專利名稱：立體影視眼鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種立體影視眼鏡，尤其是觀看平面電影、電視、電腦動畫、游戲等影象，產(chǎn)生立體視覺效果的眼鏡。
立體視覺也稱深度覺，是眼辨別物體的空間位置，包括遠近、前后、高低等相對位置的功能，必須由雙眼來完成，因雙眼間距62mm，雙眼注視一個物體時，各自以不同的角度看到物體的一個側(cè)面，這時在對應(yīng)點的邊緣有極少的非對應(yīng)緣，引起復(fù)視，經(jīng)大腦的綜合作用產(chǎn)生立體視覺。目前，公知的立體影象顯示系統(tǒng)有立體電影和模擬立體電視。立體電影是用兩部攝影機模擬或夸張人的雙眼位置、同步地拍攝后、經(jīng)同步剪接加工、處理、同步放映，同時要求所有觀眾的左眼與右眼分別觀看各自對應(yīng)的影象并且互不干擾；因而同步放映的左、右眼影象需分別經(jīng)兩偏振光片轉(zhuǎn)換處理變成兩種相互垂直的偏振光投影影象，同時要求觀眾帶上偏振光片眼鏡自動分離屏幕上兩種有差別的內(nèi)容相似的影象；其效果相當(dāng)理想，如身臨其境；但是立體電影影片制片難度大，立體電影片的數(shù)量也為數(shù)不多，給二十世紀高度發(fā)展影視業(yè)及數(shù)十億觀眾留下遺憾。模擬立體電視是利用顯象掃描顯示的奇數(shù)場和偶數(shù)場分時分別傳送左眼與右眼圖象，使觀眾的左眼與右眼分別看到各自對應(yīng)的互不干擾的影象信息，模擬立體電視的信號大多是左眼圖象、右眼圖象內(nèi)容相同，只是使左眼圖象左移適當(dāng)?shù)木嚯x或使右眼圖象右移適當(dāng)?shù)木嚯x或同時使左眼圖象右眼圖象都偏移適當(dāng)?shù)木嚯x，使左、右眼睛獨立看到的影象有位置的偏移，這樣一來信號轉(zhuǎn)換處理產(chǎn)生簡單，雖然解決了片源的問題，但是又面臨著電視信號的轉(zhuǎn)換、發(fā)射、接收、觀眾專用眼鏡等系統(tǒng)綜合問題；特別是用液晶片制作的專用眼鏡因液晶鏡片快速作透光、阻光變化極容易使觀眾眼腈疲勞，液晶片透光、阻光只與對應(yīng)的模擬立體電視信號的場同步信號同步而造成觀眾同時觀看其它掃描顯象影象時出現(xiàn)閃爍，甚至看到工頻日光燈發(fā)出的光線及日光燈發(fā)出的光線照射在其它物體上的反射光都使雙眼產(chǎn)生難以忍受的閃爍現(xiàn)象；同時對應(yīng)的模擬立體電視信號的場同步信號向?qū)Ｓ醚坨R通過有線方式傳送，給使用帶來不便，通過無線方式傳又增加了系統(tǒng)的復(fù)雜。這種立體電視八十年代就已面世，仍難以推廣普及。
本實用新型的目的在于提供一種立體影視眼鏡，讓觀眾帶上它觀看平面電影、電視(TV/AV)、投影(錄象/VCD/DVD)、電腦動畫、游戲屏幕時，加深影象的深度感覺，形成立體影象，給觀眾帶來鮮明真實的立體感覺。
本實用新型的立體影視眼鏡的目的是通過如下結(jié)構(gòu)的眼鏡來實現(xiàn)的，該立體影視眼鏡包括左眼鏡片、右眼鏡片及鏡片支承架，所述的左眼鏡片、右眼鏡片中心分別對應(yīng)觀眾左眼、右眼的瞳孔，左眼鏡片、右眼鏡片以中心線對稱，左眼鏡片、右眼鏡片固定在鏡片支承架上；左眼鏡片、右眼鏡片為薄棱鏡，考慮到裝配工藝等問題，薄棱鏡沒有頂尖角部分，薄棱鏡兩面為平面其相交線在薄棱鏡外部，即薄棱鏡從厚到薄的延展方向，薄棱鏡的厚度沿薄棱鏡兩平面相交線方向線性減小，薄棱鏡材料為無色透明玻璃、水晶、纖維等，薄棱鏡的折射率為n，薄棱鏡的兩平面夾角為α，左眼鏡片、右眼鏡片的裝配方向?qū)ΨQ，正對觀眾的平面影象經(jīng)左眼鏡片后大約產(chǎn)生β角偏轉(zhuǎn)，在左眼內(nèi)成象給人的單獨感覺是平面影象以觀眾左眼鏡片為中心向薄棱鏡兩平面相交線偏轉(zhuǎn)β角度，正對觀眾的平面影象經(jīng)右眼鏡片后大約產(chǎn)生β角偏轉(zhuǎn)，在右眼內(nèi)成象給人的單獨感覺是平面影象以觀眾右眼鏡片為中心向薄棱鏡兩平面相交線偏轉(zhuǎn)β角度，該旋轉(zhuǎn)的角度β大小與薄棱鏡片的角度α關(guān)系如下n=sin((α+β)/2)sin(α/2)]]>
n為薄棱鏡片的折射率，薄棱鏡片使影象的偏轉(zhuǎn)角β成為鏡片的主要參數(shù)，薄棱鏡片鏡片的大小、形狀、材料、頂角α、折射率為鏡片的次要參數(shù)；這樣觀眾左眼與右眼所見到的平面影象雖然內(nèi)容相同，但位置錯位，左眼鏡片或右眼鏡片使影象偏移距離大約與sin(β)成正比、與觀眾和平面影象的距離成正比；根據(jù)平面影象尺寸，調(diào)整觀眾的位置或選用一定偏轉(zhuǎn)角度β參數(shù)的薄棱鏡片眼鏡，左右眼影象在視網(wǎng)膜上對應(yīng)變成相應(yīng)的錯位生理電信號經(jīng)過神經(jīng)纖維傳送，通過神經(jīng)中樞分析、加工，與過去的經(jīng)驗比較、分析，加深影象的深度感覺，形成強烈鮮明的立體影象。
當(dāng)光線大約對稱通過薄棱鏡片后產(chǎn)生大約β角偏轉(zhuǎn)，改變光線進入薄棱鏡片的入射角，光線通過薄棱鏡片后產(chǎn)生角偏轉(zhuǎn)隨之有微小的變化，薄棱鏡片使觀眾看到的平面影象因平面影象各點的象素以很微小差別的入射角透過薄棱鏡片產(chǎn)生平面影象各點的象素的偏轉(zhuǎn)角有微小差別，加上鏡片制作工藝的誤差，造成觀眾所看到的平面影象各點的象素因偏轉(zhuǎn)角微小差異產(chǎn)生微小的變化；因而需要對薄棱鏡片以視軸為中心進行極微弱的曲面化效正，使觀眾所看到的平面影象各點的象素偏轉(zhuǎn)角一致，減小平面影象的微弱變形。
人眼是一個復(fù)雜的自動調(diào)節(jié)的光學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)人眼所看到的影象在視網(wǎng)膜上不清析時，影象在視網(wǎng)膜上形成相應(yīng)生理電信號經(jīng)過神經(jīng)纖維，通過神經(jīng)中樞分析感覺到影象不清析，人腦自動命令神經(jīng)傳導(dǎo)調(diào)節(jié)信息，讓眼球內(nèi)的睫狀肌調(diào)節(jié)晶狀體，視網(wǎng)膜上影象清析，經(jīng)過這樣反饋調(diào)節(jié)過程，影象清析，大腦接收到舒適的視覺信息；眼球內(nèi)的睫狀肌對晶狀體的有一定的調(diào)節(jié)范圍，眼球內(nèi)的睫狀肌盡最大努力調(diào)節(jié)晶狀體才能使眼球視網(wǎng)膜上影象接近清析或不能使眼球視網(wǎng)膜上影象接近清析，眼球內(nèi)的睫狀肌長時間處于緊張狀態(tài)，使眼球內(nèi)的睫狀肌疲勞，眼睛產(chǎn)生酸疼腫脹感。眼球內(nèi)的視網(wǎng)膜為眼球內(nèi)壁的球面部分，仍何成象于眼球內(nèi)視網(wǎng)膜的影象都需經(jīng)眼球內(nèi)睫狀肌對晶狀體的合理的自動調(diào)節(jié)。人眼正常的立體視覺是處于雙眼共同視角區(qū)域，對應(yīng)該區(qū)域內(nèi)物體的深度感覺；對應(yīng)到雙眼的視網(wǎng)膜所成的兩象的內(nèi)容相同的部分視網(wǎng)膜區(qū)域，雖然左右兩眼球內(nèi)視網(wǎng)膜區(qū)域成象內(nèi)容相同，因左右兩眼所處的立體距離相差62mm，在左右兩眼球內(nèi)視網(wǎng)膜區(qū)域成象微小差異經(jīng)視神經(jīng)細胞、神經(jīng)纖維及神經(jīng)中樞的綜合作用，產(chǎn)生深度感覺；左右雙眼觀正對平面影象時，兩眼球內(nèi)視網(wǎng)膜區(qū)域平面影象成象差異極小，深度感覺主要靠大腦的的記憶和經(jīng)驗分析；帶上立體影視眼鏡后，使雙眼觀正對平面影象在視網(wǎng)膜區(qū)偏移由錯位的視神經(jīng)細胞和中樞神經(jīng)的綜合作用產(chǎn)生立體深度感覺。
作為本實用新型立體影視眼鏡鏡片的進一步改進，左眼鏡片、右眼鏡片為非平面，就象各種曲面平光太陽眼鏡一樣，只是各種曲面平光太陽眼鏡鏡片各處的厚度一樣，而該實用新型立體影視眼鏡曲面鏡片各處的厚度與同樣頂角α、大小尺寸、相同折射率材料等參數(shù)的平面薄棱鏡大約對應(yīng)，即沿某一個方向厚度大約線性增加。
作為本實用新型立體影視眼鏡進一步改進，立體影視眼鏡的左眼鏡片、右眼鏡片在眼鏡片支承架上可方便作360度旋轉(zhuǎn)和固定，觀眾選好一定位置觀看平面影象時，旋轉(zhuǎn)左眼鏡片、右眼鏡片可使觀眾左眼與右眼獨立所見到的平面影象位置偏移變化，調(diào)整錯位的距離，達到最佳立體效果。
作為本實用新型立體影視眼鏡鏡片的更進一步改進，左眼鏡片、右眼鏡片采用圓形多棱鏡，其構(gòu)造就象照相機上作特技攝影用的三棱鏡一樣，只是照相機上作特技攝影用的三棱鏡每一薄棱鏡頂角大小相同，立體影視眼鏡鏡片用的圓形多棱鏡每一薄棱鏡頂角大小不相同，該圓形多棱鏡片在眼鏡片支承架上可方便此作旋轉(zhuǎn)和定位固定以便更換頂角大小不相同的薄棱鏡，調(diào)整左眼鏡片、右眼鏡片位置使某一對薄棱鏡的中心與眼睛瞳孔對應(yīng)，觀眾選好一定位置觀看平面影象時，旋轉(zhuǎn)左眼多棱鏡片、右眼多棱鏡片可使觀眾左眼與右眼獨立所見到的平面影象位置因改變不同薄棱鏡頂角而改變影象偏轉(zhuǎn)角β產(chǎn)生變化，調(diào)整錯位的距離，達到最佳立體效果。
作為本實用新型立體影視眼鏡鏡片的更進一步改進，為了方便近視眼或遠視眼觀眾，可將近視眼鏡片或遠視眼鏡片與薄棱鏡片合二為一，制作系列不同近視度數(shù)、不同影象偏轉(zhuǎn)角的專用近視立體影視組合眼鏡；制作系列不同遠視度數(shù)、不同影象偏轉(zhuǎn)角的專用遠視立體影視組合眼鏡。
作為本實用新型立體影視眼鏡更進一步改進，立體影視眼鏡制作成輔助立體影視眼鏡，以方便部分經(jīng)常帶眼鏡工作、學(xué)習(xí)、娛樂的觀眾，輔助立體影視眼鏡鏡架上部中間的有一小夾子，可方便地夾在主眼鏡架上。
作為本實用新型立體影視眼鏡更進一步改進，立體影視眼鏡鏡片及固定鏡片的支架由透光材料整體壓注或磨制。
作為本實用新型立體影視眼鏡更進一步改進，在水平方向人的單眼的視角約150度，雙眼的視角約180度，雙眼共同可見的視角為雙眼正前水平方向約120度，在垂直方向人眼的視角為雙眼正前垂直方向約150度；人的雙眼對真實環(huán)境的立體視覺早已習(xí)慣，觀眾在真實的立體空間里觀看平面電影、電視、電腦動畫及游戲影象時，雖然觀眾集中精力注意屏幕，因平面影象面較小，觀眾雙眼觀看平面影象的視角較小，較大的視角范圍面對著周圍的立體環(huán)境，若觀眾左眼睛和右眼睛前的薄棱鏡片包含雙眼的整個視角范圍，雖然觀眾不太注意周圍的立體環(huán)境，但是因為該環(huán)境的視角范圍較大，帶上立體影視眼鏡后面對著已失真的整個視角范圍周圍的立體環(huán)境，給觀眾帶來不適應(yīng)。根據(jù)觀眾雙眼觀看平面影象的水平、垂直視角較小以及薄棱眼鏡片與觀眾眼睛距離很小這些特點，立體影視眼鏡的鏡片由平光眼鏡片和在平光眼鏡片中心放置較小面積的薄棱眼鏡片組成，較小面積的薄棱眼鏡片正對觀眾瞳孔，以便觀看平面影視圖象，較大面積的平光鏡區(qū)域讓觀眾感覺到處在整個視角范圍內(nèi)的立體環(huán)境沒有什么變化。
作為本實用新型立體影視眼鏡更進一步改進，觀眾在一定的環(huán)境里觀看平面電影、電視、電腦動畫及游戲的影象較小，觀眾雙眼觀看平面影象的視角較小，為方便觀眾集中精力注意屏幕，在立體影視眼鏡鏡架邊緣周圍與觀眾面部皮膚之間安裝不透光的遮光片，在立體影視眼鏡鏡片上靠觀眾眼睛一邊加裝由電子驅(qū)動的液晶片制作的電子光圈或多片活動遮光片組成的機械光圈，屏蔽不必要的環(huán)境圖象信息。
作為本實用新型立體影視眼鏡更進一步改進，觀眾在一定的環(huán)境里觀看平面電影、電視、電腦動畫及游戲的影象較小，觀眾雙眼觀看平面影象的視角較小，為了給觀眾更真實的立體效果，在觀眾帶的立體影視眼鏡前部加裝適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)鏡頭組，平面電影、電視、電腦動畫及游戲影象經(jīng)過光學(xué)鏡頭組所成象與觀眾距離更近，使觀眾所見到的立體影象就在觀眾眼前，給觀眾身臨其境的感覺。
綜上所述，本實用新型的優(yōu)點是立體影視眼鏡結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、立體層次感強。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。


圖1為本實用新型立體影視眼鏡的立體透視圖。
在
圖1所示的實施例中，薄棱鏡片1為左眼鏡片，薄棱鏡片2為右眼鏡片，左眼鏡片、右眼鏡片周邊邊緣曲線與左眼鏡片、右眼鏡片的固定支架3的眼鏡片安裝孔相配合，立體影視眼鏡架在觀眾的鼻粱上，由兩邊的折疊件鉤在觀眾耳后，通過眼鏡支承部件3將左眼鏡片和右眼鏡片對準觀眾的左眼睛和右眼睛，左眼鏡片1的厚度從左到右由厚到薄，使左眼看到的影象向右作一少量偏轉(zhuǎn)，而右眼鏡片2的厚度從左到右由薄到厚，使右眼看到的影象向左作一少量偏轉(zhuǎn)，左、右眼睛獨立看到的影象給帶上立體影視眼鏡的觀眾感到左右眼影象位置錯位偏移，組合影象在視網(wǎng)膜上形成生理電信號經(jīng)過神經(jīng)纖維，通過神經(jīng)中樞分析加工，加深影象的深度感覺，形成立體影象。
本實用新型不局限于上述實施方式，凡是利用薄棱鏡片及變形薄棱鏡片制作的立體影視專用眼鏡，不論在其鏡片架顏色、形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸大小、部件選材上作任何變化，不論在其鏡片形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸大小、選材、組合數(shù)量上作任何變化，不論其怎樣改變眼鏡結(jié)構(gòu)或配帶方式，制作的立體影視眼鏡均落在本實用新型保護范圍之內(nèi)。此外，對薄棱鏡片的適應(yīng)各種觀眾眼睛生理特性的曲面化改變都是本實用新型的一種變型均應(yīng)認為在本實用新型保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種立體影視眼鏡，由鏡架、鏡框、左眼鏡片、右眼鏡片組成，其特征在于左、右薄棱鏡眼鏡片分別對稱地安裝在鏡框上面，使帶上該眼鏡的觀眾左眼與右眼分別通過左、右薄棱鏡片觀看平面電影、電視、電腦動畫、游戲等圖象，這樣觀眾的左、右眼球內(nèi)相同的動態(tài)影視圖象成像位置左右適當(dāng)?shù)膶ΨQ移動，通過相應(yīng)位置的視網(wǎng)膜神精細胞產(chǎn)生生理電信號經(jīng)神經(jīng)纖維傳送、神精中樞分析加工，加深動態(tài)影視圖象的深度感覺，形成立體影象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體影視眼鏡，其特征在于薄棱鏡片兩面為平面，其相交線在薄棱鏡片外部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體影視眼鏡，其特征在于立體影視眼鏡作為輔助眼鏡，在鏡框上有夾卡固定輔助眼鏡鏡架疊加在主眼鏡框架上，便于帶有近視、遠視眼鏡的觀眾使用。
專利摘要本實用新型公開了一種立體影視眼鏡,該眼鏡由鏡架、鏡框、左眼鏡片、右眼鏡片組成。其特點是:左、右薄棱鏡眼鏡片分別對稱安裝在鏡框上,使帶上該眼鏡的觀眾左眼與右眼分別通過左、右薄棱鏡片觀看平面電影、電視、電腦動畫、游戲等圖象,這樣觀眾的左、右眼球內(nèi)相同的動態(tài)影視圖象成像位置左右適當(dāng)?shù)膶ΨQ移動,通過相應(yīng)位置的視網(wǎng)膜神精細胞產(chǎn)生生理電信號經(jīng)神經(jīng)纖維傳送、神精中樞分析加工,加深動態(tài)影視圖象的深度感覺,形成立體影象。
文檔編號G02B27/22GK2443393SQ00227048
公開日2001年8月15日 申請日期2000年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月7日
發(fā)明者陳定萬 申請人:陳定萬