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三維立體投射器的制作方法

文檔序號(hào):2775649閱讀:291來源:國(guó)知局
專利名稱:三維立體投射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種利用光學(xué)原理投射出立體的像的裝置。
背景技術(shù)
目前,已經(jīng)有三維立體電影,其原理是利用觀賞者所戴的特殊眼鏡把看到的圖分為兩幅不同的圖,分別讓左眼和右眼看這兩幅不同圖,再由人的左右眼把兩幅圖合成,就可以看到立體的圖。而之后又有屏幕利用相似原理讓人可以不用眼鏡就能看到兩幅不同的圖,但立體效果都不理想,而且人眼易疲勞。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的立體成像裝置的麻煩及效果不理想,本發(fā)明提供一種投射器,本投射器能讓人的肉眼直接看到立體的像,而且像的立體感更強(qiáng)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的由于人的雙眼所確定的光源或反射光的物體的像的位置,是射入雙眼的光線的反向沿長(zhǎng)線的交點(diǎn)。而且,單個(gè)眼睛對(duì)物像也有一定的定位能力,原理也和雙眼的定位原理相近,當(dāng)有兩束光線射入同一眼睛,這兩束光線在眼外的交點(diǎn)就是單眼的物像定位點(diǎn)。因此,讓來自不同方向的光線交于一點(diǎn),再射入人的雙眼中,而且每只眼睛都至少要接收到兩束光線。這樣人將會(huì)在那光的交點(diǎn)處看到一個(gè)發(fā)光的亮點(diǎn)(稱為虛像點(diǎn))。通過這些虛像點(diǎn)的排列順序、位置變換及顏色改變就可以讓人看的一個(gè)(些)靜止或運(yùn)動(dòng)的、單色或彩色的立體的虛像。所成像的可視范圍決定于投射器對(duì)人眼的環(huán)繞程度。
本發(fā)明的有益效果是,能讓人的肉眼直接看到立體的像,由于這是對(duì)自然實(shí)像定位的模仿,眼睛不易疲勞,而且立體感強(qiáng)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是實(shí)驗(yàn)原理圖。
圖2是三維立體投射器原理圖。
圖3是三維立體投射器剖面構(gòu)造圖。
圖4是投射元件原理圖。
圖5是像素剖面構(gòu)造圖。
圖中1.球形光源,2.擋板,3.凸透鏡A,4.凸透鏡B,5.交點(diǎn)c,6.光線1,7.光線2,8.右眼,9.左眼,10.交點(diǎn)b,11.小孔a,12.投射元件A,13.投射元件B,14.投射元件C,15.投射元件D,16.投射元件E,17.投射元件F,18.投射元件G,19.像素,20.發(fā)光小球,21.固定板,22.信號(hào)輸入板,23.點(diǎn)1,24.點(diǎn)2,25.光線A1,26.光線B1,27.光線C1,28.光線D1,29.光線F1,30.光線G1,31.光線A2,32.光線B2,33.光線C2,34.光線D2,35.光線E2,36.光線F2,37.光線G2,38.前透明電板導(dǎo)線,39.后透明電板導(dǎo)線,40.外導(dǎo)線,41.內(nèi)導(dǎo)線,42.前透明罩,43.后透明罩,44.遮光罩,45.前透明電板,46.后透明電板,47.偏振過濾層,48.透明隔膜,49.液晶,50.外殼。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖C明讓來自不同方向的光交于一點(diǎn),再射入人的雙眼中,而且每只眼睛都至少接收到兩束光線,人將會(huì)在光的交點(diǎn)處看到一個(gè)發(fā)光的亮點(diǎn)。
操作如圖1所示,擺好各實(shí)驗(yàn)器材。
原理從球形光源(1)射出的光線1(6)和光線2(7)通過擋板(2)上的小孔a(11)射入凸透鏡A(3),使光線1(6)與光線2(7)的第一個(gè)交點(diǎn)b(10)位于凸透鏡A(3)的焦點(diǎn)上,則光線1(6)和光線2(7)穿過凸透鏡A(3)后為兩束平行光。這兩束平行光再通過凸透鏡B(4),光線1(6)與光線2(7)將第二次相交,交點(diǎn)為交點(diǎn)c(5),之后分別射入人的右眼(8)和左眼(9)。事實(shí)上,左眼(9)和右眼(8)都分別接收到兩束以上的光線。
結(jié)果可以在凸透鏡B(4)的一個(gè)焦點(diǎn)即交點(diǎn)c(5)處看到一個(gè)發(fā)光的亮點(diǎn),但無法用手觸及亮點(diǎn)。
在圖2中,若干個(gè)(圖中為七個(gè))投射元件固定在固定板(21)上,通過信號(hào)輸入板(22)輸入信號(hào)給各個(gè)投射元件中的特定的像素(19),使所有朝向點(diǎn)1(23)方向的像素能通過光線。這樣,投射元件A(12)、投射元件B(13)、投射元件C(14)、投射元件D(15)、投射元件G(16)、投射元件F(17)中各自的發(fā)光小球(20)所發(fā)出的光線A1(25)、光線B1(26)、光線C1(27)、光線D1(28)、光線G1(29)、光線F1(30)就會(huì)相交于點(diǎn)1(23),則點(diǎn)1(23)為空間中的一個(gè)發(fā)光虛像點(diǎn)。當(dāng)這些光線射入人的雙眼并有兩束以上通過點(diǎn)1(23)的光線射入同一只眼睛時(shí),人能在點(diǎn)1(23)處看到一個(gè)立體感較好的發(fā)光點(diǎn)。同時(shí)通過同一點(diǎn)而射入同一眼睛的光束越多,立體感越強(qiáng)。同理,投射元件往其它方向所射出的光線A2(31)、光線B2(32)、光線C2(33)、光線D2(34)、光線E2(35)、光線F2(36)、光線G2(37)交于點(diǎn)2(24),則點(diǎn)2(24)為空間中異于點(diǎn)1(23)的發(fā)光虛像點(diǎn)。以此類推,就可以在三維立體投射器前的一定空間里虛擬若干光點(diǎn),來達(dá)到之前所述目的,即通過這些虛像點(diǎn)的排列順序、位置變換及顏色改變就可以讓人看的一個(gè)(些)靜止或運(yùn)動(dòng)的、單色或彩色的立體的虛像。(圖中虛線為不可見部分,既被遮住的部分)在圖3中,前透明罩(42)與后透明罩(43)分別固定在遮光罩(44)的外和內(nèi),其剖面形狀是以發(fā)光小球(20)的球心為圓心的弧形,與遮光板(44)組成扇形。其作用是為了保護(hù)和固定它們之間的像素(19),所有像素(19)都指向發(fā)光小球(20)的球心。同時(shí),前透明罩(42)和后透明罩(43)上分別有前透明電板導(dǎo)線(38)和后透明電板導(dǎo)線(39),導(dǎo)線亦為透明,導(dǎo)線一頭與各自對(duì)應(yīng)的像素上的透明電板相連接,另一頭與遮光罩(44)上的外導(dǎo)線(40)或內(nèi)導(dǎo)線(41)相連接,而外導(dǎo)線(40)和內(nèi)導(dǎo)線(41)又與信號(hào)輸入板(22)相連,以達(dá)到通過信號(hào)輸入板控制像素的目的。
在圖4中,前透明罩(42)和后透明罩(43)呈部分球面形,其球心為發(fā)光小球(20)的球心。它們之間是很多的像素(19),所有像素(19)都指向發(fā)光小球(20)的球心,這樣由發(fā)光小球(20)所發(fā)出的光可以通過像素(19)。而遮光罩(44)則可以擋住多余的光線,防止對(duì)成像的干擾。(圖中虛線為不可見部分,既被遮住的部分)在圖5中,像素是由圓柱形外殼(50)及其中依次包著的前透明電板(45)、偏振過濾層(47)、透明隔膜(48)、液晶(49)、透明隔膜(48)、偏振過濾層(47)和后透明電板(46)組成。其工作原理與液晶顯示器的工作原理一樣,通過前透明電板(45)與后透明電板(46)間的電壓變化來控制光線的通過與否及通過光線的強(qiáng)弱。同時(shí),可以保證通過光線的方向單一。而且,當(dāng)一個(gè)像素由三個(gè)液晶單元格組成,其中每一個(gè)單元格前面都分別有紅、綠或藍(lán)色的過濾器,這樣,通過不同單元格的光線就可以顯現(xiàn)出不同顏色。
權(quán)利要求
1.一種投射器,利用液晶原理投射影像,其特征是由投射元件組成,每個(gè)投射元件都能向各個(gè)方向射出光線,且由液晶控制各個(gè)方向光線的有無及強(qiáng)弱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射器,其特征是由若干投射元件發(fā)出的光線在空間中能有一個(gè)共同的交點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射器,其特征是通過同一交點(diǎn)的光線中至少有兩條最終射入人的同一只眼睛中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射器,其特征是通過控制特定投射元件中通過光線的像素,能控制光線交點(diǎn)的位置及顏色。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射器,其特征是所產(chǎn)生的光線的交點(diǎn)能同時(shí)多個(gè)存在,并能組成一定形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射器,其特征是人能在投射器前看見彩色或單色、靜止或運(yùn)動(dòng)的立體的像。
全文摘要
一種能投射出彩色或單色、靜止或運(yùn)動(dòng)的立體的像的三維立體投射器。它是由形狀為部分球體的投射元件排列組成,每個(gè)投射元件都由發(fā)光小球,分布在發(fā)光小球附近并指向發(fā)光小球的像素及控制像素的電路組成。通過向三維立體投射器輸入信號(hào),可以在三維立體投射器前方投射出立體的像。
文檔編號(hào)G02B27/00GK1737640SQ20041005116
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2004年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月20日
發(fā)明者彭智偉 申請(qǐng)人:彭智偉
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