专利名称：三维图像的改进的制作方法
技术领域：
本发明涉及在屏幕上和相对于屏幕生成三维图像的方法和装置，使得在屏幕上产生的图像在人眼看来是三维立体的。
多年来，为了提供有效和直接的装置和方法，在屏幕上产生一个或多个人眼看来是三维的图像，人们已经做出了各种尝试。
采用干涉条纹(fringing)和彩色干涉条纹(colour fring-ing)”的胶片，以期在屏幕上产生三维表象，这是众所周知的。但是，这种胶片通过放映机放映，而观众则需要使用一种特殊的眼镜，才能感觉出这种三维图像。这一般已经认为是不能满足要求了。尽管这种设计在某种程度上是有效的，但不可能期望人们在想看这类电影、幻灯、电视节目或照片时每刻都必须戴着特殊眼镜，这在商业上是不现实的。一些直到现在仍在使用的眼镜基本由两部分组合而成。例如，一个“红”滤色镜作为左眼透镜而设置，一个“兰-绿”滤色镜设置为右眼透镜。这种眼镜或滤色镜的镜架与普通眼镜类似，当然，它们也可做出不同的设计。尽管这种眼镜可以做得很便宜，也可以做得确如人们所希望的那样奢华，但使用这种眼镜则常常不是人们所愿意的。因此，这种方法一直未能如人们原来所预期的那样被商业上所接受。
本发明旨在提供一种改进的装置和方法，用于在屏幕上或相对于屏幕生成三维图像，它至少在通向克服上述问题或将其限制到最小的途径上前进了一步。
本发明还旨在提供一种直接和有效的装置和方法，用于产生三维图像。
从下面的描述中，本发明的其它目的将变得更清楚。
根据本发明的一个方面，提供了一个用于在屏幕或胶片上或相对于它们生成三维图像的装置，包括一个或多个放映机，用以将光束和一个或多个图像从加干涉条纹的胶片上投射到所述屏幕上;与所述一个或多个放映机相邻设置的可转动和/或摆动滤色器装置，一放映机的光束从中穿过，所述滤色器装置被设置成当一个或多个图像被投射到所述屏幕或胶片上时能增强/减弱来自所述一个或多个放映机的光束的光强度，如使所述加干涉条纹的胶片的干涉条纹渐显和渐隐，使在所述屏幕或胶片上出现的视角被交替更迭，从而使所述一个或多个图像在人眼视觉上将呈三维形式。
根据本发明的另一方面，提供了一个用于在屏幕上或相对于屏幕生成三维图像的装置，包括一个或多个放映机，用以将光束和一个或多个图像从加干涉条纹的胶片上投射到所述屏幕上;与所述一个或多个放映机相邻设置的可转动和/或摆动滤色器装置，一放映机的光束从中穿过，所述滤色器装置被设置成当一个或多个图像被投射到所述屏幕上时能增强/减弱来自所述一个或多个放映机的光束的光强度，如使所述加干涉条纹的胶片的干涉条纹渐显和渐隐，使出现在屏幕上的视角被交替更迭，从而一个或多个图像在人眼视觉上呈三维形式。
根据本发明的又一方面，提供了一个用于在屏幕上和相对于屏幕生成三维图像的装置，包括一个或多个放映机，用以将一个或多个图像从加干涉条纹胶片上投射到所述屏幕上;可转动和/或摆动滤色器装置设置在所述一个或多个放映机上或与它(们)相邻，所述一个或多个放映机的光束从这些滤色器装置中穿过;所述滤色器装置被用来当一个或多个图像被投射到屏幕上时增强/减弱来自一个或更多投射器的光束的光强度，如使所述胶片的干涉条纹渐显和渐隐，所以人眼看来，这些图像便呈三维形式。
根据本发明的又一方面，提供了一种用于在屏幕或胶片上和相对于它们生成三维图像的方法，其中一个或多个放映机将光束和图像从加干涉条纹的胶片上投射出来;包括在所述放映机前面并相对于放映机转动或摆动滤色器装置，使得放映机发出的光束穿过所述滤色器装置;所述滤色器装置被如此形成和设置，当一个或多个图像被投射到屏幕或胶片上时，它能引起所述光束的光强度增强或减弱，如使所述加干涉条纹的胶片的干涉条纹交替地渐显和渐隐，所以在人眼看来这些图像便呈三维形式。
根据本发明的又一方面，提供了一种用于在屏幕上和相对于屏幕生成三维图的方法，其中一个或多个放映机将光束和图像从加干涉条纹的胶片上投射而，包括在所述放映机的前面和相对于该放映机转动或摆动滤色器装置，使得放映机投射的光束穿过所述滤色器装置，所述滤色器被如此形成和设置，当一个或多个图像被投射到屏幕上时，它能引起所述光束的光强度增强或减弱，如使所述加干涉条纹的胶片的干涉条纹渐显或渐隐，所以在人眼看来这些图像是呈三维形式的。
下面结合附图，只是以示例的方式进一步解释本发明，其中
图1为根据本发明装置的一种形式的示意图;
图2为根据本发明装置的又一种形式的示意图;
图3为根据本发明的滤色器盘的一种形式的示意图;
图4为根据本发明装置的另一种形式的示意图;
图5为图4所示本发明的又一种形式的示意图;
图6为图4和5所示实施例中与摄像机一起使用的只作为示例用的滤色器盘的示意图;
图7为本发明较佳形式中使用的引入彩色干涉条纹的一条胶片的示意图。
下面描述本发明较佳实施例和实施本发明最佳的方式。
在此本发明将以实例的形式加以描述，应当理解，不离开本发明精神和范围可以对其做出各种修改和改进。
参考上文，本发明旨在提供一种用于在屏幕上生成三维图像的装置和方法，它们能直接和有效地成像，而且克服或至少最大限度地减轻了迄今为止已知的与这类装置和方法有关的问题。
在整个说明书和权利要求书中，提到了将一个或多个图像投射到屏幕上，应当理解为这既涉及到直接放映到邻近的屏幕上，又涉及到将放映的图像发射出去，再现在远程的电视屏幕或类似设备上。
在整个说明书和权利要求书中，使用了术语“胶片”(film)。应当理解为，在此定义的这一术语表示了任何适当的媒体，包括一个或多个帧，如电影胶片、电视录像带、胶片制成幻灯片或类似媒体。特别地，应当理解到，整个说明书和权利要求书所使用的术语“胶片”，概括了包括一个或多个帧的胶片。
本发明适用于已加干涉条纹的、例如加彩色干涉条纹的胶片。胶片的干涉条纹是已知的，也是一种用于形成三维图像的设备和方法中公知的方法。胶片的干涉条纹可以例如为彩色干涉条纹，或者，例如当使用黑白胶片时胶片也能够以渐显渐隐的黑白色调加干涉条纹。在另一种本发明形式中，可以在胶片上提供偏振及反向偏振的前后干涉条纹。本发明中使用的胶片是加干涉条纹的，且最好为加彩色干涉条纹。参考图7，这种由多帧2所形成的胶片1，(仅作为一实例)在每帧的两侧是交替彩色干涉条纹的，例如为红和绿。这些彩色在图中仅作为实例以字母“R”和“G”表示。但如已提到的，这种彩色干涉条纹是已知和有文件记载的。
现在参考图1，它表示了采用单一放映机4将光束5传送到屏幕6上。本发明将仅作为实例，结合利用电影胶片的放映机来描述，在此电影胶片为已加彩色干涉条纹的，但也应当理解到，本发明对于放映幻灯片的投影器、或利用其它胶片或录像带的形式如电视等方面有着相同的应用。而且，如上所述，还可以使用其它形式的胶片条纹干涉。虽然较佳地是胶片加彩色干涉条纹的，但如前所述的其它干涉条纹形式也可以被有利地利用。
胶片以一般方式装入放映机内，并设置了适当的电源以操作放映机。滤色器装置7被安装在放映机上或与之相邻。较佳地是以如此方式安装滤色器装置，使它在放映机的前面横跨延伸，并横跨放映机4的镜头，使得放映机放映出的光束5穿过滤色器7打到屏幕6上。
在本发明的一种形式中，滤色装置7是可转动的盘形式。但在本发明的其它一些形式中，可以设想滤色装置7为其它形式，例如为一摆动滤色器、一偏振滤色器或类似装置。适当的驱动和控制装置8和9与滤色器装置7一起设置，以便转动或摆动滤色器，并控制其转动或摆动的速度或速率。尽管本发明的各种形式都是结合使用一可转动滤色器盘作为滤色器装置的较佳形式来加以描述的，但这也仅是作为一个实例而已。应该理解，还能使用摆动滤色器装置或以偏振滤色器形式的滤色器装置，其效果相同。
在整个说明书和权利要求书中使用了术语“滤色器”。应该理解，这包括了所有前述作为实例所提到的滤色装置。进一步地，滤色装置对滤过光线-包括彩色一起作用，使得一个或多个放映机打出的光束的光强度能够增强/减弱。在使用中，当一个或多个图像被放映到屏幕上时，这允许胶片的干涉条纹(例如彩色干涉条纹)渐显或渐隐。应当理解到，该滤色器起到一滤光器的作用，增强或减弱光束的光强度。
在本发明中，滤色装置7是构成为形成顺序分度滤色的或者偏振的材料段的，以便改变放映机发出光束的光谱，从而当彩色干涉条纹放映到屏幕上时，使之逐步引入和过渡，给观众的视觉上以三维的效果。
现在作为实例参考图2和图3。在图2中，放映机4表示成离开屏幕6，并用来将光束5放映到所述屏幕上。在放映机4的邻近处，设置了一个滤色盘18式的滤色装置。该滤色盘18最好安装在放映机的前面，但也可以安装在放映机4上，使得盘18跨越在放映机前面延伸。因此，在使用中从放映机4投射而出的光束5在被打到屏幕6之前将穿过盘18。提供有适当的马达形式的驱动装置8或类似装置，和适当的控制装置9(如控制滤色盘的速度)。因此，在使用中，当加彩色干涉条纹的胶片装入放映机4并通过光束5放映到屏幕面6上时，将使得光束和图像穿过滤色器18。驱动滤色器18，使其沿一根轴转动，则滤色器18将在放映机4前面转动。
如图3所示，滤色盘最好大致为一圆盘，包括一外框架19和一内支承部件，该部件例如固定在一销或轴上，从而允许圆盘转动。当然，还可以采用其它转动装置。
在盘18的框架19内，提供了不同光/色调的段10。这些彩色段19由适当的材料制成，例如一种适当的彩色滤光材料，如彩色半透明滤光板、光学质量塑料、聚酯薄腊(Mylar商标)或类似材料。Mylar是一种理想的产品，它可作为基底，然后用适当的材料涂覆，以给出最大的光谱响应和遮挡。
滤色器18被分成色段10，基本相应于胶片的彩色干涉条纹中使用的彩色。例如，如果彩色干涉条纹中使用的彩色是红和绿，则如图7的实例所示那样，它们将沿胶片的长度交替。因此，本发明的盘18，如图3中只作为实例所示，为两个深色或主要着色的段11和12，一个为红R，一个为绿G，它们相互从180°分离，或大致在直径上相对。夹在这两主段之间的有两组段，分别为‘A’和‘B’。第一组段‘A’的彩色以第一主段的彩色顺序分度，即各红R;第二组段‘B’的彩色则以第二主段的彩色顺序分度，为绿G。组‘A’和‘B’的彩色顺序分度由深到浅或由浅到深。如果希望的话，最浅的段(如图3中的段14、15)将是无色的。
因此，在操作中，在彩色干涉条纹胶片已被装入放映机4和驱动放映机4，以便通过滤色器7打出光束5时，盘18以预定速度转动，盘(如前所述)的转动彩色段，使胶片的彩色干涉条纹渐显和渐隐，从而使放映到屏幕6上的图像，在观众的视觉上给出一种三维的效果。
当然还应当懂得，关于使用红R和绿G，只不过是以示例方式描述本发明。可以利用任何适当的彩色组合。
在本发明的另一形式中，不提供转动圆盘而可以提供一个摆动滤色器，如在摆动框架之内提供有或装入一些顺序分度的彩色段，大致与胶片干涉条纺的彩色相对应(如图2和3中实例所示)。设置了适当的装置8和9，对放映机4前面的摆动滤色器提供动力和进行控制，使得光束5穿过摆动的并被顺序分度的彩色段，这也使得胶片的干涉条纹被逐步引入和过渡，从而给出人眼视觉上为三维的图像的形式。
在本发明的另一种形式中，提供了一种适当的偏振滤色器，可以在放映机前面转动或摆动，以使光束穿过该转动或摆动滤色器，这也能使胶片的彩色干涉条纹具有逐步引入和过渡的效果，使得屏幕上出现的一个或多个图像在人眼视觉上呈三维形式。
现在参考图4，在另一种形式中，本发明能用于使用两个分离的放映机4a和4b的情况，一个放映机从左面放映图像，另一个从右面放映图像。在图4所示的形式中，提供了两个放映机4a、4b，而且互相分离设置，使得它们大致彼此相对地投射光束5。当然它们是与屏幕6分开的，并且开始时各投射出的光束是大致与屏幕6相平行的。在放映机4a、4b之间，提供了适当的反射器/反光镜装置20，使得放映机4a、4b放映出的光束5被反射面20a、20b反射到屏幕6。左面光束5a被反射到右边，右面光束5b被反射到左边，使得光束在屏幕6上相遇并基本相互迭加。
如参照图1和2的描述，结合放映机4a、4b分别提供滤色器7，以便滤光/色或使光/彩色偏振，从而改变放映机射出光的光谱。这便使彩色干涉条纹逐步渐显和渐隐，使放映机4a、4b在屏幕上形成的重迭的图像相对于人眼视觉上给出三维图像。
如参照图1的描述，滤色装置可以是彩色光盘的形式(在放映机前转动)或为摆动滤色器的形式，包含一组顺序分度的彩色滤色器。或者，滤色装置可以为一转动或摆动偏振滤色器的形式。但在所有这些形式中，滤色装置是被如此形成和安置的，以使每一放映机投射出的光束通过一滤色器，以便改变有关的放映机投射出的光束的光谱，从而使该特定放映机的胶片的彩色干涉条纹渐显和渐隐。
与图1和图2的设置一起，可以提供适当的动力和速度控制装置8和9，以驱动和控制滤色装置的转动和摆动。
在图5和图6的设置中，相对于每一放映机4a、4b提供了可转动盘25形式的滤色器7，使之跨越放映机4a、4b前延伸，则放映机4a、4b投射出的光束5a、5b将穿过盘25。盘25基本由适当材料制成的外框或圆周26构成，在外框内有被分成不同彩色段30的彩色材料，较好的用以制作滤色器盘25的材料基本与用于制作图3内所描述盘的材料相同。
在图5与6所示的设置中，与各放映机4a、4b相关的盘25在胶片干涉条纹的一种颜色内由浅到深顺序分度。盘25由一组段30组成，其彩色按照其涉及到的颜色的色调由浅到深地顺序分度。在图6表示的本发明的形式中，段30的彩色是从无色到深色的(只作为一实例)。该无色和深色段大致在直径上相对设置或以180°分离设置。二段之间所夹的彩色在该有关的颜色的色调内顺序分度。
两盘25最好被安装为互相相差180°地转动，但互相同步，以便被加了彩色干扰条纹的胶片通过各自放映机4a、4b放映出两个基本相同且加彩色干扰条纹的画面，迭加在屏幕上，从而给观众以视觉上的三维效果。
如果需要，可以使用两个以上的放映机。
应当理解到，利用本发明的其它形式，如果需要的话，可以采用摆动滤色器或者转动，或者摆动偏振滤色器。
在本发明的另一种形式中，本发明的装置和方法被用来将由一个或多个放映机投射的图像传送到胶片上，即，一种能被放映或发送的可在视觉上给出三维图像的胶片上。在本发明的这种形式中，利用本文描述的相同的装置和方法，不同之处是通过滤色器装置不是将图像放映到屏幕上，而是将图像传送到其它胶片媒体上，该媒体则可以在以后发送或放映。因此，参考结合附图对本发明的描述，一个或多个放映机将光束和一个或多个图像从干扰条纹胶片放映到另外的胶片上，然后用于以后的放映或发送(例如用于电视中)。作为本发明的另外的形式，光束和一个或多个图像从加干扰条纹的胶片，穿过邻近一个或多个放映机的可转动和/或摆动滤色器装置，被投射到胶片上。在适当的处理之后，该胶片则能被用于放映一个或多个在人眼视觉上呈三维的图像。
已经证明本发明提供了高质量，尽可能减小了不必要的移动和失真的三维图像，免除了观众佩戴3D眼镜或类似装置的必要。已经证明本发明是以一种直接和有效的方式工作的。
尽管本发明已经结合附图以实例方式加以描述，应该懂得，在不离开所附权利要求书定义的发明范围的前提下，可以对本发明做出一些修改和改进。
权利要求
1.一种用于在屏幕或胶片上和相对于它们生成三维图像的装置，其特征在于，所述装置包括，一个或多个放映机，用以将光束和一个或多个图像从加干涉条纹的胶片上放映到所述屏幕上；邻近于所述一个或多个放映机设置的可转动和/或摆动滤色装置，放映机的光束从中穿过所述滤色装置如此设置，以便当一个或多个图像被放映到所述屏幕或胶片上时增强/减弱来自一个或多个放映机的光束的光强度，如使所述加干涉条纹胶片的干涉条纹渐显渐隐；从而使该一个或多个图象在人眼视觉上呈现三维形式。
2.一种用于在屏幕上或相对于屏幕生成三维成像的装置，其特征在于，所述装置包括，一个或多个放映机，用以将光束和一个或多个图像从已加干涉条纹的胶片上放映到所述屏幕上;邻近所述一个或多个放映机设置的可转动和/或摆动滤色器装置，放映机投射出的光束从中穿过，所述滤色器装置被如此设置，以便当一个或多个图像被投射到所述屏幕上时增强/减弱来自一个或多个放映机的光强度，如使所述胶片的干涉条纹渐显和渐隐;使该一个或多个图象在人眼视觉上呈现三维形式。
3.一种用于在屏幕上和相对于屏幕生成三维图像的装置，其特征在于，所述装置包括一个或多个放映机，用以将一个或多个图像从加干涉条纹的胶片上放映与投射到所述屏幕上;邻近所述一个或多个放映机设置的可转动和/或摆动滤色器装置，并且所述一个或多个放映机的光束的滤色器装置穿过;所述滤色器装置被用于当一个或多个图像被放映到屏幕上时增强/减弱所述一个或多个放映机的所述光束的光强度，如交替地使所述胶片的干涉条纹渐显和渐隐;使该一个或多个图象在人眼视觉上呈现三维形式。
4.如前述任何一个权利要求所提出的装置，其特征在于在放映机上提供有一可转动盘形式的滤色器装置，它被如此安装或设置，以便在来自放映机的光束穿过其中时转动;该盘包括一组彩色段。
5.如权利要求4所提出的装置，其特征在于，滤色器装置还包括两个主段，相互分离180°，所述主段具有相应于胶片的彩色干涉条纹的彩色;所述盘的其余彩色段被分成两组，第一组的彩色为第一主段彩色的顺序分度，第二组的彩色为第二主段彩色的顺序分度。
6.如权利要求5所提出的装置，其特征在于，所述彩色段的第一和第二组在浅色调和深色调之间顺序分度。
7.如前述任何权利要求之一所提出的装置，其特征在于，提供了用于提供动力和控制所述滤色盘转动速度的装置。
8.如权利要求1-3中的任何一个所提出的装置，其特征在于，摆动滤色器装置带有一组彩色段，如形成一组相应于所述胶片彩色干涉条纹的顺序分度的色调;提供了用于使所述滤色器装置相对于放映机摆动的装置，使得来自放映机的光束穿过所述摆动滤色器装置。
9.如权利要求1-3中任何一个所提出的装置，其特征在于，滤色器装置为偏振滤色器形式。
10.如权利要求1-2中任何一个所提出的装置，其特征在于，至少提供有两个分离设置的放映机，每一放映机放映一束光束和来自所述加干涉条纹的胶片的图像;还提供有一种装置，使得来自每一光束的图像被反射至而且重迭在所述屏幕上，从而这些图像在人眼视觉上呈现三维形式。
11.如权利要求8所提出的装置，其特征在于，所述放映机相互分离设置，且相互朝对地投射光束，该光束大致平行于但离开所述屏幕;反射器/反射镜装置提供于所述放映机之间，使来自所述放映机的光束和图像被反射到并重迭于屏幕上。
12.如权利要求10或11所提出的装置，其特征在于，相对于每一放映机提供一可转动盘形式的滤色器装置;在每一盘上形成或提供一组彩色段，所述彩色段是各自放映机内胶片的彩色干涉条纹的彩色的顺序分度。
13.如权利要求12所提出的装置，其特征在于，所述盘中的一段为无色的。
14.如前述权利要求5-9中的任何一个所提出的装置，其特征在于，在每一组段中的一段为无色的。
15.如前述权利要求10-13中的任何一个所提出的装置，其特征在于提供了提供动力和控制所述滤色器装置转动速度的装置。
16.如权利要求10所述的装置，其特征在于，相对于每一放映机提供一个摆动滤色器，使每一放映机的光束从中穿过，每一摆动滤色器上设有顺序分度的彩色段，它们是各自放映机内胶片干涉条纹的彩色的顺序分度的段。
17.如前述权利要求中的任何一个所提出的装置，其特征在于，提供了同步所述滤色器装置的转动与摆动的装置。
18.如权利10所提出的装置，其特征在于，为各放映机提供了一偏振滤色器装置，和允许所述偏振滤色器相对于所述放映机光束转动或摆动的装置。
19.如前述权利要求中任何一个所提出的装置，其特征在于所述加干涉条纹的胶片是加彩色干涉条纹的。
20.一种利用前述权利要求1-19所提出的装置的用于在屏幕上和相对于屏幕生成三维图象的方法，其特征在于，一个或多个放映机将光束和来自加干涉条纹胶片的图像放映出来，包括在所述放映机之前和相应于该放映机转动或摆动的滤色器装置，使得来自放映机的光束穿过所述滤色器装置;所述滤色器被如此形成和提供，当一个或多个图像被放映到屏幕上时使得所述光束的光强度增强或减弱，如交替地使所述胶片的干涉条纹渐显或渐隐，使得该一个或多个图象在人眼视觉上呈三维形式。
21.一种利用前述权利要求1-19的装置的用于在屏幕或胶片上和相对于它们生成三维图像的方法，其特征在于，一个或多个放映机将光束和来自加干涉条纹的胶片上的图像放映出来;包括在放映机前面和相对于所述放映机转动和摆动的滤色器装置，使得来自放映机的光束穿过所述滤色器装置;所述滤色器装置被如此形成和提供，当一个或多个图像被投射到屏幕或胶片上时使得所述光束的光强度增强/减弱，如交替地使所述加干涉条纹胶片的干涉条纹渐显和渐隐，从而使该一个或多个图像在人眼视觉上呈现三维形式。
22.如权利要求20或21所提出的方法，其特征在于，所述加干涉条纹胶片是加彩色干涉条纹的。
全文摘要
在屏幕或胶片(6)上生成三维图像的方法和装置，包括一个或多个放映机(4，4a，4b)，将光束和一个或多个图像从加干涉条纹的胶片(1)上放映到屏幕(6)上。邻近所述放映机设置可转动和/或摆动滤色器装置(7，18，25)，光束从中穿过。当一个或多个图像被放映到屏幕或胶片(6)上时，滤色器增强/减弱来自放映机的光束，使所述加干涉条纹胶片(1)渐显渐隐，使一个或多个图像在人眼视觉上呈现三维形式。
文档编号G03B35/26GK1065343SQ9210102
公开日1992年10月14日 申请日期1992年2月22日 优先权日1992年2月22日
发明者多纳尔德·刘易斯·莫纳塞尔·马丁, 比约恩·里卡得 申请人:特鲁坦·普·有限公司