CN2071358U - 计算机辅助设计的体视图象显示和观看装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种计算机辅助设计的体视图象 显示和观看装置。它由计算机显示装置和棱镜立体 镜组成，形成显示观看有深度差的立体图象的装置。 装置的内容和功能是：在二个屏幕上分别的显示体视 图象的左图象和右图象，或是在一个屏幕上的左右二 端分别的显示体视图象的左图象和右图象，用棱镜立 体镜观看显示在屏幕的图象，左右图象就合成为一个 有深度差的立体图象；图象可以使用任何色彩；本装 置也适用于其它的显示监视监测系统。

Description

本实用新型所属的技术领域是计算机辅助设计领域。

当前的计算机辅助设计中的图象显示，是在电子计算机的屏幕上显示透视图象轴侧图象等，也有按透视学原理和光照效果所表达的立体观感的图象；也有在显示屏幕上显示体视图象的，所显示的体视图象的左右图象是用互补色原理绘制的，即以二种色采绘制，用二色互补色眼镜观看；也有使用偏振光方法在屏幕上观看体视图象的。上述的第一种方法，当前的有关计算机辅助设计的技术文件中都有详细的讨论，并在实际的计算机辅助设计工程中大量的应用，后二种方法只在个别的技术书和刊物上有讨论。

本实用新型的目的是提高计算机辅助设计中的图象显示功能，显示出有深度感的，有丰富色采的立体图象；装置简单易行，能普及推广使用。

本实用新型的内容：本实用新型是把计算机的图象显示技术与体视技术相结合的形成的。本实用新型中所使用的技术如计算机辅助设计，计算机屏幕的显示功能，体视技术等，在各自的技术领域中都有详细的说明，本说明书中不再说明。

本装置的内容是：由计算机的图象显示装置，屏幕上显示的体视图象和棱镜立体镜组成的计算机辅助设计的体视图象显示和观看装置。装置的具体内容是：使用计算机的二个显示屏幕，在二个屏幕上分别的显示体视图象的左图象和右图象；或是使用计算机的一个显示屏幕，在一个屏幕上的左右二端分别的显示体视图象的左图象和右图象；用棱镜立体镜观看显示在屏幕上体视图象的左右图象，此时左右图象就合二为一，呈现出有深度感的立体图象；而所显示的体视图象可以使用电子计算机提供的任何色采；应用本装置时，可以使用电子计算机所具有的全部图象显示处理功能。

本实用新型的内容还包括把这一装置用于任何的以电子计算机屏幕为显示器的装置，例如用在计算机辅助教育，计算机辅助制造，计算机辅助服装设计，仿真器，游戏器等等。例如在它的一个屏幕上显示体视图象的左右二个图象，或用二个屏幕分别的显示左右二个图象，用棱镜立体镜观看，显示成为有深度差的立体图象等。

本实用新型的内容还包括把显示在屏幕上的体视图象的左右图象放大或缩小，或是绘制复制在图纸或其它的任何的材料上，用棱镜立体镜观看放大的缩小了的或是绘制打印的体视图象。例如用大屏幕投影机，各种屏幕尺寸的显示屏幕，幻灯机投影放大显示，用印刷复印装置放大缩小等。

本实用新型装置的屏幕上可以显示动态的即运动的体视图象。因此本实用新型适用任何的具有静态的动态的图象的显示系统，把当前的任何的以单屏幕、普通图象（非体视图象）显示的，直接观看方式的图象显示系统，装成为具有与本发明的计算机辅助设计的体视图象显示和观看装置同样内容和功能的显示观看装置，如各类电视显示系统（包括闭路系统），工农业军事监视监测显示系统和医学监视监测显示系统等等，新装置所具有的特征是：    〈1〉原来的是单屏幕和普通非体视图象，新装置则改为由二个屏幕和二个图象组成；在左右二个屏幕上，分别显示由体视技术的方法取得左图象和右图象；或是也只使用一个屏幕，但在屏幕的左右二端分别的显示有由体视技术的方法取得左图象和右图象二个图象；〈2〉使用棱镜立体镜观看屏幕图象，左右图象就合成为一个有深度差的立体图象，〈3〉新的系统与原系统相比，新系统的图象能区分图象中物体的远和近。

采用棱镜片作为基本件，组成为棱镜立体镜。作为基本件的棱镜片的面积为100至4000平方毫米之间，棱镜片的二面所夹的二面角a为0.5度至16度之间，（按园周角为360度），角a为10度的棱镜片记为Δ10.0，等等，制作棱镜片的材料为无色透明材料，如光学玻璃，玻璃，塑料等，棱镜片作成薄形的，其厚度取决于所用材料的强度和方便于装设在镜架上，棱镜片的形状多样化，例如园形、矩形椭园形等。以棱镜片为基本件组成为多种型式的棱镜立体镜如下：

双镜片棱镜立体镜：左右眼通过左右镜片观看图象、双镜片棱镜立体镜由二个棱镜片组成的，按装在镜架的左右二端，左右二个棱镜片中心距为50至90毫米，按装棱镜片的镜架用任何有足够强度的材料制作，如塑料、金属、本材；二个镜片的薄的一侧相对的放置在镜架上，镜架的长度在80毫米至180毫米之间，宽度在20毫米至100毫米之间，厚度取决于棱镜片的厚度，便于按装和使用，镜架也可以制成望远镜样的筒形的，筒的长度和筒的张角多样化，筒长可取为100毫米至300毫米之间；镜架装置在固定的架子上使用，也可用手持使用。也可制成眼镜式的，头载活动式的等等。

单镜片式棱镜立体镜：单独只按装有一枚棱镜片的棱镜立体镜，即一只眼睛通过棱镜片观看，而另一只眼睛直接观看不用棱镜片。

望远式棱镜立体镜：双目通过望远镜观看图象，具有放大和远望的作用。望远式棱镜立体镜是把左右二只棱镜片分别的按装在通用的望远镜的左右镜筒，例如放在物镜前，或物镜与目镜之间，或目镜后等；也制成把望远镜的镜片和棱镜立体镜的棱镜片研磨成一体的望远式棱镜立体镜。

单镜片式望远式棱镜立体镜：与望远式棱镜立体镜相同，只是使用一只棱镜片，按设在望远镜的一个筒的物镜前，或物镜与目镜之间，或目镜后等，另一个望远镜筒内不装棱镜片。

大型固定式棱镜立体镜：取较大面积的二个棱镜片，固定的按置在屏幕二个图象中心连线中的正前方便于观看的位置。

本实用新型的内容特征和实现装置的方式：

体视技术中的体视图象分为左右二个图象，二个图象具有相同的图象内容，只是左图象和右图象的图象间有根据物体远近的不同，而有不同的视角差。这二个图象都遵循透视学的原则，物体越来越远则图象尺寸越来越小；因而当在屏幕上实现显示体视图象的左右图象时，它的作图方法与常用的作图方法与常用的作图方法是相同的，在计算视角差时，一般的视物条件下，取双眼E的距离在50至90毫米之间，在有特殊显示的要求下，也可以选用更大或更小的距离E。由此可知，在绘制显示和处理左右二个图象时，可以仍然使用电子计算机的计算显示和图象处理的全部功能用于进行左右图象的计算显示和图象处理。

把当前的任何的以单屏幕单图象显示的，直接观看方式的图象显示系统，装置成具有与本实用新型装置具有同样内容和功能的显示观看装置系统，如各类电视显示系统（包括闭路系统），工农业军事监视监测显示系统和医学监视监测显示系统等等，要求把原有的单图象改为显示成体视技术中的左右二个图象，用棱镜立体镜观看，由于是运动图象，所以要求左右二个图象同步运动。在体视技术中取得同步的左右体视图象的方法很多，例如在工业监视监测用的显示系统中，把原有的一台工业监视用的摄象机，改为二台摄象机，按体视技术的视角差原则，同时摄取同一监视对象的图象等等。

本实用新型装置使用的棱镜立体镜，已有详细的说明，在制作上没有困难。上述的镜片的面积和镜片的二面角a也依据实际的显示屏的大小，左右显示屏间或左右图象间距，和观看者与屏幕的距离调正。按装镜片的镜架作成任意的方便使用的型式，简单的只在长条形的架上装左右棱镜片；可制成有筒状防光罩的；可制成如医生反光镜式的活动式的如炼钢工人用的活动型墨镜式样等等。当使用任意型式的棱镜立体镜观看屏幕上的体视图象时，把棱镜立体镜放在眼前相当于一般的放置眼镜的位置，或是稍前一些，双目同时注视图象或是左眼通过左镜片注视左图右眼通过右镜片注视右图，则左右二个图象在视场中合二为一，就成为有深度差的立体图象。实际上有些人不用棱镜立体镜，也能把左右二个体视图象合成为一个有深度差的立体图象，双眼同时注视图象略事习惯后即可；实现应用本实用新型装置发明中的单镜片式棱镜立体镜更为简单，单独只用一枚棱镜片即可，即一只眼睛通过棱镜片观看，而另一只眼睛直接观看不用棱镜片。

本实用新型装置不适用于立体盲的人使用，也不适用于立体视弱的人。

本实用新型与现有技术相比所具有的优点是：提高了计算机辅助设计中的图象显示功能，显示出有深度差的，有丰富色采的立体图象；装置简单易行，能普及推广使用。

现有的计算机辅助设计在其屏幕显示的图象中也显示出一定的立体观感。但这些立体观感是以线透视效果，消隐线，明暗变化和阴影等几种效果表达出来的。它们一般是属于心理立体观感。例如线透视效果是物体越来越远时，尺寸越来越小。

本实用新型装置的显示和观看的是体视学的左右图象组成的，它除了仍采用计算机的各种作图和显示功能外，它的立体观感是以视物的远近不同的视角差产生的，因而属于生理立体感，有图象跃出屏幕的多层次的立体感。

现有的计算机辅助设计用的屏幕图象中的立体图象也有应用互补色原理显示的，但它只能显示二种色采。

现有的计算机辅助设计用的屏幕图象中的立体图象也有应用偏振过滤系统的，但设备多而复杂。

本实用新型适用于把当前的任何的以单屏幕，普通图象（非体视图象）显示的，直接观看方式的图象显示系统，装置成具有与本发明的计算机辅助设计的体视图象显示和观看装置同样内容与功能的显示观看装置。它区别于现有的显示系统的最大的特征是图象有远近之分的真实的立体图象。例如用在飞行训练模拟器上更近于真实的环境。又如用在计算机辅助服装设计中，服装是呈现有深度的立体模型的。

附图说明：

本实用新型的名称是计算机辅助设计的体视图象显示和观看装置。它由电子计算机显示装置和棱镜立体镜组成，如图1所示：在电子计算机的的左屏幕L上显示体视图象的左图，在电子计算机的右屏幕R上显示体视图象的右图，也可以只使用一个屏幕，在屏幕的二端分别显示体视图象的左右图；屏幕的大小任选，但屏幕的间距，或图象的间距，棱镜立体镜与屏幕的间距略作调正。

在观看者的双眼（E1，Er）前方有棱镜立体镜，双眼通过按装在镜架上镜片，即左眼通过左镜片（T1）看左图，右眼通过右镜片（Tr）看右图，适当的调节眼与镜片和镜片与屏幕的距离，稍加适应后在视场中就把左右图合二而一成为有深度差的立体图象。

棱镜立体镜中的双镜片式棱镜立体镜有多种型式，它的举例的一种的示意图如图2：由二个棱镜片（T1，Tr）组成的，按装在镜架K的左右二端，左右二个棱镜片的中心距取为65毫米；二个镜片的薄的一侧相对的放置在镜架上，镜架也可以制成各种方便使用形式的，可制成望远镜样的筒形的，活动型的等；左右二个棱镜片的尺寸相同，如图3所示，都取为25毫米×20毫米，棱镜片二面角a取为10度，制作棱镜片的材料为无色透明的光学玻璃，棱镜片作成薄形的，厚度根据镜架和镜片的强度和按装要求定。

单镜片式棱镜立体镜的举例示意图如图4：单独只按装有一枚棱镜片的棱镜立体镜，只有一只眼睛通过棱镜，另一只眼睛不用棱镜而直接看图象，也同样在视场中把左右图合二而一成为有深度差的立体图象。

Claims (1)

1、计算机辅助设计的图象和观看装置，有由互补色立体镜与显示有互补色体视图象的屏幕组成的，有由偏振光立体镜和显示有偏振光体视图象的屏幕组成的，其特征是由棱镜立体镜和显示有通用的体视图象的屏幕组成，

1-1.把体视技术中的通用的图象，分别的显示在左屏幕和右屏幕上，或是显示在一个屏幕的左右二端，设单屏幕的对角线尺寸Tt，可取二屏幕中心的水平间距为1-2倍的Tt，屏幕至棱镜立体镜的间距可取2-6倍的Tt，

1-1-1.通用的体视图象是计算机图形中通常使用的图象，通用的体视图象不受色采种类和光线种类的限制，

1-1-2.显示通用体视图象由大屏幕投影机，现有尺寸的显示屏幕，幻灯机投影放大组成，和印刷在纸张上组成，

1-2.棱镜立体镜的基本部件是一片或二片棱镜片，

1-2-1.一种棱镜片的二面角为0.5度至16度之间，面积为100至4000平方毫米之间，左右镜片中心距为50-90毫米，装在镜架上，

1-2-2.只有一枚棱镜片的单镜片式，

1-2-3.左右棱镜片分别装在望远镜的左右镜筒，例如装在物镜前，或物镜与目镜之间，或目镜后，也有把望远镜镜片和棱镜片研磨成一体的，也有只装一枚棱镜片的，

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