可调节光学立体眼镜制造技术

本发明专利技术的光学立体眼镜包括壳体(7)，左镜片组件(5L)和右镜片组件(5R)，观赏者通过镜片组件(5L，5R)观看屏幕平面上的2D图像时感知出3D立体视觉，组成镜片组件(5L，5R)的光学元件通过光学折射实现了以下观看模式：正视差超立体观看模式，正视差低立体观看模式，负视差超立体观看模式，以及负视差低立体观看模式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可调节光学立体眼镜
：本专利技术属于立体眼镜领域。确切地说，本专利技术涉及可调节光学立体眼镜，使用该眼镜观赏屏幕平面上的二维(“2D”)影视节目时可感知出三维(“3D”)立体视觉。
技术介绍
：人眼观赏自然空间景物时会形成三维立体视觉。这是大脑融合每只眼睛的偏移像图后形成的自然三维立体视觉。如附图1(a),1(d),1(e)所示，人体双眼相互平行并间隔一个瞳孔间距1(L表示左眼，R表示右眼)，成年人的瞳孔间距通常为60-65毫米，相邻而居的双眼观察空间景物时存在极小的视角差，因而会在视网膜上形成两幅偏移像图，即双眼视差。这些偏移像图几近相同但存有差异，是由于一只眼睛所捕捉的某些视觉信息并非为另一只眼睛所及。观赏者的大脑处理并融合两幅偏移像图为一幅三维立体画面，观赏者的大脑在融合两幅偏移像图时会匹配他们的相似之处并添加极小的差异，正是两幅偏移像图的这一极小差异使观赏影视节目时大脑感知出三维立体视觉。总而言之，当观赏真实空间的某一景物时，观赏者的眼睛聚焦(focus)并会聚(converge)于该景物，双眼视差使大脑感知出三维空间景物的位置与景深。目前，已开发出利用水平视差原理在屏幕平面上显示3D立体影视的多种技术。由于人体双眼必须处于等高位置，故仅有水平视差(x-轴)而没有竖直视差(y-轴)。观赏二维屏幕平面(如电影屏幕)上的常规3D影视节目时，观赏者的双眼行为与其观赏真实空间中的景物有所不同，双眼将聚焦于屏幕平面但会聚于三维视觉空间景物，因此产生空间视差。通常而言，视差是沿着两条视线观察景物的视觉位置差，视差导致观赏者大脑将屏幕平面上的景物感知为视觉空间的立体景物。当常规立体影视中的景物展现于观赏者与屏幕平面之间，称之为负视差效应，负视差效应表现为景物跳出屏幕平面；当常规立体影视节目中的景物展现于屏幕平面之后，称之为正视差效应。为了实现观赏常规3D立体影视节目时形成3D立体视觉，通常需要辅助使用(i)特殊的常规3D立体眼镜，如分色(anaglyph)眼镜、偏振光(polarized)眼镜、LED眼镜、光阀(shuttered)眼镜，影像分离(splitimage)(屏幕上展现为相邻并行的两幅图像)眼镜或类似眼镜；以及(ii)透镜状(lenticular)屏幕，交错画面(interleaved)屏幕，流程分离屏幕，自适应立体电视屏幕，等等。制作常规3D立体影视节目是模拟人眼的上述自然感知过程，以创作出展现于平面上具有空间深度幻觉的影视节目。如图1(b)所示，制作此类节目通常使用两台摄影机(L1，R1)来模拟人的双眼。类似于人的眼睛，两台相邻的摄影机被置于等高位置并相隔一个与人的双眼间距(瞳距1)相关的但可多或可少的距离，该可变距离取决于制作拍摄场景的两个偏移图像之所需，以表达拍摄场景中景物的空间深度，被定义为可变立体基准距离2。当观赏者使用常规3D立体眼镜或特殊3D立体屏幕观赏所拍摄的场景时，左眼的偏移像图成像在左眼视网膜上，右眼的偏移像图成像在右眼视网膜上，经大脑融合处理这两幅具有视差特征的偏移像图，形成了对拍摄场景中景物的立体视觉。图1(c)说明制作常规3D立体节目的概念，上半部分图示为真实空间300，下半部分图示为形成的视觉空间400。在真实空间300中，使用如图1(b)所示的两台摄影机(L1，R1)拍摄三个处于不同空间位置的景物10、11、12，在形成的立体视觉空间400中，人眼(L，R)观赏屏幕平面4上由摄影机(L1，R1)所拍摄景物10，11和12的偏移图像。在真实空间300中，左摄影机L1和右摄影机R1相距为可变立体基准间距2，被拍摄的景物为10，11，12，调节两台摄影机(L1，R1)使其分别与水平轴线成夹角60，61并聚焦于景物11，在形成的立体视觉空间400中，显示出摄影机(L1，R1)所拍摄景物10、11、12的偏移像图。其中，左眼L和右眼R的间距为1，景物11的像点位于屏幕平面4上(这是由于相机L1，R1聚焦并会聚于真实空间300中的景物11)形成零视差。因而，景物11的像点位于屏幕4上这一观赏景物11的模式被定义为零视差观看模式30。景物10的偏移像图(10L、10R)位于屏幕4的前方，形成左眼L的偏移像图10L位于右侧而右眼R的偏移像图10R位于左侧，这一情形致使双眼(L，R)向内斜视以实现会聚。偏移像图(10L、10R)位于屏幕4前方区域的观赏模式定义为负视差观看模式31。除非另有说明，以下定义纵向为眼睛的视线方向(Z轴)。景物12的偏移像图(12L、12R)位于屏幕4的后方，形成左眼L的偏移像图12L位于左侧而右眼R的偏移像图12R位于右侧，此行为使得双眼(L，R)向外斜视以实现会聚。偏移像图(12L、12R)位于屏幕4后方区域的观赏模式定义为正视差观看模式32。当观赏者戴上特制的3D立体眼镜或是在特殊屏幕上观赏上述摄影机(L1，R1)拍摄的偏移图像时感知为3D立体节目，即当观赏者接收到由这些特制的3D眼镜或特殊屏幕提供的水平视差信息时，感知出立体视觉。观看立体影视节目时，经过上述眼镜或特殊屏幕的过滤，在左眼视网膜上形成左眼像图，在右眼视网膜上形成右眼像图，观赏者的大脑融合处理这两幅表征水平视差的偏移像图时产生出立体视觉，形成立体观赏。但是，观赏此类常规立体影视节目时有发生过度视差，过度会聚、过度发散以及超越双眼视差融合界限的情形，会引发部分观赏者眼睛疲劳，头晕，头痛，呕吐的现象。此外，在会聚与发散之间频繁切换也会引发观赏者感知影像畸形，失真以及重影现象。如图1(d)说明在视觉空间400中，位于屏幕平面4后方的两幅偏移像图(12L、12R)之间距超过双眼瞳距1时，发生左、右眼(L，R)发散过度的情形。此状况除了导致发散外还迫使双眼(L，R)极度向外斜视，限制了大脑有效地融合景物12的左眼像图12L和右眼像图12R，引发视觉疲劳和疲乏。如图1(e)说明在视觉空间400中，位于屏幕平面4前方的两幅偏移像图(10L、10R)之会聚点过于接近眼睛(L，R)时，发生左眼L、右眼R过度会聚的情形。此状况除了导致难以会聚外还迫使双眼(L，R)极度向内斜视，限制了大脑有效地融合景物10的左眼像图10L和右眼像图10R，引发视觉疲劳和疲乏。常规制作立体影视节目通常分为前期制作与后期制作两个阶段。在前期制作阶段，使用两台摄影机(L1，R1)拍摄节目内容；在后期制作阶段，根据水平视差和立体视觉原理，对拍摄内容进行数字化处理。3D立体节目的后期制作过程需要将节目画面中的景物归结为数个层面的景深(通常为4～8层)。后期制作流程也被用来做2D节目向3D立体节目的转换。以上讨论制作3D立体节目的常规方法涉及大量的人工与费用。此外，使用常规的3D立体眼镜或特殊屏幕观赏立体影视节目时，会有分层失真感，无法真实地表达人眼对空间景深的自然感知。人眼对拍摄场景景深的感知应是空间的自然与连续延伸，可以用无限层面划分来描述这样的场景。如上所述，制作常规3D立体节目的方法还可能导致双眼的过度收敛或发散并引发观赏者的视觉疲劳，疲乏，头晕，头痛，呕吐等现象。
技术实现思路
：本专利技术解决了上述问题，提供了一种在屏幕平面上观赏2D影视节目时形成3D立体视觉的光学立体眼镜。本专利技术的可调节光学立体眼镜包括：眼镜壳体，左镜片组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
光学3D立体眼镜包括了：眼镜壳体，左镜片组件和右镜片组件，并且：(a)当观赏者的左眼通过左镜片组件观看平面屏幕上的2D画面时，左镜片组件诱发左眼感知出该2D画面的左眼偏移像图，其位置与真实空间中平面屏幕上2D画面的实际位置不同；(b)当观赏者的右眼通过右镜片组件观看平面屏幕上的2D画面时，右镜片组件诱发右眼感知出该2D画面的右眼偏移像图，其位置与真实空间中平面屏幕上2D画面的实际位置不同；(c)左眼感知的左眼偏移像图位置与右眼感知的右眼偏移像图位置存在空间差异；(d)由立体眼镜所引发的左眼偏移像图和右眼偏移像图(i)形成了以下观看模式之一：正视差超立体观看模式，正视差弱立体观看模式，负视差超立体观看模式，负视差弱立体观看模式；(ii)使观赏者将平面屏幕上的2D画面感知为3D立体画面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.光学3D立体眼镜包括了：眼镜壳体，左镜片组件和右镜片组件，并且：(a)当观赏者的左眼通过左镜片组件观看平面屏幕上的2D画面时，左镜片组件诱发左眼感知出该2D画面的左眼偏移像图，其位置与真实空间中平面屏幕上2D画面的实际位置不同；(b)当观赏者的右眼通过右镜片组件观看平面屏幕上的2D画面时，右镜片组件诱发右眼感知出该2D画面的右眼偏移像图，其位置与真实空间中平面屏幕上2D画面的实际位置不同；(c)左眼感知的左眼偏移像图位置与右眼感知的右眼偏移像图位置存在空间差异；(d)由立体眼镜所引发的左眼偏移像图和右眼偏移像图(i)形成了以下观看模式之一：正视差超立体观看模式，正视差弱立体观看模式，负视差超立体观看模式，负视差弱立体观看模式；(ii)使观赏者将平面屏幕上的2D画面感知为3D立体画面。2.根据权利要求1所述的眼镜，其左镜片组件与右镜片组件至少是由一个光学元件组成。3.光学3D立体眼镜包括了：眼镜外壳，左镜片组件和右镜片组件，其左镜片组件和右镜片组件包括了至少一个光学元件，该光学元件的折射作用减弱了平面观赏效应，使观赏者透过光学立体眼镜观看平面屏幕上的2D画面时感知出3D立体画面。4.根据权利要求2、3任一项所述的眼镜，其至少一个光学元件是由光学棱镜，透镜，曲面镜，平面镜，及其组合构成。5.根据权利要求2至4任一项所述的眼镜，其至少一个光学元件是由玻璃、树脂、塑料、胶体及其组合构成。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋杰，周力上，
申请(专利权)人：宋杰，
类型：发明
国别省市：浙江,33