專(zhuān)利名稱(chēng)：深度增強(qiáng)屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及一種深度增強(qiáng)屏，用于產(chǎn)生具有增強(qiáng)的深度或具有模擬三維效果的 圖像。
背景技術(shù)：
深度知覺(jué)是感知三維空間世界的視覺(jué)能力。人類(lèi)(和其他動(dòng)物)利用各種各樣 的單眼線索(即，僅一只眼睛的輸入提供的線索)和雙眼線索(即，需要兩只眼睛 共同輸入的線索)來(lái)感知深度。
運(yùn)動(dòng)視差是一種可影響深度知覺(jué)的單眼線索。當(dāng)觀測(cè)者移動(dòng)時(shí)，多個(gè)靜止物體 相對(duì)背景表觀上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)給出了他們之間相對(duì)距離的線索。觀測(cè)者的輕微移動(dòng)結(jié) 合實(shí)物，從而可更好地感知深度。不過(guò)，當(dāng)觀看平面電視或計(jì)算機(jī)屏幕上的圖像時(shí)， 這樣的移動(dòng)對(duì)深度知覺(jué)并沒(méi)有幫助，這是由于二維圖像中所示的目標(biāo)之間沒(méi)有相對(duì) 的移動(dòng)。
立體視覺(jué)或視網(wǎng)膜像差是一種影響深度知覺(jué)的雙眼線索。目標(biāo)在每個(gè)視網(wǎng)膜上 的不同投影所產(chǎn)生的信息用于辨別深度。利用從稍微不同角度獲取同一目標(biāo)的兩個(gè) 圖像，大腦是可以計(jì)算出到一個(gè)目標(biāo)的距離。如果目標(biāo)在遠(yuǎn)處，視網(wǎng)膜像差變小。 換句話說(shuō)，如果目標(biāo)在近處，視網(wǎng)膜像差變大。這個(gè)效果再配合上實(shí)物，從而使觀 測(cè)者更好地感知深度，但這個(gè)效果對(duì)平面二維屏并不起作用，這是由于屏上所有目 標(biāo)相對(duì)觀測(cè)者都保持相同的距離。
不過(guò)，立體視覺(jué)效果可用于"欺騙"大腦去感知二維圖像中的深度，如"電子 眼"圖片或體視照片。同樣地，立體視覺(jué)效果可用于將二維圖像如平面電視或計(jì)算 機(jī)屏幕上的圖像生成模擬三維圖像(即具有深度線索的圖像)，如公開(kāi)號(hào)為EP1636 631的歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)所描述的。該文件描述一種包括柔韌菲涅爾透鏡的裝置，菲涅 爾透鏡在兩個(gè)橫向彎曲，從而形成一凸透鏡。該裝置可安裝在諸如電視機(jī)屏募或如 圖1所示計(jì)算機(jī)顯示器2的前方，從而產(chǎn)生一個(gè)顯示在屏上的二維圖像的模擬的三 維圖像。菲涅爾透鏡3與屏2間隔一定距離，并且在第一平面(x-z平面)和第二平面(y-z平面)彎曲，從而形成具有兩個(gè)彎曲面的菲涅爾透鏡。如圖所示，如果 透鏡的截面取在x-z平面，則貫穿透鏡整個(gè)寬度的截面的形狀為弧形或弓形。同樣，
如果截面取在y-z平面，該截面形狀上也為弧形或弓形。由于x-和y-所定義的平面 相互垂直，所以具有兩個(gè)垂直的平面，在這兩個(gè)平面上所取的透鏡截面形狀為弓形。 菲涅爾透鏡可以柔韌，可將其放置在配置有可調(diào)節(jié)受拉桿件的裝置中，從而調(diào)整菲 涅爾透鏡的光學(xué)特征，使獲得的模擬三維圖像的質(zhì)量最佳化。
由于菲涅爾透鏡在兩個(gè)橫向平面是彎曲的，由觀測(cè)者左眼和右眼接受到的差別 細(xì)微的圖像產(chǎn)生一個(gè)立體視覺(jué)效果，然后大腦將立體視覺(jué)效果進(jìn)行解釋?zhuān)瑥亩箞D 像看起來(lái)有深度，即圖像呈現(xiàn)三維效果，就像本案將要實(shí)^L的一樣。
在EP1 636 631中，為了獲得所需的彎度，將菲涅爾透鏡的角(針對(duì)矩形透鏡) 固定在適當(dāng)?shù)奈恢?。在固定點(diǎn)向彎曲菲涅爾透鏡施加壓力，這同時(shí)在透鏡的其他部 位也產(chǎn)生壓力，包括沿固定點(diǎn)之間透鏡的邊產(chǎn)生壓力。上面專(zhuān)利申請(qǐng)描述的裝置將 在這些受力區(qū)產(chǎn)生失真圖像，而這些受力區(qū)包括整個(gè)圖像的多個(gè)區(qū)。例如，在矩形 屏中，四個(gè)角——屏上離觀測(cè)者最遠(yuǎn)的區(qū)域——將顯示很多明顯的失真，并且這四 條邊將顯示"凸肚形"效果。在這些區(qū)域的圖像不是水平的，而是遠(yuǎn)離菲涅爾透鏡 中心向外彎，如圖2所示。實(shí)際上，凸肚形效果可能更加明顯，并且相對(duì)圖2所示 的例子，可能延伸到屏幕的更多區(qū)域。
本公開(kāi)旨在克服或至少減少上面提出的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題引起的效果。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本公開(kāi)提供一種用于產(chǎn)生模擬3D圖像的深度增強(qiáng)屏，包括 多曲面菲涅爾透鏡，當(dāng)沿著連接透鏡邊上兩點(diǎn)的一條或每條最長(zhǎng)線所取橫截面
觀察時(shí)，具有弧形截面，弧形截面在透鏡中央?yún)^(qū)有一頂點(diǎn)，其中弧線的每個(gè)末端在
其延伸至透鏡的邊之前趨于平緩。
這里使用的術(shù)語(yǔ)"最長(zhǎng)線"是用來(lái)表示當(dāng)透鏡平直時(shí)，透鏡表面上的最長(zhǎng)直線。 這里使用的術(shù)語(yǔ)"趨于平緩"是用來(lái)表示接近但不必伸展成平面，雖然透鏡的
邊可以伸展成平面。優(yōu)選地，弧形截面的末端是彎曲的，但截面弧線的彎曲度向著
末端方向減小，即在末端曲面的半徑小于接近頂點(diǎn)的曲面半徑。優(yōu)選地，彎曲度的
差異不可忽視。根據(jù)本公開(kāi)一實(shí)施方案，菲涅爾透鏡平直時(shí)形狀為多邊形。菲涅爾透鏡平直時(shí)形狀可以為正方形，包括兩條最長(zhǎng)線，每條線對(duì)角地連接透鏡的對(duì)頂角。菲涅爾透鏡平直時(shí)可以為矩形，包括兩條最長(zhǎng)線，每條線對(duì)角地連接透鏡的對(duì)頂角。可替代的，菲涅爾透鏡形狀可為三角形，包括三條最長(zhǎng)線，每條線連接透鏡的鄰角。
在本公開(kāi)的一些實(shí)施方案中，菲涅爾透鏡包括至少一個(gè)曲邊，和/或至少一個(gè)圓角。透鏡的角可替換為平的?？梢岳斫獾氖?，術(shù)語(yǔ)"正方形"、"矩形"、"三角形"和"圓"包含完全正方形、矩形、三角形和圓狀透鏡。透鏡平直時(shí)可以是任何規(guī)則或不規(guī)則形狀。例如，可使用具有圓角和曲邊的透鏡。
菲涅爾透鏡平直時(shí)形狀為圓，包括若干條最長(zhǎng)線，其中每條最長(zhǎng)線為圓的直徑。
在本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)沿著完全垂直于最長(zhǎng)線的第二條線所取橫截面觀察時(shí)，透鏡具有弧形截面，第二弧線在透鏡的中央?yún)^(qū)域有一頂點(diǎn)，其中第二弧線的每個(gè)末端在其延伸至透鏡的邊之前趨于平緩。
菲涅爾透鏡平直時(shí)形狀可以為橢圓，其中最長(zhǎng)線為橢圓的長(zhǎng)軸，第二條線為橢圓的短軸。
本公開(kāi)進(jìn)一步提供一種用于產(chǎn)生模擬3D圖像的深度增強(qiáng)屏，包括多曲面菲涅爾透鏡，當(dāng)沿著連接透鏡邊上兩點(diǎn)的兩條交叉線所取的橫截面觀察透鏡時(shí)，其具有一在透鏡中央?yún)^(qū)有一頂點(diǎn)的弧形截面，其中弧線的每個(gè)末端在其延伸至透鏡的邊之前趨于平緩。
可以理解的是，本公開(kāi)的屏所包含的菲涅爾透鏡因此具有至少兩個(gè)主彎曲，其中主彎曲設(shè)置成具有至少兩個(gè)相互橫切的平面，且在這兩個(gè)平面上，菲涅爾透鏡的橫截面形狀為弓形。
透鏡中的主彎曲設(shè)置成具有兩個(gè)交叉或橫切的平面，在平面中，透鏡具有弓形或弧形橫截面。這些平面可以垂直的(或完全垂直)，即相互成直角?？梢跃哂卸鄠€(gè)交叉或橫切的平面，在其上，透鏡具有弧形截面?？梢砸灶?lèi)似于上面關(guān)于圖l所述的方式設(shè)置主彎曲。
在菲涅爾透鏡中引入次彎曲可減少或消除圖像的失真，從而保持增強(qiáng)的深度效果，因此產(chǎn)生改善的深度增強(qiáng)圖像。在透鏡外圍部分引入的次(或修正)彎曲相對(duì)透鏡特別大的面積對(duì)圖像質(zhì)量具有更好的積極效果。由于次彎曲僅僅引入透鏡的外圍部分，在可估計(jì)的范圍內(nèi)，他們并沒(méi)有干擾圖像區(qū)域。不過(guò)，次彎曲的失真-最小
7化效果擴(kuò)展到大面積屏上。因此，深度增強(qiáng)的圖像中的失真度明顯減少，但圖像大小并沒(méi)有產(chǎn)生相應(yīng)的減小。
優(yōu)選地，在使用中，將菲涅爾透鏡設(shè)置成使有透鏡的面朝顯示屏方向放置，例如電視機(jī)或計(jì)算機(jī)顯示器，沒(méi)有透鏡的(或光)面朝觀測(cè)者放置。菲涅爾透鏡可由柔韌材料制成，從而可以調(diào)節(jié)或調(diào)整其曲率。主彎曲的形狀使得透鏡(實(shí)體地)向觀測(cè)者凸起。根據(jù)引入的主彎曲數(shù)量，可將透鏡的表面描述成如完全圓屋頂形或"墊子"形狀。如一實(shí)施方案中的舉例，透鏡平直時(shí)形狀為正方形，透鏡的中心或中央?yún)^(qū)域位于第一平面(平行圖l所示的x-y平面)，透鏡的角區(qū)域位于第二平面，第二平面平行于第一平面，且與第一平面保持一定間隔。因此透鏡的每條邊都是彎曲的，且在與兩角等距處有一頂點(diǎn)。邊的頂點(diǎn)位于第三平面，第三平面平行且位于第一和第二平面之間。透鏡不受力的角可位于第二平面或可位于另一個(gè)平行的平面中。
可通過(guò)調(diào)整透鏡邊附近的主彎曲將次彎曲引入到菲涅爾透鏡中。例如，可借助作用于菲涅爾透鏡中部的向外力(即指向觀測(cè)者)，如利用受拉桿件或支架，和作用于透鏡的角或邊上的反方向向內(nèi)力(即遠(yuǎn)離觀測(cè)者)，如利用緊固件、支架或類(lèi)似物，來(lái)獲得主彎曲。不同強(qiáng)度的力可作用于透鏡的不同區(qū)域，從而獲得的形狀可能不同。在本公開(kāi)中，可將反方向向內(nèi)力作用到菲涅爾透鏡邊附近但并不在其邊上，從而獲
得次彎曲，即朝遠(yuǎn)離透鏡的角/邊位置移動(dòng)向內(nèi)力的作用點(diǎn)。由于透鏡外圍部分現(xiàn)在實(shí)際上是"自由-搖擺"，因此透鏡在角和邊位置的受力面積消除，或者受力面積和強(qiáng)度大大減小。次彎曲的引入(其具有較長(zhǎng)曲面半徑)緩沖了主彎曲在角位置產(chǎn)生的力。通過(guò)在離透鏡邊一定間隔的點(diǎn)位置處將透鏡固定到一框架上，向內(nèi)力可應(yīng)用于調(diào)整主彎曲。
該裝置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為由于透鏡外圍部分無(wú)約束，因此受到很小的力或不受力，從而整個(gè)圖像的失真減弱。
例如，可借助于沿菲涅爾透鏡邊設(shè)置的支架將曲面引入到菲涅爾透鏡中。菲涅爾透鏡中的弧線可利用透鏡兩個(gè)表面所受力的作用來(lái)獲得。對(duì)于矩形透鏡，第一支架可設(shè)置在接近透鏡每條邊的中心點(diǎn)處的框架上，另一個(gè)支架可設(shè)置在離透鏡的角一定間隔的點(diǎn)位置，從而產(chǎn)生向內(nèi)力。這些支架作用于菲涅爾透鏡上的相反作用力將使得透鏡在兩個(gè)垂直平面或方向表現(xiàn)主彎曲，在透鏡角位置附近的外圍部分處的每個(gè)平面中表現(xiàn)次彎曲。優(yōu)選地，力作用到臨近透鏡一條邊的至少一個(gè)區(qū)域。這里的至少一個(gè)區(qū)域可以是在透鏡邊上或其邊附近。
對(duì)于多邊形透鏡，在透鏡的一個(gè)側(cè)面上，力優(yōu)選地作用于透鏡每個(gè)角的每條邊，兩個(gè)力作用于透鏡的同一個(gè)面上。這使得透鏡實(shí)際角并不受力。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，菲涅爾透鏡為圓，并提供一對(duì)同軸環(huán)狀框架或環(huán)，使每個(gè)框架與透鏡的一個(gè)表面接觸。兩個(gè)框架中的較小框架與菲涅爾透鏡中有透鏡的面接觸，較大框架與菲涅爾透鏡的光面接觸?？蚣艹鴮?duì)方方向彼此作用(例如借助夾緊裝置)，從而在透鏡上施加反方向作用力，在透鏡中部形成一主彎曲(在多個(gè)平面/方向)，在其外圍部分形成一次彎曲。優(yōu)選地，每個(gè)框架與透鏡其中一個(gè)表面接觸，如此設(shè)置框架從而使得第一框架對(duì)透鏡的第一表面施加一作用力，第二框架對(duì)透鏡的另一表面施加一作用力，從而獲得透鏡的截面弧線。可以理解的是，每個(gè)作用力都需要一個(gè)垂直于透鏡表面的分力。透鏡在其中部顯示多個(gè)主彎曲，從而其形狀為完全圓屋頂形。大環(huán)的直徑小于菲涅爾透鏡，所以在菲涅爾透鏡上的向內(nèi)力作用在透鏡邊附近，而并不在其邊上。透鏡中位于環(huán)之外的部分呈現(xiàn)平緩。
根據(jù)另一裝置，框架可包括緣或凸緣，菲涅爾透鏡可安裝在框架內(nèi)，從而緣或凸緣塑造透鏡的邊，賦予透鏡主彎曲和/或次彎曲。緣在其中部可具有主彎曲，在其外圍部分具有次彎曲。緣可沿著菲涅爾透鏡整個(gè)邊延伸。可替代的，沿菲涅爾透鏡邊可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)緣段或凹槽段。在另一可替代實(shí)施方案中，可在框架中設(shè)置凹槽，從而菲涅爾透鏡的邊可插入到凹槽，保持想要的形狀。
在各個(gè)實(shí)施方案中，主彎曲可借助于緣、凹槽、凹槽段或緣段引入，次彎曲可借助于遠(yuǎn)離透鏡角或邊的接觸點(diǎn)或緊固件或借助于緣、凹槽、緣段引入。使用"緣、凹槽、凹槽段或緣段"意思是緣或凹槽不必是連續(xù)的。其可包括多個(gè)單獨(dú)的接觸點(diǎn)。同樣，支架可用于引入主彎曲，并且緣段可設(shè)置在框架的外圍部分，從而將透鏡外圍部分塑造成次彎曲。
在一實(shí)施方案中，菲涅爾透鏡平直時(shí)為矩形，框架為矩形，并且在框架的每個(gè)面上提供緣或緣段，從而將透鏡的邊塑造成對(duì)應(yīng)的形狀。
在使用當(dāng)中，屏可設(shè)置成使透鏡外圍部分(具有次彎曲)相對(duì)用戶是看不到的。例如，屏可包括一框架，而框架能夠遮蓋或掩飾透鏡的外圍部分。不過(guò)，曲面修正將減少透鏡中其余暴露于觀測(cè)者的那部分的失真。


圖1為代表菲涅爾透鏡二軸曲面的現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)系統(tǒng)透視圖；圖2說(shuō)明與圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相關(guān)的最明顯失真區(qū)域；圖3a為圖1所示現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中的菲涅爾透鏡的橫截面視圖；圖3b為依照本公開(kāi)的深度增強(qiáng)屏中菲涅爾透鏡的橫截面視圖；圖4為本公開(kāi)第一個(gè)實(shí)施方案的詳細(xì)透視圖；圖5為依照本公開(kāi)第二個(gè)實(shí)施方案中一個(gè)框架的部分透視圖；圖6為本公開(kāi)第三個(gè)實(shí)施方案的主視圖；和圖7為圖6所示的實(shí)施方案沿著A-A'線的截面圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖中的圖3，圖3a舉例說(shuō)明上面描述的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中菲涅爾透鏡3的橫截面。如圖所示，透鏡的彎度在透鏡整個(gè)寬上都基本相同。圖3a表示僅在單平面上的透鏡曲率。如上針對(duì)圖l所述的，透鏡在橫向也是彎曲的，從而在橫向平面的截面也有類(lèi)似的橫截面。
圖3b表示根據(jù)本公開(kāi)其中一個(gè)實(shí)施方案中深度增強(qiáng)屏的菲涅爾透鏡3的橫截面。透鏡103設(shè)置有橫跨透鏡中央部分的主彎曲104，即透鏡的橫截面形狀為弓形或弧形。同時(shí)，在透鏡外圍部分設(shè)置有次彎曲105，如箭頭指示。次彎曲的半徑大于主彎曲的半徑。次彎曲調(diào)整主彎曲，來(lái)減少透鏡邊的失真效應(yīng)。和圖3a—樣，圖3b表示在單平面中透鏡的主彎曲和次彎曲。如上關(guān)于圖l描述的，透鏡在橫向也為弧形，從而在橫向平面所取的截面有類(lèi)似的橫截面。
在圖4所示的實(shí)施方案中，深度增強(qiáng)屏IOI包括菲涅爾透鏡103,透鏡設(shè)置成具有兩個(gè)主彎曲104。因此有兩個(gè)互相垂直的平面，菲涅爾透鏡在這兩個(gè)平面的橫截面為弓形或弧形。透鏡103設(shè)置成在其外圍部分并同時(shí)處于兩個(gè)平面上具有一個(gè)次彎曲。通過(guò)調(diào)整透鏡邊緣附近的主彎曲104，將次彎曲105引入透鏡103中。
借助于沿菲涅爾邊設(shè)置的支架106、 107可將彎曲部分104、 105引入菲涅爾透鏡103中。第一支架106設(shè)置在沿菲涅爾透鏡103每個(gè)邊的接近中間位置。第二支架(或緊固件)107設(shè)置在透鏡103的每個(gè)角附近，但并不在透鏡103的每個(gè)角位置上。支架107將透鏡連接到框架上(未示出)，來(lái)調(diào)整透鏡的曲率。支架106、 107施加在菲涅爾透鏡103上的反作用力使透鏡在兩個(gè)垂直面或方向上顯示主彎曲104，在透鏡角位置附近的外圍部分的每個(gè)平面上顯示次彎曲105。
在一具體實(shí)施例中，菲涅爾透鏡103寬度約365mm，高度約295mm，厚度約1. 8mm。透鏡的焦距優(yōu)選在255mm至560mm之間。位于透鏡較長(zhǎng)邊上的支架106長(zhǎng)度處于14mm至21腿之間，位于透鏡較短邊上的支架106長(zhǎng)度處于6mm至14mm之間。外部支架107可設(shè)置成距離透鏡較長(zhǎng)邊上的角9. 5mm至13mm之間，而距離透鏡較短邊上的角7. 5mm至llmm之間。這些支架不必放在透鏡的邊上；他們可以稍微處于周邊的內(nèi)部。在較長(zhǎng)邊上,透鏡的主彎曲半徑約為515mm，在較短邊上透鏡主彎曲半徑約為470ram。在兩個(gè)方位，次彎曲的半徑都約為30m。因此透鏡的外圍部分幾乎是平面的。
在一替換實(shí)施方案中，借助于含有凸緣209的框架208獲取主彎曲和次彎曲，圖5所示為該框架的一部分。菲涅爾透鏡可放置在框架208內(nèi)部，從而其一個(gè)邊與凸緣209接觸。凸緣209在其中間部分有一個(gè)主彎曲，在其邊緣部分有一個(gè)次彎曲。當(dāng)將菲涅爾透鏡放置在框架208內(nèi)部時(shí)，凸緣209將菲涅爾透鏡塑造成相應(yīng)的形狀。在另一個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)置凹槽，從而可將菲涅爾透鏡的邊插入到凹槽中并保持想要的形狀。
圖6和7表示深度增強(qiáng)屏301的實(shí)施方案，包括圓狀菲涅爾透鏡303。透鏡放置在同軸的環(huán)306和307之間，從而透鏡具有一個(gè)主彎曲304。為獲得主彎曲，透鏡303倚靠外環(huán)307，將環(huán)306朝環(huán)307方向擠壓(借助于壓板或類(lèi)似設(shè)備)。主彎曲304使菲涅爾透鏡的中央部分呈完全圓屋頂形，即其有多個(gè)主彎曲，從而有多個(gè)互相橫截的平面，菲涅爾透鏡在這些平面上的橫截面形狀為弓形或弧形。圖7所示為類(lèi)似這樣橫截面。不過(guò)，在穿過(guò)透鏡303中心的平面所取的任何橫截面形狀是一樣的。由于環(huán)306和307放置在離透鏡303邊較近的位置，因此透鏡外圍部分相對(duì)不受力，顯示一個(gè)次彎曲305。
在使用中，本公開(kāi)的深度增強(qiáng)屏放置在顯示屏或其他發(fā)射像源的前方，例如電視機(jī)屏幕或計(jì)算機(jī)顯示器前方。菲涅爾透鏡中有透鏡的一面朝向顯示屏，菲涅爾透鏡的光面朝向觀測(cè)者。透鏡朝觀測(cè)者是凸起的。由于菲涅爾透鏡在兩個(gè)橫斷面都為弧形，因此觀測(cè)者的左眼和右眼可接受到稍微不同的圖像，從而產(chǎn)生立體視覺(jué)效果，大腦解釋該效果，從而圖像表現(xiàn)出有深度，即圖像呈現(xiàn)三維效果。由于菲涅爾透鏡的邊和角位置沒(méi)有受到嚴(yán)重的壓力，在這些區(qū)域的失真相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)裝置有所減少，
11因此可得到改善的深度增強(qiáng)圖像。
本公開(kāi)中使用的術(shù)語(yǔ)"包含"和術(shù)語(yǔ)"具有/包括"是用于詳細(xì)說(shuō)明所述特征、 整數(shù)、步驟或組成的存在，但并不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步 驟、組成或其結(jié)合。
可以理解，為了清楚起見(jiàn)，在不同實(shí)施方案中描述的本發(fā)明某些特征，也可以 合并在一個(gè)單獨(dú)實(shí)施方案中使用。相反地，為了簡(jiǎn)短，在一個(gè)單獨(dú)實(shí)施方案中描述
的本發(fā)明各種特征，也可以分別地或以任何合適的從屬組合方式提供。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生模擬3D圖像的深度增強(qiáng)屏(101，301)，包含多曲面菲涅爾透鏡(103，303)，當(dāng)沿著連接透鏡邊上兩點(diǎn)的一條或每條最長(zhǎng)線所取橫截面觀察時(shí)，菲涅爾透鏡具有弧形截面(104，304)，弧形截面在透鏡中央?yún)^(qū)有一頂點(diǎn)，其中弧線的每個(gè)末端(105，305)在其延伸至透鏡的邊之前趨于平緩。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的深度增強(qiáng)屏，其中，所述透鏡平直時(shí)形狀為多邊形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的深度增強(qiáng)屏，其中，所述菲涅爾透鏡平直時(shí)形狀為正方形， 包含兩條最長(zhǎng)線，每條線對(duì)角地連接透鏡的對(duì)頂角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的深度增強(qiáng)屏，其中，所述菲涅爾透鏡平直時(shí)為矩形，包括 兩條最長(zhǎng)線，每條線對(duì)角地連接透鏡的對(duì)頂角。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的深度增強(qiáng)屏，其中，所述菲涅爾透鏡形狀為三角形，包括 三條最長(zhǎng)線，每條線連接透鏡的鄰角。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的深度增強(qiáng)屏，其中，菲涅爾透鏡包括至少一條曲邊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一所述的深度增強(qiáng)屏，其中，包括至少一個(gè)圓角。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的深度增強(qiáng)屏，其中，所述菲涅爾透鏡平直時(shí)形狀為圓， 包括若千條最長(zhǎng)線，其中每條最長(zhǎng)線為圓的直徑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的深度增強(qiáng)屏，其中，當(dāng)沿著完全垂直于所述最長(zhǎng)線的第二 條線所取橫截面觀察時(shí)，所述透鏡具有弧形截面，第二弧線在透鏡的中央?yún)^(qū)域有 一頂點(diǎn)，其中第二弧線的每個(gè)末端在其延伸至透鏡的邊之前趨于平緩。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的深度增強(qiáng)屏，其中，所述菲涅爾透鏡平直時(shí)形狀為橢 圓，其中所述最長(zhǎng)線為橢圓的長(zhǎng)軸，所述第二條線為橢圓的短軸。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的深度增強(qiáng)屏，進(jìn)一步包括框架(208)，其中 所述菲涅爾透鏡安裝在所述框架中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的深度增強(qiáng)屏，其中，所述菲涅爾透鏡安裝在所述框 架中，從而借助于安裝裝置將一個(gè)或每個(gè)弧形截面引入透鏡中。
13. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的深度增強(qiáng)屏，其中，所述菲涅爾透鏡中的弧 線是由作用于透鏡兩表面上的力來(lái)獲得。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的深度增強(qiáng)屏，其中，所述力作用于臨近透鏡邊的至少一個(gè)區(qū)域。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的深度增強(qiáng)屏，其中，所述透鏡平直時(shí)形狀為多邊形， 其中所述力作用于透鏡每個(gè)角的每條邊上。
16. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的深度增強(qiáng)屏(301)，其中，所述菲涅爾透鏡 (303)平直時(shí)形狀為圓，所述屏進(jìn)一步包括一對(duì)同軸環(huán)形框架(306， 307)，其中每個(gè)框架與透鏡的一個(gè)表面接觸，框架設(shè) 置成使得第一框架對(duì)透鏡的第一表面施加力，第二框架對(duì)透鏡的另一表面施加 力，從而獲得透鏡的橫截弧線。
17. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的深度增強(qiáng)屏，其中所述框架包括緣或凹槽， 并且所述菲涅爾透鏡安裝在所述框架內(nèi)，從而緣或凹槽塑造透鏡邊的形狀并將弧 線引入透鏡。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的深度增強(qiáng)屏，其中，所述緣或凹槽在其中部具有主 彎曲，在其外圍部分具有次彎曲。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的深度增強(qiáng)屏，其中，所述緣或凹槽沿著菲涅爾 透鏡邊延伸。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17-19中任一所述的深度增強(qiáng)屏，其中，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)緣段 或凹槽段。
21. 根據(jù)權(quán)利要求11-15中任一所述的深度增強(qiáng)屏，其中，所述菲涅爾透鏡平直 時(shí)為矩形，框架為矩形，其中在框架的每個(gè)面上設(shè)置一個(gè)緣或緣段，從而將透鏡 的邊塑造成對(duì)應(yīng)的形狀。
22. —種光學(xué)系統(tǒng)，包括上述權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的深度增強(qiáng)屏，和附加的 光學(xué)元件。
23. —種制造用于產(chǎn)生模擬3D圖像的深度增強(qiáng)屏的方法，包括 提供完全平直的菲涅爾透鏡(103， 303);將反向的向內(nèi)力和向外力(106， 107， 306， 307)作用于菲涅爾透鏡區(qū)域，使透 鏡彎曲成多曲面菲涅爾透鏡，當(dāng)沿著連接透鏡邊上的兩點(diǎn)的一條或每條最長(zhǎng)線所取 橫截面觀察時(shí)，透鏡有弧形截面(104， 304)，弧形截面在透鏡中央?yún)^(qū)有一頂點(diǎn)，其 中弧線的每個(gè)末端(105， 305)在其延伸至透鏡的邊之前趨于平緩。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述將向內(nèi)力作用于透鏡的步驟包括將力作用于透鏡每個(gè)角的每條邊上，而實(shí)際角不受力。
25. —種用于產(chǎn)生模擬3D圖像的深度增強(qiáng)屏(101， 301)，包括 多曲面菲涅爾透鏡(103， 303)，當(dāng)沿著連接透鏡邊上的兩點(diǎn)的兩條交叉線所取 的橫截面觀察時(shí)，具有弧形截面(104， 304)，弧形截面在透鏡中央?yún)^(qū)有一頂點(diǎn)， 其中弧線的每個(gè)末端(105, 305)在其延伸至透鏡的邊之前趨于平緩。
26. —種完全如上所述的深度增強(qiáng)屏，參照說(shuō)明書(shū)附圖中圖3b、圖4、圖5和/ 或圖6和圖7中的舉例說(shuō)明。
27. —種完全如上所述的制造深度增強(qiáng)屏的方法，參照說(shuō)明書(shū)附圖中圖3b、圖4、 圖5和/或圖6和圖7中的舉例說(shuō)明。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生模擬3D圖像的深度增強(qiáng)屏。該屏包括多曲面的菲涅爾透鏡，當(dāng)沿著連接透鏡邊上兩點(diǎn)的一條或每條最長(zhǎng)線所取橫截面觀察時(shí)，透鏡具有弧形截面，弧形截面在透鏡中央?yún)^(qū)有一頂點(diǎn)，其中弧線的每個(gè)末端在其延伸至透鏡的邊之前趨于平緩。
文檔編號(hào)G03B21/60GK101663616SQ200880012415
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者凱瑟琳·安斯博羅, 約翰·布雷斯威特, 艾默恩·安斯博羅 申請(qǐng)人:瑞爾優(yōu)創(chuàng)新有限公司