专利名称：三维图象显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及三维图象显示器。
背景技术：
已知，排列物体的两个或者更多不同的图象，使其分立地且同时被观察者的两个眼睛所观看到，这样可以产生三维图象。有多种已知的获得三维效果的方法。两种常见的方法是使用特殊的光学屏和利用偏振现象，其中所述的特殊光学屏有薄的起细小波纹的塑料覆盖层，所述偏振现象针对每只眼睛使用不同的观看物镜。
这些已知方法的缺点是需要有专用设备制造屏和/或透镜。此外，若使用特殊的光学屏，通常只有很小的视域。相反地，偏振方法允许有较大的视域，但是由于需要戴特殊的观看眼镜，因此给观看者带来不便。
发明内容
本发明的目的是克服或者至少改善上述的缺点，或者至少为公众提供有用的可选方案。
根据本发明的第一方面内容，提供一种三维显示器，其包括显示屏，投影机，其可以同时将两个顺序的图象放映到显示屏上，及位于屏和观看位置之间的准直仪，其能随投影到屏上的图象顺序改变屏的视角，且允许处于观看位置的观看者的不同的眼睛看到两个顺序的图象。
优选地，准直仪包括多个相平行的垂直条板。
优选地，条板能围绕旋转点来往复摆动，或者以固定角度左右振动。
优选地，投影机和准直仪由定时装置连接。
优选地，投影机包括可旋转的碟形件，在所述碟形件中心有光源，多个载片排列在其周边，在光源和屏之间有一个或者多个透镜线性排置，其中碟形件的旋转使得图象顺序地在光源和至少一个透镜之间移动。
优选地，显示屏是液晶显示器(LCD)，投影机是可以将图象传输到液晶显示器上的计算机或者电子系统。
优选地，投影机包括可旋转的碟形件，在所述碟形件的中心有光源，多个载片排列在其周边，在光源和屏之间有一个或者多个透镜线性排置，其中碟形件的旋转使得图象顺序地在光源和至少一个透镜之间移动，同时准直仪控制屏的视角。
通过以下的描述，本发明的另外方面内容将变得更清楚，其只是用作例子。
参照附图，将对本发明的实施例进行描述。
图1示出了投影顺序图象到屏上的第一投影机，图2示出了顺序的图象，图3示出了第一准直仪，图4示出了针对图2中顺序图象的第一准直仪的位置，图5示出了投影顺序图象到屏上的第二投影机，图6示出了屏的观看位置，图7示出了屏上的同时出现的图象，图8示出了第二准直仪，图9示出了针对图7中顺序图象的第二准直仪的位置，图10示出了观看图7中图象的镜子，及图11示出了第三准直仪。
在图中相同的标号对应相同的整数。
具体实施方式
图1示出了本发明的实施例，其包括投影机40、显示屏14和准直仪15。投影机40是背面投影类型的投影机，其将图象放映到屏14上，并要从屏14的相对的一侧的观看位置16观看图象。准直仪15位于观看位置16和屏14之间，其可控制观看屏14的视角。
投影机40包括在其中心有光源6的碟形件25。多个承载多个图象的图象载片1、2、3、4、5围绕碟形件25的周边放置。第一对透镜9汇聚来自光源6的光，且汇聚光穿过图象载片1、2、3、4、5。第二透镜10汇聚来自图象片1、2、3、4、5的光，并将光投影到屏1 4的背面。
碟形件25可旋转，这样图象片1、2、3、4、5顺序地经过光源和透镜之间，且被投影到屏14的后面。在分立图象片1、2、3、4、5之间转换的期间，具有多个孔的圆形光闸7控制光源。在可选实施例中，光闸7固定且具有单个的孔，从而控制光源6。
在另一个实施例中，频闪光代替了光源6和光闸7，频闪光具有亮而短的脉冲，其固持住从移动载片投影的图象。以这样的方式对其进行操作每当载片移动到与光源和屏成一条直线的位置时，光闸7打开或者频闪光闪现。
本领域的技术人员可以意识到为了投影得到三维(3D)图象，每个图象载片1、2、3、4、5必须包括从不同角度拍摄的物体的图象。当分立的图象以大于每秒25幅图象的高频率被观看者的两个眼睛观看时，物体将会以没有闪动的3D形式显示出来。图2示出了物体20和从不同角度拍摄的图象1、2、3、4、5。这些图象显现在图象载片上。
准直仪15控制观察者不同眼睛对分立的图象载片1、2、3、4、5的观看。参考图3，示出了准直仪15的一部分。准直仪15包括多个相平行的条板，每个条板绕枢轴22安装。每个条板23由其末端21枢轴连接到控制杆26。如箭头19所示，控制杆26的纵向移动旋转地移动条板23，如弧形24所示。
参考图1，控制杆26由曲柄轮12上的连杆13驱动。安装在碟形件25和曲柄轮12的有齿轮8由有齿带11连接，从而在碟形件25的旋转和准直仪15、条板23的移动之间起定时作用，其中所示碟形件25的旋转使得图象显示在屏14上。
参考图4，示出了针对每个图象1、2、3、4、5的准直仪15的不同位置。准直仪15使每个图象仅从特殊的视角才能看到，这样观察者的眼睛看到不同的图象。投影机40设置为每秒投影多于25个图象，这样图象之间的转换对于观察者是不可见的。而观察者看到的是物体20的3D图象。
图5示出了本发明的具有五个投影机40的实施例，所述五个投影机40将五个图象1、2、3、4、5投影到屏14的背面。本领域技术人员可以意识到，或多或少的图象可以用或多或少(n)的投影机40投影。每个投影机投影从不同视角拍摄的物体的图象。
在第二具体实施例中所有投影机全时操作。每个投影机在其透镜前面有相应的光闸7。光闸7与准直仪15同步操作，这样为所需的视角投影期望的图象。图6示出了视角与图象的联合关系。在转换时间x期间，没有图象可见。当准直仪15所处位置允许在第一观看位置F观看时，第一光闸7打开以允许来自第一投影机40的图象显示在显示屏14上。当准直仪15所处位置允许在第二观看位置G观看时，第二光闸7′打开以允许来自第二投影机40′的图象显示在屏14上。依次连续下去，直到准直仪15所处位置允许在观看位置N观看时，第n个光闸7n打开以允许来自第n投影机40n的图象显示在显示屏14上。
投影多个图象到屏14上从而与准直仪15相符合的其他方法对于本领域技术人员而言是显而易见的。这样的其他方法中的一个方法包括使用镜子和透镜。
在另一个实施例中，屏14是液晶显示器(LCD)，投影机是可以将图象传输到液晶显示器上的计算机或者电子系统。计算机或者电子系统也是通过致动器，步进电机等控制准直仪15，从而使显示图象和准直仪15的位置同步。
上述的实施例使用投影机类型的显示器，然而也可以使用更常见类型的显示器，诸如CRT和LCD显示器(存在于电视机和计算机监视器)。
图7示出了本发明的实施例，其中提供给右眼和左眼的图象27和28并排显示在显示屏14上。这不会带给观看者163D的效果，因为图象27、28均暴露给左右眼。为了产生3D视觉，右眼只能接受右眼图象28，而左眼只能接受左眼图象27。为了实现所述目的，安装两个准直仪15L、15R，使其位于每个图象27，28的前面，如图8所示。右准直仪15R帮助防止右图象28的光到达左眼，左准直仪15L帮助防止左图象27的光到达右眼。为了不限制图象只能在特殊的视角才能被看到，准直仪15L、15R的条板可以在特定的角度范围29、30中摆动，如图9所示。应该注意，对于这种结构，两个准直仪15L、15R之间不需要同步，但是摆动频率应该保持在25Hz以上，以避免闪动。
图7的结构会带给观看者16不舒适的感觉，因为两个并排放置的图象27，28不是来自同一个位置。为了克服所述缺点，安装辅助光学装置，如图10所示。镜31反射左图象27，并允许部分的镜32作进一步的反射到左眼。看起来好像图象27来自右图象28的位置。允许右图象28通过部分的镜32到达右眼。图10示出的最终的安装帮助重叠左右图象27、28，这样看起来好像它们来自同一位置。
在上述的实施例中，准直仪15是多个条板23，其可绕旋转点22来回摆动，如图3所示。在可选实施例中，准直仪15设置的可以左右振动。图11示出了准直仪15的可选实施例，其中相平行的条板23以固定角度θ°安装在控制杆26上。如箭头19所示，控制杆26的纵向运动移动条板23作左右振动运动。这种振动运动有助于减少条板23的厚度造成的阻碍作用，这样能获得较好视觉质量。
在前述的描述中，标号设置为整数，或者元件具有的等价物也包括在内，就象在说明书中对其单独进行说明。
尽管描述了本发明的实施例，但将会理解在不偏离本发明的原理或者附属权利要求范围的情况下，可对这些实施例进行改变，改进或者修改。
权利要求1.一种三维图象显示器，包括显示屏，投影机，其可以将两个顺序的图象同时投影到显示屏上，及位于屏和观看位置之间的准直仪，其随着投影在屏上的图象顺序改变屏的视角，且允许位于观看位置的观看者的不同的眼睛看到两个顺序的图象。
2.根据权利要求1所述的三维图象显示器，其中准直仪包括多个相平行的垂直条板。
3.根据权利要求2所述的三维图象显示器，其中条板可围绕枢轴点往复摆动，或者以固定的角度左右振动。
4.根据权利要求1所述的三维图象显示器，其中投影机和准直仪由定时装置连接。
5.根据权利要求1所述的三维图象显示器，其中投影机包括可旋转的碟形件，在所述碟形件的中心有光源，多个载片排列在其周边，在光源和屏之间有一个或者多个透镜线性排置，其中碟形件的旋转使得图象顺序地在光源和至少一个透镜之间移动。
6.根据权利要求1所述的三维图象显示器，其中显示屏是液晶显示器(LCD)，投影机是可以将图象传输到液晶显示器上的计算机或者电子系统。
7.根据权利要求1所述的三维图象显示器，其中投影机包括可旋转的碟形件，在所述碟形件的中心有光源，多个载片排列在其周边，在光源和屏之间有一个或者多个透镜线性排置，其中碟形件的旋转使得图象顺序地在光源和至少一个透镜之间移动，同时准直仪控制屏的视角。
专利摘要本申请公开了一种三维图象显示器，包括显示屏(14)，可将两个或者更多的图象顺序投影到显示屏(14)上的投影机(40)，位于屏(14)和观看位置(16)之间的准直仪(15)。准直仪(15)能随着投影到屏(14)上的图象顺次改变屏(14)的视角。
文档编号G03B35/00GK2682453SQ0325128
公开日2005年3月2日 申请日期2003年5月22日 优先权日2002年7月26日
发明者陈孝文 申请人:陈孝文