WO1992001241A1 - Un procedimiento y un sistema optico integrado de captacion, copiado y reproduccion tridimensional de imagenes estaticas y en movimiento - Google Patents

Un procedimiento y un sistema optico integrado de captacion, copiado y reproduccion tridimensional de imagenes estaticas y en movimiento Download PDF

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WO1992001241A1
WO1992001241A1 PCT/ES1990/000024 ES9000024W WO9201241A1 WO 1992001241 A1 WO1992001241 A1 WO 1992001241A1 ES 9000024 W ES9000024 W ES 9000024W WO 9201241 A1 WO9201241 A1 WO 9201241A1
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Juan Dominguez Montes
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Juan Dominguez Montes
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    • G—PHYSICS
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers

Definitions

  • the present application relates to an integrated method and optical system in which static or moving three-dimensional images are captured, the films from the different cameras are copied into • a single film • of short length , and this last movie is reproduced again by providing three-dimensional or moving images.
  • the invention encompasses cinematographic systems, static advertisements, slides and video, including television, mainly for domestic uses in shop windows, congress halls and other similar exhibition venues.
  • the rear projection system is only suitable for systems based on scalar differentiation of images, so it cannot be taken into account in the present case.
  • the other two systems both of which are front projection, can be used for angular differentiation of images.
  • the second system employs a single film in a single projector with as many lenses as captured images that are separated from each other in the same distance that would be presented if they were individual projectors.
  • the present three-dimensional optical image systems are based on the angular differentiation of these images.
  • This targeting can be done automatically at any time, controlling by means of a mechanical system of sources, duly synchronized.
  • the distance between the optical centers of the camera lenses must be, in many cases, less than the width of the cameras, there is a delicate problem that has to be solved by special devices and procedures.
  • the applicant has managed to solve these capture problems by means of a procedure and a corresponding optical system, so that the cameras operate as if their optical centers are located at a smaller distance between them than that allowed by the width of the cameras, if these stood tightly next to each other.
  • the first stage of the global procedure of the present invention is aimed at capturing static or moving three-dimensional images using conventional cameras that impress on film, slide or videotape, as many two-dimensional images as there are cameras, these cameras being mounted in several groups, the optical centers of these cameras of each group being located in a horizontal line and the optical centers being separated from each other by a distance D that is at least equal to the width of a camera; the horizontal lines of the groups are separated by a distance compatible with the size of each camera; two groups of horizontal cameras are arranged
  • JA SUBSTITUTE DA with their optical axes perpendicular to each other, forming 45 fi with a semi-transparent sheet that, on one of its faces, allows the object to be observed by transparency for a group of cameras, while said object is observed by reflection by the other group of cameras located facing the other side of the sheet;
  • the optical axis of an X ⁇ camera is positioned in such a way that its resulting projection is at the midpoint of the separation between optical axes of the X ⁇ - ⁇ and Xi + i cameras (with this device it is possible to decrease optically to half the distances between optical axes of the resulting adjacent cameras); in order to suppress the light reflected by the semi-transparent sheet on the face that should act as transparent and, conversely, the light transmitted by the face that should act as a reflector, a completely black sheet is placed on one side of each chamber that ab ⁇ sip unwanted rays; This will get n movies, slides or videotapes.
  • the conjugate images are arranged, that is to say corresponding to the same instantaneous object, grouped by trios, such that the left and right images of each trio are copied in a specularly inverted state relative to the central image of the same trio, placing each of these trios at a different height of projection; with it the n images, preferably fifteen, remain on a single film; the projection for copying can be direct on the same film or indirectly through a screen, from where another camera captures the combined image based on the n individual images; In this movie, the trios must be out of date by a distance K R. which is the one that exists between optical centers of adjacent projection objectives.
  • the third stage of the procedure consists in projecting the images at the place of observation, making this projection using n / 3 projection objectives, that is to say as many objectives as trios of images or cameras have been used; the projection is made adjusting the projection objectives so that the central image of the film is reproduced directly on the reproduction screen or through a frontal reflection of a mirror located in front of the objectives; lateral images are projected through an additional left reflection or an additional right reflection, using side mirror systems; each of the n / 3 projection objectives is placed with a height offset, with respect to the contiguous projection objectives, which is equal to the height distance between the trios of images of the film;
  • each projection lens is placed at a different height, while if the advance of the film is made at the rate of six images, each two objectives are placed at the same height, different from the following or previous two projection objectives.
  • the cameras are distributed in 2, 4, 8 ..., 2 groups on a platform adequately provided with director rails; every two groups of cameras, each arranged in a common horizontal line, are placed with perpendicular optical axes interposing a semi-transparent sheet between the groups forming 45 ⁇ with the optical axes of these groups and providing a black sheet that form 45 ° with the semi-sheet transparent; in the case of providing four groups of cameras, these groups are distributed in two supergroups, each consisting of two groups of cameras with optical axes perpendicular to each other and with a set of interposed sheets (semitransparent and black ) , forming the semitransparent sheet 45 ° with the optical axes and forming the black sheet 45 ° with this last sheet; the two supergroups are arranged with their optical axes perpendicular to each other and another set of sheets (semi-transparent and black) is inter
  • the copying arrangement of the corresponding films or similar elements consists of n projectors that are arranged by trios of projectors located at the same height and offset from each other by a distance H in the sense of height and a distance K R in the longitudinal sense; Are the films coming from the n cameras capture in front of the respective projectors, so that the left and right images of each trio are inverted in relation to that of the central image? with this, the trios of images in a film are lagged longitudinally by a distance K R and in height by a distance H.
  • the three-dimensional projection arrangement of images consists of a projector provided with n / 3 projection objectives, that through a set of mirrors, front, right side and left side, projects the images on a transparent screen located above the set of projection lenses, the front mirror being at half the projection distance of the objectives, this being projection distance the existing between these objectives and the virtual screen that would exist without the presence of these mirrors;
  • the n / 3 projection objectives become three groups of n projection objectives in total, two of them virtual, to the left and to the right, the real objectives being centrally positioned; these objectives are longitudinally offset by distance K R and height by distance H.
  • Figure 1 schematically represents the capture of images by a group of cameras through a semi-transparent sheet
  • Fig. 2 schematically represents the capture of images by a group of cameras by reflection in the semi-transparent sheet
  • Figure 3 schematically represents the acquisition with the combination of two groups of cameras with an intermittent semitransparent film
  • Figure 4 represents an arrangement of sensor chambers distributed in four groups, with the appropriate number of intermittent semitransparent sheets
  • Figure 5 represents how the trios of images copied according to the invention are distributed longitudinally in a film
  • Figure 6 represents a partial optical diagram of the projection made with five projection objectives, according to the invention
  • Figure 7 schematically shows the layout of the parts of the projector system of the present invention
  • FIG. 8 shows a projection device of small size according to the invention in schematic perspective view. Only for the purpose of explanation will it be understood that n is equal to fifteen, or what is the same, fifteen cameras or collection objectives and five objectives are used. projection.
  • Figure 1 represents in a schematic way how the cameras would look by transparency through a semi-transparent film.
  • this scheme it has been assumed that there are seven chambers arranged next to each other in a line in front of an elongated semi-transparent sheet placed longitudinally forming 45 Q with the axes of the cameras.
  • C2, C4, C6, C8, CIO, C12 and C14 capture cameras would be projected on the image plane; the distance between optical axes of the capture chambers is D.
  • Figure 2 shows in the right side in side view a chamber of the eight placed in a row facing a semi-transparent sheet placed in a longitudinal direction forming 45 ° with the axes of the cameras.
  • the left part of the figure shows how the cameras Cl, C3, C5, C7, C9, Cll, C13 and C15 would be observed by reflection; likewise, the distance between optical axes of the pick-up cameras is D.
  • Figure 3 shows the pick-up arrangement according to the invention with two groups of cameras shown to the right in side elevation view, each group being placed in a row. in a horizontal line and having a semi-transparent sheet interspersed between them that form 45 "with the respective optical axes.
  • these cameras have been subdivided into four groups, distributed in - io ⁇ two supergroups each consisting of two groups of cameras with optical axes perpendicular to each other and an interposed sheet, Ll-Ll 'or L2-L2', combined with a corresponding black sheet LN1 or LN2, light absorber unwanted.
  • supergroup A consists of the group of cameras Cl, C5, C9, C13, arranged in a horizontal row in front of the transparent chamber of the Ll-Ll 'sheet, and is forming 45 ° with the optical axes of the cameras in question ; in front of the other side, the reflector, of the Ll-Ll 'sheet, the four cameras C2, C6, CIO, C14 are arranged in a horizontal row.
  • supergroup B of cameras consisting of a horizontal group of cameras C3, C7, Cll, C15, arranged in front of the reflector chamber of a sheet L2-L2 is provided.
  • each of the supergroups A and B are considered as if they were simple groups of cameras, these super ⁇ groups being arranged with optical axes perpendicular to each other.
  • a sheet L3-L3 ' is interposed between them, and, forming 45 to the transparent face of this sheet L3-L3', is the sheet
  • Figure 5 shows schematically how fifteen images from the Cl-C15 capture cameras distributed in five trios of images are combined, which have been reproduced by projecting side images 1-5 and 11-15 in an inverted position in relation to the images - central lines 6 to 10. This inversion has been represented in the figure by inverting the reference numbers of images.
  • This figure also shows how the five projection lenses OPl, OP2, OP3, OP4 and OP5 are arranged, as well as the longitudinal distribution in a film of the five trios of images with optical axes offset from each other by the distance K that is the distance between contiguous projection targets, while there is a distance in height between each trio of images of the film. This height distance is the same as the contiguous projection lenses keep each other in height.
  • the distribution of the different projected rays from the projection objectives OPl, OP3 and OP4 is represented in partial optical scheme, to represent each of the three possible situations of projection objectives, that is to say representing the OPl how extreme objectives are projected; representing the OP4 how the intermediate objectives are projected and representing the OP3 how the central objective is projected.
  • Faced with these projection objectives are the three reflectors, the RF front and the sides, right RD and left RI. These reflectors project the fifteen images 1 to 15 onto the PA screen, fitting the captured 1-15 images into one third of the overall distance.
  • the arrangement of the OP lenses, the RF front reflector and the PA screen is shown in a sectional side view. It is noted that the transparent screen PA is located, in a longitudinal direction, in line with the longitudinal arrangement of the OPl lenses up to 0P5.
  • FIG 8 a device is shown Small or medium sized projector with the arrangement of the various parts.
  • the course of the rays from the projection objective OPl that project, through the reflectors RI, RF and RD, the images 1 *, 10 'and 11' on the transparent screen PA is represented as optical burning .

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Abstract

Procedimiento integrado de captación, copiado y reproducción tridimensional de imágenes estáticas y en movimiento, en los que (a) la captación de imágenes tridimensionales estáticas o en movomiento se hace mediante cámaras convencionales que impresionan tantas imágenes bidimensionales como cámaras haya, hay n cámaras que se distribuyen en grupos o supergrupos, intercalándose entre cada dos grupos de cámaras horizontales que tienen sus ejes ópticos perpendiculares entre sí una lámina semitransparente formando 45º con los grupos, quedando el eje óptico de una cámara situado de manera que su proyección queda en el punto medio entre ejes ópticos de dos cámaras contiguas del otro grupo conjugado; mediante una lámina totalmente negra se suprimen los rayos indeseados; (b) para copiar las n imágenes captadas se agrupan éstas por tríos, copioándose las imágenes izquierda y derecha en estado especularmente invertido con relación a la imagen central, situándose cada uno de los tríos a distinta altura de proyección; (c) la proyección se efectúa utilizando n/3 objetivos de proyección y ajustando estos objetivos de manera tal que la imagen central de la película se reproduzca directamente sobre la pantalla transparente de reproducción o por una reflexión frontal de un espejo reflector situado en frente de los objetivos; las imágenes laterales se proyectan a través de reflexiones en sistemas de espejos laterales; y cada uno de los n/3 objetivos de proyección se sitúa desfasado en altura con respecto a los objetivos contiguos.

Description

"UN PROCEDIMIENTO Y UN SISTEMA ÓPTICO INTEGRADO DE CAPTA¬ CIÓN, COPIADO Y REPRODUCCIÓN TRIDIMENSIONAL DE IMÁGENES ES¬ TÁTICAS Y EN MOVIMIENTO"
Campo del invento La presente solicitud se refiere a un procedimien¬ to y a un sistema óptico integrados en los que se captan imágenes tridimensionales estáticas o en movimiento, se co¬ pian las películas procedentes de las distintas cámaras en • una única película de • escasa longitud, y se reproduce esta última película proporcionando de nuevo imágenes tridimen¬ sionales o en movimiento. Dentro del invento se abarcan los sistemas cinematográficos, anuncios estáticos, diapositivas y video, inclusive televisión, principalmente para usos do¬ mésticos en escaparates, salas de congresos y otros lugares de exhibición similares.
El solicitante es titular de la patente española de invención con el número de publicación 2000293 (número de solicitud 8603612) , de la patente española de invención con el número de publicación 20135269 (número de solicitud 8902155) , y de la solicitud de patente española en tramita¬ ción 8900722, presentada el 28 de Febrero de 1989. Igualmen¬ te, el solicitante ha presentado las solicitudes de patente PCT/ES 90/00013 y 90/00014, ambas en tramitación, asi -como otras solicitudes correspondientes a las españolas en diver- sos países y en la Oficina de Patentes Europea.
En estas patentes y solicitudes de patente se des¬ criben y reivindican diversos aspectos de sistemas ópticos para conseguir reproducciones tridimensionales basadas en la diferenciación angular de imágenes. Concretamente en la pa- tente española 20135269 asi como en la solicitud PCT 90/00013, se describe una pantalla mejorada apta para utili¬ zarse en los sistemas ópticos en cuestión, al igual que en un procedimiento para fabricar dicha pantalla mejorada. Antecedentes de la invención os sistemas basados en la diferenciación angular de imágenes requieren la captación desde lugares distintos de un elevado número de imágenes y la proyección desde ubi- caciones diferentes del mismo número de imágenes.
De la bibliografía que trata de la captación de imágenes tridimensionales, es conocido que la máxima separa¬ ción entre los centros ópticos de los objetivos de capta- ción, para que la reproducción aparezca como continua, es función de la distancia entre el objeto más cercano y el objeto más lejano (profundidad de campo) así como de la dis¬ tancia entre estos objetos con relación al dispositivo de captación de imágenes. Para aplicar en la práctica estos resultados teó¬ ricos, se llega en muchos casos de la técnica anterior a una separación entre los centros ópticos de los objetivos de captación que es inferior al ancho de las cámaras comunes, comercializadas o convencionales. Si la imagen a captar permaneciese inmóvil, enton¬ ces la captación se podría realizar con una cámara conven¬ cional situada en cada instante en un lugar diferente. No obstante, si la imagen estuviera en movimiento, este sistema no seria válido. Por lo que conoce el solicitante, existen en el mercado muy pocas cámaras que puedan cumplir las condiciones requeridas para la captación de imágenes. Las que se conocen disponen de varios objetivos de pequeño diámetro y de un formato de negativo asimismo reducido. Estas cámaras se di- señan en general para su empleo en fotografía, y se utilizan para reproducción de imágenes estáticas en la mayor parte de los casos en fotografías sobre papel. Se emplea un número muy pequeño de imágenes, oridinariamente cuatro, que resul¬ tan enteramente insuficientes para los sistemas basados en la diferenciación angular de imágenes, y por esta razón no son utilizables en el presente caso.
Por esta carencia de cámaras adecuadas para la captación de imágenes tridimensionales se hace necesario captar un elevado número de imágenes bidi ensionales, cada una, con una cámara convencional; correspondientemente, ha¬ ría falta el mismo número elevado de proyectores u objetivos de proyección, para reproducir tridi ensionalmente las i á- genes captadas.
En la patente de los Estados Unidos de América 1833290, de Ivés, se describen tres sistemas de reproducción por proyección que son válidos para imágenes estáticas o en movimiento.
De estos tres sistemas, el de proyección trasera sólo es apto para los sistemas basados en la diferenciación escalar de imágenes, por lo que no se puede tomar en consi¬ deración en el presente caso. Por el contrario, los otros dos sistemas, ambos de los cuales son de proyección frontal, pueden emplearse para la diferenciación angular de imágenes.
En el primero de estos sistemas, se utilizan tan¬ tos proyectores y películas como imágenes haya. El segundo sistema emplea una única película en un sólo proyector con tantos objetivos como imágenes captadas que están separadas entre si en la misma distancia que se presentarla si se tratase de proyectores individuales.
El inconveniente de ambos sistemas radica en el gran volumen ocupado por la parte de reproducción del siste¬ ma, así como en la enorme longitud de la película y del o los proyectores cuando el número de imágenes es elevado.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN El solicitante, a la vista de estos antecedentes y en su deseo de obtener el máximo rendimiento de sus sistemas ópticos de reproducción tridimensional, de los que se trata abundantemente en las solicitudes y patentes antes menciona¬ das al comienzo de esta memoria, ha desarrollado un procedi¬ miento y un sistema óptico integrados para captar, copiar y reproducir imágenes tridimensionales.
Como ya se ha expuesto, los presentes sistemas ópticos de imágenes tridimensionales se basan en la diferen¬ ciación angular de estas imágenes.
Los sistemas basados en la diferenciación angular de imágenes necesitan emplear un elevado número de imágenes bidimensionales captadas y el mismo número de imágenes re¬ producidas. Para la captación de un gran número de imágenes es aconsejable dirigir los ejes ópticos de los n objetivos (cᬠmaras) de captación hacia el punto que más tarde, durante la reproducción, se situará sobre la pantalla. (El número n de objetivos o cámaras puede adquirir diversos valores, siempre múltiplos de 3, siendo preferido el valor de 15). Con ello se evitará que las cámaras laterales dejen fuera de campo el motivo principal de la escena. Puesto que cada imagen se capta con un objetivo diferente, perteneciente también a una cámara distinta, la focalización de todos los ejes ópticos sobre el mismo punto se consigue muy fácilmente inclinando cada cámara en el ángulo necesario en el plano horizontal. Esta focalización puede realizarse automáticamente en cada momento, controlando mediante un sistema mecánico de fue- lies, debidamente sincronizados. Por otra parte, puesto que la distancia entre los centros ópticos de los objetivos de las cámaras debe ser, en muchos casos, inferior al ancho de éstas, se plantea un delicado problema que ha de resolverse mediante dispositivos y procedimientos especiales. El solicitante ha conseguido solucionar estos pro¬ blemas de captación mediante un procedimiento y un sistema óptico correspondiente, de manera tal que las cámaras operen como si sus centros ópticos se situasen a menor distancia entre ellos que la permitida por el ancho de las cámaras, si éstas se situasen apretadamente unas junto a otras.
La primera etapa del procedimiento global del pre¬ sente invento, se orienta a captar imágenes tridimensionales estáticas o en movimiento haciendo uso de cámaras convencio¬ nales que impresionan en película, diapositiva o cinta de video, tantas imágenes bidimensionales como cámaras haya, montándose estas cámaras en varios grupos, estando situados los centros ópticos de estas cámaras de cada grupo en una línea horizontal y encontrándose separados entre sí los cen¬ tros ópticos por una distancia D que es al menos igual a la anchura de una cámara; las líneas horizontales de los grupos están separadas por una distancia compatible con el tamaño de cada cámara; se disponen dos grupos de cámaras horizonta-
JA SUSTITU DA les con sus ejes ópticos perpendiculares entre si formando 45fi con una lámina semitransparente que por una de sus caras permite observar el objeto por transparencia para un grupo de cámaras, mientras que dicho objeto es observado por re- flexión por el otro grupo de cámaras situado frente a la otra cara de la lámina; el eje óptico de una cámara X¿ se sitúa de manera tal que su proyección resultante quede en el punto medio de la separación entre ejes ópticos de las cáma¬ ras X¿-ι y Xi+i (con este artificio se consigue disminuir ópticamente a la mitad las distancias entre ejes ópticos de las cámaras contiguas resultantes); para suprimir la luz re¬ flejada por la lámina semitransparente en la cara que debe actuar como transparente e, inversamente, la luz transmitida por la cara que debe actuar como reflectante, se dispone a un lado de cada cámara una lámina totalmente negra que ab¬ sorbe los rayos no deseados; con ello se consiguen n pelícu¬ las, diapositivas o cintas de vídeo.
Como segunda etapa del procedimiento global, se disponen las imágenes conjugadas, es decir correspondientes al mismo objeto instantáneo, agrupadas por trios, de manera tal que las imágenes izquierda y derecha de cada trío se copian en estado especularmente invertido con relación a la imagen central del mismo trío, situándose cada uno de estos trios a distinta altura de proyección; con ello quedan las n imágenes, preferiblemente quince, sobre una sola película; la proyección para copiar puede ser directa sobre la misma película o indirecta a través de una pantalla, desde donde otra cámara captadora copia la imagen combinada a base de las n imágenes individuales; en esta película, los tríos deben estar desfasados en una distancia KR. que es la que existe entre centros ópticos de objetivos de proyección con¬ tiguos.
La tercera etapa del procedimiento consiste en proyectar las imágenes en el lugar de observación, haciéndo- se esta proyección utilizando n/3 objetivos de proyección, es decir tantos objetivos como trios de imágenes o cámaras captadores se hayan utilizado; la proyección se efectúa ajustando los objetivos de proyección de manera tal que la imagen central de la película se reproduzca directamente sobre la pantalla de reproducción o a través de una refle¬ xión frontal de un espejo situado en frente de los objeti- vos; las imágenes laterales se proyectan a través de una reflexión adicional izquierda o de una reflexión adicional derecha, mediante sistemas de espejos laterales; cada uno de los n/3 objetivos de proyección se sitúa con un desfase de altura, respecto de los objetivos de proyección contiguos, que es igual a la distancia de altura que existe entre los tríos de imágenes déla película; asi, cuando el avance de la película se hace en función de tres imágenes, cada objetivo de proyección se coloca a una altura diferente, mientras que si el avance de la película se hace a razón de seis imáge- nes, cada dos objetivos se colocan a una misma altura, dife¬ rente de los dos objetivos de proyección siguientes o ante¬ riores.
Con este procedimiento combinado se consigue una reproducción muy sencilla y cómoda de las imágenes tridimen- sionales sobre una pantalla de tamaño desde pequeño a inter¬ medio, ocupando el proyector la tercera parte del espacio que ocuparía si las n imágenes se proyectasen mediante n ob¬ jetivos de proyección situados unos junto a otros con el oportuno desfase de altura. Si se hiciera la proyección en una sala cinematográfica, este artificio de proyección po¬ dría resultar innecesario.
Para la realización de este procedimiento global se han desarrollado correspondientes disposiciones ópticas que se van a detallar seguidamente. Asi, para la captación de imágenes se distribuyen las cámaras en 2, 4, 8... , 2 grupos sobre una plataforma adecuadamente provista de carriles directores; cada dos gru¬ pos de cámaras, dispuesto cada uno en una linea horizontal común, se colocan con ejes ópticos perpendiculares entre si interponiendo una lámina semitransparente entre los grupos formando 45β con los ejes ópticos de estos grupos y dispo¬ niendo una lámina negra que forma 45° con la lámina semi- transparente; en el caso de prever cuatro grupos de cámaras se distribuyen estos grupos en dos supergrupos, formado cada uno por dos grupos de cámaras con ejes ópticos perpendicula¬ res entre si y con un conjunto de láminas (semitransparente y negra) interpuestas, formando la lámina semitransparente 45° con los ejes ópticos y formando la lámina negra 45° con esta última lámina; se disponen los dos supergrupos con sus ejes ópticos perpendiculares entre sí y se interpone otro conjunto de láminas (semitransparente y negra) formando la lámina semitransparente 45° con los ejes ópticos de los su¬ pergrupos; los tamaños en sección transversal de las láminas se calculan mediante un estudio óptico de la combinación de los grupos de cámara, debiendo quedar los ejes ópticos de las cámaras captadores individuales situados en el punto medio de cada dos ejes ópticos de las cámaras contiguas del grupo oponente; esta relación se repite correspondientemente con los supergrupos.
La disposición de copiado de las películas o ele¬ mentos similares correspondientes consta de n proyectores que se disponen por trios de proyectores situados a la misma altura y desfasados entre si por una distancia H en el sen¬ tido de la altura y una distancia KR en el sentido longitu¬ dinal; las películas procedentes de las n cámaras captadores se colocan frente a los respectivos proyectores, de manera que las imágenes izquierda y derecha de cada trio estén in¬ vertidas en relación con la de la imagen central? con ello, los trios de imágenes en una película quedan desfasados lon¬ gitudinalmente por una distancia KR y en altura por una dis¬ tancia H. La disposición de proyección tridimensional de imágenes consiste en un proyector provisto de n/3 objetivos de proyección, que a través de un juego de espejos, frontal, lateral derecho y lateral izquierdo, proyecta las imágenes sobre una pantalla transparente situada encima del conjunto de objetivos proyectores, encontrándose el espejo frontal a la mitad de la distancia de proyección de los objetivos, siendo esta distancia de proyección la existente entre estos objetivos y la pantalla virtual que existiría sin la presen¬ cia de estos espejos; con esta disposición, los n/3 objeti¬ vos de proyección se convierten en tres grupos de n objeti¬ vos de proyección en total, dos de ellos virtuales, a la iz- quierda y a la derecha, quedando en posición central los objetivos reales; estos objetivos están desfasados longitu¬ dinalmente por la distancia KR y en altura por la distancia H.
Seguidamente se va a describir el invento con ayu- da de los dibujos adjuntos, en los cuales:
La figura 1 representa esquemáticamente la capta¬ ción de imágenes por un grupo de cámaras a través de una lᬠmina semitransparente; la figura 2 representa esquemáticamente la capta- ción de imágenes por un grupo de cámaras por reflexión en la lámina semitransparente; la figura 3 representa esquemáticamente la capta¬ ción con la combinación de dos grupos de cámaras con una lᬠmina semitransparente interpuesta; la figura 4 representa una disposición de cámaras captadores distribuidas en cuatro grupos, con el adecuado número de láminas semitransparentes interpuestas; la figura 5 representa cómo quedan distribuidos longitudinalmente los tríos de imágenes copiados conforme al invento en una película; la figura 6 representa un diagrama óptico parcial de la proyección efectuada con cinco objetivos de proyec¬ ción, conforme al invento; la figura 7 representa esquemáticamente en alzado la disposición de las partes del sistema proyector del pre¬ sente invento; y la figura 8 representa en vista en perspectiva es¬ quematizada un dispositivo de proyección de tamaño pequeño conforme al invento. Solamente con fines de explicación se entenderá que n es igual a quince, o lo que es lo mismo, se utilizan quince cámaras u objetivos de captación y cinco objetivos de proyección.
La figura 1 representa de un modo esquemático cómo se verían las cámaras por transparencia a través de una lᬠmina semitransparente. En este esquema se ha supuesto que hay siete cámaras dispuestas una junto a otra en una linea frente a una lámina semitransparente alargada colocada en sentido longitudinal formando 45Q con los ejes de las cáma¬ ras. En la parte izquierda de la figura se observa cómo se proyectarían en el plano de la imagen las cámaras captadoras C2, C4, C6, C8, CIO, C12 y C14; la distancia entre ejes óp¬ ticos de las cámaras captadoras es D.
En la figura 2 se representa en la parte derecha en vista lateral una cámara de las ocho puestas en fila si¬ tuadas frente a una lámina semitransparente colocada en sen- tido longitudinal formando 45° con los ejes de las cámaras. En la parte izquierda de la figura se representa cómo se observarían por reflexión las cámaras Cl, C3, C5, C7, C9, Cll, C13 y C15; igualmente, la distancia entre ejes ópticos de las cámaras captadoras es D. En la figura 3 se representa la disposición de captación conforme al invento con dos grupos de cámaras re¬ presentadas a la derecha en vista en alzado lateral, estando cada grupo colocado en fila en una linea horizontal y te¬ niendo intercalada entre ellos una lámina semitransparente que forma 45» con los respectivos ejes ópticos.
A la izquierda de esta figura 3 se representa cómo se observarían los dos grupos de cámaras combinadamente, unos por transparencia y otros por reflexión. Con ello la distancia entre ejes ópticos de dos cámaras de captación contiguas queda en D/2. Se demuestra claramente con las tres figuras 1 a 3, y particularmente con esta figura 3, que con el artificio desarrollado por la presente invención se con¬ sigue aproximar ópticamente las cámaras entre sí en una 'dis¬ tancia menor que el ancho de cada una de ellas. Como se representa en la figura 4, para conseguir todavía más aproximación óptica entre las cámaras, se han subdividido estas cámaras en cuatro grupos, distribuidos en - io ¬ dos supergrupos compuestos cada uno de dos grujpos de cáma¬ ras con ejes ópticos perpendiculares entre sí y una lámina interpuesta, Ll-Ll' o L2-L2', combinada con una lámina negra LN1 ó LN2 correspondiente, absorbedora de los rayos indesea- dos. Así, el supergrupo A se compone del grupo de cámaras Cl, C5, C9, C13, dispuestas en fila horizontal frente a la cámara transparente de la lámina Ll-Ll', y está formando 45° con los ejes ópticos de las cámaras en cuestión; frente a la otra cara, la reflectora, de la lámina Ll-Ll' se disponen en fila horizontal las cuatro cámaras C2, C6, CIO, C14. En re¬ lación perpendicular a este supergrupo A de cámaras se dis¬ pone el supergrupo B de cámaras que consta de un grupo hori¬ zontal de cámaras C3, C7, Cll, C15, dispuestas frente a la cámara reflectora de una lámina L2-L2', puesta a 45a con relación a los ejes ópticos de estas últimas cámaras; a 45° junto a la cara transparente de esta lámina se sitúan la lᬠmina negra LN2. Dispuestas en línea horizontal frente a la cara transparente de la lámina L2-L2' se sitúa las cámaras C4, C8, C12. A fin de conseguir que la distancia óptica en el plano de imagen de las cámaras quede reducida a D74 se consideran cada uno de los supergrupos A y B como si fueran grupos sencillos de cámaras, estando dispuestos esos super¬ grupos con ejes ópticos perpendiculares entre si; se inter¬ cala entre ellos una lámina L3-L3', y, formando 45a la cara transparente de esta lámina L3-L3', se encuentra la lámina
, negra LN3. En esta figura se representa como esquema óptico la distribución de los rayos centrales y extremos a partir de los centros ópticos de las cámaras de captación. Con este artificio se consigue dividir por 4 la distancia entre ejes ópticos de las cámaras situadas en cada grupo horizontal. Resulta evidente que, repitiendo esta disposición, se podría dividir consecutivamente por 2 esta distancia.
En la figura 5 se representa esquemáticamente cómo se combinan quince imágenes procedentes de las cámaras cap- tadoras Cl a C15 distribuidas en cinco tríos de imágenes, que se han reproducido proyectando las imágenes laterales 1-5 y 11-15 en posición invertida con relación a las imáge- - li ¬ nee centrales 6 a 10. Esta inversión se ha representado en la figura invirtiendo los números de referencia de imágenes. También se representa en esta figura cómo quedan dispuestos los cinco objetivos de proyección OPl, OP2, OP3, OP4 y OP5, así como la distribución longitudinal en una película de los cinco trios de imágenes con ejes ópticos desfasados entre si por la distancia K que es la distancia existente entre ob¬ jetivos de proyección contiguos, mientras que entre cada trío de imágenes de la película hay una distancia en altura H. Esta distancia en altura es la misma que guardan entre sí en altura los objetivos de proyección contiguos.
En la figura 6 se representa en esquema óptico parcial la distribución de los diferentes rayos proyectados desde los objetivos de proyección OPl, OP3 y OP4, para re- presentar cada una de las tres situaciones posibles de obje¬ tivos de proyección, es decir representando el OPl cómo se proyectan los objetivos extremos; representando el OP4 cómo se proyectan los objetivos intermedios y representando el OP3 cómo se proyecta el objetivo central. Frente a estos objetivos de proyección se sitúan los tres reflectores, el frontal RF y los laterales, derecho RD e izquierdo RI. Estos reflectores proyectan sobre la pantalla PA las quince imáge¬ nes 1 a 15, encajando en el tercio de la distancia global las imágenes 1-15 captadas. Con esta disposición, con sola- mente cincoobjetivos de proyección se consigue el mismo re¬ sultado óptico que si hubiera quince objetivos de proyec¬ ción; los reales OPR, correspondientes a las imágenes 6-10; y los virtuales OPV(D) , correspondientes a las imágenes 1 a 5, y OPV(I) , correspondientes a las imágenes izquierdas 11- 15.
Con la figura 7 se representa en una vista lateral en corte la disposición de los objetivos OP, del reflector frontal RF y de la pantalla PA. Se observa que la pantalla transparente PA está situada, en sentido longitudinal, en linea con la disposición longitudinal de los objetivos OPl hasta 0P5.
Finalmente, en la figura 8 se representa un dispo- sitivo proyector de tamaño pequeño o mediano con la disposi¬ ción de las diversas partes. En esta figura, se representa como es quema óptico el curso de los rayos procedentes del objetivo de proyección OPl que proyectan, a través de los reflectores RI, RF y RD, las imágenes 1*, 10' y 11' sobre la pantalla transparente PA.
Las explicaciones precedentes han de considerarse solamente como un ejemplo preferente de realización. Sin em¬ bargo podrían imaginarse distintos valores de n (siempre múltiplos de 3) . Las relaciones de captación, copiado y pro¬ yección variarían correspondientemente, de un modo propor¬ cional, por lo que se prescinde de más explicaciones. Asi¬ mismo, podrían imaginarse otros dispositivos equivalentes a los presentemente explicados, siempre que caigan dentro de las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Procedimiento integrado de captación, copiado y reproducción tridimensional de imágene? estáticas y en mo¬ vimiento, que consta de las operaciones: (a) se captan imᬠgenes tridimensionales estáticas o en movimiento haciendo uso de cámaras convencionales que impresionan, en película, diapositiva o cinta de video, tantas imágenes bidimensiona- les como cámaras haya, estando montadas estas cámaras en varios grupos, estando situados los centros ópticos de las cámaras de cada grupo en una linea horizontal y encontrándo¬ se separados entre sí estos centros ópticos por una distan¬ cia D que es al menos igual a la anchura de una cámara; se disponen dos grupos de cámaras horizontales con sus ejes ópticos perpendiculares entre sí formando 45° con una lámina semitransparente, que por una de sus caras permite observar el objeto por transparencia para un grupo de cámaras, mien¬ tras que dicho objeto es observado por reflexión por el otro grupo de cámaras situado frente a la otra cara de lámina; el eje óptico de una cámara X¿ se sitúa de manera tal que su proyección resultante quede en el punto medio de la separa¬ ción entre ejes ópticos de las cámaras Xi_ι y Xi+i» divi¬ diendo así por la mitad las distancias entre ejes ópticos de las cámaras contiguas resultantes; mediante una lámina to¬ talmente negra que absorbe los rayos no deseados, se suprime la luz reflejada por la lámina semitransparente en la cara que debe actuar como transparente, e inversamente, la luz transmitida por la cara que debe actuar como reflectante; (b) para copiar las n imágenes (película, diapositiva o cin¬ ta de vídeo) se disponen las imágenes conjugadas, es decir correspondientes al mismo objeto instantáneo, agrupadas por tríos, de manera tal que las imágenes izquierda y derecha se copian en estado especularmente invertido con relación a la imagen de centro, situándose cada uno de los trios a distin¬ ta altura de proyección, de manera tal que al realizar el copiado, quedan las n imágenes sobre una sola película; la - 14 - proyección para copiar se hace directamente sobre la misma película o indirectamente a través de una pantalla desde donde otra cámara captadora copia la imagen combinada a base de las n imágenes individuales; los trios se desfasan en una 5 distancia KR, que es la que debe existir entre centros ópti¬ cos de objetivos de proyección contiguos; (c) la proyección se efectúa utilizando n/3 objetivos de proyección, es decir tantos objetivos como tríos de imágenes o cámaras captadoras se hayan utilizado; se proyecta ajustando los objetivos de -0 proyección de manera tal que la imagen central de la pelícu¬ la o equivalente se reproduzca directamente sobre la panta¬ lla de reproducción o a través de una reflexión frontal de un espejo reflector situado en frente de los objetivos; las imágenes laterales se proyectan a través de una reflexión 5 adicional izquierda o de una reflexión adicional derecha, mediante sistemas de espejos laterales; y cada uno de los n/3 objetivos de proyección se sitúa con un desfase de altu¬ ra con respecto a los objetivos de proyección contiguos, que es igual a la distancia de altura que existe entre los tríos 0 de imágenes de la película.
2.- Sistema óptico integrado de captación, copiado y reproducción tridimensional de imágenes estáticas y en mo¬ vimiento; caracterizado porque para la captación se distri¬ buyen las n cámaras en 2, 4, 8, etc., grupos sobre una pla- 5 taforma adecuadamente provista de carriles directores; cada dos grupos de cámaras, dispuestas en una línea común hori¬ zontal en cada grupo, se colocan con ejes ópticos perpendi¬ culares entre sí, interponiéndose entre los grupos una lámi¬ na semitransparente que forma 45a con los ejes ópticos de 0 éstos y una lámina negra que forma 45a con la lámina semi¬ transparente; en el caso de haber cuatro grupos de cámaras, éstos se reparten en dos supergrupos, compuesto de cada uno de dos grupos de cámaras con un conjunto de láminas inter¬ puestas (semitransparente y negra) de manera tal que sus 5 ejes ópticos resultantes sean perpendiculares entre sí; y se interpone entre los dos supergrupos otro conjunto de láminas (semitransparente y negra) , cuyos tamaños se calculan ha- ciendo un estudió óptico de la combinación de las cámaras, debiendo los ejes ópticos de las αámaras captadores indivi¬ duales quedar situados en el centro de cada dos ejes ópticos de la cámara del grupo oponente, repitiéndose esta relación correspondientemente en el caso de los supergrupos; se prevé un sistema de regulación, electrónica, manual o de otro tipo, para ajustar y adaptar entre sí los ángulos y las dis¬ tancias de focalización de las cámaras con relación a las imágenes; (b) la disposición de copiado de películas o si i- lares consta de n proyectores que se disponen por tríos de proyectores situados a la misma altura; cada uno de estos proyectores proyecta directa o indirectamente la correspon¬ diente imagen de cada una de las cámaras captadoras, de ma¬ nera tal que las imágenes izquierda y derecha estén dispues- tas invertidas especularmente con relación a la imagen cen¬ tral; (c) para la proyección de las imágenes se disponen n/3 objetivos de proyección frente a un sistema de espejos com¬ puesto de un espejo frontal y dos espejos reflectores late¬ rales, convirtiéndose los n/3 objetivos en tres grupos de n objetivos en total, siendo dos de los grupos virtuales, a la derecha y a la izquierda quedando en posición central los objetivos reales; se dispone una pantalla transparente por encima de los tres objetivos de proyección, los cuales están desfasados entre si longitudinalmente por una distancia KR y en altura por una distancia H.
3.- Sistema según la reivindicación 2, caracteri¬ zado porque la regulación y sincronización de las cámaras de captación se efectúa mediante un sistema de motores paso a paso con un microprocesador.
4.- Sistema según la reivindicación 2, caracteri¬ zado porque la regulación y sincronización de las cámaras de captación se efectúa mediante un sistema mecánico de fue¬ lles.
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