TW509817B

TW509817B - Split image stereoscopic system and method

Info

Publication number: TW509817B
Application number: TW090129169A
Authority: TW
Inventors: Kenneth J Myers; Edward Greenberg
Original assignee: Kenneth J Myers; Edward Greenberg
Priority date: 2000-12-05
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2002-11-11
Also published as: AU2002239261A1; US20010015753A1; WO2002046799A3; WO2002046799A2

Description

509817 A7 _________B7__ 五、發明說明（/ ) 發明背景發明之領域本發明係關於立體影像之系統及方法，且特別係關於立體影像之系統及方法，其中，左眼及右眼的影像係藉由電子上延遲於一視訊輸入之連續框之每一個連續對中之一個框而由該視訊輸入分離，且然後，修整、比例化及移位至少該延遲之框，以致能該些連續框之同時顯示，該左眼及右眼的影像係同時顯示於一個螢幕上，該同時顯示之左眼及右眼的影像係被相反極化， .該係被相反極化之左眼及右眼的影像係由一個微稜鏡、透鏡片或束分光器所交錯，且該相反極化且交錯之左眼及右眼的影像係透過偏極化之濾波器所觀看。本發明亦係關於藉由交替地延遲、修整、比例化、移位及交錯左眼及右眼的影像而產生一個分離影像之系統及方法。最後，本發明係關於配置一分離影像之系統及方法，使得本發明能夠便利地與一個束分離器相結合，以獲得一，立體之效果而不需要複雜的光學設備或開關。相關先前技藝之敘述引言本發明係具有與目前可取得之立體系統所使用之相同之框延遲技術，以顯示一個暫時交錯影像之複數個框。然 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509817 A7 ^____B7____ 五、發明說明（i ) 而，該傳統之框延遲係牽涉到影像之壓縮及以平常速率之兩倍掃瞄，以消除由開關所引起之閃爍。因爲本發明係不需要開關，而係依賴同時顯示影像之被動光學多工，本發明係不需要影像之壓縮及以正常速度之兩倍速度掃瞄。反而是，本發明將於正常之電視掃瞄速率之下不作修改而運作，或如果有需要的話，於較高之掃瞄速率之下運作。此外，本發明係關於由上述框延遲技術所產生之左眼及右眼的影像之形態之形式，該形式係可以被使用以產生一立體效果。如美國專利申請案第09/538，731 號所述，該左眼及右眼的影像係以並排且相反極之方式同時顯示，然後，使用一個平面微稜鏡或透鏡片交錯，藉此消除牽涉到束分光器、多重透鏡、鏡子及其類似物之複雜光學配置之需求。然而，該案變成：假如該左眼及右眼的影像係被適當地配置，則一'個單一束分光器能夠用於結合該左眼及右眼的影像，且因而敘述於該案中之該系統及方法可以藉由以一束分光器取代該微稜鏡或透鏡片而作修正〇先前技藝之更詳細敘述係如下所述。立體攝像之基本原理立體攝像之基本原理係眾所周知。人類之視覺係立體的，這是因爲每一個眼睛係由不同的角度觀看相同之景像。該兩個分離之影像係由腦部作結合，以產生一個立體之效果。爲了再度產生一個景像之立體影像於一個平面螢幕上’該景像必須被兩個相機捕捉，一個係代表左眼正常看 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509817 A7 _____ B7_ 五、發明說明（3 ) 到之影像，而另一個係代表右眼正常看到之影像。然後，該左眼及右眼的影像被交錯，以由該相同之位置產生。當每一個眼睛僅看到該交錯之影像之對應之左眼及右眼的部分時，一個立體或三維影像係可獲得。該種交錯以本質上可以是空間上的或時間上的，該案係採用轉換一個分時多工或時間交錯之影像成爲一個空間交錯之影像之獨特方式，該交錯之影像可以使用個別影像之偏極化而輕易地被分離成個別的左眼及右眼的影像。空間交錯有兩種光學上修正空間交錯影像之左眼及右眼部分之方法，使得左眼僅看見該交錯影像之左眼部分，且該右眼僅看見該交錯影像之右眼部分。一種示於第1圖之方式係將該交錯影像1 0 0之左眼及右眼部分上色彩且使用色彩濾波器1 0 1及1 0 2，以確保該左及右眼僅看見該交錯影像之對應之彩色部分。其他修正該左眼及右眼的影像使得每一眼將僅看見該交錯影像之適當部分之方式係偏極化該左眼及右眼的影像於相反之方向，且使用相反極化之透鏡以觀看該交錯影像之相反極化之部分。偏極化比色彩濾波所具有之有利的優點係在於偏極化 .允許立體影像於自然之色彩下被觀看而不會有由色彩濾濾所造成之亮度損失。自然色一般而言係更能取悅觀看者’ 而由偏極化所造成之亮度增加係允許低強度之影像源之使用，諸如用於可攜式手持視訊遊戲機之液晶顯示器之形式 6 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509817 A7 ___B7_ 五、發明說明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外，偏極化係具有下列優點：一個戴著偏極化透鏡之人能夠由該交錯之影像移開且觀看其他物體或人物而不需要拿下透鏡。因爲該偏極化器及偏極化透鏡係具有一個實質上無色之外觀，該立體效果能夠以對於觀看者而言係正常的淸楚的透鏡而產生，其係與用於傳統之非偏極化立體系統相反。雖然具有眾所周知之使用偏極化濾波器以區分該交錯之立體影像之左眼及右眼部分之優點，但是目前使用偏極化結合傳統之陰極射線管或液晶顯示器係不實際的，這是因爲該顯示器之光發射像素不能夠用於發射偏極化之光線。.因此，不像使用色彩之立體顯示器，該立體顯示器能夠於記錄及廣播之前被彩色化且交錯，使用偏極化之立體顯示器係需要偏極化於該觀看位置被實施，且此外，需要交錯亦於該觀看位置被實施，因爲係不可能以已經以交錯之形式廣播或記錄之影像之適當部分同步化或對正相反極化之片。並非非常缺乏限制偏極化立體系統之取得之可見偏極化器或偏極化濾波器，然而係缺乏用於交錯遵循偏極化之影像之不實際之配置，此問題係於本發明中藉由下列之一 .而解決：、一一使用微稜鏡或透鏡片以結合並排之左眼及右眼之影像，或 ——藉由配置該左眼及右眼之影像，使得該左眼及右眼之影像能夠使用一個簡單之光學結合器或 “束 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 509817 A7 —----------—-----B7 ____ 五、發明說明（t ) 分光器而作結合’而不需要除了上述偏極化器之額外的光學裝置。雖然係被認爲微稜鏡或透鏡片之使用不曾企圖用於以偏極化爲基礎之立體觀看裝置，結合影像之束分光器之使用係當然已經爲眾所周知數世紀，且其使用於立體系統之空間影像交錯配置之特定範疇之使用，包含牽涉到偏極化影像之影像交錯配置已經揭示於美國專利第5，6 7 1， 992、第5，993，〇〇4 及第 5，9 5 6，1 8 〇號之中。然而，先前技藝之牽涉到束分光器及/或偏極化器之立體觀看配置已經證明不比其他形式之先前技藝之立體觀看配置更實際，其不是因爲該先前技藝無法結合偏極化器及一簡單影像交錯配置、就是無法利用該偏極化器以於交錯之後簡化影像分離及/或無法認知來源幾何之重要性以減少定向該右眼及右眼影像所需之光學設備之複雜性，使得其能夠用於實際上之立體裝置之中。時間上之交錯一個替代且習知之更實際的空間交錯影像之替代實施例係空間交錯，其中，該左眼及右眼之影像係交替的，且該空間交替之影像係藉由（i)使用開關玻璃觀看該影像， .其中，該左眼及右眼之影像係與於該顯示器上之交替影像同步而交替地被阻隔，或者（11)交替地偏極化由該_示器而來之光線而與在該顯示器上之交替之影像同步’且透過偏極化濾波器或透鏡而觀看該顯示器。於任一情況下，由於掃瞄速率被有效地減半而造成閃爍、因爲實際上_成 8 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I --------^--------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 297公釐） 509817 A7 ___B7__ 五、發明說明（έ ) 立即之開關開閉係有困難（最常用之開關開閉之方法係爲能量化一個液晶使得其係交替地爲不透明或透明）且因爲所需之電子設備係複雜且相當貴，所以問題係產生。爲了於開關系統中消除閃爍之目的而轉換時間交錯影像成爲並排壓縮分離影像爲了解決於一開關系統中固有之閃爍問題，已經有人提議使用一個框延遲技術，其表面上與本案相似之處係在於一個時間上交錯（或分時多工）之交替框係以非延遲框之並排之方式延遲及顯示。然而，該並排顯示之目的係並非允許該些影像被光學上多工且透過被動偏極化兀件而觀看.，而是消除由該開關所引起之閃爍且允許該交替之影像保持夠久而有效地混合。此傳統之延遲/開關系統之例子係敘述於〔 http\\:www. ] stereo3d.com. 及〔 http\\:www. 〕 stereogr2phics.com.中。該兩個例子係使用配置於子域中之液晶顯示器螢幕，以藉由根據於已經關閉之該螢幕上之影像之保持而消除閃爍，且牽涉到以一個二之因子而由頂端至底端擠壓該個別之影像，然後，該子域以正常速度之兩倍掃瞄，使得該左眼及右眼之影像能夠於正常之速度下開 ‘關。、如上所述，此系統及本發明之一個差異係在於本發明並不擠壓該些顯不之影像，而係作比例地比例化該些影像且修整該比例化之影像（或修整該些影像且然後比例化該些影像），以並排該顯示螢幕。此差異係因本發明之系統 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509817 A7 — _ B7 _ 五、發明說明（ry ) 及傳統技藝之框延遲及並排顯示之完全不同之目的，該傳統技藝之配置係用於消除於開關立體系統中之閃爍，而本發明之配置僅係產生一個並排之顯示，其能夠以光學方式，以敘述於美國專利申請案第0 9/5 3 8，7 3 1號之方式，以一個微稜鏡或透鏡片多工。美國專利申請案第09/538，731號揭示於美國專利申請案第09/538，731號之系統及方法係消除任何種類之開關、色彩濾波器或其他不方便或令人討厭之裝置之需求。基本上，該系統及方法係根據該左及右之影像之同時顯示、影像之交錯及被光學交錯之影像之偏極化，使得其能夠透過被動之透鏡或濾波器而觀看。本發明係提供一種用於形成該同時顯示之左及右影像之改進之配置，且此外，甚至當其係不以並排之方式顯示時，提供影像之交錯，此係特別有利於立體視覺系統之中。雖然敘述於美國專利申請案第09/538，73 1號中之系統及方法係特別利用微稜鏡或透鏡片以交錯並排之影像，本發明係假如該同時顯示之左及右眼影像係適當地配置時，藉由一束分光器而致能影像交錯。關於本發明之影像形成之方式，應瞭解的是，係有許 .多右眼及左眼影像同時顯示係能夠被達成之方法，揭示於該案中之該系統及方法一般而言係不限於一個用於獲得及顯示該右眼及左眼影像之特定之方法或系統。如於該案中所指出，該影像可以於一個廣播系統之該來源或接收端處被分離’且可以沿著一水平或垂直線而被分離。 10 本紙張尺度綱巾賴家群（CNS)A4規格C 297公- ---- -------------------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509817 A7 ______B7___ 五、發明說明（？）雖然如此，本發明係牽涉到一個特別有利於完成同時顯示左及右之影像之方式，不論是用於藉由一微稜鏡或透鏡片之並排顯示及組合，或是用於以一個一束分光器之便利使用以結合該些影像之方式顯示。本發明之優點係爲：本發明係與已經現存之開關技術相容，因爲本發明之系統及方法係牽涉到轉換成已經格式化而用於一開關系統之分時多工影像之並排影像。此外，敘述於本申請案中之該系統及方法可以有用於轉換二維影像成爲一個虛擬立體影像，其係藉由以下列敘述之方式分離影像，或者甚至一個真實的立體影像，假如使用計算完成一個真實之立體效果所需之交錯框之旋轉量之建議之軟體，而於顯示之前處理該影像之交錯框的話。發明槪要因此，本發明之一個第一目的係提供一個分離一個分時多工影像成爲數對同時顯示之影像之實際的方法。本發明之一個第二目的係提供一個產生一個同時影像顯示之實際的方法，該同時影像顯示可以結合偏極化器及一個被動光學多工器或交錯裝置而使用，諸如一個微稜鏡片、一個透鏡片陣列、或束分光器，以提供一個立體攝像 .效果。、本發明之一個第三目的係提供一個轉換包含左眼及右眼之影像之分時多工影像成爲一個立體影像之系統及方法，而不需要開關該左眼及右眼之影像。本發明之一個第四目的係提供一個用於使用一束分離 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509817 源之一個位置之第 A7 B7 五、發明說明（？）器而結合同時顯示之影像之影像父錯配置’其係不需要複雜的光學設備，且其可以被使用以直接結合顯示於一個或多個液晶顯示器螢上之影像。根據本發明之許多較佳實施例之原理，藉由提供一個立體影像系統及方法，這些目的係被達成，於該立體影像系統及方法中，該左眼及右眼之影像係被交替地傳送至一個顯示裝置，使用一個修整、比例化及移位框以同時顯示該些交替框之框延遲電路而處理，偏極化接下來之顯示，及結合接下來之偏極化。如同於美國專利申請案第09/538，73 1號中之系統及方法，影像交錯係藉由一個特別簡單及有效之配置而提供，該特別簡單及有效之配置係牽涉到一個微稜鏡或透鏡片，其係具有一第一組定向於對應於一個第一影像, 一第二組定向於對應於一個第二影像源之一個位置之第二角度之表面’以交錯該些影像。藉由適當地選擇被交錯之該些影像之位置’且因而適當地選擇該第一及第二角度，該交錯之影像可以被實施成投射至一個單一平面。假如該些影像係於交錯之前被預先偏極化或差動化，則當直接透過對應之透鏡而觀看，時，該交錯之影像因而能夠被直接結合以顯示一個三維立體效果。於本發明之較佳實施例中之立體影像系統及方法中結合或交錯之個別影像可以顯示於一個分離之營幕、複數個1 水平配置之螢幕、複數個垂直配置之螢幕之上’且甚至可 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐Y" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ------II 訂·---- 509817 A7 ______B7__ 五、發明說明（/ 〇 ) 以包含實體物體之影像、及顯示於陰極射線管、液晶顯示器或任何其他視頻或靜態顯示器上之影像。有利的是，本發明之較佳實施例中之立體影像系統及方法能夠應用於一個適合使用於一顯示器或真實實物顯示益裝置之液晶顯不器。該結果係爲一個具有一個比先前技藝之該立體觀看裝置或設備大幅簡化之結構之立體裝置，其係根據束分光器或多重偏極化。如此之立體裝置係具有作爲一視頻遊戲機、真實實物顯示裝置、顯眼之三維電影觀看機等等之有潛力的應用。此外，該同時顯示之影像不僅可以使用一個微稜鏡或透鏡片而結合，假如咳影像係以一個9 0度之相對角度顯示’則亦可以藉由一個束分光器而結合，而非並排之方式。此種配置係特別有利於一個視訊裝置之環境，其中，空間係一個重要的因素，且具有保持該兩個影像之光線値爲常數之優點。雖然特別適用於立體攝像系統或裝置，且特別適用於一個立體或三維影像之左眼及右眼部分係由相反之偏極化所辨別之裝置，熟悉本項技藝人士應可以瞭解的是，本發明之該影像紛離及影像交錯裝置可以用於除了牽涉到真實 .之立體影像之環境中，包含許多形式之平視顯示器、封閉式字幕或其他重疊影像之顯示器。圖示簡單說明第1圖係一個先前技藝之立體攝像配置之示意圖；第2圖係一個說明根據本發明之一個第一較佳實施例 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之立意事項再填寫本頁) 509817 A7 _____B7__ 五、發明說明（丨丨）之原理之微稜鏡片以交錯影像之使用之圖示；第3圖係一個說明根據本發明之一個第二較佳實施例之原理所構成之手持式立體裝置之圖示；第4圖係一個根據本發明之一個第三較佳實施例之影像交錯配置之示意圖；第5圖係一個根據本發明之一個第四較佳實施例之影像交錯配置之示意圖；第6圖係一個根據本發明之一個第五較佳實施例之影像交錯配置之示意圖；第7 A至7 C圖係示於第2至6圖之該微稜鏡片之修正之平面圖，第8圖係一個用於顯示可以用於結合第1至6圖之該系統及該方法之一個並排影像之交替框之電路之示意方塊圖；第9至12圖係示於第8圖之該電路之可能實施方式之示意電路圖；第13圖係一個說明用於示於第12圖之該電路之處理步驟之圖；第14圖係一個本發明之該分離影像立體裝置之變化 .之示意圖，其中，該微稜鏡或透鏡片之影像交錯片係以一個束分光器所取代。〔元件符號說明〕 1 微稜鏡片 2 第一影像 14 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------------—訂*-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509817 A7 _ B7 五、發明說明（A ) 3 表面 4 第二影像 5 表面 6 單一交錯之影像 7 偏極化濾波器或鏡片 8 偏極化濾波器或鏡片 9 偏極化之透鏡 10 偏極化之透鏡 11 液晶顯示器螢幕 12 偏極化片 13 偏極化片 14 微稜鏡片 15 目鏡 16 目鏡 17 偏極化濾波器或透鏡 18 偏極化濾波器或透鏡 19 外殼 2〇螢幕 2 1 營幕 2 2 視頻螢幕之影像源 2 3 微稜鏡片 2 4 鏡子 3 0 開關 3 1 時間延遲或緩衝處理電路 15 -----------·裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 509817 A7 _ B7 五、發明說明（Π ) 3 2 即時處理電路 3 3 混合器 3 4 並排顯示器 3 5 輸入 3 6 開關 4 0 放大器 4 1 類比至數位轉換器 4 2 類比至數位轉換器 4 3 緩衝器電路 4 4 緩衝器電路 4 5 場可程式閘陣列電路 4 6 框緩衝器 4 7 數位至類比轉換器 4 8 放大器 4 9 旁路開關 5 0 旁路開關 5 1 旁路開關 5 2 旁路開關 6〇輸入緩衝器 6 1 類比至數位轉換器 6 2 框延遲緩衝器 6 3 框延遲緩衝器 6 4 數位至類比轉換器 6 5 類比圖像中圖像處理器 16 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 509817 A7 _B7 五、發明說明（外） 6 6 緩衝器 6 7 音頻類比至數位轉換器 6 8 音頻延遲電路 6 9 音頻數位至類比轉換器 7〇分離狀態機/控制器 7 1 音頻旁路開關 7 2 音頻旁路開關‘ 7 3 音頻旁路開關 7 4 音頻旁路開關 7 5 旁路開關 8 0 視頻處理器 8 1 視頻緩衝器 8 2 視頻及音頻類比至數位轉換器 8 3 視頻及音頻類比至數位轉換器 8 4 視頻及音頻數位至類比轉換器 8 5 視頻及音頻數位至類比轉換器 9〇場可程式閘陣列處理器 9 1 視頻及音頻數位至類比轉換器 9 2 視頻及音頻數位至類比轉換器 9 3 框延遲視頻緩衝器 9 4 框延遲視頻緩衝器 9 5 輸出緩衝器 9 6 視頻及音頻類比至數位轉換器 9 7 視頻及音頻類比至數位轉換器 17 -----------*t-------------tr---------SI (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 509817 A7 _____B7 ____ 五、發明說明Or ) 9 8 比例化器 99 比例化器 1〇0 控制狀態機 101 音頻處理器 102 結合器 120 影像源 121 影像源 122 偏極化器 123 偏極化器 12 5 眼鏡較佳實施例之詳細說明如示於第2圖，一個微稜鏡片1係配置成使得由一個第一影像2而來之光線係由表面3所折射’且由一個第二影像4而來之光線係由表面5所折射，平行地離開該微稜鏡片，且藉此形成一個單一交錯之影像6。該表面3及5 之角度係根據該微稜鏡之位置及該個別影像之位置而選擇，於本實施例中，該分離之影像係由以垂直、水平或其他期望之方式分離出之分離影像產生，使得可以對應於上述之左眼及右眼之影像之該些分離影像能夠於交錯前容易地，被位於該影像源及該微棱鏡片之間之偏極化濾波器或鏡片 7，8偏極化，且於交錯後藉由適當地偏極化之透鏡9， 1 0而觀看。應瞭解的是，丕於第2圖之該微稜鏡片1之面係並非按比例而繪製。該微棱鏡片之結構可以是完全傳統的，利 18 -------------------訂--------I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 509817 A7 ______B7____ 五、發明說明（A ) 用敘述於申請中之美國專利申請案第〇 9/4 8 1，9 4 2號中之已知之結構技藝及內容，或者該微稜鏡片可以被修改成包含反閃燦、反輻射或其他塗層。此外，根據敘述於申請中之美國專利申請案第09/48 1，942號中之原理，該分離之偏極化器7及8可以以在該微稜鏡片1 之個別表面上之偏極化塗層而取代，且該微稜鏡片可以以一類似於敘述於美國專利申請案第〇 9/592,913 號中之透鏡片或蜂房式鏡片而取代。示於第1圖之該簡單影像交錯配置能夠輕易地整合於諸如示於第3圖中之立體效果裝置。於此裝置之中，該影像源係由一個液晶顯示器螢幕1 1所提供，由偏極化片1 2，1 3所偏極化’由微稜鏡片1 4所交錯，且藉由目鏡 1 5，1 6導引該適當影像部分至該觀看者之左眼及右眼，該目鏡1 5，1 6係包含偏極化濾波器或透鏡1 7，1 8，所有構件係包含於一個外殼1 9之中。此外，提供額外的光學元件（未示出）以於該圖示之元件之間聚焦或導引光線係於本發明之範圍之內。本發明之該實施例之該立體效果裝置可以使用作爲一個可攜式或手持式視頻遊戲機，或整合至許多其他裝置，，諸如拱廊遊戲、虛擬實境遊戲、飛機或軍事訓練模擬器及任何其他目前使用之平面二維顯示器，然而，其可以由立體效果之增加而受益。除了如示於第2圖之單一螢幕影像源之外，本發明之原理可以延伸至涵蓋產生於個別之螢幕2 0，2 1上，如 19 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 囑 · ϋ ·ϋ n n n an n J 一 J · n 1 n i.1 an ϋ I 廳 ^ .3^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 509817 A7 ____B7______ _ 五、發明說明（l7 ) 示於第4圖，或任何除了視頻螢幕之影像源2 2，包含實際物體，如示於第5圖。此外，藉由置放一個具有適當形狀之表面之微稜鏡片2 3於一個鏡子2 4之前，或者藉由增加一個反射塗層至該微稜鏡片2 3之背面，該影像交錯配置係可能能夠被配置成形成一個影像交錯投射螢幕，如示於第6圖。如示於第7A至7C圖，用於交錯於第2至4圖之該些實施例中之影像之微稜鏡片不需爲具有均勻表面之平面微稜鏡片。改變該些表面之大小以聚焦或投射傳送之影像亦係於本發明之範疇之內，如示於第7A圖，藉此彎曲該些微稜鏡片以達成類似之效果，或者如示於第7B圖，結合改變該表面之大小及彎曲該些微稜鏡片之觀念，如示於第7 C圖。雖然如此所述有用於結合影像交錯應用，示於第7A 至7C圖之該微稜鏡片修正可以用於任何微稜鏡片係傳統所使用之環境之中，且可能於其他環境之中。舉例而言，假如第7B圖之微稜鏡片係以一個拋物線之形狀而形成，則該微稜鏡片能夠用於作爲一個傳統之聚焦透鏡或平行鏡〇熟悉本項技藝人士應可以瞭解，示於第1至6圖或第 7A至7C圖而以微稜鏡或透鏡片而結合之該些分離之影像可以以任何傳統之方式獲得，且本發明於其最廣之形式係不限於產生該分離影像之特定系統或方法。然而，第8 至10圖係圖示一個用於產生一個分離影像之特別有利之 20 本.紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509817 A7 __— ____B7 ____ 五、發明說明（J ) 系統及方法，其中，該分離之影像係由一個分時多工或交錯框視頻影像源而獲得。特別是，如示於第8圖，本發明之此實施例之系統及方法係使用一個框延遲處理電路以解多工該交錯之框’而藉由使用一個開關3 0以導引其他框之每一個至一個時間延遲或緩衝處理電路31(或者僅分離該影像且僅處理該兩個影像流之交替框），且然後於延遲處理電路31及即時處理電路3 2中修整、移位及比例化該延遲及即時影像框，於結合用於並排顯示器3 4之影像（混合器3 3 )之前之方式亦係示於第1至6圖。熟悉本項技藝人士應可以瞭解，“比例化”一詞係指平均地於各方向上減少該影像之大小，其可以對照於上述之開關的立體系統之1 : 2比例。此外，熟悉本項技藝人士應可以瞭解，該修整、.移位及比例化之處理步驟可以於不偏離本發明之範疇之下以任何方便之次序產生（亦即，比例化/修整/移位及比例化/移位/修整等等）。熟悉本項技藝人士應可以瞭解，該輸入3 5可以是任何視頻源，包括錄影帶、數位光碟或唯讀記憶體光碟、電纜、無線或衛星廣播，且熟悉本項技藝人士應可以瞭解，本發明之，電路可以包含於一個具有一開關3 6之電視或顯示裝置，該開關3 6藉由手動或基於一控制訊號作開關之動作，而於二維及三維顯示路徑之間（或者，於單一影像及雙重影像顯示路徑之間）允許該框延遲電路之旁路。 11及12圖係圖示一般示於第8圖之電路之許多可 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------—.—訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509817 A7 ______B7___ 五、發明說明（丨？）能之實施方式，交替之框係透過放大器4 0而輸入，比例化係藉由類比至數位轉換器4 1，4 2而實施，該類比至數位比例化器4 2之輸出係於藉由場可程式閘陣列電路4 5之結合之前緩衝儲存於緩衝器電4 3，4 4之中，且透過框緩衝器4 6，數位至類比轉換器4 7及放大器4 8而輸出。該場可程式閘陣列電路4 5亦係用於處理音頻訊號，而旁路開關4 9至5 2係被提供用於視頻及音頻，致能 •一維或二維影像及分離之影像之顯示。如示於第1 0圖，一個第二可能之實施方式係牽渉到提供一個數位框延遲電路，該數位框延遲電路係包含輸入緩衝器6 0，類比至數位轉換器6 1，框延遲緩衝器6 2 ，6 3及數位至類比轉換器6 4，以提供該些交替框之一個框延遲，且用於使用類比圖像中圖像處理器6 5以比例. 化、修整、移位、及結合該直接之輸入及延遲之影像’以用於透過緩衝器6 6而輸出。於此實施方式中，必須提供一個音頻類比至數位轉換器6 7，音頻延遲電路6 8 ’音頻數位至類比轉換器6 9，亦需提供一個分離狀態機/控制器7 0，單一影像視頻及音頻旁路開關7 1至7 4及一個旁路開關7 5，以用於致能正常單一影像圖像中圖騰之 .操作。、示於第1 1圖的是一個第三實施方式，其係使用一個視頻處理器8 0，以實施所有必要的時間延遲、比例化、修整及移位之功能。根據此實施方式，所需之僅有的分離元件係爲視頻緩衝器8 1，視頻及音頻類比至數位轉換器 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 509817 A7 __B7_ 五、發明說明（/ ) 8 2，8 3，及視頻及音頻數位至類比轉換器8 4，8 5 〇最後，一個第四實施方式係示於第1 2圖’其牽涉到使用一個場可程式閘陣列處理器9 0，視頻及音頻數位至類比轉換器9 1，9 2，框延遲視頻緩衝器9 3，9 4，輸出緩衝器9 5，及視頻及音頻類比至數位轉換器9 6 ’ 9 7。該場可程式閘陣列處理器9 0係包含比例化器9 8 ，9 9，一個控制狀態機1 〇〇，音頻處理器1 〇 1及結合器1〇2。第1 3圖說明示於第1 2圖之該場可程式閘陣列處理器.9 0之處理程序及管線塡充，其係類似於示於第9至1 1圖之實施方式之處理步驟。V IN指示該視頻輸入訊號， FB AX及FB BX，X= 1，2，係指示框1及2之個別視頻框緩衝器9 3，9 4，fox，X= 1，2係指示對於框及2之個別視頻框緩衝器9 5，v OUT係指示該視頻輸出訊號。於開始獲取時，該輸入框緩衝器9 3，9 4係以資料塡充，直到記錄一個全滿之框爲止。此時，該即時視頻輸入係於比例化器A之中比例化，修整及定位，而比例化器B緩衝器9 3，9 4輸出之資料。然後，該比例化器a .及B之輸出係透過閘1 〇 2而儲存至輸出緩衝器9 5。熟悉本項技藝人士應可以瞭解，於示於第9至1 3圖I 之每一個特定實施方式之中，任何分離之元件係可以被結合至整合之元件之中，諸如積體電路，且示於第9至丄3 圖之每一個特定實施方式於任何情況下於本質上係意欲爲 23 -------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） MJ9817

、發明說明（沁）例示性的而非限制性的，本發明係意欲涵蓋說明於第8圖中之基本觀念之每一種可能的實施方式。請翻閱至第1 4圖之實施例，其中，示於第1至6圖之該些實施例之該微稜鏡或透鏡片係以一個束分光器而取代’兩個影像源1 2 0，1 2 1係以彼此相對9 0度之方向定向。於一個立體裝置之情況下，該影像代表左眼及右眼之影像’其可以根據示於第8至1 3圖之電路而產生。該左眼及右眼之影像係以偏極化器1 2 2，1 2 3係極化 ’且被束分光器1 4結合，以用於被在眼鏡1 2 5中之偏極化透鏡分離。於示於第14圖中之影像源係可以是分離之液晶顯示器或一個可撓之液晶顯示器，該可撓之液晶顯示器係已經被折疊成9 0度角。於上述兩種情況之任一情況下，使用該框延遲技術係允許該些液晶顯示器由一個單一驅動器所控制，其使得該配置特別適用於一個觀看器。於此配置中之一個特性係爲，於該反射影像源1 2 1上之該影像必須爲對於在原始影像源1 2 2上之影像係鏡射對稱的，如第1 4圖中以參考符號L及R表示，第1 4圖中之該參考符號L及R係指示當透過眼鏡1 2 5觀看，之該影像之左及右側。此係能夠以電子方式輕易地達成’ 其係藉由於示於第8圖之該修整/比例化/移位之處理步驟期間以電子方式切換該些影像之一。或者於一個液晶顯示器源之情況下，反向影像源1 2 1之前端，使得該原始影像之該左側係顯示於該源1 2 1之右側，且該原始影像 24 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · n n ϋ n m n n 一. 0, a n Hi in an n Φ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 509817 A7 B7 -Ί 五、發明說明（>λ) 之私右側係顯示於該源1 2 1之左側。或者，其亦可以實質上於該液晶顯示器螢幕上切換，使得該影像係由通常該蛋幕之背側觀看。不論該影像源係分離之液晶顯示器、一個折暨式液晶顯示器或其他諸如陰極射線管之影像源形式 ’該影像之一之反向當然係必要的，且對於組合不同形式之影像源亦係必要的。因此’已經以足夠詳細之情況下敘述本發明之較佳實施例’以使熟悉本項技藝人士能夠實施且使用本發明，然而’應瞭解的是，該示範之實施例之許多變化及修改可以於不偏離本發明之精神之下而實施。因此，係意欲本發明係不受限於上述敘述或後附圖示，而係僅根本後附之申請專利範圍所限定。 --------------- ----訂·-------I C請先93讀背面之注意事頊再填寫本買) 25

Claims

509817 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種攝像系統，其包含： (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 一電路，其用於分離一個視頻訊號成爲兩個分離之影像；一個顯示器，其係配置成同時顯示該些分離之影像；偏極化器，其配置成相反地偏極化該些分離之影像；一個影像交錯配置，其用於結合該些相反偏極化之分離影像；偏極化濾波器，其用於使一個人之左眼及右眼能夠觀看該對應之相反偏極化及交錯之分離影像。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之攝像系統，其中，該些分離之影像係立體之左眼及右眼之影像。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之攝像系統，其中，該電路係包含一個框延遲電路，其用於藉由電子式地延遲該視頻輸入之交替框而分離該立體之左眼及右眼之影像’ 且然後「修整、比例化及移位該框延遲影像，以用於同時顯示。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之攝像系統，其中’ 該影像交錯配置係包含= 一個微稜鏡片，其包含一個基板及複數個凹槽，該複數個凹槽係具有形成一個V形之剖面側，該凹槽之側邊係形成第一及第二組實質平面表面，其中，該些凹槽之該些側邊係分別配置成折射由該第一及第二影像源而來之光線，使得由該第一及第二影像源而來之光線以平行之方式離開該微稜鏡片，以形成一個交 ____1___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） 509817 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍錯之影像。 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 5 ·如申請專利範圍第1項所述之攝像系統，其中，該分離之影像係顯示於位於彼此相對9 0度角之影像源，且其中，該影像交錯配置係包含一個位於相對於該些影像源之每一個4 5度角之束分光器。 6 ·如申請專利範圍第5項所述之攝像系統，其中，該影像源係包含二個分離之液晶顯示器螢幕。 7 ·如申請專利範圍第5項所述之攝像系統，其中，該影像源係包含一個已經折疊成9 0度角之單一可撓液晶顯示器螢幕之分離部分。 8 ·如申請專利範圍第5項所述之攝像系統，其中，該兩個影像源之一相對於該兩個影像源之另一個係鏡面對稱的。 9 ·如申請專利範圍第5項所述之攝像系統，其中，該用於分離該視頻訊號成爲兩個分離之影像之電路係包含用於產生一個該兩個分離影像之一之一個鏡射影像之電路 0 1 0 ·如申請專利範圍第1項所述之攝像系統，其中，該些影像係顯示於一個單一影像顯示螢幕之分離之區域〇 ' 1 1 ·如申請專利範圍第1 〇項所述之攝像系統，其中，該單一影像顯示螢幕係一個液晶顯示器螢幕。 1 2 ·如申請專利範圍第1項所述之攝像系統，其中，該分離之影像係顯示於分離之影像顯示螢幕。 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） 509817 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 13·—種用於分離一個視頻輸入訊號成爲兩個分離 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 之影像之電路’該電路係包含：一個框延遲電路，其用於藉由以電子方式延遲該視頻輸入之該些交替框而分離包含於一分時多工視頻輸入之交替框中之影像，且然後，修整、比例化及移位該框延遲影像，以用於同時顯不。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項所述之用於分離一個視頻輸入訊號成爲兩個分離之影像之電路’其中’該些分離之影像係立體之左眼及右眼之影像。 1 5 · —種攝像方法，其包含下列步驟：分離一'個視頻輸入成爲分離之影像，同時顯示該些分離之影像於一個螢幕之上；相反地偏極化該些同時顯示之分離影像； · 交錯該些相反地偏極化之分離影像；及透過偏極化濾波器而觀看該相反偏極化及交錯之分離影像。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項所述之攝像方法，其中，該些分離之影像係立體之左眼及右眼之影像。 1 7 ·如申請專利範圍第1 5項所述之攝像方法，其中，該分離該視頻輸入成爲分離之影像之步驟係包含下列步驟：儲存一個第一影像框於一個緩衝器之中；接收一個第二影像框；比例化該第一及第二影像框； ___^__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 χ 297公釐） 509817 A8B8C8D8 六、申請專利範圍修整該比例化之影像框，以適合於該螢幕之相對的一半；移位該修整及比例化之影像，以位於該螢幕之相對的一半；結合該比例化、修整過及移位過之影像。 1 8 ·如申請專利範圍第1 5項所述之攝像方法’其中，該使用一影像交錯配置而結合該些影像之步驟係包含一個微稜鏡片，其包含一個基板及複數個凹槽’該複數個凹槽係具有形成一個V形之剖面側，該凹槽之側邊係形成第一及第二組實質平面表面’ 其中，該些凹槽之該些側邊係分別配置成折射由該第一及第二影像源而來之光線，使得由該第一及第二影像源而來之光線以平行之方式離開該微稜鏡片’以形成一個交錯之影像。 1 9 ·如申請專利範圍第1 5項所述之攝像方法，其中，該交錯該些相反地偏極化之分離影像之步驟係包含下列步驟：定向該些影像源於位於彼此相對9 0度角之方向，且使用一個位於相對於該些影像源之每一個4 5度角之束分光器，以使該兩個分離影像之另一個交錯該鏡射對稱版。 2 0 · —種分離一個視頻輸入訊號成爲同時顯示之影像之方法，該方法係包含下列步驟：儲存一個第一影像框於一個緩衝器之中； 4_______ 本紙張尺度適財酬家鮮(CNS)A4規格(21G X 297公f) --------------------------------------訂---------------- (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 509817 A8 B8 C8 D8 中，該些分離之影像係立體之左眼及右眼之影申請專利範圍接收一個第二影像框；比例化該第一及第二影像框；修整該比例化之影像框，以適合於該螢幕之相對的一半移位該修整及比例化之影像，以位於該螢幕之相對的半；結合該比例化、修整過及移位過之影像。 2 1 ·如申請專利範圍第2 0項所述之法，其 1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐)