專利名稱：3d影像形成的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型「3D影像形成的設(shè)備」，涉及一種立體影像顯示設(shè)備，特別指一顯示單 元結(jié)合一折射單元，以將不同取景角度的影像投射至雙眼中，進(jìn)而產(chǎn)生立體影像視覺的創(chuàng) 新結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著科技發(fā)展與進(jìn)步，各種影音設(shè)備的功能也越來越強(qiáng)大，尤其是影像顯示設(shè)備 不論是在畫面的大小、色彩的表現(xiàn)以及機(jī)體的縮小化都有大幅度的躍進(jìn)。舉例來說，以往映 像管的電視或電腦螢?zāi)?，其體積與重量都非常具有份量；但自從液晶螢?zāi)话l(fā)明以后，液晶電 視或顯示器的厚度與重量都大幅度的減小，其色彩表現(xiàn)也越來越接近真實(shí)色彩。不過，我們所處的環(huán)境是3D空間(三維空間)，液晶螢?zāi)皇冀K是2D平面(二維平 面)的影像，即便是再飽和的色彩或再細(xì)致的像素，也難以完整表現(xiàn)出立體物體的真實(shí)感， 所以呈現(xiàn)「立體影像」成了未來影像顯示設(shè)備發(fā)展的一大重點(diǎn)。人眼觀察物體而產(chǎn)生的立體視覺，請參閱圖1的左右視差成像原理示意圖。其中， 左眼71看到物體偏左側(cè)的影像72，且看不到物體右側(cè)某一部分；而右眼81則看到物體偏 右的影像82，且看不到物體左側(cè)某一部分；雙眼經(jīng)接收影像信息并傳到腦部融合而產(chǎn)生立 體感。由上可推知，通過左右各偏差一角度的2D平面影像分別投射入雙眼，再經(jīng)過腦部 將信息運(yùn)算融合，即可產(chǎn)生3D立體影像的視覺感。目前主要的立體影像技術(shù)，便是以此一 原則去發(fā)展。例如一種現(xiàn)有立體影像產(chǎn)生裝置9，請參閱圖2與圖3所示，其是在一有適當(dāng)容置 空間的桌體91內(nèi)設(shè)置一中空圓柱內(nèi)殼92 ；內(nèi)殼92里適當(dāng)位置處更設(shè)置有第一鏡片921與 第二鏡片922，且第一鏡片921位于內(nèi)殼92的中心軸上，第一鏡片921下方更設(shè)一開口 923 ； 在內(nèi)殼92中心軸下方則有一投影鏡頭93，內(nèi)殼92上方則有一透鏡94蓋闔；此外內(nèi)殼92旁 側(cè)適當(dāng)處配置一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)95，并以皮帶96連結(jié)內(nèi)殼92與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)95。由上述結(jié)構(gòu)，投影鏡頭93將平面的影像向上投射，影像光束穿過開口 923后，經(jīng)過 第一鏡片921反射至第二鏡片922，第二鏡片922再反射向透鏡94，最后影像光束與桌面呈 一夾角穿出透鏡94。再者，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)95以皮帶96帶動(dòng)內(nèi)殼92旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使影像光束能向 周圍三百六十度投射。投影鏡頭93所投射出的影像，是一展示物以各角度拍攝的不同影像。當(dāng)內(nèi)殼92 轉(zhuǎn)動(dòng)，投影鏡頭93也跟著依序投射各角度影像。例如，當(dāng)內(nèi)殼92轉(zhuǎn)至第一角度區(qū)間時(shí)，投 影鏡頭93投射出第一影像；內(nèi)殼92轉(zhuǎn)動(dòng)至第二角度區(qū)間時(shí)，投影鏡頭93投放出第二影像， 依此類推，內(nèi)殼92轉(zhuǎn)動(dòng)一圈恰將展示物所有角度的影像投射一輪。當(dāng)人在桌體91周圍時(shí)，影像投射至雙眼中，且左眼與右眼分別接收到角度相鄰的 兩幀影像，進(jìn)而由腦部融合運(yùn)算產(chǎn)生虛擬的立體影像(如圖3)。前述現(xiàn)有立體影像產(chǎn)生裝置9，雖然已可成功產(chǎn)生立體影像，但需要通過兩組鏡片反射影像，加上驅(qū)動(dòng)馬達(dá)95帶動(dòng)內(nèi)殼92的轉(zhuǎn)速與投影鏡頭93播放影像的速度必須同步配 合，使得現(xiàn)有立體影像產(chǎn)生裝置9尚有體積大小受限與結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺失，不易發(fā)展為更具 實(shí)用性的產(chǎn)品。發(fā)明人有鑒于現(xiàn)有缺失，遂特以研創(chuàng)成本案，期能由本案的提出，改進(jìn)現(xiàn)有缺點(diǎn)， 期使立體影像相關(guān)產(chǎn)品能臻致完善、理想與實(shí)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型「3D影像形成的設(shè)備」，其主要目的在于提供一種體積小且結(jié)構(gòu)簡單 的立體投影設(shè)備。為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型是一種3D影像形成的設(shè)備，其為一種多重影像投射裝 置，由一顯示單元與一折射單元組合而成，其中所述顯示單元，具有一顯示區(qū)，所述顯示區(qū)內(nèi)有一中央?yún)^(qū)，在所述中央?yún)^(qū)外的顯示 區(qū)劃分不限數(shù)量并能獨(dú)立顯示影像的畫面格，所述顯示單元能產(chǎn)生影像光束；所述折射單元，組合于所述顯示單元上，且其大小能涵蓋所述顯示區(qū)，使影像光束 穿射而過時(shí)朝特定方向偏折；上述各畫面格于獨(dú)立顯示不同取景角度影像時(shí)，每一影像光束穿射過折射單元后 各偏折一方向角度，進(jìn)而將兩幀不同取景角度的影像分別投射至左右雙眼中，進(jìn)而產(chǎn)生立 體影像視覺。較佳的實(shí)施方式中，所述顯示單元為液晶顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管顯示器、映像管 顯示器、發(fā)光二極管陣列顯示器或電漿顯示器。較佳的實(shí)施方式中，所述顯示區(qū)為圓形但不限定只為圓形，所述顯示區(qū)圓心處為 中央?yún)^(qū)，所述中央?yún)^(qū)外有不限數(shù)量的同心圓環(huán)線，另有不限數(shù)量幅線從中央?yún)^(qū)圓心向外等 分輻射，所述環(huán)線與幅線縱橫交錯(cuò)，劃分出不限數(shù)量畫面格。較佳的實(shí)施方式中，所述折射單元是一圓形板片的光學(xué)元件，影像光束穿射過折 射單元，會(huì)朝所述光學(xué)元件的圓心軸線方向偏折，所述折射單元偏折光線方向?yàn)槠x圓心 軸線。較佳的實(shí)施方式中，所述顯示區(qū)為圓形，其圓心處是中央?yún)^(qū)；其次所述折射單元為 一圓形板體的光學(xué)元件，所述折射單元的圓心對齊中央?yún)^(qū)圓心，而組合于顯示單元上。較佳的實(shí)施方式中，所有影像光束偏折交會(huì)同一處，該處為一成像區(qū)。較佳的實(shí)施方式中，所述光學(xué)元件為能將光偏折的光學(xué)透鏡、繞射光學(xué)元件或棱 鏡元件，所述光學(xué)元件更為多環(huán)同心圓的微結(jié)構(gòu)或有全像干涉條紋的微結(jié)構(gòu)。較佳的實(shí)施方式中，所述畫面格于視覺暫留時(shí)間內(nèi)，以中央?yún)^(qū)為圓心而等角回旋 位移任意角度，所述回旋位移的任意角度包括三分之一、四分之一或五分之一角度。較佳的實(shí)施方式中，所述視覺暫留時(shí)間是指人眼看到的影像消失后，仍能繼續(xù)保 留其影像一小段時(shí)間。通過上述技術(shù)手段，本案的功效具體表現(xiàn)在于取一欲呈現(xiàn)立體影像的物件，定距 環(huán)繞所述物件等角度連續(xù)拍攝不限幀數(shù)的平面影像，再將這些影像傳送至顯示單元。所有 平面影像依拍攝順序環(huán)狀排列于中央?yún)^(qū)周圍顯示，每一幀影像光束透射過折射單元時(shí)朝其 圓心的軸線偏折。此時(shí)，觀察者位于多重影像投射裝置周圍，影像光束分別將兩幀拍攝角度相鄰的影像投射入雙眼中。由于雙眼接收到的影像信息，是左右角度略有差異的同一物件， 經(jīng)過腦部融合運(yùn)算產(chǎn)生立體影像視覺，觀察者即可感覺看到立體的物件影像。上述結(jié)構(gòu)中，顯示單元及折射單元外型皆可為板片造型；其次顯示單元不需設(shè)置 驅(qū)動(dòng)馬達(dá)而能同時(shí)顯示不限幀數(shù)影像。由此，本案可確實(shí)達(dá)到體積輕薄、結(jié)構(gòu)簡單以及不易 故障等多重功效。

圖1為立體視覺的左右視差成像原理示意圖；圖2為現(xiàn)有立體影像產(chǎn)生裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖3為現(xiàn)有立體影像產(chǎn)生裝置呈現(xiàn)立體影像的示意圖；圖4為本實(shí)用新型的立體分解圖；圖5為本實(shí)用新型的立體外觀圖；圖6為本實(shí)用新型位于同心圓的畫面格投射影像光束偏折示意圖；圖7為本實(shí)用新型位于相異同心圓的畫面格投射影像光束偏折不同仰角示意圖；圖8為本實(shí)用新型中，實(shí)際投影顯示一物件的前置拍攝作業(yè)示意圖；圖9為本實(shí)用新型中各角度影像顯示于畫面格的位置示意圖；圖10為本實(shí)用新型中，觀察者位于周圍各角度皆可看到一立體影像的示意圖；圖11為本實(shí)用新型中，觀察者位于不同仰角高度可看到對應(yīng)仰角立體影像的示 意圖；圖12為本實(shí)用新型另一實(shí)施例中，影像光束折射遠(yuǎn)離軸心線，而不交會(huì)即投射入 觀察者眼中的示意圖；圖13為本實(shí)用新型中，畫面格于視覺暫留時(shí)間內(nèi)，以中央?yún)^(qū)為圓心而等角回旋位 移三分之一角度的示意圖；圖14為本實(shí)用新型應(yīng)用做為立體電視的示意圖。附圖標(biāo)記說明1-多重影像投射裝置；2-顯示單元；21-顯示區(qū)；22—中央?yún)^(qū)； 23-環(huán)線；24-幅線；25-畫面格；3-折射單元；31-軸線；4-成像區(qū)；5-物件；51-立體影像； 6_攝影器材；71-左眼；72-左眼影像；81-右眼；82-右眼影像；9-現(xiàn)有立體影像產(chǎn)生裝置； 91-桌體；92-內(nèi)殼；921-第一鏡片；922-第二鏡片；923-開口 ；93-投影鏡頭；94-透鏡； 95-驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；96-皮帶。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)就本實(shí)用新型的詳細(xì)內(nèi)容，配合圖式，舉一本案的較佳實(shí)施例詳細(xì)說明如下請參閱圖4與圖5所示，本案中，其方法是將至少兩幀不同角度拍攝的影像投射至 一折射單元，以分別將不同角度的影像偏射至左右雙眼中，進(jìn)而產(chǎn)生立體視覺影像。而上述方法所用的設(shè)備是一多重影像投射裝置1，其由一顯示單元2與一折射單 元3組合而成，其中顯示單元2，為一水平設(shè)置的平板型影像顯示器，其適當(dāng)處有一圓形的顯示區(qū)21 ； 顯示區(qū)21圓心處為中央?yún)^(qū)22，在顯示區(qū)21內(nèi)、中央?yún)^(qū)22外有二條同心圓的環(huán)線23，另有 十六條幅線24從顯示區(qū)21圓心向外等分輻射配置；由環(huán)線23與幅線24縱橫交錯(cuò)，在中央?yún)^(qū)22外的顯示區(qū)21劃分出四十八格，每一格為一能獨(dú)立顯示的畫面格25。折射單元3，是一圓形板片的光學(xué)元件，其可為光學(xué)透鏡、繞射光學(xué)元件或棱鏡等 可將光偏折的元件；或者，所述光學(xué)元件更可為多環(huán)同心圓的微結(jié)構(gòu)或有全像干涉條紋的 微結(jié)構(gòu)。當(dāng)光線從其下往上穿射而過時(shí)會(huì)朝鏡片圓心軸線31方向偏折。折射單元3更以 圓心對齊顯示區(qū)21的圓心而組合于顯示單元2上，其大小則可涵蓋整個(gè)顯示區(qū)21范圍。接著請參閱圖6與圖7所示，其為本案多重影像投射裝置1運(yùn)作時(shí)的影像光束路 徑示意圖。首先以最外圈同心圓上的畫面格25為例，其顯示影像時(shí)，影像光束向上投射，透 射過折射單元3后向軸線31偏折，且所有影像光束交會(huì)于中央?yún)^(qū)22正上方同一處，形成一 成像區(qū)4 (如圖6)。而位于中圈及最內(nèi)圈同心圓的各畫面格25，投射出的影像光束與上述 最外圈相同，透射過折射單元3后皆往軸線31偏折并交會(huì)于成像區(qū)4。又如圖7所示，可看 出最內(nèi)圈、中圈及最外圈的各畫面格25投射出的影像光束，其折射角度各異但仍交會(huì)于成 像區(qū)4。接下來請參閱圖8所示，其為本實(shí)施例多重影像投射裝置1實(shí)際投影顯示一物件 5影像之前，前置拍攝作業(yè)示意圖。首先取一物件5，以攝影器材6定距環(huán)繞并等角度連續(xù) 拍攝影像；其中攝影器材6水平環(huán)繞拍攝張數(shù)對應(yīng)幅線24的數(shù)量，以十六等角度拍攝物件 5 ；而攝影器材6的俯仰角度則對應(yīng)環(huán)線23所構(gòu)成的同心圓，以三個(gè)不同仰角攝影；每一仰 角環(huán)繞拍攝十六幀影像，總計(jì)三仰角共攝得四十八幀影像。接著將影像傳輸至顯示單元2，其顯示狀態(tài)請參閱圖9，每一畫面格25顯示出一幀 影像，且相鄰角度拍攝的影像顯示于相鄰的畫面格25，同一仰角拍攝的影像，則顯示于同一 圈畫面格25。其次，同一角度但不同仰角所攝得影像顯示于同一縱列的畫面格25，拍攝仰 角最高者顯示于最內(nèi)圈的畫面格25，拍攝仰角最低者則顯示于最外圈的畫面格25。再請參閱圖10與圖11所示，多重影像投射裝置1運(yùn)作時(shí)，各影像光束從顯示單元 2向上投射，經(jīng)折射單元3偏折至成像區(qū)4交會(huì)，再往周圍發(fā)散。此時(shí)觀察者位于多重影像 投射裝置1周圍適當(dāng)距離處，不論在哪一角度位置，皆有兩幀取景角度相異的畫面格25影 像，分別射入觀察者雙眼中，并根據(jù)左右視差成像原理而產(chǎn)生物件5的立體影像51，且所述 立體影像51是出現(xiàn)于中央?yún)^(qū)上方的成像區(qū)4。再者，觀察者位于較高仰角俯視，會(huì)看到最內(nèi) 圈的畫面格25，其投射出取景仰角較高的影像；觀察者位于較低仰角時(shí)，是看到最外圈同 心圓畫面格25，其投射出攝影仰角較低的影像，以達(dá)到全方位立體影像投射。本實(shí)用新型雖通過前述實(shí)施例來描述，但仍可變化其形態(tài)與細(xì)節(jié)，在不脫離本實(shí) 用新型的精神而達(dá)成。例如，顯示區(qū)21內(nèi)的畫面格25可規(guī)劃為一圈、二圈、四圈或更多圈 同心圓。又或者如圖12所示，折射單元3偏折影像光束方向可變更遠(yuǎn)離軸心線型式，所述 影像光束不交會(huì)而直接投射入觀察者眼中，但其成像區(qū)4會(huì)出現(xiàn)在多重影像投射裝置1下 方。再者如圖13所示，顯示區(qū)21內(nèi)的畫面格25更可于視覺暫留時(shí)間內(nèi)，以中央?yún)^(qū)22 為圓心而等角回旋位移任意角度，例如回旋位移三分之一、四分之一或五分之一角度，以投 射更多角度的影像進(jìn)入觀察者眼中，使產(chǎn)生的立體影像解析度精細(xì)化。其中，所述視覺暫留 時(shí)間是指人眼看到的影像消失后，仍能繼續(xù)保留其影像一小段時(shí)間。且上述畫面格旋轉(zhuǎn)位 移僅需通過顯示單元2改變顯示內(nèi)容即可完成，無須另設(shè)置動(dòng)力元件驅(qū)動(dòng)2或折射單元3， 達(dá)到結(jié)構(gòu)簡易與不易故障的功效。[0053]此外，可如圖14所示，僅使用二分之一個(gè)顯示區(qū)21，并將其劃分為三等分畫面格 25，能投射出更大的影像，做為一種不用配戴偏光眼鏡而可裸視的立體電視。以上說明對本實(shí)用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化， 或等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種3D影像形成的設(shè)備，其特征在于，其為一種多重影像投射裝置，由一顯示單元與一折射單元組合而成，其中所述顯示單元，具有一顯示區(qū)，所述顯示區(qū)內(nèi)有一中央?yún)^(qū)，在所述中央?yún)^(qū)外的顯示區(qū)劃分不限數(shù)量并能獨(dú)立顯示影像的畫面格，所述顯示單元能產(chǎn)生影像光束；所述折射單元，組合于所述顯示單元上，且其大小涵蓋所述顯示區(qū)，使影像光束穿射而過時(shí)朝特定方向偏折。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述3D影像形成的設(shè)備，其特征在于，所述顯示單元為液晶顯示器、 有機(jī)發(fā)光二極管顯示器、映像管顯示器、發(fā)光二極管陣列顯示器或電漿顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述3D影像形成的設(shè)備，其特征在于，所述顯示區(qū)為圓形，所述顯示 區(qū)圓心處為中央?yún)^(qū)，所述中央?yún)^(qū)外有不限數(shù)量的同心圓環(huán)線，另有不限數(shù)量幅線從中央?yún)^(qū) 圓心向外等分輻射，所述環(huán)線與幅線縱橫交錯(cuò)，劃分出不限數(shù)量畫面格。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述3D影像形成的設(shè)備，其特征在于，所述折射單元是一圓形板片 的光學(xué)元件，影像光束穿射過折射單元，會(huì)朝所述光學(xué)元件的圓心軸線方向偏折，所述折射 單元偏折光線方向?yàn)槠x圓心軸線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述3D影像形成的設(shè)備，其特征在于，所述顯示區(qū)為圓形，其圓心處 是中央?yún)^(qū)；其次所述折射單元為一圓形板體的光學(xué)元件，所述折射單元的圓心對齊中央?yún)^(qū) 圓心，而組合于顯示單元上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述3D影像形成的設(shè)備，其特征在于，所有影像光束偏折交會(huì)同一 處，該處為一成像區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述3D影像形成的設(shè)備，其特征在于，所述光學(xué)元件為能將光偏折 的光學(xué)透鏡、繞射光學(xué)元件或棱鏡元件，所述光學(xué)元件更為多環(huán)同心圓的微結(jié)構(gòu)或有全像 干涉條紋的微結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述3D影像形成的設(shè)備，其特征在于，所述畫面格于視覺暫留時(shí)間 內(nèi)，以中央?yún)^(qū)為圓心而等角回旋位移任意角度，所述回旋位移的任意角度包括三分之一、四 分之一或五分之一角度。
專利摘要本實(shí)用新型是有關(guān)于一種3D影像形成的設(shè)備，其為一種多重影像投射裝置，由一顯示單元與一折射單元組合而成，其中所述顯示單元，具有一顯示區(qū)，所述顯示區(qū)內(nèi)有一中央?yún)^(qū)，在所述中央?yún)^(qū)外的顯示區(qū)劃分不限數(shù)量并能獨(dú)立顯示影像的畫面格，所述顯示單元能產(chǎn)生影像光束；所述折射單元，組合于所述顯示單元上，且其大小涵蓋所述顯示區(qū)，使影像光束穿射而過時(shí)朝特定方向偏折；上述各畫面格于獨(dú)立顯示不同取景角度影像時(shí)，每一影像光束穿射過折射單元后各偏折一方向角度，進(jìn)而將兩幀不同取景角度的影像分別投射至左右雙眼中，進(jìn)而產(chǎn)生立體影像視覺效果。
文檔編號G03B35/02GK201716519SQ20092027415
公開日2011年1月19日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者張瑞聰 申請人:張瑞聰