专利名称：一种显示立体虚拟图象的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示立体虚拟图象的方法及装置，本发明采用数字化微晶虚拟显示器再现真实的立体图象或画面。
显示立体图象的方法有许多种，其中包括补色立体观察法、偏振光滤色观察法、时分多路复用法等，已有的方法都必须向观察者显示两组有差异的图象，并且使用特制的观察镜才能看到立体图象。中国专利CN1075213A公开了一种在计算机屏幕上观看立体图象的方法，该方法是利用计算机的功能将图象处理成左右两幅图象，并分别显示在计算机屏幕上，然后用棱镜式的立体观察镜分别观看左右两幅图象，通过观察者的视觉合成为一个立体图象。上述方法显示的立体图象都是经过某种光学处理的图象，许多图象信号已经丢失或发生变化，与真实的图象在每个象素上的位差、色饱和度、纵深感、灰度差等存在明显的差异。因此，需要提出一种贴近真实图象的立体图象的显示方法及装置。
本发明的目的是提供一种显示立体虚拟图象的方法及装置，本发明采用数字化微晶虚拟显示技术，给观察者的左右眼分别提供立体源的图象信息，由观察者的视觉合成真实的立体图象。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的在观看者的左眼视点处设置左视数字式微晶显示器，在观看者的右眼视点处设置右视数字式微晶显示器，由左视数字式微晶显示器显示左眼虚拟图象，由右视数字式微晶显示器同步显示右眼虚拟图象，左眼虚拟图象和右眼虚拟图象由观看者的视觉合成为一个与真实的体视图象相同的立体虚拟图象。本发明所述的左眼虚拟图象和右眼虚拟图象是通过模拟人眼的左、右摄像机拍摄的图象，将拍摄的图象进行数字化处理生成数字信号，再将该数字信号输送到所述的左视数字式微晶显示器和右视数字式微晶显示器即可。
实现上述方法的装置包括一个可佩戴在头部的镜架，该镜架的左镜框上设置左视数字式微晶显示器，该镜架的右镜框上设置右视数字式微晶显示器，所述的左视和右视数字式微晶显示器都有一个观象筒，自该观象筒入视口至该观象筒底依次设置双曲面凸透镜、双曲面复合透镜、半反射镜及数字式微晶显示板，在观象筒的一侧设有光源室，所述观象筒和光源室之间设有匀光镜和菲涅尔透镜，光源室底部设有发光晶体管L、匀光镜及反射镜。本发明的装置中的数字式微晶显示板是一块9.6毫米×7.2毫米，对角线长度为0.47英寸的液晶显示屏，将该装置放置在观察者眼前25.4毫米左右的适感处，就可在观察者的眼前等效于2-12英尺处产生一个对角线为18-52英寸的虚拟屏幕。
本发明与已有技术相比具有如下优点1、本发明的立体源信号是左右各自独立的信号源，不经过图象的分离处理，图象信号不丢失不失真，由观察者的视觉合成的立体图象是更贴近真实的图象；2、本发明的显示器佩戴在使用者的眼睛前，保密性强，抗干扰性强；3、本发明的显示器体积小，能耗小，使用方便；4、本发明的显示器左右独立，左眼看不到右边的图象，右眼看不到左边的图象，可以有效保证左右图象不会相互重叠干扰，因此，立体图象的质量高。
5、本发明的显示器各自独立显示图象，观察者不用借助立体镜，因此，彩色图象的色彩丰富不偏色，色饱和度好，图象纵深感强，立体效果突出。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的结构示意2为本发明的微晶显示器结构示意图(剖视图)参见图1和图2，本发明的显示立体虚拟图象的方法及装置，有一个可佩戴在头部的镜架1，该镜架的左镜框上设置左视数字式微晶显示器2，该镜架的右镜框上设置右视数字式微晶显示器3，在本实施例中所述的微晶显示器是粘固在镜片101上的，所述的镜架上也可以不设镜片，直接将所述微晶显示器固定在镜框上，所述的左视和右视数字式微晶显示器都有一个观象筒201，该观象筒的截面为矩形，筒体采用塑料制品，自该观象筒入视口202至该观象筒底210依次设置双曲面凸透镜203、双曲面复合透镜204(该镜由一个双曲面凸透镜和一个双曲面凹透镜205重叠复合而成)、半反射镜206及数字式微晶显示板207，所述的半反射镜是一个与轴线呈45°的镜片，该镜片靠数字式微晶显示板一侧设有镀膜，所述的数字式微晶显示板是一块9.6毫米×7.2毫米，对角线长度为0.47英寸的液晶显示板，(该显示板还可以更大一些)，并带有显示电路215及外接线缆214，本实施例采用美国Microdisplay公司的产品。在观象筒的一侧设有光源室213，所述观象筒和光源室之间设有匀光镜208和菲涅尔透镜209，光源室底部设有发光晶体管L、匀光镜211及反射镜212。所述的匀光镜采用磨砂镜片，所述反射镜是一个呈45°设置的镜片，该镜片靠发光晶体管一侧设有反射镀膜，所述发光晶体管采用LED发光管。
本发明先使用摄像机，模拟人的眼睛观察景物的生理习惯分别拍摄出左、右眼的图象，将拍摄的图象由数字信号处理器(DSP)进行数字化处理生成数字信号，该数字信号处理器可以是独立的处理器，也可以是装在普通计算机内的处理器，或是安装在其他影视设备中的处理器。本实施例使用的是安装在普通计算机内的数字信号处理器。
当需要观看立体图象时，将本发明的装置佩戴在观察者的眼前，在观看者的左眼视点处设置左视数字式微晶显示器，在观看者的右眼视点处设置右视数字式微晶显示器，所述的微晶显示器的入视口与眼睛的距离保持在25.4毫米左右的适感距离，此时，由左视数字式微晶显示器显示左眼虚拟图象，由右视数字式微晶显示器同步显示右眼虚拟图象，左眼虚拟图象和右眼虚拟图象由观看者的视觉合成为一个与真实的体视图象相同的立体虚拟图象。在观看者的视觉上该立体虚拟图象等效位于人眼睛2英尺处，屏幕的对角线尺寸为18英寸(根据市场的需要，该虚拟屏幕可以设计成52英寸或更大)。所谓的虚拟图象是指当人用眼观察一个由光学器件构成的观象筒内的画面时(该画面对角线长度小于1.5英寸时，就定义为虚拟成象技术)，由于光学器件的作用，在该观象筒内将产生一个较大的隐含的图象。该光学现象可参见文献，本文不作进一步解释。
权利要求
1.一种显示立体虚拟图象的方法，其特征在于在观看者的左眼视点处设置左视数字式微晶显示器，在观看者的右眼视点处设置右视数字式微晶显示器，由左视数字式微晶显示器显示左眼虚拟图象，由右视数字式微晶显示器同步显示右眼虚拟图象，左眼虚拟图象和右眼虚拟图象由观看者的视觉合成为一个与真实的体视图象相同的立体虚拟图象。
2.一种显示立体虚拟图象的装置，其特征在于有一个可佩戴在头部的镜架(1)，该镜架的左镜框上设置左视数字式微晶显示器(2)，该镜架的右镜框上设置右视数字式微晶显示器(3)，所述的左视和右视数字式微晶显示器都有一个观象筒(201)，自该观象筒入视口(202)至该观象筒底(210)依次设置双曲面凸透镜(203)、双曲面复合透镜(204)、半反射镜(206)及数字式微晶显示板(207)，在观象筒的一侧设有光源室(210)，所述观象筒和光源室之间设有匀光镜(208)和菲涅尔透镜(209)，光源室底部设有发光晶体管(L)、匀光镜(211)及反射镜(212)。
全文摘要
本发明涉及一种显示立体虚拟图象的方法及装置,在观看者的左眼视点处设置左视数字式微晶显示器,在观看者的右眼视点处设置右视数字式微晶显示器,由左视数字式微晶显示器显示左眼虚拟图象,由右视数字式微晶显示器同步显示右眼虚拟图象,左眼虚拟图象和右眼虚拟图象由观看者的视觉合成为一个与真实的体视图象相同的立体虚拟图象。
文档编号G02C3/02GK1336562SQ0012081
公开日2002年2月20日 申请日期2000年7月28日 优先权日2000年7月28日
发明者张越苏, 张小鹰 申请人:张越苏, 张小鹰