[发明专利]基色型彩色立体电视系统

说明书

本发明涉及一种采用基色原理设计的彩色立体电视节目制作、发射和接收系统。特别是一种能够与现行彩色电视广播系统完全兼容，可以直接使用普通彩色电视机收看立体电视节目的立体电视广播系统。    

自八十年代以来，西德和美国就进行了立体电视机的试播工作，日本、苏联和西欧一些国家也相继进行立体电视的试验研究。我国自八十年代初开始进入这一领域，从九一年开始，西安电视台在国内率先推出立体电视广播节目，并相继开发出第二代立体电视系统。九四年，天津民航学院三维显示技术研究所开发成功立体彩电实用技术系统。

最早进行试播的立体电视是由奥大利亚、西德和美国在一九八一年至一九八三年完成的。基本原理是用两种滤色镜制造一个特制的眼镜，并要求在两架摄像机前边也各用一种颜色的滤色镜如红色和兰色滤色镜。在显示端将红信号和兰信号分离开来，并延迟到兰信号显示出来若干分之一秒后才加以显示。这样观众只要戴上特制的红兰眼镜，就可看到黑白色的立体图象。由于这种方案能看到黑白和不完全的彩色立体图象，后来就出现了一种用偏振眼镜(或液晶眼镜)代替红兰眼镜的设计方案。这种设计方案要求观众戴上用电子开关控制的偏振片眼镜，摄像端、显像端和眼镜之间要同时受一定频率的电子开关同步控制。即当摄象机摄象的瞬间，右边摄象机被戴止，这时显象端只显示左边的图像，偏振片的左边镜片被打开，右边被关闭。在另一瞬间，则左边的各部分全部被电子开关关闭，右边的各部分工作，得到右边的图象。这样轮流工作，由于电子开关的频率足够高，所以就得到了一幅幅连续的立体图象。但这种设计要用普通电视的频带宽度传送，由于场频只在50—60场之间，也就是说每只眼晴只能观看到每秒25至30场的画面，闪烁严重。于是就又出现了相同原理的另一种方案，这个方案为了消除闪烁而又不扩大频带宽度，采用了减少每幅画面的扫描线数，扩大每秒扫描场数的办法，这样就解决了本设计的闪烁问题，但由于降低了每场的扫描线数，清晰度却受到了严重的损伤。关键的还是这种系统需要有一个三者同步的光学——电子开关，人们感受到非常复杂和不方便。针对这一缺点，于是又提出一个隔行式偏振立体电视方案。这种方案是根据普遍电视都是采用隔行式扫描的原理把两幅图象分别用奇数和偶数行来隔行显示，然后再在显示屏上用一层互为直角偏振特性的偏振薄膜障板来区分奇、偶行的图像。这样观众只要戴上互为直角的偏振眼镜，就可以在不用电子开关的情况下收看立体电视了。但在实际应用中，由于正常电视的场频太低，只达到50—60场，所以闪烁严重，于是就又出现了一种即不增加行频又可以加倍场频的设计方案。截止目前为止，这种设计方案具有突出的优点，比前几个方案都好，是目前看来较有前途的一种方案。但该系统还是需要戴眼镜观看，对观众来说，很不方便。为了免去观众的眼镜，各国的科学家都动了不少脑筋，提出了许多的方案，最后才在立体照片的原理中受到启发，提出一系列的不用戴眼镜的立体电视设计方案。首先提出来的就是双枪显象管法。所谓立体照片原理，就是通过在纸上印刷一系列条状图像，并在表面复上细柱状塑料透镜后组成的。由于条状图象中的偶数图像组成一幅画面，奇数图象组成另一幅画面，但两幅图象稍有差异，而奇偶条状图像相间排列，其宽度又与柱状塑料透镜相配，所以当人们观看照片时，由于细柱状塑料透镜有折射，就使人的左眼只能看到两幅画中的一幅，而右眼则只能看到另一幅。由于这两幅画具有视差特性，因而就使观看人产生了立体感。根据这一原理，人们又在荧光屏和显像管的结构上下了功夫，采用了类似彩色显象管的特制的双电子枪显象管，它的两电子枪互成一定的角度，使两电子束交叉通过荧屏前面的荫罩板，然后以不同角度投射到荧光屏上，这个荧光屏与普通光屏不同，它是根据立体照片的原理而设计的由许多互成一定角度的半圆形透镜做成的透明屏，电子束通过荫罩后分别正好射到各自的半圆柱形透明屏上，结果就形成了互相有一定角度的左图象条和右图象条组成的两幅画面，此时观众通过荧光屏表面半圆柱形柱状透镜的作用，就可象观看立体照片那样观看连续运动的立体图象了。研究试验证明，采用这种方案的立体电视系统，以利用多个摄象机进行摄象，各路信号经编码后发送出去，接收端再解码后把中路信号用多台电视放映机按一定顺序轮流分别投射到立体显象屏上的设计方案效果较好。但整套设备比较复杂，只适应于大型的场合使用，为此又出现了另一种设计方案，这种方案的立体显象屏只有一面有细柱状透镜，而另一面为平的，因此它通过光电转换设备先将两路或多路条状信号图象转换成单通道电视信号发射出去，然后只要在普通电视机前装上柱状透镜后，就可得到立体图象了。由于这种方案适用于有线或无线广播，并能获得较好效果，所以很受重视。但由于这一方案与隔行式偏振片原理的设计方案有些相同，不同的只是将偏振薄膜障板换成了柱状屏，去消了观众的眼镜，这样以来，闪烁严重的缺点还是没能被克服，若也用正常的行频加倍场频的办法，那么，清晰度差，行间闪烁严重的问题仍不能解决。由于已经出现的立体电视设计方案不是结构繁杂，制造和调试困难就是价格昂贵，难于推广，有的只能在特殊场合使用，还有的不能与现有制式兼容，且存在着图象质量差的问题。