CN103533328A - 一种三维眼镜及一种三维显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三维眼镜及一种三维显示系统，使观赏者能够获得较佳的三维观看效果，并减轻观赏者的眩晕感和疲劳感。三维眼镜包括：镜架，镜架包括两个镜片框，每一个镜片框的内侧具有滑槽；两个镜片，分别可转动的装配在两个镜片框的滑槽内，每一个镜片的边缘固定有使镜片转动至平衡位置的至少一个配重部件，当两个镜片处于平衡位置时，其中一个镜片的透光轴与三维显示装置的左眼图像的偏振光轴平行，另一个镜片的透光轴与三维显示装置的右眼图像的偏振光轴平行。

Description

一种三维眼镜及一种三维显示系统
技术领域
本发明涉及三维显示技术领域，特别是涉及一种三维眼镜及一种三维显示系统。
背景技术
三维显示一直被认为是显示技术发展的终极梦想，多年来有许多企业和研究机构致力于该领域的研究。日本、欧美、韩国等发达国家和地区早于20世纪80年代就纷纷涉足三维显示技术的研发，于90年代开始陆续获得不同程度的研究成果，现已开发出需佩戴三维眼镜及不需佩戴三维眼镜的两大三维显示技术体系。
需佩戴三维眼镜的显示技术体系中，三维眼镜可分为早期的色差式三维眼镜、以及如今的快门式三维眼镜和偏光式三维眼镜。在现有技术中，无论是何种形式的三维眼镜，均需要观赏者正确佩戴并在观看时保持正确的头部姿势，以使镜片的透光轴与显示装置图像的偏振光轴保持合适的角度，例如，左侧镜片的透光轴与显示装置左眼图像的偏振光轴平行，以使左眼能够看到左眼图像，右侧镜片的透光轴与右眼图像的偏振光轴平行，以使右眼能够看到右眼图像，观赏者的两只眼睛看到快速切换的不同画面，并且在大脑中产生错觉，便观看到三维影像。
该现有技术存在的缺陷在于，观赏者在观看时，头部需要保持正确的姿势，如果眼镜随头部偏摆转动一定角度，则镜片的透光轴与显示装置图像的偏振光轴不能再维持合适的角度，则无法获得良好的观看效果，且易产生眩晕感和疲劳感。
发明内容
本发明提供了一种三维眼镜及一种三维显示系统，使观赏者能够获得较佳的三维观看效果，减轻观赏者的眩晕感和疲劳感。
本发明实施例提供的三维眼镜，包括：
镜架，所述镜架包括两个镜片框，每一个所述镜片框的内侧具有滑槽；
两个镜片，分别可转动的装配在两个镜片框的滑槽内，每一个所述镜片的边缘固定有使镜片转动至平衡位置的至少一个配重部件，当两个镜片处于平衡位置时，其中一个镜片的透光轴与三维显示装置的左眼图像的偏振光轴平行，另一个镜片的透光轴与三维显示装置的右眼图像的偏振光轴平行。
在本发明技术方案中，当观赏者的头部偏摆时，两个镜片分别在所对应的所述至少一个配重部件的作用下转动至平衡位置，也就是转动至所述至少一个配重部件的重心与镜片的重心位于同一铅垂线但不重合的平衡位置，在该平衡位置，其中一个镜片的透光轴与三维显示装置的左眼图像的偏振光轴平行，另一个镜片的透光轴与三维显示装置的右眼图像的偏振光轴平行。该机械结构使得每一个镜片的透光轴与显示装置图像的偏振光轴维持在合适角度，因此，能够使观赏者获得较佳的三维观看效果，并减轻观赏者的眩晕感和疲劳感。
优选的，针对每一个镜片，所述配重部件的数量至少为两个，所述配重部件为与滑槽滑动配合的滑动体，所述镜片通过至少两个滑动体可转动的装配在对应的镜片框的滑槽内。
或者，针对每一个镜片，所述配重部件的数量至少为两个，所述配重部件包括：固定于镜片边缘的滚动体座，及设置于所述滚动体座内并与滑槽滚动配合的滚动体，所述镜片通过至少两个滚动体可转动的装配在对应的镜片框的滑槽内。
以上两种结构均可以实现镜片相对镜片框的转动，当镜片通过滚动体可转动的装配在滑槽内时，与滑槽之间的摩擦力较小，并且转动较为稳定、可靠。
可选的，所述滚动体包括滚珠或滚针。
优选的，所述配重部件的数量为三个，其中，第一个配重部件的重量最大，第二个配重部件和第三个配重部件的重量相等且对称分布于第一个配重部件的两侧。
更优的，所述三个配重部件均匀分布于所述镜片的边缘。
当镜片转动至平衡位置时，第一个配重部件位于镜片重心的正下方，第二个配重部件和第三个配重部件对称分布于第一个配重部件的两侧，以上结构使得镜片相对镜片框的转动更加平稳。
可选的，所述镜片为圆形或正多边形，具有较好的视觉效果。
优选的，所述镜片框为圆形，具有较好的视觉效果。
可选的，所述镜片为偏光式镜片或快门式镜片。无论选用何种形式的镜片，均能够使得镜片的透光轴与显示装置图像的偏振光轴维持在合适角度，使观赏者获得较佳的三维观看效果。
本发明实施例还提供了一种三维显示系统，包括上述任一技术方案所述的三维眼镜，能够使观赏者获得较佳的三维观看效果，并且观赏者不会产生明显的眩晕感和疲劳感。
附图说明
图1为本发明第一实施例的三维眼镜结构示意图；
图2为第二实施例的三维眼镜中镜片与镜片框的装配结构示意图；
图3为第三实施例的三维眼镜中镜片与镜片框的装配结构示意图；
图4为第四实施例的三维眼镜中镜片与镜片框的装配结构示意图；
图5为第五实施例的三维眼镜中镜片与镜片框的装配结构示意图。
附图标记：
1-镜架     2-镜片框      3-滑槽
4-镜片     5-配重部件    6-滑动体
7-滚动体座 8-滚动体      9-滑轨
具体实施方式
为了使观赏者能够获得较佳的三维观看效果，减轻观赏者的眩晕感和疲劳感，本发明实施例提供了一种三维眼镜及一种三维显示系统。在本发明技术方案中，当观赏者的头部偏摆时，两个镜片分别在所对应的所述至少一个配重部件的作用下转动至平衡位置，并且在平衡位置，其中一个镜片的透光轴与三维显示装置的左眼图像的偏振光轴平行，另一个镜片的透光轴与三维显示装置的右眼图像的偏振光轴平行。该机械结构使得每一个镜片的透光轴与显示装置图像的偏振光轴维持在合适角度，因此，能够使观赏者获得较佳的三维观看效果，减轻观赏者的眩晕感和疲劳感。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明实施例提供的三维眼镜，包括：
镜架1，所述镜架1包括两个镜片框2，每一个所述镜片框2的内侧具有滑槽3；
两个镜片4，分别可转动的装配在两个镜片框2的滑槽3内，每一个所述镜片4的边缘固定有使镜片4转动至平衡位置的至少一个配重部件5，当两个镜片4处于平衡位置时，其中一个镜片4的透光轴与三维显示装置的左眼图像的偏振光轴平行，另一个镜片4的透光轴与三维显示装置的右眼图像的偏振光轴平行。
所述平衡位置是指镜片4相对滑槽3无转动，并且镜片4的透光轴与显示装置图像的偏振光轴维持在合适角度时镜片的位置。镜片框2和镜片4的具体形状不限，只要镜片4装配在镜片框2的滑槽3内并可相对滑槽3转动即可，优选的，镜片4为圆形或正多边形，镜片框2为圆形，这样具有较好的视觉效果。如图2所示，镜片框2为圆形，镜片4为正方形，镜片4可转动的装配在镜片框2的滑槽3内。
在本发明技术方案中，所述镜片4可以为偏光式镜片或快门式镜片等。
偏光式三维眼镜中的偏光式镜片利用了光的偏振特性，三维显示装置根据左右眼图像轮流显示偏振方向相互垂直的偏振光，当左眼图像显示时，左侧镜片的透光轴方向平行于左眼图像的偏振光，左眼可以看到左眼图像，而此时，右侧镜片的透光轴方向垂直于左眼图像的偏振光，右眼无法看到左眼图像。当右眼图像显示时，情况与此恰相反。
快门式三维眼镜中的快门式镜片利用了液晶分子加电时重新排列从而改变液晶屏透明性的原理。三维显示装置把图像按帧一分为二，形成对应左眼和右眼的两组图像并连续交替显示出来，同时安装在三维显示装置上的红外信号发射器将同步控制左右两个快门式镜片的开关，使左、右眼能够在正确的时刻看到相应的画面。
无论选用何种形式的镜片，均能够使得镜片的透光轴与显示装置图像的偏振光轴维持在合适角度，使观赏者获得较佳的三维观看效果。
在本发明技术方案中，当观赏者的头部偏摆时，两个镜片4分别在所对应的所述至少一个配重部件5的作用下转动至平衡位置，也就是转动至所述至少一个配重部件5的重心与镜片4的重心位于同一铅垂线但不重合的平衡位置，在该平衡位置，其中一个镜片4的透光轴与三维显示装置的左眼图像的偏振光轴平行，另一个镜片4的透光轴与三维显示装置的右眼图像的偏振光轴平行。该机械结构使得每一个镜片4的透光轴与显示装置图像的偏振光轴维持在合适角度，因此，能够使观赏者获得较佳的三维观看效果，并减轻观赏者的眩晕感和疲劳感。
配重部件5的具体数量不限，例如，可以为一个、两个、或者三个等等，只要各个配重部件5的设置位置能够使镜片4在平衡位置时满足光学要求（即透光轴与左眼图像或者右眼图像的偏振光轴平行）即可。例如，如图1所示，所述配重部件5的数量为三个，其中，第一个配重部件的重量最大，第二个配重部件和第三个配重部件的重量相等且对称分布于第一个配重部件的两侧。当镜片4处于平衡位置时，第一个配重部件位于镜片4的重心O下方。优选的，所述三个配重部件5均匀分布于所述镜片4的边缘，这样三个配重部件5的重心与镜片4重心的距离小于镜片4的半径，能够使得镜片4相对镜片框2的转动更加平稳。
镜片4与滑槽3的可转动装配形式不限，如图3所示，针对每一个镜片4，所述配重部件5的数量至少为两个，配重部件为与滑槽3滑动配合的滑动体6，所述镜片4通过至少两个滑动体6可转动的装配在对应的镜片框2的滑槽3内。该结构中，至少两个滑动体6与滑槽3滑动配合，使得镜片4可以相对滑槽3转动，并且滑动体6作为配重部件，至少两个滑动体6能够使镜片4维持在平衡位置。
如图4所示，针对每一个镜片4，所述配重部件5的数量至少为两个，配重部件包括：固定于镜片4边缘的滚动体座7，及设置于所述滚动体座7内并与滑槽3滚动配合的滚动体8，所述镜片4通过至少两个滚动体8可转动的装配在对应的镜片框2的滑槽3内。所述滚动体8可以为滚珠或滚针等，这里不做具体限定。在该实施例中，至少两个滚动体8与滑槽3滚动配合，使得镜片4可以相对滑槽3转动，并且，滚动体座7和设置于滚动体座7内的滚动体8整体作为配重部件，至少两个配重部件能够使镜片4维持在平衡位置。该实施例结构中，滚动体8与滑槽3之间为滚动配合，摩擦力较小，这使得镜片4相对滑槽3的转动较为稳定、可靠。
值得一提的是，在本发明的其它实施例中，镜片4也可以通过其它结构形式可转动的装配在镜片框2的滑槽3内，而配重部件5只用来将镜片4调整至平衡位置。配重部件5可以设置在镜片4的边缘，也可以设置在镜片4靠近边缘的位置。
例如，镜片周边固定两个重量相等的滑块，每一个滑块与滑槽滑动配合，在镜片的周边再另外固定几个配重部件用来将镜片调整至平衡位置。
如图5所示，镜片4周边设置一圈与滑槽3滑动配合的滑轨9，配重部件5固定在镜片4表面靠近周边的位置，或者镶嵌在镜片4内部靠近周边的位置（以不遮挡视线为佳）。
以上这些方案均能够使镜片自动调整至平衡位置，以使观赏者获得较佳的三维观看效果。
本发明实施例还提供了一种三维显示系统，包括上述任一实施例所述的三维眼镜。该三维显示系统可以为偏光式三维显示系统（需配合使用偏光式三维眼镜），也可以为快门式三维显示系统（需配合使用快门式三维眼镜），能够使观赏者获得较佳的三维观看效果，并且观赏者不会产生明显的眩晕感和疲劳感。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种三维眼镜，其特征在于，包括：
镜架，所述镜架包括两个镜片框，每一个所述镜片框的内侧具有滑槽；
两个镜片，分别可转动的装配在两个镜片框的滑槽内，每一个所述镜片的边缘固定有使镜片转动至平衡位置的至少一个配重部件，当两个镜片处于平衡位置时，其中一个镜片的透光轴与三维显示装置的左眼图像的偏振光轴平行，另一个镜片的透光轴与三维显示装置的右眼图像的偏振光轴平行。
2.如权利要求1所述的三维眼镜，其特征在于，
针对每一个镜片，所述配重部件的数量至少为两个，所述配重部件为与滑槽滑动配合的滑动体，所述镜片通过至少两个滑动体可转动的装配在对应的镜片框的滑槽内。
3.如权利要求1所述的三维眼镜，其特征在于，
针对每一个镜片，所述配重部件的数量至少为两个，所述配重部件包括：固定于镜片边缘的滚动体座，及设置于所述滚动体座内并与滑槽滚动配合的滚动体，所述镜片通过至少两个滚动体可转动的装配在对应的镜片框的滑槽内。
4.如权利要求3所述的三维眼镜，其特征在于，所述滚动体包括滚珠或滚针。
5.如权利要求1所述的三维眼镜，其特征在于，所述配重部件的数量为三个，其中，第一个配重部件的重量最大，第二个配重部件和第三个配重部件的重量相等且对称分布于第一个配重部件的两侧。
6.如权利要求5所述的三维眼镜，其特征在于，所述三个配重部件均匀分布于所述镜片的边缘。
7.如权利要求1所述的三维眼镜，其特征在于，所述镜片为圆形或正多边形。
8.如权利要求1～7任一项所述的三维眼镜，其特征在于，所述镜片框为圆形。
9.如权利要求8所述的三维眼镜，其特征在于，所述镜片为偏光式镜片或快门式镜片。
10.一种三维显示系统，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的三维眼镜。
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