[发明专利]二维、三维成像装置

说明书

此发明涉及到彩色电视有关，特别是能用适当的装置来观察三维空间的电视影像，同时也能用肉眼观看普通清晰度的二维影像。同样的道理，除了用在电视上，也可用在电影放映方面。

由于立体影片和立体影片的电视广播以往是采用浮雕格式，它要求用特殊立体镜观看影像，而不能享受其天然颜色。其它表现彩色影像的非浮雕式的三维系统虽然具有彩色显示，但由于突出的闪变和重影，不符合电影放映标准、NISC和其它全球电视广播标准，因此不能被播映。

此外，能拍摄立体影像的摄像机需要用双目镜构造和需要靠近物体，才能造成立体感。这种系统很难与可变焦距镜一起使用，而且没有很大的目镜间隔的话，它们被限制在不超过大约六十英尺的范围以内，除了装置本身的物质限制以外，双目镜摄像机不便于使用，操作者通常只有经过特殊技术训练后才能掌握良好的立体效果。

由于这样和那样的限制，在立体摄影行业中，对一个能用可变或固定焦距透镜、能用一般摄像操作技术来拍摄立体物的三维系统有着长期的需求。能够满足这种要求的三维系统必须提供经过特殊装置来观看的，有立体效果的影像，同时也可以显示用肉眼能看见的朵关影像的二维格式的相同影像。此类的二、三维成像技术将采用本发明的系统，它符合NTSC和其它全球电视广播和电影放映标准。

到现在为止，非浮雕三维电视系统的立体观看装置需要一个发射器从它附近给它发送同步信号。这种同步信号的范围一般非常窄，很少超过三十英尺。除了距离的限制以外，发射装置还受窄小的角度限制，也就是说要求立体观看装置直接放在发射器前面。因此，观看者用这类的观看装置时，就必须保持在观看装置三十英尺以内的距离，这样才能完全享受立体效果。在本行业中，这些局限造成了对一种宽度(例如几百码宽)的同步信号的需求，它在任何角度下在观测屏幕上均能保持立体效果。

除了范围的限制以外，现有的系统还受到许多观看环境变化的影响。具体来说，很多非浮雕观看装置采用垂直单数或双数脉冲，其水平脉冲分成十份加于左眼或右眼的同步译码的左或右区域。这些观察装置的脉冲一般用六十周来发射。如果观看装置同样用六十周的脉冲，在容纳着环境光的情况下操作，那么从灯中放射的红外脉冲会产生扰动，甚至严重地损害影像，原因是在于它扰乱了观看装置的同步。

本发明的主要目标是天然彩色或黑白立体成像和观看系统，包括技术、设备和产品。本系统用单像空间、双孔径光阀、单透镜系统克服上述的限制和缺点，使之符合NTSC、全球电视广播和电影放映标准，从而扩大立体观看系统的观看范围。

本发明的第二个目标是一个与上列特征相同的三维成像系统，它没有梯形失真，采用有相同路径长度的多路技术，以便除去由不同路径长度目镜所造成的畸变，因此特别适合运用在同样重要的二维显示和三维显示的微、宏成像技术上。

本发明的再第三个目标，与上列特征相同，是三维成像系统，包括其技术和设备，通过调整与电子摄像机场频率或电影摄影机曝光定时同步的现有透镜，来达到既方便、又实用地实现立体影像。

本发明的第四个目标，与上列特征相同，是三维成像系统，它所产生的影像，用特殊观看装置看有良好的立体效果，或用肉眼看则具有普通清晰度的效果。

本发明的第五个目标，与上列特征相同，是三维成像系统，在电子显示装置和电影放映的任何从48赫到400赫的垂直频率范围中，利用标准的50赫、60赫、72赫、120赫或更高的电视格式。

这项发明由一台摄像装置、观看装置、第一发射装备，至少一副观看眼镜和可有可无的第二发射装备而组成。

摄像装置包括单像透镜、双叉双孔径光阀、第一变换装备和发生装备，这些双叉双孔径光阀是本光学系统的重要组成部分。该双叉双孔径光阀是位于摄像装置内，它包括一个能够接收众多左眼影像和众多右眼影像的单像空间。第一变换装备将众多左眼影像和众多右眼影像变换成一个影像信号。发生装备产生一个与固定垂直场频率同步的驱动信号，以便控制双叉双孔径光阀。

摄像装置的具体表现是可以作为电视摄像机、电影摄影机或其它电子、机械摄像装置。发生装备的具体表现是可以作为信号发生器、垂直同步脉冲发生、或其它类似的发生装备。变换装备的具体表现是可以作为影像变换器。

观看装置包括一台频道选择装置、接收单位、第二变换装备和第二发射装备。频道选择装置接收影像信号。接收单位接收驱动信号，第二变换装备将影像信号重新变换成众多左、右眼影像。