CN1073781C - 立体电视摄像与播放接收系统 - Google Patents

Abstract

该系统包括立体摄像和信号播放接收两部分机构。其中摄像机构由左、右摄像机以及同步锁相装置、同步信号发生器和自控电路构成，可同时将两路视频信号记录到工作介质上；播放接收机构包括一部可拾取两路视频信号的双屏幕接收机，它同时将两路信号分别显像到左右半屏上，在接收机前设有一反光镜组，在接收机和反光镜组间装放一块半透半反镜。视看时，收视者通过适当调节屏幕与反光镜间距以及反光镜组的夹角，无需配戴专用眼镜即可看到立体图象。

Description

立体电视摄像与播放接收系统

本发明属于影视设备技术领域，涉及一种可获得立体视觉效果的立体电视摄像与播放接收系统。

市售的普通电视机只能提供平面画面，无法使收视者获得身临其境的观感。而立体电视研制创意的本身即在于为人的两只眼镜提供相对独立的图象，使人们在恢复了双眼视觉差异的情况下获得真正的立体视看效果。早期的立体电视技术采用两部电视摄像机拍摄，并用两个独立的信道将摄制信息传输到两台独立的电视机中，在每台电视机屏幕上安置一块偏光板，然后由收视者通过佩戴偏光眼镜去观看，这种立体电视摄制及接收方式从今天发展的眼光看技术相当粗糙，屏幕画面的失真度也很大。近年来，随着影视设备领域科技水平的发展与提高，实用立体电视系统也已有了多种形式，如互补色立体分像电视和时分式立体分像电视系统等。互补色立体分像电视技术是利用双部在摄像镜头前端加装滤光镜(左右互补色)的摄像机摄制图象，这样在电视上看到两幅不同颜色的图案相互叠加在一起，当人们通过相应的互补色滤光镜去观察时，即可看到立体图象。这种电视系统存在的主要问题是彩色损失大，左右眼入射光谱不一致，易引起视觉疲劳；另外，互补色对图象不可避免地要产生“串色”干扰，影响到图象的视看效果。时分式立体分像技术是在电视信号的帧幅中，奇数场信号和偶数场信号分别来自两部按双眼模拟视距左右水平放置的摄像机所得的图象信号，视看者戴上由光电陶瓷片或液晶材料制作的光电开关眼镜，通过加电来控制镜片的透光与不透光。但时分式立体分像技术在现有的电视系统上存在着闪烁现象，这是因人的单眼在接受临界闪烁频率以下图象时必然有闪烁影像所致。有鉴于此，目前本领域科技人员又相继研制了场倍频时分分像立体电视系统，即采用帧存储技术存储标准广播电视图象，再高速读出，并使用倍频监视器监视，但此类系统不但成本高昂，观看电视时依然还必须要佩戴电开关式眼镜。

立体电视技术发展的最终要求应是：一、立体电视系统具有逼真的立体图象；二、图象稳定无闪烁；三、可同目前的各类电视系统相兼容；四、能顺利向高清晰度电视系统(HDTV)过渡；五、尽可能让收视者不戴专门的视着眼镜；六、造价低。显然，在前所述的各类现有的立体电视系统距此要求均有很大差距。

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，进而研制一种摄制及播出方便可靠、画面色彩逼真、图象稳定，造价低的立体电视摄像与播放接收系统，采用该系统可使广大收视者无需佩戴专门的视看眼镜即能欣赏到动态造型效果极佳的立体电视图象。

本发明所述的立体电视摄像与播放接收系统包括立体摄像机构和信号播放接收机构。其中立体摄像机构由左、右摄像机以及同步锁相装置、同步信号发生器和自动控制电路构成，采用双频道方式工作，即左右两部摄像机的光学镜头与人眼相似按一定间距水平放置，两个镜头的聚焦环、变焦环、光圈和镜头光轴在自动控制电路和同步锁相装置驱动下均为协同连动以使两镜头间的夹角可调，录像或记录装置采用双磁头，同时将两路视频信号记录到工作介质(磁带)上；信号播放接收机构包括一部可拾取两路视频信号的双屏幕电视接收机，它同时接收两路信号并分别显像到电视接收机的左右半屏上，在接收屏幕前的适当位置，装放一副由两片相交反光镜片构成的夹角大于90°的反光镜组，在接收机和反光镜组之间装放一块半透半反镜，以便将反光镜内成像传出来供观看。收视者在接收观看时，利用反光镜组的二次反射成像原理，通过调节屏幕与反光镜间距和反光镜组的夹角，便可以观看到立体图象，无需再配戴其它任何专用视看眼镜。观看时，收视者的每只眼睛只能看到相应的一个反光镜面内的成像，而不能看到另一个镜面内的成像，只有当两只眼睛同时观看时，屏幕上的两幅图象才合成为一幅具有立体感的图象。

以下将结合附图对本发明内容做进一步说明。

图1是该立体电视摄像与播放接收系统的工作原理(框)图。

图2是系统中摄像机光学镜头的工作机构示意图。

图3是系统中播放接收机构的原理示意图(俯视图)。

图4是图3的侧视图。

参见附图1，本发明所速系统包括立体摄像机构和信号播放接收机构两部分。立体摄像机构由左、右摄像机以及同步锁相装置22、同步信号发生器25和自动控制电路28构成，左、右摄像镜头1、21的设置与人眼视看方式相似，按彼此相隔一定间距水平设置且二者间光轴夹角可调。自控电路28的输出端分别通入同步锁相装置22、同步信号发生器25以及左、右摄像机的CCD驱动脉冲发生器23、27内，其中同步锁相装置22用于使两摄像机镜头的聚焦环、变焦圈、光圈2、20和镜头光轴做协同连动，来自同步信号发生器25的输出信号分别经脉冲发生器23、27和自动白平衡器24、26后进而驱动两摄像机的CCD传感器4、18和信号处理器6、16工作，由摄像机镜头所摄入的信号依次经过CCD传感器4、18、采样保持5、17、信号处理器6、16、PAL编码器7、15和解码器8、14处理后进而被记录在磁头记录装置(磁带)9、13上。信号播放接收机构包括一部可拾取两路视频信号的双屏幕电视接收机10，在接收机10前装放一副由两片相交反光镜片构成的夹角大于90°的反光镜组12，在接收机10和反光镜组12之间装放一块半透半反镜11。

摄像机构的两个光学镜头部分即图1中左右镜头1、21以及同步锁相驱动装置22的具体构成如图2所示。在结构设计上，两个镜头的聚焦环1a、21a、变焦环1b、21b、光圈2、20、镜头旋转机构1c、21c以及镜头光轴转动均为连动，也就是说两镜头的聚焦、变焦和光圈变化在聚焦电机22a、变焦电机22b和光圈电机22c驱动下变化一致，而且镜头转动电机22d也同时控制两个镜头做对称旋转，保证两镜头光轴交点始终处于被摄物平面29。具体实施中，光学镜头的聚焦系统可采用红外或超声控制：由自动聚焦板发出红外信号透过镜头射到被拍摄物体并经其反射传回到传感器(光敏二极管)上，红外信号控制自动聚焦电机，自动聚焦时，电机根据需要驱动聚焦环，以正确对焦。镜头转动电机22d也受聚焦系统红外传感器的红外信号控制，当被拍摄物体远离或移近时，控制镜头转动。同步锁相驱动装置的执行机构可采用齿轮传动或蜗轮蜗杆。图2中标号1c和21c为左右镜头旋转构件。

本发明所述的信号播放接收机构的原理设施如图3和图4所示，它的接收机部分10采用可同时播放左右两幅图象( OB和 OA)的双屏幕电视，在接收机10前放置一副由两片相交反光镜片构成的夹角β大于90°的反光镜组12，接收机10屏面中心线与反光镜面相交线平行。工作中通过调整接收机10与反光镜组12之间距离以及两反光镜片问的夹角β，使得左边反射镜片反射出右半屏图象 OA，而右边反射镜片则反射出左半屏图象 OB，这样由反光镜组12反射出的成像输出光线为人眼接收的方式恰为左眼只能看到右半屏图象 OA和右眼只能看到左半屏图象 OB的方式，两眼同时各看各的屏幕，就合成了一个完全真实的立体电视的图象。为了将光线导出来以方便人员观看，可在接收机10显示屏和反光镜组12之间安装一个半透半反镜11，将反光镜组12的图象反射出来。图4中标号30为反射镜，它可将由半透半反镜11反射出的光线再引导反射至收视者眼中。

信号播放接收机构也可通过两部单屏幕电视接收机的实施方式，即它包括两部横向并排设置的单屏幕电视接收机，其中每部接收机可各拾取一路来自摄像机构的视频信号。播出时在两接收机前方置放一副由两片相交反光镜片构成的夹角大于90°的反光镜组12，在接收机和反光镜组12之间装放一块半透半反镜11，收视者的视看方式则与前述相同。

Claims (2)

1、立体电视摄像与播放接收系统，包括立体摄像机构和信号播放接收机构，其特征在于：

立体摄像机构由左、右摄像机以及同步锁相装置(22)、同步信号发生器(25)和自动控制电路(28)构成，左、右摄像镜头(1、21)彼此相隔一定间距水平设置且二者间光轴夹角可调，自控电路(28)的输出端分别通入同步锁相装置(22)、同步信号发生器(25)以及左、右摄像机的CCD驱动脉冲发生器(23、27)内，其中同步锁相装置(22)用于使两摄像机镜头的聚焦环、变焦圈、光圈(2、20)和镜头光轴做协同连动，来自同步信号发生器(25)的输出信号分别经脉冲发生器(23、27)和自动白平衡器(24、26)后进而驱动两摄像机的CCD传感器(4、18)和信号处理器(6、16)工作，摄像机镜头摄入信号依次经CCD传感器(4、18)、采样保持(5、17)、信号处理器(6、16)、PAL编码器(7、15)和解码器(8、14)处理后进而被记录在磁头记录装置(9、13)上；

信号播放接收机构包括一部可拾取两路视频信号的双屏幕电视接收机(10)，在接收机(10)前装放一副由两片相交反光镜片构成的夹角大于90°的反光镜组(12)，在接收机(10)和反光镜组(12)之间装放一块半透半反镜(11)。

2、如权利要求1所速的立体电视摄像与播放接收系统，其特征是信号播放接收机构包括两部横向并排设置的单屏幕电视接收机，每部接收机备拾取一路视频信号，在两接收机前装放一副由两片相交反光镜片构成的夹角大于90°的反光镜组(12)，在接收机和反光镜组(12)之间装放一块半透半反镜(11)。

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