CN1392434A

CN1392434A - 平面动态图象投影的立体转换装置

Info

Publication number: CN1392434A
Application number: CN 01127797
Authority: CN
Inventors: 陈定万
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2003-01-22

Abstract

本发明公开了一种平面动态图象投影立体转换装置，它包括左右眼图象分离与偏光调制及对应象素产生差异的光学组件及固定外壳。其特点是：安装在投影光路上适当位置的平面动态图象投影立体转换装置使屏幕上成象为内容相同、对应的象素有一定的差异、偏振方向相互垂直的左右眼两个图象，观众带上相应的偏光眼镜自动分离左右眼图象并经视觉系统的对位与数学逻辑运算与融合产生立体感觉。

Description

平面动态图象投影的立体转换装置

本发明涉及用于平面电影放映、投影AV/TV、投影游戏的动态图象投影的立体转换装置。

人的双眼在真实立体环境中的立体视觉效果主要是靠整体图象的平移与重叠、局部象素的错位与差异来进行视觉逻辑比较而产生的。动感平面电影(或动感平面AV显示)在动态图象放映的同时使观众的座位模拟拍摄动态图象的拍摄机的运动速度或运动加速度或倾斜角度并伴随一定程度的抖动，座位的抖动带动观众双眼抖动，使观众双眼视网膜上的成象抖动，引起复视区域的变换产生一定的立体感觉，同时座位带动身体的动作与动态图象放映的内容同步再配上同步的立体声音响的作用以及人体平衡系统的真实刺激，虽然能使(视力正常的)观众不带眼镜观看动感平面电影时身临其境产生立体感觉，但其与动态图象内容同步的机械运动再现数据得之不易，机械运动及相应的数控装置也十分昂贵；二十世纪四十年代，电影设备工程技术人员研制成功立体彩色电影，观众能欣赏到富有立体感的电影艺术，使观众感到身临其境；立体电影的立体再现通过观众所带的简易的偏光眼镜自动分离左、右眼关联的图象，已成为全世界成熟的标准，但立体电影的拍摄是采用二台摄象机模拟或夸张人的双眼同步拍摄，增加了拍摄的难度，拍摄出的相关的立体图象分成左右两部分分布于不相关联的两卷感光胶片上，给同步剪辑处理带来了无穷的麻烦。使立体彩色电影的制作费用相当昂贵，目前全世界总共面现的立体彩色电影屈指可数。

本发明的目的是提供一种平面动态图象投影的立体转换装置，该装置安装在现有的平面动态图象投影的投影装置的投影光路的适当位置，使动态图象投影在屏幕上成内容相同但对应的象素存在一定的差异并且偏振方向相互垂直的影象，配合观众带上专用的左右透光轴方向相互垂直的偏光眼镜自动分离左右眼错位图象，经视觉系统的左右图象象素对位、数学逻辑运算与融合，使观众感觉投影动态图象与屏幕分离，给观众提供更真实的三维完美亨受。

本发明的目的是通过对下述的双眼立体视觉的各个过程及相应的几个模型的分析、双眼立体视几个检测对比实验的说明和如下结构的装置来实现平面动态图象投影的立体转换的。

人的每个眼球内视网膜细胞大约有1亿多个，每个细胞表面直径约为2-6μm，它们均匀地分布于凹球形视网膜上，分别建立人眼球理想光学调节系统模型、眼球内视网膜细胞的对不同颜色不同强度的可见光的感应模型、眼球内视网膜细胞集合的理想数学分布模型、视觉感应细胞群的电生理信息寻址传导模型、大脑皮层视觉区域左右视觉象素数学逻辑运算合成模型、大脑配合其它感觉器官的感知信息并参考视觉历史记忆信息和过去的学习经验产生最终视觉图象的模型。下面以各种理想模型来描述双眼视觉过程，理想光学调节系统包括眼皮的开合、可控制进光量虹膜、成象晶体及其相应的调节肌肉和神精传导通路、双眼视觉区域上下左右运动与聚焦的调节肌肉和神精传导通路，它们的共同协调作用使人的双眼视网膜上清晰地显现人脑想感知的外界景物光学成象；从眼球内的视网膜细胞的形状和功能上可分为锥体细胞和杆体细胞，因它们对光线的强弱和颜色感应各有优势而决定它们的数量和分布的差异，将每个细胞以眼球视轴线上的细胞位置为基准按顺序编号，左眼球内视网膜细胞有L₁...L_N(N＝1.07亿，具体到每个人都有差异)，右眼球内视网膜细胞有R₁...R_N，每个视网膜细胞都有相应的神精通路与大脑的视觉中枢相连，左眼球内视网膜细胞按区域分为可变的两部分，一部分为可变的单视区，一部分为可变的复视区，右眼球内视网膜细胞按区域也分为可变的两部分，一部分为可变的单视区，一部分为可变的复视区，球内视网膜细胞复视区域大小随着双眼视轴的夹角改变而相应变化，此时球内视网膜细胞单视区域大小随着双眼视轴的夹角改变而相应地与复视区域大小作互补的变化，左眼水平方向视角范围约150度，右眼水平方向视角范围约150度，左右眼的垂直方向视角范围约140度，左右眼的视角范围逻辑或运算后水平方向视角范围约180度、垂直视方向角范围约140度；左右眼的视角范围逻辑与运算后水平方向视角范围约120度、垂直方向视角范围约140度，随着双眼聚焦立体景物远近的变化调节视轴的夹角相应改变，左右眼的视角范围逻辑与运算后水平方向视角大小对应有微弱变化，同时左右眼的视网膜细胞复视区的大小对应同步变化，在左右眼的视网膜细胞复视区域的的成象内容虽然相同，但其观察的视点相距约65毫米而使成象的局部细节有一定差异，左眼视网膜细胞复视区域成象为观察景物偏左面的影像，右眼视网膜细胞复视区域成象为观察景物偏右面的影像，它们各局部重叠错位的程度同时随着双眼聚焦立体景物远近的变化对应同步改变。当双眼观看500米外的景物时，双眼视轴基本平行，500米外的景物上任一空间座标点到左眼瞳孔中心的直线与左眼视轴间的夹角ΦL和该点到右眼瞳孔中心的直线与右眼视轴间的夹角ΦR基本一致，使500米外的景物在左右眼眼球内视网膜细胞集合的视网膜细胞复视区域的成象内容相同，局部细节虽有微小错位但其错位的大小与视网膜细胞大小相当，引起左右眼的每一视网膜细胞复视区域的视觉感应细胞群的电生理信息寻址传导模型采用对称对位寻址方式向大脑皮层视觉区域的左右视觉象素数学逻辑运算合成模型传送没有多少差异的复视区域对应图象信号，同左右眼的每一视网膜细胞单视区域的视觉感应细胞群的电生理信息简单独立寻址传导向大脑皮层视觉区域左右视觉象素数学逻辑运算合成模型传送的单视区域图象信号合并成双眼视角范围内的500米外的景物图象，这种接近二维特性缺少局部三维立体感的图象(以生物电形式在大脑内产生)再配合其它感觉器官的感知信息并参考视觉历史记忆信息和过去的学习经验(以生物电形式在大脑内)产生视觉图象的最终的处理，对某些景物也能通过整体或局部信息的综合比较而产生一定的立体感觉，但这种立体感觉因人而异并且产生于双眼视觉过程的最后阶段，这种立体感觉程度弱速度慢。当双眼观看10米处的景物时，双眼视轴成一定夹角Ψ，10米的景物上任一空间座标点D_X，Y，Z到左眼瞳孔中心的直线与左眼视轴间的夹角χL和该点到右眼瞳孔中心的直线与右眼视轴间的夹角χR因D_X，Y，Z的X、Y、Z各参数改变而显著变化，虽然10米处的景物在左右眼眼球内视网膜细胞集合的视网膜细胞复视区域的成象内容相同，但对10米处的景物任一空间座标点D_X，Y，Z在左右眼眼球内视网膜细胞集合的视网膜细胞复视区域的成象的坐标位置的相应差异同景物任一空间座标点D_X，Y，Z与双眼的配合夹角参数χL、χR有直接关系，使10米的景物在左右眼眼球内视网膜细胞集合的视网膜细胞复视区域的成象的对应象素的坐标有显著差异，引起左右眼的每一视网膜细胞复视区域的视觉感应细胞群的电生理信息寻址传导模型对位变址寻址向大脑皮层视觉区域左右视觉象素数学逻辑运算合成模型传送具有局部坐标差异的复视区域对位图象信号，大脑皮层视觉区域左右视觉象素数学逻辑运算合成模型接受到这些复视对位信息后对每对象素根据其在左、右眼视网膜上的成象的编号或对应坐标进行快速精确的数学三角函数运算，大约在15毫秒之内对左右眼的每一视网膜细胞复视区域的数千万对视网膜细胞上的成对象素的电生理信号进行模糊扫描计算，得出10米的景物视角复视区的立体三维图象，同左右眼的每一视网膜细胞单视区域的视觉感应细胞群的电生理信息简单独立寻址传导向大脑皮层视觉区域左右视觉象素数学逻辑运算合成模型传送的单视区域图象信号合并成双眼视角范围内的10米处的景物组合立体图象，这种双眼视角范围内的景物组合立体图象的形成时间大约为16毫秒(按人眼每秒最多能接收60帧变化的图象信息计算)，这种双眼视角范围内的景物组合立体图象的快速实时在大脑中以生物电形式产生并配合其它感觉器官的感知信息并参考视觉历史记忆信息和过去的学习经验对产生的视觉电生理图象信息作最后的处理，对这种双眼视角范围内的景物组合立体图象在大脑内以生物电形式存在，大约经过40毫秒的短时间后消失，进行约40毫秒的短时间记忆(即人们常说的视觉暂留时间)，对双眼视角范围内的景物组合立体图象的单视区局部图象能通过整体或局部信息的综合比较而产生立体感觉，这种立体感觉是人的视觉本能反应。

当人的双眼观看平面电影和电视时，正常人双眼球内视网膜上的平面动态图片成像完全相同，其微弱的立体效果与正常人双眼观看500米以外的立体景物类似，只有靠对具体动态图象的时间、空间范围内的各种对比感知而产生微弱的立体效果，这种微弱的立体效果因人的感情而异、因人的知识面而异、因人的实践积累而异、因具体动态图象内容而异。

人作为最高级的动物是经过千万年的生物的择优淘汰进化而来的，其视觉系统的综合性能指标同低级动物视觉系统相比也是最先进的，虽然人眼每秒最多能接收60帧变化的图象信息，而作为蝇的复眼每秒却能接收300帧变化的图象信息，但人眼的视感光细胞数以亿计其立体对位电生理信息实时同步传送和计算相当复杂、每毫秒计算量数以万亿次以至于人类做不出同类性能和速度的立体感光识别处理硬件和软件系统；而蝇眼的视觉感光细胞只是数以千计，其立体对位实时传送与计算的速度和能力人类采用当今的快速晶片及感光识别处理系统就可能模拟；鹰眼视网膜细胞虽密集到每平方毫米百万数量并能清晰地分辨1KM外的小动物，但其眼球小而视感光细胞总数也少于人眼；夜视动物只是其光学系统的某些特性和视感光细胞感应微光的能力在某一方面的突出而降低其视觉系统的其它功能或综合功能；利用人类的双眼立体视的某些复杂过程和强大功能，通过下述的实验对某些平面图象的立体感觉变化作简单说明。

人的双眼立体视融合是一个相当复杂的过程，利用分时交替立体显示器配合专用眼镜对正常人做几个立体视检测实验，专用眼镜只允许分时交替立体显示器显示的奇数帧图象在左眼球内视网膜上成象，(此时右眼球内视网膜上的对应区域为全黑成象)，专用眼镜只允许分时交替立体显示器显示的偶数帧图象在右眼球内视网膜上成象，(此时左眼球内视网膜上的对应区域为全黑成象)，当分时交替立体显示器显示某种奇数帧图象与偶数帧图象内容完全不同时，比如奇数帧图象为一幅彩色老虎而偶数帧图象为复盖老虎大小的一个笼子，因双眼球内视网膜上成象的对应象素有极大差异经双眼视觉的各个过程最后产生老虎关在笼子里的整体立体视融合；当分时交替立体显示器显示某种奇数帧图象与偶数帧图象内容大部分对应相同时，比如奇数帧图象为一幅偏左的头朝左有头无尾的彩色老虎图象的部分而偶数帧图象为一幅偏右的头朝左有尾无头的彩色老虎图象的部分，双眼球内视网膜上成象识别经局部对应象素的对位和双眼视觉的各个过程最后产生有头有尾的一个完整的彩色老虎图象的立体视融合；当分时交替立体显示器显示某种奇数帧图象与偶数帧图象内容为完全相的有一定景深的彩色照片时，因双眼球内视网膜上成象在一定时段的对应象素没有差异，其视觉效果与平面显示器显示的对应照片经双眼直接观看感觉基本相同；当分时交替立体显示器显示某种奇数帧图象与偶数帧图象内容为完全相同的有一定景深的彩色照片时，对应是奇数帧图象偏红(即彩色照片红色分量信息增强)偶数帧图象偏青(即彩色照片绿、蓝色分量信息增强)，因双眼球内视网膜上成象的对应象素有极小差异经双眼视觉的各个过程最后产生较微弱程度的立体视融合；当分时交替立体显示器显示某种奇数帧图象与偶数帧图象内容为相同的有一定景深的水平方向左右错位的奇数帧图象位置偏左颜色偏红(即彩色照片红色分量信息增强)偶数帧图象偏位置偏右颜色青(即彩色照片绿、蓝色分量信息增强)彩色照片时，因双眼球内视网膜上成象的对应象素有极小差异并且经局部对应象素的对位和双眼视觉的各个过程最后产生一定程度的立体视融合；当分时交替立体显示器显示某种奇数帧图象与偶数帧图象内容为相同的有一定景深的水平方向左右错位的奇数帧图象位置偏左红色分量图象(即只有彩色照片红色分量单色信息)偶数帧图象偏位置偏右绿和蓝色分量图象(即只有彩色照片绿、蓝色分量信息)的彩色照片时，因双眼球内视网膜上成象的对应象素有极大差异并且经局部对应象素的对位和双眼视觉的各个过程最后产生较强的立体视融合，此时，左眼视网膜上某一视细胞上的红色象素与右眼视网膜上对位视细胞上的绿、蓝色象素经人脑立体视觉过程中的左、右对位象素的逻辑或运算得出接近与彩色照片中对应的彩色象素，使产生较强的立体视融合的图象整体与局部颜色接近彩色照片；

透光平面动态图象投影装置如电影放映机、液晶正面(或背)投影机等以及发光平面动态图象投影装置如高亮度CRT正面(或背)投影机，它们都有投影镜头和投影屏幕及相应的投影光路，对于与电影放映机配合的平面动态图象投影装置，在投影镜头与屏幕之间靠近投影镜头前投影光轴下方适当位置安装一电机，电机转轴朝上并与水平面垂直，在电机转轴上端安装一定大小的圆盘，该圆盘平面与水平面平行并通过中心孔与其下方的电机转轴的一端固定，该圆盘的圆周边上面固定有一定高度的直径与该圆盘直径相对应的圆筒状透明薄环(类似于上端开口的桶状)，调节电机的上下位置使从投影镜头射出的投影光线与圆筒状透明薄环的上端面有一定短距离并使投影光轴与圆筒状透明薄环轴线相交于PA点，在以PA点为中心安装一直角全反射棱镜PAO使从投影镜头射出的投影光线全部全反射向下转折90度(即投影光轴线与圆筒状透明薄环轴线基本平行)，在圆筒状透明薄环的轴线的上下端面对称中心点PB处安装一直角全反射棱镜PBO，使从投影镜头射出的投影光线经PAO全反射向下转折90度全部射入直角全反射棱镜PBO，直角全反射棱镜PBO使投影光线沿从投影镜头射出的投影光线平行的方向圆筒状侧面射出，穿过圆筒状透明薄环在屏幕上成象，直角全反射棱镜PAO、PBO通过固定连接部件从圆筒状透明薄环上端开口与外壳部件及电机外壳相连；将圆筒状透明薄环外表面按长方形对应展开分成二维阵列密集区域C₁₁...C_1N、C₂₁...C_2N...C_M1...C_MN，这些区域的形状为正方形或长方形或等边六边形，将这些区域分为两个集合组Lσ和Rσ，尽量使每个集合的系列小区域在整体区域内均匀地排列，按照这些小区域形状在区域集合组Lσ的圆筒状透明薄环外或内表面粘贴透光轴为φ方向的偏光片、在区域集合组Rσ的圆筒状透明薄环外或内表面粘贴透光轴与φ方向垂直的偏光片，非偏振光投影光线通过直角全反射棱镜PAO、PBO穿过圆筒状透明薄环外或内表面的两组密集的系列偏光片在屏幕上的成象象素一部分为偏振方向为φ方向的偏振光象素、另一部分为偏振方向为φ方向垂直方向的偏振光象素，电机快速转动，使对应坐标区域的象素偏振方向的调制相应变化，观众带上左眼镜片为透光轴为φ方向的偏光片右眼镜片为透光轴为与φ方向垂直的偏光片的偏光眼镜，使观众左眼与右眼所看到的图象内容相同，但瞬息对应象素差异较大，经观众的视觉系统的逻辑比较与融合产生立体感觉。

对于电影放映机配合的平面动态图象投影装置进一步改进，采用上述结构的电机快速转动带动柱状透明薄环外或内表面的两组密集的系列偏光片对投影光线的调制机构直接对投影光源进行偏光调制，调制后的投影光线透过电影胶片和投影镜头在投影屏幕上成象，屏幕上成象象素一部分为偏振方向为φ方向的偏振光象素、另一部分为偏振方向为φ方向垂直方向的偏振光象素，电机快速转动，使对应坐标区域的象素偏振方向的调制相应变化，观众带上左眼镜片为透光轴为φ方向的偏光片右眼镜片为透光轴为与φ方向垂直的偏光片的偏光眼镜，使观众左眼与右眼所看到的图象内容相同，但瞬息对应象素差异较大，经观众的视觉系统的逻辑比较与融合产生立体感觉。

对于TFT-LCD液晶投影机，在透光TFT-LCD液晶片及屏幕之间的光路上的适当位置安装一没有偏光片的无色透明TN液晶片和驱动电路作为与TFT-LCD液晶投影机配合的平面动态图象投影的立体转换装置，无色透明TN液晶片的液晶层一侧的玻璃上的透明电极为水平阵列的相互绝缘的一定宽度的密集窄线条，将水平阵列透明电极的奇数条连在一起与驱动电路的CONA端连接，将水平阵列透明电极的偶数条连在一起与驱动电路的CONB端连接，无色透明TN液晶片的液晶层另一侧的玻璃上的透明电极为垂直阵列的相互绝缘的一定宽度的密集窄线条，将垂直阵列透明电极的奇数条连在一起与驱动电路的CONC端连接，将垂直阵列透明电极的偶数条连在一起与驱动电路的COND端连接，将液晶片的液晶层按对应水平阵列透明电极与垂直阵列透明电极分成二维阵列小方块，二维阵列的奇数行奇数列小方块和偶数行偶数列小方块作为集合区域σA，剩下的二维阵列的小方块作为集合区域σB，使偏振光投影光线穿过无色透明TN液晶片，其中的一部分偏振光投影光线穿过集合区域σA，其中的另一部分偏振光投影光线穿过集合区域σB，在驱动电路的CONA、CONB、CONC、COND上加上一定波形的控制信号，在某一时刻使集合区域σA液晶层两侧的透明电极有一定的电压差、使集合区域σB液晶层两侧的透明电极为同电位，一部分穿过集合区域σA偏振光投影光线的偏振方向则保持不变，另一部分穿过集合区域σB偏振光投影光线的偏振方向则旋转90度，在另一时刻使集合区域σB液晶层两侧的透明电极有一定的电压差、使集合区域σA液晶层两侧的透明电极为同电位，一部分穿过集合区域σB偏振光投影光线的偏振方向则保持不变，另一部分穿过集合区域σA偏振光投影光线的偏振方向则旋转90度，在屏幕上成象象素一部分为偏振方向为φ方向的偏振光象素、另一部分为偏振方向为φ方向垂直方向的偏振光象素并且交替调制相应变化显示，观众带上左眼镜片为透光轴为φ方向的偏光片右眼镜片为透光轴为与φ方向垂直的偏光片的偏光眼镜，使观众左眼与右眼所看到的图象内容相同，但瞬息对应象素差异较大，经观众的视觉系统的逻辑比较与融合产生立体感觉。

对于与高亮度CRT投影机配合的平面动态图象投影立体转换装置，首先用偏光片对投影光线进行偏光调制，则在投影镜头与屏幕之间靠近投影镜头前安装含有一片薄正方形二棱镜片，薄二棱镜片周边为正方形，左、右两边为最薄边，中心上下连线处最厚，在薄二棱镜片的左边的斜面长方形上加上一与之面积对应的透明TN液晶片，透明TN液晶片由两块玻璃片夹着数微米厚的液晶层构成，这种平面动态偏振光图象投影的立体转换装置只有单个投影窗，带有图象信息的偏振光线通过投影镜头后进入单投影窗立体转换装置，进入单投影窗立体转换装置的偏振光线一部分穿过薄二棱镜片的左边薄棱镜片和透明液晶片后，使它们的偏振方向旋转90度，并偏右投影在屏幕上，带有图象信息的偏振光线通过投影镜头后另一部分穿过薄二棱镜片的右边薄棱镜片保持偏振方向不变偏左投影在屏幕上，成为重叠的左、右两幅图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象，经观众的视觉系统的逻辑比较与融合产生立体感觉。

对于透光投影装置，投影光源大多为近似点光源经光学镜片转化为近似平行投影光线，投影光线通过投影胶片或液晶图片调制，使每一光线带有相应的图象象素信息，透过投影镜头在屏幕上成象，从投影镜头前某一区域射出的光线大多来自透光图象的某些邻近的局部象素，对于这种情况因人眼对象素亮度和对比的的原因，采用前面所述的标准薄二棱镜片分象在屏幕上投影的两个左右眼图象中的每一个投影给人的视觉效果会出现相应的对称位置局部显示，使每一幅图象整体画面亮度、对比度出现左右不均匀；对标准薄二棱镜片进行一定的改进，对于非偏光投影光线首先用偏光片对投影光线进行辅助偏光调制，对于偏振光图象投影装置则省去该过程，将投影镜头与屏幕之间靠近投影镜头与投影光轴垂直的平面安装透明液晶玻璃片，将透明液晶片分成二维阵列密集区域C₁₁...C_1N、C₂₁...C_2N...C_M1...C_MN，使投影光线透过这些区域，这些区域的形状为正方形或长方形或等边六边形，将这些区域分为两个集合组Lσ和Rσ，尽量使每个集合的区域均匀地排列，在区域集合组Lσ的透明液晶玻璃片的对应每一小区域粘贴一薄棱镜，小区域薄棱镜的方向为左薄右厚，在区域集合组Rσ的透明玻璃片的对应每一小区域粘贴一薄棱镜，小区域薄棱镜的方向为右薄左厚，透明液晶玻璃片为无偏光片液晶玻璃盒，按区域集合组Lσ、区域集合组Rσ对应将液晶层一侧玻璃上的透明电极分为相互绝缘的电极区域集ρL和ρR，液晶层另一侧玻璃上的透明电极为与整体液晶层面和对应长方形与控制液晶片的coma端电极相连接，电极区域集ρL也与控制液晶片的coma端电极相连接，电极区域集ρR与控制液晶片的comb端电极相连，在电极coma、comb之间加上交变方波电压信号，使透过液晶层电极区域集ρL区域的偏振光不转向，同时使透过液晶层电极区域集ρR区域的偏振光转向90度，立体转换装置各部件通过外壳固定与投景镜头相连于投景镜头靠近屏幕一端，此时，带有相应的图象象素信息光线，经过投影镜头后一部分经液晶层区域集ρR和相应的区域薄棱镜使它们的偏振方向旋转90度，并偏左投影在屏幕上，其余的投影光线经液晶层区域集ρL和相应的区域薄棱镜使它们的偏振方向保持不变，并偏右投影在屏幕上，成为重叠的左、右两幅图象，左、右两幅图象的相应区域的亮度有较大差异而使重叠的左、右两幅图象的每一对应象素有较大差异，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象，经观众的双眼视觉系统的数学逻辑计算与融合产生立体感觉。

作为本发明的平面动态图象投影的立体转换装置进一步改进，对于非偏光投影光线用偏光片对投影光线进行偏光调制，对于偏振光图象投影装置则省去该过程，在投影镜头靠近屏幕一端的安装一平面半透反射镜H作为分象器，该平面半透反射镜H与水平面垂直并且与投影镜头的光轴成约45度角，平面半透反射镜H的反射面朝向投影镜头的右边，在平面半透反射镜H的正右边安装有一与平面半透反射镜H平行的平面反射镜G，平面反射镜G的反射面朝向其左边的平面半透反射镜H，在平面半透反射镜H与平面反射镜G之间安装一透明TN液晶片F，带有图象信息的偏振光线通过投影镜头然后射向平面半透反射镜H时使其中一部分偏振光线穿过平面半透反射镜H经左投影窗口投射在屏幕上成清晰的偏振光图象∑L、使其中另一部分偏振光线被平面半透反射镜H的反射面反射向右转动90度方向经过液晶片F时使该部分偏振光线的偏振方向旋转90度射向右边的平面反射镜G反射经右投影窗口投影到屏幕上所成的偏振光象∑R与清晰的偏振光图象∑L重叠错位并且偏振光的方向相互垂直，适当微调平面半透反射镜H(或平面反射镜G)沿反射镜上某一垂直线作微小角度的转动，调节偏振光象∑R的投影水平位置和其与偏振光图象∑L的重叠错位程度，平面半透反射镜H分象器、平面反射镜G及其微小角度的转动控制机构、透明TN液晶片F通过外壳固定组成左右投影窗平面图象投影的立体转换装置与现有的投影机投影镜头配合投影；观众带上偏光眼镜自动分离左右图象，经观众的视觉系统的逻辑比较与融合产生立体感觉。

作为本发明左右投影窗平面图象投影的立体转换装置进一步改进，对左、右错位投影的对位象素差异小的左右投影窗平面图象投影的立体转换装置，在左、右投影窗内分别加上一定深度补色滤色片，使其左、右错位投影的对位象素产生相应的差异。

作为本发明左右投影窗平面图象投影的立体转换装置的结构进一步改进，从平面半透反射镜H分像后的两部分光线经不同的光路投射到屏幕上的光程有一定的差异，使错位的左右两个投影成象的清晰度和放大大小尺寸有微弱差异，在平面半透反射镜H沿投影镜头光轴方向靠近屏幕一侧安装有一与平面半透反射镜H垂直的反射面朝向半透反射镜H左近的平面反射镜G2，在平面反射镜G2的正左边安装有一与平面反射镜G2平行的反射面朝向平面反射镜G2平面反射镜G3，使其中一部分偏振光线穿过平面半透反射镜H经平面反射镜G2、平面反射镜G3的二次组合反射从左投影窗口射出在屏幕上成清晰的偏振光图象，另一部分偏振光线被平面半透反射镜H的反射面反射向右转动90度方向经过液晶片F时使该部分偏振光线的偏振方向旋转90度射向右边的平面反射镜G反射经右投影窗口投影到屏幕上所成的偏振光象，调整平面反射镜G2、平面反射镜G3之间的距离使从平面半透反射镜H分像后的两部分光线经不同的光路投射到屏幕上的光程一致，使错位的左右两个投影成象的清晰度和放大大小尺寸相同，同步调整平面反射镜G2、平面反射镜G3之间的距离和平面半透反射镜H、平面反射镜G之间的距离也可以调整左右两个投影成象错位程度。

作为本发明的左右投影窗平面图象投影的立体转换装置分象器进一步改进，在投影镜头靠近屏幕一端的分象器为一平面区域半透反射区域全透光镜H1，将该平面镜H1分成二维阵列密集区域υ₁₁...υ_1N、υ₂₁...υ_2N...υ_M1...υ_MN，使投影光线射向这些区域，这些区域的形状为三角形或四边形或等边六边形，将这些区域分为两个集合组ωA和ωB，尽量使每个集合的区域均匀地排列，区域集合组ωA对应每一小区域为透明玻璃层，区域集合组ωB对应每一小区域粘贴(或镀上)半透反射层，该平面镜H1与水平面垂直并且与投影镜头的光轴成约45度角，平面镜H1的反射面朝向投影镜头的右边，在平面镜H1的正右边安装有一与平面镜H1平行的平面反射镜G，平面反射镜G的反射面朝向其左边的平面镜H1，在平面镜H1与平面反射镜G之间安装一透明TN液晶片F，带有图象信息的偏振光线通过投影镜头然后射向平面镜H1时使其中一部分偏振光线穿过平面镜H1经左投影窗在屏幕上成清晰的偏振光图象∑L1、使其中另一部分偏振光线被平面镜H1的反射面反射向右转动90度方向经过液晶片F时使该部分偏振光线的偏振方向旋转90度射向右边的平面反射镜G反射经右投影窗投影到屏幕上所成的偏振光象∑R1与偏振光图象∑L1重叠错位并且偏振光的方向相互垂直，适当微调平面镜H1(或平面反射镜G)沿反射镜上某一垂直线作微小角度的转动，调节偏振光象∑R1的投影水平位置和其与清晰的偏振光图象∑L1的重叠错位程度；左、右两幅图象的相应区域的亮度有较大差异而使重叠的左、右两幅图象的每一象素有较大差异，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象，经观众的双眼视觉系统的数学逻辑计算与融合产生立体感觉。

作为本发明的左右投影窗平面图象投影的立体转换装置分象器更进一步改进，在投影镜头靠近屏幕一端的分象器为一平面滤光反射镜P，该平面滤光反射镜P与水平面垂直并且与投影镜头的光轴成约45度角，平面滤光反射镜P的反射面朝向投影镜头的右边，在平面滤光反射镜P的正右边安装有一与平面滤光反射镜P平行的平面反射镜G，平面反射镜G的反射面朝向其左边的平面滤光反射镜P，在平面滤光反射镜P与平面反射镜G之间安装一透明TN液晶片F，带有图象信息的偏振光线通过投影镜头然后射向平面滤光反射镜P时使其中一部分偏振光线穿过平面滤光反射镜P经左投影窗在屏幕上成清晰的偏振光图象∑L2、使其中另一部分偏振光线被平面滤光反射镜P的反射面反射向右转动90度方向经过液晶片F时使该部分偏振光线的偏振方向旋转90度射向右边的平面反射镜G反射经右投影窗投影到屏幕上所成的偏振光象∑R2与偏振光图象∑L2重叠错位并且偏振光的方向相互垂直，适当微调平面滤光反射镜P(或平面反射镜G)沿反射镜上某一垂直线作微小角度的转动，调节偏振光象∑R2的投影水平位置和其与清晰的偏振光图象∑L2的重叠错位程度；偏振光象∑R2和偏振光图象∑L2分别为平面滤光反射镜P反射和过滤的投影光线成象使左、右两幅图象的整体区域的较大差异而使重叠的左、右两幅图象的每一象素有较大差异，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象，经观众的双眼视觉系统的数学逻辑计算与融合产生立体感觉。

作为本发明的左右投影窗平面图象投影的立体转换装置分象器更进一步改进，在投影镜头靠近屏幕一端的分象器为一平面区域滤光反射镜P1，将该平面镜P1分成二维阵列密集区域C₁₁...C_1N、C₂₁...C_2N...C_M1...C_MN每一个小区域具有不同的滤光反射性能，使投影光线射向这些区域，这些区域的形状为三角形或四边形或等边六边形，将这些区域分为多个集合组D₁...D_i，尽量使每个集合的区域均匀地排列，在区域集合组D_j(j＝1..i)的对应每一小区域镀上一种过滤某一频率范围的可见光反射另一频率范围的可见光的镀层，该平面镜P1与水平面垂直并且与投影镜头的光轴成约45度角，平面镜P1的反射面朝向投影镜头的右边，在平面镜P1的正右边安装有一与平面镜P1平行的平面反射镜G，平面反射镜G的反射面朝向其左边的平面镜P1，在平面镜P1与平面反射镜G之间安装一透明TN液晶片F，带有图象信息的偏振光线通过投影镜头然后射向平面镜P1时使其中一部分偏振光线穿过平面镜P1经左投影窗在屏幕上成清晰的偏振光图象∑L3、使其中另一部分偏振光线被平面镜P1的反射面反射向右转动90度方向经过液晶片F时使该部分偏振光线的偏振方向旋转90度射向右边的平面反射镜G反射经右投影窗投影到屏幕上所成的偏振光象∑R3与清晰的偏振光图象∑L3重叠错位并且偏振光的方向相互垂直，适当微调平面镜P1(或平面反射镜G)沿反射镜上某一垂直线作微小角度的转动，调节偏振光象∑R3的投影水平位置和其与偏振光图象∑L3的重叠错位程度；偏振光象L3和偏振光图象∑R3分别为平面镜P1反射和过滤的投影光线成象使左、右两幅图象的整体和局部区域存在的较大差异而使重叠的左、右两幅图象的每一象素有较大差异，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象，经观众的双眼视觉系统的数学逻辑计算与融合产生立体感觉。

作为本发明的左右投影窗平面图象投影的立体转换装置分象器更进一步改进，在投影镜头靠近屏幕一端的分象器为一平面区域滤光反射镜P2，将该平面镜P2的外边缘为圆形、中有一小固定孔，将该平面镜P2圆环形区域(中心固定区域除外)分成二维阵列密集区域C₁₁...C_1K、C₂₁...C_2J...C_M1...C_MO每一个小区域具有不同的滤光反射性能，使投影光线射向这些圆环形区域一段圆环上，这些区域的形状为三角形或四边形或等边六边形，将这些区域分为多个集合组D₁...D_i，尽量使每个集合的区域均匀地排列，在区域集合组D_j(j＝1..i)的对应每一小区域镀上一种过滤某一频率范围的可见光反射另一频率范围的可见光的镀层，该平面镜P2与水平面垂直并且与投影镜头的光轴成约45度角，平面镜P2的反射面朝向投影镜头的右边，安装一快速旋转的电机，电机转轴穿过平面镜P2的中心小固定孔，使电机转轴轴线与平面镜P2垂直固定，电机转动带动平面镜P2以旋转，在平面镜P2的正右边安装有一与平面镜P2平行的平面反射镜G，平面反射镜G的反射面朝向其左边的平面镜P2，在平面镜P2与平面反射镜G之间安装一透明TN液晶片F，带有图象信息的偏振光线通过投影镜头然后射向转动的平面镜P2的一段圆环时使其中一部分偏振光线穿过平面镜P2经左投影窗在屏幕上成清晰的偏振光图象∑L4、使其中另一部分偏振光线被平面镜P2的反射面反射向右转动90度方向经过液晶片F时使该部分偏振光线的偏振方向旋转90度射向右边的平面反射镜G反射后经右投影窗投影到屏幕上所成的偏振光象∑R4与清晰的偏振光图象∑L4重叠错位并且偏振光的方向相互垂直，适当微调平面反射镜G沿反射镜上某一垂直线作微小角度的转动，调节偏振光象∑R4的投影水平位置和其与偏振光图象∑L4的重叠错位程度；偏振光象∑L4和偏振光图象∑R4分别为平面镜P2的动态旋转使反射和过滤区域动态变化反射和过滤投影光线成象使左、右两幅图象的整体和局部区域象素跟随同步变化并存在较大差异而使重叠的左、右两幅图象的每一象素有较大差异，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象，经观众的双眼视觉系统的数学逻辑计算与融合产生立体感觉。

作为本发明的左右投影窗平面图象投影的立体转换装置的分象器更进一步改进，对于偏振光图象投影装置，在投影镜头靠近屏幕一端的分象器为一平面二维阵列密集区域透光区域反光镜W，将该平面镜W分成二维阵列密集区域δ₁₁...δ_1N、δ₂₁...δ_2N...δ_M1...δ_MN，使投影光线射向这些区域，这些区域的形状为三角形或四边形或等边六边形，将这些区域分为两个集合组ηL和ηR，尽量使每个集合的区域均匀地排列，在区域集合组ηL的对应每一小区域为透明玻璃层，在区域集合组ηR的对应每一小区域粘贴(或镀上)反射层，该平面镜W与水平面垂直并且与投影镜头的光轴成约45度角，平面镜W的反射面朝向投影镜头的右边，在平面镜W的正右边安装有一与平面镜W平行的平面反射镜G，平面反射镜G的反射面朝向其左边的平面镜W，在平面镜W与平面反射镜G之间安装一透明TN液晶片F，带有图象信息的偏振光线通过投影镜头然后射向平面镜W时使其中一部分偏振光线穿过平面镜W的区域集合组ηL经左投影窗在屏幕上成清晰的偏振光图象∑L5、使其中另一部分偏振光线被平面镜W的区域集合组ηR的反射面反射向右转动90度方向经过液晶片F时使该部分偏振光线的偏振方向旋转90度射向右边的平面反射镜G反射经右投影窗投影到屏幕上所成的偏振光象∑R5与清晰的偏振光图象∑L5重叠错位并且偏振光的方向相互垂直，适当微调平面镜W(或平面反射镜G)沿反射镜上某一垂直线作微小角度的转动，调节偏振光象∑R5的投影水平位置和其与偏振光图象∑L5的重叠错位程度；左、右两幅图象的相应区域的亮度有较大差异而使重叠的左、右两幅图象的每一象素有较大差异，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象，经观众的双眼视觉系统的数学逻辑计算与融合产生立体感觉。

作为本发明的左右投影窗平面图象投影的立体转换装置的分象器更进一步改进，对于偏振光图象投影装置，在投影镜头靠近屏幕一端的分象器为一平面二维阵列密集区域透光区域反光镜W1，将该平面镜W1的外边缘为圆形、中心有一小固定孔，将该平面镜W1圆环形区域(中心固定区域除外)分成二维阵列密集区域δ₁₁...δ_1K、δ₂₁...δ_2J...δ_M1...δ_MO，使投影光线射向这些这些圆环形区域一段圆环上，这些区域的形状为三角形或四边形或等边六边形，将这些区域分为两个集合组ηL和ηR，尽量使每个集合的区域均匀地排列，在区域集合组ηL的对应每一小区域为透明玻璃层，在区域集合组ηR的对应每一小区域粘贴(或镀上)反射层，该平面镜W1与水平面垂直并且与投影镜头的光轴成约45度角，平面镜W1的反射面朝向投影镜头的右边，安装一快速旋转的电机，电机转轴穿过平面镜W1的中心小固定孔，使电机轴线与平面镜W1垂直固定，电机转动带动平面镜W1以旋转，在平面镜W1的正右边安装有一与平面镜W1平行的平面反射镜G，平面反射镜G的反射面朝向其左边的平面镜W1，在平面镜W1与平面反射镜G之间安装一透明TN液晶片F，带有图象信息的偏振光线通过投影镜头然后射向平面镜W1时使其中一部分偏振光线穿过平面镜W1的区域集合组ηL经左投影窗在屏幕上成清晰的偏振光图象∑L6、使其中另一部分偏振光线被平面镜W1的区域集合组ηR的反射面反射向右转动90度方向经过液晶片F时使该部分偏振光线的偏振方向旋转90度射向右边的平面反射镜G反射经右投影窗投影到屏幕上所成的偏振光象∑R6与清晰的偏振光图象∑L6重叠错位并且偏振光的方向相互垂直，适当微调平面反射镜G沿反射镜上某一垂直线作微小角度的转动，调节偏振光象∑R6的投影水平位置和其与偏振光图象∑L6的重叠错位程度；偏振光象∑L6和偏振光图象∑R6分别为平面镜W1的动态旋转使反射和透光区域动态变化，反射和透过投影光线成象使左、右两幅图象的整体和局部区域象素跟随同步变化并存在较大差异而使重叠的左、右两幅图象的每一象素有较大差异，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象，经观众的双眼视觉系统的数学逻辑计算与融合产生立体感觉。

作为本发明的左右投影窗平面图象投影的立体转换装置分象器更进一步改进，在投影镜头靠近屏幕一端的分象器为一立方体区域透光区域全反光镜W2的光学元件，该光学元件W2由两个直角全反射棱镜和一片区域通孔的薄片粘合，全反射棱镜和一片区域通孔的薄片的光学折射率相等，将区域通孔的薄片分成二维阵列密集区域∏₁₁...∏_1N、∏₂₁...∏_2N...∏_M1...∏_MN，这些区域的形状为三角形或四边形或等边六边形，将这些区域分为两个集合组ηL2和ηR2，尽量使每个集合的区域均匀地排列，在区域集合组ηR2的对应每一小区域为通孔，一片区域通孔的薄片粘在两个直角全反射棱镜斜面中间，使粘合层的区域集合组ηR2的位置有一薄层空气，光学元件W2的粘合层与水平面垂直并且与投影镜头的光轴成约45度角，光学元件W2的粘合层朝向投影镜头及其右边，在光学元件W2的正右边安装有一与光学元件W2的粘合层平行的平面反射镜G，平面反射镜G的反射面朝向其左边的光学元件W2的粘合层，在光学元件W2与平面反射镜G之间安装一透明TN液晶片F，带有图象信息的偏振光线通过投影镜头然后射向光学元件W2的粘合层时使其中一部分偏振光线穿过光学元件W2的粘合层的区域集合组ηL2经左投影窗在屏幕上成清晰的偏振光图象∑L7、使其中另一部分偏振光线遇到光学元件W2的粘合层的区域集合组ηR2空气层而产生全反射使其向右转动90度方向射出光学元件W2经过液晶片F时使该部分偏振光线的偏振方向旋转90度射向右边的平面反射镜G反射经右投影窗投影到屏幕上所成的偏振光象∑R7与偏振光图象∑L7重叠错位并且偏振光的方向相互垂直，适当微调平面反射镜G沿反射镜上某一垂直线作微小角度的转动，调节偏振光象∑R7的投影水平位置和其与偏振光图象∑L7的重叠错位程度；左、右两幅图象的相应区域的亮度有较大差异而使重叠的左、右两幅图象的每一象素有较大差异，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象，经观众的双眼视觉系统的数学逻辑计算与融合产生立体感觉。

作为本发明的平面动态图象投影的立体转换装置更进一步改进，调节每一幅左眼看的偏振光象投影图象水平位置和其与右眼看的偏振光投影图象的重叠错位程度，对应立体转换装置的调节机构都有相应的数控参数，对于一部精彩的电影作品，按同步时段动态图象的远近变化对应调节立体转换装置的调节机构并保存相应的数控参数，在该部电影放映时采用与其动态图象的远近变化同步的调节数据控制每一幅左眼看的偏振光象投影图象水平位置和其与右眼看的偏振光投影图象的重叠错位程度，使观众身临其境。

作为本发明左右投影窗的立体转换装置的偏光调制部件进一步改进，对于非偏振光平面图象投影机，不采用TN液晶片作偏光调制，在分象器到左投影窗口适当的光路上加上透光轴为φ方向的偏光片，使从左投影窗口射出的投影光线在屏幕上成φ方向的偏光图象，在分象器到右投影窗口适当的光路上加上透光轴为与φ方向垂直的偏光片，使从右投影窗口射出的投影光线在屏幕上成与φ方向垂直的偏光图象，观众带上左眼镜片为透光轴为φ方向的偏光片右眼镜片为透光轴为与φ方向垂直的偏光片的偏光眼镜自动分离左右图象。

作为本发明左右投影窗的立体转换装置的偏光调制部件进一步改进，对于非偏振光平面图象投影机，在立体转换装置的靠近投影镜头的入射窗口内安装偏光片作为辅助偏光调制部件，使非偏振光平面图象投影机和偏振光平面图象投影机相配合的立体转换装置的偏光调制关键部件兼容。

综上所述，本发明的平面动态图象投影的立体转换装置，结构简单、安装操作容易，投影的左右图象，配合观众带上专用的左右透光轴方向相互垂直的偏光眼镜自动分离，通过调节左右图象的错位程度，使观众双眼球的视轴夹角微弱地对应改变，经视觉系统的数学逻辑运算与融合，使观众感觉投影动态图象与屏幕分离，给观众提供更真实的三维完美亨受。

下面结合附图和实施实例对本发明的平面动态图象投影的立体转换装置进一步说明。

图1是本发明平面动态图象投影的立体左右窗投影转换装置的第一种实施方式光路图。

图2是图1中二维阵列密集区域透光区域反光镜的分象器透光区域、反射区域平面排布图。

图3是本发明平面动态图象投影的立体左右窗投影转换装置的第二种实施方式光路图。

图4是图3中二维阵列密集区域透光区域全反射长方体的分象器的结构图。

图5是图4中二维阵列密集区域透光区域全反射长方体的分象器的透光区域、全反射区域平面排布图。

图6是本发明平面动态图象投影的立体左右窗投影转换装置的第三种实施方式光路图。

图7是图6中偏光调制TN液晶片外二维阵列密集区域透光区域、反射区域平面镀层图。

图8是本发明平面动态图象投影的立体左右窗投影转换装置的第四种实施方式光路图。

图9是本发明平面动态图象投影的立体左右窗投影转换装置的第五种实施方式光路图。

图10是图9中多种二维阵列密集区域滤光反射镜的分象器的镀层的平面排布图。

图11是本发明平面动态图象投影的立体单窗投影转换装置的一种实施方式光路图。

图12是图11中偏光调制TN液晶片的液晶层两侧的透明电极的透视图。

图13是图11中二维阵列密集区域薄二棱镜的分象器平面排布图。

图14是本发明平面动态图象投影的立体单窗投影转换装置的另一种实施方式结构图。

图1和图2示出了平面动态图象投影的立体转换装置的第一种实施方式，在图1中，平行投影光线1透过电影胶片4，电影胶片上的象素对投影光线进行象素信息调制，经投影镜头5射向投影的立体转换装置，进入立体转换装的投影光线经过偏光片10使投影光线转变成偏振光线、射向二维阵列密集区域透光区域反光平面镜分象器15，分象器15外边缘为一园形，中心有固定孔100，有一电机39通过转轴38与分象器15中心的固定孔100连接，电机39转动带动分象器15平稳旋转，透过象素2的投影光线50在某一时刻射向动态旋转的环状二维阵列密集区域透光区域反光镜分象器15的反射面集合102反射后透过液晶层20使偏振光投影光线的偏振方向垂直旋转，由全反射直角棱镜30全反射经左投影窗口在屏幕99上显现象素70；透过象素3的投影光线51在某一时刻射向动态旋转的环状二维阵列密集区域透光区域反光镜分象器15的透光区域101，射向调节象距的全反射直角棱镜31、32，经右投影窗口在屏幕99上显现象素71，使投影屏幕上的成象为图象内容相同、水平重叠错位、对应的象素有一定差异、偏振方向相互垂直的左右两个图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象并经视觉系统的对位融合与对应象素的数学逻辑运算产生立体感觉。

图3、图4和图5示出了平面动态图象投影的立体转换装置的第二种实施方式，在图3中，平行投影光线1透过电影胶片4，电影胶片上的象素对投影光线进行象素信息调制，经投影镜头5射向投影的立体转换装置，进入立体转换装的投影光线经过偏光片10使投影光线转变成偏振光线，射向二维阵列密集区域透光、区域全反射分象器18，在图4中，分象器18由直角全反射棱镜120、121以及薄片122粘合，图5示出了薄片122通孔区域16，透过象素2的投影光线50射向分象器18的全反射区域集16反射后透过液晶层20使偏振光投影光线的偏振方向垂直旋转，由全反射直角棱镜30全反射经左投影窗口在屏幕99上显现象素70；透过象素3的投影光线51射向分象器18的透光区域集合17经右投影窗口在屏幕99上显现象素71，使投影屏幕上的成象为图象内容相同、水平重叠错位、对应的象素有一定差异、偏振方向相互垂直的左右两个图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象并经视觉系统的对位融合与对应象素的数学逻辑运算产生立体感觉。

图6、图7示出了平面动态图象投影的立体转换装置的第三种实施方式，在图7中，投影光线1透过TFT-LCD液晶片6，液晶片6上的象素对投影光线进行象素信息调制，经投影镜头5射向投影的立体转换装置，进入立体转换装的投影光线射向二维阵列密集区域透光区域反射液晶片14，在图7示出了液晶片14玻璃外侧镀层13的透光区域151、反射区域152的排布，透过象素2的投影光线50射向液晶片14的玻璃外侧的区域反射膜(镀层)13的反射区域集152反射后由全反射直角棱镜30全反射经左投影窗口在屏幕99上显现象素70；透过象素3的投影光线51射向液晶片14的玻璃外侧的透光区域集151透过液晶片14的液晶层时使偏振光投影光线的偏振方向垂直旋转，经右投影窗口在屏幕99上显现象素71，使投影屏幕上的成象为图象内容相同、水平重叠错位、对应的象素有一定差异、偏振方向相互垂直的左右两个图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象并经视觉系统的对位融合与对应象素的数学逻辑运算产生立体感觉。

图8示出了平面动态图象投影的立体转换装置的第四种实施方式，在图10中，平行投影光线1透过电影胶片4，电影胶片上的象素对投影光线进行象素信息调制，经投影镜头5射向投影的立体转换装置，进入立体转换装的投影光线射向半透反射片分象器11，透过象素2、3的投影光线50、51射向分象器11反射后分别成为投影光线81、80由全反射直角棱镜30全反射，透过偏振片21经左投影窗口在屏幕99上显现象素91、90；透过象素2、3的投影光线50、51射向分象器11透过后分别成为投影光线61、60，透过透光轴与偏振片21的透光轴垂直的偏振片22，经右投影窗口在屏幕99上显现象素93、92，使投影屏幕上的成象为图象内容相同、水平重叠错位、偏振方向相互垂直的左右两个图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象并经视觉系统的对位融合与对应象素的数学逻辑运算产生立体感觉。

图9和图10示出了平面动态图象投影的立体转换装置的第五种实施方式，在图9中，平行投影光线1透过TFT-LCD液晶片6，液晶片6上的象素对投影光线进行象素信息调制，经投影镜头5射向投影的立体转换装置，进入立体转换装的投影光线射向镀有二维阵列密集区域的各种滤光反射层平面镜的分象器19，分象器19外边缘为一园形、中心有固定孔130，有一电机39通过转轴38与分象器19中心的固定孔130连接，电机39转动带动分象器19旋转，图10示出了镀有二维阵列密集区域的各种滤光反射层平面镜的分象器19的不同的镀层排布，透过象素2、3的投影光线50、51经投影镜头后分别射向分象器19的相应滤光反射层反射后成为投影光线81、80经左投影窗口在屏幕99上显现象素91、90；透过象素2、3的投影光线50、51经投影镜头后分别射向分象器19的相应滤光反射层过滤后成为投影光线61、60，射向平面反射镜29反射，经右投影窗口在屏幕99上显现象素93、92，使投影屏幕上的成象为图象内容相同、水平重叠错位、对应的象素有一定差异、偏振方向相互垂直的左右两个图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象并经视觉系统的对位融合与对应象素的数学逻辑运算产生立体感觉。

图11、图12和图13示出了平面动态图象投影的立体单窗投影转换装置的一种实施方式，在图11中，平行投影光线1透过TFT-LCD液晶片6，液晶片6上的象素对投影光线进行象素信息调制，经投影镜头5射向投影的立体转换装置，进入立体转换装的投影光线射向TN液晶片40及二维阵列密集区域二棱镜43，图12示出了TN液晶片40液晶层两侧玻璃上的透明电极，液晶层一侧玻璃上的透明电极160为与液晶层面和对应长方形与控制液晶片的coma端电极相连接，液晶层另一侧玻璃上的透明电极电极区域集161也与控制液晶片的coma端电极相连接、电极区域集162与控制液晶片的comb端电极相连，在电极coma、comb之间加上交变方波电压信号，使透过液晶层电极区域集162区域的偏振光不转向，同时使透过液晶层电极区域集161区域的偏振光转向90度，图13示出了二维阵列密集区域二棱镜43的排布，小薄棱镜集合区域41与透明电极电极区域集161准确对应，小薄棱镜集合区域42与透明电极电极区域集162准确对应，透过象素2的投影光线50透过液晶片40的相应区域集161后使偏振光投影光线的偏振方向垂直旋转并射向二维阵列密集区域二棱镜43的区域薄棱镜41，使投影光线50向右偏移适当角度在屏幕99上显现象素70；透过象素3的投影光线51透过液晶片40的相应区域集162后使偏振光投影光线的偏振方向保持不变并射向二维阵列密集区域二棱镜43的区域薄棱镜42，使投影光线51向左偏移适当角度在屏幕99上显现象素71，使投影屏幕上的成象为图象内容相同、水平重叠错位、对应的象素有一定差异、偏振方向相互垂直的左右两个图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象并经视觉系统的对位融合与对应象素的数学逻辑运算产生立体感觉。

图14示出了平面动态图象投影的立体单窗投影转换装置的另一种实施方式结构图，对电影放映机，在图14中电机200通过转轴201与风扇页片202、203、204相连，在风扇页片外圈固定有圆筒状的侧面由密集交错排布的系列透光轴为φ方向的偏光片、系列透光轴为φ方向的垂直方向的偏光片组成的圆筒状偏光调制部件210，通过圆筒状偏光调制部件210的上端开口在圆筒状偏光调制部件210的中心安装投影灯泡212、反光部件211及聚光透镜220，电机快速转动带动风扇页片202、203、204使圆筒内空气流动给投影灯泡212散热并带动圆筒状偏光调制部件210旋转对投影光线进行动态偏光调制，使调制后的投影光线透过电影胶片221和投影镜头222在屏幕上的成象为图象内容相同、对应的象素有一定差异、偏振方向相互垂直的两个图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象并经视觉系统的对位融合与对应象素的数学逻辑运算产生立体感觉。

本发明的平面动态图象投影的立体转换装置不局限于上述实施方式，凡是使用分象器和偏振光调制部件使屏幕上的成象为图象内容相同、偏振方向相互垂直的两个图象，不论分象器的形状和种类如何变化、不论分象后成象在屏幕上的两个图象水平重叠错位程度如何变化、(对于左右窗立体投影转换装置)不论区域透光区域反射分象面与投影镜头轴线夹角在(15-75度范围)45度正负30范围内如何变化、不论动态分象器的驱动机构如何变化、不论偏光调制方式如何变化、不论偏光调制部位安装位置在光路上如何变化、不论偏光调制的偏光方向如何变化、不论屏幕上的成象的两个图象的对应象素差异如何变化、不论分象后两幅图象投影光路如何变化、不论使分象后两幅图象投影光线的方向改变的平面反射方式如何变化、不论分象后改变投影方向的全反射棱镜形式如何变化、不论分象器与偏振光调制部件组合形式如何变化、不论是配合正面投影还是背面投影机、不论是采用上述几种的实施方式的组合如何变化、不论是应用于AV/TV或电影投影、不论其外部形状和内部结构如何变化所制作的平面动态图象投影的立体转换装置或带有平面动态图象投影的立体转换装置的投影机都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种平面动态图象投影的立体转换装置，该装置由投影光线入射口、投影光线左射出口、投影光线右射出口、投影光线分象器、分象后的投影光线的偏振光调制部件、改变分象后的投影光线的投影方向的平面反射镜、固定外壳构成；其特征是：安装在投影镜头与屏幕间的平面动态图象投影立体转换装置使从投影镜头射出的投影光线进入所述装置的投影光线的入射窗口，经分象器对投影光线进行适当的分离后由偏振光调制部件进行偏光调制，使一部分投影光线经适当光路从所述装置的左射出口投向屏幕成象、另一部分投影光线经适当光路从所述装置的右射出口投向屏幕成象，投影屏幕上的成象为图象内容相同、水平重叠错位、对应的象素有一定差异、偏振方向相互垂直的左右两个图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象并经视觉系统的数学逻辑运算与融合产生立体感觉。

2.根据权利要求1所述的平面动态图象投影的立体转换装置，其特征在于：对于偏振光图象投影，在投影光线从分象后到左投影窗或右投影窗的适当光路上安装一透明TN液晶片，它使分象的相应的投影光线的偏振方向旋转90度，使水平重叠错位投影成象分别为偏振方向相互垂直的左右两个图象，便于观众带上偏光眼镜自动分离左右图象。

3.根据权利要求1所述的平面动态图象投影的立体转换装置，其特征在于：对于非偏振光图象投影，在所述装置的入射窗口到分象器之间的光路上适当位置按装一辅助偏光片，在投影光线从分象后到左投影窗或右投影窗的适当光路上安装一透明TN液晶片，它使分象的相应的投影光线的偏振方向旋转90度，使水平重叠错位投影成象分别为偏振方向相互垂直的左右两个图象，便于观众带上偏光眼镜自动分离左右图象。

4.根据权利要求1所述的平面动态图象投影的立体转换装置，其特征在于：对于非偏振光图象投影，在投影光线从分象后到左投影窗和右投影窗的适当光路上分别安装透光轴方向相互垂直的两片偏光片(21、22)，它们分别调制分象后的投影光线，使水平重叠错位投影成象分别为偏振方向相互垂直的左右两个图象，便于观众带上的偏光眼镜自动分离左右图象。

5.根据权利要求1至4所述的平面动态图象投影的立体转换装置，其特征在于：所述装置的分象器为与投影光轴线成夹角约为45度并垂直于水平面的二维阵列各种不同滤色参数小区域滤光反射的平稳动态旋转或静态固定的平面镜，投影光线的一部分经分象器二维阵列各种不同滤色参数区域滤光反射面的过滤后经适当的反射光路从左投影窗射出在屏幕上成象，投影光线的另一部分投影光线经分象器二维阵列各种不同滤色参数区域滤光反射面的反射后经适当的反射光路从右投影窗射出在屏幕上成象，使投影屏幕上的成象为图象内容相同、水平重叠错位、对应的象素有一定差异、偏振方向相互垂直的左右两个图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象并经视觉系统的数学逻辑运算与融合产生立体感觉。

6.根据权利要求1至4所述的平面动态图象投影的立体转换装置，其特征在于：所述装置的分象器为与投影光轴线成夹角约为45度并垂直于水平面的二维阵列小区域半透反光、区域全透光的平稳动态旋转或静态固定的平面镜，投影光线的一部分透过分象器二维阵列半透光、全透光区域后经适当的反射光路从左投影窗射出在屏幕上成象，投影光线的另一部分投影光线经分象器二维阵列区域的半透光半反光反射面的反射后经适当的反射光路从右投影窗射出在屏幕上成象，使投影屏幕上的成象为图象内容相同、水平重叠错位、对应的象素有一定差异、偏振方向相互垂直的左右两个图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象并经视觉系统的数学逻辑运算与融合产生立体感觉。

7.根据权利要求1至4所述的平面动态图象投影的立体转换装置，其特征在于：所述装置的分象器为与投影光轴线成夹角约为45度并垂直于水平面的二维阵列小区域全透光、小区域反射的平稳动态旋转或静态固定的平面镜，投影光线的一部分经分象器二维阵列全透光区域后经适当的反射光路从左投影窗射出在屏幕上成象，投影光线的另一部分投影光线经分象器二维阵列反射区域的反射后经适当的反射光路从右投影窗射出在屏幕上成象，使投影屏幕上的成象为图象内容相同、水平重叠错位、对应的象素有一定差异、偏振方向相互垂直的左右两个图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象并经视觉系统的数学逻辑运算与融合产生立体感觉。

8.根据权利要求1至4所述的平面动态图象投影的立体转换装置，其特征在于：所述装置的分象器为与投影光路上二维阵列区域全透光、小区域全反射长方体粘合部件(18)，投影光线的一部分透过分象器后经适当的反射光路从左投影窗射出在屏幕上成象，投影光线的另一部分投影光线经分象器二维阵列全反射区域的反射后经适当的反射光路从右投影窗射出在屏幕上成象，使投影屏幕上的成象为图象内容相同、水平重叠错位、对应的象素有一定差异、偏振方向相互垂直的左右两个图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象并经视觉系统的数学逻辑运算与融合产生立体感觉。

9.一种平面动态图象投影的立体转换装置，该装置由透明TN液晶片及其驱动电路和固定外壳构成；其特征是：对于偏振光图象投影，在偏振光投影光线的适当光路上安装的透明TN液晶片，在透明TN液晶片的相应驱动电路的作用下在某一段周期内让液晶层二维阵列的一部分区域使穿过它的部分偏振光投影光线的偏振方向旋转90度、另一部分区域让穿过它的部分偏振光投影光线的偏振方向保持不变，在另一段周期内使液晶层相应区域的偏光调制特性对应改变，使投影屏幕上的成象为图象内容相同、瞬时对应的象素有一定差异、偏振方向相互垂直的两个图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象并经视觉系统的数学逻辑运算与融合产生立体感觉。

10.一种平面动态图象投影的立体转换装置，该装置由圆筒状偏光调制部件及其旋转驱动机构和固定外壳构成；其特征是：圆筒状偏光调制部件沿侧面展开为透光轴方向相互垂直的二维阵列的系列交错密集排列的小偏光片集合，对于非偏振光图象投影，在投影光线的适当光路上使投影光线从圆筒状偏光调制部件的中心沿快速绕其轴线转动的圆筒状偏光调制部件的轴线的垂直面的方向向圆筒状侧面射出，对投影光线进行偏振光扫描调制，使投影屏幕上的成象为图象内容相同、瞬时对应的象素有一定差异、偏振方向相互垂直的两个图象，观众带上偏光眼镜自动分离左右图象并经视觉系统的数学逻辑运算与融合产生立体感觉。

11.一种平面动态图象投影的立体转换装置，该装置由偏振光调制部件(40)、分象产生水平错位投影的密集二维阵列区域薄二棱镜(43)和固定外壳构成；其特征是：安装在投影镜头与屏幕间的平面动态图象投影立体转换装置使从投影镜头射出的投影光线进入所述装置的投影光线入射口，对于从投影镜头射出的非偏振光投影光线则在所述装置的投影光线进入入射口加上辅助偏振光调制片，进入入射口内的偏振光图象投影光线透过透明TN液晶片(40)，透明TN液晶片(40)的液晶层分为两个区域集合分别与密集二维阵列区域薄二棱镜(43)的系列小区域集合(41、42)对应，在系列小区域(41)对应的透明TN液晶片(161)的液晶层区域集合的两侧的透明电极上加有方波交变电压，在系列小区域(42)对应的透明TN液晶片(162)的液晶层区域集合的两侧的透明电极上没有电压差，部分偏振光图象投影光线透过透明TN液晶片(40)及对应的系列小区域薄二棱镜(42)使其偏振方向旋转90度并且向右偏一定的角度在屏幕上成一幅偏振光投影图象，另一部分偏振光图象投影光线透过透明TN液晶片(40)及对应的系列小区域薄二棱镜(41)使其偏振方向保持不变并且向左偏一定的角度在屏幕上成一幅偏振光投影图象，使水平重叠错位投影成象为偏振方向相互垂直的左右两个图象，便于观众带上偏光眼镜自动分离左右图象。