DK170491B1 - 3-dimensionalt tv - Google Patents

Description

DK 170491 B1 side 1

Opfindelsen angår et anlæg til fremvisning af stereoskopiske billeder - herunder levende billeder og farvebilleder - på en skærm, hvor 2 delbilleder vises samtidigt og ikke-sammen-faldende på samme skærm. Foran skærmen og i hovedsagen vinkel-5 ret på denne er anbragt et delvis reflekterende spejl således at det ene delbillede kan betragtes gennem spejlet og det andet delbillede reflekteres af spejlet, hvorved delbillederne forekommer sammenfaldende for beskueren. Foran hvert af delbillederne på skærmen er anbragt polariserende filtre, og besku-10 eren bærer briller med polariserende filtre; filtrenes polarisationsretninger er parvis indbyrdes vinkelrette, og således orienterede at beskuerens ene øje kun kan se det ene delbillede, og hans andet øje kun det andet delbillede. Der er midler til at forhindre at beskueren kan se direkte det billede der reflek-15 teres af spejlet.

Fra FR-PA 2.621.205 kendes et sådant anlæg; heri er skærmens billede opdelt efter skærmens vandrette symmetrilinie, idet -det øverste delbillede ses direkte og retvendt (igennem spej-20 let) medens det nederste billede ses spejlvendt, idet det spejles i spejlets underside. Skærmen er vippet så meget bagover (overkanten længere bort fra beskueren end underkanten), at de 2 delbilleder kan falde sammen for beskueren, selvom hans øjne er anbragt højere end skærmen. Det anvendte spejl er kun be-25 skrevet som "et spejl med delvis refleksion".

Det viser sig imidlertid at de' i handelen forekommende spejle med delvis refleksion - såkaldte spionspejle - er uegnede til formålet, da der dels sker en dobbelt refleksion (først i glas-30 sets overflade og dernæst i den bagvedliggende spejlbelægning) og dels sker en alt for kraftig refleksion i spejlbelægningen, hvorved det spejlede billede fremtræder dobbelt og for kraftigt, og det direkte billede for svagt.

35 Til afskærmning af det nederste billede mod beskuerens direkte betragtning beskrives i FR-PA 2.621.205 en uigennemsigtig skærm der er anbragt i det vinkelrum der afgrænses.af synslinierne fra det nederste billede til spejet og videre til beskuerens øje.

40

Denne skærm giver imidlertid en ganske væsentlig begrænsning af den nyttige rumvinkel fra hvilken den stereoskopiske effekt kan betragtes, idet den kun tillader betragtning af det ønskede billede fra een bestemt vinkel; således vil den vil skærme 45 også for begge de ønskede delbilleder, hvis beskueren flytter sine øjne nedefter, medens den ikke vil skærme tilstrækkeligt for det uønskede, direkte billede, hvis han flytter sine øjne opefter.

DK 170491 B1 side 2

Ved opfindelsen tilvejebringes et anlæg af den omhandlede art, hvor disse ulemper er elimineret.

Dette opnåes ifølge opfindelsen ved at de nævnte midler til at 5 forhindre beskuerens direkte betragtning af det billede der * skal reflekteres af spejlet udgøres af et jalousi eller en persienne, og at det nævnte delvis reflekterende spejl udgøres af et stykke varmereflekterende vinduesglas.

10 I en foretrukken udførelsesform af opfindelsen udgøres de nævnte midler til at forhindre beskuerens direkte betragtning af det billede der skal reflekteres af spejlet af en persiennefilm (light control film).

15 Det er en fordel ved anlæg af den her omhandlede art at de 2 delbilleder kan transmitteres på kendt måde med f.eks. videosignaler, når de er sammensat til et-fælles billede.

I en yderligere foretrukken udførelsesform for anlægget ifølge . 20 opfindelsen er de 2 delbilleder inden transmissionen og med i sig selv kendt video-redigeringsteknik sammensat til eet fjernsynsbillede, hvor skillelinien mellem delbillederne er en af billedformatets symmetrilinier, og de 2 delbilleder kan ved fremvisningen justeres til sammenfald for beskueren ved at 25 justere billedets position på fjernsynsskærmen i retning vinkelret på skillelinien.

Det ønskes almindeligvis at et fjernsynsapparat eller en videofremviser er anbragt lavere end' beskuerne, da det giver en 30 bekvem hovedstilling for disse.

I en videre foretrukken udførelsesform af anlægget ifølge opfindelsen er det øverste delbillede spejlet og det nederste' delbillede betragtet gennem spejlet, hvorved beskueren kan 35 anbringes med øjnene højere end fjernsynsskærmens symmetrilinie, og/eller fjernsynsskærmen kan hældes forover, med sin overkant nærmere ved beskueren end underkanten.

Anlægget ifølge opfindelsen kan anvendes ved distribution af 40 stereoskopiske underholdningsfilm, enten transmitteret fra en fjernsynsstation eller afspillet på en video-båndoptager.

I en udførelsesform af opfindelsen til denne anvendelse er * anlægget udformet som et adaptorsæt som brugeren kan montere 45 på et fjernsynsapparat af almindelig kendt type, idet sættet idetmindste omfatter polariserende filtre, spejl og persienne- t film, fortrinsvis sammenbygget til en enhed, samt briller med polariserende filtre til beskuerne.

DK 170491 Bl side 3

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende, hvor der beskrives alene eksempelvise udførelsesformer under henvisning til tegningen, hvor: 5 Fig. 1 & 3 viser en adaptorenhed ifølge opfindelsen,

Fig. 2 & 4 viser adaptorenheden monteret på et fjernsynsapparat, 10 Fig. 5 viser beskuerens stilling i forhold til fjernsyns apparatet, set fra siden,

Fig. 6 viser flere beskueres stilling i forhold til fjernsynsapparatet, set ovenfra, 15

Fig. 7 anskueliggør muligheden for vertikal variation af betragtningsretningen.

I fig. 1...4 betegner a og b dele af et stativ der udgør adap-20 torens bærende konstruktion, idet a bærer spejlet c og det polariserende filter f foran det nederste delbillede, medens b bærer persiennefilmen e og det polariserende filter d.‘ I fig. 1 & 3 vises adaptoren som en færdigsamlet enhed til 25 montering på et fjernsynsapparat, og i fig. 2 & 4 ses adaptoren monteret på fjernsynsapparatet, der hermed er klar til visning af stereoskopiske billeder.

I fig. 3 anskueliggøres opbygningen af det sammensatte stereo-30 skopiske fjernsynsbillede, her visende som motiv teksten "3D TV".

Der anvendes nedenfor betegnelserne "højre billede" om den del af skærmbilledet der skal betragtes af beskuerens højre øje, og "venstre billede" om den del af skærmbilledet der skal be- · 35 tragtes af hans venstre øje.

Idet det forudsættes at skærmbilledet deles over i 2 lige store dele af en vandret skillelinie, vises det højre billede j retvendt på skærmens nederste é-del, og det venstre billede h £å 40 hovedet og spejlvendt (dvs.: den højre del af det venstre, omvendte billede vises i højre side af skærmen), på skærmens øverste del.

DK 170491 B1 side 4

Foran skærmen er det delvis reflekterende spejl c anbragt, vandret udfor skillelinien, således at denne ligger i spejlets plan. Ved at hælde fjernsynsapparatet lidt fremover mod beskueren (eller at anbringe det lavt i forhold til beskueren), 5 samtidigt med at den øverste del af skærmen afskærmes for di- 4 rekte betragtning, opnåes at han ser den nederste del af skærmen (højre billede) direkte, idet han ser gennem halvspejlet, samtidigt med at han ser den øverste del af skærmen som et spejlbillede, idet denne del spejles i halvspejlets overside.

10

Det er vigtigt at der anvendes et spejl c med det rigtige forhold mellem refleksionskoefficient og transmissionskoefficient, for hhv. det billede der skal spejles ved betragtningen og det billede der skal betragtes gennem spejlet, samt med passende.

15 absolutte værdier for disse koefficienter.

Forsøg har vist at almindeligt kendte "halvspejle" eller spionspejle ikke kan anvendes. Dette skyldes at der dels sker en dobbelt refleksion (først i glassets overflade og dernæst i 20 den bagvedliggende spejlbelægning) og dels sker en alt for-kraftig refleksion i spejlbelægningen, hvorved det spejlede billede fremtræder dobbelt og for kraftigt, og det direkte billede for svagt.

25 Der kendes imidlertid visse kvaliteter vinduesglas der er beregnet til at holde solens varmestråler tilbage, så varmeind-faldet minimeres. Et sådant glas har ved forsøg vist sig velegnet; det drejer sig om "Cool-Lite silver" fra firmaet Scan-glas i Korsør. Dette glas fåes'i 5 varianter, hvoraf de 4 har 30 omtrent lige store refleksions- og transmissionskoefficienter, beliggende i intervallet 20...31%. Et meget vigtigt forhold der er med til at gøre dette glas velegnet er at refleksionen sker i glassets overside idet den spejlende belægning ligger på denne side (beregnet til at være ude-side ved glassets til— 35 sigtede anvendelse).

Foran hver af skærmens i-dele er der anbragt polariserende filtre d & f, der er indbyrdes drejet 90°, samtidigt med at beskueren forsynes med briller med indbyrdes og 90° modsat 40 forskudte polariserende filtre; herved kan hans højre øje kun se det højre billede j, og hans venstre øje kun se det venstre billede h.

\ • £ DK 170491 B1 side 5

Foran skærmens øverste i-del er anbragt persiennefilmen e; denne film skal sikre at det øverste billede h kun kan ses ved btragtning skråt nedefra, dvs. fra spejlet c, og dermed kun kan ses af beskueren som spejlbilledet af h i c.

5 Sådanne film er tynde gennemsigtige plastikplader, hvori der er tilvejebragt uigennemsigtige lameller i filmens indre, arrangeret ganske som i en almindelig kendt persienne til vinduer. Filmene markedføres af firmaet 3M under betegnelsen LCF, i 10 tykkelserne 0,03” og 0,05", med afstand 0,005" eller 0,01" mellem hver lamel, med lige- eller skråtstillede lameller, og med synsfeltvinkel 48°, 60° eller 90°.

I fig. 5 vises beskuerens stilling i forhold til fjernsyns-15 apparatet, set fra siden, og det fremgår at han kan sidde med en bekvem hovedstilling og betragte fjernsynsapparatet uden at dette behøver at vippes.

I fig. 6 vises flere beskueres stilling i forhold til fjern-20 synsapparatet, set ovenfra. Med den viste trapezformede udformning af spejlet c kan alle beskuere se hele billedfeltet i stereoskopi.

I fig. 7 anskueliggøres muligheden for vertikal variation af 25 betragtningsretningen. Med den viste vandrette udstrækning 1 af spejlet c, i retning mod beskuerne, kan det stereoskopiske billede betragtes fra så lav en position som den der svarer til vinkelen v. Den højest anvendelige betragtningsposition, der svarer til vinkelen u, bestemmes af gennemsynsforholdene i 30 persiennefilmen e, men den vil i foretrukne udførelsesformer af anlæg ifølge opfindelsen typisk være som vist på figuren.

Der kræves kun minimal træning af beskueren for at han skal kunne opnå den 3-dimensionale illusion, idet hans øjne skal 35 være rettet mod samme punkt, være indstillet på samme afstand og have det sædvanlige forhold mellem betragtningsafstand og skelen (idet det højre og det venstre billede er faktisk sammenfaldende i forvejen).

40 Optageapparatet til brug sammen med anlægget ifølge opfindelsen kan indrettes på een af 2 forskellige måder: enten kan der til optagelse med eet kamera, ved et system af spejle og periskoper, frembringes det ønskede, billede, der så kan optages med et sædvanligt kamera, eller også frembringes der med det ene ka-45 mera et retvendt (højre) billede, med billedfelt på skærmens nederste.i-del, og med det andet kamera et omvendt og spejlvendt (venstre) billede, med billedfelt på skærmens øverste i-del; disse 2 billeder forenes herefter med i sig selv kendt videoredigeringsteknik. Foreningen sker on-line, således at 50 ' der enten kan vises levende stereoskopiske billeder i direkte transmission, eller billederne kan lagres direkte på videobåndoptager, klar til visning på det ovenfor beskrevne fremvisningsapparat.

DK 170491 B1 side 6

Anlægget ifølge opfindelsen er ikke begrænset til brug sammen med fjernsynsapparater, men kan bruges sammen'med alle anlæg der viser billeder på en skærm (hvor billedet tilføres skærmen bagfra), hvadenten dette sker som film, video eller på anden 5 måde. F.eks. vil adaptoren ifølge opfindelsen uden videre kunne ^ monteres på en EDB-skærm, hvor f.eks. et CAD-program viser 3-dimensionale fremstillinger af de med programmet designede genstande, som still-billeder eller som levende billeder.

10 Den skærm der indgår i anlægget ifølge opfindelsen, kan drejes 90° inden adaptoren monteres, hvorved der opnåes et andet forhold mellem det stereoskopiske billedes højde og bredde; fjernsynsbilledets indhold skal herved drejes 90°, ligesom delbillederne skal adskilles af den symmetrilinie der ved fjern-15 synsbilledets normale anvendelse er den lodrette.

A

«

Claims (5)

1. Anlæg til fremvisning af stereoskopiske billeder - herunder levende billeder og farvebilleder - på en skærm, hvor 2 delbilleder vises samtidigt og ikke-sammenfaldende på samme skærm. Foran skærmen og i hovedsagen vinkelret på 5 denne er anbragt et delvis reflekterende spejl således at det ene delbillede kan betragtes gennem spejlet og det andet delbillede reflekteres af spejlet, hvorved delbillederne forekommer sammenfaldende for beskueren. Foran hvert af delbillederne på skærmen er anbragt polariserende 10 filtre, og beskueren bærer briller med polariserende filtre; filtrenes polarisationsretninger er parvis indbyrdes vinkelrette, og således orienterede at beskuerens ene øje kun kan se det ene delbillede, og hans andet øje kun det andet delbillede. Der er midler til at forhindre at beskueren 15 kan se direkte det billede der reflekteres af spejlet. Anlægget er kendetegnet ved at de nævnte midler til at forhindre beskuerens direkte betragtning af det billede der skal reflekteres af spejlet udgøres af et jalousi eller en persienne, og at det nævnte delvis reflekterende spejl 20 udgøres af et stykke varmereflekterende vinduesglas.

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved at de nævnte midler til at forhindre beskuerens direkte betragtning af det billede der skal reflekteres af spejlet udgøres af en per- 25 siennefilm (light control film).

3. Anlæg ifølge krav 1 eller 2, hvori nævnte skærm er en fjernsynsskærm, f.eks. et video-katodestrålerør, og hvori -begge delbilleder transmitteres efter en af de sædvanlige fjern- 30 syns- eller video-transmissionsstandarder, herunder over førsel fra en video-båndoptager. Anlægget er kendetegnet ved at de 2 delbilleder inden transmissionen og med i sig selv kendt video-redigeringsteknik sammensættes til eet fjernsynsbillede, hvor skillelinien mellem delbillederne 35 er en af billedformatets symmetrilinier, og ved at de 2 del billeder ved fremvisningen kan justeres- til sammenfald for beskueren ved at justere billedets position på fjernsynsskærmen i retning vinkelret på skillelinien.

4. Anlæg ifølge ethvert af de foregående krav, hvor billedet er opdelt efter f j'ernsynsskærmens vandrette symmetrilinie, kendetegnet ved at det delbillede som beskueren skal betragte direkte, gennem spejlet, er det nederste delbillede, medens det delbillede som skal reflekteres af spejlet er 45 det øverste delbillede, hvorved beskueren er anbragt med øjnene højere end fjernsynsskærmens symmetrilinie, og/eller fjernsynsskærmen er hældet forover, med sin overkant nærmere ved beskueren end underkanten. DK 170491 B1 side 8

5. Anlæg ifølge ethvert af de foregående krav, hvor der på en fjernsynsskærm vises stereoskopiske levende billeder, der er transmitteret fra en fjernsynsstation eller en videobåndoptager, kendetegnet ved at anlægget er udformet som 5 et adaptorsæt til montering af brugeren på et fjernsyns- : apparat af almindelig kendt type, idet sættet idetmindste omfatter polariserende filtre, spejl og persiennefilm, fortrinsvis sammenbygget til en enhed, samt briller med polariserende filtre. ♦ f.