專利名稱：基色型彩色立體電視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用基色原理設(shè)計(jì)的彩色立體電視節(jié)目制作、發(fā)射和接收系統(tǒng)。特別是一種能夠與現(xiàn)行彩色電視廣播系統(tǒng)完全兼容，可以直接使用普通彩色電視機(jī)收看立體電視節(jié)目的立體電視廣播系統(tǒng)。
自八十年代以來，西德和美國就進(jìn)行了立體電視機(jī)的試播工作，日本、蘇聯(lián)和西歐一些國家也相繼進(jìn)行立體電視的試驗(yàn)研究。我國自八十年代初開始進(jìn)入這一領(lǐng)域，從九一年開始，西安電視臺在國內(nèi)率先推出立體電視廣播節(jié)目，并相繼開發(fā)出第二代立體電視系統(tǒng)。九四年，天津民航學(xué)院三維顯示技術(shù)研究所開發(fā)成功立體彩電實(shí)用技術(shù)系統(tǒng)。
最早進(jìn)行試播的立體電視是由奧大利亞、西德和美國在一九八一年至一九八三年完成的。基本原理是用兩種濾色鏡制造一個特制的眼鏡，并要求在兩架攝像機(jī)前邊也各用一種顏色的濾色鏡如紅色和蘭色濾色鏡。在顯示端將紅信號和蘭信號分離開來，并延遲到蘭信號顯示出來若干分之一秒后才加以顯示。這樣觀眾只要戴上特制的紅蘭眼鏡，就可看到黑白色的立體圖象。由于這種方案能看到黑白和不完全的彩色立體圖象，后來就出現(xiàn)了一種用偏振眼鏡(或液晶眼鏡)代替紅蘭眼鏡的設(shè)計(jì)方案。這種設(shè)計(jì)方案要求觀眾戴上用電子開關(guān)控制的偏振片眼鏡，攝像端、顯像端和眼鏡之間要同時(shí)受一定頻率的電子開關(guān)同步控制。即當(dāng)攝象機(jī)攝象的瞬間，右邊攝象機(jī)被戴止，這時(shí)顯象端只顯示左邊的圖像，偏振片的左邊鏡片被打開，右邊被關(guān)閉。在另一瞬間，則左邊的各部分全部被電子開關(guān)關(guān)閉，右邊的各部分工作，得到右邊的圖象。這樣輪流工作，由于電子開關(guān)的頻率足夠高，所以就得到了一幅幅連續(xù)的立體圖象。但這種設(shè)計(jì)要用普通電視的頻帶寬度傳送，由于場頻只在50—60場之間，也就是說每只眼晴只能觀看到每秒25至30場的畫面，閃爍嚴(yán)重。于是就又出現(xiàn)了相同原理的另一種方案，這個方案為了消除閃爍而又不擴(kuò)大頻帶寬度，采用了減少每幅畫面的掃描線數(shù)，擴(kuò)大每秒掃描場數(shù)的辦法，這樣就解決了本設(shè)計(jì)的閃爍問題，但由于降低了每場的掃描線數(shù)，清晰度卻受到了嚴(yán)重的損傷。關(guān)鍵的還是這種系統(tǒng)需要有一個三者同步的光學(xué)——電子開關(guān)，人們感受到非常復(fù)雜和不方便。針對這一缺點(diǎn)，于是又提出一個隔行式偏振立體電視方案。這種方案是根據(jù)普遍電視都是采用隔行式掃描的原理把兩幅圖象分別用奇數(shù)和偶數(shù)行來隔行顯示，然后再在顯示屏上用一層互為直角偏振特性的偏振薄膜障板來區(qū)分奇、偶行的圖像。這樣觀眾只要戴上互為直角的偏振眼鏡，就可以在不用電子開關(guān)的情況下收看立體電視了。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于正常電視的場頻太低，只達(dá)到50—60場，所以閃爍嚴(yán)重，于是就又出現(xiàn)了一種即不增加行頻又可以加倍場頻的設(shè)計(jì)方案。截止目前為止，這種設(shè)計(jì)方案具有突出的優(yōu)點(diǎn)，比前幾個方案都好，是目前看來較有前途的一種方案。但該系統(tǒng)還是需要戴眼鏡觀看，對觀眾來說，很不方便。為了免去觀眾的眼鏡，各國的科學(xué)家都動了不少腦筋，提出了許多的方案，最后才在立體照片的原理中受到啟發(fā)，提出一系列的不用戴眼鏡的立體電視設(shè)計(jì)方案。首先提出來的就是雙槍顯象管法。所謂立體照片原理，就是通過在紙上印刷一系列條狀圖像，并在表面復(fù)上細(xì)柱狀塑料透鏡后組成的。由于條狀圖象中的偶數(shù)圖像組成一幅畫面，奇數(shù)圖象組成另一幅畫面，但兩幅圖象稍有差異，而奇偶條狀圖像相間排列，其寬度又與柱狀塑料透鏡相配，所以當(dāng)人們觀看照片時(shí)，由于細(xì)柱狀塑料透鏡有折射，就使人的左眼只能看到兩幅畫中的一幅，而右眼則只能看到另一幅。由于這兩幅畫具有視差特性，因而就使觀看人產(chǎn)生了立體感。根據(jù)這一原理，人們又在熒光屏和顯像管的結(jié)構(gòu)上下了功夫，采用了類似彩色顯象管的特制的雙電子槍顯象管，它的兩電子槍互成一定的角度，使兩電子束交叉通過熒屏前面的蔭罩板，然后以不同角度投射到熒光屏上，這個熒光屏與普通光屏不同，它是根據(jù)立體照片的原理而設(shè)計(jì)的由許多互成一定角度的半圓形透鏡做成的透明屏，電子束通過蔭罩后分別正好射到各自的半圓柱形透明屏上，結(jié)果就形成了互相有一定角度的左圖象條和右圖象條組成的兩幅畫面，此時(shí)觀眾通過熒光屏表面半圓柱形柱狀透鏡的作用，就可象觀看立體照片那樣觀看連續(xù)運(yùn)動的立體圖象了。研究試驗(yàn)證明，采用這種方案的立體電視系統(tǒng)，以利用多個攝象機(jī)進(jìn)行攝象，各路信號經(jīng)編碼后發(fā)送出去，接收端再解碼后把中路信號用多臺電視放映機(jī)按一定順序輪流分別投射到立體顯象屏上的設(shè)計(jì)方案效果較好。但整套設(shè)備比較復(fù)雜，只適應(yīng)于大型的場合使用，為此又出現(xiàn)了另一種設(shè)計(jì)方案，這種方案的立體顯象屏只有一面有細(xì)柱狀透鏡，而另一面為平的，因此它通過光電轉(zhuǎn)換設(shè)備先將兩路或多路條狀信號圖象轉(zhuǎn)換成單通道電視信號發(fā)射出去，然后只要在普通電視機(jī)前裝上柱狀透鏡后，就可得到立體圖象了。由于這種方案適用于有線或無線廣播，并能獲得較好效果，所以很受重視。但由于這一方案與隔行式偏振片原理的設(shè)計(jì)方案有些相同，不同的只是將偏振薄膜障板換成了柱狀屏，去消了觀眾的眼鏡，這樣以來，閃爍嚴(yán)重的缺點(diǎn)還是沒能被克服，若也用正常的行頻加倍場頻的辦法，那么，清晰度差，行間閃爍嚴(yán)重的問題仍不能解決。由于已經(jīng)出現(xiàn)的立體電視設(shè)計(jì)方案不是結(jié)構(gòu)繁雜，制造和調(diào)試?yán)щy就是價(jià)格昂貴，難于推廣，有的只能在特殊場合使用，還有的不能與現(xiàn)有制式兼容，且存在著圖象質(zhì)量差的問題。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、制造容易，便于推廣的彩色立體電視節(jié)目制作、發(fā)射和接收系統(tǒng)。本系統(tǒng)對目前的電視發(fā)射、接收系統(tǒng)不作任何改動，在彩色還原、圖象閃爍等方面均優(yōu)于已有設(shè)計(jì)方案。且適用于將來的數(shù)字、高清晰及激光電視系統(tǒng)。
本發(fā)明是由三基色立體攝像機(jī)、發(fā)射機(jī)、彩色電視接收機(jī)和濾色眼鏡組成，其工作原理是這樣的，首先由三基色立體攝像機(jī)來攝取不同顏色和不同觀察角度的圖象，然后通過普通發(fā)射機(jī)發(fā)出，接收端使用普通彩色電視機(jī)收看即可，為了使不同的顏色分別到達(dá)不同的眼晴，這里使用了濾色眼鏡，不同的顏色可以通過眼晴合成為原來顏色的圖象，同時(shí)也還原了原來的位置效應(yīng)。這種設(shè)計(jì)方案只有攝象機(jī)與普通彩色電視系統(tǒng)不同，其它部分與普通彩色電視系統(tǒng)完全相同，只是需要戴眼鏡觀看。這種攝象機(jī)的最前面有一大物鏡(當(dāng)然也可以不用)負(fù)責(zé)攝取景物圖象，后面是兩個橫向排列著的分物鏡，它們之間相隔一定距離，就相當(dāng)于人的兩只眼睛，可以從不同的角度攝取景物。再后面在右側(cè)物鏡的后面有一個綠色濾色片，只允許綠色光通過，綠色濾色片后面就是綠色攝象管，專門攝取綠色圖象。在左側(cè)分物鏡的后面是一棱鏡，負(fù)責(zé)把光線分為兩部分，一部分穿過棱鏡到達(dá)其后面的紅色濾色片，然后到達(dá)紅色攝象管。另一部分則被反射到下面的平面鏡，再由平面反射鏡到蘭色濾色片到達(dá)蘭色攝象管。(當(dāng)然也可以不用平面鏡而直接安裝蘭色攝象管)然后再把三種圖象信號合成送至下一級。在接收端只要收看者戴上左眼為紫紅色。右眼為綠色的眼鏡即可看到逼真的立體彩色圖象。也可以設(shè)計(jì)為不用戴眼鏡的立體電視系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的攝象機(jī)仍然采用一個大物鏡成象(或不用)，但小物鏡為三個橫向排列，分別對應(yīng)紅、綠、蘭三基色的攝象管，這樣就可以完成不同角度的攝象。在顯象端則使用豎條排列的顯像管，在顯象管每組色條上制造一根細(xì)柱狀(或半圓形)的透鏡，這樣就可以把紅、綠、蘭三種不同顏色的圖象分別送到左右兩只眼晴，而成為與立體照片相似的一幅幅立體圖象。從而實(shí)現(xiàn)不戴眼鏡也能觀看立體電視的目的。
權(quán)利要求
1.基色型彩色立體電視系統(tǒng)由三基色立體攝象機(jī)、發(fā)射機(jī)，彩色電視接收機(jī)、濾色眼鏡或柱狀屏組成，首先由三基色立體攝象機(jī)攝取不同顏色和不同視角的圖象，通過普通電視發(fā)射機(jī)發(fā)出，接收端為普通彩色電視接收機(jī)，為了使不同的顏色分別到達(dá)左右兩只眼睛，觀眾要配戴基色型濾色眼鏡或在普通彩色電視機(jī)屏幕上加裝柱狀屏；其特征在于運(yùn)用三種基色記錄、傳輸和重現(xiàn)立體圖象，與現(xiàn)有彩色電視廣播系統(tǒng)相比，除攝象機(jī)不同和需增加基色濾色鏡或柱狀屏外，其它裝置均相同，可與現(xiàn)有彩色廣播電視系統(tǒng)兼容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三基色立體攝象機(jī)裝置，其特征在于光學(xué)系統(tǒng)是由一個大物鏡(也可不用)、兩個橫向排列的分物鏡，(相隔距離相當(dāng)于人的兩只眼晴)、分光棱鏡、基色濾色片組成，或三個橫向排列的分物鏡(相隔距離相當(dāng)于人的兩只眼睛)組成；右側(cè)分物鏡后面有一塊綠色濾色片，濾色片后為綠色攝象管左側(cè)分物鏡后面是一棱鏡，把光線分為兩部分，一部分穿過棱鏡到達(dá)其后面的紅色濾色片，然后到紅色攝象管，另一部分則被反射到下面的平面鏡，再由平面鏡反射到蘭色濾色片到達(dá)蘭色攝象管。電路系統(tǒng)與現(xiàn)有攝象機(jī)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾色眼鏡裝置，其特征在于左眼為紫紅色，右眼為綠色。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱狀屏裝置，其特征在于在豎條排列的顯象管屏幕上，根據(jù)不同規(guī)格對應(yīng)于每一組熒光粉條制造一根半圓形(或柱形)透鏡，并由眾多透鏡組成一張柱狀屏。柱狀屏粘附于熒光屏表面，把紅、綠、蘭三種基色圖象分別送至左右兩眼，而實(shí)現(xiàn)不戴眼鏡也能觀看立體電視。
全文摘要
本發(fā)明是一種運(yùn)用三基色原理設(shè)計(jì)的彩色立體電視節(jié)目制作、發(fā)射和接收系統(tǒng)。特別是一種能夠與現(xiàn)行彩色電視廣播系統(tǒng)和未來高清晰、數(shù)字化電視系統(tǒng)完全兼容，可以直接使用普通彩色電視機(jī)收看立體電視節(jié)目的彩色立體電視廣播系統(tǒng)。它由三基色立體攝像機(jī)、發(fā)射機(jī)、彩色電視接收機(jī)、濾色眼鏡或柱狀屏組成。具有完全兼容性、容易制造、無附加電路、無串色、無閃爍、便于普及的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H04N15/00GK1127456SQ9511047
公開日1996年7月24日 申請日期1995年6月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月1日
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