統(tǒng)，加上用50赫、60赫、72赫和120赫標(biāo)準(zhǔn)電視放映格式的攝像裝備。
27.權(quán)利要求1或13所述的系統(tǒng)，加上在電子顯示裝置的任何從48赫到400赫的垂直場頻率上用電視格式的攝像裝置。
28.權(quán)利要求1或13所述的系統(tǒng)，加上一副由一套電視頻道選擇器和探測器組成的觀看眼鏡，與當(dāng)?shù)仉娨暸_播送信號同步鎖住，同步觀看眼鏡與場頻率，以便在左右眼中得到準(zhǔn)確影像。
29.為顯像和觀看天然彩色和黑白影像使用的二、三維成像系統(tǒng)，使用于眾多觀看者(其中每一位觀看者有左右眼睛)；此系統(tǒng)由下列項目構(gòu)成攝像裝置，包括產(chǎn)生驅(qū)動信號的裝備；單像透鏡；雙叉雙孔徑光閥。受驅(qū)動信號的控制，輪流地、相繼換場地，在場頻率上顯像一個由眾多左右眼的影像構(gòu)成的物體；第一裝備，將眾多左眼影像和眾多右眼影像變換成影像信號；至少一臺觀看裝置，觀看影像信號；第一裝備，將影像信號發(fā)射到觀看裝置；第二裝備，將影像信號變換成眾多左眼影像和眾多右眼影像；第二裝備，發(fā)射驅(qū)動信號；眾多觀看眼鏡，每副包括電視頻道選擇器，選擇具體頻道，由幀同步器同步鎖??；接收由上述第二裝備發(fā)射來的驅(qū)動信號的接收器，受驅(qū)動信號的控制，產(chǎn)生與具體頻道同步的單、雙數(shù)垂直場定時脈沖；左觀看光閥，受單、雙數(shù)場定時脈沖的控制，與場頻率同步地打開關(guān)閉，以便能觀看眾多左眼影像；右觀看光閥，受單、雙數(shù)場定時脈沖的控制，與場頻率同步地打開關(guān)閉，跟上述左觀看光閥輪流，以便能觀看眾多右眼影像；用觀看眼鏡，眾多左眼影像和眾多右眼影像在眾多觀看者眼前呈現(xiàn)出立體效果；不用觀看眼鏡，眾多左眼影像和眾多右眼影像在眾多觀看者眼前則呈現(xiàn)出二維效果。
30.二、三維觀看系統(tǒng)，適用于有左右眼睛的觀看者，采用有單像透鏡和雙叉雙孔徑光閥的攝像裝置，受驅(qū)動信號的控制，輪流地、相繼換場地，在場頻率上顯像眾多左、右眼的影像；此系統(tǒng)由下列項目構(gòu)成觀看裝置，顯示眾多左眼影像和眾多右眼影像；發(fā)射驅(qū)動信號的裝備；至少一副觀看眼鏡，包括左觀看光閥，即用來操作在左眼上邊，受上述發(fā)射裝備發(fā)射的驅(qū)動信號的控制，與場頻率同步地打開關(guān)閉，以便觀看眾多的左眼影像；右觀看光閥，即用來操作在右眼上邊，受上述發(fā)射裝備發(fā)射的驅(qū)動信號的控制，與場頻率同步地打開關(guān)閉，跟上述左觀看光閥輪流，以便觀看眾多的右眼影像。用觀看眼鏡，眾多左眼影像和眾多右眼影像在觀看者眼前呈現(xiàn)出立體效果；不用觀看眼鏡，眾多左眼影像和眾多右眼影像在觀看者眼前則呈現(xiàn)出二維效果。
31.為了產(chǎn)生二維和三維影像的攝像系統(tǒng)，在場頻率上，觀看者在觀看裝置上觀看；同樣的攝像裝置，采用發(fā)射眾多左眼影像和眾多右眼影像的第一發(fā)射裝置、發(fā)射驅(qū)動信號的第二發(fā)射裝備、一副觀看眼鏡包括在左眼上邊操作的上述左觀看光閥，受驅(qū)動信號的控制，與場頻率同步地打開關(guān)閉，以便在觀看裝置上觀看眾多左眼影像；上述的觀看眼鏡包括在右眼上邊操作的上述右觀看光閥，受驅(qū)動信號的控制，與場頻率同步地打開關(guān)閉，以便在觀看裝置上觀看眾多右眼影像；此系統(tǒng)由下列項目構(gòu)成產(chǎn)生驅(qū)動信號的裝備；單像透鏡；雙叉雙孔徑光閥，位于單像透鏡內(nèi)，受驅(qū)動信號的控制，輪流地、相繼換場地、在場頻率上顯像一個由眾多左眼影像和眾多右眼眼影像構(gòu)成的物體。
32.為了成像、播送和觀看影像使用的技術(shù)，提供二、三維操作的同時效力，采用有垂直雙叉雙孔徑光閥的單像透鏡攝像機(jī)、發(fā)射影像到遠(yuǎn)程觀看裝置的裝備，有左觀看光閥和右觀看光閥的觀看眼鏡；此技術(shù)由下列步驟構(gòu)成產(chǎn)生控制場頻率的驅(qū)動信號；用單像透鏡，輪流地、相繼換場地，在場頻率上顯像由眾多左眼影像和眾多右眼影像構(gòu)成的物體空間；將眾多左眼影像和眾多右眼影像變換成單像空間上的影像信號；發(fā)射驅(qū)動信號和影像信號到遠(yuǎn)程觀看裝置；在遠(yuǎn)程觀看裝置上將影像信號變換成眾多左眼影像和眾多右眼影像；在觀看眼鏡上接收驅(qū)動信號；與場頻率同步地打開關(guān)閉左觀看光閥，以便觀看眾多左眼影像；與場頻率同步地，與左觀看光閥輪流地打開關(guān)閉右觀看光閥，以便觀看眾多右眼影像；由觀看者用觀看眼鏡看三維影像；由觀看者不用觀看眼鏡看二維影像。
33.為了同時播送二、三維天然彩色和黑白影像的方法，用電視信號從電視臺播送符合NTSC、RAL、SECAM和其它全球電子觀看格式的天然彩色和黑白影像，采用有垂直雙叉雙孔徑光閥的單像透鏡電視攝像機(jī)、發(fā)射影像到遠(yuǎn)程觀看裝置的裝備、有左觀看光閥和右觀看光閥的觀看眼鏡；上述的左觀看光閥，受驅(qū)動信號的控制，與場頻率同步地打開關(guān)閉，以便在觀看裝置上觀看眾多左眼影像；上述的右觀看光閥，受驅(qū)動信號的控制，與場頻率同步地打開關(guān)閉，以便在觀看裝置上觀看眾多右眼影像；此技術(shù)由下列步驟構(gòu)成產(chǎn)生控制場頻率的驅(qū)動信號；用單像透鏡，輪流地、相繼換場地，受驅(qū)動信號的控制，在場頻率上顯像眾多左眼影像和眾多右眼影像；將眾多左眼影像和眾多右眼影像遮蓋到電視攝像機(jī)內(nèi)的單像空間；將眾多左眼影像和眾多右眼影像變換成影像信號；發(fā)射驅(qū)動信號和影像信號到遠(yuǎn)程觀看裝置；在遠(yuǎn)程觀看裝置上接收影像信號和驅(qū)動信號；將影像信號變換回眾多左眼影像和眾多右眼影像；發(fā)射驅(qū)動信號到觀看眼鏡；用觀看眼鏡觀看眾多左眼影像和眾多右眼影像，作為三維影像；不用觀看眼鏡觀看眾多左眼影像和眾多右眼影像，作為二維影像；
34.權(quán)利要求32或33所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟在電視攝像機(jī)水平頻率上產(chǎn)生鋸齒形的斜面以便改正二維影像的左、右閃變。
35.權(quán)利要求32或33所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟調(diào)整視頻中的振幅，以便排除閃變。
36.權(quán)利要求32或33所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟插入可調(diào)整的、只有一只眼能看見的垂直褪光到一個觀看幀場里邊，以便造成基于水平位移的圓形幻象。
37.權(quán)利要求36所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟插入至少兩個各種組合的垂直褪光，其中每一個至少由一只眼睛能看見。
38.權(quán)利要求32或33所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟插入可調(diào)整的、水平褪光到一個觀看幀的場里邊。
39.權(quán)利要求38所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟插入至少兩個各種組合的水平褪光，其中每一個至少由一只眼睛能看見。
40.為了同時播送二、三維天然彩色和黑白影像的方法，用電視信號從電視臺播送符合NTSC、PAL、SECAM和其它全球電子觀看格式的天然彩色和黑白影像，采用有垂直雙叉雙孔徑光閥的單像透鏡攝像機(jī)，由幀同步器鎖住具體頻道的遠(yuǎn)程觀看裝置，眾多觀看眼鏡，其中每副包括左觀看光閥和右觀看光閥，電視頻道選擇器，探測器單元；此技術(shù)由下列步驟構(gòu)成生產(chǎn)控制場頻率的驅(qū)動信號；用單像透鏡，在場頻率上有選擇地顯像相繼換場的左眼影像和右眼影像；將左眼影像和右眼影像遮蓋到單像空間，作為一個影像信號；發(fā)射影像信號到遠(yuǎn)程觀看裝置；在每副觀看眼鏡上的電視頻道選擇器里選擇具體頻道；發(fā)射驅(qū)動信號到每副觀看眼鏡上的探測器單元；在每副觀看眼鏡上，受驅(qū)動信號的控制，輪流地、相繼換場地打開和關(guān)閉與場頻率同步的左觀看光閥和右觀看光閥；產(chǎn)生三維影像，經(jīng)過用每副觀看眼鏡觀看遠(yuǎn)程觀看裝置；產(chǎn)生兼容的二維影像，經(jīng)過不用觀看眼鏡觀看遠(yuǎn)程觀看裝置。
41.為顯像和觀看天然彩色和黑白立體影像使用的經(jīng)過改進(jìn)的攝像系統(tǒng)；此改進(jìn)由下列項目構(gòu)成單像透鏡，包括雙叉雙孔徑光閥；變換裝置，將眾多左眼影像和眾多右眼影像變換成適合電視播送的影像信號。
42.權(quán)利要求36的方法，包括現(xiàn)有的二維物鏡，加上雙叉雙孔徑光閥，以便產(chǎn)生三維影像。
全文摘要
本發(fā)明提供給觀看者觀看彩色或黑白的三維、二維影像的系統(tǒng)及方法，它按照NTSC，PAL，SECAM和其它全球的電子觀看格式而播送。這項發(fā)明由一臺攝像裝置110、一臺觀看裝置、一臺發(fā)射驅(qū)動信號的發(fā)射器15和至少一副觀看眼鏡76組成。當(dāng)通過觀看眼鏡76觀看時，眾多左眼影像和眾多右眼影像出現(xiàn)立體效果；當(dāng)觀看時不用觀看眼鏡76，則出現(xiàn)二維效果。
文檔編號H04N13/02GK1126014SQ95190231
公開日1996年7月3日 申請日期1995年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月28日
發(fā)明者吉米·D·松格爾 申請人:邁格瑪公司