專(zhuān)利名稱(chēng)：一種擴(kuò)大現(xiàn)有三維立體顯示技術(shù)適用范圍的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能擴(kuò)大現(xiàn)有三維立體顯示技術(shù)適用范圍的方法。
背景技術(shù)：
目前，三維立體顯示的技術(shù)主要通過(guò)柱鏡、光柵、棱鏡等實(shí)現(xiàn)，此類(lèi)顯示技術(shù)的特點(diǎn)有都是使觀看者的兩眼看到不同的圖像以產(chǎn)生立體感；所產(chǎn)生的三維立體圖像都來(lái)源于對(duì)二維原始圖像加以適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，使二維原始圖像所發(fā)出的光經(jīng)過(guò)一系列折射、反射、衍射等光學(xué)變化而生成(此設(shè)備以下簡(jiǎn)稱(chēng)三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備)。
此類(lèi)三維立體技術(shù)都有一個(gè)缺點(diǎn)，即都對(duì)生成二維原始圖像的設(shè)備有一定要求，尤其是三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備距離二維原始圖像足夠近的要求。
例如現(xiàn)有的柱鏡三維顯示器由液晶顯示器和柱鏡組成，其原理為以液晶顯示器生成二維原始圖像，二維圖像發(fā)出的光經(jīng)過(guò)柱鏡的折射，使得觀看者的雙眼看到不同的圖像，于是產(chǎn)生立體感。由于三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備--柱鏡，必須距離二維原始圖像足夠近，柱鏡離二維原始圖像的距離越遠(yuǎn)，產(chǎn)生的圖像就越會(huì)模糊，直至完全看不清所產(chǎn)生的圖像。
由于普通電子管顯示器所生成的二維圖像前有一層玻璃，柱鏡無(wú)法距離二維原始圖像足夠近，所以現(xiàn)有的通過(guò)柱鏡顯示三維立體的技術(shù)不能應(yīng)用于普通的電子管顯示器；柱鏡甚至不能，或很難以附加設(shè)備的方式應(yīng)用在普通的液晶顯示器上，而是必須在工廠里由專(zhuān)業(yè)人員將其集成到液晶顯示器上。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述類(lèi)別的三維立體顯示技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種方法，可以使普通的二維顯示設(shè)備也能應(yīng)用此類(lèi)三維立體顯示技術(shù)，即對(duì)生成二維原始圖像的設(shè)備有要求，尤其是有三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備能夠距離二維原始圖像足夠近的要求的三維顯示技術(shù)。
這種方法使得所有的種類(lèi)的二維顯示設(shè)備都能應(yīng)用此類(lèi)技術(shù)；也使通過(guò)附加設(shè)備的方式，通過(guò)非專(zhuān)業(yè)環(huán)境下非專(zhuān)業(yè)人員的安裝，使二維顯示設(shè)備獲得三維顯示的能力成為現(xiàn)實(shí)。
上述類(lèi)別的三維立體顯示技術(shù)，必須要求三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備距離二維原始圖像足夠近的原因是二維顯示設(shè)備生成的二維原始圖像發(fā)出的光是發(fā)散的，當(dāng)三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備距離二維原始圖像足夠近時(shí)，三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備的某一個(gè)足夠小(是否足夠小取決于實(shí)施例中的二維原始圖像分辨率和三維立體圖像分辨率，下同)的局部，只能夠接收到二維原始圖像所對(duì)應(yīng)的局部所發(fā)出的光；反之，當(dāng)三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備距離二維原始圖像足夠遠(yuǎn)時(shí)，三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備的某一個(gè)足夠小的局部，就會(huì)接收到二維原始圖像上所相對(duì)應(yīng)的局部，及其相鄰的區(qū)域所發(fā)出的，來(lái)自各個(gè)方向的光。這樣產(chǎn)生的三維立體圖項(xiàng)就會(huì)模糊，甚至完全看不清。
本發(fā)明的解決方案為在普通的二維顯示設(shè)備前方添加一設(shè)備(以下簡(jiǎn)稱(chēng)矯光設(shè)備)，此設(shè)備能滿(mǎn)足假設(shè)空間有一平面平行于二維顯示設(shè)備生成的二維原始圖像(如二維顯示設(shè)備所生成的圖像并非在一個(gè)平面上，則先將其近似地看作一平面再作處理)，此平面內(nèi)有一直線(xiàn)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)直線(xiàn)1)，此設(shè)備只允許二維顯示設(shè)備生成的圖像發(fā)出的光在和此直線(xiàn)垂直或異面垂直方向上通過(guò)此設(shè)備。直線(xiàn)1的角度由具體實(shí)施例中的三維立體顯示技術(shù)確定。
由于矯光設(shè)備的處理，從矯光設(shè)備通過(guò)的光線(xiàn)都成為和直線(xiàn)1垂直或異面垂直的光線(xiàn)。所以上述類(lèi)別三維顯示技術(shù)中的三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備，即便離二維原始圖像一個(gè)足夠大的距離，它的某一個(gè)足夠小的局部也不會(huì)接受到在二維原始圖像上所對(duì)應(yīng)的局部的相鄰區(qū)域所發(fā)出的光線(xiàn)。也就不會(huì)產(chǎn)生模糊。
在有些情況下，上述類(lèi)別的三維立體顯示技術(shù)的三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備，不能處理經(jīng)過(guò)上述矯光設(shè)備處理的二維原始圖像，只能處理光線(xiàn)發(fā)散的二維原始圖像，本方案對(duì)于此種情況的解決方案為在濾光設(shè)備上附加一設(shè)備(以下簡(jiǎn)稱(chēng)散光設(shè)備)，此設(shè)備能將相互平行的入射光線(xiàn)轉(zhuǎn)化為散射的光線(xiàn)。
本發(fā)明的有益效果是這種方法使得所有種類(lèi)的二維顯示設(shè)備都能應(yīng)用此類(lèi)技術(shù)；也使通過(guò)附加設(shè)備的方式，通過(guò)非專(zhuān)業(yè)環(huán)境下非專(zhuān)業(yè)人員的安裝，使二維顯示設(shè)備獲得三維顯示的能力成為現(xiàn)實(shí)，擴(kuò)大了此類(lèi)技術(shù)的適用范圍。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是三維轉(zhuǎn)換器離二維原始圖像足夠近時(shí)的光路圖。
圖2是三維轉(zhuǎn)換器離二維原始圖像足夠遠(yuǎn)時(shí)的光路圖。
圖3是說(shuō)明矯光設(shè)備應(yīng)達(dá)到的效果圖。
圖4是安裝矯光設(shè)備后的光路圖。
圖5是安裝矯光設(shè)備和散光設(shè)備后的光路圖。
圖6是矯光設(shè)備的一個(gè)實(shí)施列的光路圖。
圖7是矯光設(shè)備的一個(gè)實(shí)施列的物理量計(jì)算圖。
圖8是矯光設(shè)備的一個(gè)實(shí)施列和散光設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的光路圖。
圖中A.二維原始圖像，B.三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備，C.三維立體轉(zhuǎn)換器的一個(gè)足夠小的局部，D.二維原始圖像發(fā)出的光線(xiàn)，E.矯光設(shè)備，F(xiàn).散光設(shè)備，G.一平行于二維原始圖像的平面，H.直線(xiàn)1，I.狹縫，J.狹縫壁，K.狹縫深度，L.矯光設(shè)備盡可能接近二維原始圖像的距離，T.狹縫壁厚度，W.狹縫中心間距。
在圖1中，由于三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備(B)，距離二維原始圖像(A)足夠近，所以雖然二維原始圖像(A)發(fā)出的光(D)是發(fā)散的，但是三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備(B)的一個(gè)足夠小的局部(C)，還是只能接收到二維原始圖像(A)相對(duì)應(yīng)的局部所發(fā)出的光，而不會(huì)受到相鄰區(qū)域的干擾。
在圖2中，由于三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備(B)，距離二維原始圖像(A)足夠遠(yuǎn)，所以雖然二維原始圖像(A)及其發(fā)出的光(D)和圖1中完全相同，但是三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備(B)的一個(gè)足夠小的局部(C)，就會(huì)受到相鄰區(qū)域的干擾。
在圖3中，應(yīng)用矯光設(shè)備后，應(yīng)達(dá)到直線(xiàn)1(H)位于一個(gè)和二維原始圖像所在平面相平行的平面(G)上，二維原始圖像(A)上發(fā)出的光線(xiàn)只能在和直線(xiàn)1(H)垂直或異面垂直方向上通過(guò)。
在圖4中，三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備(B)，距離二維原始圖像(A)足夠遠(yuǎn)，二維原始圖像(A)發(fā)出的光(D)是發(fā)散的，但是由于添加了矯光設(shè)備(E)在二維原始圖像(A)和三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備(B)之間添加了矯光設(shè)備(E)，所以三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備(B)的一個(gè)足夠小的局部(C)，還是只能接收到二維原始圖像(A)相對(duì)應(yīng)的局部所發(fā)出的光，而不會(huì)受到相鄰區(qū)域的干擾。
在圖5中，由于在只能處理發(fā)散的光的三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備(B)和矯光設(shè)備(E)之間添加了散光設(shè)備(F)，經(jīng)過(guò)矯光設(shè)備(E)處理的平行光束再度變?yōu)榘l(fā)散光束，但是由于發(fā)散點(diǎn)離三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備(B)足夠近，所以三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備(B)的一個(gè)足夠小的局部(C)，不會(huì)受到相鄰區(qū)域的干擾，同時(shí)使只能處理發(fā)散的光的三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備(B)也能正常工作。
具體實(shí)施例方式
矯光設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例可以為一組相互平行、寬度相等、縫壁厚度相同、狹縫中心間距相等的狹縫組成。
見(jiàn)圖6，由于有一定深度的狹縫壁吸收了大部分非垂直入射的光線(xiàn)，所以排除了來(lái)自相鄰區(qū)域的干擾。
見(jiàn)圖7，狹縫的深度K(K)、狹縫壁厚度T(T)和狹縫中心間距W(W)，矯光設(shè)備盡可能接近二維原始圖像的距離L(L)，二維原始圖像的分辨率R，期望的相鄰干擾度C(相鄰干擾度為相鄰區(qū)域的干擾部分面積和當(dāng)前狹縫對(duì)應(yīng)區(qū)域的面積的比值)確定。即W＝1/R，K＝(2WL-4TL)/CW。
散光設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例可以為一組相互平行、寬度相等的相同透鏡柱組成。
見(jiàn)圖8，透鏡柱的寬度W由具體的上述類(lèi)別中的實(shí)施例決定，通常與三維立體圖像的像素寬度相等；透鏡的折光度由具體的上述類(lèi)別中的實(shí)施例決定，通常應(yīng)使垂直于透鏡平面出射的光，在折射后方向改變最大的光線(xiàn)和原始光線(xiàn)的夾角，等于實(shí)施例中三維立體轉(zhuǎn)換設(shè)備可接收的臨界角度。
權(quán)利要求
1.一種擴(kuò)大現(xiàn)有一類(lèi)三維立體顯示技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)三維立體顯示技術(shù))適用范圍的方法，其特征是，對(duì)二維顯示設(shè)備生成的二維原始圖像所發(fā)出的光加以控制，可以通過(guò)實(shí)施本方法使三維立體顯示技術(shù)可以利用所有種類(lèi)的二維顯示設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，可以通過(guò)實(shí)施本方法使三維立體顯示技術(shù)能以附加設(shè)備的方式使二維顯示設(shè)備具備顯示三維立體圖像的能力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，可以將相互平行的光束發(fā)散，以滿(mǎn)足三維立體顯示技術(shù)中需要發(fā)散光源的技術(shù)的需要。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，能夠通過(guò)本方法擴(kuò)大適用范圍的一類(lèi)三維立體顯示技術(shù)都是以二維顯示設(shè)備生成的二維原始圖像為基礎(chǔ)，將二維原始圖像發(fā)出的光經(jīng)過(guò)一系列物理或者化學(xué)變化，形成三維立體圖像。
全文摘要
一種擴(kuò)大一類(lèi)三維立體顯示技術(shù)適用范圍的方法。能夠通過(guò)此種方法擴(kuò)大適用范圍的一類(lèi)三維立體顯示技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)此類(lèi)技術(shù))，都是以二維顯示設(shè)備生成的二維原始圖像為基礎(chǔ)，將二維原始圖像發(fā)出的光經(jīng)過(guò)一系列物理或者化學(xué)變化，形成三維立體圖像的一類(lèi)技術(shù)。本方法通過(guò)對(duì)二維原始圖像所發(fā)出的光加以控制，使二維原始圖像中相互相鄰的足夠小的局部所發(fā)出的光不會(huì)相互干擾，降低了此類(lèi)技術(shù)對(duì)二維顯示設(shè)備的要求，使得所有種類(lèi)的二維顯示設(shè)備都能應(yīng)用此類(lèi)技術(shù)；也使通過(guò)附加設(shè)備的方式，使二維顯示設(shè)備獲得三維顯示的能力成為現(xiàn)實(shí)，擴(kuò)大了此類(lèi)技術(shù)的適用范圍。同時(shí)還通過(guò)將平行光束發(fā)散，使有些不能處理平行光束的此類(lèi)技術(shù)也能應(yīng)用本方法。
文檔編號(hào)G02B27/22GK1611991SQ20031010500
公開(kāi)日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2003年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月2日
發(fā)明者田園 申請(qǐng)人:田園