CN101262620A - 利用普通电视信号形成立体电视的实现方法及其电视机 - Google Patents

Abstract

一种利用普通电视信号形成立体电视的实现方法及其电视机，它采用二台同规格显示屏，通过左右排列、前后错位的方法，获得虚拟重叠立体图像，经过光栅分离、三角棱镜调整双眼视角、上下水银镜投影形成立体图像，外屏放大显示等技术措施，实现了利用目前普遍传输的普通电视信号而形成立体画面电视的目的。另外，本发明还向社会提供了一种利用上述实现方法制作的电视机，这种电视机的显示外屏不但能向人们提供能够裸眼观赏的立体画面，而且还能根据需求将画面放大播出，且清晰度高。

Description

利用普通电视信号形成立体电视的实现方法及其电视机

【技术领域】

本发明属于一种利用接收到的普通电视信号而形成立体电视的实现方法，以及按照所述方法制作的一种电视机。

【背景技术】

2002年5月20日的第十一版《江南时报》以“三维立体电视节目与市民面对面”为题作了如下报道：摇头摆尾、缓缓游来的凶猛鲨鱼，从头顶、身旁呼啸而过的子弹，装扮古典、手持长矛从远处冲来的中世纪骑士……这种三维立体效果极强的全真立体电视节目，从5月25日将在苏州电视台生活资讯频道正式播出，市民很快就可以欣赏到。据了解，能够欣赏到数字化的、高清晰的立体电视是全世界所有观众的一个梦想，全球有多家实力强大的科研机构都在全力以赴地研究全真立体电视这一技术，但目前唯一取得突破性进展和商业化推广使用的，只有欧洲的德国国际电子公司一家。北京的紫金全真立体影像科技发展有限公司日前从德国引入这一技术。用全真立体电视技术制作的节目，三维立体效果很强，画面中的景物极富有层次感和空间感，仿佛触手可摸。更令人惊奇的是，传统的立体影视不戴眼镜根本不能收看，观众眼前是一片“雪花”或重影，而这种全真立体电视节目却不戴眼镜也能收看。当然，戴上特制的三维立体眼镜后，画面的立体质感更逼真。另外，电视台在播放这种全真立体电视节目时，无需增加任何设备和投资，就可利用现有设备直接播出。而观众也只需配戴一副北京紫金全真立体影像科技发展有限公司生产的“紫金牌全真立体眼镜”即可欣赏。

中国专利申请号200410015773.3公开了一种“立体电视的实现方法和立体电视系统”。在该专利申请资料的《背景技术》部分，系统介绍了立体电视的实现原理，以及相关的几种模式。其中，光栅式是在原有电视机的屏幕前增加一个竖光栅，在电信号处理时，让奇数象素列和偶数象素列分别加入具有体视视差的两组图象信号。在播放时，人眼由于光栅的关系，左眼只能看到偶数象素组成的画面，右眼只能看到奇数象素组成的画面，这样就在人脑中产生了立体图像，缺点是要使用专门的电视机，而且要达到原有的象素分辨率，横向的象素分辨率要提高一倍。

综上，现有立体电视的形成，先决条件是必须在拍摄时采用多镜头拍摄办法成为立体电视专用片，电视台发送立体电视片信号，人们利用专用电视接收器接收，并用专用眼镜才能观看立体电视。为此，立体电视的制作、播放与日益发展的社会需求之间出现了极大的矛盾，如何利用目前广泛传输的普通电视信号源形成立体画面，并且经技术处理后向人们提供裸眼可观赏的立体画面，现有技术中还没有见到任何报道，也没有人提出过。

【发明内容】

为解决现有技术存在的上述问题，本发明旨在提供一种利用普通电视信号形成立体电视的实现方法，该方法能将目前普遍传输的普通电视信号源，经过技术处理后转换成立体画面。

本发明的另一个目的是向人们提供一种利用上述实现方法制作的电视机，这种电视机的显示外屏不但能向人们提供能够裸眼观赏的立体画面，而且还能根据需求将画面放大，且清晰度高。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：这种利用普通电视信号形成立体电视的实现方法，包括以下步骤：

(1)、利用二块规格相同、左右排列前后错位，且光源、音响源和图像源连接在同一块集成电路板上的显示屏获取图像，初步形成奇数相素列和偶数相素列；

(2)、通过光栅技术分离图像色彩，并形成多层次图像；

(3)、利用若干条放射状的三角棱镜调整双眼视角，将上述多层次图像形成立体图像；

(4)、将所述立体图像投影在一块水银镜上，形成倒置的虚拟立体图像；

(5)、再将倒置的虚拟立体图像投影到另一块水银镜上，再通过若干条放射状的三角棱镜调整双眼视角，转换成人们裸眼可直接观赏的正面立体图像。

具体实施时，可将人们可直接观赏的正面立体图像再投影到一块可放大的显示外屏上。

利用上述方法制作的一种电视机，包括机壳、音响、集成电路板和电视显示外屏，其特征是：它还包括两块显示屏、一块光栅、两块水银镜、若干条放射状的三角棱镜和一块显示外屏；所述的两块显示屏为规格相同、左右排列前后错位，以及光源、音响源和图像源的输出线分别并联后连接在同一块集成电路板上的左显示屏和右显示屏；一块光栅竖直状地设置在所述左显示屏和右显示屏前方2-3cm的位置上，以光栅的垂直面为起始面向前延伸形成一个截面渐缩的聚光斗，在聚光斗的四周壁上设置放射状的三角棱镜；两块水银镜分别为下水银镜和上水银镜，下水银镜设置在聚光斗的出口上，上水银镜安装在与下水银镜光路相匹配的上方；以上水银镜的倾斜面为起始面向前延伸形成一个截面渐放的显示屏聚光斗，在显示屏聚光斗的四周壁上设置放射状的三角棱镜，三角棱镜的两端面分别与光栅垂直面和水银镜镜面相吻合；显示外屏设置在显示屏聚光斗的出口上。

具体实施时，左显示屏和右显示屏为小规格的液晶显示屏，集成电路板的规格大于所述小规格液晶显示屏一倍以上，所述两块液晶显示屏前后错位的距离为1.5-3.5cm；所述设置在聚光斗和显示屏聚光斗的四周壁上的三角棱镜为正边形三角棱镜，每个壁上分别设有12-16根。

作为进一步改进，具体实施时，左显示屏和右显示屏的规格分别为12寸的液晶显示屏，集成电路板为16寸液晶显示屏用集成电路，所述两块液晶显示屏前后错位的距离为1.5cm；所述设置在聚光斗和显示屏聚光斗每个壁上的三角棱镜为12根。

作为进一步改进，具体实施时，左显示屏和右显示屏的规格分别为16寸的液晶显示屏，集成电路板为24寸液晶显示屏用集成电路，所述两块液晶显示屏前后错位的距离为2.5cm；所述设置在聚光斗和显示屏聚光斗每个壁上的三角棱镜为14根。

作为进一步改进，具体实施时，左显示屏和右显示屏的规格分别为24寸的液晶显示屏，集成电路板为36寸液晶显示屏用集成电路，所述两块液晶显示屏前后错位的距离为3.5cm；所述设置在聚光斗和显示屏聚光斗每个壁上的三角棱镜为16根。

具体实施时，所述光栅设置在距离左显示屏和右显示屏前方2.5cm的位置上。

有益效果：本发明采用二台同规格电视显示屏，通过左右排列前后错位设置结构，达到了现有立体电视需要多镜头拍摄的效果。采用光栅技术分离图像中各种色彩初步完成图像左右显示屏重叠，错位复位。采用一块大规格型号的集成电路版，连接二个小规格显示屏，解决了利用二台电视显示屏，瞬间使图像、时间、色彩、音响完全一致的技术难题。利用三角梭镜进一步使已经初步形成具体虚似感的立体图像进一步取得立体效果，通过水银镜，使虚似图像形成平版图像，并将下水银镜图像反影在上水银镜面上，取得正面图像，通过放大式显示外屏将图像放大。综上，本发明创造性地获取图像、处理图像和放大图像，很好地完成了利用普通电视信号形成立体电视的实现方法。根据该实现方法制作的电视机，实践证明具有裸眼观赏立体效果好、图像清晰度高和制作成本低的优点。

为加深对本发明理解，下面通过实施例并结合附图作进一步详述。

【附图说明】

图1为利用本发明方法制作电视机的一个实施例，它是所述实施例电视机的基本结构立体示意图。

图2为图1中单根三角棱镜的放大结构示意图，该三角棱镜安装在光栅至下水银镜的聚光斗四壁上，因此，它的截面面积渐缩。

图3也为图1中单根三角棱镜的放大结构示意图，该三角棱镜安装在上水银镜至显示外屏聚光斗的四壁上，因此，它的截面面积渐放。

图4为图1中安装在光栅至下水银镜的聚光斗侧壁上的三角棱镜排列立体结构示意图。

图5为图1中A部的放大结构示意图。

图6为图1中显示外屏的结构示意图

图中序号分别表示：左显示屏1，右显示屏2，集成电路板3，顶板4，侧板41，光栅5，调整棱镜6，大端面61，小端面62，下水银镜7，调整后水银镜71，下调整角8，上水银镜9，调整后上水银镜91，上调整角10，视角棱镜11，视角棱镜小端面111，变化后的视角棱镜小端面111a、111b，显示外屏12。

【附图说明】

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：这种利用普通电视信号形成立体电视的实现方法，包括以下步骤：

(1)、利用二块规格相同、左右排列前后错位，且光源、音响源和图像源连接在同一块集成电路板上的显示屏获取图像，初步形成奇数相素列和偶数相素列；

(2)、通过光栅技术分离图像色彩，并形成多层次图像；

(3)、利用若干条放射状的三角棱镜调整双眼视角，将上述多层次图像形成立体图像；

(4)、将所述立体图像投影在一块水银镜上，形成倒置的虚拟立体图像；

(5)、再将倒置的虚拟立体图像投影到另一块水银镜上，再通过若干条放射状的三角棱镜调整双眼视角，转换成人们裸眼可直接观赏的正面立体图像。

具体实施时，可将人们可直接观赏的正面立体图像再投影到一块可放大的显示外屏上。

参见图1。该图示出了利用上述方法制作的一种电视机的示意结构，至于电视机的机壳、音响等没在图中画出，机壳可根据显示外屏12的大小来定做，机壳的总厚度约在24-26cm之间，音响等部件可设置在机壳内腔的空旷处即可。

图1分上、下两部分，从左至右以显示外屏12为最前方。图1中的下部分最左侧为一块集成电路板3，集成电路板3的前方竖直状设置两块规格相同、左右排列前后错位，以及光源、音响源和图像源输出线分别并联后与集成电路板3的相应输入线相连接的左显示屏1和右显示屏2。左显示屏1和右显示屏2前后错位的距离为1.5-3.5cm。

这样设置左显示屏1和右显示屏2的目的，使两块显示屏通过三角棱镜磨合后，呈现虚拟立体，使获取的图像出现视差感，以替代多镜头拍摄效果。

在左显示屏1和右显示屏2的前方2-3cm的位置上竖直状设置光栅5，光栅5的面积与左显示屏1、右显示屏2的总面积相一致，屏风状地挡在左显示屏1、右显示屏2的前面。

然后，以光栅5的垂直面为起始面向前延伸形成一个截面渐缩的聚光斗，即聚光斗截面由大至小，呈漏斗状。聚光斗的四壁用树脂板作隔离板(如图1和图4中的顶板4、侧板41)，形成一个只有一个出口、相对封闭的漏斗状通道，防止漏光，保持亮度，以及与机壳之间形成空旷处，以便安装音响等部件(机壳没画出)。

树脂板也可以选用其它类型的板，原则是确保绝缘、轻质。

参见图4，并结合图2。在聚光斗的顶板4、底板、两块侧板41的内壁上设置呈放射状的三角棱镜6，其数量为12-16根。设置三角棱镜的原则是：(1)、三角棱镜必须是透明的正三角棱镜6，透光度必须在92以上，(2)、左右三角棱镜间棱对棱联接，不能留出空隙；三角棱镜的两端面(参见图2中的大端面61，小端面62)与所要接触的物体间也不能有空隙，必须相互吻合在一起。由于聚光斗内腔的截面渐缩，呈后大前小，因此，三角棱镜6两端面的形状必须适应与光栅表面和下水银镜7的斜状表面，但除两端面外，其它部分的截面必须是正三角形。

设置三角棱镜的目的是：一是将原图像重叠，二是使原图像呈虚拟立体，三是改变两眼视角。

再参见图1，并结合图2。所述聚光斗的最前方形成一个出口，在该出口的面上设置下水银镜7，下水银镜7是一块涂有单面水银的玻璃，使原图像成为虚似图像，投影在下水银镜7上。下水银镜7呈仰面设置，调整下调整角8(参见图5)可改变下水银镜7的仰面角度，便于缩扩视角度(实际生产时，每台电视机都应该进行严格的测试调整并固定，以获得最佳效果)。下水银镜7的作用是将聚光斗图像反影在上水银镜9面上，取得正面图像。

上水银镜9设置在图1的上部分图中。上水银镜9安装在与下水银镜7光路相匹配的上方(为不挡住上、下水银镜之间的光路，因此，聚光斗的顶板4和相应的上水银镜的底板应留出相应的斜面)。

图1的上部分结构与下部分结构，实际上为相互反向设置，即：显示外屏聚光斗是一个从小至大的结构，以上水银镜9的倾斜面为起始面向前延伸形成一个截面渐放的显示外屏聚光斗，在显示外屏聚光斗的四周壁上出设有放射状的正三角棱镜；显示外屏12设置在显示屏聚光斗的出口上，最前方是显示外屏12。显示外屏聚光斗中的三角棱镜及其两端面的变化、上调整角10的调整等要求都与下聚光斗中的要求一致。

参见图6。该图示出了一种显示外屏(当然，也可以采用其它现有具有放大功能的显示外屏)，这种显示外屏本发明人已取得相应的发明专利(专利号为200410018533.9，名称为“背投直透式超薄宽屏电视机”。为节省篇幅，本申请不再对此作进一步详述。

制作实施例一：左显示屏1和右显示屏2的规格分别为12寸的液晶显示屏，集成电路板为16寸液晶显示屏用集成电路，两块液晶显示屏前后错位的距离为1.5cm；聚光斗和显示外屏聚光斗的每个壁上的三角棱镜为12根。

制作实施例二：左显示屏1和右显示屏2的规格分别为16寸的液晶显示屏，集成电路板为24寸液晶显示屏用集成电路，两块液晶显示屏前后错位的距离为2.5cm；聚光斗和显示屏聚光斗每个壁上的三角棱镜为14根。

制作实施例三：左显示屏1和右显示屏2的规格分别为24寸的液晶显示屏，集成电路板为36寸液晶显示屏用集成电路，所述两块液晶显示屏前后错位的距离为3.5cm；所述设置在聚光斗和显示屏聚光斗每个壁上的三角棱镜为16根。

三角棱镜的长度根据显示外规格大小而定，光栅设置的距离不变。

Claims (8)

1、一种利用普通电视信号形成立体电视的实现方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)、利用二块规格相同、左右排列前后错位，且光源、音响源和图像源连接在同一块集成电路板上的显示屏获取图像，初步形成奇数相素列和偶数相素列；

(2)、通过光栅技术分离图像色彩，并形成多层次图像；

(3)、利用若干条放射状的三角棱镜调整双眼视角，将上述多层次图像形成立体图像；

(4)、将所述立体图像投影在一块水银镜上，形成倒置的虚拟立体图像；

(5)、再将倒置的虚拟立体图像投影到另一块水银镜上，再通过若干条放射状的三角棱镜调整双眼视角，转换成人们裸眼可直接观赏的正面立体图像。

2、如权利要求1所述的实现方法，其特征是：将人们可直接观赏的正面立体图像再投影到一块可放大的显示外屏上。

3、按照权利要求1所述的实现方法制作的一种电视机，包括机壳、音响、集成电路板(3)和电视显示外屏，其特征是：它还包括两块显示屏、一块光栅(5)、两块水银镜、若干条放射状的三角棱镜(6)和一块显示外屏(12)；所述的两块显示屏为规格相同、左右排列前后错位，以及光源、音响源和图像源的输出线分别并联后连接在同一块集成电路板(3)上的左显示屏(1)和右显示屏(2)；光栅(5)竖直状地设置在所述左显示屏(1)和右显示屏(2)前方2-3cm的位置上，以光栅(5)的垂直面为起始面向前延伸形成一个截面渐缩的聚光斗，在聚光斗的四周壁上设置放射状的三角棱镜(6)；两块水银镜分别为下水银镜(7)和上水银镜(9)，下水银镜(7)设置在聚光斗的出口上，上水银镜(9)安装在与下水银镜(7)光路相匹配的上方；以上水银镜(9)的倾斜面为起始面向前延伸形成一个截面渐放的显示外屏聚光斗，在显示外屏聚光斗的四周壁上设置放射状的三角棱镜，三角棱镜的两端面分别与光栅(5)垂直面和水银镜镜面相吻合；显示外屏(12)设置在显示外)屏聚光斗的出口上。

4、如权利要求3所述的一种电视机，其特征是：左显示屏(1)和右显示屏(2)为小规格的液晶显示屏，集成电路板(3)的规格大于所述小规格液晶显示屏一倍以上，所述两块液晶显示屏前后错位的距离为1.5-3.5cm；所述设置在聚光斗和显示屏聚光斗的四周壁上的三角棱镜(6)为正边形三角棱镜，每个壁上分别设有12-16根。

5、如权利要求3所述的一种电视机，其特征是：左显示屏(1)和右显示屏(2)的规格分别为12寸的液晶显示屏，集成电路板(3)为16寸液晶显示屏用集成电路，所述两块液晶显示屏前后错位的距离为1.5cm；所述设置在聚光斗和显示屏聚光斗每个壁上的三角棱镜为12根。

6、如权利要求3所述的一种电视机，其特征是：左显示屏(1)和右显示屏(2)的规格分别为16寸的液晶显示屏，集成电路板(3)为24寸液晶显示屏用集成电路，所述两块液晶显示屏前后错位的距离为2.5cm；所述设置在聚光斗和显示屏聚光斗每个壁上的三角棱镜为14根。

7、如权利要求3所述的一种电视机，其特征是：左显示屏(1)和右显示屏(2)的规格分别为24寸的液晶显示屏，集成电路板(3)为36寸液晶显示屏用集成电路，所述两块液晶显示屏前后错位的距离为3.5cm；所述设置在聚光斗和显示屏聚光斗每个壁上的三角棱镜为16根。

8、如权利要求3所述的一种电视机，其特征是：所述光栅(5)设置在距离左显示屏(1)和右显示屏(2)前方2.5cm的位置上。

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