TWI573435B - Dimensional image camera display system - Google Patents

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TWI573435B
TWI573435B TW098101964A TW98101964A TWI573435B TW I573435 B TWI573435 B TW I573435B TW 098101964 A TW098101964 A TW 098101964A TW 98101964 A TW98101964 A TW 98101964A TW I573435 B TWI573435 B TW I573435B
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Inaba Minoru
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Description

立體映像攝像顯示系統
本發明係有關以左右各眼觀看藉左右兩鏡頭所拍攝映像之兩眼立體視方式之立體映像(動畫及靜止畫)的攝像顯示,即使在顯示畫面大小不同,顯示裝置之機種不同情況下,仍藉由利用同一映像資料,於運用電視播放或通信線路之畫像發出接收領域中,推動映像(影像)之立體化。
過去曾提議及展示、販售兩眼立體視方式之電子立體映像的攝像顯示系統。又,一部分已開始立體電視播放。
此等習知電子立體映像的攝像顯示系統為了混合使用每一機種不同的系統,發生移動或調節畫像的需要。然而,利用此等習知方法之調整方法不完全,泛用實施困難。
(例如參考專利文獻1)
【專利文獻】日本專利特開8-275207號公報
因此,發生即使在立體映像顯示裝置之機種不同情況下,為無調節地於顯示側重現立體映像,仍應解決之技術課題。本發明之目的在於解決此課題。
本發明係為解決上述目的而提議者,申請專利範圍第1項所載發明將假想視野框設定於左右平行設置之一對攝像單元所構成之立體攝影機的視野中(定義為參考窗),該攝像單元由攝影鏡頭及攝像元件構成,此參考窗藉左右各個攝影鏡頭縮小投影而成像於左右各個攝像元件上。其提供一種立體映像攝像顯示系統,該系統係讀出成像於左右攝像元件上之參考窗之像(窗內)的圖像資料,送出立體映像資料(定義為標準立體映像資料),於顯示側,藉電子顯示器,以左右正交之偏光或左右相反方向之圓偏光同時,或以同一方向之直線偏光,交互分時顯示此標準立體映像資料於與參考窗等效之顯示畫面(左右畫面位置完全一致,將等尺寸大小重現顯示參考窗之畫面之位置及尺寸定義為基準尺寸顯示畫面)上,藉對應此偏光方式之視野分離用眼鏡分離觀看左右用映像者,忠實地重現立體觀看狀態。
根據此構成,於攝影時設定參考窗,將投影於左右攝像元件之窗內標準立體映像資料送出,以在顯示側和參考窗等尺寸代大小放大顯示的情形作為立體映像顯示之基準尺寸顯示畫面。
申請專利範圍第2項所載發明提供一種立體攝影機,將屬於假想視野框之參考窗設定於左右平行設置攝像單元之成對2台攝像單元所構成之立體攝影機的視野中,該攝像單元由攝影鏡頭及攝像元件構成,讀出縮小投影於左右攝像元件上之左右各個參考窗之像內畫像資料,送出標準立體映像資料。
根據此構成,藉由於立體攝影機設定參考窗,將所送出畫像資料比例化,作為標準立體映像資料,予以送出。因此,即使單獨使用立體攝影機,仍可於重攝側之機器中,正確重現攝影像的距離或尺寸,可超越機器種類及大小,將攝影資料共通化,作為標準立體映像資料。
申請專利範圍第3項所載發明提供一種立體映像顯示裝置,係將屬於假想視野框之參考窗設定於左右平行設置成對的2台攝像單元所構成之立體攝影機的視野中,該攝像單元由攝影鏡頭及攝像元件構成,讀出縮小投影於左右攝像元件:上之左右各個參考窗之像內畫像資料,作為標準立體映像資料,予以送出,藉此標準立體映像資料顯示立體映像之系統之顯示側裝置,於左右各視野之全寬內,顯示在由連結基準尺寸顯示畫面之兩端與鑑賞者之左眼之線決定之左視野角內及連結基準尺寸顯示畫面之兩端與鑑賞者之右眼之線決定之右視野角內之左右同一任意位置(以左右正交之偏光或左右相反方向之圓偏光同時,或以左右同一方向之偏光,交互分時),忠實地重現立體映像。
根據此構成,立體映像顯示裝置之實際顯示大小即使較設定於攝像裝置之參考窗(基準尺寸顯示畫面)大,或即使較小,更且,即使在左右映像重疊之重疊顯示範圍內,或即使在並置左右用映像之左右並置顯示範圍內,仍可僅將立體映像資料顯示在相對於顯示位置(鑑賞距離)規定的顯示寬度(圖示於圖1)。
申請專利範圍第3項所載發明提供一種利用數位TV播放作為自用以取得標準立體映像資料之立體映像攝像裝置向立體映像顯示裝置載送之資料載送手段的系統。
根據此構成,由於立體映像資料標準化,因此,無需特別設法,可實現立體電視播放。特別是,數位Tv攝放按時隙(slot)發送,即使是高視訊,載波仍有餘裕,適於同步發送左右用兩映像信號。
申請專利範圍第5項所載發明提供一種利用通信電路作為自用以取得標準立體映像資料之立體映像攝像裝置向立體映像顯示裝置載送之資料載送手段的系統。
根據此構成,由於立體映像資料標準化,因此,立體映像可透過高速通信電路(光纖)網,藉網路收發信。
申請專利範圍第6項所載發明提供一種立體投影器,其為並設左右一對投影單元,將左右相互正交之直線偏光或左右反方向旋轉之圓偏光濾波器安裝於左右各單元之立體映像顯示裝置,係將左右攝影鏡頭之光軸間距離設定於眼寬度內,且為了使左右投影畫面於基準尺寸顯示畫面上(位置)致,對稱地偏移左右電子顯示器或偏移設定顯示施圍者,並將投影距離設定成較鑑賞距離大。
根據此構成,只要藉標準立體映像資料顯示於左右電子顯示器,即可不管投影螢幕尺寸如何,於全投影範圍(投影距離短而小的畫面尺寸至投影距離長而大的畫面尺寸)中僅進行對焦調節,實質操作與單頻投影器相等。
又,在將立體投影器之設置位置設在與觀察者之眼睛位置等效之位置情況下,發生投影器本身變成障礙的問題。此問題可藉由將投影距離設定成大於鑑賞距離,予以解決。
申請專利範圍第7項所載發明提供一種立體投影器,係並設左右一對投影單元,安裝左右相互正交之方向的直線偏光濾波器或左右反方向旋轉之圓偏光濾波器之立體映像顯示裝置,將左右投影鏡頭之光軸間距離設定為人眼寬度尺寸,且為了於基準尺寸顯示畫面上(位置)一致,對稱地偏移左右電子顯示器或偏移設定顯示範圍,將投影距離設定成較鑑賞距離小。
根據此稱成,有可使背投影型立體映像顯示裝置(背投影型立體TV)之縱深方向尺寸小(薄)的優點。
申請專利範圍第8項所載發明提供一種立體映像顯示裝置,係藉由電子顯示器及投影鏡頭構成之投影單元,利用標準立體映像資料將立體映像之左右用畫像交互分時投影顯示於螢幕上,並設置同步用紅外線發射裝置。
又,在藉上述申請專利範圍第8項之立體映像顯示裝置鑑賞立體映像情況下,亦可藉紅外線使屬於習知型之液晶快門眼鏡同步。更安裝偏光濾波器於前述投影器,藉同一方向之偏光交互分時顯示立體映像之左右用畫像,藉“立體映像鑑實用眼鏡”分離觀看左右視野最適當。
上述“立體映像鑑賞用眼鏡”之說明:於用以分離觀看左右視野之立體映像鑑賞用眼鏡左右安裝左右同一偏光板。更於其前面安裝液晶板。藉前述立體映像攝像顯示裝置交互投影於螢幕之光線係同一方向之偏光。若使眼鏡之偏光板成與遮斷自螢幕反射之偏光方向正交的方向,眼鏡的左右視野即關閉而變暗。此視野之狀態藉安裝於前面的液晶板變化,使來自螢幕之反射光之90°或270°偏光方向旋光,連同左右兩視野成開啟狀態而清楚可見。若藉與螢幕上之顯示畫面同步發送之紅外線交互施加電壓於安裝在眼鏡前面的液晶板,液晶即在電壓下成緊張狀態,自螢幕反射而射入眼鏡之偏光維持原偏光方向,被眼鏡之偏光板所遮蔽而變暗。若同時藉紅外線,與螢幕上之顯示映像同步,交互施加電壓於眼鏡的液晶板,左右視野即交互啟閉,觀看螢幕之左右視野分離而可立體觀看。又,在眼鏡傾斜情況下,雖然螢幕與眼鏡之偏光方向之相對方向關係破壞而發生申擾,卻可藉由以傾斜角感測器控制施加於液晶板之電壓而校正,防止串擾。
本發明將直線偏光濾波器安裝於使用DMD投影單元之基準尺寸顯示畫面之背投影型TV之投影鏡頭的前面或後面,分時顯示左右用映像。其提供一種立體電視機,在分時顯示同時,自安裝於TV之視野分離用之紅外線同步信號發送裝置發出同步信號。
根據此構成,只要將偏光濾波器安裝於習知型DMD型背投影型TV本身之投影單元,即可容易具體化。又,於鑑賞時,使用於前述段落〔0022〕所說明之立體映像鑑賞用眼鏡分離觀看。
本發明係使用LCOS單元之基準尺寸顯示畫面之背投影型TV,分時顯示左右用映像。其提供一種立體電視機,在分時顯示同時,自安裝於TV之視野分離用之紅外線同步信號發送裝置發出同步信號。
根據此構成,由於自LCOS裝置射出之光線係偏光,因此,無須安裝偏光濾波器於投影單元,較以前DMD型者更簡單。
本發明係於前述所載構成之TV(DMD背投影器方式)更追加晶胞及λ/4板者,藉由以晶胞,使透過偏光濾波器之直線偏光交互旋光,令偏光方向相對於交互旋光之λ/4板之高速軸分別成45°及-45°之角度射入,以相互反方向旋轉之圓偏 光相互顯示投影於透射型螢幕上之立體映像之左右用畫像。
根據此構成,由於顯示左右映像之光線成為相互反方向旋轉之圓偏光,因此,可使用左右相反之圓偏光眼鏡,無需紅外線同步裝置。又,若使用圓偏光,即使鑑賞者的頭(眼鏡)傾斜,仍不會發生串擾。然而,由於λ/4板之作用相對於波長偏移,因此,亦有依顏色而定,遮光狀態略微不完全的狀態。
本發明將上述所載DMD單元換成LCOS單元。
根據此構成,由於自LCOS裝置射出之光線係偏光,因此,無須安裝偏光濾波器於投影單元,較以前DMD型者更簡單。
申請專利範圍第9項所載發明係具有立體監視器之立體電視攝影機,立體監視器將LCD配置於自觀察者清晰距離附近之位置。交互分時顯示左右用映像於LCD上。所顯示左用畫像顯示於連結基準尺寸顯示畫面之兩端與觀察者之左眼之線決定之視野角內之左右方向之全寬內,右用畫像顯示於連結基準尺寸顯示畫面之兩端與觀察者之右眼之線決定之視野角內之左右方向之全寬內。觀察者將液晶板安裝於偏光方向與立體監視器之LCD表面之偏光板正交之偏光板安裝於左右視野之眼鏡正前方,藉同步用紅外線,交互驅動此液晶板,同步啟閉觀看顯示器之視野。更藉安裝於眼鏡之傾斜角感測 器,控制對安裝於眼鏡正前方之液晶板之施加電壓,防止串擾。其提供一種立體電視攝影機,觀察者可在與參考窗等效(等尺寸大小、等位置)觀看監視器之立體映像(然而,有時候依變焦透鏡等之設定值而定不等效)同時,亦可直視所拍攝影實景。
根據此構成,觀察者(攝影師)可獲得與立體電視機之視聽者相同的立體感。又,攝影師亦可在以和實景等倍(依所選擇攝影鏡頭而定,等倍並未限制)觀察同時,亦直視實景。
申請專利範圍第10項所載發明提供一種立體監視器,藉軟體,將以縱線為主體之視準圖案(左右同一圖案重疊)重疊於立體監視器之顯示畫面上,謀得立體觀看之辨認性,特別是用來作為申請專利範圍第9項之監視器最適合。
根據此構成,由於可辨認參考窗之設定位置,因此,若重合顯示而利用於立體電視機之監視像,即極具效果。
申請專利範圍第11項所載發明提供一種立體映像顯示裝置(立體TV),其具備用來交互分時顯示標準立體映像資料之左右用映像於LCD面板上,並使鑑賞用眼鏡同步之紅外線發送裝置。
根據此構成,由於可轉用習知LCD型TV之構成要素部件,因此,可容易實現映像之立體化。又,藉由將立體映像 資料標準化,即使顯示器尺寸不同,仍可無調整顯示。
申請專利範圍第12項所載發明提供一種立體映像顯示裝置,其相對於電子顯示器重疊加用來分離左右視野之視野分離用眼鏡及視力度數修正透鏡(在觀看較清晰距離更近之物體情況下,用以對準觀察者之眼睛的焦點之正屈光透鏡),且將前述顯示器設置成自較清晰距離更近處觀察之狀態,交互分時顯示在此顯示器上,由連結立體映像之基準尺寸顯示畫面之兩端與觀察者之左右眼之線決定之左右視野範圍內,同步操作視野分離用眼鏡於左右用映像,分離觀看左右視野。
根據此構成,即使使用小型顯示器,仍可以和使用大型顯示器情形相同的立體感觀看。
本發明提供一種立體映像顯示裝置,其相對於電子顯示器,將用來分離左右視野之視野分離用眼鏡設置成自較清晰距離更近處觀察之狀態,分時左右交互顯示在此顯示器上,由連結立體映像之基準尺寸顯示畫面之兩端與觀察者之左右眼之線決定之左右各視野範圍內,同步操作視野分離用眼鏡於左右用映像,分離觀看左右視野。
根據此構成,雖然構成較前述申請專利範圍第12項所載立體映像顯示裝置更大型的裝置,視力度數正常的人(裸眼最容易看到之距離為清晰距離的人)卻無需視力度數修正眼鏡。
又,申請專利範圍第12項所載之立體映像顯示裝置藉由相對於顯示器固定視野分離用眼鏡,使得即使在觀察者的頭傾斜情況下,仍不會發生串擾。
申請專利範圍第13項所載發明提供一種自標準立體映像資料並置記錄左右二畫面於左右一體之一張用紙或薄膜上之方式的立體影印或立體幻燈片。
根據此構成,可獲得左右畫面間隔設定於最適間狀態之立體影印或立體幻燈片。
根據申請專利範圍第1項所載發明,於立體映像自拍攝至顯示之全部過程中,藉現有元件及要素之技術,容易達到所有映像之立體化。其具有可上傳於既有媒體(例如數位TV播放或網路、DVD等),又容易於TV播放或網路中自映像之單頻轉換成立體的優點。
根據申請專利範圍第2項所載發明,可將立體攝影機標準化。此標準化可超越攝像元件之尺寸實現。又,取景器未必須要立體觀看。
根據申請專利範圍第3項所載發明,亦可藉同一畫像資料顯示自於放映館上映之尺寸之螢幕至左右個別設置小型電視機(重疊顯示範圍)、更小型的顯示器而顯示之範圍(左右並置顯示範圍)。即使於顯示器種類及尺寸不同情況下,仍可無調整獲得同一立體感。因此,在將立體TV一般化(實施)情況下,極為有用。其原因在於,雖然不管何故,立體播映之發送側的種種規格可一元化,不過,於接收映像之視聽者側卻因種種情況而不可能一元化(例如經濟情況或房子大小、另外設置之TV尺寸等亦不同之不得已情況)。
申請專利範圍第4項所載發明係應用申請專利範圍第1項所載發明者,就具體化立體TV之播放而言,其實質上係唯一的方法,又係發揮數位TV播放功能者。其原因在於,不管如何,數位TV播放按時隙發送,可同時發送目前通行之數位高視覺之雙頻道份容量。
申請專利範圍第5項所載發明係應用申請專利範圍第1項所載發明者,其在將立體映像資料利用通信電路之收發信具體化情況下,實質上係唯一的方法。其有即使在接收側與發送側之畫面尺寸不同情況下,不管於接收側與發送側的哪一側,均可不加工(無調整),又可獲得立體感或與物體大小同等大小的感覺,更且,亦可與立體TV之播放融合的優點。
又,可用網路替換並置左右用畫像之立體影印。並且,有同樣地氯化銀方式之立體幻燈片之預定可於網路上作為畫像資料來發送之優點。
申請專利範圍第6項所載發明藉由將並設左右一對投影單元之立體投影器之左右投影鏡頭之光軸間距離設定為人眼寬度,並將左右投影單元之電子顯示器之間隔設定成大於光軸間距離,可與畫面尺寸無關,可以和人眼寬度相等之一定間隔重現標準立體映像資料之立體映像無限遠對稱點。又,不管投影畫面尺寸的大小如何,均可與基準尺寸顯示畫面等效地觀看左右用映像。因此,投影時之"操作"可僅調焦,即便是立體投影器,仍可如同單頻投影器操作。此操作性之問題在一般普及情況下係非常重要的要素。
又,藉由將基準尺寸顯示畫面之投影距離設定成較推薦鑑賞距離(鑑賞基準尺寸顯示畫面情形之最適距離。藉由設定成大於例如,於圖1中之2.5米,可避免於鑑賞時,投影器本身受到干擾。
申請專利範圍第7項所載發明藉由將並設左右一對投影單元之立體投影器之左右投影鏡頭之光軸間距離設定為人眼寬度,且將左右投影單元之電子顯示器之間隔設定成較光軸間距離大,與投影距離無關,隔與人眼寬度相等之一定間隔重現標準立體映像資料之立體映像之無限遠像的對稱點,不管投影畫面大小,可與基準尺寸顯示畫面等效觀看左右用映像。更且,藉由將基準尺寸顯示畫面之投影距離設定成較推薦鑑賞距離(鑑賞基準尺寸顯示畫面情形之最適距離。藉由設定成小於例如,於圖1中之2.5米,有使背投影TV等投影單元內裝型立體映像顯示裝置之縱深尺寸小(薄)的優點。
申請專利範圍第8項所載發明之特徵在於可藉僅連結紅外線同步裝置之簡單構造實施於習知型單頻投影器。
本發明係在構造上安裝偏光濾波器於利用DMD單元之背投影型單頻電視,交互顯示左右用映像,藉液晶眼鏡同步分離啟閉而分離觀看左右視野者。又,藉由以畫面大小作為基準尺寸大小,交互顯示標準立體映像資料之左右用畫像於DMD上,無須於像DMD那麼小之元件的一部分上設置非顯示帶,有效利用DMD之全畫素。又,投影鏡頭亦可為一個。而且,藉由將基準尺寸顯示畫面之投影距離設定成較推薦鑑賞距離小,有使背投影型立體映像顯示裝置(立體TV)之縱深尺寸小的優點。
根據此構成,即使是立體電視機,仍因可用和習知DMD形投影電視機(單頻型)大致相同的構造具體實現而可低廉製作。
本發明將上述所載發明之DMD單元換成LCOS單元。
根據此構成,由於自LCOS單元射出之光線係偏光,因此,無需偏光濾波器。這不僅濾波器之費用分價格變得低廉,且可減輕偏光濾波器造成的光量損失。
本發明係緊接著上述所載DMD投影單元之背投影型電視之偏光濾波器,依晶胞、λ/4板之順序配置,交互顯示左右用映像者,藉由與DMD之顯示同步,對晶胞施加電壓,相對於λ/4板之高速軸,沿直線偏光之振幅方向,交互以±45°之角度射入,成為左右反方向旋轉之圓偏光,鑑賞者使用左右反方向旋轉之圓偏光,分離觀看左右視野。
根據此構成,左右用映像亦與交互分時顯示無關,無須處理鑑賞用眼鏡之同步,不僅鑑賞用眼鏡便宜,且可省去安裝電池於眼鏡等的煩瑣。又,亦有在投影型電視中,偏光濾波器、晶胞、λ/4板之個別口徑可與投映用鏡頭之口徑大致相等,口徑很小的優點。
本發明將上述所載DMD單元換成LCOS單元。
根據此構成,由於自LCOS單元射出的光係偏光,因此,無需偏光濾波器。可減輕因此造成的光量損失。
申請專利範圍第9項所載發明之特徵在於顯示立體映像於立體電視攝影機之立體監視器上,可和攝影光景之實景等尺寸大小觀察此立體映像。因此,攝影師可於監視器上觀看與視聽者觀看之立體映像同一感覺之立體映像。更且,亦可於觀看監視器之立體映像同時,直接觀看實景。
根據此構成,攝影師經常於監視器上觀察攝影錄製或發送之立體映像同時,接觀看實景,比較看看。更且,即使是單頻,或立體,在拍攝動畫情況下,於拍攝同時察知事態進行很重要。因此,經常可和監視器同時看到實景之此構成之電視攝影機之作用效果極大。
申請專利範圍第10項所載發明之特徵在於藉軟體重疊顯示視準圖案於立體攝影裝置之監視器,藉由與立體映像重疊,同時立體觀看,謀得立體感良否的辨認性提高。
根據此構成,攝影者可於立體映像之拍攝中瞬間判斷立體感適當否。
申請專利範圍第11項所載發明可於習知液晶TV上交互分時顯示標準立體映像資料之左右用映像,同時僅發出視野分離眼鏡用紅外線同步信號。
根據此構成,可最簡便實現立體映像顯示裝置。
申請專利範圍第12項所載發明之特徵在於藉由將交互分時顯示標準立體映像資料之電子顯示器與視野分離用眼鏡相互固定,防止串擾發生,更設置可自比清晰距離更近之位置觀察之視力度數修正眼鏡。
根據此構成,由於電子顯示器與視野分離用眼鏡相互固定之狀態,因此,即使於觀察者的頭傾斜情況下,仍無串擾發生之虞。又,藉由安裝視力度數修正眼鏡,可自較清晰距離更近的距離觀察,即使在使用小顯示器情況下,仍可用大畫面(基準尺寸顯示畫面)顯示立體映像。
又,即便是就立體映像攝像裝置之濾波器(監視器)而言,此構成仍非常有效。其可將外形作成小型,攜帶性、操作性優異,此外由於遮蔽外光,因此,於白晝屋外等明亮環境下,取景器之辨認性提高。
本發明之特徵在於藉由將交互分時顯示標準立體映像資料之電子顯示器與視野分離用眼鏡相互固定,防止串擾發生。又,將視野分離用眼鏡之設置位置設於可自比清晰距離更遠之位置觀察的位置。
根據此構成,無需視力度數修正透鏡。其可使用觀察者本身通常使用之視力度數修正眼鏡(近視用、遠視用或老花眼鏡)等或以裸眼來看。
更且,申請專利範圍第12項所載發明之特徵在於觀察者不戴視野分離用眼鏡。儘管此等立體映像顯示裝置僅可供一人鑑賞,不過,這是因為於公眾設置狀況下,共用鑑賞用(視野分離用)眼鏡等直接接觸肌膚者在衛生上不佳的緣故。
申請專利範圍第13項所載發明之特徵在於可並置記錄立體照片之左右用畫像於一枚薄片上。
根據此構成,即使在格式(畫面大小)不同情況下,仍可容易製作最適畫面間隔之立體影印或立體幻燈片。
〔用以實施發明之最佳形態〕
本發明之特徵在於即使在立體攝影機之攝像元件之大小、立體顯示裝置之顯示範圍及畫面尺寸不同情況下,仍可共用立體映像資料,為共同認識所有立體映像之距離感及尺寸,於攝影時設定參考窗。然而,拍攝此參考窗,作為視野框(左右畫像框),予以送出,作為顯示上必要的標準立體映像資料。然後,藉由於顯示側,將標準立體映像資料顯示於與攝影側之參考窗等效之基準尺寸畫面上,重現忠實的立體感。
例如,若於圖2中,參考窗Wref之寬度…WW投影於攝像元件之參考窗內之像Iref之寬度…WS基準尺寸顯示畫面之寬度…WD,攝影倍率r為r=WS/WW
顯示倍率R為R=WD/WS
r×R=1。根據上述數式,可理解不管攝像元件之寬度WS之大小如何,均容易將自立體攝影機送出之畫像資料標準立體映像資料化。
[實施例1]
圖1係立體觀看之概念圖。若以圖示之大型立體TV作為(顯示器寬度1800mm)基準尺寸顯示畫面之電視機,各種大小之顯示畫面與其配置即成圖示之關係。
圖3更詳細顯示圖1之尺寸及配置關係,然而,圖3卻相對於實際尺寸比率,以隨著接近觀察者之位置變大的尺寸比率表示。這是為了避免製圖上的混淆。
於圖3中,自觀察者之眼睛至圖示左右並置顯示範圍與重疊顯示範圍之交界點之距離LX成LX=L0(基準尺寸之設定距離)/(1+WP0/B)的關係,若L0=2500mm,wP0(顯示器D0之寬度)=1800mm,在眼寬尺寸為B=58mm時,LX=2500/(1+1800/58)=78.04mm,在眼寬尺寸為B=72mm時,LX=2500/(1+1800/72)=96.15mm。
於左右並置顯示範圍內,需要用以隔開左右視野之隔壁,實際鑑賞距離大致限於75mm位置。又,為了使75mm在相較之下非常接近清晰距離,需要視力度數調節用放大眼鏡(Loupe),由於放大眼鏡(Loupe)恰好係焦距略大於觀看距離者,因而,此情況下所用放大眼鏡(Loupe)之適當焦距約為80mm。
又,眼寬尺寸(立體視覺基線)B在各個觀察者間雖有微差,不過,在鑑賞距離大情況下,可忽視(重疊顯示範圍)無限遠像之對稱點之左右間隔與眼寬尺寸B間的微差。
而且,於左右並置顯示範圍內,雖然與眼寬尺寸B間的差之餘裕少,卻可藉由調節視力度數調節鏡頭之間隔,緩和此差。
左右畫面間隔,即圖像距離以圖3所示左右眼寬間隔B與基準尺寸之至顯示器D0之距離L0成如次關係。配置於任何距離LN之顯示器DN之圖像距離DPN成DPN=B(1-LN/L0)之個。
由於左右各畫面寬度WP0雖與離鑑賞者眼睛之距離成比例,進入左右各眼之光線卻與夾顯示器D0之圖示視野角α相同,因此,圖3所示各外觀上的畫面寬度成WP0=WP1(顯示器D1(部分)之寬度)=WP2(左右各個顯示器之寬度)的關係,看起來同大小。
如上述,藉由於基準尺寸顯示畫面之TV(圖1所示大型TV)上,將標準立體映像資料顯示成圖1所示關係配置,可使用共同資料於自重疊左右用畫像顯示之重疊顯示範圍至具有左右單獨顯示面之左右並置顯示範圍的全部顯示範圍中。於此情況下,可按左右各自規定之條件配置(位置及寬度),僅將標準立體映像資料顯示於圖示之各別顯示器。
圖2係取得圖1所示關係配置之立體映像資料之手段的攝影機解說圖。圖2(a)係與圖1之立體視狀態完全相同之狀態圖,圖2(b)係立體攝影機情形之關係圖。又,以圖2(a)所示相等參考窗之顯示器Eref作為圖1之基準尺寸顯示畫面之TV(圖1所示大型TV)之顯示器,於圖2(b)之立體攝影機設定參考窗Wref,若攝影機之左右攝影鏡頭之間隔為眼寬尺寸B,自圖2(a)之相等參考窗之顯示器Eref至觀察者之左右眼EL及ER與自圖2(b)之寬度之參考窗Wref至左右各攝影鏡頭LL、LR之共軛關係即成立。因此,配置於左右各視野角α內之攝像元件上的圖像資料與人實際上觀察第1圖之基準尺寸顯示畫面之電視機(圖示之大型TV)之情形相等。又,配置於視野角α內之攝像元件之尺寸(寬度)以配置攝像元件之光軸方向之位置來決定。
於圖2(b)中,攝像元件之寬度WS以WS=WW×f/L來計算,又,左右攝像元件之間隔(倒立像狀態之圖像距離),亦即,圖示之DS為DS=B(1+f/L)來計算,左右攝影鏡頭之間隔大於人眼寬度B。
投影於攝像元件上之像成倒立狀態,若為轉正而於左右各位置旋轉180°,左右畫面間隔,即圖像距離(顯示側=轉正像狀態)變成較人眼寬度B更小。又,以圖2(b)所示參考窗Wref和通過左右各攝影鏡頭之主點而挾參考窗Wref之寬度WW之線構成的兩個三角形(部分重合的兩個三角形)以及通過左右各攝影鏡頭之主點而挾左右各之兩端的線和攝像元件本身的面所構成之兩個個別三角形以左右各攝影鏡頭之主點成點對稱而呈相似形。又由於左右單元以圖示之中心線0為對稱線成左右對稱,因此,若以圖示紙面之中心線0為折疊線而折疊,左右立體攝影機之光軸Φ(L)與Φ(R)即一致而左右重合。因此,交互分時顯示或以偏光等同時重疊放映藉圖2(b)之立體攝影機拍攝之立體映像於圖1之基準尺寸顯示畫面之電視機(圖示之大型TV)之同一畫面位置,若藉視野分離用眼鏡以左右各眼觀看左右各畫面,無限遠像之對稱點本身即顯示在人眼寬度中。因此,可重現最適狀態之立體映像。且,為放映於基準尺寸之同一位置,無需特別手段,可用顯示器D之畫面寬度WD與攝像元件之寬度WS之單純比WD/WS之倍率作為顯示倍率,將圖2(b)所示攝像元件S上之像顯示於圖2(a)之顯示器上。
又,圖1所示各尺寸之左右各畫面寬度由各顯示裝置之配置距離與至基準尺寸顯示畫面之TV之距離的比決定(於圖3中為L1(至顯示器D1之距離)/L0=WP0/WP0),由於左右用各顯示各畫面寬度為單純的比,因此,容易算出。
並且由於如圖1所示,立體映像可在全範圍中顯示無限遠的對稱點於人眼寬度間隔內,因此,無限遠=眼寬度=左右攝影鏡頭之光軸間距離,由於自射入立體攝影機之左右攝影鏡頭之無限遠對稱點起的光線相互平行,因此,投影於攝像元件上的無限遠的對稱點與光軸間距離相等。因此,為了無論是哪種尺寸之顯示器,於左右顯示畫面間,均設定為無限遠對稱點之間隔=人眼寬度,可僅將左右各攝像元件上左右各攝影鏡頭之光軸中心對應位置設定成在顯示畫面上,左右間隔與人眼寬度間隔相等的位置。亦即,無論是哪種尺寸之立體顯示裝置,均以立體攝影機之左右各光軸為基準,於重播畫面之左右間,以攝像單元之左右光軸間隔對稱間隔與人眼寬度相等的尺寸顯示。
圖4係將圖2所示狀態之攝影機之攝影鏡頭更換為廣角鏡頭情形之狀態圖,為了廣角拍攝同一寬度之被拍攝體,對物距離變小,又,為了成像於同尺寸的攝像元件,攝影鏡頭之焦距變短。在如圖4所示,換成短焦距攝影鏡頭情況下,於立體觀看中,左右視野一致之距離亦變短。若以裸眼直視實際光景,在圖4所示虛線標示之位置之視野框Wref′內含無限遠(拍照的無限遠)情況下,即不可能在立體觀看中同時觀看近景物體及遠景物體(在人觀看實際光景情況下,經常瞬間看到狹小視野而欲在腦內處理,雖然實際上看得到,卻對視神經造成疲勞)。然而,在藉圖1所示基準尺寸顯示畫面之立體電視機觀看於此狀態(以短焦攝影鏡頭拍攝,左右視野在短攝影距離中一致)中攝影機所拍攝之立體畫像資料情況下,立體觀看的狀態良好。在設定圖4中圖示虛線所示參考窗Wref′情況下,若窗真實存在而自此窗直視實景,近景與遠景的視差即很大,不可能融合觀看左右視野,不過由於若以圖1所示設定狀態之各顯示裝置觀看,圖4虛線所示參考窗Wref′即可看到遠至圖示實線所示參考窗Wref位置,因此,普通均可立體觀看。由於在使用廣角鏡頭於狹窄埸所的攝影中可接近被拍攝體而拍攝,因此,很有利。
圖5係與圖4之情形相反,長焦距鏡頭之使用例。在攝影鏡頭之焦距長情況下,左右攝影視野在較標準鑑賞距離更遠之位置一致(圖示虛線位置),不過,若於此情況下,亦藉圖1顯示裝置鑑賞,實際上位於虛線所示遠處之箭尾之參考窗Wref〞即可在實線所示視野框Wref附近看到。
根據上述段落[0090]及[0091]諸項之說明,當然使用變焦透鏡亦可實施,無論攝影鏡頭之焦距如何變化,均可為以前述段落[0086]之一項之方程式所算出匹配基準尺寸顯示畫面之攝像元件之寬度及間隔(可使用攝像元件之寬度實際上大者,設定讀出範圍),並且,即使變化立體攝影機之攝影鏡頭之焦距,鑑賞側之立體電視機可僅於圖1所示各條件中設定為一定狀態。其原因在於,自無限遠的對稱點射入左右攝影鏡頭之光線相互平行,同時,左右攝影鏡頭之光軸間距離設定為人眼寬度。其原因在於,投影於左右攝像元件上的無限遠的對稱點間隔變成與人眼寬度相等。
由於即使在相對於相同立體攝影機改變攝影鏡頭之焦距情況下,左右一對攝像元件之寬度及間隔仍一定,因此,在攝影鏡頭之焦距變化情況下,左右視野一致之攝影距離變化。於立體映像中,即使是通常情形,比左右視野一致之距離更近的物體。進入攝影視野之攝影狀態仍不佳。於立體攝影機中,雖然即使例如立體觀看取景器,辨認比左右視野一致之距離更近的物體進入攝影視野或未進入極為困難,不過,卻可藉由重疊顯示圖11所示視準圖案於取景器之左右各畫面,提高辨認性。
圖6所示立體投影器60具備設定為人眼寬度間隔的投影鏡頭61(L)及61(R)。更且,藉由將寬度WD之顯示器62(L)及62(R)設置成略大於左右投影鏡頭61(L)、61(R)之間隔的間隔DD,可使左右用投影畫面在與基準尺寸顯示畫面等效之螢幕S0上一致。因此,只要於任意距離之螢幕上對焦,投影畫面即在與圖1所示狀態相同條件下顯示,若自適當觀看距離觀察,即可獲得良好立體感。
此顯示器62(L)及62(R)之位置若在圖示之θ之位置,顯示器62(L)、62(R)之寬度WD之大小即不限定,由在投影鏡頭至基準尺寸顯示畫面等效之螢幕S0、S1(位於近距離(1米)處之螢幕)、S2(位於並置左右用映像之距離處之螢幕)、S3(位於較基準尺寸顯示畫面位置更遠處之螢幕),即全投影距離中,鏡頭之焦距f與焦點調節量⊿f之和的f+⊿f決定。若將圖6所示投射角θ設定成與圖2(b)所示視野角α相同之角度,圖示攝像元件S之寬度WS與圖6所示顯示器62(L)、62(R)之寬度WD即不必設定為相同寬度。
然而,於圖示中,賞際上,投影器之設體位置(距離)與鑑賞距離相等,投影器本身構成障礙。這可藉由使投影器之設置位置(螢幕S0~S3)成為n(n>1)倍,予以解決。因此,於上述段落[0095]所說明之投射角θ與圖示之視野角α之關係若不為θ=α,即為θ<α。
圖7係將並置二投影單元之圖6之立體投影器改變為單一投影單元情形之說明圖。顯示於以虛線圖示之左右各顯示器73(L)及73(R)上之左右用映像藉以虛線圖示之左右各投影鏡頭72(L)及72(R),與左右方向一致,成像於基準尺寸顯示畫面相等螢幕71上。不管左右投影鏡頭之光軸間距離是否設定成分開與人眼寬度相等的65mm,左右投影畫面於螢幕71上一致的原因在於左右顯示器73(L)與73(R)之間隔設定成比光軸間距離大。
圖7中虛線所示三角形a,O(R),b與三角形f,O(R),e係以點O(R)為對稱點之相似形,同樣地,虛線所示三角形a,O(L),b及三角形d,O(L),c以及實線所示三角形a,O(C),b及三角形h,O(C),g分別係以O(L)及點O(C)為對稱點之相似形。因此,各線分c-d,g-e,e-f相等。因此,若將虛線所示左右投影鏡頭72(L),72(R)移動至以實線標示於其中間位置之72(C)位置,虛線所示顯示器73(L),73(R)即與以實線標示於中間位置之73(C)重合。又,若為顯示於顯示器73(L),73(R)上,使用投影鏡頭72(C)及顯示器73(C)之間一投影單元,交互分時顯示左右用映像,即與並置左右二投影單元之投影器相等。然後,以和左右投影鏡頭之光軸間距離相等的尺寸,相對於成像在螢幕71上之無限遠像之對稱點之顯示器73(L)上之像X(L)(顯示無限遠像之對稱點的位置(光軸延長點))及73(R)上之像X(R)成→所示位置關係交互顯示於顯示器73(C)上。左右位置相反的原因在於投影器之像顯示倒立像於顯示原畫之顯示器上而藉投影鏡頭翻轉。
且雖然將無限遠像之對稱點描繪成可在如圖示左右對稱位置,即在立體觀看狀態下於畫面中央位置看到,不過,實際無限遠像卻不限於此,其係為說明方使之製圖。然而,自無限遠物體之同一點發射的光線平行於左右眼射入。因此,即使以此種製圖法顯示,仍認為一般而言可理解。
圖8係前述圖7所說明單一投影單元之立體映像顯示裝置之應用例。立體映像顯示裝置80(立體電視機)係藉投影鏡頭82將顯示於DMD 81之映像投影於透射型螢幕84(裏面)上之背投影方式者,於投影鏡頭82前面配置偏光板83。若於此狀態下,藉DMD(或LCOS顯示(投影)單元)81交互分時顯示左右用映像,於透射型螢幕84上,左右用映像即為同一狀態的偏光,且時序係交互顯示。若以前述段落[0022]之一項所述立體映像鑑賞用眼鏡85鑑賞左右用映像,左右視野即可分離觀看。
又,在使用LCOS作為顯示元件來替代DMD情況下,由於自LCOS反射之光線為偏光,因此,無需圖8所示偏光板83(申請專利範圍第10項)。
圖9係立體映像顯示裝置90(立體電視機),於DMD背投影單元91之投影鏡頭92前面配置偏光板93,於其前面配置晶胞94,更於其前面配置λ/4板95,交互顯示標準立體映像資料之立體映像之左右用映像,並與DMD背投影單元91之顯示畫像同步驅動晶胞,藉由控制成相對於λ/4板95之高速軸偏光方向為45°及-45°之關係射入,以右旋及左旋之圓偏光交互顯示於透射型螢幕96上。於此情況下,藉由使用圓偏光眼鏡97於鑑賞,即使眼鏡傾斜,仍不會發生串擾。
又,於上述裝置90中,若使用LCOS來替代DMD,即無需偏光板93。
於電視播映用立體攝影機中,較佳係亦可在觀察放映於立體取景器之攝影視野同時直視實景。就實現此種立體取景器(監視器)而言,例如安裝圖1所示12英寸寬度之液晶顯示器於立體電視攝影機。雖然就攝影機之監視器而言,12英寸尺寸屬於大的種類,卻可如圖示,自350mm之位置觀看。於此情況下,左右像交互分時顯示。同時,自安裝於顯示器之同步信號發送裝置發出同步用紅外線。(圖示省略)然後,於分離左右視野之立體映像鑑賞用眼鏡左右安裝左右同一偏光板。更於其前面安裝液晶板。又於眼鏡安裝傾斜角感測器。自前述LCD交互放出之左右光線相同,且係一定方向之偏光。若前述眼鏡之偏光板成遮斷自LCD放出之偏光之方向之正交方向,眼鏡之左右視野即關閉而變暗。此視野之狀態藉安裝於前面之液晶板變化,使來自LCD之人射光之90°或270°偏光方向旋光,左右兩視野一起成開狀態,清楚可見。若藉與LCD上之顯示畫像同步發出之紅外線交互施加電壓在安裝於眼鏡前面之液晶板,液晶即在電壓下成緊張狀態,維持原偏光方向,被眼鏡之液晶板所遮蔽,視野變暗。同時,若藉紅外線,與LCD同步,交互施加電壓於眼鏡之液晶板,左右視野即交互啟閉,觀看LCD之左右視野可分離而立體觀看。又,雖然在眼鏡傾斜情況下,LCD及眼鏡之偏光方向與相對方向之關係破壞,即發生串擾,惟藉由以傾斜角感測器控制、校正施加電壓,防止串擾。且於電子攝像裝置中,未必須要與攝影機一體化。例如,若以USB電纜線等連接左右一對攝影鏡頭及左右一對攝像元件構成之立體攝影機與筆記型個人電腦,PC本身即成為取景器。
圖10係上述立體電視攝影機之一實施例,圖示之二點鏈線100為前述說明之參考窗。此參考窗實質上係攝影機之視野,其係假想地設定於藉立體攝影機拍攝之實景之視野框。此假想視野框與例如自家中窗口等看到外面景色之狀態相等。然而,由於在實際光景中框不存在,因此,當然攝影師104越過立體電視攝影機102,透過立體映像鑑賞用眼鏡103,不僅直視攝影視野(圖示之參考窗100),亦直視攝影視野外的光景。然後,若視線落在監視器101,即可以和參考窗100相同之尺寸,在監視器101上(內)觀看同一距離感(雖然實際顯示尺寸不同,卻可如此看到)的立體映像。
圖10之監視器101之寬度與適當觀看距離的關係成於圖3中若L1=350mm,左右用各顯示畫面寬度即為圖示之WP1,WP1=WP0×L1/L0
若WP0=1800mm,L0=2500mm左右各顯示畫面寬度WP1即為WP1=1800×350/2500=252mm。
左右畫面間隔,亦即圖像距離為圖3之DP1,於前述項所載DPN=B(1-LN/L0)
DP1=B(1-L1/L0),若人眼寬度為B=65mm,DP1=65(1-350/2500)=55.9mm左右畫像顯示畫面之中心間距離,亦即圖像距離以所述段落之一項所說明之間隔,將無限遠像之對稱點之間隔顯示於等於人眼寬度之間隔之65mm,於圖3中,DP1(R)為右用畫面,DP1(L)為左用畫面,此時之顯示器D1之尺寸(全寬)為WP1與DP1之總計,WP1+DP1=252+55.9=307.9mm雖然此尺寸略大於12英寸,12×25.4=304.8mm,不過,這是因為對觀看距離本身每10mm之數值加以處理而表示,又,實際上觀看距離不管從多遠觀看,亦無問題。
又,相反地,若由計算器尺寸計算觀看距離L1,於圖3中,L1=L0(WP1+DP1-B)/(WP0-B)若WP1+DP1=12〞=304.8mm
B=65mm
WP0=1800mm
L0=2500mm
觀看距離L1即為L1=2500(304.8-65)/(1800-65)=345.53mm。
更且,為容易達到立體電視攝影機之監視器之立體觀看的辨認性,藉軟體重疊顯示以縱線為主體之視準圖案於所顯示左右各畫像。圖11係圖10之立體電視概影機102之監視器101之詳細圖,藉軟體顯示視準圖案於左右各畫像重疊之位置。當然,視準圖案僅顯示於取景器,僅以自立體攝影機送出之資料作為攝像畫像資料。
若透過立體映像鑑賞用眼鏡103立體觀看於上述段落諸子項所說明之立體電視攝影機102之監視器101,即可辨認立體感之調整狀態。並且,此立體電視攝影機之監視器所觀看的立體映像接收此立體電視攝影機所拍攝發送之立體放映,可感知完全與觀看立體電視機之視聽者相同狀態之立體感。
更且,即使是單頻,或即使是立體,於拍攝動畫情況下,在與拍攝同時察知事態之進行很重要。因此,可經常與監視器同時觀看實景,此構成之立體電視攝影機之作用效果極大。
雖然前述段落[0104]至[0110]所載立體映像攝像裝置極有效果,取景器(監視器)部卻很大,在手持之攝影或攜帶性等方面有問題。又由於取景器(監視器)部不完全,因此,在明亮攝影環境下,有難以見到取景器像的問題。
圖12係固定視野分離用眼鏡於顯示器之立體取景器之斜視圖,立體取景器120之顯示器121及保持視野分離用眼鏡130之板122藉外殼123固定。顯示器121係例如LCD,交互分時顯示左右用映像之左用映像於圖示之畫面寬度WD上之PL部分,右用映像於PR部分,使視野分離用眼鏡130同步,將左右視野分離而立體觀看。由於視野為外殼123所覆蓋,外光被遮蔽,因此,即使在屋外明亮環境下,仍可鮮明觀察顯示器。又由於相對於顯示器固定視野分離用眼鏡,因此,即使在觀察者的頭傾斜情況下,仍無串擾之虞。
雖然不管取景器(顯示器)之尺寸如圖3所說明那麼大或小,均可依顯示方式及觀看距離而定,等同於基準尺顯示畫面來觀看,惟在考慮攜帶性情況下,則以顯示器小較佳。於顯示器小情況下,觀看顯示器之距離變成較清晰距離小。於觀察距離較清晰距離小,即便是正常視力(裸眼對焦於清晰距離)的人,仍需圖13所示視力度數校正透鏡(正屈光透鏡),又,藉由沿光軸方向移動(未圖示)視力度數校正透鏡133,可配合觀察者的視力度數調節。
圖13係前述圖12之立體取景器120之視野分離用眼鏡130之構成圖,其主體由偏光板132及液晶板131構成。圖12之立體取景器120之顯示器121若為LCD,顯示光即為偏光,若相對於顯示光之振幅方向,沿遮蔽前述偏光之狀態之正交方向配置(左右一起)圖13所示偏光板132,視野即關閉。並且,若於圖示偏光板132之前方配置液晶板,LCD之顯示光即旋光90°或270°而成視野開啟狀態。由於若在此狀態下,施加電壓於液晶板131,扭轉之液晶即緊張成直線狀,藉液晶板131不旋光,維持此狀態透過,因此,被偏光板132所遮蔽,視野關閉。藉由與圖12所示顯示器121之顯示同步,施加電壓於圖示之液晶板131,分離左右視野而立體觀看。且於上述說明中,雖在施加電壓於圖13所示液晶板131情況下,成視野關閉狀態,惟若將偏光板132之方向配設成與圖12所示顯示器(LCD)121表面的偏光板132同一方向,在施加電壓於液晶板131情況下,即成視野關開啟狀態。
且,在使用有機EL等非偏光者於顯示器情況下,若使用於圖13之液晶板131前面更追加一片偏光板的所謂快門眼鏡,即等效操作。又,在以快門眼鏡觀看以商用頻率點亮之放電燈情況下,雖不會發生閃爍,惟由於在圖12之取景器120中,外光遮斷而透過視野分離用眼鏡130看到的光線只是顯示器的光線,因此,即使視野分離用眼鏡130係快門眼鏡,仍不會發生閃爍。
且,上述段落之說明係申請專利範圍第12項之立體映像顯示裝置之一實施例,其雖用來作為立體攝像裝置之濾波器,卻可用來作為通常立體映像顯示裝置。又,圖12所示立體取景器120之外殼123可為圖示以外者,例如可為蛇腹式,或如於習知攝影機所見之折疊式對焦鏡罩(punt hood)等(未圖示)。
於固定式立體映像顯示裝置情況下,較佳係顯示器尺寸大到某一程度。其原因在於,一般而言,顯示器尺寸越大,越容易精細化。於觀看大畫面情況下,雖然鑑賞者各自使用視野分離用眼鏡,亦有多數人可同時鑑賞之優點,惟擔心在公眾環境中再使用他人用過之眼鏡的衛生上問題而安裝眼鏡於顯示器上之窺入式則有用後拋掉的優點。於此情況下,較佳亦係顯示器尺寸大到某一程度。接著,較佳係放置顯示器之位置,亦即鑑賞距離比清晰距離更遠。若比清晰距離更遠,即無需圖13所示視力度數校正透鏡133,觀賞者可使用其本身各自通常使用的視力度數校正透鏡,或摘下眼鏡,按照與觀看一般者之情形相同的情況,靈活使用。
電子式立體映像攝像和顯示裝置以及並置兩畫面之立體照相在過去有各自發展的跡象。然而,最近雖因電子式映像(畫像)機器的進展而有統一地調和二者的要求,目前狀況卻仍未能實現。本案申請專利範圍第13項所載發明係應此請求而由放映於電子式立體映像顯示裝置(例如立體電視)之彗形像差(左右用一對畫面)製作兩畫面並置式立體影印,或可由以數位立體攝影機拍攝之標準立體映像資料自由製作兩畫面並置式立體幻燈片者。
根據圖1,由於若並置左右各畫像於圖示之左右並置顯示範圍而觀看(由於相對於清晰距離觀看距離顯著變短,因此,需要視力度數校正透鏡),於圖示之大型電視機之位置左右視野即一致,正好在圖示之顯示位置,宛如大型電視機實際存在般,可以看到。圖3係圖1之詳細圖,雖則在為了顯示於圖3所示基準顯示器D0而將標準立體映像顯示於左右並置之左右各畫面(圖示之D2(L)及D2(R))情況下,顯示畫面尺寸當然會變小,雖則顯示畫面尺寸大小在習知單頻映像中亦很尋常,問題卻不在於考慮應如何決定左右畫面間隔。
根據圖3,若基準尺寸顯示畫面之顯示器D0之設置距離為L0,並置左右畫像之立體影印(幻燈片)D2之位置(視距離)為L2,人眼寬度為B,立體影印(幻燈片)之左右畫面之間隔(圖示之DP2,亦即左右顯示器之設置間隔或立體幻燈片之圖像距離)即由DP2=B(1-L2/L0)決定。
[實施例2]
本發明雖然實際上係進行立體電視播放者,卻不僅如此,可將立體映像上傳於網路上,呈現通信販賣等商品之立體映像,又,若藉立體映像,進行此商品之操作說明,即可較展示實際商品更具效果。其原因在於,實際商品須展示至不怎麼好賣為止,大多是空間效率或即使展示多數商品,賣出之商品達到極限,有實剩品發生腐壞之虞。多藉由利用立體映像之展示,可大幅削減實際於店頭展示之商品數量。
此外,就販賣效用而言,利用立體映像於汽車或傢俱之販賣亦有效果。銷售人員當然可攜帶錄製之映像觀看,這在店頭販賣中亦極有效果。這是因為汽車或傢俱等需要廣大的展示空間,無法展多數商品。又,不可能準備高額商品於多數展示用,更且,亦有現實商品不可能呈現實際使用場面的情形。這在衣料品等之販售中亦同樣無法以立體映像呈現時裝秀。
又,雖然上述物品販賣例即使是大的商品,仍可移動展示,然而,於與公寓房子之類住宅有關的展示中,不可能移動展示實際商品。此種情形非常有效。
以上雖係有關販賣之應用例,不過,即使用來作為觀光導覽,仍極具效果。
更且,舉除了立體映像外的應用例,係教育訓練系統。各稱機械器具、飛機構造或操作說明若使用寫實或立體動畫來解說,即較實際機器說明更容易理解。
又,最有效果之應用例之一係醫學教育領域。例如,於外科手術之教育實習中,最初階段係在手術者旁邊見習。然而,現實情況下,不可能於手術台周圍安排多數見習者。又,即使在旁邊觀看,實際上仍無法清楚看到局部。於此情況下,解說者說明以立體攝影機拍攝的映像(彗形像差播放以動畫攝影錄製所需之部分,以慢動作反覆觀看),醫學生可以各桌上之個人電腦之顯示器立體視,或可藉大型TV觀看。習知投影型立體放映系統須在暗的環境中獲得鮮明畫像,進行照明,又須遮蔽窗口的光,在教育現埸不適當。根據本發明立體電視系統,即使在明亮環境下,仍可看到鮮明立體映像。
又,可於醫療中,藉通信線路,利用立體映像,自遠距地區,請求專門醫療支援,亦可對遠距醫療有所貢獻。
且,就醫學應用例而言,若與立體內視攝影機連接,即可立體視體腔內部。於此情況下,本案之立體電視系統之特徵在於可一面藉電視(顯示器)進行立體觀看,一面在保持此狀態(不摘下立體視用眼鏡)下,將視線移至周圍環境。又,藉液晶顯示器,可不照明看到。
又,特別需要立體視者係原子能領域。為防護作業員及周圍環境免於放射能,期待應用於遠距操作或監視用監視器。
且,本發明在不悖離本發明精神範圍內,可作種種改變,而且,本發明當然及於該改變。
0...中心線
100...參考窗(假想視野框)
101...立體電視(TV)攝影機之立體監視器
102...立體電視(TV)攝影機
103...立體映像鑑實用眼鏡
104...攝影師
121...顯示器
122...板
123...外殼
130...視野分離用眼鏡
131...液晶板
132...偏光板
133...視力度數修正眼鏡
60...投影器
61...投影鏡頭
62...顯示器
71...基準尺寸顯示畫面相等螢幕
72...投影鏡頭
73...顯示器
81...DMD或LCOS顯示(投影)單元
82...投影鏡頭
83...偏光濾波器
84...透射型螢幕
85...立體映像鑑賞用眼鏡
91...DMD或LCOS顯示(投影)單元
92...投影鏡頭
93...偏光濾波器
94...晶胞
95...λ/4板
96...透射型螢幕
97...圓偏光眼鏡
B...人眼寬度
D0...基準尺寸之顯示器
D1...於重疊顯示範圍內小於基準尺寸之顯示器
D2...左右並置顯示範圍之顯示器或立體幻燈片
DD...顯示器之間隔
DP1...顯示於顯示器D1上之左右畫面間隔(圖像距離)
DP2...左右顯示器之設置間隔或立體幻燈片之圖像距離
DS...左右攝像元件之間隔
EL...左眼
ER...右眼
Eref...顯示器
f...焦距
L...至基準尺寸顯示畫面之距離
L0...基準尺寸之設定距離
L1...至顯示器D1之距離
L2...左右並置顯示範圍之顯示器D2或立體幻燈片之設定距離
LX...自觀察者之眼睛至左右並置顯示範圍與重疊顯示範圍之交界點(原理上)之距離
O...投影鏡頭之作用點
PL...大於基準尺寸之畫面大小之左畫面的顯示範圍
RR...大於基準尺寸之畫面大小之右畫面的顯示範圍
S...攝像元件
S0...基準尺寸顯示畫面位置之螢幕
S1...位於近距離(1米)處之螢幕
S2...位於並置左右用映像之距離處之螢幕
S3...位於較基準尺寸顯示畫面位置更遠處之螢幕
WD...顯示器之寬度
WD...顯示器之寬度
WP0...顯示器D0之寬度
WP1...顯示器D1(部分)之寬度
WP2...左右各個顯示器之寬度
Wref′...安裝廣角鏡頭情況下左右攝影視野之一致點
Wref〞...安裝長焦點鏡頭情況下左右攝影視野之一致點
WS...攝像元件之寬度
WW...參考窗寬度
X...顯示無限遠像之對稱點的位置(光軸延長點)
α...視野角
θ...投射角
Φ...立體攝影機之光軸
Φ(L)...立體攝影機之光軸(左)
Φ(R)...立體攝影機之光軸(右)
80、90...立體映像顯示裝置(立體電視機)
圖1係本發明之立體視概念圖。
圖2(a)~圖2(b)係圖1之基準尺寸顯示畫面之電視機(圖示之大型TV)與送出標準立體映像資料之立體攝影機之關係圖。
圖3係圖1之詳細說明圖。
圖4係安裝廣角鏡頭於圍2(b)之立體攝影機情形之說明圖。
圖5係安裝長焦鏡頭於圖2(b)之立體攝影機情形之說明圖。
圖6係並設左右二投影單元之立體投影器之說明圖。
圖7係單一投影單元之立體投影器之說明圖。
圖8係利用單一投影單元之直線偏光分時顯示之實際投影型立體電視機之說明圖。
圖9係利用單一投影單元之圓偏光分時顯示之實際投影型立體電視機之說明圖。
圖10係於立體監視器上觀察立體像,可同時觀看實景之立體電視攝影機之說明圖
圖11係顯示於立體監視器之視準圖案之一實施例。
圖12係立體映像顯示裝置之斜視圖。
圖13係圖12之立體映像顯示裝置之視野分離用眼鏡及視力度數修正用眼鏡之剖視圖。
B...人眼寬度
L...至基準尺寸顯示畫面之距離
EL...左眼
ER...右眼
Eref...顯示器
Wref...參考窗
WD...顯示器之寬度
S...攝像元件
α...視野角
f...焦距
WS...攝像元件之寬度
DS...左右攝像元件之間隔
Φ(L)...立體攝影機之光軸(左)
Φ(R)...立體攝影機之光軸(右)
O...中心線

Claims (3)

  1. 一種立體映像攝像顯示系統,係將屬於假想視野框之一參考窗設定於將攝像單元左右平行且設置於瞳孔間隔之立體映像攝像裝置的視野中,該攝像單元由攝影鏡頭及攝像元件構成,配合該參考窗藉左右各個攝影鏡頭縮小投影而成像於左右各個攝像元件上之狀態下左右各個參考窗之投映像寬度,設置左右攝像元件,或讀出與參考窗之投映像寬度相等的圖像資料,作為標準立體映像資料,於顯示側的裝置中,以彼此不同之偏光同時或分時顯示,或以使各個左右用映像同一方向之偏光分時顯示此標準立體映像資料於與攝影時之參考窗等效之基準尺寸顯示畫面上,為對應各顯示方式,分離觀看左右視野,於各偏光眼鏡或液晶快門眼鏡或左右同一偏光板的正前方安裝液晶板,交互驅動該液晶板,分離觀看,該立體映像攝像顯示系統建構成:於攝影時,在立體相機的左右用取景器上利用軟體來顯示在取景器中以相同縱線為主體的視準圖案,更於顯示裝置的標準立體映像顯示畫面上利用軟體來顯示以縱線為主體的視準圖案俾容易視認立體映像顯示。
  2. 如申請專利範圍第1項之立體映像攝像顯示系統,其中利用數位TV播放波作為自取得標準立體映像資料之立體映像攝像裝置向立體映像顯示裝置載送之資料載送手段。
  3. 如申請專利範圍第1項之立體映像攝像顯示系統,其中利用通信線路作為自取得標準立體映像資料之立體映像攝像裝置向立體映像顯示裝置載送之資料載送手段。
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