專利名稱：可供各類顯示屏及畫面產(chǎn)生高清晰立體圖像的光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以使各類顯示屏及畫面(如電視、錄相機(jī)、錄相盤、閉路電視、電子顯微鏡顯示屏、各類顯示終端、各類畫片、照片、透明片、幻燈畫面……)產(chǎn)生高清晰立體圖像的光學(xué)系統(tǒng)。
目前，立體電視種類繁多，大多各有弊端，紅綠顏色互補(bǔ)原理的映視。不能實(shí)現(xiàn)真正的原被攝物空間關(guān)系及原物色彩。交替映視左、右畫面制式(如間歇遮擋的眼鏡等)由于每單眼觀看為原總場數(shù)的一半，所以有閃爍感。圖像清晰度降低，而且電視臺需做相應(yīng)改動。本發(fā)明簡單、易行，電視臺不做改動，成本低，能夠真實(shí)再現(xiàn)原被攝物空間立體關(guān)系，色彩不失真，圖像無損失，無閃爍，且由于雙畫面合成，清晰度較普通電視大大提高。
本發(fā)明的目的，是用簡單的光學(xué)系統(tǒng)，使各類顯示屏及畫面產(chǎn)生高清晰立體圖像。
發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的各類顯示屏及畫面的左、右視圖經(jīng)過一組平面鏡(或不經(jīng)平面鏡)、半透半反鏡、偏振光膜，或不用偏振光膜，而用兩幅特制的百葉窗狀的擋片組，或依靠背景光的特定大小及位置，使左右視圖畫面的虛像、實(shí)像(或虛像)相重合，觀視者在觀視范圍內(nèi)戴一付偏振光眼鏡，或不戴特制眼鏡，就可以看到立體圖像了。
下面對發(fā)明的實(shí)施例及其附圖
做一詳細(xì)描述。
圖一-圖十各圖，可以為側(cè)視圖，也可以為俯視圖。(1′)(或(1))、(5)為立體畫面的左、右視圖，(1′)(或(1))、(5)可以上、下位置放置，也可以水平位置放置。(1′)(或(1))、(5)可以是各類顯示屏(如電視、錄相機(jī)、錄相盤、閉路電視、電子顯微鏡顯示屏、各類顯示終端……)顯示的畫面，也可以是幻燈畫面，透明片畫面、照片、印刷的圖片、廣告燈箱畫面……。做為廣播電視畫面時(shí)，左、右視圖可以分別通過兩個(gè)獨(dú)立的頻道(如二、八頻道)攝取、發(fā)射、接收，也可以通過一個(gè)獨(dú)立的頻道攝取、發(fā)射、接收。顯示屏可以為雙臺顯示屏顯示，也可以單臺顯示屏顯示。(1′)與(1)互為反圖，(1)為正圖，(1′)為反圖，(1′)反圖的獲得可以采取多種方法，如可將產(chǎn)生正畫面的顯示屏線路中的行偏轉(zhuǎn)線圈兩端頭引線對調(diào)，或計(jì)算機(jī)處理，或攝像圖像處理系統(tǒng)處理，或攝像機(jī)前加一平面鏡使被攝景物經(jīng)平面鏡反射后再進(jìn)入攝像鏡頭，或透明正圖翻過放置等等。(2)、(6)為偏振膜，分別置于光線(4)、(7)、(7′)未重合為(9)前的適當(dāng)位置上。(3)為平面鏡，反射光線(4)或(7)、(7′)，(9)。(8)為半透半反鏡，既使圖像的光線能夠透射，又使圖像的光線能夠反射。(10)為觀視用偏振光眼鏡，左、右眼偏振方向互相垂直。調(diào)整圖像(1′)(或(1))、(5)、反光鏡(3)、半透半反鏡(8)各位置，使(1′)(或(1))的虛像與(5)的實(shí)像(或虛像)前、后、上、下、左、右相重合，調(diào)整(2)、(6)及(10)的左、右眼偏振方向，使左眼最終只能看到左視圖不能看到右視圖，右眼最終只能看到右視圖不能看到左視圖，就可以看到立體圖像了。
圖一所示，可以為側(cè)視圖，也可以為俯視圖，(1′)、(5)為立體畫面的左、右視圖，(1′)為正圖(1)的反圖，(1′)、(5)可以上、下位置放置，也可水平位置放置。左(或右)視圖(1′)經(jīng)半透半反鏡(8)反射，右(或左)視圖(5)經(jīng)半透半反鏡(8)透射，使(1′)、(5)的虛像、實(shí)像前、后、上、下、左、右相重合，在光程(4)、(7)未重合為(9)前的適當(dāng)位置上，分別放置偏振膜(2)、(6)，觀視者通過左、右眼互為垂直偏振方向的偏振光眼鏡(10)，調(diào)至左眼只能看到左視圖，不能看到右視圖，右眼只能看到右視圖，不能看到左視圖，而觀視立體圖像。
圖二所示，可以為側(cè)視圖，也可以為俯視圖，(1)、(5)為立體畫面的左、右視圖，(1)、(5)可以上、下位置放置，也可水平位置放置。左(或右)視圖(1)經(jīng)平面鏡(3)反射，再經(jīng)半透半反鏡(8)反射，右(或左)視圖(5)經(jīng)半透半反鏡(8)透射，使(1)、(5)的虛像、實(shí)像前、后、上、下、左、右相重合，在光程(4)、(7)未重合為(9)前的適當(dāng)位置上，分別放置偏振膜(2)、(6)，觀視者通過左、右眼互為垂直偏振方向的偏振光眼鏡(10)，調(diào)至左眼只能看到左視圖，不能看到右視圖，右眼只能看到右視圖，不能看到左視圖，而觀視立體圖像。
圖三所示，可以為側(cè)視圖，也可以為俯視圖，(1′)、(5)為立體畫面的左、右視圖，(1′)為正圖(1)的反圖。(1′)、(5)可以上、下位置放置，也可水平位置放置。右(或左)視圖(5)經(jīng)平面鏡(3-a)反射，再經(jīng)半透半反鏡(8-a)、(8-b)透射，再經(jīng)平面鏡(3-b)反射，左(或右)視圖(1)經(jīng)半透半反鏡(8-b)反射，再經(jīng)(8-a)反射，再經(jīng)(8-b)透射，再經(jīng)平面鏡(3-b)反射，左(或右)視圖(1′)經(jīng)半透半反鏡(8-b)透射，再經(jīng)平面鏡(3-c)反射，再經(jīng)(8-b)反射，再經(jīng)平面鏡(3-b)反射，使(1′)、(5)的虛像前、后、上、下、左、右相重合，其中半透半反鏡(8-a)與平面鏡(3-c)可以二者同時(shí)使用，也可以去掉二者中的任意一塊而單獨(dú)使用另一塊，即，或單獨(dú)使用半透半反鏡(8-a)，或單獨(dú)使用平面鏡(3-c)。在光程(4)、(7)、(7′)(或光程(4)、(7)或光程(4)、(7′))未平行重合為(9)的光程前適當(dāng)位置上(如(1)、(5)的畫面前)，分別放置偏振膜(2)、(6)，觀視者通過左、右眼互為垂直偏振方向的偏振光眼鏡(10)，調(diào)至左眼只能看到左視圖，不能看到右視圖，右眼只能看到右視圖，不能看到左視圖，而觀視立體圖像。為簡化結(jié)構(gòu)，平面鏡(3-b)可以省略去掉，去掉后需對圖像(1′)、(5)的反正做調(diào)整，若以圖三為例，則應(yīng)將(5)換為反圖，(1′)換為正圖，總的原則是，觀視者最后看到的是左、右視圖的正像圖。(16)為放在顯示屏前可以阻擋顯示屏幅射的X射線的屏蔽層。
圖四所示，可以為側(cè)視圖，也可以為俯視圖，(1)、(5)為立體畫面的左、右視圖，(1)、(5)可以上、下位置放置，也可水平位置放置。左(或右)視圖(1)經(jīng)平面鏡(3-a)反射，再經(jīng)半透半反鏡(8)反射，右(或左)視圖(5)經(jīng)平面鏡(3-b)反射，再經(jīng)平面鏡(3-c)反射，再經(jīng)半透半反鏡(8)透射，使(1)、(5)的虛像前、后、上、下、左、右相重合，在光程(4)、(7)未重合為(9)前的適當(dāng)位置上，分別放置偏振膜(2)、(6)，觀視者通過左、右眼互為垂直偏振方向的偏振光眼鏡(10)，調(diào)至左眼只能看到左視圖，不能看到右視圖，右眼只能看到右視圖，不能看到左視圖，而觀視立體圖像。
圖五所示，可以為側(cè)視圖，也可以為俯視圖，(1)、(5)為立體畫面的左、右視圖，(1)、(5)可以上、下位置放置，也可水平位置放置。左(或右)視圖(1)經(jīng)平面鏡(3)4次反射后再經(jīng)半透半反鏡(8)透射，右(或左)視圖(5)經(jīng)平面鏡(3)3次反射后再經(jīng)半透半反鏡(8)反射，使(1)、(5)的虛像前、后、上、下、左、右相重合，在光程(4)、(7)未重合為(9)前的適當(dāng)位置上，分別放置偏振膜(2)、(6)，觀視者通過左、右眼互為垂直偏振方向的偏振光眼鏡(10)，調(diào)至左眼只能看到左視圖，不能看到右視圖，右眼只能看到右視圖，不能看到左視圖，而觀視立體圖像。
這些裝置中若不用偏振光，還可用一種類似百葉窗狀的特制擋片組(11)、(12)放置在顯示屏或圖像前，而實(shí)現(xiàn)不戴任何眼鏡觀看立體圖像的裝置。具體做法，可將圖一、二、三、四、五中的偏振膜去掉，換成這樣的百葉擋片組，其對應(yīng)圖如圖六、七、八、九、十所示，這些圖為俯視圖，(1′)(或(1))、(5)水平位置放置。也可以為側(cè)視圖，側(cè)視圖時(shí)(1′)(或(1))、(5)上、下位置放置，同時(shí)(11)、(12)仍豎直放置。百葉擋片組(11)、(12)是以下述原則設(shè)計(jì)的材料由極薄的黑或暗的不反光薄片按一定的角度規(guī)則排布制成，當(dāng)人眼處于觀視位置時(shí)，左眼通過半透半反鏡(8)或平面鏡(3)只能看到左視圖(可以是實(shí)像也可以是虛像)，不能看到右視圖，右眼只能看到右視圖(可以是虛像也可以是實(shí)像)，不能看到左視圖，因此，(11)、(12)兩幅擋片組通過半透半反鏡(8)的反射、透射(或平面鏡(3)的反射)后，它們的虛像、實(shí)像(或虛像)橫斷面重合為齒尖、齒根都很規(guī)則重合的鋸齒，而A、B兩點(diǎn)(分別代表人的左、右眼)分別在不同的兩組百葉擋片組(或?qū)嵨锘蛱撓?平面上，如圖十一?？梢钥吹剑珹點(diǎn)在虛線組葉片平面上，B點(diǎn)在實(shí)線組葉片平面上，利用圖十一的幾何原理，可以制造立體圖片、立體照片、立體顯示畫面、立體顯示屏、立體照相機(jī)……等。
當(dāng)畫面(1′)(或(1))、(5)為透明片或照片、圖片類圖像時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)如下一種不戴任何特制眼鏡就可觀看為立體圖像的裝置。圖十二為原理圖，圖中(15)為圖像(1′)(或(1))、(5)虛像(或?qū)嵪?、實(shí)像(或虛像)重合為一起的重合圖，可以從圖一、二、三、四、五的裝置中獲得，其中的顯示屏換為透明片，因?yàn)楸痉椒ú徊捎闷窆猓詫⑦@些裝置中的偏振膜(2)、(6)去掉。在圖像(1′)(或(1))、(5)后面的適當(dāng)位置上放置大小合適的面光源(13)、(14)，圖十二所示(13)、(14)為虛面光源或?qū)嵜婀庠?，面光源具有這樣的特點(diǎn)，其周圍為黑色暗區(qū)，當(dāng)人眼透過畫面能看到背景光時(shí)，畫面的圖像才能被人眼看到，當(dāng)人眼在觀視范圍內(nèi)(A、B分別代表人的左、右眼)看到的無論是虛像還是實(shí)像，調(diào)整背景光位置及大小，使左眼A只能透過(15)看到左視圖背景光(14)，不能看到右視圖背景光(13)(即左眼只能看到左視圖不能看到右視圖)，使右眼B只能透過(15)看到右視圖背景光(13)不能看到左視圖背景光(14)(即右眼B只能看到右視圖不能看到左視圖)，就可以不戴任何特制眼鏡而觀立體圖像了。
權(quán)利要求
1.可以使各類顯示畫面及圖片、照片、透明片類畫面產(chǎn)生高清晰立體圖像的裝置，其特征在于圖像的左、右視圖(1)(或(1))、(5)經(jīng)半透半反鏡(8)的透射、反射，或設(shè)置一定的平面鏡(3)反射，而使它們的虛像與實(shí)像，或虛像與虛像前、后、上、下、左、右相重合，并用偏振膜(2)、(6)或百葉擋片組(11)、(12)分別放置在左、右視圖畫面單獨(dú)的光程中，或在圖像后面特定位置放置背景光(13)、(14)，使觀視者或戴偏振光眼鏡(10)或不戴任何特制眼鏡，調(diào)至左眼只能看到左視圖，不能看到右視圖，右眼只能看到右視圖，不能看到左視圖，而觀視為立體圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于圖一裝置可以為側(cè)視圖，也可以為俯視圖，(1′)、(5)為立體畫面的左、右視圖，(1′)為正圖(1)的反圖，(1′)、(5)可以上、下位置放置，也可水平位置放置，左(或右)視圖(1′)經(jīng)半透半反鏡(8)反射，右(或左)視圖(5)經(jīng)半透半反鏡(8)透射，使(1′)、(5)的虛像、實(shí)像前、后、上、下、左、右相重合，在光程(4)、(7)未重合為(9)前的適當(dāng)位置上，分別放置偏振膜(2)、(6)，觀視者通過左、右眼互為垂直偏振方向的偏振光眼鏡(10)，調(diào)至左眼只能看到左視圖，不能看到右視圖，右眼只能看到右視圖，不能看到左視圖，而觀視立體圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于圖二裝置可以為側(cè)視圖，也可以為俯視圖，(1)、(5)為立體畫面的左、右視圖，(1)、(5)可以上、下位置放置，也可水平位置放置。左(或右)視圖(1)經(jīng)平面鏡(3)反射，再經(jīng)半透半反鏡(8)反射，右(或左)視圖(5)經(jīng)半透半反鏡(8)透射，使(1)、(5)的虛像、實(shí)像前、后、上、下、左、右相重合，在光程(4)、(7)未重合為(9)前的適當(dāng)位置上，分別放置偏振膜(2)、(6)，觀視者通過左、右眼互為垂直偏振方向的偏振光眼鏡(10)，調(diào)至左眼只能看到左視圖，不能看到右視圖，右眼只能看到右視圖，不能看到左視圖，而觀視立體圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于圖三裝置可以為側(cè)視圖，也可以為俯視圖，(1′)、(5)為立體畫面的左、右視圖，(1′)為正圖(1)的反圖，(1′)、(5)可以上、下位置放置，也可水平位置放置。右(或左)視圖(5)經(jīng)平面鏡(3-a)反射，再經(jīng)半透半反鏡(8-a)、(8-b)透射，再經(jīng)平面鏡(3-b)反射，左(或右)視圖(1′)經(jīng)半透半反鏡(8-b)反射，再經(jīng)(8-a)反射，再經(jīng)(8-b)透射，再經(jīng)平面鏡(3-b)反射，左(或右)視圖(1′)經(jīng)半透半反鏡(8-b)透射，再經(jīng)平面鏡(3-c)反射，再經(jīng)(8-b)反射，再經(jīng)平面鏡(3-b)反射，使(1′)、(5)的虛像前、后、上、下、左、右相重合，其中半透半反鏡(8-a)與平面鏡(3-c)可以二者同時(shí)使用，也可以去掉二者中的任意一塊而單獨(dú)使用另一塊，即，或單獨(dú)使用半透半反鏡(8-a)，或單獨(dú)使用平面鏡(3-c)。在光程(4)(7)、(7′)(或光程(4)、(7)，或光程(4)、(7′))未平行重合為(9)的光程前適當(dāng)位置上(如(1′)、(5)的畫面前)，分別放置偏振膜(2)、(6)，觀視者通過左、右眼互為垂直偏振方向的偏振光眼鏡(10)，調(diào)至左眼只能看到左視圖，不能看到右視圖，右眼只能看到右視圖，不能看到左視圖，而觀視立體圖像。平面鏡(3-b)可以去掉，去掉后，(1′)、(5)的正反應(yīng)做調(diào)整，(5)換為反圖，(1′)換為正圖，總的原則是，觀視者最后看到的是左⒂沂油嫉惱褳?。?6)為放在顯示屏前可以阻擋顯示屏幅射的X射線的屏蔽層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于圖四裝置可以為側(cè)視圖，也可以為俯視圖，(1)、(5)為立體畫面的左、右視圖，(1)、(5)可以上、下位置放置，也可水平位置放置。左(或右)視圖(1)經(jīng)平面鏡(3-a)反射，再經(jīng)半透半反鏡(8)反射，右(或左)視圖(5)經(jīng)平面鏡(3-b)反射，再經(jīng)平面鏡(3-c)反射，再經(jīng)半透半反鏡(8)透射，使(1)、(5)的虛像前、后、上、下、左、右相重合，在光程(4)、(7)未重合為(9)前的適當(dāng)位置上，分別放置偏振膜(2)、(6)，觀視者通過左、右眼互為垂直偏振方向的偏振光眼鏡(10)，調(diào)至左眼只能看到左視圖，不能看到右視圖，右眼只能看到右視圖，不能看到左視圖，而觀視立體圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于圖五裝置可以為側(cè)視圖，也可以為俯視圖，(1)、(5)為立體畫面的左、右視圖，(1)、(5)可以上、下位置放置，也可水平位置放置，左(或右)視圖(1)經(jīng)平面鏡(3)多次反射后，再經(jīng)半透半反鏡(8)透射，右(或左)視圖(5)經(jīng)平面鏡(8)多次反射后，再經(jīng)半透半反鏡(8)反射，使(1)、(5)的虛像前、后、上、下、左、右相重合，在光程(4)、(7)未重合為(9)前的適當(dāng)位置上，分別放置偏振膜(2)、(6)，觀視者通過左、右眼互為垂直偏振方向的偏振光眼鏡(10)，調(diào)至左眼只能看到左視圖，不能看到右視圖，右眼只能看到右視圖，不能看到左視圖，而觀視立體圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于圖一、二、三、四、五裝置中的偏振膜(2)、(6)及偏振光眼鏡(10)去掉，在光程(4)、(7)未重合為(9)前的適當(dāng)位置上，如(1′)(或(1))、(5)前，分別放置百葉擋片組(11)、(12)，使(11)、(12)的虛像與實(shí)像或虛像與虛像的橫斷面重合為規(guī)則的鋸齒，而使人的兩眼A、B在特定位置，使左眼只能看到左視圖不能看到右視圖，右眼只能看到右視圖不能看到左視圖，而觀視立體圖像，這些裝置如圖六、七、八、九、十，這些圖為俯視圖，也可以為側(cè)視圖，側(cè)視圖時(shí)，(11)、(12)仍豎直放置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、7所述的裝置，其特征在于(11)、(12)擋片組由類似百葉窗狀的黑或暗的極薄的不反光薄片其角度規(guī)則按如圖十一的幾何關(guān)系原理構(gòu)成，即在觀視范圍上代表左、右眼的A、B兩點(diǎn)分別在經(jīng)半透半反鏡(8)的反射、透射，或設(shè)置一定的平面鏡(3)反射，而使(11)、(12)的橫斷面或?qū)嵨锘蛱撓裰睾蠟橐?guī)則的鋸齒的兩組百葉擋片平面上(如A點(diǎn)在虛線組葉片平面上，B點(diǎn)在實(shí)線組葉片平面上)。并利用該原理可以制造立體圖片、立體照片、立體顯示畫面、立體顯示屏、立體照相機(jī)……等。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6所述的裝置，其特征在于(1′)(或(1))、(5)為照片、幻燈片、透明片、圖片類立體畫面的左、右視圖，(1′)(或(1))、(5)通過圖一、二、三、四、五的裝置(這些裝置中去掉偏振膜(2)、(6))而使左、右視圖的虛像與實(shí)像或虛像與虛像重合為圖十二中的(15)，左、右視像背后特定位置放置的面光源(13)、(14)所成的虛像或?qū)嵐庠雌湮恢萌鐖D十二所示，即人眼在觀視范圍內(nèi)，左眼(如A)只能透過(15)看到左視圖的背景光(14)，看不到右視圖的背景光(13)，右眼(如B)只能透過(15)看到右視圖的背景光(13)，看不到左視圖的背景光(14)，從而左眼只能看到左視圖看不到右視圖，右眼只能看到右視圖看不到左視圖，而觀視立體圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、9所述的裝置，其特征在于圖像(1′)為圖像(1)的反圖，經(jīng)半透半反鏡(8)或平面鏡(8)透射、反射最后成為正圖，(1′)反圖的獲得可以采取多種方法，如將顯示屏線路中的行偏轉(zhuǎn)線圈的兩端頭引線對調(diào)，或在攝像機(jī)前加一反射平面鏡，攝像機(jī)攝取經(jīng)平面鏡反射后的被攝物虛像，或用計(jì)算機(jī)，或攝像圖像處理系統(tǒng)，或透明圖片翻過放置……等處理而獲得反圖。
全文摘要
本發(fā)明提供了可以使各類顯示屏及畫面(如電視、錄相機(jī)、電鏡、各類顯示終端、各類圖片…)產(chǎn)生高清晰立體圖像的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于各類顯示屏及畫面的左、右視圖經(jīng)過一組平面鏡、半透半反鏡、偏振光膜或百葉窗狀擋片組，使左、右視圖畫面的虛像、實(shí)像(或虛像)相重合，觀視者戴一幅偏振光眼鏡，或不戴特殊眼鏡，即可觀看立體圖像。本發(fā)明可以使廣播電視不做任何改動而進(jìn)行立體圖像播放。
文檔編號H01F7/18GK1038543SQ8810351
公開日1990年1月3日 申請日期1988年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月8日
發(fā)明者石東軍, 石傳竹, 石傳林 申請人:石東軍, 石傳竹, 石傳林