FI117810B - Pulssitukseen perustuva laitteisto stereo- tai monikanavakuvan projisoimiseksi - Google Patents

Description

1 117810

PULSSITUKSEEN PERUSTUVA LAITTEISTO STEREO- TAI MONIKANAVAKUVAN PROJISOIMISEKSI

Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan 5 mukaisesti laitteisto stereo- tai monikanavakuvan projisoimiseksi.

Syvyysnäkö, eli kyky hahmottaa ympäristöä kolmessa ulottuvuudessa perustuu siihen, että katsojan oikea ja vasen silmä tarkastelevat ympäristöä hieman eri kohdasta ja keskenään hieman erilaisesta kul-10 masta käsin. Oikean ja vasemman silmän näkemät kuvat eroavat siis jossain määrin toisistaan, ja mainittujen kuvien välinen ero tekee mahdolliseksi hahmottaa ympäröivää tilaa 3-ulotteisesti.

Tekniikan tasosta on tunnettua taltioida kuvia siten, että kuvia 15 katselevalle henkilölle välittyy kuvaustilannetta vastaava 3-ulotteinen vaikutelma. Näihin kuvaustekniikoihin viitataan yleisesti nimellä stereo-kuvaus ja ne perustuvat siis tavalla tai toisella siihen, että katsojan oikealle ja vasemmalle silmälle välitetään keskenään ainakin jossain määrin erilaista kuvaa.

20

Eräs hyvin tunnettu esimerkki stereokuvauksen käytöstä ovat Viewmaster™-katselulaitteet, jotka mahdollistavat oikeaa ja vasempaa . silmää varten erikseen valokuvausfilmille taltioitujen liikkumattomien kuvien katselemisen erityisen katsojan silmien eteen asetettavan k · · *·* ' 25 katselulaitteen avulla. Stereokuvat on taltioitu filmille kahta erillistä * * objektiivia käyttävän erikoiskameran avulla.

• · • ·:·*: Stereokuvausta käytetään liikkumattomien kuvien lisäksi myös liikkuvan kuvan esittämisessä.

• · * 30

Tekniikan tasosta tunnetaan ratkaisuja stereokuvan projisoimiseksi ,···. valkokankaalle filmiprojektorin avulla, jolloin samaa kuvaa voi esimer- kiksi elokuvateatterissa katsella yhtä aikaa useampi katsoja. Tässä ta-pauksessa katsojat käyttävät erikoislaseja estämään oikealle silmälle • · * 35 tarkoitettua kuvaa näkymästä vasemmalle silmälle ja päinvastoin. Mai-.·*·. nittujen lasien toiminta voi perustua joko polarisaatioon tai väri- suodatukseen, ts. oikealle ja vasemmalle silmälle tarkoitetut kuvat on * * · koodattu polarisaation tai värikoodauksen avulla eri tavoin. Valko-

J

117810 kankaalle esitettävässä kuvassa näytetään samanaikaisesti oikealle ja vasemmalle silmälle eri tavoin koodattuja päällekkäisiä kuvia, joista katsojan käyttämien erikoislasien ansiosta katsojan oikeaan ja vasempaan silmään ohjautuu 3-ulotteisen vaikutelman synnyttävät keskenään 5 erilaiset kuvat.

Nykyisin, kuvamateriaalin ollessa pääsääntöisesti sähköisessä muodossa ja esitettävissä siten esimerkiksi videosignaalin avulla, stereo-kuvan projisoimiseksi valkokankaalle tai muulle projektiopinnalle käy-10 tetään filmiprojektoreiden sijaan videoprojektoreja. Videoprojektoreiden avulla esitettävä kuvamateriaali voi olla kahta objektiivia käyttävien erikoiskameroiden avulla kuvattua stereokuvaa, tai kuvankäsittelyn avulla tavallisesta kuvasta stereokuvaksi muokattua kuvaa, tai myös kokonaisuudessaan tietokoneen avulla ’’keinotekoisesti” tuotettua 15 stereokuvaa. Stereokuvan projisointia käytetään nykyisin useimmiten nimenomaan tietokoneella tuotetun kuvamateriaalin esittämisessä, kuten esimerkiksi erilaisten virtuaaliympäristöjen luomisessa.

Sähköisessä muodossa stereokuvaa voidaan siirtää ja esittää erityisen 20 stereovideosignaalin avulla, jossa stereovideosignaalissa oikealle ja vasemmalle silmälle tarkoitetut kuvat on järjestetty vuorottelemaan keskenään peräkkäin. Stereovideosignaalin kuvataajuus on siis kaksinker-.t . täinen tavanomaisen videosignaalin kuvataajuuteen nähden, mikäli oikealle ja vasemmalle silmälle tarkoitettujen kuvien kuvataajuus halu- • * · \ 25 taan säilyttää normaalin kuvataajuuden (25 tai 30 kuvaa/s) mukaisena.

• · · * · • · T*: Mainittua stereovideokuvaa videotykillä esitettäessä katsojalle projisoi- *:**: daan siis vuorotellen ajallisesti peräkkäin oikealle ja vasemmalle silmäl- le tarkoitettua kuvaa. Näiden peräkkäisten kuvien ohjaamiseksi oikealla 30 tavalla havaittaviksi katsojan oikealla ja vasemmalla silmällä, katsoja käyttää ns. suljinlaseja, joiden lasien toiminta on ajastettu peräkkäisten .···. kuvien esitykseen. Suljinlasien oikean silmän edessä oleva suljin on ’*] suljettu vasemmalle silmälle tarkoitettua kuvaa projisoitaessa ja vastaa- v..; vasti vasemman silmän edessä oleva suljin on suljettu oikealle silmälle • · · 35 tarkoitettua kuvaa projisoitaessa. Suljinlasien toiminta perustuu tyypil- .*··. lisesti nestekide-sulkimien käyttöön.

• * · • ® • * · • * * * · 3 117810 Käytettäessä yhtä videoprojektoria stereovideosignaalin esittämiseen aiheuttaa tämä videoprojektorille varsin merkittäviä vaatimuksia, koska videoprojektorin tulee nyt periaatteessa pystyä toimimaan kaksinkertaisella kuvataajuudella (50 tai 60 kuvaa/s) normaaliin kuva-5 taajuuteen (25 tai 30 kuvaa/s) verrattuna. Tietokonekuvaa esitettäessä yhdelle silmälle tarkoitettujen kuvien kuvataajuudeksi on vakiintunut normaaliin videokuvaan verrattuna vielä korkeampi 60 kuvaa/s, jolloin stereokuvan kuvataajuudeksi tulee tällöin jo 120 kuvaa/s.

10 Edellä mainitusta johtuen stereovideosignaalin esittämiseen soveltuvat yksittäiset videoprojektorit perustuvatkin sinänsä hyvin tunnettuun CRT-tekniikkaan (Cathode Ray Tube), joka mahdollistaa em. suuret kuvataajuudet, mutta joka kuitenkin vastaavasti tekee projektorien rakenteesta varsin monimutkaisen ja samalla kalliin. Edullisempien ja 15 muutoin teknisesti huomattavasti yksinkertaisempien nestekidevideo-projektorien käyttö vastaavalla tavalla tähän tarkoitukseen ei ole mahdollista, koska nestekidematriisielementtien hitaudesta johtuen ne eivät käytännössä pysty riittävän suuriin kaksinkertaisen kuvataajuuden vaatimiin esitysnopeuksiin.

20

Edellä mainitusta johtuen on kehitetty myös ratkaisuja, joissa stereo-videosignaalista erotetaan oikealle ja vasemmalle silmälle tarkoitetut . . kuvasignaalit kahdelle erilliselle videoprojektorille. Tällöin video- projektoreina voidaan käyttää erikois-CRT-projektoreiden sijaan nor- * · · ;*’t 25 maalilla kuvataajuudella toimivia hinnaltaan edullisempia projektoreita, esimerkiksi juuri nestekidematriisiin perustuvia projektoreita. Mainittu-*:*" jen kahden projektorin kuvat kohdistetaan keskenään päällekkäin, esi- ·"*: tetään yhtä aikaa ristikkäisillä valon polarisaatioilla ja näin muodostu- vaa kuvaa katsellaan ristikkäin oikealle ja vasemmalle silmälle eri • · * 30 tavoin polarisoitujen lasien lävitse. Tällainen järjestely tunnetaan esi-merkiksi julkaisusta WO 00/55687.

• · · * · Tällaiset kahta projektoria käyttävät tekniikan tason mukaiset ratkaisut ovat kuitenkin rajoittuneet nimenomaan polarisaation (tai värisuodatuk- • · * 35 sen) käyttöön oikealle ja vasemmalle silmälle tarkoitettujen kuvien erot- .···. tamiseksi toisistaan. T$. oikealle ja vasemmalle silmälle tarkoitettuja .·*/: kuvia heijastetaan katsojalle näissä järjestelmissä yhtä aikaa, eikä • »· ajallisesti peräkkäin kuten suljinlaseja käyttävissä järjestelmissä.

4 117810

Polarisaation tai värisuodatuksen käytöllä on kuitenkin suljinlaseihin perustuviin menetelmiin nähden selkeitä haittoja. Polarisaatioon perustuvissa menetelmissä katsojan esimerkiksi kallistaessa päätään hänen 5 käyttämiensä polarisaatiolasien suodatuskyky muuttuu. Tämä on ongelmallista käytettäessä stereokuvaa esimerkiksi virtuaaliympäristön luomiseen, jossa virtuaaliympäristössä katsojan on tarkoitus liikkua hänelle projisoitavaan stereokuvaan nähden. Sekä polarisaatio- että värisuodatusta käyttävissä järjestelmissä kuvan värien luonnollinen 10 toisto on ymmärrettävästi heikompi kuin suljinlaseihin perustuvissa järjestelmissä, joissa suljinlasien nestekidesulkimien ollessa auki värien toisto on olennaisesti neutraali. Samoin sekä polarisaatio- että värisuodattimet alentavat merkittävästi katsojan havaitseman kuvan kirkkautta, koska kuvaa nyt tyypillisesti sekä projisoidaan että tarkas-15 teilaan rajallisen transmission omaavien optisten suotimien lävitse.

Suljinlaseihin perustuvissa ja kahta projektoria käyttävissä järjestelmissä käytännön ongelmana on se, että projektorien toiminnan tulisi olla keskenään tarkoin tahdistettua. Ts. oikealle silmälle tarkoitettua kuvaa 20 esittävä projektori ei saa periaatteessa projisoida kuvaa silloin, kun toinen projektori projisoi vasemmalle silmälle tarkoitettua kuvaa. Katsojan käyttämistä nestekidesuljinlaseista tai vastaavista huolimatta, mikäli ... oikean silmän edessä olevan suljinlasin sulkimen ollessa auki vasem- man silmälle tarkoitettua kuvaa tuottava videoprojektori projisoi kuvaa 'f *. 25 tai lähettää muutoin valoa, on se nähtävissä myös oikealla silmällä, *· '· koska tässä tapauksessa kuvien koodauksessa ei tyypillisesti käytetä *:*“ esimerkiksi polarisaatiota tai värisuodatusta. Em. kuvan tai valon ei- toivottu ’’vuotaminen” ristiin toiselle silmälle heikentää luonnollisesti :**/.: stereokuvan syvyysvaikutelmaa ja kontrastia, sekä aiheuttaa kuvan 30 välkyntää.

• · .··*. Nestekidevideoprojektoreissa, joissa valolähteen lähettämä valo läpäi- *·* see nestekidematriisin, ja nestekidematriisille muodostettu kuva proji- :···* soidaan linssioptiikan avulla edelleen projektiopinnalle heijastettavaksi, 35 vaikeuttaa nestekidematriisin rajallinen toimintanopeus edellä selostet-./**· tua kuvien keskinäistä tahdistamista. Nestekidematriisi, jonka toimintaa : projektorissa voidaan verrata diakuvan tehtävään diaprojektorissa, ei myöskään pysty tuottamaan täydellistä kontrastia. Ts. vaikka neste- 5 117810 kidematriisi pyritään ohjaamaan läpinäkymättömäksi, eli toistamaan täysin mustaa kuvaa, pääsee valolähteen valosta aina joku tietty osuus nestekidematriisin lävitse ja edelleen valkokankaalle. Tämä ei-toivottu valo heikentää tuotetun stereokuvan laatua.

5

Em. seikoista johtuen, hyvälaatuisen stereokuvan tuottaminen kahta erillistä videoprojektoria ja suljinlaseihin perustuvaa tekniikkaa käyttäen vaatii käytännössä varsin korkealaatuisten ja siten varsin kalliiden videoprojektorien käyttöä. Tämä korostuu etenkin esitettäessä tieto-10 koneen avulla tuotettua stereokuvaa, jossa stereokuvan kokonais-kuvataajuus on vielä normaalista videokuvasta muodostettua stereo-kuvaa korkeampi. Tällöin kahden projektorin käytöllä stereokuvan esittämisessä tavoiteltava etu suhteessa yhden, CRT-tekniikkaan perustuvan erikoisprojektorin käyttöön nähden jää käytännössä vähäiseksi, tai 15 stereokuvan laatu jää vastaavasti merkittävästi yhdellä erikois- projektorilla saavutettavaa kuvanlaatua heikommaksi.

Nyt käsillä olevan keksinnön pääasiallisena tarkoituksena on esittää laitteisto, joka mahdollistaa korkealaatuisen stereokuvan projisoimisen 20 edullisia nestekidevideoprojektoreita käyttäen siten, että tekniikan tasosta poiketen kuvien erottaminen katsojan oikeaa ja vasenta silmää varten voidaan kuitenkin suorittaa nimenomaan suljinlaseihin perustu-. vaa tekniikkaa käyttäen.

Il *« • · • · · * · ♦ 25 Keksinnön avulla yhdessä suljinlasien käytön kanssa voidaan saavut- !***| taa polarisaatioon tai värisuodatukseen perustuviin tekniikan tason T*: järjestelmiin verrattuna selkeästi parempi kuvanlaatu, esimerkiksi * suurempi kuvan kirkkaus sekä luonnollisempi värien toisto.

• * * * · ' • « • » · 30 Keksinnön avulla vältetään tehokkaasti ja pienin kustannuksin stereo-kuvan laatua heikentävät, mm. oikealle ja vasemmalle silmälle kuvaa .··*. projisoivien projektorien keskinäisestä tahdistuksesta ja/tai riittämättö- "* mästä kontrastista suljinlasitekniikkaa käytettäessä muutoin aiheutuvat ongelmat.

O 35 .··*. Näiden tarkoitusten toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle laitteistolle .·. : on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty itsenäisen patentti vaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

6 117810

Muissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty eräitä keksinnön edullisia suoritusmuotoja.

5 Keksinnön perusajatuksena on eliminoida edellä selostettu kuvan tai valon ei-toivottu ’’vuotaminen” ristiin oikean ja vasemman silmän välillä käyttämällä sekä vasemmalle silmälle tarkoitettua kuvaa projisoivan projektorin että oikealle silmälle tarkoitettua kuvaa projisoivan projektorin molempien yhteydessä pulssimaisesti valoa tuottavia valolähteitä.

10 Keksinnön mukaisesti valolähteiden valotehon pulssitus tahdistetaan edelleen katsojan käyttämien suljinlasien toimintaan seuraavalla tavalla.

Katsojan käyttämien suljinlasien oikean silmän sulkimen ollessa auki, 15 vasemmalle silmälle tarkoitettua kuvaa projisoivan projektorin valolähteen valoteho ohjataan alas, ja vastaavasti oikealle silmälle tarkoitettua kuvaa projisoivan projektorin valolähteen valoteho ohjataan pulssimaisesti ylös. Vastaavasti suljinlasien vasemman sulkimen ollessa auki, oikealle silmälle tarkoitetun projektorin valoteho ohjataan alas 20 ja vasemman projektorin valolähteen valoteho ohjataan pulssimaisesti ylös. Tämä järjestely eliminoi tehokkaasti esimerkiksi epätäydellisestä projektorien nestekidematriisien keskinäisestä tahdistuksesta ja/tai . nestekidematriisien tuottamasta epätäydellisestä kontrastista aiheutu- *!./ van vasemmalle silmälle tarkoitetun kuvan havaitsemisen katsojan • · · y ' 25 oikealla silmällä ja päinvastoin. Ts. ohjaamalla yksittäisen projektorin valolähteen valoteho hetkellisesti halutulla ajanhetkellä alas, estetään *:*“ myös tehokkaasti ko. projektorin projisoiman kuvan eteneminen katso- ”"· jän havaittavaksi.

• · · : • · ··* 30 Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa nestekideprojektorien valo- lähteenä käytetään välähdysputkia tai -lamppuja, joilla saavutetaan .···. suuri hetkellinen kirkkaus edullisin kustannuksin sekä vähäisellä " sähkönkulutuksella.

♦ • · · ♦ · · • · · • ·· ' !...: 35 Seuraava esimerkkien avulla suoritettava keksinnön yksityiskohtai- .·*·*. sempi selitys havainnollistaa alan ammattimiehelle edelleen selvemmin keksinnön edullisia suoritusmuotoja sekä keksinnöllä tunnettuun teknii- • ·· kan tasoon nähden saavutettavia etuja.

7 117810

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 5 kuva 1 esittää periaatteellisesti stereokuvan projisoinnin tekniikan tason mukaisesti kahta jatkuvatoimista valolähdettä käyttävän nestekidevideoprojektorin avulla, kuva 2 esittää periaatteellisesti tekniikan tason mukaisen, jatkuvatoi- 10 miseen valolähteeseen perustuvan nestekidevideoprojektorin oleellisia komponentteja, kuva 3 esittää periaatteellisesti stereokuvan projisoinnin keksinnön mukaisesti kahta passitettavalla valolähteellä varustettua 15 nestekidevideoprojektoria käyttäen,

kuva 4 esittää erään keksinnön mukaisen passitettavaan valolähteeseen perustuvan nestekidevideoprojektorin oleelliset I

komponentit, ja 20 kuva 5 havainnollistaa keksinnön mukaista menetelmää sovellettuna useammalle katsojalle yksilöllisesti tuotettavan stereokuvan projisoinnissa.

• · * · • · * * • · 25 Kuvassa 1 on esitetty stereokuvan projisointi siten kuin se peri- .·. : aatteellisesti tekniikan tason mukaisesti kahta erillistä nestekide- * · · videoprojektoria P sekä suljinlaseja G käyttäen tapahtuisi. Tavan- • · * omaisia ja kohtuuhintaisia nestekidevideoprojektoreja käytettäessä käytännössä saavutettava stereokuvan laatu on kuitenkin kuvan 1 mu- • * *···’ 30 kaisessa tilanteessa nestekidematriisien epäideaalisuuksista johtuen heikko.

·#·*· • · O Stereovideosignaalista SS erotetaan oikealla ja vasemmalle silmälle

. tarkoitetut kuvasignaalit SR ja SL kahdelle erilliselle videoprojektorille R

.·’··. 35 ja L. Tämä voi tapahtua dekooderia C käyttäen, jollaisia dekoodereita * · on kaupallisesti saatavilla ja jollaisen toimintaa on kuvattu esimerkiksi ··♦ patenttijulkaisussa WO 00/55687. Oikea videoprojektori R ja vasen '.*·: videoprojektori L projisoivat kuvaa IM valkokankaalle tai muulle 8 117810 projektiopinnalle S siten, että katsojan H oikealle ja vasemmalle silmälle tarkoitettuja kuvia projisoidaan ajallisesti peräkkäin. Näiden ajallisesti peräkkäisten kuvien ohjaamiseksi oikealla tavalla havaittaviksi katsojan H oikealla ja vasemmalla silmällä, katsoja käyttää suljinlaseja G, joiden 5 suljinlasien G toiminta on ajastettu signaalin SG avulla mainittujen peräkkäisten kuvien esitykseen. Signaali SG muodostetaan edullisesti dekooderissa C.

Suljinlasien G vasemman silmän edessä oleva suljin L’ on suljettu proji-10 soitaessa oikealle silmälle tarkoitettua kuvaa projektorin R avulla, ja vastaavasti oikean silmän edessä oleva suljin R’ on suljettu projisoitaessa vasemmalle silmälle tarkoitettua kuvaa projektorin L avulla.

Suljinlasien G toiminta on tekniikan tasosta sinänsä hyvin tunnettua ja perustuu tyypillisesti nestekidesulkimien käyttöön.

15

Kuva 2 havainnollistaa periaatteellisesti tekniikan tason mukaisen, jatkuvatoimiseen valolähteeseen perustuvan nestekidevideoprojektorin P oleellisia komponentteja ja toimintaperiaatetta. ; 20 Nestekidevideoprojektorissa P jatkuvatoimisen valolähteen F säteilemä valo ohjataan edullisesti heijastinta P apuna käyttäen nestekide-matriisin LC ja linssioptiikan LO lävitse heijastumaan kuvan 1 mukaisesti edelleen projektiopinnalle P. Nestekidematriisia LC, jonka toimintaa projektorissa voidaan verrata diakuvan tehtävään dia- • * 25 projektorissa, ohjataan sähköisesti elektroniikan E avulla tuottamaan haluttu kuva projektorille syötettävästä videosignaalista SR tai SL.

Stereokuvan aikaan saamiseksi käytetään kuvan 1 mukaisesti kahta • · ' erillistä nestekidevideoprojektoria P (merkitty kuvassa 1 L ja R), joille toiselle syötetään videosignaalia SR ja toiselle videosignaalia SL.

30

Tekniikan tason mukaisessa nestekidevideoprojektorissa P valolähde F

on jatkuvatoiminen lamppu ja projektorin projisoimaan valoon vaikutetaan siten olennaisesti ainoastaan nestekidematriisin LC trans- . missiota videosignaalin SR,SL mukaisesti ohjaamalla. Nestekide- ,:».35 matriisi LC ei kuitenkaan pysty tuottamaan täydellistä kontrastia, eli • ·

tarvittaessa täysin ’’mustaa” kuvaa. Ts. vaikka nestekidematriisi LC

• · · ohjataan periaatteessa toistamaan täysin mustaa kuvaa, pääsee valo- • · *·.*·: lähteen F valosta aina joku tietty osuus nestekidematriisin LC lävitse ja 9 117810 edelleen projektiopinnalle P katsojan havaittavaksi. Nestekidematriisien LC rajallinen toimintanopeus vaikeuttaa myös osaltaan eri projektoreilla R,L erikseen katsojan oikeaa ja vasenta silmää varten projisoitavien kuvien keskinäistä tahdistamista. Tekniikan tason mukaisissa ratkai-5 suissa kuvanlaatua heikentävänä ongelmana on siten kuvan tai valon ei-toivottu ’’vuotaminen” ristiin katsojan oikean ja vasemman silmän välillä. Tämä heikentää luonnollisesti merkittävästi stereokuvan syvyys-vaikutelmaa ja kontrastia, sekä aiheuttaa kuvan välkyntää.

10 Kuva 3 esittää periaatteellisesti stereokuvan projisoinnin kahta nestekidevideoprojektoria Pl käyttäen, jotka projektorit on keksinnön mukaisesti varustettu valoa pulssimaisesti tuottavilla valolähteillä FP. Projektorien R,L valolähteiden FP ohjauksessa tarvittavat signaalit CR,CL saadaan esimerkiksi dekooderilta C, joka dekooderi muodostaa 15 myös katsojan suljinlasien G ohjauksessa tarvittavan signaalin SG. Keksinnön mukaisesti katsojan H havaitseman stereokuvan laatua heikentävä valon "vuotaminen” ristiin katsojan oikean ja vasemman silmän välillä estetään nyt ajastamalla signaalit CR,CL,SG keskenään seuraavassa kuvatulla tavalla sekä sopivasti yhteen videosignaalien 20 SL,SR kanssa.

Kuvassa 3 katsojan H käyttämien suljinlasien G oikean silmän sulki-men R’ ollessa auki, vasemmalle silmälle tarkoitettua kuvaa projisoivan projektorin L valolähteen FP valoteho ohjataan alas, ja vastaavasti 25 oikealle silmälle tarkoitettua kuvaa projisoivan projektorin R valolähteen FP valoteho ohjataan pulssimaisesti ylös. Vastaavasti suljinlasien vasemman sulkimen L’ollessa auki, oikealle silmälle tarkoitetun projek- » · torin R valolähteen FP valoteho ohjataan alas ja vasemman projektorin L valolähteen FP valoteho ohjataan pulssimaisesti ylös. Tämä järjestely m * ···* 30 estää projektorien Pl nestekidematriisien LC epätäydellisestä keskinäisestä tahdistuksesta ja/tai nestekidematriisien LC tuottamasta epä-täydellisestä kontrastista huolimatta tehokkaasti vasemmalle silmälle • * · tarkoitetun kuvan havaitsemisen katsojan oikealla silmällä ja päin- . .·. vastoin.

• · * "».35 • * *·' Kuvassa 4 on esitetty yksityiskohtaisemmin erään keksinnön mukaista passitettavaa valolähdettä FP käyttävän nestekidevideoprojektorin Pl oleelliset komponentit ja toiminnot. Oleellisena erona kuvassa 2 10 117810 esitettyyn tekniikan mukaiseen nestekidevideoprojektoriin P on valolähteen FP ohjaus signaalin CR tai CL mukaisesti. Signaali CR (tai CL) ohjaa valolähdettä FP syöttävää teholähdettä PO siten, että valolähde FP emittoi valoa silloin kun katsojan käyttämien suljinlasien G vastaava 5 suljin R’ (tai L’) on auki, ja nestekidematriisi LC on ohjattu videosignaalin SR (tai SL) avulla kuvan projisointia varten valmiiksi.

Keksintö helpottaa siis merkittävästi oikean R ja vasemman L projektorin nestekidematriisien LC keskinäiselle tahdistukselle asetet-10 tavia vaatimuksia. Keksinnön mukaista valolähteen ohjausta käytettäessä kuvien ’’päivittäminen” nestekidematriisille LC voi tapahtua periaatteessa vapaasti milloin tahansa sillä aikavälillä, joka jää ko. projektorin Pl valolähteen FP kahden peräkkäisen välähdyksen väliin. Periaatteessa projektorien R ja L nestekidematriisit LC voivat siten olla 15 järjestettyjä projisoimaan kuvaa myös jatkuvasti ilman kuvien vaihtumisen yhteydessä muutoin tarvittavia pimeitä jaksoja.

Valolähteenä FP voidaan käyttää salamavalotyyppistä välähdysputkea tai -lamppua, joka pystyy tuottamaan hetkellisesti hyvin suuren valo-20 tehon. Välähdysputki tai -lamppu voi olla tyyppiä, jossa lampun elektrodien väliin synnytetään hetkellisiä valokaaripurkauksia korkea-jännitepulssilla, ja pulssien välillä lampussa ei vastaavasti kulje virtaa. Valolähteenä FP voidaan käyttää myös purkauslamppua, jossa lampun elektrodien välillä kulkee jatkuvasti herätevirta, ts. lampussa yllä-25 pidetään jatkuvasti heikkoa purkausta, ja varsinainen valotehoa tuot-: tava purkaus saadaan aikaan nostamalla hetkellisesti lampulle syötet- tävää virtaa. Jälkimmäisen lampputyypin etuna on se, että herätteen ' ansioista lampun syttymisviive säilyy vähäisenä ja vakiona, jolloin varsinaisten valotehoa tuottavien välähdysten ajoitus saadaan tarkem- '···' 30 maksi.

Keksintö ei kuitenkaan ole rajoittunut vain edellä mainittuihin valo- lähteisiin, vaan valolähteenä voidaan käyttää mitä tahansa alan . *.·. ammattimiehelle sinänsä ilmeistä valolähdetyyppiä, jonka tuottamaa ."’.35 valotehoa voidaan sähköisesti ohjata riittävän nopeasti syttyvien ja • · “* sammuvien valopulssien aikaansaamiseksi.

··· • · * · ··» • · ♦ · · 11 117810

Keksinnön eräänä merkittävänä etuna stereokuvan laadun paranemisen lisäksi on myös se, että tuotettaessa kuvan projisointiin tarvittava valoteho peräkkäisinä välähdyksinä jää valolähteen FP kuluttama keskimääräinen teho korkeasta hetkellisestä valotehosta huoli-5 matta suhteellisen alhaiseksi. Tämä mahdollistaa pienikokoisten ja kompaktien teholähteiden PO käytön valolähteiden FP syöttämiseksi, sekä pienentää sekä teholähteen että itse valolähteen tuottamaa hukkalämpöä. Samalla projektorin Pl, ja erityisesti nestekidematriisin LC kokema lämpökuorma pienenee, joka vähentää jäähdytystarvetta.

10

Kuvissa 1 ja 3 esitetystä poiketen on selvää, että oikealle R ja vasemmalle projektorille L tarkoitetut erilliset videosignaalit SR ja SL voidaan muodostaa myös muulla tavoin kuin dekoodaamalle ne erilleen stereovideosignaalista SS. Videosignaalit SR,SL voidaan 15 muodostaa suoraan esimerkiksi tietokoneen avulla muokkaamalla normaalia liikkuvaa tai liikkumatonta kuvaa erilaisin sinänsä tunnetuin kuvankäsittelyn keinoin. Videosignaalit SR,SL voidaan muodostaa myös kokonaan alusta saakka tietokoneen avulla esimerkiksi puhtaina tietokoneanimaatioina. Tällaista tietokoneen tuottamaa stereokuvaa 20 voidaan käyttää esimerkiksi tietokonepeleissä tai erilaisten virtuaaliympäristöjen ja -tilojen luomisessa. Keksinnön kannalta ei ole siten oleellista miten stereokuvan projisoimiseksi tarvittavat, erikseen oikealle ja vasemmalle silmälle tarkoitetut videosignaalit SR ja SL on aikaan-saatu. Keksinnön kannalta videosignaalien SR,SL ei välttämättä ole 25 tarpeen missään vaiheessa olla yhdistettyinä yhdeksi stereovideo-.·, ; signaaliksi SS. Videosignaalien SR,SL kuvataajuus voi vaihdella kulloi- • · φ senkin sovelluksen mukaan ja olla siten normaalissa TV-käytössä : . sovellettuja kuvataajuuksia (25 tai 30 kuvaa/s) suurempi tai pienempi.

* * • · · :··** 30 Suljinlasien G ohjaamisessa tarvittava signaali SG ja projektorien Pl ohjaamisessa tarvittavat signaalit SL,SR voidaan alan ammattimiehelle sinänsä ilmeisillä tavoilla muodostaa videosignaaleista SR,SL tai ***'/ mainittujen videosignaalien muodostamisen yhteydessä.

• · · I · · /.'*..35 Nykyisin on kaupallisesti saatavilla PC-tietokoneeseen liitettäviä näytönohjauskortteja tai vastaavia, jotka sisältävät useampia erillisiä • · videoulostuloja. Mainitut videoulostulot voidaan ohjelmoida tuottamaan :*v; keskenään erilaista kuvaa, joita sopivasti muodostettuja kuvia voidaan 12 edelleen käyttää stereokuvan aikaan saamiseksi. Tällaisia näytönohjauskortteja on mahdollistaa käyttää normaalien videoprojektorien ohjaamiseen, ja edelleen yhdessä keksinnön mukaisen ratkaisun kanssa korkealaatuisen stereokuvan tuottamiseen erilaisia 5 käyttötarkoituksia varten.

Keksintö ei ole rajoittunut ainoastaan yhdelle katsojalle tarkoitetun stereokuvan tuottamiseen. Kuva 5 havainnollistaa keksinnön mukaista menetelmää sovellettuna useammalle katsojalle yksilöllisesti tuotetta-10 van stereokuvan projisoinnissa.

Kuvassa 5 videoprojektorit A ja B tuottavat katsojalle H tarkoitettua stereokuvaa. Videoprojektorien A ja B valolähteiden FA ja FB valotehon ohjaus on keksinnön mukaisesti tahdistettu katsojan H 15 käyttämien suljinlasien G sulkimien A’,B’ toimintaan. Videoprojektorit C ja D tuottavat vastaavalle tavalla toiselle katsojalle H’ tarkoitettua stereokuvaa. Videoprojektorien C ja D valolähteiden FC ja FD valotehon ohjaus on keksinnön mukaisesti vastaavasti tahdistettu katsojan H’ käyttämien suljinlasien G’ sulkimien C’,D’ toimintaan. Valolähteiden 20 FA,FB,FC,FD ohjaus ja suljinlasien sulkimien A\B’,C\D’ toiminta on keskinäisesti tahdistettu toisiinsa ja luonnollisesti lisäksi myös projekto-reiden A,B,C,D muuhun (nestekidematriisien LC) toimintaan oheisen taulukon 1 mukaisesti: • * ·1 ·· -- ·1"· rivi FA FB FC FD A’ B’ C1 D' * 1 . M , __ , —----- - : 1. valaisee ei ei ei auki kiinni kiinni kiinni • · · valaise valaise valaise • 1 41##. 2. ei valaisee ei ei kiinni auki kiinni kiinni • · ... valaise valaise valaise : : - ---- “ ··· 3. ei ei valaisee ei kiinni kiinni auki kiinni valaise valaise valaise • " -—-— -..... — — * 4. ei ei ei valaisee kiinni kiinni kiinni auki ·· _ valaise valaise valaise _____ . ‘.1.25 • · · .1··. Taulukko 1. Valolähteiden tahdistus kuvassa 5.

• · • · · : ' · · .· · *·· ••f.

• · * « · • ·· • · 13 117810

Taulukon 1 mukaista tahdistusta käyttäen katsojille H ja H’ voidaan esittää kummallekin oma stereokuvansa, joka stereokuva voi esimerkiksi huomioida katsojien H,H’ keskenään erilaisen sijainnin suhteessa projektiopintaan S, jolloin katsoja H ja H’ näkevät kohteen 5 IM eri kulmista.

Käytettäessä stereokuvan projisointia esimerkiksi virtuaalitilan luomiseen, on keksinnön mukaista menetelmää käyttäen mahdollista esittää kullekin katsojalle erilaista korkealaatuista stereokuvaa, joka stereo-10 kuva voi esittää esimerkiksi samaa kohdetta/näkymää, mutta jossa on huomioitu katsojien eri asema suhteessa heille projisoituun kuvaan/kohteeseen. On luonnollisesti selvää, että stereokuvaa tuottavan järjestelmän tulee tällöin tietää katsojien H,H’ asema suhteessa projektiopintaan S.

15

Taulukossa 1 esitettyä tahdistusta voidaan tarvittaessa muuttaa myös siten, että taulukkoa voidaan käydä riveittäin läpi myös muussa ?- järjestyksessä kuin järjestyksessä 1,2,3 ja 4. Tahdistus voidaan suorittaa esimerkiksi rivijärjestyksessä 1,3,2,4 tai 1,4,2,3. Tällä menetelmällä 20 on mahdollista vähentää yksittäisen katsoja H tai H’ kokemaa kuvan välkyntää.

On selvää, että keksinnön edellä esitettyjä eri suoritusmuotoja yhdistelemällä voidaan aikaansaada erilaisia keksinnön suoritus- 25 muotoja, jotka ovat sinällään keksinnön hengen mukaisia. Tämän .·. : vuoksi edellä esitettyjä esimerkkejä ei tule tulkita keksintöä rajoittavasti, ' ! vaan keksinnön suoritusmuodot voivat vapaasti vaihdella jäljempänä '* *. patenttivaatimuksissa esitettyjen keksinnöllisten piirteiden puitteissa.

• « · · · • · · 30 On luonnollisesti selvää, että vaikka edellä esitetyissä esimerkeissä katsoja H,H’ on sijoittunut stereo- tai monikanavakuvan projisoinnissa * ***** käytettävien projektorien suhteen eri puolelle projektiopintaa S, on *’*: käytännössä tavanomaista, että sekä projektorilaitteistot että katsojat , *·. sijoittuvat projektiopintaan S nähden sen samalle puolelle. Perinteisen :::35 valkokankaan sijaan kuvaa voidaan projisoida myös muille tarkoituk- *··.** seen sopiville kiinteille tai ei-kiinteille pinnoille.

··· • · · ··· * • · · « ·♦ • · 14 117810

Katsojan käyttämien suljinlasien G tahdistus on edullista toteuttaa tekniikan tasosta sinänsä tunnettuja langattomia tiedonsiirtotapoja, kuten esimerkiksi radiotaajuus- tai infrapunalinkkejä käyttäen, jolloin katsojan liikkumista ei rajoita suljinlaseihin G muutoin yhdistettävä 5 johdotustms.

Yhteenvetona voidaan todeta, että keksintö mahdollistaa korkealaatuisen stereo- tai monikanavakuvan projisoimisen kahta tai useampaa erillistä normaalilla kuvataajuudella toimivaa ja sinänsä 10 hinnaltaan edullista nestekidevideoprojektoria ja suljinlaseja käyttäen. Vastaavan kuvanlaadun aikaansaaminen tekniikan tason mukaisesti vaatii käytännössä hinnaltaan merkittävästi kalliimman CRT-tekniikkaan perustuvan erikoisstereokuvaprojektorin käyttöä.

15 * « • · * · 1 · • 1 a a a • 1 1 f · 1 ·1,· a ··**· • 1 ··«·1 1 ··« ...

♦ · • · • 1 1 ·····' • · ...

a · · • 1 * aa1 * • · · • · · ··1 * a · * · a · • · · a ··· • 1 • 1 a 1 a a 1 • 1 · aa1 ...

·

Claims (4)

15 117810

1. Laitteisto liikkuvan tai liikkumattoman stereo- tai monikanavakuvan (IM) projisoimiseksi, joka laitteisto käsittää ainakin ensimmäisen (R) ja 5 ainakin toisen (L) videoprojektorin tai vastaavia katsojan (H) oikealle ja vasemmalle silmälle tarkoitettujen kuvien projisoimiseksi ajallisesti vuorotellen ja katsojan käyttämien suljinlasien (G) tai vastaavien toimintaan tahdistetusti, tunnettu siitä, että mainitut videoprojektorit ovat nestekidevideoprojektoreita (Pl), joissa nestekidevideoprojektoreissa 10 (Pl) kuvaa muodostavan nestekidematriisin (LC) valaiseva ja siten kuvaa projisoiva valolähde on valoa pulssimaisesti tuottava valolähde (FP), jonka valolähteen (FP) valotehon pulssitus on järjestetty tapahtuvaksi kuvien esitykseen tahdistetusti siten, että — katsojan (H) käyttämien suljinlasien (G) tai vastaavien oikealle 15 silmälle tarkoitetun sulkimen (R1) ollessa auki, vasemmalle silmälle tarkoitettua kuvaa projisoivan ainakin toisen projektorin (L) valolähteen (FP) valoteho ohjataan alas ja oikealle silmälle tarkoitettua kuvaa projisoivan ainakin ensimmäisen projektorin (R) valolähteen (FP) valoteho ohjataan pulssimaisesti ylös, ja vastaavasti 20 — katsojan (H) käyttämien suljinlasien (G) tai vastaavien vasemmalle silmälle tarkoitetun sulkimen (L’) ollessa auki, oikealle silmälle tarkoitettua kuvaa projisoivan ainakin ensimmäisen projektorin (R) valolähteen (FP) valoteho ohjataan alas ja vasemmalle silmälle tarkoitettua kuvaa projisoivan ainakin toisen projektorin (L) valo- • * 25 lähteen (FP) valoteho ohjataan pulssimaisesti ylös. • ·

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että '' t. nestekidevideoprojektoreissa (Pl) käytettävät valolähteet (FP) ovat sähköpurkaukseen perustuvia välähdysputkia tai-lamppuja. :-:30

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että valolähteet (FP) ovat sähköpurkaukseen perustuvia välähdysputkia tai O -lamppuja, joissa lampun elektrodien välillä kulkee jatkuva herätevirta . *.·, ja varsinainen valotehoa tuottava purkaus saadaan aikaan nostamalla » · * ."»35 lampulle syötettävää virtaa hetkellisesti. 5 * * * * . • · ·

4. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, :*.*·: tunnettu siitä, että laitteisto on järjestetty esittämään stereokuvaa 16 117810 kahdelle tai useammalle katsojalle (H,H’) siten, että kullekin katsojalle esitetään tarvittaessa erilaista kuvaa. • 1 • · I1 f· « · ··· I » I • 1 · · » I ( • 1 1 • · • · * • · a · · * » • · a 1 a . · • a a a · • • · # a a aa· • a 1 a 1 a a a a ·♦·· aa- ... a 1 a a • f1 • · a · • aa a a a · · »aa a · 117810