特許 CNB - 提供用于多维成像的图像的照相机和多维成像系统 -
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(4) , 提供用于多维成像的图像的照相机和多维成像系统CN
B 公开了一种照相机，其提供用于多维成像的图像。在一个实施例中，照相机包括可操作来获取画面的透镜图像的图像采集透镜，可操作来为透镜图像提供不同的聚焦选项的多个光学模块，可操作来将透镜图像的至少一部分传输至多个光学模块的传输模块，以及可操作来从多个光学模块捕获从传输模块分程传输的多个不同形式的透镜图像的捕获装置。在另一个实施例中，提供了一种多维成像系统，其包括例如上面所述的照相机，还包括可操作来接收和显示多个不同形式的计算装置，以及可操作来接收与不同形式有关的数据和在分离的显示器上显示不同形式的数据管理模块。
1. 一种提供用于多维成像的图像的照相机，所述照相机包括： 图像采集透镜，其可操作来获取画面的透镜图像；传输模块，其可操作来在多个方向上将所述透镜图像同时传输至多个光学模块；以及 多个捕获装置，其可操作来从所述多个光学模块捕获多个不同形式的所述透镜图像， 其中，不同的聚焦效果强加和传送至每个不同形式的所述透镜图像。
2.如权利要求1所述的照相机，进一步包括可操作来分割所述透镜图像的分光装置。
3.如权利要求1所述的照相机，其中所述传输模块包括传输所述透镜图像的分散器。
4.如权利要求3所述的照相机，其中所述分散器包括至少一个反射镜。
5.如权利要求3所述的照相机，其中所述分散器连续地传输所述透镜图像。
6.如权利要求3所述的照相机，其中所述分散器间断地传输所述透镜图像。
7.如权利要求1所述的照相机，进一步包括可操作来不同地捕获所述画面的聚焦图像 形式的多个透镜。
8.如权利要求1所述的照相机，其中所述透镜图像的所述不同形式中的至少一个被捕 获为数字图像数据。
9.如权利要求1所述的照相机，其中所述透镜图像的所述不同形式中的至少一个被传 输并且记录在胶片乳剂上。
10.如权利要求1所述的照相机，其中所述透镜图像的所述不同形式以不同的帧频记录。
11.如权利要求1所述的照相机，其中所述透镜图像的所述不同形式中的至少一个被 捕获为关键帧，以提供信息来影响与所述关键帧相应的多个最终图像的特征。
12.如权利要求1所述的照相机，其中所述透镜图像的所述不同形式为摄影效果提供 数据。
13.如权利要求12所述的照相机，其中所述摄影效果包括具有多个焦点特征的单个画
14.如权利要求13所述的照相机，其中所述多个焦点包括在所述不同形式中的前景画 面焦点和背景画面焦点。
15.如权利要求1所述的照相机，进一步包括时间编码记录模块以在生成后处理中区 分所述不同形式的帧。
16.如权利要求15所述的照相机，其中所述时间编码记录模块用磁性或数字介质来格 式化。
17. 一种多维成像系统，所述系统包括：图像采集透镜，其可操作来获取画面的透镜图像；传输模块，其可操作来在多个方向上将所述透镜图像同时传输至多个光学模块； 多个捕获装置，其可操作来从所述多个光学模块捕获多个不同形式的所述透镜图像， 其中，不同的聚焦效果强加和传送至每个不同形式的所述透镜图像； 计算装置，其可操作来接收所述多个不同形式的所述透镜图像；以及 数据管理模块，其可操作来根据与所述不同形式的所述透镜图像有关的数据产生多个 看得见的图像和在分离的显示器上显示所述多个看得见的图像。
18.如权利要求17所述的多维成像系统，其中所述数据管理模块可进一步操作来从所述多个不同形式的所述透镜图像中提取清晰聚焦的元素和未聚焦的图像元素。
19.如权利要求17所述的多维成像系统，其中所述多个不同形式的所述透镜图像以不 同的帧频记录。
20.如权利要求17所述的多维成像系统，其中所述数据管理模块通过改变与所述多个 不同形式的所述透镜图像有关的数据来产生所述多个看得见的图像。
21.如权利要求20所述的多维成像系统，其中所述数据管理模块当被比另一不同形式 的所述透镜图像更高的帧速率捕获的不同形式的所述透镜图像通知时，通过改变与所述多 个不同形式的所述透镜图像有关的数据来产生所述多个看得见的图像。
22.如权利要求17所述的多维成像系统，进一步包括可操作来显示所述多个看得见的 图像的显示模块，其中所述多个看得见的图像显示在离预期观众的不同距离处。
23.如权利要求22所述的多维成像系统，其中在所述显示模块的前景图像形式显示器 内提供光传输。
24.如权利要求23所述的多维成像系统，其中所述光传输使第二幅图像能够被同时观看到。
25.如权利要求23所述的多维成像系统，其中光连续地或间断地传输。
26.如权利要求22所述的多维成像系统，进一步包括可操作来改变所述多个看得见的 图像的不透明度的不透明模块。
27.如权利要求沈所述的多维成像系统，其中所述不透明模块改变所述多个看得见的 图像的不透明度，所述多个看得见的图像显示在所述显示模块的前景图像形式显示器上。
28.如权利要求27所述的多维成像系统，其中所述不透明模块间断地反射所投影的图像。
29.如权利要求17所述的多维成像系统，进一步包括直接观看模块，其包括至少一个 监视器，所述监视器间断地提供所述多个看得见的图像之中的一图像并且间断地允许穿过 所提供的图像的光传输。
30.如权利要求17所述的多维成像系统，进一步包括投射所述多个看得见的图像之中 的一图像的投影仪和反射屏，其中所述反射屏至少提供相对于观众的间断式传输。
31.如权利要求30所述的多维成像系统，其中所述投影仪与提供间断式传输的光的反 射屏同步工作。
32.如权利要求31所述的多维成像系统，其中所述多个看得见的图像的第一幅图像由 直接观看装置显示，并且进一步地，其中所述多个看得见的图像的第二幅图像从比所述第 一幅图像更远的距离处显示。
33.如权利要求32所述的多维成像系统，其中所述直接观看装置为监视器或背投影仪。
34.如权利要求32所述的多维成像系统，其中所述多个看得见的图像的所述第二幅图 像由借助于所述光传输穿过所述多个看得见的图像的所述第一幅图像的投影来提供。
35.如权利要求17所述的多维成像系统，其中在生胶片支撑乳剂的相对侧上记录所述 多个不同形式的所述透镜图像。
36.如权利要求17所述的多维成像系统，其中在赛璐珞的相对侧上记录所述多个不同 形式的所述透镜图像。
37.如权利要求17所述的多维成像系统，其中在乳剂密封装置的相对侧上记录所述多 个不同形式的所述透镜图像。
38. 一种多维成像系统，所述系统包括：图像采集透镜，其可操作来获取画面的透镜图像；传输模块，其可操作来在多个方向上将所述透镜图像同时传输至多个光学模块； 多个捕获装置，其可操作来从所述多个光学模块捕获多个不同形式的所述透镜图像， 其中，不同的聚焦效果强加和传送至每个不同形式的所述透镜图像； 计算装置，其可操作来接收所述多个不同形式的所述透镜图像；以及 数据管理模块，其可操作从所述多个不同形式的所述透镜图像产生最终图像，以在多 个显示器上一前一后地观看。
提供用于多维成像的图像的照相机和多维成像系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请基于并且要求于日提交的标题为“METHOD AND SYSTEM FOR CAPTURING AND DISPLAYING A VISUAL IN MULTIPLE LAYERS, BASED ON DIFFERENT FOCUSING PRIORITIES”的序列号为60/686，883的美图临时专利申请，于日提 交的标题为“SYSTEM，METHOD AND APPARATUS FOR CAPTURING AND SCREENING TWO OR MORE DIFFERENTLY FOCUSED VERSIONS OF THE SAME LENS IMAGE, AND. OR SAME VISUAL SCENE” 的序列号为60/688，454的美图临时专利申请，于日提交的标题为“METHOD， SYSTEM AND APPARATUS FOR EXPOSING IMAGES ON BOTH SIDES OF CELLOID OR OTHER PHOTO SENSITIVE BEARING MATERIAL”的序列号为60/692，502的美图临时专利申请，于2005年 6 月 21 日提交的标题为 “METHOD, SYSTEM AND APPARATUS FOR PROVIDING EXPANDABLE OR ELASTIC PHOTOGRAPHIC FILM TO INCREASE IMAGE QUALITY” 的序列号为 60/692，501 的 美图临时专利申请，于日提交的标题为“FILM SHEATH ASSEMBLY SYSTEM, METHOD AND APPARATUS FOR USE IN DIGITAL FILM SBIULATION”的序列号为60/693，Oil 的 美图临时专利申请，于日提交的标题为“METHOD,SYSTEM AND APPARATUS FOR CAPTURING VISUALS AND/OR VISUAL DATA AND SPECIAL DEPTH DATA RELATING TO OBJECTS AND/OR IMAGE ZONES WITHIN SAID VISUALS HMULTANEOUSLY”的序列号为 60/696，8 3/4
的美 图临时专利申请，于日提交的标题为“METHOD，SYSTEM AND APPARATUS FOR INCREASING QUALITY OF FILM CAPTURE” 的序列
[0003] 技术领域
[0004] 本发明涉及图像捕获和放映，尤其涉及多维图像的捕获和放映。
[0005] 背景技术
[0006] 随着电影和电视技术的融合，使得家庭观众能够享受到许多曾经专属于电影院的 技术益处，最初对在影院内额外的体验效果的需求增加了。家庭收看的分辨率、选择权、声 音和其他方面被改善和扩展，同时还具有由计算机和互联网选择方案带来的媒介的观看选 项和品质。迟早，影院体验的任何益处都将被全部最小化到潜在地威胁观看场所和产业的 程度。
[0007] 当前，在现有技术中不存在提供美学上优良的多维画面的系统或方法，而观众不 需要特殊的眼镜等。
[0008] 发明内容
[0009] 本发明的目的是根据关于图像捕获和放映的数字领域中所产生的可能性来提供 多维画面，而观众不需要特殊的眼镜或对此目的的类似方法。
[0010] 在一个实施例中，本发明包括一种提供用于多维成像的图像的照相机，所述照相 机包括：图像采集透镜，其可操作来获取画面的透镜图像；传输模块，其可操作来在多个方 向上将所述透镜图像同时传输至多个光学模块；以及多个捕获装置，其可操作来从所述多 个光学模块捕获多个不同形式（version)的所述透镜图像，其中，不同的聚焦效果强加和 传送至每个不同形式的所述透镜图像。[0011] 优选地，所述照相机进一步包括可操作来分割所述透镜图像的分光装置。
[0012] 优选地，所述传输模块包括传输所述透镜图像的分散器。
[0013] 优选地，所述分散器包括至少一个反射镜。
[0014] 优选地，所述分散器连续地传输所述透镜图像。
[0015] 优选地，所述分散器间断地传输所述透镜图像。
[0016] 优选地，所述照相机进一步包括可操作来不同地捕获所述画面的聚焦图像形式的 多个透镜。
[0017] 优选地，所述透镜图像的所述不同形式中的至少一个被捕获为数字图像数据。
[0018] 优选地，所述透镜图像的所述不同形式中的至少一个被传输并且记录在胶片乳剂上。
[0019] 优选地，所述透镜图像的所述不同形式以不同的帧频记录。
[0020] 优选地，所述透镜图像的所述不同形式中的至少一个被捕获为关键帧，以提供信 息来影响与所述关键帧相应的多个最终图像的特征。
[0021] 优选地，所述透镜图像的所述不同形式为摄影效果提供数据。
[0022] 优选地，所述摄影效果包括具有多个焦点特征的单个画面。
[0023] 优选地，所述多个焦点包括在所述不同形式中的前景画面焦点和背景画面焦点。
[0024] 优选地，所述照相机进一步包括时间编码记录模块以在生成后处理中区分所述不 同形式的帧。
[0025] 优选地，所述时间编码记录模块用磁性或数字介质来格式化。
[0026] 在另一个实施例中，提供了一种多维成像系统，所述系统包括：图像采集透镜，其 可操作来获取画面的透镜图像；传输模块，其可操作来在多个方向上将所述透镜图像同时 传输至多个光学模块；多个捕获装置，其可操作来从所述多个光学模块捕获多个不同形式 的所述透镜图像，其中，不同的聚焦效果强加和传送至每个不同形式的所述透镜图像；计算 装置，其可操作来接收所述多个不同形式的所述透镜图像；以及数据管理模块，其可操作来 根据与所述不同形式的所述透镜图像有关的数据产生多个看得见的图像和在分离的显示 器上显示所述多个看得见的图像。
[0027] 优选地，所述数据管理模块可进一步操作来从所述多个不同形式的所述透镜图像 中提取清晰聚焦的元素和未聚焦的图像元素。
[0028] 优选地，所述多个不同形式的所述透镜图像以不同的帧频记录。
[0029] 优选地，所述数据管理模块通过改变与所述多个不同形式的所述透镜图像有关的 数据来产生所述多个看得见的图像。
[0030] 优选地，所述数据管理模块当被比另一不同形式的所述透镜图像更高的帧速率捕 获的不同形式的所述透镜图像通知时，通过改变与所述多个不同形式的所述透镜图像有关 的数据来产生所述多个看得见的图像。
[0031] 优选地，所述多维成像系统进一步包括可操作来显示所述多个看得见的图像的显 示模块，其中所述多个看得见的图像显示在离预期观众的不同距离处。
[0032] 优选地，在所述显示模块的前景图像形式显示器内提供光传输。
[0033] 优选地，所述光传输使第二幅图像能够被同时观看到。
[0034] 优选地，光连续地或间断地传输。[0035] 优选地，所述多维成像系统进一步包括可操作来改变所述多个看得见的图像的不 透明度的不透明模块。
[0036] 优选地，所述不透明模块改变所述多个看得见的图像的不透明度，所述多个看得 见的图像显示在所述显示模块的前景图像形式显示器上。
[0037] 优选地，所述不透明模块间断地反射所投影的图像。
[0038] 优选地，所述多维成像系统进一步包括直接观看模块，其包括至少一个监视器，所 述监视器间断地提供所述多个看得见的图像之中的一图像并且间断地允许穿过所提供的 图像的光传输。
[0039] 优选地，所述多维成像系统进一步包括投射所述多个看得见的图像之中的一图像 的投影仪和反射屏，其中所述反射屏至少提供相对于观众的间断式传输。
[0040] 优选地，所述投影仪与提供间断式传输的光的反射屏同步工作。
[0041] 优选地，所述多个看得见的图像的第一幅图像由直接观看装置显示，并且进一步 地，其中所述多个看得见的图像的第二幅图像从比所述第一幅图像更远的距离处显示。
[0042] 优选地，所述直接观看装置为监视器或背投影仪。
[0043] 优选地，所述多个看得见的图像的所述第二幅图像由借助于所述光传输穿过所述 多个看得见的图像的所述第一幅图像的投影来提供。
[0044] 优选地，在生胶片支撑乳剂的相对侧上记录所述多个不同形式的所述透镜图像。
[0045] 优选地，在赛璐珞的相对侧上记录所述多个不同形式的所述透镜图像。
[0046] 优选地，在乳剂密封装置的相对侧上记录所述多个不同形式的所述透镜图像。
[0047] 在另一个实施例中，提供了一种多维成像系统，所述系统包括：图像采集透镜，其 可操作来获取画面的透镜图像；传输模块，其可操作来在多个方向上将所述透镜图像同时 传输至多个光学模块；多个捕获装置，其可操作来从所述多个光学模块捕获多个不同形式 的所述透镜图像，其中，不同的聚焦效果强加和传送至每个不同形式的所述透镜图像；计算 装置，其可操作来接收所述多个不同形式的所述透镜图像；以及数据管理模块，其可操作从 所述多个不同形式的所述透镜图像产生最终图像，以在多个显示器上一前一后地观看。
[0048] 根据参考附图的本发明的下列描述，本发明的其他特征和优点将变得明显。
[0049] 附图说明
[0050] 为了说明本发明，在附图中示出当前优选的形式，然而应理解，本发明并不限于所 示的精确装置和工具。根据参考附图的本发明的下列描述，本发明的特征和优点将变得明 显，其中：
[0051] 图1示出根据示例性实施例的多聚焦结构的照相机100 ；
[0052] 图2示出根据实施例的多屏幕显示场所；以及
[0053] 图3A和图:3B示出根据实施例的多屏幕显示场所以及包括根据优选实施例的机械
屏幕结构。
具体实施方式
[0054] 根据此处的教导，至少两个不同形式的图像从单个透镜拍摄，或者可选择地，多个 图像从多个透镜拍摄，并且被捕获以在相对于预期观众的各自位置的不同距离处显示相应 形式的所有或一些方面。在一个实施例中，两个或多个不同聚焦的形式表示形式之间的差别。进一步地，各自的媒体可是选择性的，并且在一个或多个实施例中，可是混合式的，例如 包括电子（例如，数字）捕获和胶片捕获。
[0055] 如此处所使用的，“非可视数据，，一般指不是包含在图像中的数字图像数据的任何 数据。术语“非可视数据”并不意味着排除不能被看见的数据；而是，非可视数据是不包含 在图像中的数据。
[0056] 同样如此处所使用的，术语“模块”一般指一个或多个有助于本发明的效率的离散 部件。模块可操作或者可选地依赖于一个或多个其他模块，以便运行。
[0057] 在一个实施例中，如本领域中公知的，两个不同形式的图像之一被捕获为“关键 帧”，或者更具体地为以比另一形式更低的帧频而拍摄的一种图像形式的多个图像。优选 地，根据此处的教导，来自于“关键帧”形式的单个图像可充分地用于例如在放映或投影期 间提供与多于一个其它形式有关的图像数据。
[0058] 在一个实施例中，第一和第二光路被提供给透镜图像用于各自不同的捕获，并且 可操作来捕获图像形式。可用的选择包括第一捕获光路的间断性完整的（或选择性完整 的）透镜图像在一个捕获装置之前，然后优选地通过一个或多个反射镜来改变图像路径， 以在第一光路捕获透镜图像之前通过第二光路被传送。从逻辑上说，一条光路的聚焦优先 级与例如相对于所捕获的场景的图像的“前景”和“背景”有关。
[0059] 优选地，计算机执行指令（例如软件）被提供来有选择地分配场景的前景和背景 (或其它不同的优先级）的聚焦缩影（aspect)，并且将这些缩影分离为不同的图像信息。而 且，执行已知的提取方法来检测图像的清晰和/或选择性聚焦的缩影，从而允许一个形式 中的非聚焦项或者可选地，一条光路提供的一个图像被选择性地提取，以改善清晰聚焦图 像的清晰度。在摄影、2维运动媒体显示器、计算机游戏和/或其它呈现媒体包括与视频相 关的媒体的监视器的情况下，单个场景的两种不同聚焦形式考虑到现有技术中不可得到的 2维图像内的效果，例如具有两个不同且清楚地显示的焦点的单个图像，因而在其它选项中 作为图像的“景深”印象起作用。
[0060] 根据此处的教导，其上可显示画面信息的两个或多个显示屏幕或平面能够用于显 示由此处描述的捕获产生的图像。下面提供了双屏幕示例性结构，尽管可以使用多个屏幕 或平面。
[0061] 具有选择性的光传输率的前景显示器考虑到例如投影的显示或反射，并且还考虑 到在前景显示器屏幕之外观看以显示透镜图像的另一形式，其优选地分开显示。显示器状 况（例如屏幕）的选择的间隔选择性地影响着多维印象的结果。进一步地，光传输率可由 前景（更近）图像形式显示器内的半透明（semi-opaque)或半透光（semi-opaqing)装置 来提供，其优选地与一个捕获装置有关。可选地，前景显示器可在物理上间断地或持续地变 化以有选择地反射，或者可选地直接显示，其后允许光通过，因而使得通过前景显示器区域 传播的光被观察到，并且提供在后面的前景显示器屏幕以外的可见度。如果“背景”屏幕或 显示器装置是反射型的，那么在前景显示器光传输的时间期间，前景投影装置可同时向背 景显示器提供图像。
[0062] 现在参考附图，其中相似的标号指相似的部件，图1示出根据示例性实施例的多 聚焦结构的照相机100。在图1所示的例子中，多聚焦结构的照相机1 00是高清晰度数字 视频型的。当然，本技术领域中的技术人员应认识到，在不同实施例中，多聚焦结构的照相机100可为胶片照相机或其它图像捕获装置。
[0063] 继续参考图1，透镜图像102进入包括光圈106的照相机透镜选项104，在透镜图 像分散之前光圈106提供光学效应。透镜图像分散器108可为镜面反射型的，以便将非常 完整的透镜图像传输到多个次级光路。可选地，分散器可为分光镜或类似物，正如在类似情 形中已知的，其中相对于光量来分割透镜图像102，从而允许透镜图像102非常连续地传输 到多个捕获装置。
[0064] 在透镜图像102的示例性路径结构中，镜面反射体110、130间断地或同时接收所 有或一部分透镜图像102，并且在多个方向将透镜图像102传输为分散的图像112、128。优 选地在不同的聚焦效果强加和传送至透镜图像102和/或分散的图像112、1观之后，镜面 反射体110、130可同时或者以交错的次序将透镜图像102传输至聚焦光学体126、114，以 继续传输到图像捕获装置116、132，例如电荷耦合装置（CXD)。图1所示的光学部件的顺序 并不用来限制此处的教导。在图1所示的实例中，不同的光学设置选择被强加到透镜图像 102，选择性地产生被图像捕获装置116、132选择性地捕获的不同图像。
[0065] 此外，图1示出数字视频单元机架捕获体118和存储装置120和122。尽管图1 示出磁带记录器和存储装置，但可以使用数据驱动器或其它数据存储装置来保存图像捕 获数据。而且，可使用胶片记录装置，其在将图像数据记录到单条胶片（例如覆盖赛璐珞 (celluloid)的乳剂）或记录到双“滚筒”结构中分离的条带上时选择性地包括多个片门。
[0066] 进一步地，在多聚焦结构照相机100利用胶片的实施例中，如本领域中公知的，优 选地使用关键帧捕获。例如，如果仅仅相对于前景和背景图像缩影，为上述两个不同的捕获 选择聚焦优先级，那么图像记录不必以相同的帧频发生。例如，单条的运动图像胶片可使用 两个单独的片门，一个接收第一个聚焦形式，另一个接收透镜图像的第二个不同的聚焦形 式。例如，背景聚焦优先级可记录在离乳剂内捕获的前景画面信息的一段选定的距离处。例 如，如果多聚焦结构照相机100使用胶片，则例如照相机100可捕获前景聚焦图像的M个 帧，而只捕获背景形式的一个图像。在多聚焦结构照相机100使用胶片的实施例中，考虑到 流动记录和图像识别，可以不同的方式来实现捕获不同的形式。
[0067] 在一个示例性实施例中，背景聚焦透镜图像112或1 3/4 可在前景聚焦透镜图像门 之前被接收未曝光生胶片的门捕获。当先前优选地曝光到胶片上以用于潜在的图像处理 的背景画面信息的一个帧接近前景聚焦透镜图像门时，根据聚焦形式之间帧频的选择性差 异，多聚焦结构照相机100具有特别设置的装置，以在前景聚焦形式门内间断地放置未曝 光生胶片之前跳过生胶片的两个或多个帧。而且，如本领域中公知的，时间编码记录器如用 于胶片的磁、光学或其它时间跟踪装置可通过多聚焦结构照相机100提供记录装置，以便 保存帧（优选地非视觉）数据而在处理之后区分不同聚焦形式的胶片帧，用于随后的数字 化或其它选项。
[0068] 进一步地，如上面引用并且通过引用合并于此的序列号为60/692，502的美国临 时专利申请所述的，可提供双侧生胶片选项和双侧生胶片照相机结构，以便于选择性地记 录在乳剂上的不同形式的透镜图像，透镜图像出现在赛璐珞或其它乳剂支撑带的相对两 侧。
[0069] 根据示例性实施例，生成后的处理和有关软件包括提供唯一的配置选项的数据管 理。下面的讨论包括这样配置选项的一些。[0070] 图像数据外推法优选地允许来自一个捕获源的数据的单个关键帧在可用的关键 帧之间重复和变化，例如从每秒一个关键帧产生选择性锐聚焦中的完全连续的背景。进一 步地，当可视数据的（例如）每秒完整的M个帧在前景形式中可选择性地利用时，甚至来 自前景捕获形式的背景的“未聚焦”缩影可告知在锐聚焦背景形式内背景部件位置情况。
[0071] 在例如通过计算设备提供生成后处理期间，还允许选择性地提取元素。例如，当可 见时，前景聚焦形式优选地接近于观众显示，并且选择性地包含较少聚焦的、缩影消除的背 景，从而只允许背景显示器放映来自背景的图像缩影以观看。相反地，背景显示数据可为 修正的文件，其选择性地包括漏掉的前景部分例如在该形式中未聚焦的部分，从而只允许 前景显示器放映清晰聚焦的画面元素。来自胶片的图像信息优选地由光化学处理产生，其 选择性地跟随有详细的数字化。
[0072] 进一步的生成后的处理可包括合并来自两个（或多个）捕获形式的图像数据。这 个处理优选产生体现很深的“景深”效果的2维图像，尽管两个形式都能够很好地被完全敞 开的光圈106捕获，其通常产生浅的景深。
[0073] 在进行了用户控制的生成后处理选项和美学调整之后，可提供在相对于观众放置 的两个或多个不同的显示器上放映的前景和背景（或多个形式）的最终图像数据。优选地， 可提供用于直接观看、投影等的这样的显示器。而且，在维持具有锐聚焦的前景和背景的连 续多维画面的幻影时，显示器部件之间的同步处理考虑最佳效果。这实现了人眼不能正常 达到的效果。同时的聚焦在不同的焦点处提供，否则需要调整聚焦以观看。
[0074] 现在参考图2、3A和3B，其示出多屏幕显示场所200，包括观看前景捕获形式204 和301的观众222、307，捕获形式204和30 1可由系统用户选择性地更改。前景捕获形式 204和301优选地例如通过数据管理和同步设备216由数据存储器218、214提供，。进一步 地，成像单元202、300在选择性的光传输前景图像显示器212上投射和/或提供前景捕获 形式204和301，该显示器可设置为显示屏，例如，优选包括在图;3B所示机械屏幕结构中的 反射部分303和透明/光传输部分302。
[0075] 在图2和3所示的机械屏幕结构中，一段长度的可移动屏幕优选地通过滚筒式电 动机220和304来传送。考虑到无缝“自始自终”完全连续地观看由显示条303显示（或 在显示条303上显示)的清晰可见的前景图像信息，优选地，屏幕选择性地足够快地移动以 使屏幕看上去是不停顿的，以足够快的速度移动的光传输内容从部分302中消失，所述显 示条可适当地为直接观看装置体或图像反射体。
[0076] 前景显示器212可为非机械类型的，包括具有半透明性质或被装备成提供可变的 半透明性质的装置的选择。进一步地，前景显示器212可为改进的直接观看装置，其选择性 地连续放映与前景聚焦图像数据有关的图像信息，同时维持背景显示器的透明、半透明或 光传输率以及放置在其后
[0077] 背景显示器屏幕210、306选择性地放映来自由成像装置202、305提供的背景捕获 形式208、308的修改的图像数据，这些成像装置可为背投影仪、直接观看监视器或其它直 接观看装置，包括正投影仪，其选择性地为提供用于观看的前景图像数据的相同单元202、 300。优选地，背景捕获形式图像208、308可选择性地连续或间断地产生，只要通过光传输 性质或间断传输机制可观看的图像具备有足够的连贯性，以为观众维持持续的、完全连续 的背景画面（即，通过人的“视觉暂留”）。以这种方式，观众的有利位置222、307经历多个焦点的分层多维效果，这些焦点差不多出现在离他们的不同距离处。因此，因为人眼天生限 于只在一个距离处选择一个“焦点”，所以相同场景的多个聚焦缩影或层的不变景象产生在 现有技术中得不到的新的剧场美学体验。
[0078] 尽管此处所描述的许多例子指剧场显示，但本发明并没有如此限制。如这里教导 的，家庭显示器，计算机显示器，计算机游戏和其它典型的消费者和专业显示场所都可合并 物理上分离的多层显示器，以实现类似的效果或由相同透镜捕获的场景的多个形式的有效 性产生的效果。而且，尽管产生了主要是前景聚焦的画面204，例如现有技术中的传统2维 产品，但是例如甚至每秒一个背景聚焦的“关键帧”的捕获是有价值的。这样的数据目前没 有用于影片放映、电视或其它可用的场所。然而，目前没有显示使用用于观看的数据的聚焦 关键帧和如这里所述的其它数据管理选项的各种方式。
[0079] 因此，即使在临时的“关键帧”中，聚焦的第二捕获形式数据也将允许产品“保存” 和具有否则将全部丢失的有效的画面信息，因为当聚焦显示画面细节时，甚至增强图像的 生成后处理也不能推断许多已捕获的画面信息。
[0080] 因此，此处所提供的特征涉及当今捕获有价值的数据的方法，以及当将来发展用 于显示关键帧数据的新技术时，明天（类似于现有技术彩色电影）的用户将具有投影仪对 未来的观看系统和技术发展兼容的必需的信息，且更有趣的是，这些系统和技术发展能够 使用额外的画面数据。
[0081] 现在参考下面的示例性实施例和有关讨论来进一步描述本发明。
[0082] 优选地，包括多聚焦结构照相机100，因此所拍摄的图像的生成状况和系统的放映 或生成后状况如多屏幕显示场所200。
[0083] 最初，画面优选通过单个捕获透镜进入照相机。选定的透镜图像分散器108例如 棱镜或反射镜装置将透镜图像分成同一个采集画面的两个选择性相等（或不相等）的部 分，（即，光）。此后，单独的数字化（照相机）单元优选地并排出现，每一个单元都接收选 定的一个分离的透镜图像。
[0084] 在光（透镜图像部分）传输至这些照相机单元的相应数字转换器例如CCD、有关芯 片或其它已知的数字转换器之前，额外的透镜化机制为每个相应的透镜图像部分提供分离 的聚焦环（显示为图1中的聚焦光学体126、114)。优选地，聚焦环对两个或多个图像形式 中的每一个都是唯一的，并且允许一个单元数字化透镜图像的形式，一个透镜图像的形式 选择性地聚焦在前景部件上，而另一个选择性地聚焦在背景部件上。
[0085] 每个照相机可操作来记录同一个透镜图像的数字化图像，其通过二次施加的透镜 化部件（或其它聚焦装置）服从不同聚焦优先级。可记录到磁带、DVD或任何其它已知的 数字或视频记录选项上。此处的描述并不意味着限于TV或电影院的数字视频，而是包括胶 片和静态摄影采集装置的所有方面。因此，待解决的不是“记录媒体”，而更确切的是透镜图 像的采集和处理。
[0086] 照明和照相机设置提供了曝光时限，以增强各种物镜，包括影响景深和其它摄影 方面的常用装置。
[0087] 下面的讨论描述了在示例性实施例中的一些生成后和放映的特征。为电影院和电 视提供了有效且在视觉上有趣的多维画面体验，否则该体验在传统的现有技术的两维放映 方法中是不可得到或有效的。
11[0088] 在一个实施例中，当采集到同一个透镜图像的两个不同聚焦优先级形式后，提供 了在放映合成的材料中选项的范围，否则用现有技术的单个透镜图像记录是不可能的。在 一种结构中，在“产生”阶段期间从两个源（例如照相机/数字化或其它成像装置/单元） 获取的图像数据提供信息，以用其它特征的组合来向观众显示双重水平的视觉体验。
[0089] 优选地，例如可选尺寸到直径被测量为在20英尺内的屏幕的背投影可显示来自 多聚焦结构照相机100的数字数据的投影，该照相机对远离捕获的图像或者被照相机记录 的数据的部件聚焦，其中，例如聚焦环配置为在聚焦优先级选择中的远聚焦。
[0090] 来自其它单元的额外的数字数据可用于不同方式。例如，清晰的LCD或液晶或其 它“扁平”图像显示设备可被放置在变化的远距离处，并且位于观众和背面投影图像（如上 所述）之间。发光或其它部件可以从前方强加于“扁平”图像显示设备，以便产生不透明或 半透明的图像。这种效果还提供了在图像区域内的可变的透明效果，其中图像信息是不“锐 利”的或带有干净清晰的线/边界。
[0091] 在选择性的透明或半透明的屏幕内，优选地使用已知技术，为将液体（例如，等离 子体或诸如水银或其它液体物质的金属）用电子学方法快速重新放置到屏幕的水平和/或 垂直区域内而提供该技术，例如具有可重新分配液体的装置的透明密封装置。如果透明屏 幕没有完全解析来自前景的选定的图像数据（例如，近聚焦的照相机数据），那么与用电子 学方法产生的可定向的、不透明或半透明的屏框相连接的图像数据的前投影设备优选地提 供具有透明部分的屏幕，其中在原始透镜图像中的焦点相远离。可选地，提供了表示在原 始透镜图像内的物体形状的不透明部分，其可选择性地接近“前景”。而且，如上面参考图 3A和:3B所述的，图像显示在前景选择性地为透明屏幕的机械装置内或作为前投影图像和 变化的不透明体、变化的带边框屏幕来显示（其中“屏幕”的不透明部分尽快移动和重新装 配，如果与在原始透镜图像中的前景部件位置的实际改变几乎一样快）。
[0092] 合成的效果和画面是三维的，为了该效果不需要常见的有色眼镜或类似物来分离 图像数据。此处，由置于观众前方的两个（或多个）屏幕表示的同一个透镜图像的两个（或 多个）聚焦选择实现了三维或多层的画面体验。
[0093] 额外的方法，包括在尺寸上减小背景屏幕画面来补偿出现在更接近观众的屏幕上 的前景部件的尺寸，被提供来避免部件的模糊形式从同一个透镜画面的远聚焦捕获“扩 散”。而且，背面（即，远聚焦）屏幕可为背投影类型或者其它常见的图像显示设备。类似于 近屏幕的数据，可影响远屏幕的数据以消除、掩蔽或否则改变图像数据读数而出现“软的” 或涉及“离焦”（即，近）的部件。聚焦和离焦的部件的选定影响和选择的特征、所显示的图 像的大小、以及两个或多个显示屏之间的距离、对美学和感性效果的亮度或色彩或其它数 字可视数据改变方法都是包括在那些产生体验和体验的知觉兴趣的事物中的变量。
[0094] 可以使用提供透明、半透明、可变的不透明或可变掩蔽的“前景”屏幕或所显示的 前景图像的其它方法，除了此处的“透明”和/或用电子学方法分配的掩蔽不透明液体的方 法。更一般地，为了使用相同画面的不同聚焦优先级特征的相应的两个清晰形式，同一个原 始透镜图像（或被彼此接近地放置的两个或多个透镜捕获的图像）的两种聚焦选择（或不 同聚焦记录，例如一个近和一个远）的捕获和显示能够在可变移动、可变不透明（或半透 明，或可变透明）显示器上优选通过画面的投影或其它方法显示。因此，这产生了例如典型 文件放映的投影35mm胶片不能提供的独特的观看体验。[0095] 一些选项涉及从单个场景选择性地捕获和显示不同聚焦的图像，为了增强的体验 (例如，3维影院和家庭影院），这些图像优选地通过同一个透镜来捕获。
[0096] 第5，687，011号美国专利（011号专利）公开了一种胶片/视频混合照相机结构。 下面描述了为了捕获同一个场景和/或透镜图像的多聚焦优先级形式而使用混合照相机 的过程，这与在多个媒体上捕获单个透镜图像相反。下面内容不是用来排除可在不同媒体 上记录的相同（或类似）画面的不同聚焦形式，然而在优选实施例中，为了此处描述的主要 目的和效果在相似的媒体上记录不同聚焦的媒体。
[0097] 如上所述，参考图2和图3，提供了同一个场景的单个透镜图像或两个透镜图像的 两种聚焦形式的一个或多个屏幕上的投影或通过非投影类型显示器的显示。在一个实施例 中，两个照相机位置非常接近，或者可选地，在单个专用照相机中使用具有一个外壳的两个 透镜。在单个记录介质（例如，磁带、磁盘、驱动器或其它）或多个媒体上可选择性地提供 分离的记录，取决于用来区分所捕获的和不同聚焦形式的原始场景的选定设备。
[0098] 优选地，照相机选择性地设置和配置成为优良的合成效果提供选择性地浅的“景 深”以及增强显示/观看物镜。为观众产生了所捕获场景的理想3维重现。在近聚焦记录 (和/或显示）的画面的捕获中使背景“模糊”或在远聚焦记录（和/或显示）的画面中使 邻近部件“模糊”的“浅”景深对最佳效果是优选的。对所捕获画面的附加的生成后改变和 /或数字修改可增强画面的选择性聚焦的部件。
[0099] 而且，由于恒定地显示或同步间断地显示来自记录的远聚焦图像，提供了间断式 投影以允许近聚焦的快速变化（例如多达每秒M至30帧，“fps”或更快）。近聚焦和远聚 焦图像优选地由单个或两个照相机拍摄，并且与相同的场景和/或相同的透镜图像有关。 这些可在相一显示器或多个显示器上显示，一个显示器比另一个显示器放置得更靠近投影 仪（和/或观众)。
[0100] 如上所述，这个过程和设备提供了相同透镜图像或场景的的两种不同聚焦记录， 所述图像或场景被彼此极接近的透镜拍摄到两个屏幕，一个前景一个背景。在单个照相机 结构中，分散器108可为分光镜或类似物，其将透镜图像/光分割成两个或多个分离的图像 捕获装置，这些装置可为电子或其它形式。可选地，提供了完整的透镜图像到一个捕获装置 (CCD(s)，胶片等）的间断性传输，且其后通过移动反射镜装置或其它已知方法来将透镜画 面分散至多个目的地以观看和/或捕获，可使用另一个捕获装置。
[0101] 背景屏幕可为背投影或正投影类型，并且可选择性地远离前屏幕放置。前屏幕可 通过其组成和/或机械部件实现选择性的光传输，如上所述，所述机械部件优选地改变屏 幕以允许光传输，或借助于其它类似的装置来实现选择性（和或间断性）的光传输。因此， 屏幕的位置或甚至组成并不如在场景的多个聚焦形式的一个或多个平面上的显示重要。多 个形式可被选择性地同时或者在可接收的时间帧内捕获以考虑此处所述的增强的观看效
[0102] 前景显示器212优选地包括半透明部件，并且可操作以提供选择性透明的缩影， 从而选择性地允许光通过前景显示屏。可选地，前景显示器212可具有物理不透明的选项 以使屏幕是选择性地反射的和不可传输光的。例如，前景显示器包括移动的表面或部件，其 配置为固体、液体等，其中在一个位置或地点反射光由前置投影仪提供，在另一个位置或地 点允许投射光穿过。因此，可为相对于投影仪放置在前景显示屏后面的前景显示屏提供光。
13前景和/或背景屏幕还可选择性地为发光（显示）类型。在“前屏幕”的物理不透明形式 中，这从可传输的光到反射光的转变应优选地尽快发生，且通常当“正图像投影仪”投射一 个画面（例如光）时，例如每秒M次。
[0103] 本领域的技术人员应当认识到，为了更简单地增强画面效果，由照相机最初捕获 的场景的近聚焦或前景聚焦，以及背景或其它聚焦优先级形式的间断性投影可选择性地出 现在单个屏幕上。相同场景的这些不同聚焦形式可作为“帧”或图像以可选的次序交替和 显示，例如前景聚焦画面，然后是背景聚焦画面，接着是前景聚集画面，而后又是背景聚焦 画面等等，例如每秒向观众的眼睛提供每个画面的12个，总体上以每秒M帧的结构。
[0104] 而且，画面可通过单个投影仪进行投射，该单个投影仪能够间断地向前屏幕和后 屏幕提供有关的图像信息。在双投影仪结构中，一个投影仪根据邻近屏幕的选择性地可传 输光状况来选择性地间断地提供来自所拍摄场景的“近聚焦”形式的画面数据。在正投影 的实施例中，当正投影仪在允许投影仪的光穿过第一个屏幕位置的模式中时，第二个投影 仪可向背投影提供投影，以从优选地放置得更远的背面屏幕反射。优选地，来自已记录画面 (数字记录、胶片等）的数据被提供给这些投影仪并且被存储至所选介质或所选媒体内。
[0105] 每个投影仪可选择性地间断地提供胶片或数字画面。例如，可使近投影仪和远投 影仪同步，从而允许一个处于“暗”模式（即，不投射图像）而另一个投影仪处于“亮”模式 (即，将画面投射到其相应的屏幕）。优选地，两个投影仪选择性地与屏幕特别是（尽管不 是必需的）近屏幕同步，以允许“远投影仪”投射光（画面），同时前屏幕在可传输模式中。 例如，如果在包括不变且可选的光传输和图像绘制的前屏幕的选择性结构中传输性不总 是可能的，那么本实施例是优选的。
[0106] 使前屏幕允许光通过并接着为近投影提供反射面以将画面显示在其上的切换“模 式”应优选地按每秒不少于M次出现，以便维持剧院和电视观众所熟悉的“间断”图像幻影。
[0107] 场景的选择性多聚焦捕获和显示的结果为听众和/或观众提供了在场景的单个 焦距和显示记录中是得不到的增强的观看体验，一般对现有技术中的电影和电视。
[0108] 尽管本发明特别参考增强的并且优选的3维画面效果来描述，但是本发明没有被 如此限制。尤其是，本发明为了捕获单个场景（和/或透镜图像）的多聚焦优先级形式而 使用的双重和/或混合照相机结构还提供了不限于增强的观看目的的选择。例如，记录在 一个或多个存储装置上的形式可提供附加的生成后选项和曝光时限，包括使用单个场景的 多个聚焦形式来提供“合成画面”形式，选择性地体现了多个形式中每个的特征。这样的生 成后应用的一种用途可以是提供所捕获的弱光场景的最终重现，其中通常被有限照明影响 的景深限制由同一个场景的不同聚焦“形式”的组合来处理，以允许多个聚焦优先级（例如 前景和背景）显示在最终“合成”的画面中，该画面由与相同场景和/或透镜图像的不同聚 焦记录有关的图像数据选择性地产生。
[0109] 而且，照相机100的混合结构可能对当前高清晰度数字单元或其它图像捕获装 置、静止或运动的图像捕获装置是已知的。可选地，照相机100可体现在全新的设计中。例 如，SONY的CINE ALTA可具有在镜头周围的框架的细微画面修改，（类似于电视演播室的照 相机）以考虑附加的透镜化部件，考虑透镜图像到两个目的地的反射传输或者分光装置， 其分割透镜图像用于记录透镜图像的两个不同形式（例如不同聚焦）。[0110] 可选地，使用记录在相同媒体上的两个“形式”，使用用于区分所捕获的相同画面 的两个（或多个）视点的时间编码或其它常见的基准，可以不改变单个记录装置（磁带 等）。磁带能以选择性较快的速度运转以允许单个存储装置应用于所记录的两个明显不同 聚焦形式，如果需要，还将保持图像的质量。在完整的透镜图像（从单个捕获透镜）被传 输到两个不同的成像单元的例子中，可运用常见的快速每秒帧的扫描选项，例如数字视频 的60个全帧（每秒60张电子捕获的画面）或其它适合于允许单个透镜图像的双重捕获的 选定速度，如果用户选择单个透镜。
[0111] 这样的照相机可为多功能的，从而选择性地允许完整的透镜图像以选定的帧频作 为单个记录（或传统画面）或以双重（立体声）模式传输，第二个透镜化或聚焦装置可选 择性地被使用以允许同样的捕获。而且，考虑到被传输到单个成像装置如CCD的分开的图 像（和/或透镜图像和/或所捕获场景的不同聚焦形式），可在一种结构中使用单个CCD、 胶片或其它图像捕获装置，因为区分所存储的形式的时间编码或其它基准的简单应用是需 要应用于后生成和/或例如重放基准的全部应用。其它的结构可使用允许透镜画面的不 同聚焦形式的多幅图像捕获的光学选项，而没有通过提供透镜图像的反射间断的分光装置 或其它这样的装置来分离画面。可使用进一步的光学选项，其包括在捕获期间通过单个透 镜快速或交替地转换焦点以允许单个透镜在一秒内多次改变焦点；相同的情况可用在投影 中，不包括多个显示电子装置，包括单个图像显示单元，包括一个或多个投影透镜。
[0112] 在所有的结构中，很可能所期望的设计允许其它透镜化特征和部件在聚焦部件之 前出现，聚焦部件在所选择的图像分割装置之后出现，（完整图像被间断地传输到每个CCD 或其它选定的捕获装置，或部分选择性地恒定的图像传输到多个图像捕获装置）。
[0113] 设想焦距的划分不需要光学实现也是重要的，这可以是照相机的数字功能或生成 后应用，不需要在“拍摄”期间将捕获的图像物理划分为两个不同的捕获画面。
[0114] 在最终画面的“投影”或放映期间，多功能性显示在“近屏幕”反射有效性的有限 时间内，（例如，为显示场景的前景聚焦形式而分配的时间），系统的帧频可能需要被控制， 或者相应地出现，以在有效的“屏幕不透明”时间内显示完整画面（从数字式或其它图像信 息）。在多屏幕的实施例中，这在观众面前暴露为“远聚焦”或背景画面以及更远的屏幕。
[0115] 在放映缩影的又一个实施例中，在选择性地透明的“立方体”或选择性地深的放 映“区域”（相对于预期观众）内提供了实际上显示场景的最终形式的装置。在捕获图像数 据的时间内以及左右潜在地捕获的图像缩影可提供必要信息以在“立方体”或“区域”内离 观众的不同距离处显示选定的图像缩影（与单个像素或等效物一样小）。该信息可在图像 数据内提供或由分开采集的非图像数据全部或部分地提供，包括与图像缩影相对于彼此、 相对于照相机、两者或相对于在创建图像缩影的“地形图”中有用的其它选择点的位置有关 的数据。这个地图可使用“立方体”或“区域”显示系统用于在离预期观众的选定的不同距 离处显示图像缩影。
[0116] 这种显示可通过内部显示机制（“立方体”）来实现或可被外部产生的激励源影 响（例如激光，磁共振或其它发电装置），其具有使立方体或显示区域的特征明显改变的能 力。当相对于该显示区域（立方体）从特定区域或点观看时，这些明显的改变或变化可产 生在“立方体”的整个深度区域出现的完整多维图像的全部效果。
[0117] 因此，对于单一形式（静态）的摄影同样可以使用该系统、设备和方法，其中三维显示器可提供类似于或等同于此处所公开的运动视频显示的半透明或电子显示方式，即使 在小结构例如窗口显示器或电话亭或者其它小场所显示器中，即使是单个计算机笔记本屏 幕的尺寸。进一步地，在静态摄影中，在被景深和变化的其它问题限制或被本发明的结构提 供的选项阻止实现之前，双聚焦捕获对这样的摄影可允许生成后选项中额外的灵活性。 [0118] 尽管对于其中特定的实施例描述了本发明，但是对于本领域内的技术人员来说， 许多其它变化和修改以及其它使用将变得明显。因此优选地，本发明不被此处所特别公开 的内容限制。
奥拉西伊公司用于数字图像输入和输出的多维图像系统US 特許名が不明ですVisualabs Inc.3-D imaging systemStanley H. KremenSystem, apparatus and method for the recording and projection of images in substantially 3-dimensional format1US
A1,全文. 国際特許分類, C41Transfer of the right of patent application or the patent rightC14GrantedC10Request of examination as to substanceC06Publication回転&2012 Google