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分幅式立體電視系統(tǒng)及其高低視角圖像增大方法

文檔序號:7559114閱讀:465來源:國知局
專利名稱:分幅式立體電視系統(tǒng)及其高低視角圖像增大方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于分幅式立體電視系統(tǒng),它是本發(fā)明人1988年4月29日申請的、申請?zhí)枮?8102300-0發(fā)明的后續(xù)發(fā)明,具體說來是一種借助于光學手段把分幅立體電視畫面增大了的分幅式立體電視系統(tǒng),可用于廣播電視、立體模擬訓練、軍事立體錄像偵察、工業(yè)立體監(jiān)控及文教衛(wèi)生等方面。
原發(fā)明的分幅式立體電視系統(tǒng),主要存在(1)由于附加立體攝像頭左、右視場光程有一定差異,致使最近攝像距離不能小于1.6米,否則,觀看電視時會影響觀賞效果;(2)由于上、下幀須存在于同一幀畫面上,所以,立體圖像只有通常畫面高低的二分之一;(3)由于采用楔形鏡合像,每一付眼鏡只能供在所標注的距離附近不大范圍內(nèi)觀看,有所不便。
本發(fā)明的目的是,在原發(fā)明的基礎(chǔ)上采用等光程設(shè)計的立體攝像頭、寬銀幕攝影鏡頭、菲涅爾透鏡及柱面偏光立體眼鏡把圖像垂直高度進行“壓縮”、放大、再“拉伸”還原,從而收看到立體感真實、彩色還原性好、無閃爍的分幅電視垂直畫面增大了的三維圖像。
本發(fā)明的上述目的是通過以下方式實現(xiàn)的(1)在攝像機的鏡頭前附加一個由5面反射鏡(原發(fā)明為4面反射鏡)組成的、可調(diào)整方向和高低的立體攝像頭,其左、右視場的入射至出射光程相等或趨于相等,從而獲得上、下分幅的同一視場的兩個圖像;(2)用寬銀幕攝影鏡頭取代攝像機的原鏡頭或在鏡頭前加一個柱面鏡組,使在畫幅不變的條件下“壓縮”物像垂直高度,加大高低視場;(3)采用一個主要由4面反射鏡、兩面偏光屏、菲涅爾透鏡組成的合像鏡箱,使圖像放大;(4)用一付柱面偏光立體眼鏡觀看電視屏幕,以使通過合像鏡箱的圖像經(jīng)柱面透鏡進行高低“拉伸”還原成正常狀態(tài)的圖像,并且右眼只看到下半幅圖像,左眼只看到上半幅圖像,經(jīng)大腦合成為一立體圖像。
本系統(tǒng)經(jīng)試制和試驗后說明(1)由于采用了寬銀幕攝影技術(shù)和與之相匹配的柱面偏光立體眼鏡并使用了菲涅爾透鏡,從而克服了分幅式立體電視系統(tǒng)制式畫面小的弱點,增大了畫面。
(2)由于經(jīng)合像鏡箱獲得的圖像是無高低差、僅有視差錯位的重疊圖像,克服了原發(fā)明中觀看電視距離不自由和易造成視力疲勞的弱點。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步說明。


圖1為分幅式立體電視系統(tǒng)組成示意2a為立體攝像頭側(cè)視2b為立體攝像頭俯視3為合像鏡箱側(cè)視4為柱面偏光立體眼鏡側(cè)視1是分幅式立體電視系統(tǒng)組成的示意圖。它是由附加立體攝像頭(1)、帶寬銀幕攝影鏡頭或配用柱面鏡組的攝像機(2)、錄像機(3)、電視機(4)、合像鏡箱(5)、柱面偏光立體眼鏡(6)組成。
攝像機(2)、錄像機(3)、電視機(4)均為市售商品,除攝像機(2)的鏡頭換為市售的寬銀幕攝影鏡頭或在攝像機(2)原鏡頭上再配用一個柱面鏡組外,其它無任何改動。
圖2a、b是附加立體攝像頭(1)的側(cè)視圖和俯視圖。附加立體攝像頭(1)由左視場反射鏡(7、8、9)、右視場反射鏡(10、11)、高低調(diào)整器(12)、方向調(diào)整器(13)、殼體(14)組成。左、右視場采用了等光程、等光度設(shè)計結(jié)構(gòu),其輸出的圖像大小趨于相等,光度趨于相同,上下顛倒,即左視場(上幅)圖像向下,右視場(下幅)圖像向上。高低調(diào)整器(12)、方向調(diào)整器(13)分別安裝在左視場反射鏡(8)和右視場反射鏡(10)上。
立體攝像頭(1)附加在帶寬銀幕攝影鏡頭的或配用柱面鏡組的攝像機(2)上。
附加立體攝像頭(1)后經(jīng)攝像機(2)攝得的圖像是上下分幅、垂直高度被“壓縮”(即加大了高低視場)的圖像,該圖像按通常方法經(jīng)錄像機(3)等設(shè)備放映在電視機(4)屏幕上。
圖3是合像鏡箱(5)側(cè)視圖。它配置在電視機(4)屏幕前。它由下、中、后、上反射鏡(15、16、17、18),菲涅爾透鏡(19),下、上偏光屏(20、21),方向調(diào)整器(22)、高低調(diào)整器(23)及箱體(24)組成。上偏光屏(21)和下偏光屏(20)置于鏡箱前壁成正交配置。下反射鏡(15)與上反射鏡(18)相互平行,并與箱體(24)成45°配置。中反射鏡(16)與上反射鏡(18)成90°配置。后反射鏡(17)與中反射鏡(16)成45°配置。
后、下反射鏡(17、18)為全反射鏡,下、中反射鏡(15、16)為反、透射鏡,其透反射率在30%到70%之間?;蛘?,后、上、下反射鏡(17、18、15)為全反射鏡,中反射鏡(16)為反、透射鏡,其反射率在20%到80%之間。由于它們采用最佳匹配,使上、下幅圖像最后輸出的亮度處于最大平衡狀態(tài)。
菲涅爾透鏡(19)裝于上部光路中,可使圖像放大。為消除上、下幅圖像高低差,傾斜和方向不正常錯位,在后反射鏡(17)上裝有方向調(diào)整器(22)和高低調(diào)整器(23)。
為減少雜光反射,箱體(24)內(nèi)壁涂(貼)有深色反射材料。
電視機(4)屏幕上的下半幅圖像經(jīng)下偏光屏(20)進入箱體(24),再經(jīng)具有反、透射作用的下反射鏡(15),部分光透射后被箱體(24)內(nèi)壁的深色漫反射材料吸收,部分光反射后向上經(jīng)中反射鏡(16)透射到菲涅爾透鏡(19)。上半幅圖像經(jīng)上偏光屏(21)透射進入箱體(24),又經(jīng)中反射鏡(16)透射,再經(jīng)后反射鏡(17)全反射、中反射鏡(16)部分反射,把攝像中上半幅頭向下的圖像又轉(zhuǎn)向朝上,與下半幅圖像在菲涅爾透鏡(19)處匯合成方向大小相同、高低同位、僅有視差錯位的正交的偏光圖像。繼之,經(jīng)菲涅爾透鏡(19)放大,又經(jīng)上反射鏡(18)全反射出箱體(24)。
圖4是柱面偏光立體眼鏡(6)側(cè)視圖。它由柱面透鏡(25)、右偏光片(26)、左偏光片(27)、平板保護玻璃(28)、鏡架(29)組成。偏光片(26、27)置于柱面透鏡與平板保護玻璃(28)之間,經(jīng)膠合安裝在鏡架(29)上。為供戴視力矯正鏡的人使用,鏡架可以不要鏡腿。
通過合像鏡箱(6)的圖像,經(jīng)柱面透鏡(25)進行高低“拉伸”還原成正常狀態(tài)的圖像,再經(jīng)與合像鏡箱(6)的偏光屏(20、21)相匹配的偏光片(26、27)進行分離,只右眼看到的下半幅圖像、只左眼看到的上半幅圖像,經(jīng)大腦合成為一立體圖像。
權(quán)利要求
1.一種能增大分幅立體電視高低視角圖像、且觀賞距離不受立體眼鏡結(jié)構(gòu)限制的方法,其特征在于附加一個立體攝像頭,產(chǎn)生上下分幅的圖像并用寬銀幕攝影鏡頭取代攝像機鏡頭,或在攝像機原鏡頭前配用一個柱面鏡組,從而能在畫幅不變條件下對上、下分幅的視場圖像在垂直高度上進行“壓縮”,以加大高低視場,再經(jīng)過一付與寬銀幕攝影鏡頭相匹配的柱面偏光立體眼鏡使“壓縮”的高低圖像“拉伸”還原。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法發(fā)明的分幅式立體電視系統(tǒng),其侍征在于它由附加立體攝像頭、攝像機、錄像機、電視機、合像鏡箱及柱面偏光立體眼鏡組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的分幅式立體電視系統(tǒng),其特征在于用于獲得上、下分幅圖像的、左右視場趨于等光程、等反射率的附加立體攝像頭由左、右視場反射鏡、高低調(diào)整器、方向調(diào)整器及殼體組成,左視場反射鏡為三面,右視場反射鏡為二面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的分幅式立體電視系統(tǒng),其特征在于攝像機的鏡頭改用寬銀幕攝影鏡頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的分幅式立體電視系統(tǒng),其特征在于攝像機的原鏡頭前配用一個柱面鏡組。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的分幅式立體電視系統(tǒng),其特征在于合像鏡箱由兩塊成正交的上、下偏光屏,兩面全反射鏡,兩面透反射鏡,菲涅爾透鏡,方向和高低調(diào)整器及鏡箱組成,為獲得上、下幅趨于相等的圖像最佳亮度輸出,下反射鏡和中反射鏡的透、反射比例改變范圍在30%到70%之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的分幅式立體電視系統(tǒng),其特征在于合像鏡箱由兩塊成正交的上、下偏光屏,三面全反射鏡,一面透反射鏡,菲涅爾透鏡、方向和高低調(diào)整器及鏡箱組成,為獲得上、下幅趨于相等的圖像最佳亮度輸出,中反射鏡的透反射率在20%到80%之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求2、6和7的分幅式立體電視系統(tǒng),其特征在于合像鏡箱內(nèi)壁涂(貼)有深色漫反射材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的分幅式立體電視系統(tǒng),其特征在于與寬銀幕攝影鏡頭或柱面鏡組相匹配的柱面偏光立體眼鏡由柱面鏡、左偏光片、右偏光片、平板保護玻璃及鏡架組成。
全文摘要
本發(fā)明的主要特點是利用已有的電視機不作任何變動,僅攝像機附加一個立體攝像頭用于獲得上、下分幅的同一視場的兩個圖像;攝像機鏡頭換為寬銀幕攝影鏡頭或在原鏡頭前配用一個柱面鏡組,以便在畫幅不變的條件下“壓縮”圖像的垂直高度,加大高低視場;通過合像鏡箱把攝像中上半幅頭向下的圖像轉(zhuǎn)向朝上,與下半幅圖像匯合成方向大小相同、高低同位、僅有視差錯位的重疊圖像,經(jīng)菲涅爾透鏡放大后,通過柱面偏光立體眼鏡使“壓縮”的高低圖像“拉伸”還原,經(jīng)大腦合成為立體圖像。
文檔編號H04N13/00GK1043062SQ8810806
公開日1990年6月13日 申請日期1988年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月28日
發(fā)明者李正義 申請人:中國人民解放軍沈陽軍區(qū)軍訓模擬器材研究所
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