专利名称：巨幕3d电影镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种3D影像的观看装置，尤其是一种在普通显示屏上观看 3D电影或3D电视节目的观看装置。
背景技术：
观看3D影像需要左右眼分别看到具有视差的左右影像，目前3D片源主要以横向压缩一倍的左右格式出现，由于高清的两帧3D视差影像远远超过刚好只能满足1 帧的全高清播放设备，故这种左右格式的3D影像横向压缩了一半，使拼在一起的两帧画面仍然保持在1920X1080的全高清信息量上，但图像压窄了，如果原来是一个球，压缩后就成了一个竖起来的橄榄球。用立体观屏镜O00610062410.4)的横向放大方式，其凹柱面反射镜需要非同心圆柱面，制造有难度；用立体观像镜方式O00520016766. 5)，又不能做到大小屏幕兼容，更主要的是两种方式都没有具体考虑到大视场的设计，不能带来巨幕影院的震撼效果。发明内容为了克服现有技术的不足，本发明提供一种巨幕3D电影镜，所谓巨幕就是超大视场设计，设计思想是使两片反射镜在光路上尽量朝眼睛方向靠，达到视场尽量宽的目的，使在普通电视机或显示器上，观看3D电影和未来的3D电视节目，实现巨幕影院效果；此外，由于采用了光学横向放大，不同距离需要调焦；由于兼容大小屏幕和双显示屏， 两眼视线需要对称调节；还有就是一些确保产品质量、提高精度、提高产品的使用方便和舒适程度，以及降低制作成本的一些具体措施。本发明采用的方案是采用超大视场、最小体积设计，视场画幅与电视机16 9吻合；两光路对称、物镜反射镜和柱面镜联动调节，焦距采用换镜片或丝杆调节；目镜、物镜可拆装，兼容横向压缩的3D片源格式和非压缩格式影像、兼容双显示屏观看；采用水平微调机件，确保眼睛舒适；采用头戴支架，戴起来舒适；采用内齿形螺孔、采用反射镜卡位安装，降低制作成本等措施，使本装置趋于完善。本发明的有益效果是使用本装置，不添置3D电视机或3D显示器设备，就可利用家家都有的普通电视机和电脑观看3D电影或3D电视节目，其效果与快门式3D电视机或 3D显示器相比，亮度高，没有闪烁，不增加设备高速运作的负担；与偏光式3D电视机或3D 显示器相比，亮度高，没有间隔的黑条纹影响。并且这两种方式都存在重影，唯反射镜方式左右影像分离得干干净净。采用双显示屏，还可实现巨幕超高清的影像效果。虽然本装置比3D电视机的眼镜笨重一点，但节省了添置设备的开销，又获得了很好的高质量的影像享受，对绿色环保、对影像质量的提高都有积极的社会效应。
图1 3D电影镜基本光路；图2横向放大柱面镜及对称调节装置；图3水平微调机构及脚架螺孔；图4物镜反射镜固定装置；图5可拆装凹柱面目镜；图6可调节凹柱面目镜；
图7、8头戴支架；图9放大原理；图10聚焦原理。图中1.反射镜(目镜)，2.反射镜(物镜)，3.挡光板，4.凹柱面目镜，5.凸柱面物镜，6.拨动滑钮，7.连杆，8.拨动滑钮弹簧，9.脚架螺孔，10.水平视线微调机件，11.物镜反射镜托盘，12.可拆装目镜框，13.可拆装镜物镜框，14.目镜调节机构，15.眼镜腿，16.头戴连接架，17.软塑胶带、18.松紧调节旋钮，19.动、静齿盘，20.齿轮，21齿盒、22.簧片。
具体实施例方式1.光路本发明采用超大视场，追求巨幕效果，两反射镜在光路上尽量往眼睛方向靠，目镜反射镜目镜反射镜大于45度，目镜反射镜距目镜柱面镜中心视线距离小于 20mm(图1粗箭头，以瞳距63mm时)，目镜反射镜大于一般的45度，本发明按46度设置，物镜反射镜相距目镜反射镜50mm(视线中心距离)，物镜反射镜长度大于78mm，角度可调，为控制体积，光路总长度小于120mm(从目镜凹透镜到物镜凸透镜)，其窗口(1 即物镜凸透镜(5)按电视机16 9设计，本尺寸约80X45mm。有效视角在35度以上(图1)，80公分距离能看全M寸宽屏显示器。并设有遮光板(3)，挡住眼睛越过反射镜直视到到窗口外的光路，避免杂光干扰。目镜遮光板可以C轴转动调节，以适应不同瞳距，解决紧凑安装带来的漏光问题。为了降低产品成本，本发明的凸柱面镜和凹柱面镜(图2，4，幻都采用塑胶透镜。光路放大和聚焦原理见图8、图9;2.对称视线调节本发明采用拨动滑钮(6)、连杆(7)到物镜反射镜和物镜柱面镜 (图幻，拨动滑钮( ，同时通过连杆(7)对两物镜反射镜的角度和两物镜凸柱面镜的位置进行调节，反射镜以A点为轴，柱面镜由连杆推动杠杆使其延B线滑槽稍许移动，确保视场中心通过凸柱镜中心。滑钮下方有一弹簧(8)顶住，与上盖内面相互细齿结合，避免滑钮轻易滑动。3.水平微调由于注塑的温度和压力都会影响到塑胶的缩水程度，还有装配的配合精度问题，微小的差异会影响到两眼视线的水平方向发生较大的误差，影响观看的舒适程度。本发明对其中一片目镜反射镜加了一个微调机件(图3，10)，该件以D点为轴转动，拨动E点，偏心的反射镜卡位会产生微小位移，反射镜会以其对边的两卡位为轴，在垂直方向做细微改变，以此调整两视线水平方向的平行误差；4.脚架螺孔本装置底部中间位置有一脚架固定螺孔，注塑螺孔比较麻烦，本发明采用内齿形方式(图3，9)，减少攻丝切削和挤压分量，使螺丝很容易就可自攻进去；5.反射镜卡钉固定装置固定反射镜最简单的办法是胶粘，但胶粘受材料和温度的影响，容易脱落，本发明采用在反射镜托盘(图4，11)上用卡钉(I)固定方式，使装配容易又牢靠。反射镜从簧片F端插入，镜片表面有无需模具行位的卡钉挡住，镜片插到位，簧片 F卡位弹起并顶住，确保到位不松动、不脱落；6.目镜调节机构该装置需要对目镜凹柱面镜进行调节，一是调瞳距，二是调焦距。 本发明调瞳距采用换镜片换边方式，使凹柱面镜偏心2. 5mm，反个边装可以使瞳距有个5mm 范围内的选择。如两个偏心都往里靠，瞳距是61mm ；两个偏心都往外靠，是66mm ；—个往内， 一个往外，是63. 5mm ；调焦距可以用换不同度数镜片解决，可备远近两付镜片，即看电视机一付镜片，看显示器一付镜片。这两种方式都要求目镜框易拆换。为了易于拆换，本发明在目镜框(12)的止扣(图5，G)采用楔头方式，只要放松合缝，就可容易拔出和挤压进去。并且目镜框也可以采用橡胶软材料，也能解决易拆装问题。此外，物镜框也要便于拆除，物镜框(图6，13)采用16 9窗口，以适应高清的电视画面。物镜框用止扣固定在窗口处(图 6，H)，用力可克服塑料壳的弹性拔出，拆开物镜框，柱面镜可取出，同时取出目镜，就可看超高清的立体影像。调焦除拆换方式外，本发明也设计了调节方式，采用丝杆调节机构(图6， 14)，对其与物镜之间的距离进行聚焦调节；7.头戴支架电影时间长，需要戴在头上，本发明使用头戴支架(图7)，头戴支架的眼镜腿(1 采用宽边设计，可挡住两旁光线造成的干扰。眼镜腿端头插入头戴连接架 (16)，头戴连接架前端连接可调软胶带(17)，后连接松紧带，由此构成环形带圈(图8)。带圈戴在头上，转动旋钮(18)，对不同大小的头部进行调节，同时还用以调节本装置的高度， 以适合眼睛舒适观看。伸缩眼镜腿，可调到本装置距眼睛的适合距离。眼镜腿插入段下方有齿，靠电影镜重量可使其固定；两眼镜腿之间的宽度超过一般眼镜的宽度，以支持戴眼镜的人观看。软带调节机构由旋钮18、齿轮(20)、齿盒(21)、动、静齿盘(19)、簧片02)、以及软带(17)构成，旋钮、齿轮、齿盘为一体，齿轮转动，带动软带上的齿条，使两齿条相向移动。簧片通过齿轮，把动齿盘与齿盒上的静齿盘贴在一起，齿盘可单向滑动，阻挡软胶带向受力方向滑动。拧松软胶带时，压住旋钮转动，这时两个齿盘分离，不受齿盘阻碍；8.超高清影像由于本装置具有超大视场，并具有非横向放大功能，故本装置还可对着两台并列放置的全高清显示屏观看未经压缩的3D影像，从而获得超高清、超大画幅的 3D影像画面，为视角带来更顶尖的影像质量。关于巨幕效果说明巨幕是指电影院内有2、3层楼高的巨大银幕，播放的是超高清像素影片，屏幕大、 像素高，这是巨幕的两大特征。本发明在普通的电视机甚至更小的显示器上称巨幕效果，其一是因为本发明设计的视场宽大。虽然本电影镜要看的影源在电视机或显示屏上，远没有影院的荧幕大，但是从透视的原理，我们靠近电视机或显示器，一样可以获得巨幕的效果， 只是我们知道、也感觉得到这是近距离，远没有2、3层楼的荧幕大。而3D影像不一样，尤其是这种左右彻底分离的方式，屏幕已经不存在了，更没有屏幕距离的感觉，我们在3D影像中看到的只是影像内容所在的距离，3D影像给我们的是一种沉浸感，在身临其境的大视场里，这种巨幕效果会油然而生。其二是像素高。3D影像的像素是左右画面的总和，两幅视差影像虽然是同一场景，但是从两个角度获得的影像，从分辨率上，它们没有任何一点重复， 在细节上面它们互相弥补，给我们的感觉是特别精细，事实上，它们切切实实是用了两个传感器得来的影像，两幅视差画面之中，任何一点像素都能被我们大脑捕获，所以说3D影像的像素是左右画面的总和。虽然采用压缩了的左右格式3D片源每一幅像素压缩了一半，但合起来给我们看到的还是1920X1080的全高清像素，在现有电视设备技术上，它也算是像素高了。并且本3D电影镜还可以去掉两个柱面镜，对着两个全高清显示屏观看，那样就是超高清了，以后有4K的技术了，那更是超超高清。所以本发明称本3D电影镜为“巨幕3D电影镜”，一点都没有夸张。
权利要求
1.一种左右格式的3D影像观看装置，包括用于拉开两视线的两组反射镜，以及起横向放大作用的柱面镜，其特征在于该装置采用超大视场光路设计(图1)，有效视角大于35 度，目镜反射镜大于45度，目镜反射镜距目镜柱面镜中心视线距离小于20mm(以瞳距63mm 处)，物镜反射镜相距目镜反射镜50mm(中心视线距离)，物镜反射镜长度大于78mm，角度可调，为控制体积，光路总长度在110-130mm之间(从目镜凹透镜到物镜凸透镜)，其窗口 (13)即物镜凸透镜(5)按电视机16 9设计，尺寸在70X45mm-90X53mm之间；光路中设有遮光板(3)，目镜遮光板以C轴转动调节；光路中物镜采用塑胶凸柱面镜，目镜采用塑胶凹柱面镜(图2，4，5)。
2.根据权利要求1所述的3D影像观看装置，其特征在于该装置采用两物镜反射镜角度对称可调，并且同时连带两物镜柱面镜跟随调节，调节是拨动滑钮通过连杆推动物镜反射镜转动，同样该滑钮通过连杆及杠杆推动物镜柱面镜延滑槽移动，滑钮下方有一弹簧顶住， 滑钮与上盖内面相互细齿结合。
3.根据权利要求1所述的3D影像观看装置，其特征在于该装置有一水平调节机件，加在其中一片目镜反射镜上(图3，10)，该件以D点为轴转动，拨动E点，偏心的反射镜卡位会产生细微的位移，反射镜会以其对边的两卡位为轴，在垂直方向做细微改变，以此调节两视线水平方向的平行误差。
4.根据权利要求1所述的3D影像观看装置，其特征在于该装置设有一脚架固定螺孔， 注塑螺孔比较麻烦，采用内齿形方式(图3，9)，减少攻丝切削分量，使螺丝很容易就可自攻进去。
5.根据权利要求1所述的3D影像观看装置，其特征在于该装置物镜反射镜托盘(图4， 11)上采用插入固定方式，反射镜从簧片F端插入，镜片表面有无需模具行位的卡钉挡住， 镜片插到位，簧片F卡位弹起，确保反射镜固定牢靠。
6.根据权利要求1所述的3D影像观看装置，其特征在于该装置的目镜、物镜均可拆除， 目镜框(1 卡位止扣(图5，G)做成楔形，也可用橡胶软材料做目镜框，凹柱面镜中心偏离镜中心2. 5cm ；物镜框也用止扣(图6，H)固定，拆掉物镜框，可以取出物镜柱面镜。
7.根据权利要求1所述的3D影像观看装置，其特征在于该装置焦距调节也可以采用丝杆调节机构(图6，14)，转动丝杆，调节目镜与物镜之间的距离。
8.根据权利要求1所述的3D影像观看装置，其特征在于该装置配有头戴支架(图7)， 头戴支架的眼镜腿(1 采用宽边设计，可挡住两旁光线造成的干扰。眼镜腿端头插入头戴连接架(16)，头戴连接架前端连接可调软胶带(17)，后连接松紧带，由此构成环形带圈(图 8)。软胶带可调节，调节盒由旋钮(18)、齿轮(20)、动、静齿盘(19)、簧片02)、以及软带(17)构成，旋钮、齿轮、动齿盘为一体，齿轮转动，带动软带上的齿条，使两齿条相向移动。簧片通过齿轮，把动齿盘与齿盒上的静齿盘贴在一起，齿盘可单向滑动，阻挡软胶带向受力方向滑动。拧松软胶带时，压住旋钮转动，这时两个齿盘分离，不受齿盘阻碍；眼镜腿在连接架上可伸缩，腿插入段下方有齿，靠电影镜重量可使其固定；两眼镜腿之间的宽度超过一般眼镜的宽度，以支持戴眼镜的人观看。
9.根据权利要求1所述的3D影像观看装置，其特征在于该装置可以去掉前后两个柱面镜，近距离地观看两台并列放置的全高清显示屏，从而获得超高清、超大画幅的3D影像画
全文摘要
本发明公开一种巨幕3D电影镜，该3D电影镜由两路反射镜、柱面镜构成，可以在家里的普通电视机或电脑上，通过现有的3D电影片源或未来的3D电视节目，实现3D影像的观看。该装置追求巨幕效果，视场宽大，能获得象巨幕影院那样震撼的效果。该装置能兼容不同大小的屏幕，能兼容横向压缩或非压缩的影像，该装置功能强大，即轻而易举，又能实现最顶尖的影像，对社会能够产生积极的效果。
文档编号G02B27/22GK102385166SQ20111039324
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者钟磊 申请人:钟磊