Телевизионное устройство для воспроизведения стереоскопических изображений Советский патент 1993 года по МПК H04N15/00 

Изобретение относится к телевидению. в частности к телевизионным средствам воспроизведения цветных либо черно-белых стереоскопических изображений, и может быть использовано в вещательном телевидении, видеотехнике.

Целью изобретения является улучшение качества стереоизображения за счет уменьшения геометрического рассогласования растров левого и правого изображений.

На фиг, 1 показана структурная схема устройства в случае проекции изображения, фиг. 2 - структурная схема устройства в случае прямого наблюдения изображения с экрана электроннолучевой трубки (ЭЛТ), фиг. 3

- пример конкретного выполнения управляемого поляризатора на основе оптически последовательно расположенных поляризатора и электрооптического транспаранта, фиг. 4 - пример конкретного выполнения управляемого поляризатора на основе полой призмы, боковые грани которой образованы светопоглощающими пластинами и поляризаторами; фиг. 5 поясняет принцип работы блока разведения электронных лучей, выполненного на основе элемента статического отклонения, фиг. 6 - принцип работы блока разведения электронных Лучей, выполненного на основе элемента динамического отклонения, фиг. 7 - принцип формирования левого и правого изображе J

ю

v|

ON 00

ний с разной поляризацией, фиг. 8 - возникновение и компенсацию вертикального параллакса, фиг. 9 - работу управляемого поляризатора, фиг. 10-17 - работу коммутатора видеосигналов и управляемого поляризатора при разных примерах конкретного выполнения блока ЭЛТ.

Устройство (фиг. 1 и 2) содержит блок 1 ЭЛТ с блоком 2 углового разведения электронных лучей, управляемый поляризатор 3, поляроидные очки 4, приемный телевизионный блок 5 с входом для телевизионного стереосигнала, коммутатор 6 видеосигналов, при этом выходы приемного телевизионного блока 5 соединены с входами коммутатора 6 видеосигналов, выходы которого соединены с видеовходами блока 1 ЭЛТ, выход синхронизации приемного телевизионного блока 5 соединен с входами синхронизации управляемого поляризатора 3, блока углового разведения 2 электронных лучей и коммутатора б видеосигналов. Управляемый поляризатор 3 имеет две области с взаимно перпендикулярными осями поляризации, граница между которыми параллельна строкам растра изображения на экране ЭЛТ блока 1 ЭЛТ и имеет возможность перемещения в направлении, перпендикулярном строкам растра. Каждая ЭЛТ в блоке 1 ЭЛТ выполнена многолучевой с отдельным видеовходом для каждого электронного луча. В случае проекции изображения устройство также содержит (фиг. 1) объективы 7г-7з и проекционный экран 8.

Управляемый поляризатор 3 может быть выполнен в виде (фиг. 3) оптически последовательно расположенных поляризатора 9 и электрооптического транспаранта 10 с блоком управления 11. Электрооптический транспарант 10 содержит две стеклянные подложки 12 и 13, образующие вместе с прокладками 14 и 15 кювету, в которой находится ориентированный слой жидкого кристалла 16. На боковой стороне одной подложки 12, обращенной внутрь кюветы, нанесен сплошной слой 17 прозрачного проводящего материала (в частности, окиси олова или индия), являющийся общим электродом. На внутренней боковой стороне другой подложки 13 нанесены параллельные между собой полосчатые электроды 18, электрически изолированные другот друга и порознь подключенные к соответствующим выходам блока управления 11. Другой пример конкретного выполнения управляемого поляризатора 3 (фиг. 4) - полая призма, боковые грани которой образованы светопоглощаю- щими пластинами 19i, 192 и поляризаторами 20ь 202, имеющая блок вращения 21. Оси поляризации смежных поляризаторов 20т и 202 взаимно перпендикулярны, ребро 22 призмы соответствует подвижной границе

двух областей управляемого поляризатора 3. Блок 1 ЭЛТ конкретно может быть выполнен на основе одной двухлучевой ЭЛТ с люминофором белого свечения, одной трехлучевой ЭЛТ с люминофором трех основных

0 цветов, одной четырехлучевой ЭЛТ с люминофором трех основных цветов, одной шес- тилучевой ЭЛТ с люминофором трех основных цветов либо на основе трех двух- лучевых ЭЛТ, каждая из которых имеет лю5 минофор только одного из трех основных цветов.

Блок 2 углового разведения электронных лучей на две области управляемого поляризатора 3 конкретно может быть

0 выполнен на основе элемента статического отклонения, на основе элемента динамического отклонения, либо на основе сочетания элементов статического отклонения и элементов динамического отклонения.

5 Устройство работает следующим образом. В каждой ЭЛТ блока 1 ЭЛТ осуществляется совместная развертка всех электронных лучей с помощью собственной системы строчной и кадровой развертки

0 ЭЛТ. За время развертки строки тс каждый электронный луч описывает одну горизонтальную строку растра, параллельную подвижной границе двух областей управляемого поляризатора 3. За счет дей5 ствия блока 2 углового разведения элект- . ронных лучей на две области управляемого поляризатора 3 световые потоки, соответствующие строкам, которые сканируются по разные стороны от подвижной границы, бу0

дут иметь взаимно ортогональную поляризацию, соответствуя разным (левому и правому) изображениям. В дальнейшем принято, что вертикальное направление оси поляризации соответствует всегда левому

5 изображению, а горизонтальное - правому. Например, в течение времени тк одного полукадра (фиг. 7) верхний электронный луч последовательно описывает в пределах верхней области управляемого поляризатора 3

0 строки полукадра левого изображения, а нижний электронный луч - в пределах нижней области строки полукадра правого изображения. Синхронно с появлением новых пар строк левого и правого изображений

5 происходит движение границы двух областей (в рассматриваемом случае сверху вниз) с постоянной скоростью, совпадающей с скоростью кадровой развертки электронных лучей. Соответственно в левое и

правое окна поляриодных очков 4 будут последовательно во времени поступать строки растров соответственно левого и правого изображений. В результате за время гк будут одновременно воспроизведены полукадры обоих изображений. В общем случае расстояние по вертикали между одновременно сканируемыми строками разных изображений может составлять строк растра. В этом случае (фиг. 8) между левым Л и прав.ым ПР изображением может возникнуть нежелательный вертикальный параллакс. Компенсация возможного вертикального параллакса осуществляется за счет задержки во времени видеосигнала левого изображения (модулирующего верхний электронный луч) относительно видеосигнала правого изображения. При величине временной задержки N гс соответствующие элементы обоих изображений будут иметь одинаковые вертикальные координаты на экране ЭЛТ при сохранении горизонтального параллакса Г, необходимого для получения объемного восприятия передаваемой сцены. Временная задержка осуществляется либо соответствующим выполнением источника телевизионного сте- реосигнала, либо линиями задержки L(N), установленными в коммутаторе 6 видеосигналов. В течение времени другого полукадра осуществляется сканирование других (остальных) строк левого и правого изображений. Конкретное расположение строк левого и правого изображений в течение второго полукадра относительно подвижной границы двух областей определяется выбранным режимом работы управляемого поляризатора 3. На фиг. 9 показаны два (первый сверху, второй снизу) возможных режима работы управляемого поляризатора 3. Характерной чертой первого режима работы является возвращение исходного (соответствующего т 0) состояния поляризации для всей апертуры через два полукадра, а второго режима работы - возвращение исходного состояния поляризации наступает в конце каждого полукадра. Для того, чтобы обеспечить соответствующую разводку электронных лучей в каждом полукадре, используются в качестве примеров конкретного выполнения блока 2 углового разведения элементы статического отклонения (фиг. 5) или элементы динамического отклонения (фиг. 6). Элемент статического отклонения постоянно отклоняет соответствующий ему электронный луч в определенную (режимом работы управляемого поляризатора 3) область его апертуры/ Элемент динамического отклонения в течение одного полукадра отклоняет электронный луч в одну область, а в течение другого полукадра - в другую область управляемого поляризатора 3.

Рассмотрим работу устройства с двухлу- чевой ЭЛТ, имеющей люминофор белого свечения и снабженной элементом статического отклонения одного из электронных лучей. Коммутатор поляризации в этом случае работает во втором режиме. Обозначим как

Л и ПР видеосигналы полукадров левого и правого изображений, Л1 и ПР - те же видеосигналы, но задержанные на время N гс. В течение первого полукадра (фиг. 10) электронный луч, соответствующий нижней области, модулируется видеосигналом ПР, а электронный луч, соответствующий верхней области, модулируется видеосигналом Л1. В течение второго полукадра каждый из электронных лучей остается в прежней области,

и по-прежнему первый из них модулируется видеосигналом ПР, а второй - видеосигналом Л1. В другом случае двухлучевая ЭЛТ с люминофором белого свечения снабжена двумя противофазно работающими элементами динамического отклонения; при этом управляемый поляризатор работает в первом режиме. В течение первого полукадра (фиг. 11) один электронный луч отклонен в нижнюю область и модулируется виде оси гналом ПР. Во втором полукадре этот же электронный луч отклонен в верхнюю область и модулируется видеосигналом ПР . Другой электронный луч в первом полукадре отклонен в верхнюю область и модулируется видеосигналом Л , а в втором полукадре отклонен в нижнюю область и модулируется видеосигналом Л. Соответствующее выполнение коммутатора 6 видеосигналов; для этого случая включает

счетный триггер с парафазным выходом, вход которого является входом синхронизации коммутатора 6 видеосигналов, и аналоговые ключевые элементы, управляемые счетным триггером. Для упрощения введено

условное обозначение штриховкой тех аналоговых ключевых элементов, которые нахо - дятся в открытом состоянии во втором полукадрё.

Рассмотренные режимы работы устройства используются для наблюдения черно- белых стереоизображений как при проекций левого и правого изображений, так и при прямом наблюдении этих изображений непосредственно на экране ЭЛТ.

Дли прямого наблюдения цветных изображений в устройстве с шестилучевой ЭЛТ (фиг. 12 и 13) в одном случае для каждого электронного луча используется элемент

статического отклонения, а управляемый поляризатор работает в втором режиме. В другом случае используется три пары противофазных (в каждой паре) элементов динамического отклонения, а управляемый поляризатор 3 работает в первом режиме. В качестве основных цветов предпочтительно выбирать красный, зеленый и синий,

8 устройстве с четырехлучевой ЭЛТ только один люминофор (зеленого цвета свечения) адресуется двумя электронными лучами. Люминофорам красного и синего цветов свечения соответствуют по одному электронному лучу. В одном случае (фиг. 14) четырехлучевая ЭЛТ снабжена двумя противофазными элементами динамического отклонения электронных лучей, соответствующих люминофорам красного и синего цветов свечения, и одним элементом статического отклонения каждого из электронных лучей, соответствующих люминофору зеленого цвета свечения. Управляемый поляризатор работает при этом во втором режиме. Первый и второй электронные лучи, соответствующие люминофору зеленого цвета свечения, в обоих полукадрах неизменно находятся соответственно в верхней и нижней областях, и первый из них все время модулируется видеосигналом Зл . а второй - видеосигналом Зпр. Электронный луч, соответствующий люминофору красного цвета свечения, в первом полукадре модулируется видеосигналом Кл , в то время как электронный луч, соответствующий люминофору синего цвета свечения, модулиру- ется видеосигналом Спр. Во втором полукадре два последних из рассматриваемых электронных луча меняются местами по .отношению к подвижной границе двух областей, и первый из них модулируется видеосигналом С л , а второй - видеосигналом Крр. В другом случае (фиг. 15) четырехлучевая ЭЛТ снабжена двумя противофазными элементами динамического отклонения двух электронных лучей, соответствующих люминофору зеленого цвета свечения, и элементами статического отклонения двух остальных электронных лучей. В первом полукадрё один из электронных лучей, соответствующий люминофору зеленого цвета свечения, находится в верхней области и . модулируется видеосигналом Зл, а второй - в нижней области и модулируется видеосигналом Зпр. В течение того же полукадра электронный луч, соответствующий люминофору красного цвета свечения, находится в верхней области и модулируется видеосигналом Кл , а электронный луч, соответствующий люминофору синего цвета свечения, находится в нижней области и модулируется

видеосигналом Спр. Во втором полукадре два электронных луча, соответствующих люминофору зеленого цвета свечения, меняются местами относительно границы двух

областей, и первый из них модулируется видеосигналом Зл, а второй - видеосигналом Зпр , в то время как остальные два электронных луча остаются в прежних областях, и один из них, соответствующий люминофо0 ру красного цвета свечения, модулируется видеосигналом Кпр , а другой - видеосигналом Сл.

В устройстве с трехлучевой ЭЛТ каждому из цветов соответствует один электрон5 ный луч. В одном случае управляемый поляризатор работает в первом режиме, а трехлучевая ЭЛТ снабжена элементом статического отклонения для каждого электронного луча. Последовательность подачи

0 видеосигналов для этого случая ясна из фиг. 16. В другом случае управляемый поляризатор работает в втором режиме, а трехлучевая ЭЛТ снабжена тремя элементами динамического отклонения, два из которых,

5 соответствующие электронным лучам для красной и синей цветоделенных компонент изображения, работают синфазно между собой и противофазно по отношению к третьему элементу, соответствующему элек0 тронному лучу для зеленой компоненты изображения. Последовательность подачи видеосигналов для этого случая поясняется фиг. 17.

Для воспроизведения цветных изобра5 жений на проекционном экране устройство содержит (фиг. 1) три ЭЛТ, каждая из которых имеет два электронных луча, и люминофоры которых являются монохромными, т.е. первая, вторая и третья из указанных двух0 лучевых ЭЛТ воспроизводят соответственно оба изображения красного, зеленого и синего цветов. В одном случае каждая из указанных двухлучевых ЭЛТ снабжена элементами статического отклонения, а управ5.ляемый поляризатор работает во втором режиме. В этом случае каждая из двухлучевых ЭЭЛТ с монохромным люминофором работает аналогично ЭЛТ с люминофором белого свечения (фиг. 10). В другом случае

0 каждая из двухлучевых ЭЛТ снабжена двумя противофазными элементами динамического отклонения, а управляемый поляризатор работает в первом режиме. Работа устройства для последнего случая ана5 логична примеру работы устройства с двухлучевой ЭЛТ с люминофором белого свечения, поясняемому с помощью фиг. 11. Улучшение качества стереоизображе- ния достигается за счет уменьшения геомет- рического рассогласования растров левого

и правого изображений, что обусловлено тем, что для воспроизведения обоих (левого

и правого) изображений одного цвета используется одна и та же ЭЛТ.

Изобретение может быть использовано в вещательном телевидении и в видеотехнике. Цель изобретения - улучшение качества стереоизображения за счет уменьшения геометрического рассогласования растров левого и правого изображений. Устройство содержит приемный телевизионный блок, видеосигналы с которого через коммутатор видеосигналов подаются на блок электронно-лучевых трубок (ЭЛТ). Стереои.зображение наблюдают через поляроидные очки на промежуточном экране или на экране ЭЛТ, на котором установлен управляемый поляризатор, имеющий две области с взаимно перпендикулярными осями поляризации и границей между ними, параллельной строкам растра изображения. Граница перемещается в направлении, перпендикулярном строкам растра со скоростью развертки электронных лучей по полю. ЭЛТ выполнена многолучевой, при этом одна часть электронных лучей формирует одно из изображе- ний стереопары, наблюдаемое через область управляемого поляризатора с одним направлением оси поляризации, а другая часть электронных лучей формирует второе изображение стереопары, наблюдаемое через область управляемого поляризатора с другим направлением оси поляризации. 10 з. п. ф-лы, 17 ил. u С

Формула изобретения

А. Устройство поп. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок ЭЛТ содержит одну четырехлучевую ЭЛТ с люминофором трех основных цветов.

p#.2

/

2

т

1

2

щ

фиг.5.

&

f

§

i

срмг.

-о

С1Л- ----о

Фиг. 6

Т

н

фиг 9

s

o

Г-

rCT

f