[发明专利]用于立体地观看动态图像的系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及电视技术，更具体地，涉及不需要专门格式的可视材料、专门的电子装备或三维眼镜或其它用户佩戴装置，观看基于电视节目或类似的其它可视材料诸如三维照片或电影的系统、组件和方法。

背景技术

体视学(也称为立体或三维(3D)成像)涉及通过分别向观看者的左眼和右眼呈现两个二(2)维图像和偏移图像，以在图像中创造或增强错觉深度的技术。该二维图像和偏移图像二者随后在大脑中结合以产生三维深度的感知。四种一般技术用于完成立体成像，其中三种采用专门的眼镜，一种不需要眼镜。

这些需要专门眼镜的技术为：(1)通过不同颜色的滤光片，同时记录和投影左图像和右图像，并且向观看者提供眼镜，所述眼镜利用滤光片的有色镜片允许每只眼睛只看到用合适的照相机拍摄的双图像(dual picture)的一部分。(2)记录和投影利用双照相机拍摄的两个不同的图像，在电影屏幕的电视上交替显示左图像和右图像，并且提供诸如电子快门式眼镜或圆偏光眼镜等装置，以将左摄像机图像和右摄像机图像分别导向观看者的左眼和右眼。

(3)利用由单个摄像机拍摄的普通电视图像，但显示在修改过的电视机上，该电视机能够利用内部软件以至少两倍于一般频率的频率(120Hz相对于60Hz)呈现观看帧(viewing frames)，该软件呈现的每第二帧被很小的水平偏移改变，如果从中间位置观看相同的景象，该水平偏移模仿两个眼睛看到的大部分差异。同样，使用快门式眼镜，以允许左眼看到未改变的景象，而右眼只看到轻微偏移的景象。

不需要专门的眼镜而在专门的摄像机和使用两个照相机的手持设备中允许三维效果并且内部地产生两个图像的方法。在屏幕上会看到这两个图像，该屏幕由微小的垂直截面组成，将截面以这样的角度相互设置，使左眼只能看到垂直元素，在该垂直元素上左边的图像是可视的，并且右眼只能看到打算呈现给右眼的图像。

观看者不需要佩戴专门的眼镜，但是只有当观看者到复合屏幕(complexscreen)的距离为大约20英尺左右时该技术是可用的。在更近的距离上，两只眼睛都能看到两个垂直的元素，并且在更远的距离上，两只眼睛都能看到相同的元素。这些例子中的任何一个都不能创造三维效果，所以该方法不能直接应用于大屏幕电视机或电影院的呈现。

自从20世纪30年代，就报道过观看者不需要或不使用特殊眼镜观看动态图像的技术。关于这个，读者可参考美国专利申请公开号为2007/0103546发明人为Collender等人的专利，其提供相当正统的、不需要眼镜的免戴眼镜三维动态图像技术历史的历史概况。因此，读者可查看该文章，以获取不依赖眼镜的三维动态图像观看的历史发展的进一步信息。下面简要描述相关技术的其它相关专利的公开。

美国专利第1,419,901号(‘901专利)，颁发给Lehnhoff-Wyld的专利公开了在电影投影中获取立体效果的设备。该设备合并使用了球面镜、设置在该镜焦点和中心之间的屏幕以及投影装置。该屏幕倾向于在凹透镜上反射由该装置投影的图像，并且获得投影在该屏幕上的景象的真实的、大的、没有颠倒的图像，该屏幕包括凸面以矫正水平线的变形和投影的图像的其它失真。

美国专利第3,501,230号(‘230专利)，颁发给Johnson的专利公开了三维显示系统。该‘230专利描述了三维观察系统，其具有只在垂直方向漫射入射光的观看表面。多个图像同时从图像源投影到该观看表面上，使得该图像是重叠的(superimposed)。每个图像都是相同的拍摄的景象的视图，但是呈现出的视图就像从不同的垂直平面观看该景象一样。每个图像源以不同的距离远离该观看表面，距离该观看表面最远的图像源代表来自最大距离处的景象的视图，使得随着观看者从该观看表面的一侧移到另一侧时，不同图像源示出的元素将看起来彼此是移动的。

美国专利第4,509,835号(‘835专利)，颁发给Adler的专利公开了三维照相机及其新的投影系统。该‘835专利描述了通过利用多个透镜照相机获取的某种三维观看，该多个透镜照相机具有包含的正像透镜，该正像透镜产生大量并排的介质携带的图像，用于通过多个间隔的抛物面镜的反光片产生所述图像的重叠和后续投影，该抛物面镜的反光片位于漫射屏幕的相反面，可选地，该反光片被光学地聚焦和相互设置，以在多个观看者占据的相对宽的观察范围内产生最终的、反射的、具有三维特征的虚像。该系统适用于家庭电视或商业电影(电影院)投影。