CN2379817Y - 平面动态图像立体化显示的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平面动态图像立体化显示的装置,它包括两块透明塑料镜片,一块是并列三棱柱面镜片,一块是并列半圆柱面镜片,两镜片各单元节距相等,按棱线、柱线平行,棱镜在下,柱镜在上,节距对应,叠合固定在一起。使用时将其置于显示屏前,当显示器显示平面动态图像时,通过本实用新型装置,裸眼即可看到立体化了的图像。

Description

平面动态图像立体化显示的装置

本实用新型涉及一种能将平面显示的动态图像转换成立体显示的图像装置，尤其是无须佩戴特种眼镜，可裸眼观看的平面动态图像立体化显示装置。

我们生活在一个多姿多彩的三维世界，但迄今看到的电视、录像、VCD等动态图像，绝大多数仍是平面的。虽然立体电影、录像等已取得一定成果，但由于技术条件的限制等原因，尚难推广。

一种能将平面动态图像立体化显示的方案，由于技术简易，便于推行，曾引起人们的广泛兴趣。这一方案的基本思路是：将一幅平面动态图像变换成有一定水平间距的两幅相同图像，然后，使左眼仅看到左图像，右眼仅看到右图像，由于双眼注视时的会聚作用，以及人们已有的观察经验：如近处的物体大，远处的物体小；近处物体会遮挡远处的物体等。上述生理、心理多种因素的综合作用，就可给人以空间立体感。

最初实现此方案的是位德国人，他将彩色电视中的红色信号延迟一定时间，使红、绿图像有一定间距并列在屏幕上，然后戴上左红、右绿眼镜，使左眼仅看到红图像，右眼仅看到绿图像，虽图像内容一样，但两图像有一定间距，两眼注视时，必须进行会聚，从而给人以生理上的立体视觉暗示。加以电视中、景物间的遮挡、被遮档；大、小透视比例的不同，就会给人以空间深度感。80年代末，我国也曾流行过这一技术，有相应产品出售。但这一技术存在一些缺点，主要是：(1)电视机需要改装，影响原设备功能；(2)只能用于彩色电视，不能用于黑白电视；(3)彩色电视用作立体化显示时，图像原有色彩将消失；(4)需要佩戴特种眼镜，长时间观看眼镜会疲劳。

针对上述方案的缺点，以后又有一方案，即将全电视信号延迟一定时间，使延迟和未延迟的图像信号交替显示。因而屏幕上会有两个有一定间距的相同图像交替出现。观看时须戴一副与左右图像交替显示相同步的，左右镜片交替开关的液晶眼镜，以使左、右眼分别只看到对应的图像。目前，国内仍有这类产品出售。这一技术方案较前一方案的进步是：(1)它不仅可用于彩色电视，也可用于黑白电视；(2)用于彩色电视时，不会破坏原图像的色彩，但前方案的其它缺点，如需佩戴特种眼镜，需对电视机进行改装等仍然存在，而且需要加设一套同步转换装置，图像还有可能闪烁。

如上所述，平面动态图像立体化显示，虽有数种设计，但都存在这样那样的问题。特别是需佩戴眼镜，使观看不便，以及须对电视等显示设备进行改装，影响设备的原有功能等。

本实用新型的目的，就是针对上述一些方案的不足，而提供一种平面动态图像立体化显示装置，在使用时无须对原显示装置进行改装，观看时无须佩戴特种眼镜，不改变原平面图像的色彩，无须另外耗费能源，也不会增加意外故障，而且具有平面、立体转换容易，结构简单，成本低廉等优点。

本实用新型的目的是这样实现的：一种平面动态图像立体化显示装置，它包括两块透明的塑料镜片，一块是并列三棱柱面镜片，一块是并列半园柱面镜片，两镜片各单元节距相等，按棱线、柱线平行，棱镜在下，柱镜在上，节距对应，叠合固定在一起。使用时将其置于显示屏前，当显示器显示平面动态图像时，通过本实用新型装置，凭裸眼即可看到立体化了的图像。观看一般电视、录像等平面图像时，只需将附加的此装置移开即可。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型结构示意图：其中1为半园柱面镜片，2.为三棱柱面镜片；3.为半园柱面交线；4.为三棱柱面交线；5.为三棱柱面顶线。P为半园柱面及三棱柱面单元节距。

图2为半园柱面交线与三棱柱面顶线对应时的成象原理图。

图3为半园柱面交线与三棱柱面交线对应时的成像原理图。其中6为显示器玻屏，c为显示屏上一物(像)点，c′为c点通过本装置后的像点。

由图二可以看出，c点的光线经玻屏进入棱镜，再经不同棱面分为两路在半园柱镜底边形成有一定间距的两个像点，再通过不同的柱镜单元，分别进入左、右眼。由于柱镜底边两像点有一定间距，双眼注视时视线交汇于c′。如玻屏后为一静止平面图像，则通过图二装置观看时，图像将由c所在平面深入到c′所在平面，给人以空间深度感。同理，按图三组合镜片，在玻屏c平面的静止平面图像，通过该装置观看，则该平面图像会突出显示在c′平面处。两种镜片组合方式不同，给人以不同的深度感。但不论那种方式，在置于平面动态图像前时，由于生理、心理因素的综合作用，都会给人以图像是立体的感觉。动态是本实用新型装置将平面图像立体化显示的必要条件。一般的空间立体感是由高、宽、深三维因素形成，使用本装置形成立体视觉，也需要三维因素，但它是高、宽、时间。它并非真正意义上的三维，因而不能完全真实地再现三维世界。但它毕竟能以简易的办法将平面动态图像显示立体化，给人以真实感和新奇感，适应了人们的某些观赏要求。

从图2、图3可以看出各参数对成象的影响。其要求如下：

1、半圆柱面镜片的厚度应等于单元柱镜的焦距。

2、柱镜(及棱镜)节距以在观看距离，看不出各柱面交线为宜。

3、棱镜单元截面应为等腰三角形，其顶角与深度放大率成反比关系，顶角大小应与棱镜的厚度、强度统筹考虑。

4、显示器玻屏的厚度与深度放大率成正比关系，可调整本实用新型装置与显示器玻屏间的间距，以改变所显示图像的立体感。但应保持间距一致，并不使深度放大过分。

Claims (4)

1、一种平面动态图像立体化显示装置，它包括两块透明塑料镜片，一块是并列三棱柱面镜片，一块是并列半圆柱面镜片，其特征在于：两镜片各单元节距应相等，半圆柱面镜片的厚度应等于柱镜单元的焦距，棱柱镜片单元截面应为等腰三角形，两镜片应叠合固定在一起，使用时置于显示器屏幕前。

2、根据权利要求1所述平面动态图像立体化显示装置，其特征在于：所述并列三棱柱面镜片与并列半圆柱面镜片应按棱线、柱线平行，棱镜在下，柱镜在上，节距对应，叠合固定在一起。

3、根据权利要求2所述平面动态图像立体化显示装置，其特征在于：所述三棱柱面镜片与半圆柱面镜片的叠合，可以使半圆柱面交线与三棱柱面顶线对应，也可使半圆柱面交线与三棱柱面交线对应。

4、根据权利要求1所述平面动态图像立体显示装置，其特征在于：所示该装置使用时置于显示屏幕前，调整该装置与屏幕间的间距，可改变所显示图像的立体感。

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