简便连接和对准立体视觉实现器件的方法和装置的制作方法

专利名称：简便连接和对准立体视觉实现器件的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及立体显示器，尤其是涉及将3D立体视觉实现器件应用和对准在诸如LCD监视器、笔记本电脑的平板显示器上。
背景技术：
本发明论述了在平板显示器，诸如(但不局限于)笔记本电脑、LCD监视器上应用和对准3D立体视觉实现器件的问题。有很多种方式可以实现此种用于3D立体观察的器件。但是，至今还没有简便的方法或装置来使普通消费者可以由此来在家用膝上机(laptop)或平板显示器上连接和对准3D立体视觉实现器件SED(诸如VrexMicropolTM，双凸透镜光学器件，或是视差格栅(Parallax barrier))。本发明一并提供的方法和装置可以很大程度上简化3D实现器件在这些显示器上的使用。大多数系统(Vrex公司的微极化器，双凸透镜阵列，等等)都是永久性地固定。对于大多数非3D实现产品来说，在售后不能使用3D配件。为了实现平板显示器或者笔记本电脑的3D立体观察，就要求立体视觉实现器件永久地固定在显示器上。
存在一种通过提供一种以简单直接的方式连接和对准SEDs的方法和装置，从而来解决连接和调节3D立体视觉实现器件问题的需要。

发明内容
通过提供一种方法和装置来以简单直接的方式连接和对准SEDs，本发明旨在(direct to)解决连接和调节3D立体视觉实现器件的问题。几个可用固定方案分成两个主要类别，包括弹簧夹和螺丝夹固定系统。任何主要的立体视觉实现器件(包括但不局限于Vrex公司的微极化器、双凸透镜阵列、微透镜阵列、视差格栅、全息阵列)都可以使用上述两种固定系统中的一种来固定到平板显示器上(使用包括LCD、等离子体、OLED等等的各种显示技术)或者笔记本电脑显示器上。
一旦已经完成立体视觉实现器件初始固定，就通过使用依赖于所用的立体视觉实现器件的合适测试图像来提供一种用于最佳3D立体视觉图像正确对准的方法。
附图简述下述附图和发明详述一起对本发明的各种实施例进行描述，其中

图1示出了连接和对准装置的整体方框图；图2示出了连接和对准过程的流程图；图3示出了用于膝上机(Laptop)显示器的具有可拆除(removable)把手的弹簧夹固定装置的第一实施例(侧视图)；图4示出了用于膝上机(Laptop)显示器的具有可拆除把手的第二类弹簧夹固定装置的第二实施例(侧视图)；图5示出了用于平板显示器的具有可拆除把手的螺丝夹固定装置的第三实施例(侧视图)；图6示出了微极化器3D立体视觉实现器件；图7示出了视差格栅3D立体视觉实现器件；图8示出了双凸透镜3D立体视觉实现器件；图9示出了垂直可调夹；和图10示出了水平可调夹。
发明详述连接和对准装置整体方框1示出了本发明各种实施例的整体框图。基本思想是提供一种可以将立体视觉实现部件简便地连接和对准到显示器件上的装置。方框图100示出了连接装置102，该装置将3D立体视觉实现器件(SED)104连接到显示器件106上。该连接装置的目的是将SED紧紧固定在一个合适的位置上，而且提供足够自由度使得SED可以沿显示器件表面横向运动以便允许正确对准。该连接装置的实施例可能采用两种形式中的一种或两者的结合。这些连接形式包括基于弹簧夹的连接器件和基于压缩螺丝的夹子。可以通过下面描绘的对准方法来实现正确对准。附图示出了一种对具有很少先前经验的使用者来说可以使对准SED变得简便的对准装置108。
连接和对准过程流程2示出了优选实施例的连接和对准过程的流程图200。流程的第一步涉及在显示器202的有效区上放置SED。对于很多种SED(例如，Vrex公司的微极化器和双凸透镜)来说，很重要的是该SEDs需要放置在适于3D观察的正确方位。使用各种连接夹器件206中的一个来将SED固定到显示器上。应该施加足够的压力来将SED固定在合适的位置上，但也要允许使用者在后面的过程中可以进行对准调节。如果需要使用可拆除调节把手206，第三步是连接该把手。对准图像208呈现来在显示器件上显示。通过为左眼提供左透视图以及为右眼提供右透视图(这样的左眼透视图是单黑色场，而右眼透视图是单白色场，或者是其他不同的对准图像)，该图像将帮助SED对准。当使用者的左眼只看到左透视图，而右眼只看到右透视图的时候，就可以实现正确对准。比如，当黑色条带从观察的图像中消失后，对准过程将指示已经达到正确调节。接下来，使用调节装置在显示器表面上滑动SED以实现正确对准。一旦已经实现对准，假如必要的话可以拆除调节把手214。
用于膝上机显示器的具有可拆除把手的弹簧夹固定装置(侧视图)图3示出了具有可拆除弹簧把手的基于弹簧夹的固定装置300。该弹簧夹302将3D立体视觉实现装置连接到显示器件上(在这里是膝上机显示器)，通过提供足够摩擦力来阻止正常使用中的SED相对显示器移动。但是，弹簧夹提供的压力要小得足够允许使用者沿着显示器表面滑动SED以获得正确对准。该弹簧夹的另一个特征是，从显示器的背面伸出，越过显示器的顶部上方且穿过显示器框(bezel)，一直延伸到SED。根据固定需要，还可以使用多个夹子。为了方便，当夹子已经放到期望位置后可以拆除弹簧把手306。
图3还示出了可拆除调节把手308的位置。一个或多个可拆除调节把手可以连接到SED并在对准过程中帮助使用者。在优选实施例中这些器件可以有吸盘或把手，允许使用者简便地将其与SED连接或拆除。
图4示出了用于连接的弹簧夹器件402的另一实施例400的侧视图。在此种情况下，使用在弹簧夹内部的指旋螺丝404来调节夹子的压力。这种可调节能力允许使用者在对准过程中有更大自由度的控制，而且设计越紧凑，实际使用越方便。
用于平板显示器的具有可拆除把手的螺丝夹固定装置(侧视图)图5示出了一种螺丝压力型的连接夹500的实例。在此种情况下，夹子是通过指旋螺丝502的压力而不是金属夹的弹力来把SED固定到显示器件上。这种连接类型对于形状奇特的平板显示器或是机身正面和背面间距过大的显示器很有用处。指旋螺丝502正对夹子的前端放置，用以预防不经意的滑动和SED 504上的侧向力。指旋螺丝的球形接头506确保施加力垂直于SED。球形接头的施加力可以经由橡胶底座508施加。在另一弹簧夹中，使用者可以调节压力强度，以使更简便地对准SED 506。一旦实现了正确对准，可以旋紧指旋螺丝以确保更好的固定连接。
微极化器3D立体视觉元件图6示出了微极化器(Micropol)SED 600。该微极化器SED改变基于逐行(或者逐像素)的光线的极化特性。立体观察处理要求景色的两个视图(左透视图和右透视图)被分别导入观察者的左眼和右眼中。空间多元图像(SMI)组合左眼和右眼透视图，二者逐行(或者逐像素)交替。微极化器SED交替变换显示器的极化结构，以使邻近行(或象素)具有正交(或相反)极性。当观察者带上极化镜后，一只眼睛将看到一组行(或者像素)而另一只眼睛将看到另一组行(或者像素)。人脑通过一种称作立体视觉的处理，处理两幅图像以得到距离感。该μPol(微极化器)可以放置于任何类型的显示器上，该显示器包括但不局限于LCDs、等离子体显示器、投影仪屏幕、笔记本电脑等等。视差格栅3D立体元件图7示出了视差格栅SED 700。视差格栅SED 702由一个薄的垂直狭缝板组成，其上具有交替的透明和不透明条纹。SED 702位于具体的准备图像之前。该图像由对应于左右透视图的交替的右眼和左眼条纹组成。格栅中的每条狭缝都起到作为其后图像区域中的条纹的窗口的作用。精确看见图像上哪条条纹取决于观察该狭缝的水平角度。在正确的位置，观察者的右眼将通过狭缝看到图像的右视图，而左眼可以看到左视图。不透明的格栅阻挡右眼看到左视图，并且阻挡左眼看到右视图。通过立体视觉处理，观察者就会看到立体图像。
双凸透镜3D立体视觉元件图8示出了双凸透镜SED 800。双凸透镜SED由一组长且窄的透镜阵列组成。来自显示器的图像由对应左眼和右眼图像信息的交替条纹组成。每个透镜聚焦位于透镜后面的图像信息，并将光线导向不同方向。在正确的位置，观察者的右眼将通过狭缝看到图像的右视图，左眼看到左视图。
垂直可调夹图9示出了具有可调夹900形式的调节装置和夹子装置的综合体。该图示出了显示系统的右上角。SED 902正对显示器504放置，用调节夹906固定在合适的位置。夹子的压力面908紧压SED 902以将其固定在显示器904上。使用者可以通过调节调节装置908来在显示器上垂直移动SED 902以实现显示器904和SED 902之间的最终对准。调节装置可以使用诸如旋转螺纹(rotational thread)系统、微型蜗轮、齿轮齿条系统、滑楔(sliding wedge)系统以及旋转凸轮来实现。如本领域的技术人员所知，用其它机械系统可以取代该调节装置。
将垂直调节夹906放置在显示器的其它部分也是可以的，比如左侧或者右下方。可以使用多个调节夹。比如可以有一个夹子在左边，一个夹子在右边。
图9示出了μPol和其他水平类型SEDs所需要的垂直调节夹。可以将同样的夹子固定在显示器的顶端或是底端来实现视差格栅和双凸透镜SEDs的水平调节。
水平可调节夹图10示出了水平调节夹1000。拉伸弹簧1002将夹子的背面1004和夹子的正面1006按块保持在一起，并且提供作用力来将SED 1008固定在显示器1010上。指旋螺丝调节器1012允许使用者调节夹子1006前端的水平位置，该夹子通过夹子压力面1014的作用在显示器1010上水平地移动SED 1008。可以将指旋螺丝调节器1012替换为诸如旋转凸轮、滑楔的其他机械装置和本领域技术人员熟悉的其他机械系统。可以将水平调节夹1000放置在显示器的其他位置上。可以使用多个水平调节夹1000固定和调节SED 1008。也可以将水平调节夹1000放置在显示器1010的顶端或底端来允许SED 1008垂直运动。
尽管本发明是按照优选实施例来描述的，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离于本发明范围的情况下，可以对其进行各种修改，各种元件也可以被相等物替代。另外，在不脱离于本质内容范围的情况下，为了使特定情形或材料适应于本发明的说教，可以进行很多修改。因此本发明往往并不限定于作为最优实施方式公开的具体实施例，但是本发明将包含所有处于所附权利要求范围内的实施例。
权利要求
1.一种用于简便连接和对准3D立体视觉实现器件的装置包括一个立体视觉实现器件；以及一个固定装置，其中所述立体视觉实现器件被固定在观察装置观察区的上面。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述立体视觉实现器件包括一个微极化器。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述立体视觉实现器件包括一个视差格栅器件。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述立体视觉实现器件包括一个双凸透镜器件。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述固定装置包括一个弹簧夹。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述弹簧夹进一步包括可拆除把手。
7.如权利要求5所述的装置，其中所述固定装置包括一个指旋螺丝压力调节器。
8.如权利要求1所述的装置，其中所述固定装置进一步包括可拆除调节把手。
9.如权利要求1所述的装置，其中所述固定装置包括一个螺丝夹器件。
10.如权利要求9中所述的螺丝夹器件包括向固定在所述显示器件的显示区域上的立体视觉实现器件施加压力的第一平面；与指旋螺丝连接的第二平面；和所述指旋螺丝的第一末端连接的球形接头，其中所述球形接头经由橡胶底座向所述显示器的第二平面施加压力，此外其中所述指旋螺丝在其第二末端有一个指旋调节器，其中所述指旋螺丝调节器对所述立体视觉实现器件施加可变化的压力。
11.一种将3D立体视觉实现器件连接和对准到显示器件上的方法包括将立体视觉实现器件放置在所述显示器件的观察区上方；将固定装置安装到所述立体视觉实现器件和所述显示器件上；调节所述固定装置以提供足够压力将立体视觉实现器件固定在合适位置上，并还允许作出位置调节；连接一个或多个对准把手；在所述显示器件上显示对准图像；以及对准所述立体视觉实现器件。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括拆除所述对准把手。
13.如权利要求11所述的方法，还包括进一步调节所述固定装置以在所述立体视觉实现器件上提供足够压力来防止所述立体视觉实现器件相对于正确的对准位置发生任何移动。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述立体视觉实现器件包括一个微极化器。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述立体视觉实现器件包括一个视差格栅器件。
16.如权利要求11所述的方法，其中所述立体视觉实现器件包括一个双凸透镜器件。
17.如权利要求11所述的方法，其中所述固定装置包括一个弹簧夹装置。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述弹簧夹装置包括可拆除把手。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述弹簧夹装置包括一个指旋螺丝压力调节器。
20.如权利要求11所述的方法，其中所述固定装置包括一个螺丝夹装置。
全文摘要
本公开通过提供一种以简单直接的方式连接和对准SEDs的方法和装置，论述了连接和调节3D立体视觉实现器件的问题。几种可以选择的固定方案分成两个类别，其中包括弹簧夹和螺丝夹固定系统。任何主要的立体视觉实现器件都可以使用两种固定系统类型中的一种固定到平板显示器(使用包括LCD、等离子体、OLED等等的多种显示技术)或者笔记本电脑显示器上，该立体视觉实现器件包括但不局限于Vrex公司的微极化器、双凸透镜阵列、微透镜阵列、视差格栅、全息阵列。一旦已经完成立体视觉实现器件初始固定，就通过使用依赖于所用的立体视觉实现器件的适当测试图像来提供一种用于最佳3D立体视觉观察正确对准的方法。
文档编号G02B27/22GK1606886SQ02825677
公开日2005年4月13日 申请日期2002年10月21日 优先权日2001年10月19日
发明者童宗寰, 阿达姆·迪夫比什, 戴维·斯威夫特 申请人:威瑞克斯公司