本发明专利是关于立体电视系统,特别是光栅、偏光式通用立体电视系统的发明。 在普通电视已相当普遍的今日,立体电视与大屏幕高分辨电视已有不同程度的研究成果。从国内的现况来看,观众对于立体电视的需求要比对大屏幕高分辨电视的更为迫切。在电视技术发展方向与观众需求的调研中,多数观众与电视台的各行专家认为:国内应首先发展立体电视而不是大屏幕高分辨电视,因为现在的普通电视机在家庭中并不觉得屏幕较小,而且清晰度也能满足现阶段的观尝需要;如果以现有的电视设备为基础,添置附加的立体设备就能看到立体电视,观众的消费没有明显增加,而且投资最少推广最快,这才是国内目前的需求状况。直到现在,国内外的立体电视研究成果都已相继“破土而出”,其特点是从电路的基本原理上改进,从显象管的基本电路结构上创新,或从整个电视系统上创新,从长远来看都有发展前途,但从近期来看则不能与现有的电视设备兼容,从而不能在目前迅速推广和普及。
本发明专利的任务是根据近几年地电视课题研究与访问,提供一种简易而经济的光栅、偏光式通用立体电视系统,达到:“立体电视与现有的黑白、彩色电视机兼容,从而使生产部门的投资额最低、观众对于立体电视消费最少”的目标。
本发明专利的发明要点是:把光栅、偏光立体电影的科学原理用于电视,构造一种与现有的电视设备兼容的通用立体电视系统,附图1到附图6即本发明专利两大类别的实施例示意图。
图1与图2为第一类的两种双机双频道系统立体电视接收设备,以正中的右眼主机和左侧的左眼辅机分别接收右眼画面主发射机和左眼画面辅发射机发出的音象信号;主发射机的录象磁带与现有的规格通用,辅发射机所用录象磁带是要求画面左右方向相反的,而且两台发射机是异频同步的。如果观众只有一台电视机,就选用主机频道当作普通电视观看,给观众很多方便。
图3到图6是第二类的单机单频道系统立体录象磁带的制做设备、柱镜光栅立体显象原理与两种立体电视接收设备;发射机与发射普通磁带完全一样,电视机可以接收立体电视音象信号也可以接收普通电视音象信号,保留一机多用的通用特性。
图1描述了双机双频道偏光式电视机的接收结构,由主电视机〔1〕的荧光屏发出的自然光,透过晶轴为横向的起偏振镜〔2〕变为横偏振光,透过半透半射镜〔5〕射向观众的偏光眼镜〔6〕,并且只能透过晶轴为横向的右眼偏光眼镜给观众接收到右眼画面;由辅电视机〔3〕的荧光屏发出的自然光透过晶轴为竖直方向的起偏振镜〔4〕变为垂直偏振光,经过半反射镜〔5〕射向观众的偏光眼镜〔6〕,并且只能透过晶轴为竖直方向的左眼偏光眼镜给观众接收到左眼画面,从而给观众感受到逼真的立体图象。图2则描述了双机双频道钢丝光栅式电视机接收结构,是在图1所述的结构基础上把起偏振镜〔2〕与〔4〕更换为双层垂直方向的钢丝光栅〔7〕和〔8〕,再取消偏光眼镜〔6〕而实现给观众更自如的立体图象的观尝;双层钢丝光栅的厚度与光栅的水平分辨率成反比,也与两眼瞳孔间距成反比,按这种条件设计的光栅效果是左右眼画面视觉互不干扰,也即左眼只能透过如纱窗的光栅〔8〕看到辅电视机〔3〕的屏幕,右眼只能透过如纱窗的光栅〔7〕看到主电视机〔1〕的屏幕,这与图1的偏光结构是等效的。
图3是用于电视台的单机单频道立体电视系统的光转磁钢丝光栅录象机光路结构示意图,垂直光路为左眼画面的结构,横向光路为右眼画面的结构,片门〔3L〕和〔3R〕以前的照明灯箱因人人皆知而省略,由摄象管耙面〔13〕以后的摄象机是已有的设备更应该省略,从而突出光转磁结构要点;如果是双机摄影的立体影片,则〔4L〕为左眼影片,〔4R〕为右眼影片,片门〔3L〕与〔3R〕用普通片门,影片的药膜朝向接物镜〔6L〕与〔6R〕,而且运动方向是人物的头顶方向;左、右眼影片画面第一次象分别落在左、右眼钢丝光栅〔8L〕和〔8R〕上面,再分别通过场镜〔9L〕和〔9R〕、接象镜〔10L〕和〔10R〕之后,到半透半反射合成棱镜〔12〕使左、右眼光束合成为一个二维立体图象光束,最后在摄象管耙面〔13〕上成象被摄象机录入磁带;在光转磁立体录象之前,先校准钢丝光栅的位置,一般应使光栅〔8R〕固定,使与监视目镜成象屏〔14〕相邻的光栅〔8L〕为可微调的结构,这将最便于调试或录象前的检验,微调光栅〔8L〕使其沿着与钢丝垂直的方向微动,直至监视屏〔14〕上的光栅影象消失而成为一遍白光时则固定光栅〔8L〕,光转磁立体电视录象工作便可以开始。如果是单机宽银幕立体电影影片,则应把片门〔3L〕和〔3R〕更换为宽银幕单幅片门,用两卷相同的立体影片校准左眼画面于〔4L〕和右眼画面于〔4R〕,然后按上述步骤录制。
图4是单机单频道立体图象再现的柱镜光栅结构原理示意图,〔FS〕是假设的显象管平面式荧光屏,在其外面是柱镜光栅〔G〕,每个单一柱面透镜覆盖一个立体象素,每个立体象素由左象元〔PL〕和右象元〔PR〕组成,从图中可以看出左眼〔EL〕只能看到左眼画面的象元〔PL〕,右眼〔ER〕只能看到右眼画面的象元〔PR〕,从而使观众看到再现的原景物二维立体图象。
图5中的〔FS〕为现有的实际电视机荧光屏,其图象通过平场折反射物镜〔15〕投射在乳白塑料薄膜屏幕〔S〕上,由屏幕〔S〕反射的光束通过柱镜光栅〔16〕投向反射幕观尝区观众的眼睛〔17〕,使观众看到逼真的立体图象;另外,透过屏幕〔S〕的光束通过柱镜光栅〔18〕和平面反光镜〔19〕投向透射幕观尝区观众的眼睛〔20〕,使观众看到同样逼真的立体图象;其另一特点是屏幕〔S〕比荧光屏〔FS〕大一些。
图6是图5的进一步改进方案,应用光纤平凹透镜〔24〕与柱镜光栅〔23〕的组合件移入显象管头部玻壳〔21〕,从而获得结构较简单的立体与普通电视通用的显象管。其制造要点是:根据电子枪扫描特性设计光纤透镜〔24〕的曲率半径,经细么抛光后于〔FS〕面上涂布荧光层,即把光纤透镜〔24〕置于一容器中注入液态荧光粉淀积或喷涂一层荧光层,待干后行使真空镀铝于〔FS〕凹面上,经480℃烤胶之后,再与柱镜光栅一起置入金属套筒〔25〕而构成新式荧光屏组件,把这个组件置入头部玻壳〔21〕之后,再与内壁已完成真空涂铝的尾部玻壳〔22〕连接并封口而成。图中绘出眼睛〔20〕则表明了显象管剖面方向是水平剖面,柱镜是垂直于水平方向的结构。
本发明专利与现有的发明成果相比,其结构简单、通用性强,现有电视设备几乎完全被通用或兼容,投资最少,上马较快,有利于迅速推广。
各部份分别适合于大中小型各种规模的厂家生产。