CN1047180A - 与平面电视兼容的立体电视*** - Google Patents

Abstract

本发明是一种立体电视***。与现行立体电视***比较，其优点是：能在无视具大视场条件下，使人观察到类似全息效果的彩色电视场景；而且，该***能与现行平面电视***兼容。该***是以在现有电视摄象部分增加一个获取象素对应之光源点距摄象机距离(简称象素距离)信息的装置；在显示终端，增加一个受象素距离信息控制的装置实现的。

Description

本发明属于电视技术领域。利用本发明提出的***方法，可在大视场、无视具的条件下，使人们观察到类似全息效果的实时彩色电视场景。而且，该***能与现行平面电视***完全兼容。以上技术效果是现有立体电视方案都未能实现的。

上述长期以来作为人们对理想的立体电视***的要求，可以以下述方案实现：

在现行电视摄像***中，增加一个象素点对应之光源点至摄象机之间距离（以下简称象素距离）测定装置;并将测得的距离信息和普通电视信息一起传至显示终端;在显示终端，附加象素距离信息解出电路和一个受象素距离信息控制的光学虚象点（或实象点）纵深位置移动装置，就可再现逼真的立体场景。

显然，受控光学虚像点（或实象点）纵深位置移动装置与象素距离测定装置是上述***构思之实现的两个技术关键。

为使光学虚像点（或实象点）的纵深位置可以受控变化，本发明的技术方案是：控制实光点（或虚光点）与光具焦面间距离。

上述方案是立体电视***的后端方案，其最佳实施例是：在荧光屏前，增设如图一所示的装置：图一中（1）是电光效应（Kerr效应）平板（或曲板）;（2）是偏振器：（3）是菲涅尔透镜：其安放原则是：1，偏振器能滤除寻常光线;2，在沿平板方向没有电场存在时，透过该平板的非常光线所成之虚象（或实象）点阵面与菲涅尔透镜之第一焦面相切。这样，当改变电场强度时，非常光线所成之虚象点（或实象点）就在透镜第一焦面与透镜之间前后移动，从而使透过透镜的光线成像于不同纵深位置。（由于电光效应驰豫时间为10^-9秒量级，所以，可以使不同时刻出现的光点成象于不同的纵深位置，形成立体场景）

当然，图一所示装置亦可用于激光扫描所成光点阵前，但这种直接用于激光扫描所成光点阵前的方法所获立体场景的视场很小;于是，在激光扫描所成光点阵前，增加一漫射器（或一微孔点阵板）往往是必要的，这样可获得大视场、高亮度立体场景;

另外，以克尔（kerr）盒为单元集成的光开关（或调制）阵列，在矩阵电路控制下，可将已调制的红，兰，绿三色光变为扫描光点阵，从而构成便携式立体彩色电视接收机;或将未调制的漫射光变为扫描光点阵，构成立体黑白电视接收机;

当然，其它平面扫描光点阵，也均可通过附加图一装置，变为立体光点阵。

为了获取象素距离信息。本发明设计了三种方案：

1.定向能束主动扫描方案;

2.计算同一光源点在立体象对中对应两象素点间距离法;

3.变动挡光片法;

其中，第一种方案的原理是公知的;第二种方案所需的算法是：（1）对两立体象对中每一图象先分别求其在横轴方向的微分;（2）对微分后为零的点对应座标予以登录;（3）将微分后为零的点对应座标中的原图象信息抹掉;（4）将经过（3）处理的两图象重合后相减;（5）将相减后新的为零点之对应座标予以登录;（6）将新零点的对应图象信息再抹掉;（7）将两图象相对在横轴方向错开一格;（8）重复（4）-（7）过程;（9）将两图象第一次重合后相减为零的点赋值无穷远;第二次相减重合后相减为零的点赋值特远;以此类推，俞后，赋值越近;（10）将微分后为零的点赋予横轴方向已赋值点的内插值;

第三种方案则是以无穷远点成像于摄像镜头的焦面上，俞近的点，在摄像镜头中所成的象离镜头越远这一光学原理为基础设计的;如图二所示：（1）是镜头;（2）是光圈;（3）是变动挡光片;（4）是光电传感元件;那么，当该装置的镜头与摄像机的镜头是同一镜头，且变动光挡形成的暗点（5）与摄像管上的象素点一致时，那么，显而易见：光敏元件（4）测得的光量与摄像管感光面所感总光量之差，是变动挡光片（3）遮去的光量，该量较暗点对应之象素点所感光量越大，则该象素对应之光点距摄像机越近，越小越远（无穷远时为零）;即由此可获象素距离信息。

实际上，当变动挡光片不但可以移动，而且可以受控隐现时，图二所示装置本身还可作为摄像管使用;特别值得注意的是，当图二所示装置不但挡光片能够变动位置、可以隐现、可以变动大小，且光圈大小也能同步变化（以保持一个暗点对应平面上一个象素点）时，该摄像管就不仅可以获得平面电视信息，而且可以获得象素距离信息。

以上三种方案，是立体电视***的前端方案，其最佳实施例分别是：

对于方案一，由于直接将普通定向能束测距装置与摄象机联动存在着视差造成的误差，不能对所有象素之象素距离都测准;所以在实行时，可采用图三所示方案：图三中（1）是摄象镜头;（2）是半透过、半反射片;（3）是透镜;（4）是扫描激光束;其安装要求是：透镜（3）的焦面与摄象镜头的焦面重合。显然，当激光波长是为可见光波长或近可见光波长时，测得的象素距离不受视差干扰;

对于方案二，本发明设计了一种特殊的摸拟量信息并行处理装置，它能对多路摸拟量信息并行进行拷贝、微分、求和、求差、传送等处理;从而利用它，可以加快运算速度，使方案二可以在目前数字计算机运算速度有限的情况下，能够满足实时要求。该装置的原理如图四所示：图四中，（1）是电容一个极板，（2）是一导电板;（3）是电容一极板，（4）是一导电板;（5）是一电容极板k1，k2，k3，k4，k5是单刀双掷开关，那么，根据奥-高定律，（∫E·ds＝4πq），可知：

当K11∩K21∩K32为真时，（用kij表示开关Ki置于j位置），极板（1）可获得与K11所加电压相适应的电荷，同时，在极板（3）上有一个极板（1）信息的负拷贝即（3）带有与（1）等量的电荷，但符号相反;当k22∩k31为真时，则极板（3）所带电荷获得独立性，可被进一步拷贝或转移，拷贝条件是：k31∩k41∩k52为真，转移条件是：k41∩k52为真后，k32∩k42∩k51为真;显然，当极板（1）与极板（3）带有分别表示某种信息的电量时，k21∩k41∩k52为真时，极板（5）上将感应出与极板（1）、极板（3）所带电量之代数和成正比的电量;即可利用此装置求两个模拟量的代数和。

因此，当将上述原理的装置集成为一个三维阵列之后，在CPU的管理下，当可完成方案二中算法要求的大部分运算。

对于方案三，其最佳实施方法是：用集成克尔（kerr）盒构成的光开关阵列作为变动挡光片和变动光圈。

Claims (9)

1、一种可与平面电视兼容的立体电视***。其特征是：其摄象部分附加有定向能束扫描测象素距离(即象素点对应之光源点与摄象机之间距离)装置，或由立体象对中解出象素距离的装置，或变动挡光片法测象素距离装置；或其信息传输部分除向收信、显示部分传送普通电视的一个画面信息之外，另外加传了一路象素距离信息；或其显示终端附加有用象素距离信息控制虚光点(或实光点)与光具焦面间距离的装置。

2、一种利用激光扫描测距技术实现的无视差干扰的象素距离测定装置。其特征是：扫描光束出射透镜与摄象透镜是同一透镜（或透镜组）。

3、一种模拟信息处理装置。其特征是：结构如图四所示，能够对以电荷量形式表示的模拟信息既能进行负拷贝，又能够转移及求和;

4、一种获取象素距离信息的装置。其特征是：如图二所示，在普通光学镜头（1）及光圈（2）之后，设置有一个变动挡光片（3）及光电传感元件（4），其中，变动挡光片的位置可以移动;

5、一种具有普通摄像管功能的装置。其特征是：结构如图二所示，但变动挡光片（3）不仅可以移动，而且可以时隐时现;

6、一种立体摄像管。其特征是：结构如图二所示，其中不但变动挡光片（3）的位置可变;可以隐现;而且大小可变;并且，光圈（2）的大小能与变动挡光片（3）之大小变化相适应;

7、一种改变虚光点（或实光点）与光具焦面间距离的装置。其特征是：如图一所示：由光电效应平（或曲）板（1）偏振器（2）及有焦面光具（3）组成。其中，偏振器能滤去相对电光效应平（或曲）板而言的寻常光线。

8、按权利要求1规定的***。其特征是：采用了定向能束测距装置与摄象机联动。

9、按权利要求1规定的***。其特征是;采用了根据立体象对之对应点间距离以求得象素距离的装置。