专利名称：立体观屏镜及显示方法
技术领域：
本发明涉及一种图像显示和观看装置，尤其是一种立体图像的显示和观看装置。
背景技术：
观看立体图像需要左右眼分别看到具有视差的左右图像，由于人两只眼睛是同看一个目标，视线不会向两边分开，故要观看平行拼在一起的一对具有视差的“立体对”图像，其左右图像中间距离不能超过人两眼的间距，这就限制了立体对图像的画幅面积，这对于分辨率很高的感光材料图片是可以的，立体观片器通过放大镜对小图像进行放大，能获得很好的效果。虽然图像放大了，但两眼视线不会因此分开，这种方式看立体图像效果非常好。但是在数码时代的今天，用这种方式去显示屏上观看就不行了，显示屏的像素密度远比感光胶片低，要把图像缩小到要求的画幅，图像像素会大大丢失，丢失的像素不能用光学放大镜来恢复。要使画面具有尽可能多的像素，只有增加显示面积，所以立体观片器需要对整个屏幕的观看，才能获得尽可能多的像素。查询有个专利，已有的大幅面“电子视频立体观片器”利用的是三棱镜来改变光路，使两眼平行的视线在三棱镜处向两边分开，这种方式虽然达到了拉开视线的作用，但视线是倾斜对着画面的，这样图像会产生变形，而且左右图像变形的部位正好相反，通过大脑的重合这两幅图像会有较大差异，观看会产生不舒适的感觉。“立体成像镜和立体观像镜”专利也存在类似问题，虽然他的观像镜做得比较合理，但他的图像来源是通过分镜获取，其获取图像的镜头是在并排着的两个左右视图成像部位的中间，等于镜头分别在左右视图的右边缘和左边缘，两幅视差图像远离镜头边缘变型部分正好对应另一视差图像不变型的部分，仍然存在上述观看效果的缺陷。
发明内容
为了使立体图像有更好的效果，把图像做得更加细腻，操作更加方便，本发明充分利用数码技术的优势，用数码技术处理图像，通过高清设备全屏幕展现图像，再用与之配合的光学设备——立体观屏镜对着整个屏幕观看，经过这样的软硬配合，使立体图像的再现既简单易行，又效果完美。
本发明采取的方案是通过软件将双镜头立体数码相机或数码摄像机获得的具有左右视差的两幅立体分图左右拼起来，组成一个立体对数码图像文件；立体对图像按需要显示的屏幕分辨率确定图像尺寸，以全屏幕方式显满在屏幕上，并可通过双屏显卡的支持，将立体对的两幅分图显示在两个相同规格的显示器上，以获得尽可能高的图像分辨率。为配合数码立体对图像在屏幕上的显示，本立体观屏镜能够调节两视线宽度，可看大小不同的屏幕，也可对着两台显示器观看；能够选择直视和横向放大，观看压缩和不压缩幅面的立体对图像；有可调遮挡板，遮挡无用图像的干扰，提高观看质量；能够调节两目镜即反射镜(1)、柱面镜(4)同另一路反射镜(1)、柱面镜(4)间的距离的功能，以适应人眼间距，调节屏幕虚像距离。
本发明的有益效果是，随着数码技术的发展和显示设备水平的不断提高，本立体图像的显示和观看方式能够充分利用和发挥这些优势，把立体图像的显示做得操作更加简单、图像更加细腻，这对于立体图像的普及和视觉技术的革命都具有很重要的意义。
图1立体观屏镜原理图；图2立体观屏镜构造图；图3棱镜型反射光路系统；图4反射镜型反射光路系统；图5目镜调节机构；图6立体观屏镜立体图。
图中1.反射镜(目镜)，2.反射镜(物镜)，3.平凸柱面镜(物镜)，4.双凹柱面镜(目镜)，5.立体观屏镜，6、7.遮光板，8.立体对、显示屏，9.转盘，10.转盘齿轮，11.调节齿轮，12.齿条。
具体实施例方式
1.制作和显示立体图像通过软件将双镜头立体数码相机或数码摄像机获得的具有左右视差的两幅立体分图左右拼起来，组成一个立体对图像文件。
对于单屏显示，立体对图像按显示屏的分辨率确定图像尺寸，既用压缩或裁剪的方式来配合显示屏幅面，显示时，全屏幕显示在屏幕上。压缩是先以显示屏的高度像素压缩或放大立体对图像(保持原始比例)，然后再将其宽度压缩到显示屏宽度像素(只宽度压缩)；裁剪是先将左右分图按显示屏的高度像素压缩或放大(保持原始比例)，然后再以分图的中间为起始点，向左右两边量，裁去超过1/4屏幕宽度像素以外的像素，再将两裁剪后的分图拼成立体对图像文件。
对于双屏显示，如果电脑配备的是支持双屏的显卡，编制一个调用看图软件的短程序，组立体对文件时可只做拼接处理，显示时，调用看图的程序再将该图从中间分开，分别全屏幕打开在两个屏幕里。
对于视频文件，编制一个调用播放器的短程序，运行该程序时，先通过对话选定左右视差视频文件，再将其分别在屏幕左右平分的两个窗口里同时播放。播放画面设成按窗口压缩，可通过横向放大的观屏镜恢复原来幅面。对具有双屏显示的设备，调用程序设定在两个屏里全屏幕播放。
立体对生成软件具有批量处理立体照片文件的功能，软件先让选择某一视差要生成立体对文件的照片文件名，然后自动在另一文件夹中找出同名的文件全部自动生成(立体相机拍的左右图像文件同名，下载时保存在不同文件夹中)，生成立体对文件的类型取决用户设定的显示器类型。
2.用立体观屏镜观看立体图像立体观屏镜是将两眼的光路经过两次反射的一种装置，目的是拉开两眼看出的视线，分别对着屏幕的两个半屏面(图1)，或者对着靠在一起的两个屏幕，两屏幕屏面垂直对着观屏镜。立体观屏镜主要结构如图2，视线通过反射镜(1、2)两次反射，以达到拉开视线的目的。拉开的视线距离可以通过反射镜2的角度调整，其调整是通过一套齿轮、齿条联动机构实现的(图2中10、11、12)，反射镜(2)固定在一个转盘(9)上，扭动齿轮(11)，带动齿条(12)移动，齿条移动又带动齿轮(10)转动，从而带动转盘(9)转动，由此调整固定在转盘上反射镜(2)的角度。
横向放大是通过反射镜(2)选用凹形柱面反射镜实现的，凹形柱面反射镜与平面反射镜背靠背地固定在转盘(9)上，将转盘旋转半周，即实现直视和放大的选择。
在扭动调节齿轮(11)的同时，还带动双凹柱面镜(4)的出没，该柱面镜主要配合凹形柱面反射镜调焦。
作为目镜的反射镜(1)和柱面镜(4)连在一个板上，与另一路的目镜间的距离也做成可调。
立体观屏镜除了用反射镜实现以外，也可通过棱镜实现(图3)。
立体观屏镜配有活动的遮光板(6、7)，目的是遮挡立体对的另一幅画面，同时，遮光板还兼作镜头盖。
用观屏镜观看立体图像时，是象观看望远镜一样通过观屏镜对着屏幕观看的，其观看距离跟平常看屏幕的距离差不多，观屏镜可手持、也可连接一个帽圈戴在头上，还可固定在支架上对着观看；对于经过宽度压缩的立体对图像，选用横向放大的功能观看，对横向放大的比例可通过观看距离调整；对于选用横向放大功能，需调节目镜(4)，使观看屏幕清晰；对于双屏显示的立体图像，将两显示器并排靠在一起，屏面垂直对着观屏镜，用直视的功能并调开视线宽度观看；调节两目镜(反射镜1、柱面镜4与另一路反射镜1、柱面镜4)的间距，不仅能适配两眼的间距，而且可以调节观看屏幕虚像的距离；调节遮光范围，可屏蔽无用图像的干扰，提高观看质量。
权利要求
1.一种立体显示方法，由具有左右视差的立体分图组成立体对图像，其特征是该立体对图像是通过软件将双镜头立体数码相机或数码摄像机获得的具有左右视差的两幅立体分图左右拼起来，组成一个立体对数码图像文件；立体对图像按需要显示的屏幕分辨率确定图像尺寸，以全屏幕方式显满在屏幕上，并可通过双屏显卡的支持，将立体对的两幅分图显示在两个相同规格的显示器上，以获得尽可能高的图像分辨率。
2.根据权利要求1所述的立体对图像，其特征是所述立体对图像按需要显示的屏幕分辨率确定立体对图像尺寸，是用压缩或裁剪的方式来配合显示屏幅面压缩是先按显示屏的高度像素来压缩或放大立体对图像，保持原始比例，然后再将其宽度压缩到显示屏宽度像素，只宽度压缩；裁剪是先将左右分图按显示屏的高度像素压缩或放大(保持原始比例)，然后再以分图的中间为起始点，向左右两边量，裁去超过1/4屏幕宽度像素以外的像素，再将两裁剪后的分图拼成立体对图像文件；组观看双屏的立体对文件，可不经压缩和放大处理，直接将左右分图拼在一起。
3.根据权利要求1所述的立体对图像，其特征是所述具有左右视差的图像如果是视频文件，则编制一个调用播放器或看图软件的短程序，将具有左右视差的两个视频文件分别在屏幕左右平分的两个窗口里播放，播放画面设成按窗口压缩；对具有双屏显示设备的，则调用程序设定在两个屏幕里全屏幕播放。
4.根据权利要求1所述的立体对图像，其特征是所述双屏显卡支持的两台显示器，它们并排靠在一起，屏面正对观看点；观看双屏的立体对文件时，由调用看图软件的短程序将其分开，再分别全屏幕显示在两个屏幕里。
5.根据权利要求1所述的立体对图像，其特征是所述立体对图像是通过软件将两幅立体分图拼起来，该软件具有批量处理立体照片文件的功能，软件先让选择某一视差要生成立体对文件的照片文件名，然后自动在另一文件夹中找出同名的文件全部自动生成，生成立体对文件的类型取决用户设定的显示器类型。
6.一种立体观屏镜，左右两眼通过光路两次反射的装置拉开视线，观看显示在屏幕上具有左右视差的立体对图像，其特征是为配合数码立体对图像在屏幕上的显示，本立体观屏镜能够调节两视线宽度，可看大小不同的屏幕，也可对着两台显示器观看；能够选择直视和横向放大，观看压缩和不压缩幅面的立体对图像；有可调遮挡板，遮挡无用图像的干扰，提高观看质量；能够调节两目镜即反射镜(1)、柱面镜(4)同另一路反射镜(1)、柱面镜(4)间的距离的功能，以适应人眼间距，调节屏幕虚像距离。
7.根据权利要求6所述的立体观屏镜，其特征是所述立体观屏镜具有调节两视线宽度的功能和具有直视和横向放大选择的功能，这两个功能是通过一套联动机构实现的，将平面镜和柱面镜背靠背地固定在转盘上，通过齿轮齿条的传动，带动两转盘相对旋转，从而达到调节两视线宽度和选择直视和放大功能的目的；通过选择转动机构，还可带动目镜3的出没。
8.根据权利要求6所述的柱面镜，其特征是所述观屏镜光路反射系统也可以采用棱镜方式(图3)，棱镜方式的横向放大可以采用平凸柱面镜3做物镜。
全文摘要
一种立体观屏镜及显示方法，用软件将双镜头立体数码相机或摄像机获取的具有视差的左右立体分图拼在一起，组成立体对图像文件。立体对图像的幅面按显示屏的分辨率进行压缩或裁剪，以全屏幕方式显满在屏幕上，对有双屏显卡支持的设备，还可将立体对的两幅分图显示在两个相同规格的显示器上，以获得尽可能高的图像分辨率。针对屏幕显示的立体对图像，本立体观屏镜用两次反射的方式拉开两眼看出的视线，并具有调节视线宽度的功能，具有直视和横向放大选择的功能，具有视线的遮挡功能以及调节虚像距离的功能。它可看单屏，也可看双屏；可不改变幅面直视屏幕，也可横向放大，恢复经压缩的图像；遮挡功能可屏蔽无用图像的干扰，提高观看质量。经过这样的软硬配合，使立体图像的再现既简单易行，又效果完美。
文档编号H04N15/00GK1941926SQ200610062410
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月4日 优先权日2006年9月4日
发明者钟磊 申请人:钟磊