專利名稱：立體觀屏鏡及顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像顯示和觀看裝置，尤其是一種立體圖像的顯示和觀看裝置。
背景技術(shù)：
觀看立體圖像需要左右眼分別看到具有視差的左右圖像，由于人兩只眼睛是同看一個(gè)目標(biāo)，視線不會(huì)向兩邊分開，故要觀看平行拼在一起的一對(duì)具有視差的“立體對(duì)”圖像，其左右圖像中間距離不能超過人兩眼的間距，這就限制了立體對(duì)圖像的畫幅面積，這對(duì)于分辨率很高的感光材料圖片是可以的，立體觀片器通過放大鏡對(duì)小圖像進(jìn)行放大，能獲得很好的效果。雖然圖像放大了，但兩眼視線不會(huì)因此分開，這種方式看立體圖像效果非常好。但是在數(shù)碼時(shí)代的今天，用這種方式去顯示屏上觀看就不行了，顯示屏的像素密度遠(yuǎn)比感光膠片低，要把圖像縮小到要求的畫幅，圖像像素會(huì)大大丟失，丟失的像素不能用光學(xué)放大鏡來恢復(fù)。要使畫面具有盡可能多的像素，只有增加顯示面積，所以立體觀片器需要對(duì)整個(gè)屏幕的觀看，才能獲得盡可能多的像素。查詢有個(gè)專利，已有的大幅面“電子視頻立體觀片器”利用的是三棱鏡來改變光路，使兩眼平行的視線在三棱鏡處向兩邊分開，這種方式雖然達(dá)到了拉開視線的作用，但視線是傾斜對(duì)著畫面的，這樣圖像會(huì)產(chǎn)生變形，而且左右圖像變形的部位正好相反，通過大腦的重合這兩幅圖像會(huì)有較大差異，觀看會(huì)產(chǎn)生不舒適的感覺?！傲Ⅲw成像鏡和立體觀像鏡”專利也存在類似問題，雖然他的觀像鏡做得比較合理，但他的圖像來源是通過分鏡獲取，其獲取圖像的鏡頭是在并排著的兩個(gè)左右視圖成像部位的中間，等于鏡頭分別在左右視圖的右邊緣和左邊緣，兩幅視差圖像遠(yuǎn)離鏡頭邊緣變型部分正好對(duì)應(yīng)另一視差圖像不變型的部分，仍然存在上述觀看效果的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
為了使立體圖像有更好的效果，把圖像做得更加細(xì)膩，操作更加方便，本發(fā)明充分利用數(shù)碼技術(shù)的優(yōu)勢，用數(shù)碼技術(shù)處理圖像，通過高清設(shè)備全屏幕展現(xiàn)圖像，再用與之配合的光學(xué)設(shè)備——立體觀屏鏡對(duì)著整個(gè)屏幕觀看，經(jīng)過這樣的軟硬配合，使立體圖像的再現(xiàn)既簡單易行，又效果完美。
本發(fā)明采取的方案是通過軟件將雙鏡頭立體數(shù)碼相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)獲得的具有左右視差的兩幅立體分圖左右拼起來，組成一個(gè)立體對(duì)數(shù)碼圖像文件；立體對(duì)圖像按需要顯示的屏幕分辨率確定圖像尺寸，以全屏幕方式顯滿在屏幕上，并可通過雙屏顯卡的支持，將立體對(duì)的兩幅分圖顯示在兩個(gè)相同規(guī)格的顯示器上，以獲得盡可能高的圖像分辨率。為配合數(shù)碼立體對(duì)圖像在屏幕上的顯示，本立體觀屏鏡能夠調(diào)節(jié)兩視線寬度，可看大小不同的屏幕，也可對(duì)著兩臺(tái)顯示器觀看；能夠選擇直視和橫向放大，觀看壓縮和不壓縮幅面的立體對(duì)圖像；有可調(diào)遮擋板，遮擋無用圖像的干擾，提高觀看質(zhì)量；能夠調(diào)節(jié)兩目鏡即反射鏡(1)、柱面鏡(4)同另一路反射鏡(1)、柱面鏡(4)間的距離的功能，以適應(yīng)人眼間距，調(diào)節(jié)屏幕虛像距離。
本發(fā)明的有益效果是，隨著數(shù)碼技術(shù)的發(fā)展和顯示設(shè)備水平的不斷提高，本立體圖像的顯示和觀看方式能夠充分利用和發(fā)揮這些優(yōu)勢，把立體圖像的顯示做得操作更加簡單、圖像更加細(xì)膩，這對(duì)于立體圖像的普及和視覺技術(shù)的革命都具有很重要的意義。


圖1立體觀屏鏡原理圖；圖2立體觀屏鏡構(gòu)造圖；圖3棱鏡型反射光路系統(tǒng)；圖4反射鏡型反射光路系統(tǒng)；圖5目鏡調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；圖6立體觀屏鏡立體圖。
圖中1.反射鏡(目鏡)，2.反射鏡(物鏡)，3.平凸柱面鏡(物鏡)，4.雙凹柱面鏡(目鏡)，5.立體觀屏鏡，6、7.遮光板，8.立體對(duì)、顯示屏，9.轉(zhuǎn)盤，10.轉(zhuǎn)盤齒輪，11.調(diào)節(jié)齒輪，12.齒條。
具體實(shí)施例方式
1.制作和顯示立體圖像通過軟件將雙鏡頭立體數(shù)碼相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)獲得的具有左右視差的兩幅立體分圖左右拼起來，組成一個(gè)立體對(duì)圖像文件。
對(duì)于單屏顯示，立體對(duì)圖像按顯示屏的分辨率確定圖像尺寸，既用壓縮或裁剪的方式來配合顯示屏幅面，顯示時(shí)，全屏幕顯示在屏幕上。壓縮是先以顯示屏的高度像素壓縮或放大立體對(duì)圖像(保持原始比例)，然后再將其寬度壓縮到顯示屏寬度像素(只寬度壓縮)；裁剪是先將左右分圖按顯示屏的高度像素壓縮或放大(保持原始比例)，然后再以分圖的中間為起始點(diǎn)，向左右兩邊量，裁去超過1/4屏幕寬度像素以外的像素，再將兩裁剪后的分圖拼成立體對(duì)圖像文件。
對(duì)于雙屏顯示，如果電腦配備的是支持雙屏的顯卡，編制一個(gè)調(diào)用看圖軟件的短程序，組立體對(duì)文件時(shí)可只做拼接處理，顯示時(shí)，調(diào)用看圖的程序再將該圖從中間分開，分別全屏幕打開在兩個(gè)屏幕里。
對(duì)于視頻文件，編制一個(gè)調(diào)用播放器的短程序，運(yùn)行該程序時(shí)，先通過對(duì)話選定左右視差視頻文件，再將其分別在屏幕左右平分的兩個(gè)窗口里同時(shí)播放。播放畫面設(shè)成按窗口壓縮，可通過橫向放大的觀屏鏡恢復(fù)原來幅面。對(duì)具有雙屏顯示的設(shè)備，調(diào)用程序設(shè)定在兩個(gè)屏里全屏幕播放。
立體對(duì)生成軟件具有批量處理立體照片文件的功能，軟件先讓選擇某一視差要生成立體對(duì)文件的照片文件名，然后自動(dòng)在另一文件夾中找出同名的文件全部自動(dòng)生成(立體相機(jī)拍的左右圖像文件同名，下載時(shí)保存在不同文件夾中)，生成立體對(duì)文件的類型取決用戶設(shè)定的顯示器類型。
2.用立體觀屏鏡觀看立體圖像立體觀屏鏡是將兩眼的光路經(jīng)過兩次反射的一種裝置，目的是拉開兩眼看出的視線，分別對(duì)著屏幕的兩個(gè)半屏面(圖1)，或者對(duì)著靠在一起的兩個(gè)屏幕，兩屏幕屏面垂直對(duì)著觀屏鏡。立體觀屏鏡主要結(jié)構(gòu)如圖2，視線通過反射鏡(1、2)兩次反射，以達(dá)到拉開視線的目的。拉開的視線距離可以通過反射鏡2的角度調(diào)整，其調(diào)整是通過一套齒輪、齒條聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的(圖2中10、11、12)，反射鏡(2)固定在一個(gè)轉(zhuǎn)盤(9)上，扭動(dòng)齒輪(11)，帶動(dòng)齒條(12)移動(dòng)，齒條移動(dòng)又帶動(dòng)齒輪(10)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(9)轉(zhuǎn)動(dòng)，由此調(diào)整固定在轉(zhuǎn)盤上反射鏡(2)的角度。
橫向放大是通過反射鏡(2)選用凹形柱面反射鏡實(shí)現(xiàn)的，凹形柱面反射鏡與平面反射鏡背靠背地固定在轉(zhuǎn)盤(9)上，將轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)半周，即實(shí)現(xiàn)直視和放大的選擇。
在扭動(dòng)調(diào)節(jié)齒輪(11)的同時(shí)，還帶動(dòng)雙凹柱面鏡(4)的出沒，該柱面鏡主要配合凹形柱面反射鏡調(diào)焦。
作為目鏡的反射鏡(1)和柱面鏡(4)連在一個(gè)板上，與另一路的目鏡間的距離也做成可調(diào)。
立體觀屏鏡除了用反射鏡實(shí)現(xiàn)以外，也可通過棱鏡實(shí)現(xiàn)(圖3)。
立體觀屏鏡配有活動(dòng)的遮光板(6、7)，目的是遮擋立體對(duì)的另一幅畫面，同時(shí)，遮光板還兼作鏡頭蓋。
用觀屏鏡觀看立體圖像時(shí)，是象觀看望遠(yuǎn)鏡一樣通過觀屏鏡對(duì)著屏幕觀看的，其觀看距離跟平?？雌聊坏木嚯x差不多，觀屏鏡可手持、也可連接一個(gè)帽圈戴在頭上，還可固定在支架上對(duì)著觀看；對(duì)于經(jīng)過寬度壓縮的立體對(duì)圖像，選用橫向放大的功能觀看，對(duì)橫向放大的比例可通過觀看距離調(diào)整；對(duì)于選用橫向放大功能，需調(diào)節(jié)目鏡(4)，使觀看屏幕清晰；對(duì)于雙屏顯示的立體圖像，將兩顯示器并排靠在一起，屏面垂直對(duì)著觀屏鏡，用直視的功能并調(diào)開視線寬度觀看；調(diào)節(jié)兩目鏡(反射鏡1、柱面鏡4與另一路反射鏡1、柱面鏡4)的間距，不僅能適配兩眼的間距，而且可以調(diào)節(jié)觀看屏幕虛像的距離；調(diào)節(jié)遮光范圍，可屏蔽無用圖像的干擾，提高觀看質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種立體顯示方法，由具有左右視差的立體分圖組成立體對(duì)圖像，其特征是該立體對(duì)圖像是通過軟件將雙鏡頭立體數(shù)碼相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)獲得的具有左右視差的兩幅立體分圖左右拼起來，組成一個(gè)立體對(duì)數(shù)碼圖像文件；立體對(duì)圖像按需要顯示的屏幕分辨率確定圖像尺寸，以全屏幕方式顯滿在屏幕上，并可通過雙屏顯卡的支持，將立體對(duì)的兩幅分圖顯示在兩個(gè)相同規(guī)格的顯示器上，以獲得盡可能高的圖像分辨率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體對(duì)圖像，其特征是所述立體對(duì)圖像按需要顯示的屏幕分辨率確定立體對(duì)圖像尺寸，是用壓縮或裁剪的方式來配合顯示屏幅面壓縮是先按顯示屏的高度像素來壓縮或放大立體對(duì)圖像，保持原始比例，然后再將其寬度壓縮到顯示屏寬度像素，只寬度壓縮；裁剪是先將左右分圖按顯示屏的高度像素壓縮或放大(保持原始比例)，然后再以分圖的中間為起始點(diǎn)，向左右兩邊量，裁去超過1/4屏幕寬度像素以外的像素，再將兩裁剪后的分圖拼成立體對(duì)圖像文件；組觀看雙屏的立體對(duì)文件，可不經(jīng)壓縮和放大處理，直接將左右分圖拼在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體對(duì)圖像，其特征是所述具有左右視差的圖像如果是視頻文件，則編制一個(gè)調(diào)用播放器或看圖軟件的短程序，將具有左右視差的兩個(gè)視頻文件分別在屏幕左右平分的兩個(gè)窗口里播放，播放畫面設(shè)成按窗口壓縮；對(duì)具有雙屏顯示設(shè)備的，則調(diào)用程序設(shè)定在兩個(gè)屏幕里全屏幕播放。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體對(duì)圖像，其特征是所述雙屏顯卡支持的兩臺(tái)顯示器，它們并排靠在一起，屏面正對(duì)觀看點(diǎn)；觀看雙屏的立體對(duì)文件時(shí)，由調(diào)用看圖軟件的短程序?qū)⑵浞珠_，再分別全屏幕顯示在兩個(gè)屏幕里。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體對(duì)圖像，其特征是所述立體對(duì)圖像是通過軟件將兩幅立體分圖拼起來，該軟件具有批量處理立體照片文件的功能，軟件先讓選擇某一視差要生成立體對(duì)文件的照片文件名，然后自動(dòng)在另一文件夾中找出同名的文件全部自動(dòng)生成，生成立體對(duì)文件的類型取決用戶設(shè)定的顯示器類型。
6.一種立體觀屏鏡，左右兩眼通過光路兩次反射的裝置拉開視線，觀看顯示在屏幕上具有左右視差的立體對(duì)圖像，其特征是為配合數(shù)碼立體對(duì)圖像在屏幕上的顯示，本立體觀屏鏡能夠調(diào)節(jié)兩視線寬度，可看大小不同的屏幕，也可對(duì)著兩臺(tái)顯示器觀看；能夠選擇直視和橫向放大，觀看壓縮和不壓縮幅面的立體對(duì)圖像；有可調(diào)遮擋板，遮擋無用圖像的干擾，提高觀看質(zhì)量；能夠調(diào)節(jié)兩目鏡即反射鏡(1)、柱面鏡(4)同另一路反射鏡(1)、柱面鏡(4)間的距離的功能，以適應(yīng)人眼間距，調(diào)節(jié)屏幕虛像距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的立體觀屏鏡，其特征是所述立體觀屏鏡具有調(diào)節(jié)兩視線寬度的功能和具有直視和橫向放大選擇的功能，這兩個(gè)功能是通過一套聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，將平面鏡和柱面鏡背靠背地固定在轉(zhuǎn)盤上，通過齒輪齒條的傳動(dòng)，帶動(dòng)兩轉(zhuǎn)盤相對(duì)旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)兩視線寬度和選擇直視和放大功能的目的；通過選擇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，還可帶動(dòng)目鏡3的出沒。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柱面鏡，其特征是所述觀屏鏡光路反射系統(tǒng)也可以采用棱鏡方式(圖3)，棱鏡方式的橫向放大可以采用平凸柱面鏡3做物鏡。
全文摘要
一種立體觀屏鏡及顯示方法，用軟件將雙鏡頭立體數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)獲取的具有視差的左右立體分圖拼在一起，組成立體對(duì)圖像文件。立體對(duì)圖像的幅面按顯示屏的分辨率進(jìn)行壓縮或裁剪，以全屏幕方式顯滿在屏幕上，對(duì)有雙屏顯卡支持的設(shè)備，還可將立體對(duì)的兩幅分圖顯示在兩個(gè)相同規(guī)格的顯示器上，以獲得盡可能高的圖像分辨率。針對(duì)屏幕顯示的立體對(duì)圖像，本立體觀屏鏡用兩次反射的方式拉開兩眼看出的視線，并具有調(diào)節(jié)視線寬度的功能，具有直視和橫向放大選擇的功能，具有視線的遮擋功能以及調(diào)節(jié)虛像距離的功能。它可看單屏，也可看雙屏；可不改變幅面直視屏幕，也可橫向放大，恢復(fù)經(jīng)壓縮的圖像；遮擋功能可屏蔽無用圖像的干擾，提高觀看質(zhì)量。經(jīng)過這樣的軟硬配合，使立體圖像的再現(xiàn)既簡單易行，又效果完美。
文檔編號(hào)H04N15/00GK1941926SQ200610062410
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月4日
發(fā)明者鐘磊 申請(qǐng)人:鐘磊