-
Technischer Bereich
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Stereofernsehsystem zur
Aufzeichnung, Wiedergabe und Anzeige von Stereobildern, die von
einer Stereovideokamera aufgenommen wurden, und auf einen Stereofernsehempfänger
und auf Brillen für Stereobilder, wobei sich die vorliegende
Erfindung insbesondere darauf bezieht, Stereofernsehsendungen zu
realisieren.
-
Stand der Technik
-
Aus
dem Stand der Technik sind seit vielen Jahren Stereobilder bekannt,
die von zwei Photographien stammen, die von einem rechten und linken voneinander
getrennten Punkt aufgenommen wurden, und die mit dem rechten und
linken Auge eines Betrachters angeschaut werden. Techniken für
elektronische Bildvorrichtungen, elektronische Anzeigetafeln, digitale
Signalverarbeitungen oder ähnliche Anwendung wurden kürzlich
beträchtlich entwickelt, wodurch Aufnahme, Aufzeichnung, Übertragung
und Anzeige von elektronischen Stereobildern vereinfacht wurde,
so dass die Realisierung von Stereofernsehen und Stereofernsehsendern
wahrscheinlicher geworden ist.
-
Zur
Anzeige von Stereobildern mittels einem elektronischen Display sind
zahlreiche Systeme vorgeschlagen worden, jedoch ist eine Stereobetrachtung
mit zwei Augen am realistischsten (hiermit ist ein System gemeint,
bei dem ein Bildpaar eines rechten und linken Bildes einander überlagernd
angezeigt werden (3D) indem linear polarisiertes Licht verwendet
wird, das jeweils orthogonal ist bezüglich rechts und links
oder zirkular polarisiertem Licht, das jeweils bezüglich
der Drehrichtung entgegengesetzt polarisiert ist, und das rechte
und linke Bild wird jeweils getrennt unter Verwendung von linear
polarisierten Brillen gesehen für linear polarisiertes
Licht orthogonal bezüglich rechts und links oder zirkular
polarisierten Brillen für zirkular polarisiertes Licht,
das jeweils bezüglich einer Drehrichtung entgegengesetzt
polarisiert ist).
-
Bei
der Betrachtung von Stereobildern mit zwei Augen, was in Absatz
[0009] der nachstehend beschriebenen Patentschrift 1 beschrieben
ist, ist es jedoch schwierig eine optimale Stereobetrachtung zu erzielen
(ein fokusierter Zustand des rechten und linken Bildes). Nachfolgend
wird hierzu aus den Absätzen [0067] und [0068] von Patentschrift
1 zitiert.
-
In
Absatz [0067] wird der Fall beschrieben bei dem ein Bild, das auf
einem kleinen Bildschirm 15A gesehen wird, sich in seinem Projektionsbetrag und
Tiefenbetrag (3D-Betrag) von dem gleichen Bild unterscheidet, das
auf einem großen Bildschirm 15C angezeigt wird.
-
In
Absatz [0068] wird daran anschließend beschrieben, das
aufgrund dieser Umstände unter der Annahme einer schließlich
bereitgestellten Stereoanzeigevorrichtung ein Index derart bereitgestellt wird,
dass in einem Anzeigeabschnitt 9 eine Bestätigung gemacht
werden kann, so dass ein Projektionsbetrag und ein Tiefenbetrag
nicht einen Grenzprojektionsbetrag und einen Grenztiefenbetrag der
Stereoanzeigevorrichtung überschreiten. Der Index kann unter
Verwendung eines tatsächlichen Körpers oder unter
Verwendung eines Stereobildes bereitgestellt werden. Bei dieser
angenommenen Stereoanzeigevorrichtung können Daten für
eine typische Stereoanzeigevorrichtung verwendet werden, oder es
können Daten verwendet werden, die von einem Benutzer ausgewählt
oder vorgegeben werden.
-
Die
vorstehende genannte Patentschrift 1 ist die ungeprüfte
japanische Patentanmeldung Nummer
2003-264851 .
-
Wenn
die in der Patentschrift 1 offenbarte Stereokammer bei der Aufnahme
verwendet wird, müssen bei der Wiedergabe eines Stereobildes Grenzwertpunkte
sowohl für eine Fernansicht wie für eine Nahansicht
eingestellt werden (siehe Absätze [0070]–[0072]
von Patentschrift 1), wobei Patentschrift 1 jedoch weder ein Prinzip
erläutert noch einen Hinweis darauf gibt, die Grenzwertpunkte
für die Fernansicht und die Nahansicht einzustellen. Demzufolge
hängt die jeweilige Aufnahme von der individuellen Intuition
eines Photographen ab, und daher werden einem Photographen überaus
beträchtliche Fähigkeiten und Kenntnisse abverlangt.
In der Beschreibung von Patentschrift 1 wird außerdem erwähnt,
dass bei der angenommenen Stereoanzeigevorrichtung Daten für
eine typische Stereoanzeigenvorrichtung verwendet werden können,
wobei die stereographischen Bilddaten, die bei einer derartigen Photographie
erzielt werden, lediglich zur Ansicht von einem speziellen Display
zufriedenstellend verwendbar sind. Es ist daher unmöglich
eine derartige Stereokamera auf vielseitige Weise zu verwenden.
-
Bei
Stereosendungen, die überwiegend tatsächlich bei
einer Ausstellung oder ähnlichen Ereignissen verwendet
werden, kommt es oft vor, dass ein Objektbild im Unendlichen, wie
etwa ein weit entfernter Berg, lediglich ungefähr einen
Meter hinter der Anzeigeoberfläche eines Displays in Tiefenrichtung erscheint.
Das heißt, dass bei einem derartigen Stereofernsehen ein
Objekt, das ursprünglich im Unendlichen liegt an einer
Position eine Entfernung von etwa einem Meter erscheint (in einigen
Fällen mehrere zehn Zentimeter) und zwar von einem Anzeigebildschirm
eines Stereofernsehers in Tiefenrichtung, und alle anderen Objekte
erscheinen vor dem Objekt. Dies führt dazu, dass ein Betrachter
meint, eine Miniatureinstellung zu sehen.
-
Unter
der Annahme, dass ein Abstand zwischen den beiden menschlichen Augen
(oder ein Abstand zwischen den beiden Pupillen) mit Bs gekennzeichnet
ist und ein Betrachter ein Stereofernsehbild beobachtet, bei dem
ein Abstand zwischen dem rechten und linken Bild eines Objekts im
Unendlichen als in einer Distanz angezeigt wird, die der Hälfte
der Distanz Bs, nämlich bs = Bs/2 entspricht und zwar von
einer Position, die von dem Stereofernsehen zwei Meter beabstandet
ist, dann erscheint bei einer Stereobetrachtung ein im Unendlichen
befindliches Stereobild an einer Position, die von dem Betrachter vier
Meter beabstandet ist. Dies kommt daher, dass wenn ein Betrachtungsabstand
als DA gekennzeichnet ist und ein Abstandseindruck
auf einem Stereobetrachtungsfeld als DT gekennzeichnet
wird, dann wird aus der Beziehung DT = DA/(1 – bs/Bs), nämlich DT = 2000/(1 – 32.5/65) = 4000 mm
erhalten. Zu dem vorstehend gesagten wird auf die 8A verwiesen.
-
8B zeigt einen Zustand, bei dem ein Betrachter
das in 8A dargestellte Stereofernsehbild aus
einer Distanz von einem Meter betrachtet, wobei der Abstandseindruck
eines im Unendlichen befindlichen Stereobildes nach 8B in
einem Abstand von DT = 1000/(1 – 32.5/65)
= 2000 mm, nämlich 2 Meter erscheint. Wenn ein Stereobild
näher eingestellt ist, als der Abstand der Pupillen eines
menschlichen Betrachters, dann tritt das obige Phänomen notwendigerweise
auf.
-
Es
ist daher wünschenswert, dass ein Betrachter einen natürlichen
Tiefeneindruck nahe bei der Realität wahrnimmt und das
die Wahrnehmung einer unendlichen Entfernung oder die Wahrnehmung
des entferntesten Abstands auf einem Display natürlich
erscheint, selbst wenn der Betrachtungsabstand variiert. Es ist
außerdem wünschenswert zu vermeiden, dass der
Betrachter den Eindruck einer Miniaturdarstellung bekommt. Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist daher ein Stereofernsehsystem, einen
Stereofernsehempfänger und Brillen für Stereobilder
bereitzustellen, die geeignet sind, die beiden vorstehend genannten
Ziele zu erreichen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung wurde vorgeschlagen um die vorstehend genannte
Aufgabe zu lösen.
-
Die
vorstehende Erfindung stellt insbesondere ein Stereofernsehübertragungssystem
bereit, bei dem eine Stereofernsehsendung eines Stereobetrachtungssystems
mit zwei Augen verwendet wird, bei dem zwei Bilder für
rechts und links von zwei voneinander getrennten rechten und linken
Punkten photographiert sind und gesehen werden, während
sie für das jeweilige rechte und linke Auge eines Menschen
derart getrennt sind, dass ein Anzeigebreitenbereich eines Fernsehempfangsgeräts
konstant ist, wobei die Mittelpunkte der Anzeigebereiche für
das rechte und linke Auge an der gleichen oder an einer Position
angezeigt werden und zwar überlagernd angezeigt werden,
und wobei ein Abstand zwischen dem rechten und linken Punkt der
gleichen korrespondierenden Punkte eines Objektbilds im Unendlichen
derart wiedergegeben wird, dass der Abstand einem Abstand der Pupillen
eines Menschen entspricht.
-
Bei
dieser Konfiguration ist es notwendig auf der Seite des Fernsehempfangsgeräts
ein übertragendes Signal zu reproduzieren, um eine Stereofernsehsendung
bereitzustellen, und die Größen von rechten und
linken Bildschirmen und ein Abstand zwischen dem rechten und linken
Bildschirm sind beim Stereofernseh-Senden kritische Größen.
Nach dem Merkmalen von Anspruch 1 wurde die vorliegende Erfindung
vorgeschlagen, um die vorstehende Aufgabe zu lösen, wobei
wenn eine Referenzgröße eines Displays eines Fernsehempfangsgeräts
bestimmt ist und das rechte und linke Bild an der selben oder an
einer Position auf dem Display des Fernsehempfangsgeräts
angezeigt werden und überlappen, dann wird ein Übertragungs-
und Empfangssystem derart bestimmt, dass ein Abstand zwischen den
gleichen korrespondierenden Punkten des rechten und linken Bilds
im Unendlichen derart angezeigt wird, dass der Abstand dem Abstand
zwischen den Pupillen eines Menschen entspricht.
-
Nach
den Merkmalen von Anspruch 2 stellt die vorliegende Erfindung ein
Stereoempfangsgerät eines Stereobetrachtungssystems für
zwei Augen bereit, bei dem das rechte und linke Bild jeweils getrennt
für das jeweilige rechte und linke Auge eines Menschen
gesehen wird, wobei das rechte und linke Bild an der selben oder
an einer Position angezeigt werden, und zwar auf einem Display mit
Referenzgröße für eine Überlappung
und ein Abstand zwischen den rechten und linken gleichen korrespondierenden
Punkten eines Objektbilds im Unendlichen derart angezeigt wird,
dass der Abstand dem Abstand zwischen den menschlichen Pupillen
entspricht.
-
Mit
dieser Konfiguration kann ein Zustand eines optimalen Stereoeffekts
reproduziert werden, indem ein rechtes und linkes Bild derart überlappend angezeigt
werden, dass die Mittelpunkte der Bilder miteinander übereinstimmen
und einen Abstand zwischen den gleichen korrespondierenden Punkten des
rechten und linken Bildes eines Objekts im Unendlichen anzeigen,
wobei der Abstand dem Abstand der Pupillen eines Menschen entspricht.
-
Nach
den Merkmalen von Anspruch 3 stellt die vorliegende Erfindung ein
Stereofernsehempfangsgerät bereit, wobei ein Display mit
einer Breite kleiner als ein Display mit einer Referenzgröße
verwendet wird, und wobei schwarze nicht angezeigte Abschnitte an
einem rechten Endabschnitt des Displays für links und an
einem linken Endabschnitt des Displays für rechts vorgesehen
sind, und wobei die Anzeige derart erfolgt, dass Mittelpunkte der
Anzeige für rechts und links in Richtung der Breite des
Displays voneinander beabstandet sind, so dass ein rechtes Gesichtsfeld
und ein linkes Gesichtsfeld erzeugt werden, die miteinander an einer
Position entfernt von der Oberfläche des Displays übereinstimmen,
und wobei ein Abstand zwischen den gleichen korrespondierenden Punkten
auf dem rechten und linken Bild eines Objektbilds im Unendlichen
in einem Abstand angezeigt wird, der dem Abstand zwischen den Pupillen
eines Menschen entspricht.
-
Die
vorliegende Erfindung nach den Merkmalen von Anspruch 3 wird auf
Stereofernsehen angewendet, dass einen Display mit einer Breite schmäler
als die Referenzgröße verwendet, wobei ein Abschnitt
(Endabschnitt) der jeweiligen Anzeige für rechts und links
jeweils ausgeblendet sind (in schwarz angezeigt), und wobei die
Anzeige derart durchgeführt wird, dass die Mittelpunkte
des Anzeigebereichs für rechts und links voneinander getrennt sind,
und wobei das rechte und linke Gesichtsfeld dazu gebracht werden
hinter dem Display übereinzustimmen, und wobei die Anzeige
gleichzeitig durchgeführt wird, so dass ein Abstand zwischen
den gleichen korrespondierenden Punkten eines rechten und linken
Bildes eines Objekts im Unendlichen dem Abstand zwischen den Pupillen
eines Menschen entspricht, so dass obwohl ein Betrachter einen Fernseher
mit einem kleinen Display betrachtet ein Effekt erzielt wird, der
dem Effekt entspricht, wenn der Betrachter einen Stereofernseher
mit einem Display mit der Referenzgröße von dem
empfohlenen Betrachtungsabstand betrachtet.
-
Nach
den Merkmalen von Anspruch 4 stellt die vorliegende Erfindung ein
Stereofernsehempfangsgerät bereit, wobei ein Display mit
einer Breite verwendet wird, die breiter als ein Display mit einer Referenzgröße
ist, und wobei schwarze nicht sichtbare jeweils auf einem horizontalen
Endabschnitt eines linken und rechten Anzeigebereichs vorgesehen sind,
und die Anzeige wird derart durchgeführt, dass die Mittelpunkte
in der Breite des angezeigten Abschnitts für rechts und
links auf dem Display in Richtungen zueinander versetzt sind, indem
sich die Zentren sehr nahe kommen und weiter in Richtungen zueinander
versetzt sind, in denen die Zentren ihre Positionen derart tauschen,
dass ein rechtes Gesichtsfeld und ein linkes Gesichtsfeld miteinander
an einer Position oberhalb des Displays übereinstimmen,
und wobei ein Abstand zwischen den gleichen korrespondierenden Punkten
eines Objektbilds im Unendlichen in einem Abstand angezeigt wird,
der dem Abstand zwischen den Pupillen eines Menschen entspricht.
-
Die
Konfiguration nach den Merkmalen der vorliegenden Erfindung von
Anspruch 4 wird auf ein Stereofernsehgerät mit einem Display
mit einer Breite angewendet, die breiter ist als die Referenzgröße, wobei
Abschnitte (Endabschnitte) von jeweiligen Anzeigebereichen für
rechts und für links ausgeblendet sind (schwarz angezeigt)
und zwar symmetrisch, so dass die Anzeige derart durchgeführt
ist, dass die Zentren in der Breite der jeweiligen Displayabschnitte für
rechts und links in Richtungen verschoben werden, so dass sie sich
aneinander annähern bis sie ihre Positionen vertauschen
(der Mittelpunkt der Anzeige für links wird nach rechts
verschoben während der Mittelpunkt der Anzeige für
rechts wird nach links verschoben), wodurch das rechte und linke
Gesichtsfeld vor dem Display übereinstimmt, und gleichzeitig der
Abstand zwischen einem korrespondierenden Punkt eines Objektbild
im Unendlichen auf dem rechten und linken angezeigten Bereich einem
Abstand entspricht, der dem Abstand der Pupillen eines Menschen
entspricht, so dass ein ähnlicher Effekt erzielt wird,
als bei der Betrachtung von Stereofernsehen mit einem Display mit
einer Referenzgröße, aus einem empfohlenen Sehabstand
entspricht. Nach dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung
betrachtet ein Betrachter Stereofernsehen aus einem Abstand, der
größer ist als der empfohlene Sehabstand, der
angewendet wird, wenn ein Betrachter Stereofernsehen mit einer Referenzgröße
betrachtet, wobei insbesondere ein Abstand zwischen einem Fernsehgerät
und einem Betrachter groß sein kann. Demzufolge ist die
Ausführung der vorliegenden Erfindung nach den Merkmalen
von Anspruch 4 besonders vorteilhaft, weil viele Personen oder Betrachter
gleichzeitig fernsehen.
-
Nach
den Merkmalen von Anspruch 5 stellt die vorliegende Erfindung Brillen
zum getrennten Sehen von Bildern für rechts und links eines
Stereofernsehsystems bereit, wobei die Anzeige den Zeitteilungsverfahren
auf einem Display eines Stereofernsehgeräts mit einem LCD
nach einem der Ansprüche 2, 3 und 4 erfolgt, wobei Polarisationsplatten
jeweils rechts und links an der Brille befestigt sind und Flüssigkristallplatten
vor den Polarisationsplatten jeweils rechts und links an der Brille
vorgesehen sind, so dass das rechte und linke Gesichtsfeld voneinander getrennt
sind und stereographisch gesehen werden, indem die jeweilige rechte
und linke Flüssigkristallplatte abwechselnd zueinander
und synchron zu Infrarotsignalen angetrieben werden, die von einem Empfangsgerät
ausgestrahlt werden, und wobei außerdem an den Brillen
ein Inklinationswinkelsensor befestigt ist, so dass eine Korrektur
durchgeführt werden kann, und zwar so dass ein Zustand
der Abschirmung zur Zeit der Schließung eines Bereichs
immer maximal wird, indem ein Inklinationswinkel zur Horizontalrichtung
im Zeitpunkt der Betrachtung detektiert wird und hierüber
eine an das Flüssigkristall angelegte Spannung zum Zeitpunkt
der Bereichsschließung gemäß einer Inklination
der Brille gesteuert wird.
-
Nach
dieser Konfiguration mit einer Brille zur Bereichstrennung für
getrennte Bilder für rechts und links eines Stereobildes
für ein System zur Anzeige eines LCD-Displays im Zeitteilungsverfahren,
führen Polarisationsrichtungen von Lichtstrahlen durch
die rechte und linke Flüssigkristallplatte der Brille,
die derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie orthogonal
zueinander in der Zeitsequenz sind, indem abwechselnd eine Spannung
an die rechte und linke Flüssigkristallplatte angelegt
wird, die an der Vorderseite der Brille vorgesehen ist, und wobei
orthogonal polarisiertes Licht von den Polarisationsplatten detektiert
wird, die hinter den Flüssigkristallplatten der Brille
vorgesehen sind, so dass selbst wenn ein Betrachter seine Brille
neigt oder seinen Kopf neigt, der diesbezügliche Inklinationswinkel
von dem Inklinationswinkelsensor detektiert wird, der auf der Brille vorgesehen
ist, und wobei eine Spannung an die Flüssigkristallplatten
angelegt wird die derart gesteuert ist, dass Crosstalk vermeiden
ist.
-
Wenn
ein Abstand zwischen den gleichen korrespondierenden Punkten auf
dem rechten und linken Bild eines Objekts im Unendlichen derart
angezeigt wird, dass er einer Distanz zwischen den Pupillen eines
Menschen entspricht, dann wird beim Stereofernsehen vermieden, dass
ein Bild im Unendlichen an einer Position im Nahbereich erscheint,
und es wird verhindert, dass ein Abstandseindruck des Bildes im
Unendlichen zusammenbricht, selbst wenn ein Sehabstand variiert.
-
Wenn
beim Stereofernsehen die Referenzgröße des Displays
bestimmt wird und die Übertragung derart durchgeführt
wird, dass Anzeigepositionen eines rechten und linken Anzeigebereichs
auf einem Display mit einer Referenzgröße miteinander übereinstimmen,
ist es einfach einen Abstand zwischen den gleichen korrespondierenden
Punkten des rechten und linken Bildes eines Objekts im Unendlichen
anzuzeigen, der einem Abstand zwischen den Pupillen eines Menschen
entspricht (Durchführung von unendlicher Referenzanzeige),
und zwar unabhängig von der Displaygröße
auf der Empfangsseite, und selbst wenn die Displays zahlreiche verschiedene
Größen haben, von einer großen Größe bis
hin zu einer kleinen Größe, und die Displays als Displayelemente
für Stereofernseher vermischt verwendet werden, tritt keine
Störung auf. Es existiert ein optimaler Sehabstand (empfohlener
Sehabstand) für Stereobilder, die einen Abstand zwischen
einem rechten und linken Bild eines Objekts im Unendlichen anzeigen,
der einem Abstand zwischen den Pupillen eines Menschen entspricht,
wobei jedoch tatsächlich ein Betrachter selbst bei variierendem
Sehabstand kaum Fehler bemerkt.
-
Bei
der Stereobetrachtung mit zwei Augen wird seit Kurzem häufig
ein zirkular polarisierender Filter verwendet und zwar zur Polarisation
von Brillen zum Trennen eines rechten und linken Gesichtsfelds und
zur Vermeidung von Crosstalk. Zirkulare polarisierende Platten sind
jedoch nachteilhaft sehr teuer. Da außerdem eine Viertel-Wellenlängenplatte
verwendet wird tritt in der Wellenlänge des Lichts, das durch
die Platte dringt Verzerrung auf. Kürzlich wurde der LCD-Bildschirm
eines Fernsehsystems in seinem Anzeigebereich vergrößert
und als High Definition-Fernseher ausgebildet. Da das von einer
LCD Anzeigetafel ausgestrahlte Licht polarisiertes Licht ist (linear
polarisiertes Licht), kann die Trennung eines rechten und linken
Gesichtsfeldes relativ einfach unter Verwendung von polarisiertem
Licht bereitgestellt werden. Wenn die Brillen gegenüber
dem Display geneigt sind, kann jedoch in dem linear polarisierten Licht
Crosstalk auftreten. Dieses Problem kann auf einfache Weise gelöst
werden, indem ein Inklinationswinkelsensor an den Brillen befestigt
wird und eine Spannung gesteuert wird, die an Flüssigkristallplatten
angelegt wird, die an der Vorderseite der polarisierenden Brille
angeordnet sind.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt
eine erläuternde schematische Darstellung eines Zustands
in dem ein Mensch eine tatsächliche Szene mit seinen Augen
sieht;
-
2 zeigt
eine schematische erläuternde Darstellung eines Stereofernsehers,
wobei ein rechtes und linkes Bild an derselben oder an einer Position
auf einem Display überlappend angezeigt werden;
-
3 zeigt
ein schematisches Diagramm eines Zustands, in dem eine Person die
Größe eines Objekts bestimmt;
-
4 zeigt
eine schematische erläuternde Darstellung eines Stereofernsehers,
der ein Display verwendet, das kleiner ist als eine Referenzgröße aber
wie ein Display mit einer Referenzgröße erscheint;
-
5 zeigt
eine schematische erläuternde Darstellung einer Anzeigekorrektur,
wenn ein Display mit einer Größe verwendet wird,
die kleiner als eine Referenzgröße ist;
-
6 zeigt
eine schematische erläuternde Darstellung eines Stereofernsehers
mit einem Display, das größer ist als eine Referenzgröße;
-
7 zeigt
eine schematische erläuternde Darstellung einer Stereokamera
zum Photographieren von Stereobildern; und
-
8A und 8B zeigen
schematische erläuternde Darstellungen von Stereoansichten
eines herkömmlichen Stereofernsehers.
-
Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von vorteilhaften
Ausführungen beschrieben
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Stereofernsehübertragungssystem
für Stereofernsehen für ein Stereobetrachtungssystem
für zwei Augen sendet, wobei zwei Bilder von rechts und links
von zwei getrennten rechten und linken Punkten photographiert sind
und gesehen werden, während sie für das jeweilige
rechte und linke Auge eines Menschen getrennt gesehen werden, wobei
die Größe der Displaybreite eines Fernsehempfangsgeräts eine
konstante Referenzgröße hat, und wobei die Mittelpunkte
der Anzeigebreite für das jeweilige rechte und linke Bild
an der gleichen Position oder an einer Position in horizontaler
Richtung auf einem Display überlagernd dargestellt werden,
und wobei ein Abstand zwischen dem rechten Bild und dem linken Bild
des gleichen korrespondierenden Punkts eines Objektbildes im Unendlichen
derart reproduziert wird, dass er einem Abstand zwischen den Pupillen
eines Menschen entspricht, um eine natürliche Tiefendarstellung
des Objekts nahe bei der Realität zu erzielen, und wobei
der Eindruck eines Objekts im Unendlichen oder des Objekts mit der
weitesten Distanz auf dem Display natürlich erscheint,
selbst wenn eine Sehdistanz variiert.
-
1 zeigt
ein grundlegendes Prinzip der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt
Lichtstrahlen, die von dem gleichen oder einem Punkt eines Objekts
O∞ im Unendlichen ausgestrahlt
werden und in ein linkes Auge EL und ein
rechtes Auge ER eines Menschen parallel
zueinander eintreten. Wenn Lichtstrahlen von einem Objekt in Nandistanz
ausgestrahlt werden in das rechte und linke Auge eintreten sind
sie voneinander getrennt (das Objekt im Nahbereich und die von ihm
ausgehenden Lichtstrahlen sind in 1 nicht
dargestellt). Wenn ein Abstand zwischen den Pupillen eines Menschen
als Bs = 65 mm definiert ist und ein Objekt im Unendlichen als in einer
Entfernung von 1000 Meter definiert ist (dieser Abstand ist tatsächlich ein
unendlicher Abstand, wobei in der Photographie auch Abstände
von einigen zehn Metern so dargestellt werden, dass einige zehn Meter
ein unendlicher Abstand sind), dann dringen Lichtstrahlen von dem
gleichen oder einem Punkt eines Objekts in das rechte und linke
Auge ein, wobei sie um 65 mm voneinander getrennt sind. Lichtstrahlen,
die einen Abstand von Bs = 65 mm an einer Betrachtungspunktposition
haben sind beabstandet und haben beispielsweise einen Abstand von
65 × (1000 – 10)/1000 = 64.35 mm zwischen ihnen,
selbst an einer Position an der die Betrachtungspunktposition sehr
nahe bei einem Objekt bei zehn Metern liegt und daher ist der Abstand
nicht sehr verschieden von dem Abstand der Pupillen eines Menschen.
Das heißt die Augen eines Menschen sehen ein Objekt, das
im Unendlichen ist immer parallel. Aus diesem Grunde sollte ein
Anzeigeabstand zwischen rechten und linken Bildern eines Objekts
im Unendlichen immer gleich sein wie der Abstand zwischen den Pupillen
eines Menschen selbst beim Stereofernsehen.
-
Es
ist vorstehend gesagt, das ein Standardabstand zwischen den Pupillen
eines Menschen 63.5 mm beträgt. Diese Größe
wird jedoch erzielt, indem 2.5 Inch der englischen Maßeinheit
in eine metrische Einheit konvertiert wird (2.5 × 25.4
= 63.5 mm), und obwohl angenommen wird, dass die Standardgröße
in einem Bereich von 65 bis 66 mm liegt, liegt die Standardgröße
statt dessen in einem Bereich von 65 ± 65 × 0.1 ≈ (58 – 72),
also 58 bis 72, da angenommen wird, dass eine Abweichung von ±10% bei
menschlichen Augen auftritt. Tatsächlich ist der Einstellbereich
des Abstands zwischen den Pupillen bei Augenlinsen kommerziell erhältlicher
Okulare in einem Bereich von 60–70 mm.
-
2 zeigt
eine schematische Darstellung einer Stereobetrachtung. Bereiche
für das rechte und für das linke Bild eines Stereobilds
werden derart angezeigt, dass deren Zentren miteinander auf einem Display
D
0 übereinstimmen. Die Anzeige
wird in diesem Zustand derart durchgeführt, dass das rechte und
linke Bild C
L und C
R eines
in der nähesten Distanz positionierten Objekts auf der
gleichen oder auf einer Position übereinander liegen (siehe
japanische ungeprüfte
Patentanmeldung Nr. 2006-303832 und
japanische ungeprüfte Patentanmeldung
Nr. 2006-254074 ). Gleichzeitig hierzu, in dem Fall, indem
ein Abstand zwischen den rechten und linken Bildern I
L und
I
R eines Objekts im Unendlichen derart angezeigt
wird, dass er dem Abstand zwischen den Pupillen Bs eines Menschen
entspricht, wobei bei Betrachtung eines Bereichs in dem ein Betrachter
ein Objekt in weiter Entfernung und ein Objekt in naher Entfernung
gleichzeitig in verschmelzender Weise sehen kann, wenn ein Mensch
ein tatsächliches Objekt stereoskopisch sieht, wird gesagt,
dass nach Prüfung eines geeigneten Sehabstands, dass eine nahe
Distanz eines in der nahen Distanz angeordneten Objekts etwa das
dreißigfache bis fünfzigfache des Abstand der
Pupillen beträgt, wenn eine ferne Distanz als unendlich
definiert ist.
-
In
dem Fall, dass der Abstand zwischen den Pupillen als BS = 65 mm
definiert ist, ist BS × 30 = 65 × 30 = 1950 mm,
also ungefähr 2 Meter in dem Fall des dreißigfachen
Abstands, während Bs × 50 = 65 × 50 =
3250 mm ist, also ungefähr 3.5 Meter in dem Fall des fünfzigfachen
Abstands.
-
Bei
der stereoskopischen Betrachtung ist eine Sehdistanz von 3.5 Metern
ein Abstand bei dem eine Verschmelzung von rechten und linken Gesichtsfeldern
recht einfach bereitgestellt werden kann, und ein Abstand von zwei
Metern ist hierfür ungefähr ein Grenzwert. Wenn
daher ein Abstand zwischen rechts und links eines Bildes im Unendlichen derart
angezeigt wird, dass er gleich dem Abstand zwischen den menschlichen
Pupillen Bs ist, dann folgt für den Objektabstand im Nahbereich
zur Durchführung der Anzeige (zur Bereitstellung der Übereinstimmung
des rechten und linken Gesichtsfelds miteinander) an der selben
oder an einer Position (in horizontal Richtung) auf einem Display,
nämlich, eine empfohlene Sehdistanz (DR in
der Zeichnung) zur Betrachtung des Displays eine Distanz, bei der
ein virtuelles Fenster erscheint, in dem die Anzeigebereiche für
rechts und links miteinander übereinstimmen und wie ein
Fenster erscheinen, wobei ein „Stereofenster” erscheint.
-
Die
vorstehend genannte Sehdistanz DR kann in
einem Bereich von 2 bis 3.5 Meter sein, aber wenn die empfohlene
Sehdistanz DR recht gering ist, dann tritt
nicht nur Streß beim Stereosehen auf, sondern, es tritt
auch ein Phänomen auf, dass das Display selbst sehr klein
erscheint (obwohl es nicht ausgeblendet wird). Wenn die empfohlene
Sehdistanz DR groß eingestellt
ist, kommt es leichter vor, dass Objekte in einem Abstandsbereich
kürzer als die empfohlene Sehdistanz DR auf
einer photographierten Seite herauskommen (die Objekte können
als zusätzliche Sichten herauskommen, ohne das dies beim
Photographieren der Objekte oder des Objekts beabsichtigt war).
Das heißt, dass in einem derartigen Fall, dass ein Objekt
oder mehrere Objekte in einem Abstand positioniert sind der kürzer
ist als der empfohlene Sehabstand DR beim
Sehen aus einem Sehbereich heraustreten. In einem derartigen Fall
erscheinen der rechte und linke Anzeigebereich (Bildrahmen) auf
störende Weise doppelt (insbesondere erscheint dabei nicht
nur ein Display selbst auf störend abweichende Weise von
seiner normalen Position auf einem Bildschirm, sondern auch die
Abweichung wirkt sich auch auf die Situation ihrer Umgebung auf
dem Bildschirm aus, weshalb auf die Abweichung geachtet werden sollte).
Unter diesen Umständen wird als geeignet gesehen, dass
die empfohlene Sehdistanz DR etwa 2.5 Meter
beträgt, wobei jedoch die Sehdistanz DR auch
unter Berücksichtigung der Größe eines
Raumes bestimmt werden sollte, in dem ein Fernseher angeordnet ist.
-
Wenn
ein Abstand zwischen einem rechten und einem linken Bild eines Objekts
im Unendlichen auf den Abstand Bs zwischen den Pupillen eines Menschen
eingestellt ist, dann ist eine Displaygröße (Bildschirmbreite)
nicht auf eine spezielle Breite begrenzt, sondern es ist wünschenswert,
dass die Displaygröße wenigstens das zwanzigfache
des Abstandes Bs der Pupillen der menschlichen Augen hat.
-
Wenn
die Bildschirmbreite mit W gekennzeichnet ist, dann gilt aufgrund
von Bs = 65, W = 65 × 20 = 1300 mm, so dass die Bildschirmbreite
W ungefähr 1300 mm hat.
-
Wenn
andererseits ein horizontaler Blickwinkel der Ansicht (ein Winkel
zwischen Linienabschnitten, die beide Enden eines Displays und einer
Pupille verbinden) als β gekennzeichnet wird, dann ist β ≈ 40° ideal,
so dass ein Betrachter ein Bildschirm als mächtigen großen
Bildschirm sieht.
-
Wenn
der horizontale Blickwinkel der Ansicht mit β gekennzeichnet
ist, der empfohlene Sehabstand mit DR gekennzeichnet
ist, dann wird aus der nachfolgenden Gleichung nämlich
W0 = 2DR·tan(β/2) eine
Referenzbildschirmbreite (Referenzgröße) erhalten.
-
Bei
einem empfohlenen Sehabstand DR = 2500 ergibt
die vorstehende Gleichung W0 = 2 × 2500 × tan(40/2),
und nachdem tan 20° = 0.363970232 ist, erhält
man für W0 = 2 × 2500 × 0.36397 ≈ 1800
mm. Das heißt es wird ein Display mit einer Breite von 1800
mm benötigt. Für den Fall das ein Bildschirmformat
eines Displays 3:4 beträgt, wird ein Längenverhältnis
einer Bilddiagonale 5, so dass eine tatsächliche Größe
der Bilddiagonale 1800 × 5/4 = 2250 mm beträgt,
wobei 2250/25.4 = 88.58 Inch, also ungefähr 90 Inch.
-
Aus
dem vorstehend gesagten geht hervor, dass bei Stereofernsehsenders
die Übertragung derart durchgeführt werden sollte,
dass rechte und linke Bilder eines Objekts im Unendlichen einen
Abstand haben, der dem Abstand der Pupillen eines Menschen entspricht,
und rechte und linke Bilder des nähesten Objekt sollten
an der gleichen oder einer einzigen Position übereinander
gelagert angeordnet sein. Selbst wenn die gleiche oder eine Sendewelle von
Empfangsgeräten empfangen wird, deren Bildschirmgrößen
sich von einer Referenzgröße unterscheiden, sollten
die einzelnen und unterschiedlichen Empfangsgeräte derart
eingestellt sein, dass ein Displayabstand eines rechten und linken
Bildes eines Objekts im Unendlichen auf einen Abstand eingestellt
ist, der dem Abstand zwischen den Pupillen Bs eines Menschen entspricht.
-
3 zeigt
eine schematische erläutere Darstellung eines Zustand,
wenn ein Mensch die Größe eines Objekts bestimmt,
wobei wenn die in der Zeichnung dargestellten Winkel Θ gleich
sind, die Erscheinungsgröße der Objekte gleich
erscheint. Objekte der gleichen Größe, die näher
dem Auge eines Betrachters angeordnet sind, erscheinen größer
als gleich große entfernter angeordnete Objekte. Wie in 4 schematisch
dargestellt, erscheint daher ein Display D0 mit
einer Standardgröße und ein Display D1 mit
der halben Standardgröße, dass an einer Position
der halben Distanz zu der Distanz des Displays D0 zu
den menschlichen Augen angeordnet ist die gleiche Größe
zu haben. Das heißt, dass ein Display mit einer Breite
von W0 = 1800 mm gesehen aus einer Distanz
von 2.5 Meter und ein Display mit einer Breite W1 =
900 mm gesehen aus einer Distanz von 1.25 Metern in gleicher Größe
erscheinen. Wenn das Display D0 durch das
Display D1 ersetzt wird, dann wird ein Bild
in einer proportional reduzierten Größe angezeigt,
wobei jedoch die Größen der angezeigten Bilder
auf den Displays bezüglich den Displays gleich werden,
da ein Verkleinerungsverhältnis gleich einem Distanzsehverhältnis
ist. Selbst bei einem Stereofernseher mit einem relativ schmalbreitigem
Display kann daher ein Betrachter ein Stereobild in einer Größe
sehen, die der Größe eines Bildes auf einem Stereofernseher
mit einem breiten Bildschirm entspricht. Wenn selbst in diesem Fall
ein Abstand zwischen den rechten und linken Bildern eines Objekts im
Unendlichen derart angezeigt wird, dass er einem Abstand der Pupillen
eines Menschen entspricht, dann fallen das jeweilige rechte und
linke Bild des Objekts im Unendlichen jeweils parallel in das rechte und
linke Auge.
-
4 zeigt
eine schematische erläuternde Darstellung eines Beispiels,
bei dem das Display D1 mit einer Breite von ½ von 1800
mm (1800 mm ist die Breite des Displays D0)
mit der Referenzgröße verwendet wird, und ein
Bild, dass auf dem Display D1 angezeigt
wird, wird auch auf proportional verkleinerte Weise angezeigt, so
dass ein Abstand zwischen einem rechten und linken Bild eines Objekts
im Unendlichen immer der dem Pupillenabstand Bs entspricht auf dem
Display D0 ursprünglich auf die
Hälfte verkleinert wird und in einem Abstand von Bs/2 =
bs erscheint. Wenn das jeweilige rechte und linke Bild vollständig
verschoben werden, um eine Distanz zwischen dem rechten und linken
Bild eines Objekts im Unendlichen mit einer Größe
von Bs anzuzeigen, die dem Abstand der Pupillen auf einem Display
mit schmaler Breite entspricht, dann trennen sich die Mittelpunkte
der Anzeigebereiche für das rechte und linke Bild voneinander
um einen Betrag von Bs/2 = b, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt
ist. Demzufolge werden rechte und linke Bilder (CL und CR in 2) eines
Objekts in der kürzesten Distanz, die auf dem Display D0 mit der Referenzgröße
an der gleichen oder an einer Position einander überlagernd dargestellt
werden sollten, an den jeweiligen Positionen Cl und
Cr von 4 auf dem
Display D0 in einer Distanz b voneinander
beabstandet sein. In 4, werden die Bilder Il und Ir eines Objekts
im Unendlichen auf dem Display D1 voneinander
beabstandet angezeigt und zwar mit einer Distanz, die der Distanz der
Pupillen eines Menschen Bs entspricht, wobei ein rechtes und linkes
Bild Cl und Cr,
das an der gleichen oder an einer Position auf dem Display D0 übereinander gelagert erscheinen
soll voneinander beabstandet in einer Distanz bs angezeigt werden,
so dass die Bilder Cl und Cr ähnlich
wie bei dem Fall erscheinen, in dem das Display D0 an
einer Position von 2.5 Meter angeordnet ist, wenn sie stereoskopisch
aus einer Distanz von 1.25 Meter gesehen werden.
-
Die
Reduktion der Bildgröße hat jedoch ein Problem. 5 zeigt
eine schematische erläuternde Darstellung eines Zustands
einer stereoskopischen Ansicht, bei der wenn Übertragungssignale,
die derart eingestellt sind, dass ein Bild für die linke
Seite zwischen den Punkten A und C auf dem Display D0 mit
der Referenzgröße erscheint, während
ein Bild für die rechte Seite zwischen den Punkten B und
D auf dem dargestellten Display D1 erscheint,
dann muss eine Einstellung vorgenommen werden, so dass ein Bild
Pl für die linke Seite zwischen
den Punkten „a” und „c” erscheint,
während ein Bild Pr für
die rechte Seite zwischen den Punkten „b” und „d” erscheint. Aus
diesem Grunde ist es notwendig die Anzeige des Bildes für
die linke Seite in schwarz (das heißt ohne Anzeige) zwischen
den in der Zeichnung dargestellten Punkten „c” und „d” darzustellen
und das Bild für die rechte Seite in schwarz zwischen den
in der Zeichnung dargestellten Punkten „a” und „b” darzustellen.
Die strichpunktierten Linien von 5 verbinden
beide Enden des Displays D0 mit der Referenzgröße
mit dem Zentrum O des Ansichtspunkts und führen durch einen
Punkt der jeweils zwischen den Punkten „a” und „b” und
den Punkten „c” und „d” auf dem
Display D1 liegt, dass bei einer halben
Distanz ½ der empfohlenen Sehdistanz DR positioniert
ist, und die Länge des Displays D1,
die von der rechten und linken strichpunktierten Linie definiert
wird hat eine Größe die der Hälfte ½ des
Displays D0 entspricht, und die in der Zeichnung
mit W1 dargestellt ist, wobei jedoch ein
tatsächliches Display bis zu den Punkten „a” und „d” auf
die Breite W1' erweitert werden muss. Wie
vorstehend anhand der Zeichnung in 5 erläutert
gleicht der erweiterte Betrag für rechts und links insgesamt
Bs/2. Ein ausgeblendeter (schwarz angezeigter) Betrag des Bereichs
von dem Punkt „c” zu dem Punkt „d” des
linken Bereichs beträgt Bs/2 und der Bereich von dem Punkt „a” zu
dem Punkt ”b” des rechten Anzeigebereichs wird
ebenfalls Bs/2.
-
Anders
als vorstehend beschrieben sollten in der beispielhaften Situation,
die schematisch erläuternd in 6 dargestellt
ist sollten das rechte und linke Bild eines Objekts im Unendlichen
auf eine Weite von Bs eingestellt sein, die dem Abstand der Pupillen
eines Menschen entspricht, selbst wenn ein Stereobild mit einer
Breite von W0 = 1800 mm auf das Referenzdisplay
D0 übertragen wird, und der empfohlene
Sehabstand DR = 2.5 Meter auf einem Display W2 = 3600 mm gesehen wird, was bei einem Sehabstand
von 5 Metern die doppelte Breite hat und wobei der Abstand von 5
Metern die doppelte Sehdistanz DR ist. Selbst
in diesem Fall wird das Bild gemäß der Bildschirmgröße
proportional vergrößert, wobei jedoch die Sehdistanz
ebenfalls proportional vergrößert wird, so dass
das Bild wie in dem Zustand erscheint, wenn ein Betrachter das Display
W0 mit der Referenzgröße
aus der Distanz der empfohlenen Sehdistanz DR =
2.5 Meter betrachtet. Die Einstellung muss jedoch derart vorgenommen
werden, dass das Bild PL für die linke Seite in 6 in
einem Bereich von Punkt P' zu Punkt D' erscheint, während
das Bild PR für die rechte Seite in 6 in einem
Bereich von Punkt A' zu Punkt C' erscheint. Demzufolge müssen bei
dem Anzeigebereich für die linke Seite der Bereich von
dem Punkt A' zu dem Punkt B' ausgeblendet werden (schwarz angezeigt),
und bei dem Bild für die rechte Seite muss der Bereich
von dem Punkt C' zu dem Punkt D' ausgeblendet werden (schwarz angezeigt
werden). Aus 6 geht hervor, dass wenn ein
Display mit einer Größe größer
als die Referenzgröße verwendet wird und wenn
es beispielsweise eine Breite 2 Mal größer als
die Referenzgröße hat, dann wird ein breiteres
Display W2' mit einer Größe benötigt,
die sich durch Addition des Abstandes BS der
menschlichen Pupillen zu der Breite W2 des
Displays D2 mit der Referenzgröße
ergibt.
-
Bei
der Situation von 6 sollten Objektbilder CL und CR in der kürzesten
Aufnahmedistanz auf dem Display D0 mit der
Referenzgröße an der gleichen oder an einer Position
für rechts und links übereinander gelagert angezeigt
werden und jeweils an Positionen CL und
CR des Displays D2 mit
der erweiterten Größe erscheinen, wobei die Bilder
für rechts und links miteinander vertauscht sind. Hierbei überschneiden
sich aber ein rechtes und linkes Bild im Nahaufnahmebereich bei
der Stereoansicht an einer virtuellen Position des Displays D0 mit der Referenzgröße,
so dass sie natürlich erscheinen, als ob ein Betrachter
das Display D0 mit der Referenzgröße
aus der empfohlenen Sehdistanz DR sieht.
-
Wenn
eine Referenzdisplaygröße bestimmt wird, dann
muss ein Fernseher zum Empfang von Stereofernsehsendungen einen
Bereich auf einem Bildschirm ausblenden (in schwarz anzeigen) selbst wenn
eine Breite eines tatsächlich benutzten Displays größer
ist als die Referenzgröße oder wenn die Breite
des tatsächlich benutzten Displays schmaler ist als die
Referenzgröße. Daher ist es notwendig weitere
Faktoren in Betracht zu ziehen, um numerische Werte für
die Referenzgröße W0 und
die empfohlene Sehdistanz DR bestimmen zu
können. Dies ist auch deshalb der Fall weil die durchschnittliche Anzahl
der Personen die Fernsehen schauen, eine Größe
eines Raumes in dem ein Fernseher steht oder andere Umstände
in Haushalten wichtige Faktoren sind, um die Displaygröße
oder die empfohlene Sehdistanz zu bestimmen.
-
7 zeigt
eine Ausführung einer TV Kamera die beim Stereofernsehsenden
benutzt wird, wobei da Lichtstrahlen, die in das rechte und linke
Objektiv der Kamera von einem Objekt im Unendlichen eintreten parallel
zueinander sind, daher wird ein Abstand zwischen Bildern im Unendlichen,
die auf ein rechtes und linkes Bildelement projiziert sind gleich
einem Abstand zwischen dem rechten und linken Objektiv der Kamera.
Wenn ein Abstand zwischen dem rechten und linken Objektiv (Objektivabstand)
mit DL gekennzeichnet ist, dann wird ein
Abstand zwischen rechten und linken Aufnahmeelementen (Sensorabstand)
DS wie folgt bestimmt.
-
Bei
einem Abstand DC bei dem rechte und linke
Gesichtsfelder auf den Aufnahmeelementen miteinander übereinstimmen,
ergibt sich ein Projektionsverhältnis zu einer Distanz
in dem in 7 dargestellten Beispiel als
r = f/DC und die Sensordistanz DS = DL + DL·r.
-
In
dem Zustand, der durch die obige mathematische Gleichung beschrieben
wird, können Bilder auf den jeweiligen rechten und linken
Aufnahmeelementen projiziert gesendet werden, um auf den jeweiligen
rechten und linken Anzeigebereich eines Bildschirms eines Empfangsgeräts
angezeigt zu werden.
-
Wenn
bei der in 7 dargestellten Kamera ein Objekt
in größerer Entfernung positioniert ist als die
Distanz DC dann kann die positionelle Beziehung zwischen
den Aufnahmeobjektiven und den Aufnahmeelementen eine konstante
Beziehung sein, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt ist
(Brennpunkte der Objektive müssen hierbei eingestellt sein, wobei
der Einfachheit halber auf eine Erläuterung der Einstellung
verzichtet wird). Wenn aber ein Objekt, dass näher positioniert
ist als die Distanz DC in ein Gesichtsfeld
für die Aufnahme eintritt, dann erscheint das Objekt aus
dem Bildschirm herauszuspringen, wobei rechte und linke Bildrahmen
als ein Rahmen für die Stereoansicht doppelt erscheinen,
was bei dem Betrachter Unbehagen auslöst. Aus diesem Grunde
sollten Objekte die näher positioniert sind als die empfohlene
Sehdistanz (äquivalent zur Sehdistanz auf der Empfangsseite)
grundsätzlich davor gehindert werden in ein photographisches
Gesichtsfeld einzutreten.
-
Tatsächlich
sind die meisten TV Kameras mit Zoom-Objektiven ausgestattet. Bei
Durchführung der Zoom-Funktion genügt die Gleichung
DS= DL + DL·r, wobei die Sensordistanz und
der Objektivabstand konstant sind, so dass DC nach
dem Projektionsverhältnis r bestimmt wird. Es ist daher
notwendig das Projektionsverhältnis r konstant zu halten,
um den Objektivabstand und die Sensordistanz beim Zoomen konstant
zu halten. Da das Projektionsverhältnis durch die Beziehung
r = f/DC gegeben ist, variiert der Abstand
DC beim Zoomen.
-
Das
heißt ein „Stereofenster” wird bei kleiner Brennweite
auf eine nahe Position auf einer Weiten (W) Seite gesetzt, während
es bei einer großen Brennweite auf eine entfernte Position
auf einer Tele (T) Seite gesetzt wird.
-
Das
vorstehend Gesagte wird nachfolgend näher erläutert.
Wenn beispielsweise eine Breite eines photographischen Elements
einer Kamera 18 mm ist, die ein Stereobild für einen Stereofernseher mit
einer Breite W0 = 1800 mm einer Referenzdisplaygröße
D0 aufnimmt und bei einer empfohlenen Sehdistanz
DR = 2500 mm, und bei einer Brennweite eines
Aufnahmeobjektivs von 25 mm, dann beträgt die Breite eines
Aufnahmeelements 1/100 der Breite des Displays. Unter der Annahme
dass andererseits eine tatsächliche Szene gesendet wird
und ein Fenster mit einer Breite von 1800 mm existiert, dann wird ein
Zustand erzielt, der einem Zustand entspricht, bei dem das Fenster
aus einer Distanz von 2500 mm aufgenommen wird. Wenn in diesem Fall
ein Aufnahmeobjektiv eine Brennweite von 25 mm hat dann wird sein
Aufnahmeverhältnis 1/100 der Aufnahmeentfernung von 2500
mm. 65 mm ist die Differenz zwischen einem Abstand zwischen Bildern
im Unendlichen auf dem Display mit einer Breite von 1800 mm und
einer Distanz zwischen Bildern in Nahansicht (rechte und linke Bilder
in der Nahansicht sind übereinander gelagert an der gleichen
oder an einer Position auf dem Referenzdisplay D0).
Diese Differenz von 65 mm wird 65/100 mm da das Aufnahmeverhältnis
auf den Aufnahmeelementen mit einer Breite von 18 mm 1/100 beträgt.
Wenn der Objektivabstand DL 65 mm beträgt wird
demzufolge die Sensordistanz DS durch die
folgende Gleichung gegeben, nämlich DS =
DL +DL·r
= 65 + 65/100 = 65.65 mm.
-
Wenn
die Kamera ein Zoomobjektiv hat und eine Brennweite auf 100 mm eingestellt
ist, dann wird DC bei einem Aufnahmeverhältnis
von 1/100 10 Meter, da 100/0.01 = 10000 = 10 Meter. Das heißt,
dass das Stereofenster auf eine Position von 10 Meter eingestellt
ist. Das Stereofenster erscheint jedoch tatsächlich nicht
auf dem Display an einer Position von 10 Meter und statt dessen
wird ein Objekt an der Position von 10 Metern erweitert und erscheint
an einer Position von 2.5 Metern zu existieren. Wenn die Brennweite
des Objektivs auf eine kürzere Richtung eingestellt ist
und beispielsweise auf 10 Meter eingestellt ist, dann wird die Distanz
von DC bei einem Aufnahmeverhältnis
r von 1/100 1 Meter, nachdem 10/0.01 = 1000 = 1 Meter ist und ein
Objekt an der Position von einem Meter erscheint an der Position von
2.5 Metern. Dies kann vorteilhaft derart ausgenutzt werden, dass
ein Photograph nah an ein Objekt herankommen kann und zwar bis zu
einem Meter und zwar selbst in einem schmalen Bereich und in Richtung
von vorne nach hinten.
-
Wie
vorstehend beschrieben variiert eine eingestellte Distanz des „Stereofensters” während der
Aufnahme beim Zoomen automatisch, wobei jedoch darauf zu achten
ist, dass ein Objekt, das näher als das Stereofenster positioniert
ist, beim Photographieren nicht in ein Gesichtsfeld eintritt. Da
es bei einer herkömmlichen Stereokamera für den
Photographen unmöglich ist die eingestellte Distanz des
Stereofensters mit seinen Augen zu überprüfen,
hängt die Einstellung der Distanz von der Intuition des
Photographen ab. Es gibt jedoch Kameras, die in der
japanischen ungeprüften Patentanmeldung
Nr. 2006-303832 und der
japanischen
ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2006-254074 offenbart
sind, und die von dem Anmelder der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen
wurden. Bei diesen Kameras kann eine eingestellte Distanz des Stereofensters
mittels einem Kollimationsmuster auf einem Sucher mit den Augen
eines Photographen überprüft werden und ein optimaler
Aufnahmezustand kann immer beibehalten werden, selbst wenn ein Zoomobjektiv
verwendet wird oder selbst wenn ein Aufnahmeobjektiv frei ausgetauscht
wird.
-
Es
gibt auch Hypo-Stereokameras bei denen eine Distanz zwischen den
optischen Achsen des rechten und linken Objektivs beträchtlich
gegenüber einer Standarddistanz und gegenüber
einer Mikrostereokamera, bei der die Distanz von der Standarddistanz
reduziert ist, erweitert ist. Da Lichtstrahlen, die aus einer unendlichen
Distanz ausgestrahlt werden und in das rechte und linke Aufnahmeobjektiv einfallen
parallel zueinander selbst in der Hypo-Stereokamera sind kann ein
Abstand zwischen Bildpunkten auf den Mittelpunkten des jeweiligen
rechten und linken Objektivs derart angezeigt werden, dass sie zum
Zeitpunkt der Betrachtung dem Abstand zwischen den Pupillen des
rechten und linken Auges eines Menschen entsprechen.
-
Es
kommt vor, dass unter Verwendung einer Standardstereokamera lediglich
ein Objekt in relativer Nahaufnahme photographiert wird. In diesem
Fall tritt das Problem auf, dass eine Distanz zwischen den Mittelpunkten
der gesamten Bilder, die auf die photographischen Elemente projiziert
werden, zunimmt, so dass das rechte und linke Gesichtsfeld nicht
vollständig miteinander verschmilzt. Der Anmelder der vorliegenden
Erfindung hat bereits ein Verfahren vorgeschlagen dieses Problem
zu lösen. Bei diesen Verfahren werden Bereiche, die leicht
schmaler als die gesamte Breite der Aufnahmeelemente sind immer ausgelesen
und verwendet und bei einer geringeren Aufnahmeentfernung wird eine
Scroll-Einstellung durchgeführt, so dass die gelesenen
Bereiche des rechten und linken Aufnahmeelements nach außen positioniert
werden. Diese Einstellung wird von den Augen eines Photographen über
einen Monitor der Kamera überprüft (siehe
japanische ungeprüfte
Patentanmeldung Nr. 2006-303832 und
japanische ungeprüfte Patentanmeldung
Nr. 2006-254074 ). Wenn tatsächlich nur ein Objekt
im Nahaufnahmebereich bei einer Makrophotographie oder ähnlichen
Photographien auftaucht, dann sollte der entfernteste Punkt innerhalb
des Gesichtsfeldes als Punkt im Unendlichen behandelt werden.
-
Nachfolgend
wird eine vorteilhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung
nach den Merkmalen von Anspruch 5 beschrieben. Ein Lichtstrahl,
der von einem LCD Bildschirm ausgestrahlt wird, ist polarisiertes
Licht mit einer konstanten Amplitudenrichtung. Wenn Polarisationsplatten
orthogonal zur Richtung einer Polarisationsplatte auf der Oberfläche
des LCD Bildschirms jeweils auf der rechten und linken Linse einer
Brille angebracht werden, dann wird das Gesichtsfeld der rechten
und linken Linse der Brille beim Betrachten des LCDs durch eine
Brille geschlossen. Wenn um 90° oder 270° gedrehte
Flüssigkristallplatten an der Vorderseite der rechten und
linken Linse der Brille befestigt werden, dann ist das von dem LCD
polarisierte Licht von dem Flüssigkristall in einem Winkel
von 90° oder 270° gedreht, so dass das rechte
und linke Gesichtsfeld geöffnet wird und Crosstalk erzeugt
wird (siehe den Fall, dass die Brille nicht verwendet wird). Wenn
eine Spannung an die Flüssigkristallplatten auf der Brille
angelegt wird, dann wird das Flüssigkristall von dem gedrehten
Zustand in einen linearen Zustand geschaltet, wonach die Brille
einen Zustand annimmt, der einer Brille ohne Flüssigkristallplatten
entspricht, mit dem Ergebnis, dass das rechte und linke Gesichtsfeld
geschlossen werden. Wenn daher das rechte und linke Bild alternierend
im Zeitteilungsverfahren auf dem LCD angezeigt werden und gleichzeitig
synchrone Signale von Infrarotstrahlen gesendet werden, und das
rechte und linke Gesichtsfeld alternierend geöffnet und geschlossen
werden, indem an die Flüssigkristallplatten der Brille
angelegte Spannungen synchron mit den Infrarotstrahlen geschaltet
werden, können auf diese Weise das rechte und linke Gesichtsfeld voneinander
getrennt werden.
-
Das
vorstehend genannte Verfahren basiert auf der gleichen Grundlage
wie das Verfahren, dass bereits für CRT Bildschirme oder
PDP Bildschirme implementiert ist, wobei von CRT Bildschirmen oder PDP
Bildschirmen oder ähnlichen Bildschirmen imitiertes Licht
kein polarisiertes Licht ist, so dass es notwendig ist eine weitere
Polarisationsplatte auf der Vorderseite der Brille anzuordnen. Wenn
die Brille gegenüber dem Display geneigt wird, dann tritt
bei der linearen Polarisation des rechten und linkes Gesichtsfeldes
Lichtverlust auf und es resultiert Crosstalk. Seit Kurzem wird ein
zirkular polarisierter Filter verwendet, um Crosstalk zu vermeiden,
wobei jedoch bei dem zirkular polarisiertem Filter ein λ/4
Filter verwendet wird, so dass der zirkular polarisierte Filter sehr
teuer ist, und außerdem eine Neigung (Verzerrung) der Wellenlängen
des übertragenen Lichts auftritt (da der λ/4 Filter
kürzlich aus Polymer hergestellt ist muss er nicht notwendig
sehr teuer sein).
-
Die
vorstehend genannten zahlreichen Probleme können mit einem
an der polarisierten Brille befestigten Inklinationssensor behoben
werden, indem eine an die Flüssigkristallplatten der Brille
angelegte Spannung gemäß einem Neigungswinkel
der Brille gesteuert wird und indem ein Gesichtsfeld in dem Zeitpunkt
in dem es geschlossen ist vollständig ausgeblendet wird,
selbst wenn die Brille geneigt ist, wodurch Crosstalk vermieden
werden kann.
-
Gewerbliche Anwendbarkeit
-
Ein
vorstehend beschriebenes Stereofernsehsystem, ein Stereofernsehempfänger,
und eine Brille zur Betrachtung von Stereobildern gemäß der vorliegenden
Erfindung sind geeignet zur Aufzeichnung, Wiedergabe und Anzeige
von Stereobildern, die mit einer Stereovideokamera aufgenommen wurden,
und außerdem geeignet zur Bereitstellung von Stereofernsehen.
-
Zusammenfassung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Stereofernsehen, dass geeignet
ist Stereobilder von vorzüglicher Qualität zur
Betrachtung von Stereobildern wiederzugeben und auf einen Empfänger
für Stereofernsehen. Beim Stereofernsehen wird eine Referenzgröße
eines Display eines Empfängers bestimmt, Bilder für
rechts und links werden auf einem Display mit einer Referenzgröße übereinander
gelagert angezeigt, und die Übertragung wird derart durchgeführt,
dass ein Abstand zwischen den gleichen korrespondierenden Punkten
eines Objektbilds im Unendlichen wiedergegeben wird und in einem Abstand
angezeigt wird, der dem Abstand zwischen den Pupillen eines Menschen
entspricht.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2003-264851 [0007]
- - JP 2006-303832 [0039, 0063, 0065]
- - JP 2006-254074 [0039, 0063, 0065]