CN1056697C - 三维放映系统 - Google Patents

Abstract

一种三维放映系统，其中支架框有顶板和底板以及相对二者中心轴线以预定角度倾斜的多个轴向斜导孔。第一和第二放映镜头支架具有圆柱形状并在其前边设有放映镜头。第一和第二放映镜头支架顶部和底部设置伸出形成的活动销。活动销分别插入相应的轴向斜导孔。支架支撑板有一对前板和后板以及垫片。前板和底板设有在其两边形成的第一和第二腿部，它们伸展到顶板的顶部上，第三和第四腿部伸展到底板的底部上。在所述第一和第二放映镜头支架前面形成的放映镜头的光轴和屏幕中心轴线平行。

Description

三维放映系统

本发明涉及三维放映系统，更确切地说，涉及这样的三维放映系统，在此系统中，为获得图象而进行的图象调节操作以及调焦操作，可通过用单一驱动电机整体带动操作一对放映镜头来同步实现，以消除图像梯形失真现象。

目前，有多种三维彩色放映系统和/或显示系统。有一种独特的方法是采用两个放映机或显示系统，其中一个放映机在屏幕上提供右眼显示，另一个放映机在屏幕上提供左眼显示。每一种显示有其自己的偏振，例如分别为“P”和“S”。观看者戴着使眼睛能看见三维景像的立体显示的偏振眼镜。

通常，立体装置用于完成上述的三维显示。立体装置包括一对设在屏幕前面并保持预定距离的放映单元。两个放映单元放映同一景像，以使它们在屏幕上的成像角度相互不同，并重叠在一起。重叠的图像通过具有三维视觉的偏振镜片被眼睛感觉出来。

然而，这种三维放映系统利用了两束光分开的方法，如果屏幕和每一个放映单元之间的距离和/或放映单元本身之间的距离不能精确地调整，则通过每个放映单元得到的两个放映图像将不能聚焦。这样，在屏幕上就形成未重叠在一起的图像，或在屏幕上不能形成完整的图像。

图1是表示上述常用的三维放映系统的构成示意图。对此，下面将予以详细描述。

常用的三维放映系统主要有第一和第二放映单元1a和1b，它们分别提供左眼显示和右眼显示。进一步说，第一和第二放映单元分别包括第一和第二光源4a和4b，如氙灯；第一和第二球面反射镜3a和3b，以反方向反射光源射出的光；第一和第二准直透镜5a和5b，用于聚集光源射出的光和球面反射镜反射的光以转换成平行光；第一和第二液晶显示(LCD)图片6a和6b(或第一和第二幻灯片)；第一和第二放映镜头7a和7b。观看者通过偏振眼镜8感觉到被放映出的图像为立体显示。

在上述三维放映系统中，为协调图像并调整焦距要控制各个放映单元。即，在从各放映单元分别投射到屏幕S1上的图像不协调一致时，和由于放映单元与屏幕之间的距离不精确而使焦距未调整好时，靠调节距离和投射角度来移动放映单元相对位置，以补偿偏差。

所以，这种调节操作非常麻烦和不方便。此外，由于调节操作应当在盯着屏幕S1上的图像的同时由手工操作完成，只有专业人员能完成精确的调节操作。

另外，在上述的三维放映系统中，由于放映单元的光轴La和Lb相对于屏幕的中心轴线L1以预定角度偏斜，所以从放映镜头7a和7b到屏幕左部和右部的距离是不同的。这样，屏幕左部上的图像的放大比例就不同于屏幕右部上的图像的放大比例。结果就出现了图7A所示的放映的两个图像在垂直方向呈现不完全重合的梯形形状的问题。

这种现象称之为梯形失真现象，它使屏幕变形(参见图7A)。如果梯形失真现象出现，观看者的满意感下降并会加剧眼睛的疲劳。

颁发给Lee的美国专利No.5,125,733公开了一种解决上述问题的整体操作一对放映镜头的装置。在该装置中，放映物标的光轴及放映镜头的光轴与屏幕的中心轴线相互平行，以使投射在屏幕上的两个图象相互协调一致，以防止梯形失真现象。

按上述的装置可以获得没有梯形失真的优良的图像，但是它的构造复杂，制造困难。

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种新的三维放映系统，它的一对放映镜头可以进行整体驱动，其操作和控制非常精确和方便，能消除梯形失真现象并减轻观看者眼睛的疲劳。

为完成上述目的，本发明提供的三维放映系统包括：支架框，它具有顶板和底板，在顶板和底板的两边对称形成的相对顶板和底板中心轴线以预定角度倾斜的多个轴向斜导孔，以及第一和第二开孔部分，第一和第二开孔部分分别开在顶板和底板后中部处；第一和第二放映镜头支架，它们具有圆柱形形状并在该支架前边设置放映镜头，支架在支架框内互相平行放置；在第一和第二放映镜头支架的顶部和底部上伸出形成活动销，活动销分别插入相应的轴向斜导孔中；支架支撑板，具有一对前、后板以及保持前、后板之间距离的垫片，前、后板设有在其两边形成并通过第一开孔伸展到顶板顶部的第一和第二腿部，和通过第二开孔伸展到底板底部的第三和第四腿部，在插入活动销的腿部上形成导槽；用于提供向前和向后传递放映镜头支架驱动力的驱动装置；和用于从驱动电机向放映镜头支架传递所提供的驱动力的传动装置。此外，在第一和第二放映镜头支架的前面形成的放映镜头的光轴和屏幕的中心轴线最好平行。

具体地说，螺孔在活动销内形成，螺孔与顶板顶部和底板底部的滑销以螺纹联接。

活动销的直径、轴向斜导孔的宽度、导槽的宽度和垫片的长度最好相同。

驱动电机可以固定安装在底板的中部和支架框内。

传动螺杆可以在从动齿轮的中心轴线上形成。具有可与传动齿螺纹联接的开槽部的法兰固定安装在支架支撑板前板的表面上，以便将螺纹和开槽部结合在一起。

可以采用任何方法将法兰与支架支撑板的前板的预定表面结合，最好的方法是螺纹连接。

根据本发明的三维放映系统，一对放映镜头可以由单个驱动电机整体操作。所以，可精确和方便地进行图像控制和焦距调整，并且可以消除梯形失真现象。

以下参照附图详细说明本发明的最佳实施例，以便使本发明的上述目的和优点更加明了。

图1是常用的三维放映系统的构成示意图；

图2是本发明的三维放映系统的放映镜头驱动装置的透视示意图；

图3是本发明的三维放映系统的放映镜头驱动装置的详细部件的透视示意图；

图4是表示本发明的三维放映系统的支架支撑板和放映镜头支架结合状态的局部分解透视图；

图5A和5B表示本发明的三维放映系统的放映镜头驱动装置的操作情况，其中图5A对应每个放映镜头支架传送到后端位置时的状态，而图5B对应每一个放映镜头支架传送到前端位置时的状态；

图6是本发明的三维放映系统的构成示意图；

图7A表示使用常用的放映系统在屏幕上造成梯形失真现象的图像，图7B表示使用本发明的三维放映系统在屏幕上没有梯形失真现象的图像。

下面，将参照附图，根据本发明实施例，对三维放映系统的组成部件和操作原理进行详细解释。

图2和图3是根据本发明的一种实施例的三维放映系统的放映镜头驱动装置的局部构成示意图。图4是表示支架支撑板和放映镜头支架结合状态的局部分解透视图。

参见图2和图3，放映镜头驱动装置主要包括：具有顶板51和底板52的支架框50；在支架框50中构成相互平行的第一和第二放映镜头支架33和34；设置在支架框50后部的具有旋转90°角的H型支架支撑板70。

在支架框50的顶板51和底板52的后部分别形成第一和第二开孔部分63和64，在顶板和底板51和52的两边开有多个轴向斜导孔55，56，57，58，59，60和62，它们相对支架框50的中心轴线以预定角度倾斜。

在第一和第二放映镜头支架33和34的顶部和底部形成突出的活动销40，41，42，43，44，45，46和47。活动销插入相应的轴向斜导孔55，56，57，58，59，60，61和62，以使它们可以在导孔内移动(参见图4)。

支架支撑板70有前板65和后板66和使前、后板相互以预定距离保持分离的垫片67。支架支撑板70具有旋转90°角的H形状。腿部72，73，74和75穿过第一开孔部分63伸展到顶板51的顶部以及穿过第二开孔部分64伸展到底板52的底部。在腿部72、73、74和75，由前板65和后板66分别形成导槽76，77，78和79。导槽的宽度与插入前板和后板的垫片67的长度相同。本附图设有两个垫片67。然而，由于设置垫片仅为了保持前、后板的距离，所以垫片的数量可根据需要任意选择。

通过轴向斜导孔55，56，59和60的活动销40，41，44和45，插入在导槽76，77，78和79中，因此，在放映镜头支架后部设置的四个活动销40，41，44和45高出设置在该前部的四个活动销42，43，46和47一个腿部的高度。

活动销40，41，42，43，44，45，46和47，通过在每一个活动销中心上形成的螺孔与滑销螺纹联接。为了防止活动销分离，设置滑销是更有利的。图中示出了设置在顶板上的四个活动销85，86，87，88和设置在底板的后部一边上的活动销89。设置在底板的其余边上的其它活动销44，46和47与滑销螺纹联接，图中未画出。

驱动电机80和动力传递装置90安装在支架框50中和底板52的中部。动力传递装置有主动齿轮91和从动齿轮92。在从动齿轮92设有在从动齿轮中心形成的朝向支架支撑板70伸出的传动螺杆82。传动螺杆82由固定形成在底板52上的螺杆支架支撑。

在支架支撑板70的前边，具有与传动螺杆82结合的开槽部84的法兰95用螺钉96固定。当驱动电机80的驱动力通过动力传递装置90传递到传动螺杆82时，因为它被螺杆支架81固定，传动螺杆82在原位置旋转。所以，与传动螺杆82啮合的开槽部84依传动螺杆82的旋转方向朝前或朝后运动。

下面详细描述具有上述构成的驱动装置的操作原理。

首先，当驱动电机开始驱动时，主动轮91随驱动电机80的旋转方向旋转，从动轮92以与其相反的方向旋转。如果从动轮92开始旋转，在其上伸出形成的传动螺杆82也开始旋转。由于在固定地安装在支架支撑板70前边的法兰95前部形成的开槽部84与传动螺杆82啮合，所以使整个支架支撑板70依传动螺杆82的旋转方向向前或向后运动。

当支架支撑板70向前传动时，插入腿部72，73，74，75的导槽76，77，78和79中的活动销40，41，44，45和结合的滑销也沿着轴向斜导孔55，56，59，60向前传动。放映镜头支架33和34随着支架支撑板70向前传动，其余的活动销42，43，46，47也沿着轴向斜导孔57，58，61，62向前传动。由于活动销40，41，42，43，44，45，46和47沿着轴向斜导孔55，56，57，58，59，60，61，62传动，所以放映镜头支架33和34同时向前传动，使其沿着轴向斜导孔的孔道聚集在一起。

也就是说，靠使用单个电机，使放映镜头支架聚集在一起的同时向前传动，或相互分离的同时向后传动。

图5A和5B表示根据本发明的三维放映系统的放映镜头驱动装置的操作情况。

图5A对应于各放映镜头支架传动到后端位置时的状态。此时，设置在轴向斜导孔40，41，42，43，44，45，46，47和支架支撑板70上的滑销在它们的后端位置定位。传动螺杆82从开槽部84被拉出到极限。所以，放映镜头支架33和34位于它们的后端位置，同时，他们的分离也到了极限。

随着驱动电机80的驱动，传动螺杆82开始旋转，开槽部84向前传动。随后，支架支撑板70向前运动，放映镜头支架33和34也向前运动，如图5B所示。此时，滑销在轴向斜导孔内运动，所以放映镜头支架33和34向前运动并聚集在一起。最后，放映镜头支架33和34在最前部定位，并使它们接近到极限。

如果驱动电机80以相反的方向驱动，传动螺杆82则反方向旋转，所以支架支撑板70向后传动。此时放映镜头支架33和34随支架支撑板70向后传动，使它们相互分开。

操作者通过操作驱动电机80的旋转方向来控制放映镜头支架33、34与屏幕之间的距离，放映镜头支架33和34之间的距离，从而可以获得所希望的图像。

图6是根据本发明的包括上述驱动装置的三维放映系统的构成示意图。

该系统主要包括一对提供左眼显示和右眼显示的放映单元。该单元设置在壳体21内。每个单元分别包括第一和第二光源24a和24b，如氙灯；第一和第二球面反射镜23a和23b，用于向前反射光源向后射出的光；第一和第二准直透镜25a和25b，用于聚焦从光源射出的光和从球形反射镜反射的光并把聚集的光转换为平行光；第一和第二液晶显示(LCD)图片27a和27b(或第一和第二幻灯片)；第一和第二放映镜头31a和31b。观看者通过偏振眼镜28感觉出以立体显示的放映图像。

根据本发明的放映系统与常用的放映系统不同，它的放映镜头支架成整体地设置在支架框70内，而且它们作为单个装置操作。

在这种三维放映系统中，右眼显示单无和左眼显示单元被整体操作，以协调图像和控制调焦。即，从每个放映单元投射到屏幕S2上的图像的控制是非常简单和方便的。

此外，在具有上述结构的三维放映系统中，液晶显示(LCD)图片的光轴，即投射物标的光轴，放映镜头的第一与第二光轴Lc和Ld以及屏幕的中心轴线L2互相平行。尤其特别和优越的是，放映镜头的光轴Lc和Ld比投射物标的光轴更接近屏幕的中心轴线L2。这样，在获得的图像中不会出现梯形失真现象。

图7A表示使用常用的放映系统在屏幕上造成梯形失真现象的图像。图7B表示根据本发明的三维放映系统在屏幕上没有梯形失真现象的图像。

如图7A和7B所示，没有梯形失真的完全重合的图像可以通过根据本发明的三维放映系统获得。

如上面描述的那样，当使用根据本发明的三维放映系统时，图像控制是非常方便的，从而能获取优质图像。

尽管对本发明的最佳实施例作了详细描述，但是，应该明白的是，本发明不局限于这一最佳实施例。本领域的熟练技术人员在权利要求书的精神和范围内可以对本发明作出多种改变和变形。

Claims (8)

1、一种三维放映系统，具有第一和第二放映镜头支架(33，34)、支架支撑板(70)、用于提供向前和向后传递所述放映镜头支架驱动力的驱动装置(80)、于从所述驱动装置向所述放映镜头支架传递所提供的驱动力的传动装置(90)，其特征在于，还包括：

支架框(50)，它具有顶板(51)和底板(52)，在顶板和底板的两边对称形成的相对该顶板和底板中心轴线以预定角度倾斜的多个轴向斜导孔(55，56，57，58，59，60，61，62)，以及第一和第二开孔部分(63，64)，第一和第二开孔部分分别开在顶板和底板后中部；

在第一和第二放映镜头支架的顶部和底部上伸出形成的活动销(40，41，42，43，44，45，46，47)所述的活动销分别插入相应的轴向斜导孔中，其中，

第一和第二放映镜头支架具有圆柱形形状并在该支架前边设置放映镜头，所述的支架在所述支架框内平行放置；

支架支撑板具有一对前、后板(65，66)以及保持所述前、后板之间距离的垫片(67)，所述的前、后板设有在其两边形成并通过所述第一开孔伸展到所述顶板顶部的第一和第二腿部(72，73)，和通过所述第二开孔伸展到所述底板底部的第三和第四腿部(74，75)，在插入了所述活动销的腿部上形成导槽(76，77，78，79)；

在所述第一和第二放映镜头支架前面形成的放映镜头的光轴和屏幕中心轴线平行。

2、如权利要求1所述的三维放映系统，其特征在于，所述活销内形成螺孔，该螺孔靠螺纹与顶板顶部和底板底部的滑销联结。

3、如权利要求2所述的三维放映系统，其特征在于，两个活动销分别在每个第一和第二放映镜头支架的顶部和底部形成，安置在后边的四个活动销(40，41，44，45)高于安置在前边的四个活动销(42，43，46，47)。

4、如权利要求1所述的三维放映系统，其特征在于，所述活动销(40，41，42，43，44，45，46，47)的直径，所述轴向斜导孔(55，56，57，58，59，60，61，62)的宽度，所述导槽(76，77，78，79)的宽度，和所述垫片(67)的长度都相同。

5、如权利要求1所述的三维放映系统，其特征在于，所述驱动装置(80)固定安装在所述支架框(50)中的底板(52)的中部上。

6、如权利要求5所述的三维放映系统，其特征在于，所述传动装置(90)包括主动齿轮(91)和从动齿轮(92)，在该从动齿轮的中心轴线上有一传动螺杆(82)。

7、根据权利要求6所述的三维放映系统，其特征在于，具有可与所述传动螺杆(82)以螺纹结合的开槽部(84)的法兰(95)固定安装在所述支架支撑板的前板表面上。

8、根据权利要求7所述的三维放映系统，其特征在于，法兰(95)与所述支架支撑板的前板的预定表面以螺纹结合。

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