CN100468124C - 反射式立体图像分视镜 - Google Patents

Abstract

本装置适用于摄影、美术、广告领域。解决了立体图像的观看问题，电脑显示屏上的和冲印的图像均可。由左右镜筒分别装置两组反光镜片对光线进行二次反射，改变人眼的视线光路。通过左右镜筒之间伸缩装置的调节、可满足少儿和成年不同瞳距的人群观看。反光镜片相互间的夹角可调节，用来改变两眼视线的夹角。适合不同间距、不同尺寸的立体图像的观看，也适应人眼与图像不同远近的情况下观看。能使人更容易地看到立体效果。根据人们裸眼正常阅读状态设计光路。采用梯形反光镜片和锥形镜筒使得外形小巧。采用视野范围整理孔。能排除无关影像的干扰使人观感更舒适真切。

Description

反射式立体图像分视镜

技术领域：

本装置涉及立体图片的观看，应用于摄影再现、虚拟图片合成、广告设计、光栅照片的校对。

背景技术：

人在看物体的时候，由于左右两只眼睛位置分开，所看到的物像有视角差，这样就会在脑海里产生立体效果。所以人们看到的真实世界是立体的。立体图片的拍摄就是基于这个道理。对同一景物，在左右分开一定距离的位置分别拍摄两张照片，这两张照片可以用多镜头的立体相机一次拍摄，也可用普通相机分别两次拍摄。所得到的一对相片就成为立体照片。另外也可以由电脑运算绘制出一对虚拟的立体照片。

人们正常情况下无法同时看两个图片，为了使人能够同时观看一对立体照片，对立体照片进行视觉还原，就要借助一定的方法和器材。已知的有如下几种类型：

1)不借助任何器材，两眼平视法或者两眼交叉法观看立体照片。缺点是这种方法有勃于人们的用眼习惯，需要训练。交叉法(俗称斗鸡眼)观看过程头晕不舒服，平视法又要求每张照片的宽度不超过瞳距，一般是64毫米之内。

2)红蓝色或其他互补色镜片的立体眼镜，利用红蓝镜片的滤光原理使得左右眼睛分别看到单色的图像。只能用来看红蓝双色立体照片。缺点是：色彩单调，普通人不易掌握红蓝立体照片的拍摄和后期制作。

3)框架内装置左右两片凸透镜。它的原理是靠凸透镜的放大功能放大左右立体图片，以使左右立体图片在人眼的视觉上靠近并且重合。由于光线通过凸透镜造成图像畸变、色散。还由于凸透镜的焦距所限制只能在焦距范围内使用，使得图片的大小，间距，人与图像的距离不可变动。

4)框架内装置反光镜片的类型，这种类型的缺点是：两眼视线夹角的联动机构比较复杂，不易制作装配。没有按照实际光路设计镜片和框架，使得装置本身体积大。没有视野整理孔，造成视野光路范围不整齐。再者没有瞳距调节装置，不能适应所有人群使用。众所周知如果不能适合使用者的瞳距，(比如望远镜和近视镜)那么使用效果会大幅降低。

4)利用三棱镜的折射原理来看立体图片的类型。其缺点是：三棱镜使图像色散失真。再者三棱镜的折射角度不能改变，从而形成的只是固定的视线夹角。图片的大小，间距，人与像的距离不可变动。

5)利用反射原理的箱式装置，缺点是：装置本身笨重庞大，两张立体图片不能放置在同一平面，不方便观看，不能在电脑显示器上使用。

发明内容：

本装置实现了了两张不同视角的立体图像的观看，解决了现有已知的装置的缺点。不限制立体图像大小、两个图像的间距；不限制人眼和图像之间距离。所看到的影像无畸变色散:视野范围清晰整齐。瞳距可调，少儿和成人都能够使用。

构成部分：可伸缩移动的左(1)右(2)镜筒，调节左右镜筒伸缩的伸缩套(3)(4)和瞳距调整螺丝组(5)，在镜筒内装配的固定的反光镜片组(6)和可旋转的反光镜片(7)，可转动的反光镜的转轴(8)，转轴轴孔(9)，能控制反光镜片旋转的视线调整螺丝组(10)和预压力弹簧片(11)。镜筒两端装配可以防尘的透明镜片(13)。参照图1图3。

本装置的基本原理是：由两组(各两片)反光镜片对光线进行二次反射成像。并且通过转动反光镜片改变人眼看图像的光路角度，从而导致左右眼观看到的两个影像重合。产生立体感。左(1)右(2)镜筒通过调节可以靠近或者远离用来适应使用者的瞳距。调节反光镜片的夹角来改变视线夹角，适应不同的尺寸、不同间距的图像；也适应人眼与图像不同远近的观看。参照图2。

使用方法：在阅读视距处水平放置两张立体图片(15)，或者在电脑显示屏上并排显示两张立体图片。手持本装置靠近眼睛(14)，通过本装置观看这些图像。转动瞳距调整螺丝组(5)调节左右镜筒的距离以适合自己的瞳距。左眼睛通过左镜筒看左照片；右眼睛通过右镜筒观看右边照片，转动视线调整螺丝组(10)，使得视觉里的右边照片水平地左右移动，最终和左面照片在视觉上进行重合。这时候就还原了景色的视角差，在大脑里产生立体感。从而达到观看立体照片的目的。

特点：根据人眼平时看图的实际视线光路设计反射光路。所以完全符合人们的用眼习惯。再按照这个反射光路设计镜筒、镜片、整理孔的形状和尺寸。并按照反射光路中空间位置安装各个部件，使得装置最大限度减少体积，视野范围清晰规矩；能使人更能容易的达到观看的效果。参照光路示意图4。本装置22毫米的瞳距调整范围，足以适应少儿到成人不同瞳距。使各人群都能舒适的使用。本装置结构小巧，视野范围大；视野整齐规矩，视线夹角范围大。能适应不同尺寸、不同间距的图像；也能适应人眼与图像不同远近的情况下观看。结构简单，材料普通，制造成本低廉，容易投入生产。随着电脑和数码相机的普及，数字储存的照片很廉价，能在显示屏上观看的立体图片的方式将会越来越受欢迎。

附图说明：

图1：是本装置完整的外观立体图。

图2：是本装置的原理平面图，主要表明各部件的功能和原理。

图3：是本装置的内部结构立体图，主要绘制各部件的装配关系。

图4：是反光镜片和反射光路的空间位置关系的立体图。

主要表明反光镜片的形状、大小、安装位置和光路的空间关系，在此图中，绘制了右侧光路可调节的最大和最小两个角度反射光路；表明了可转动的反光镜片(7)最大最小两个转动角度的位置，以及反光镜片(7)的形状必须满足最大最小角度时反射光路的变化的原因。

附图图号表示列表如下

(1)左镜筒

(2)右镜筒

(3)伸缩外套

(4)伸缩内套

(5)瞳距调整螺丝组

(6)反光镜片

(7)可转动的反光镜片

(8)可转动的反光镜的转轴

(9)转轴轴孔

(10)视线调整螺丝组

(11)预压力弹簧片

(12)视野范围整理孔

(13)防尘透明镜片

(14)眼睛

(15)图像

(16)反射光路

具体实施方式：

本装置主要由左右镜筒组成，左右镜筒之间有伸缩套，左镜筒(1)和伸缩外套(3)一体化，右镜筒(2)和伸缩内套(4)一体化。伸缩套内安装瞳距调整螺丝组(5)。螺杆卡在伸缩外套上，螺母卡在伸缩内套上。左右镜筒通过伸缩套水平方向连接在一起。旋转螺丝使得左右镜筒可以通过伸缩套水平移动。移动范围是62正负11毫米，适应少儿到成人不同瞳距。具体安装位置见图3。

左镜筒的一对平面反光镜片(6)和右镜筒内靠眼睛的小反光镜片(6)按照光路空间实际位置安装在左右镜筒内，具体光路和镜片的空间位置如图3图4所示，右镜筒内可调整的反光镜片(7)是可转动的，可旋转的反光镜片(7)上带有转动轴(8)，安装在右镜筒底部的轴孔(9)上。可在18度左右的范围内转动，使得两眼视线夹角能够改变的范围是36度左右。右镜筒的后部安装了视线调整螺丝组(10)和预压力弹簧片(11)，预压力弹簧片(11)压迫在可旋转的反光镜片(7)的背面左侧，视线调整螺丝组(10)的螺杆顶在可旋转的反光镜片(7)的背面右侧。螺母卡在右镜筒的后壁上。旋转螺丝可推动这个反光镜的转动。具体安装位置见图3。

根据平常阅读状态下；人们裸眼观看矩形图片的视线光路而设计的反射光路(16)，(注：裸眼观看矩形图片的视线光路是直四棱锥体)再依据这个反射光路决定两组平面反光镜(6)和(7)的大小和形状。

可旋转的反光镜片(7)的形状比较特殊，以下着重说明。参照图4，因为可旋转的反光镜片(7)是转动的、在此位置的反射光路形状粗细也随着转动而变化的，所以可旋转的反光镜片(7)的形状必须能满足光路角度大小的变化。因此长和宽都取变化过程的最大值。这两组反光镜形状是按照实际光路裁剪的梯形片。

同样，右镜筒(2)的形状也需要适应光路角度的变化。空腔内尺寸也取光路来回变化过程时的最大值，左右镜筒主体部分的形状和尺寸是按照反射光路的空间形状设计的锥体型。这样的设计能最大限度的减少本装置的体积。

按照反光路通过的真实路径在同组的反光镜片之间设置了视野范围整理孔(12)，使得视野范围呈矩形；能排除无关影像对人的干扰。左右的两个视野范围整理孔(12)分别与左右镜筒是一个整体。

依据反射光路的空间形状决定各个部件的实际安装位置，左右镜筒两端有插槽用来安装防尘透明镜片(13)。具体安装位置见图3。

Claims (2)

1.一种观看立体图像的装置，包括：左镜筒(1)、右镜筒(2)、伸缩外套(3)、伸缩内套(4)、瞳距调整螺丝组(5)、视线调整螺丝组(10)、反光镜片(6)、可转动的反光镜片(7)、可转动的反光镜的转轴(8)以及转轴轴孔(9)、防尘透明镜片(13)、预压力弹簧片(11)、视野范围整理孔(12)；左镜筒(1)和伸缩外套(3)制造成一个整体作为这个装置的左半部分、右镜筒(2)和伸缩内套(4)制造成一个整体作为这个装置的右半部分，瞳距调整螺丝组(5)的螺杆卡在伸缩外套(3)上、瞳距调整螺丝组(5)的螺母卡在伸缩内套(4)上从而起着连接和调整伸缩距离的作用，左镜筒(1)内依照二次反射光路面对面地固定安装两块反光镜片(6)、所述两块反光镜片(6)之间的反射光路中设置了视野范围整理孔(12)，右镜筒(2)依照二次反射光路也安装一块反光镜片(6)和一块可转动的反光镜片(7)，并且这块反光镜片(6)和可转动的反光镜片(7)之间的反射光路中也设置视野范围整理孔(12)，从而使视野范围呈矩形，可转动的反光镜片(7)上带有可转动的反光镜的转轴(8)并且安装在右镜筒(2)底部的转轴轴孔(9)上，预压力弹簧片(11)和视线调整螺丝组(10)安装在右镜筒(2)的后部、预压力弹簧片(11)压迫在可转动的反光镜片(7)的背面左侧、视线调整螺丝组(10)的螺杆顶在可转动的反光镜片(7)的背面右侧、视线调整螺丝组(10)的螺母卡在右镜筒(2)的后壁上、旋转视线调整螺丝组(10)能推动可转动反光镜片(7)的转动，左镜筒(1)的两端和右镜筒(2)的两端分别设有插槽用于安装防尘透明镜片(13)。

2.根据权利要求1所述的一种观看立体图像的装置，其特征在于：左镜筒(1)和右镜筒(2)主体部分的形状和尺寸是按照反射光路设计的锥体型；可转动的反光镜片(7)形状是按照实际反射光路所决定的梯形片。

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