产生立体效果的电视眼镜制造技术

本实用新型专利技术提供一种其横剖面具有特殊曲线的柱面透镜结构的镜片和由该镜片制成的眼镜。佩戴这种眼镜观看任何电视节目，不论是彩色的还是黑白的都能产生类三维立体效果，而无需对电视机作任何改动。又由于对图像本身不作任何变动，本实用新型专利技术同样可以用来观看投影电视、电影、幻灯等画面而产生类三维立体效果。与此同时，对任何不戴本实用新型专利技术眼镜观看的观众，在同一屏幕上则可看到原来的图像。（*该技术在1997年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种产生立体效果的眼镜装置，更确切地说，涉及一种对普通电视机不作任何改动，而使观看者在观看任意制式的黑白或彩色电视节目时能产生立体效果的镜片和由该镜片制成的眼镜。目前，电视技术尚未进入立体电视阶段。电视台既没有提供具有真正立体信息的电视节目，工业界也没有提供真正的立体电视机。但是对大多数电视观众来说，能在自己的电视机屏幕上看到某种立体效果而又不必化费较多的钱去改动已有的电视机，这是有一定吸引力的。现在已经有了一些技术方案可以利用普通的彩色电视机产生“类三维立体效应”。其中有一个方向是对普通彩色电视机加以某种改造，观看者再佩戴专门的滤色眼镜，从而在屏幕上看到具有立体效果的彩色图像。例如，联邦德国ABDY公司设计的ABDY－3D系统(西德专利DE217849)；中国北京泰科电子公司设计的彩色立体化电路装置(中国专利申请号CN85105514)。由于所有的彩色电视机都是利用三基色原理进行工作的，三路色度信号R、G、B同时在显像管屏幕上叠加而形成彩色图像。上述现有技术中的类三维立体电视解决方案就是设法延时其中一路，譬如红色R，约0.6～0.7微秒。这样，电视机屏幕上将出现时间上不相重合的两幅图像一幅是青色(红色的补色)；另一幅是红色。观看者在屏幕上看到的画面是带有严重红色镶边的模糊图像。但这时如果戴上一副特制的青、红两色的滤色眼镜，使一只眼睛只看到青色图像，另一只眼睛只看到红色图像，尽管它们在屏幕上的显示位置水平方向略有不同，在人脑的综合作用下，观看者看到的图像将融为一体并具有立体效果。利用同一原理，也可以延时绿色信号，观看者佩戴紫绿眼镜；或者延时黄色信号而佩带蓝黄眼镜来得到立体效果，这三种方法的本质相同。但现有技术中的这类方案有一些不足之处尚待克服。例如，第一，必须对电视接收装置加以某种改造。对电视机拥有者来说，增加一套延时装置和购买滤色眼镜将增加一笔不小的开支；第二，它只适用于彩色电视机，对于较多数的黑白电视机无效；第三，观看者必须佩戴双色眼镜，造成看到的图像在亮度上有部分损失和彩色上有某些失真；第四，可能由于相当一部分观看者不适应佩戴双色眼镜，同一家庭成员不戴双色眼镜的人在别人观看立体效应的同时无法观看电视节目；第五，由于延时系统是不可调整的，所以在离萤光屏不同距离观看时立体效果不一样；第六，由于双色滤色镜的滤色范围同电视机萤光屏发光的性能不可能完全匹配，所以看到的立体图像会产生重影的现象。现有技术中的另一个方向是不改变图像本身，而是在图像和观看者眼睛之间增加一系列的光学元件，譬如，菲湟尔透镜组、柱面透镜组、偏光板等等，观看者可佩带或不佩带与之相应的光学眼镜，以造成左右眼实际看到的图像略有差别，从而在人脑的综合作用下产生立体效果。但是，这些方法或是较复杂难以在普通家庭中实现，或是要求佩戴的眼镜不仅具有特殊光学性能同时还要有滤色性能，这也会产生已指出过的缺陷。所以虽已见之报道却未能推广开来。这一类利用光学手段产生的某些立体效果，也属于类立体效应技术的一类。例子可参阅英国专利GB－014689“电视和视频显示器的立体系统”；西班牙专利ES－53077“电视接收机立体显示方法”；西德专利DE－413211“电视信号的立体显示”；西德专利DE－246047“单一屏幕产生立体图像的方法”；西德专利DE－428038“电视机产生类立体效应的光学方法”；美国专利申请US－426503“彩色电视图像增加功能”；美国专利申请US－681932“利用被复偏光材料的缝隙透镜的彩色三维图像观测系统”等等。本专利技术创造者对上述二种类三维立体电视技术的工作原理进行了研究，得到了如下的看法(1)人眼立体成像的最本质因素是左右两眼所观察到的物象稍有不同(参阅附附图说明图1)。就物体正面而言，两眼所见大体相同，而对两个侧面则有明显不同；左眼可看见物体左侧一条狭窄形象L；右眼则可看见物体右侧一条狭窄形象R。这种稍具差异的图像在人脑中综合成立体图像。(2)类三维成像显然不具备左右眼所见形象含有真正的立体信息，但由于两眼所见的图像或是位置不在一起，或是图像略有差别，这种成像原理很可能是两幅位置或形状不一致在大脑中与大脑积累的生活经验相比较而产生了立体联想。本技术的出发点在于提供一种技术方案，该方案对电视机的屏幕图像不作任何变动而只用简单光学手段，有意识地造成左右两眼观察到的电视屏幕图像有类似于真实立体视差的变化，使右眼所见在屏幕右侧缩窄，而左眼所见在屏幕左侧缩窄。这种稍具差异的图像在大脑中与大脑积累的生活经验相比较，更容易造成立体联想，从而得到优于目前已有的类三维立体成像的综合效果。本技术的进一步目的是提供一种眼镜或者镜片，凡是佩戴这种眼镜观看任何电视节目，不论是彩色的还是黑白的都能产生类三维立体效果，而无需对电视机作任何改动。又由于对图像木身不作任何变动，本技术同样可用于观看投影电视、电影、幻灯等画面而产生相同的类三维立体效果。与此同时，对任何不愿戴镜观看的观众，仍可在同一屏幕上看到原来的平面图像。从下文的详细说明中可以看出本技术的其它进一步的目的、特征和优点。本技术的上述目的是通过这样的方法来实现的，即提供一种与普通眼镜结构形式类似的电视眼镜，或者是它的镜片，或者是可以活络叠加在普通眼镜上装有本技术镜片的无脚眼镜框，这种眼镜或眼镜框的镜片具有专门设计的横截面曲线形状使左眼通过左镜片看到的电视图像其左缘略为向中心靠近，右缘则略为由中心向右延伸，而通过镜片中心部位看到的图像不产生任何位移；右眼通过右镜片看到的图像其变化规律正好和左眼看到的相反，即，右缘略向中心靠近，左缘略为从中心向左延伸，通过右镜片中心部位的图像也不产生位移。实际上，左右镜片之横剖面形状是以人的鼻梁中隔处作立轴的轴对称。这样，用光学的手段有意识地造成左右两眼看到的图像在左右两侧略有差别，这些差别又十分类似于人眼观看真实物体的立体视差，从而在大脑的综合作用下产生立体感。为了实现本技术的上述方法以达到产生立体感的效果，关键在于设计制造一种曲折率逐点可变的镜片。镜片的作用本质上都可以用三棱镜对光线的折射作用来解释(参阅附图2)。垂直入射的光线通过顶角为α的三棱镜之后发生曲折，其曲折的角度γ满足下式α＝ (arctgγ)/(ε1-1)在α比较小时，则有γ＝(ε1－1)α，式中ε1是透镜材料的折射率。当光线被折射后，眼睛所见到的物体似乎向顶角方向移动了。当我们逐点改变透镜的曲折率或者说透镜的表面曲率时，就可以逐点改变眼睛所见到的图形形象。现在以右眼为例来说明本技术所提供的透镜所具备的性能1.在光学中心，物体形象不发生变形；2.在光学中心左侧，右眼所见物体形象向左延伸，在光学中心右侧，右眼所见物体形象向左收缩；3.延伸和收缩的程度同远离光学中心的距离成正比。对左眼来说，本技术透镜的性能要求正好与上述对右眼的要求相反，也就是说，产生的光学效应以鼻中隔处的立轴为轴对称。这样，双眼通过左右二透镜见到的屏幕形象(参阅附图3)，在图像右部右眼看到的形象变窄，这好似附图1中的R面，而左眼看到的图像右部则向右展宽一些；在图像左部，左眼看到的形象变窄，这又好似附图1所示的L面，而右眼看到的图像左部则向左延伸展宽一些；在图像中部，对电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不需对现行电视制式作任何改动就可以在任意普通电视机屏幕上观看图像而产生立体效果的电视眼镜，包括左右镜片和带有或不带有两只眼镜脚的镜框，其特征是ａ）左、右镜片的横剖面形状相对于人鼻中隔呈轴对称，ｂ）所述镜片横剖面的轮廓线包含，光滑 连续的曲线和直线段，以使镜片的曲折率连续可变，从而造成通过该镜片的图像在水平方向略有变形，ｃ）所述镜片在正对人眼瞳孔的光学中心附近的曲折率为零而不产生三棱镜效应，以及ｄ）所述镜片是一种在眼睑上下运动方向对图象不产生任何变形的柱面透镜 。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱维南，印云芬，
申请(专利权)人：朱维南，印云芬，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]