專利名稱：三維圖象顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維圖象顯示器。
背景技術(shù)：
已知，排列物體的兩個(gè)或者更多不同的圖象，使其分立地且同時(shí)被觀察者的兩個(gè)眼睛所觀看到，這樣可以產(chǎn)生三維圖象。有多種已知的獲得三維效果的方法。兩種常見的方法是使用特殊的光學(xué)屏和利用偏振現(xiàn)象，其中所述的特殊光學(xué)屏有薄的起細(xì)小波紋的塑料覆蓋層，所述偏振現(xiàn)象針對(duì)每只眼睛使用不同的觀看物鏡。
這些已知方法的缺點(diǎn)是需要有專用設(shè)備制造屏和/或透鏡。此外，若使用特殊的光學(xué)屏，通常只有很小的視域。相反地，偏振方法允許有較大的視域，但是由于需要戴特殊的觀看眼鏡，因此給觀看者帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服或者至少改善上述的缺點(diǎn)，或者至少為公眾提供有用的可選方案。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面內(nèi)容，提供一種三維顯示器，其包括顯示屏，投影機(jī)，其可以同時(shí)將兩個(gè)順序的圖象放映到顯示屏上，及位于屏和觀看位置之間的準(zhǔn)直儀，其能隨投影到屏上的圖象順序改變屏的視角，且允許處于觀看位置的觀看者的不同的眼睛看到兩個(gè)順序的圖象。
優(yōu)選地，準(zhǔn)直儀包括多個(gè)相平行的垂直條板。
優(yōu)選地，條板能圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)來往復(fù)擺動(dòng)，或者以固定角度左右振動(dòng)。
優(yōu)選地，投影機(jī)和準(zhǔn)直儀由定時(shí)裝置連接。
優(yōu)選地，投影機(jī)包括可旋轉(zhuǎn)的碟形件，在所述碟形件中心有光源，多個(gè)載片排列在其周邊，在光源和屏之間有一個(gè)或者多個(gè)透鏡線性排置，其中碟形件的旋轉(zhuǎn)使得圖象順序地在光源和至少一個(gè)透鏡之間移動(dòng)。
優(yōu)選地，顯示屏是液晶顯示器(LCD)，投影機(jī)是可以將圖象傳輸?shù)揭壕э@示器上的計(jì)算機(jī)或者電子系統(tǒng)。
優(yōu)選地，投影機(jī)包括可旋轉(zhuǎn)的碟形件，在所述碟形件的中心有光源，多個(gè)載片排列在其周邊，在光源和屏之間有一個(gè)或者多個(gè)透鏡線性排置，其中碟形件的旋轉(zhuǎn)使得圖象順序地在光源和至少一個(gè)透鏡之間移動(dòng)，同時(shí)準(zhǔn)直儀控制屏的視角。
通過以下的描述，本發(fā)明的另外方面內(nèi)容將變得更清楚，其只是用作例子。


參照附圖，將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖1示出了投影順序圖象到屏上的第一投影機(jī)，圖2示出了順序的圖象，圖3示出了第一準(zhǔn)直儀，圖4示出了針對(duì)圖2中順序圖象的第一準(zhǔn)直儀的位置，圖5示出了投影順序圖象到屏上的第二投影機(jī)，圖6示出了屏的觀看位置，圖7示出了屏上的同時(shí)出現(xiàn)的圖象，圖8示出了第二準(zhǔn)直儀，圖9示出了針對(duì)圖7中順序圖象的第二準(zhǔn)直儀的位置，圖10示出了觀看圖7中圖象的鏡子，及圖11示出了第三準(zhǔn)直儀。
在圖中相同的標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)相同的整數(shù)。
具體實(shí)施方式
圖1示出了本發(fā)明的實(shí)施例，其包括投影機(jī)40、顯示屏14和準(zhǔn)直儀15。投影機(jī)40是背面投影類型的投影機(jī)，其將圖象放映到屏14上，并要從屏14的相對(duì)的一側(cè)的觀看位置16觀看圖象。準(zhǔn)直儀15位于觀看位置16和屏14之間，其可控制觀看屏14的視角。
投影機(jī)40包括在其中心有光源6的碟形件25。多個(gè)承載多個(gè)圖象的圖象載片1、2、3、4、5圍繞碟形件25的周邊放置。第一對(duì)透鏡9匯聚來自光源6的光，且匯聚光穿過圖象載片1、2、3、4、5。第二透鏡10匯聚來自圖象片1、2、3、4、5的光，并將光投影到屏1 4的背面。
碟形件25可旋轉(zhuǎn)，這樣圖象片1、2、3、4、5順序地經(jīng)過光源和透鏡之間，且被投影到屏14的后面。在分立圖象片1、2、3、4、5之間轉(zhuǎn)換的期間，具有多個(gè)孔的圓形光閘7控制光源。在可選實(shí)施例中，光閘7固定且具有單個(gè)的孔，從而控制光源6。
在另一個(gè)實(shí)施例中，頻閃光代替了光源6和光閘7，頻閃光具有亮而短的脈沖，其固持住從移動(dòng)載片投影的圖象。以這樣的方式對(duì)其進(jìn)行操作每當(dāng)載片移動(dòng)到與光源和屏成一條直線的位置時(shí)，光閘7打開或者頻閃光閃現(xiàn)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以意識(shí)到為了投影得到三維(3D)圖象，每個(gè)圖象載片1、2、3、4、5必須包括從不同角度拍攝的物體的圖象。當(dāng)分立的圖象以大于每秒25幅圖象的高頻率被觀看者的兩個(gè)眼睛觀看時(shí)，物體將會(huì)以沒有閃動(dòng)的3D形式顯示出來。圖2示出了物體20和從不同角度拍攝的圖象1、2、3、4、5。這些圖象顯現(xiàn)在圖象載片上。
準(zhǔn)直儀15控制觀察者不同眼睛對(duì)分立的圖象載片1、2、3、4、5的觀看。參考圖3，示出了準(zhǔn)直儀15的一部分。準(zhǔn)直儀15包括多個(gè)相平行的條板，每個(gè)條板繞樞軸22安裝。每個(gè)條板23由其末端21樞軸連接到控制桿26。如箭頭19所示，控制桿26的縱向移動(dòng)旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)條板23，如弧形24所示。
參考圖1，控制桿26由曲柄輪12上的連桿13驅(qū)動(dòng)。安裝在碟形件25和曲柄輪12的有齒輪8由有齒帶11連接，從而在碟形件25的旋轉(zhuǎn)和準(zhǔn)直儀15、條板23的移動(dòng)之間起定時(shí)作用，其中所示碟形件25的旋轉(zhuǎn)使得圖象顯示在屏14上。
參考圖4，示出了針對(duì)每個(gè)圖象1、2、3、4、5的準(zhǔn)直儀15的不同位置。準(zhǔn)直儀15使每個(gè)圖象僅從特殊的視角才能看到，這樣觀察者的眼睛看到不同的圖象。投影機(jī)40設(shè)置為每秒投影多于25個(gè)圖象，這樣圖象之間的轉(zhuǎn)換對(duì)于觀察者是不可見的。而觀察者看到的是物體20的3D圖象。
圖5示出了本發(fā)明的具有五個(gè)投影機(jī)40的實(shí)施例，所述五個(gè)投影機(jī)40將五個(gè)圖象1、2、3、4、5投影到屏14的背面。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到，或多或少的圖象可以用或多或少(n)的投影機(jī)40投影。每個(gè)投影機(jī)投影從不同視角拍攝的物體的圖象。
在第二具體實(shí)施例中所有投影機(jī)全時(shí)操作。每個(gè)投影機(jī)在其透鏡前面有相應(yīng)的光閘7。光閘7與準(zhǔn)直儀15同步操作，這樣為所需的視角投影期望的圖象。圖6示出了視角與圖象的聯(lián)合關(guān)系。在轉(zhuǎn)換時(shí)間x期間，沒有圖象可見。當(dāng)準(zhǔn)直儀15所處位置允許在第一觀看位置F觀看時(shí)，第一光閘7打開以允許來自第一投影機(jī)40的圖象顯示在顯示屏14上。當(dāng)準(zhǔn)直儀15所處位置允許在第二觀看位置G觀看時(shí)，第二光閘7′打開以允許來自第二投影機(jī)40′的圖象顯示在屏14上。依次連續(xù)下去，直到準(zhǔn)直儀15所處位置允許在觀看位置N觀看時(shí)，第n個(gè)光閘7n打開以允許來自第n投影機(jī)40n的圖象顯示在顯示屏14上。
投影多個(gè)圖象到屏14上從而與準(zhǔn)直儀15相符合的其他方法對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。這樣的其他方法中的一個(gè)方法包括使用鏡子和透鏡。
在另一個(gè)實(shí)施例中，屏14是液晶顯示器(LCD)，投影機(jī)是可以將圖象傳輸?shù)揭壕э@示器上的計(jì)算機(jī)或者電子系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)或者電子系統(tǒng)也是通過致動(dòng)器，步進(jìn)電機(jī)等控制準(zhǔn)直儀15，從而使顯示圖象和準(zhǔn)直儀15的位置同步。
上述的實(shí)施例使用投影機(jī)類型的顯示器，然而也可以使用更常見類型的顯示器，諸如CRT和LCD顯示器(存在于電視機(jī)和計(jì)算機(jī)監(jiān)視器)。
圖7示出了本發(fā)明的實(shí)施例，其中提供給右眼和左眼的圖象27和28并排顯示在顯示屏14上。這不會(huì)帶給觀看者163D的效果，因?yàn)閳D象27、28均暴露給左右眼。為了產(chǎn)生3D視覺，右眼只能接受右眼圖象28，而左眼只能接受左眼圖象27。為了實(shí)現(xiàn)所述目的，安裝兩個(gè)準(zhǔn)直儀15L、15R，使其位于每個(gè)圖象27，28的前面，如圖8所示。右準(zhǔn)直儀15R幫助防止右圖象28的光到達(dá)左眼，左準(zhǔn)直儀15L幫助防止左圖象27的光到達(dá)右眼。為了不限制圖象只能在特殊的視角才能被看到，準(zhǔn)直儀15L、15R的條板可以在特定的角度范圍29、30中擺動(dòng)，如圖9所示。應(yīng)該注意，對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，兩個(gè)準(zhǔn)直儀15L、15R之間不需要同步，但是擺動(dòng)頻率應(yīng)該保持在25Hz以上，以避免閃動(dòng)。
圖7的結(jié)構(gòu)會(huì)帶給觀看者16不舒適的感覺，因?yàn)閮蓚€(gè)并排放置的圖象27，28不是來自同一個(gè)位置。為了克服所述缺點(diǎn)，安裝輔助光學(xué)裝置，如圖10所示。鏡31反射左圖象27，并允許部分的鏡32作進(jìn)一步的反射到左眼。看起來好像圖象27來自右圖象28的位置。允許右圖象28通過部分的鏡32到達(dá)右眼。圖10示出的最終的安裝幫助重疊左右圖象27、28，這樣看起來好像它們來自同一位置。
在上述的實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀15是多個(gè)條板23，其可繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)22來回?cái)[動(dòng)，如圖3所示。在可選實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀15設(shè)置的可以左右振動(dòng)。圖11示出了準(zhǔn)直儀15的可選實(shí)施例，其中相平行的條板23以固定角度θ°安裝在控制桿26上。如箭頭19所示，控制桿26的縱向運(yùn)動(dòng)移動(dòng)條板23作左右振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。這種振動(dòng)運(yùn)動(dòng)有助于減少條板23的厚度造成的阻礙作用，這樣能獲得較好視覺質(zhì)量。
在前述的描述中，標(biāo)號(hào)設(shè)置為整數(shù)，或者元件具有的等價(jià)物也包括在內(nèi)，就象在說明書中對(duì)其單獨(dú)進(jìn)行說明。
盡管描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但將會(huì)理解在不偏離本發(fā)明的原理或者附屬權(quán)利要求范圍的情況下，可對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行改變，改進(jìn)或者修改。
權(quán)利要求1.一種三維圖象顯示器，包括顯示屏，投影機(jī)，其可以將兩個(gè)順序的圖象同時(shí)投影到顯示屏上，及位于屏和觀看位置之間的準(zhǔn)直儀，其隨著投影在屏上的圖象順序改變屏的視角，且允許位于觀看位置的觀看者的不同的眼睛看到兩個(gè)順序的圖象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維圖象顯示器，其中準(zhǔn)直儀包括多個(gè)相平行的垂直條板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維圖象顯示器，其中條板可圍繞樞軸點(diǎn)往復(fù)擺動(dòng)，或者以固定的角度左右振動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維圖象顯示器，其中投影機(jī)和準(zhǔn)直儀由定時(shí)裝置連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維圖象顯示器，其中投影機(jī)包括可旋轉(zhuǎn)的碟形件，在所述碟形件的中心有光源，多個(gè)載片排列在其周邊，在光源和屏之間有一個(gè)或者多個(gè)透鏡線性排置，其中碟形件的旋轉(zhuǎn)使得圖象順序地在光源和至少一個(gè)透鏡之間移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維圖象顯示器，其中顯示屏是液晶顯示器(LCD)，投影機(jī)是可以將圖象傳輸?shù)揭壕э@示器上的計(jì)算機(jī)或者電子系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維圖象顯示器，其中投影機(jī)包括可旋轉(zhuǎn)的碟形件，在所述碟形件的中心有光源，多個(gè)載片排列在其周邊，在光源和屏之間有一個(gè)或者多個(gè)透鏡線性排置，其中碟形件的旋轉(zhuǎn)使得圖象順序地在光源和至少一個(gè)透鏡之間移動(dòng)，同時(shí)準(zhǔn)直儀控制屏的視角。
專利摘要本申請(qǐng)公開了一種三維圖象顯示器，包括顯示屏(14)，可將兩個(gè)或者更多的圖象順序投影到顯示屏(14)上的投影機(jī)(40)，位于屏(14)和觀看位置(16)之間的準(zhǔn)直儀(15)。準(zhǔn)直儀(15)能隨著投影到屏(14)上的圖象順次改變屏(14)的視角。
文檔編號(hào)G03B35/00GK2682453SQ0325128
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2003年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月26日
發(fā)明者陳孝文 申請(qǐng)人:陳孝文