專利名稱：電視圖象立體化眼鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種把光線經(jīng)過三棱鏡對(duì)光的折射和平面鏡對(duì)光的反射，實(shí)現(xiàn)所視景物左右錯(cuò)開，從而獲得電視圖象立體化的效果，據(jù)此制成了電視圖象立體化眼鏡。
目前現(xiàn)有技術(shù)中，國(guó)外、國(guó)內(nèi)都有為實(shí)現(xiàn)電視立體化進(jìn)行研究，提出了各種解決方案，主要著眼點(diǎn)都是想從電視機(jī)和播送結(jié)構(gòu)的改變或增加部件來實(shí)現(xiàn)。例如1982年日本松下公司提出了逐場(chǎng)輪流輸出的方式；1985年日本勝利公司提出了偏振方式。這些方案均須采用雙機(jī)攝制電視片，利用特殊的播送接收裝置，否則不能收看；1984年西德夏普地豪夫曼公司發(fā)明了“紅色延遲方式”彩電立體化裝置，專利號(hào)為85105514，雖然這項(xiàng)發(fā)明不用特別播送接收裝置，同樣需要在彩色電視機(jī)上增加配件，還得戴上左青右紅的濾色眼鏡，才能獲得立體化的效果。
不難看出現(xiàn)有技術(shù)解決電視圖象立體化方面存在有如下不足之處日本松下和勝利兩公司解決電視圖象立體化的方法，要求雙機(jī)攝制特別片和特別的播送接收裝置，使得在目前的電視領(lǐng)域中難于推廣和不實(shí)用。
西德夏普地豪夫曼公司的“紅色延遲方式”彩電立體化裝置，需要在現(xiàn)有的彩色電視機(jī)上增添配件；只適用彩色電視機(jī)，不能應(yīng)用于黑白電視機(jī)；觀眾要戴濾色眼鏡，無眼鏡者不能正常收看；圖象立體化的程度受800毫微秒紅延時(shí)間的限制，人眼的視覺合成能力限制，不能獲得最佳效果，因而影響了它的推廣使用。
本實(shí)用新型的目的是提供一種制造簡(jiǎn)單，不需要對(duì)電視機(jī)進(jìn)行改造，也不用特別攝制的電視片和特別的播送接收裝置，僅僅是一種利用三棱鏡和平面鏡對(duì)圖象光線的折射和反射，使得眼睛所視景物圖象空間錯(cuò)開，從而實(shí)現(xiàn)圖象的立體化，制成電視圖象立體化眼鏡，使用方便，適用彩電和黑白電視機(jī)。戴這種眼鏡的觀眾能看立體電視，不戴眼鏡的觀眾，則和平?？措娨曇粯樱鞑环恋K。
本實(shí)用新型電視圖象立體化眼鏡的制造原理，是利用光學(xué)原理中的折射法和反射法，實(shí)現(xiàn)圖象“空間錯(cuò)開”，從而獲得電視圖象立體化的效果。
一、折射式電視圖象立體化眼鏡眾所周知，根據(jù)光學(xué)折射原理，光線通過三棱鏡則偏轉(zhuǎn)方向，即所稱的折射。利用光通過三棱鏡產(chǎn)生折射的特性，把電視熒屏上射來的含象光線在眼睛前改變方向，實(shí)現(xiàn)圖象空間錯(cuò)開，然后進(jìn)入眼中。用三棱鏡制成眼鏡，實(shí)現(xiàn)圖象空間錯(cuò)開，左眼、右眼分別配制一塊方向相反的三棱鏡，用來觀看電視圖象時(shí)，就可獲得左右錯(cuò)開的兩幅圖象。如附


圖1所示，其中左眼看到的是左邊的圖象，右眼看到的是右邊的圖象，視覺中兩眼圖象錯(cuò)開的距離為AA′＋BB′的距離。正常觀看時(shí)，必須經(jīng)過一兩分鐘完成視覺合成，使得兩眼看到的圖象無差異。但是，由于人眼視覺合成的能力是有限的，圖象左右錯(cuò)開的程度太大，視覺就不能合成；圖象錯(cuò)開的程度小，雖然視覺合成容易了，但立體感就不強(qiáng)。為此要選擇合適的錯(cuò)開程度。根據(jù)光折射的特點(diǎn)，三棱鏡兩面的MN夾角越大，光線的折射程度越大，圖象錯(cuò)開的程度也就越大。為了便于眼睛的視覺合成和獲得較佳的圖象立體化效果，MN夾角以3°～10°為宜，三棱鏡合適長(zhǎng)度處的最厚點(diǎn)為4～10mm，當(dāng)然只要滿足三棱鏡MN夾角的要求，其余因素將不受約束。
利用單片三棱鏡制成的眼鏡，由于三棱鏡一端厚一端薄將影響眼鏡外形的美觀，為了使折射式電視圖象立體化眼鏡觀看到的立體圖象好，又能有一個(gè)美觀的外形，可用雙片三棱鏡代替單片三棱鏡，只要滿足上述三棱鏡兩面的MN夾角為3°～10°即可。
二、反射式電視圖象立體化眼鏡眼鏡的反射系統(tǒng)由兩塊普通鏡子作的鏡片組成，其原理如附圖2所示，BC為一塊鏡片的側(cè)面，B1′C1′為另一塊鏡片的側(cè)面，圖中看不見的為兩鏡片相對(duì)的面，分別為接受光線和反射光線的鏡面，若A為熒屏上圖象的一個(gè)假定象素點(diǎn)，而實(shí)現(xiàn)AF為A點(diǎn)至F點(diǎn)的入射線，F(xiàn)F′對(duì)鏡片BC而言是反射線，對(duì)鏡片B1′C1′而言是入射線。F′D1′是反射線。D1點(diǎn)是反射線F′D1投入眼睛的假定著眼點(diǎn)，那么D1F′的延長(zhǎng)線(虛線)對(duì)準(zhǔn)的A1′點(diǎn)，亦是A象素點(diǎn)映入眼睛的視覺所在位置，如果是右眼接受了D1點(diǎn)的光線，則是原A象素點(diǎn)在右眼視覺中的位置，就向右移到A1′點(diǎn)的位置。根據(jù)光學(xué)入射角等于反射角的原理，只要以B1′C1′的中點(diǎn)為固定點(diǎn)擺動(dòng)B1′C1′兩端，使它處于B2′C2′的位置，那么B2′C2′的入射角就增大了，反射角也相應(yīng)的增大，這是不言而喻的，反射光線為F′D2，當(dāng)眼睛接受了F′D2反射光線時(shí)，視覺中原A象素點(diǎn)，就移到A′D2點(diǎn)的位置。假定B1′C1′兩端向相反擺動(dòng)，使它處于B3′ C3′的位置，則它的入射角就變小，反射角也相應(yīng)變小，其反射線為F′D3，視覺中原A象素點(diǎn)就移到A3′的位置?？梢?，只要以B1′ C1′的中點(diǎn)F′為固定點(diǎn)擺動(dòng)，就可以調(diào)整視覺中圖象的所在位置。這個(gè)反射系統(tǒng)中的鏡片BC是接受熒屏光線的鏡子，稱為受光鏡，B1′ C1′是眼睛看到圖象的鏡子，稱為視象鏡。受光鏡和視象鏡的尺寸為15～30mm×15～30mm，這決定了反射式電視圖象立體化眼鏡的規(guī)格不會(huì)很大。相互平行的受光鏡和視象鏡，組成一個(gè)反射系統(tǒng)，用于右眼，同樣結(jié)構(gòu)而方向相反的反射系統(tǒng)，用于左眼，把這兩個(gè)反射系統(tǒng)連成一個(gè)整體，構(gòu)成了本實(shí)用新型。其具體結(jié)構(gòu)是使左右眼的受光鏡，不反射光的面分別位于鼻梁的兩側(cè)，夾角成90°，左右視象鏡分別對(duì)應(yīng)于左右眼的前沿，且與各自對(duì)應(yīng)的受光鏡平行，左右視象鏡與左右受光鏡的距離，以左視象鏡的中心點(diǎn)對(duì)左受光鏡的中心點(diǎn)；右視象鏡的中心對(duì)右受光鏡為準(zhǔn)，為25～35mm，以鏡背面不反光面算起，反射式電視圖象立體化眼鏡為長(zhǎng)方形，對(duì)著電視機(jī)的那面開有透光孔，透光孔的側(cè)邊用薄塑料板密封，對(duì)著眼睛的那面，在對(duì)著視象鏡的位置開有孔，為左視象孔和右視象孔，用來觀看電視圖象。視象孔的寬度為10～20mm，左右視象孔至眼鏡架中心的距離，從視象孔內(nèi)側(cè)邊算起，其尺寸為25～35mm，視象孔邊側(cè)同樣用薄塑料板密封。眼鏡鏡體的上下封面板上，位于視象鏡中心點(diǎn)的位置開有孔洞，用來安裝視象鏡移動(dòng)支柱，為了便于調(diào)整圖象的反射角度，把視象鏡鑲嵌在一個(gè)骨架上，視象鏡中間位置裝有一支柱，在支柱的一端裝有彈簧和旋轉(zhuǎn)扭，視象鏡安裝在眼鏡架中要留有1～3mm的間隙，用來供調(diào)整視象鏡時(shí)擺動(dòng)的。調(diào)整旋轉(zhuǎn)扭也可裝在兩側(cè)。
為了造型美觀和節(jié)省眼鏡架體的材料，在正視方即有透光孔的那面可制成基本弧線形。
本實(shí)用新型的附圖。
附
圖1左右眼圖象錯(cuò)開圖示附圖2反射式立體化眼鏡原理圖附圖3折射式電視圖象立體化眼鏡正視圖附圖4折射式電視圖象立體化眼鏡后視圖附圖5折射式電視圖象立體化眼鏡橫斷面圖附圖6反射式電視圖象立體化眼鏡正視圖附圖7反射式電視圖象立體化眼鏡后視圖附圖8反射式電視圖象立體化眼鏡側(cè)視圖附圖9視象鏡骨架結(jié)構(gòu)圖附
圖10反射式電視圖象立體化眼鏡橫斷面圖附
圖11反射式電視圖象立體化眼鏡俯視圖本實(shí)用新型電視圖象立體化眼鏡實(shí)施例電視圖象立體化眼鏡的最佳實(shí)施例分別以折射式和反射式說明之。
一、折射式電視圖象立體化眼鏡在一般常用形狀的眼鏡框架(1)上裝有單片三棱鏡而組成，三棱鏡兩個(gè)面MN的夾角為6°～7°，三棱鏡適用長(zhǎng)度處的最厚點(diǎn)為6mm，只要滿足三棱鏡兩個(gè)面MN夾角的要求，其余因素就不受約束，為了使外形美觀，又使獲得的立體化圖象效果好，采用雙片三棱鏡(2)、(3)取代單片三棱鏡，只要滿足三棱鏡兩面MN夾角為6°～7°的要求即可，如附圖3、4、5。眼鏡可用眼鏡腿，也可使用松緊帶戴在眼上。
二、反射式電視圖象立體化眼鏡眼鏡的反射系統(tǒng)是由四塊普通玻璃鏡作成鏡片，其中兩塊用來接受熒屏光線的鏡子，被稱為受光鏡(7)、(8)，另外兩塊是用作眼睛看圖象的鏡子，被稱為視象鏡(5)、(6)。受光鏡(7)、(8)和視象鏡(5)、(6)的規(guī)格尺寸為20mm×20mm，從而決定了反射式電視圖象立體化眼鏡的規(guī)格尺寸不會(huì)很大。左眼受光鏡(7)和右眼受光鏡(8)，不反射光線的面位于鼻子前沿兩側(cè)，其夾角成90°。左右眼的視象鏡(5)、(6)與左右受光鏡(7)、(8)的位置相互平行。左右視象鏡(5)、(6)與左右受光鏡(7)、(8)的距離以左視象鏡(5)的不反射光線的面開始，至左受光鏡(7)的不反射光的面止，其距離為27mm；以右視象鏡(6)的不反射光線的面起，至右受光線(8)的不反射光的面，其距離為27mm。反射式電視圖象立體化眼鏡的眼鏡骨架(1)為長(zhǎng)方形。對(duì)著電視機(jī)的那面開有透光孔(2)，為了使外形美觀和節(jié)省眼鏡框架的材料，這一面可作成基本弧線形，透光孔(2)的側(cè)邊用薄塑料板密封，對(duì)著眼睛的那面，與左右視象鏡(5)、(6)對(duì)應(yīng)的部位，開有左視象孔(3)和右視象孔(4)，用來觀看電視圖象，視象孔(3)、(4)的寬度為12mm。左右視象孔(3)、(4)至眼鏡骨架(1)中心的尺寸，從視象孔(3)、(4)內(nèi)側(cè)邊計(jì)算，尺寸分別為28mm，視象孔(3)、(4)邊側(cè)用薄塑料板密封。眼鏡骨架(1)的上下封面板上開有孔洞，用來安裝視象鏡骨架支柱(9)、(10)，為了便于調(diào)整圖象的反射角度。把視象鏡(5)、(6)分別鑲嵌在骨架上，骨架在視象鏡不反射光線的那面稱為骨架后背(13)、(16)，在其中間裝有支柱(9)、(10)，在支柱的上端裝有彈簧(12)、(15)和調(diào)整旋鈕(11)、(14)，視象鏡骨架安裝在眼鏡骨架(1)中時(shí)，要留有3mm的間隙，有利于調(diào)整視象鏡時(shí)擺動(dòng)。調(diào)整旋鈕(11)(14)也可設(shè)置在眼鏡骨架(1)的兩側(cè)。
本實(shí)用新型電視圖象立體化眼鏡的使用效果和優(yōu)點(diǎn)使用效果1.透明感戴上本實(shí)用新型眼鏡，所視電視圖象即脫離屏幕，景物呈現(xiàn)在屏幕后的自由空間，把緊貼玻璃熒屏的平面圖象模擬出充分表現(xiàn)其空間，獲得符合實(shí)景的立體圖象，使觀看者向屏幕看去就象透過玻璃窗看到戶外實(shí)際景物一樣深遠(yuǎn)。
2.層次感戴上本實(shí)用新型眼鏡后，所視景物的層次就很分明，兩個(gè)效果的結(jié)合，便獲得了明顯的立體化效果，好象具有觀看現(xiàn)場(chǎng)之美感，令觀者感到特別心曠神怡。
3.浮動(dòng)感當(dāng)改變觀看電視的上下、左右位置時(shí)，圖象也隨之產(chǎn)生相反方向的浮動(dòng)，而且遠(yuǎn)景物比近景物的動(dòng)距大，就象自動(dòng)保持觀眾所站位置與鏡頭的相對(duì)角度不變。當(dāng)站在電視機(jī)旁，眼睛處在略高于熒屏觀看時(shí)，景物中的場(chǎng)地就處在低于自己眼睛下面的地方，如居高臨下。
優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型電視圖象立體化眼鏡制造簡(jiǎn)單，不需要進(jìn)行電視機(jī)的改造，也不用特別攝制電視片和特別的播送接收裝置，更主要的適用于彩電和黑白電視機(jī)，戴這種眼鏡的觀眾看立體化電視，不戴眼鏡的觀眾就和平?？措娨曇粯樱鞑环恋K。
權(quán)利要求1.由眼鏡框架、鏡片組成的眼鏡，其特征在于由三棱鏡(2)，(3)作鏡片，構(gòu)成了本實(shí)用新型折射式電視圖象立體化眼鏡；三棱鏡(2)、(3)的兩個(gè)面MN的夾角為3°～10°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼鏡，其特征在于單片三棱鏡的兩個(gè)面MN的最佳夾角為6°～7°；雙片三棱鏡(2)、(3)的兩個(gè)面MN的最佳夾角亦應(yīng)滿足6°～7°的要求。
3.由眼鏡框架、鏡片組成的眼鏡，其特征在于反射系統(tǒng)由受光鏡(7)、(8)、視象鏡(5)、(6)組成，受光鏡(7)、(8)和視象鏡(5)、(6)的尺寸為15～30×15～30mm、視象鏡骨架和眼鏡骨架(1)為主要部件構(gòu)成本實(shí)用新型反射式電視圖象立體化眼鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼鏡，其特征在于(1)在眼鏡骨架(1)的對(duì)電視機(jī)的那面開有透光孔(2)，對(duì)眼睛的那面，在對(duì)善視象鏡的位置開有左視象孔(3)和右視象孔(4)，其尺寸為12mm；(2)、受光鏡(7)、(8)的不反射光面的夾角為90°；(3)、視象鏡(5)平行于受光鏡(7)，視象鏡(6)平行于受光鏡(8)，它們的最佳尺寸為20×20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求(3)、(4)所述的眼鏡，其特征在于視象鏡(5)、(6)分別安裝在視象鏡骨架上，把視象鏡(5)、(6)不反射光的那面稱為骨架后背(15)、(16)，在其中間位置設(shè)有支柱(9)、(10)，在支柱上端部裝有彈簧(12)、(15)和調(diào)整旋鈕(11)、(12)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種根據(jù)光學(xué)原理中的折射法和反射法，利用三棱鏡和普通鏡片做成的眼鏡，實(shí)現(xiàn)圖象空間錯(cuò)開，從而獲得電視圖象立體化的效果，制成了電視圖象立體化眼鏡。其優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單；不需要對(duì)電視機(jī)進(jìn)行改造，也不用特別攝制電視片和特別播送接收裝置；適用于彩色和黑白電視機(jī)；觀看電視時(shí)戴眼鏡者和不戴眼鏡者，可以同時(shí)觀看，各不妨礙。
文檔編號(hào)G02B27/22GK2052544SQ89202049
公開日1990年2月7日 申請(qǐng)日期1989年2月21日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月21日
發(fā)明者張火榮 申請(qǐng)人:張火榮