专利名称：用于经营三维图象的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于显示3-D(3-维)图象的装置，更具体地说，涉及一种通过组合两个一般反射镜和两个平面图象显示装置来显示3-D图象的装置。
能够实现3-D图象的大多数技术都是基于人有两个眼睛的事实。人感觉物体是3维的原理在于，两眼彼此水平分开一定距离，例如对于成人和小孩分别为大约7.5cm和5cm，通过不同角度的视网膜看见物体。人看见的物体图象经由视神经传送至大脑。
因此，在传统的为观看者提供3-D图象的方法中，两个图象以快门或折射方式展示以便左右眼可以独立地看见。
尽管存在通过采用LCD眼镜来实现3-D图象的传统方法，但是这种附加装置并不被普遍采用并且在其应用方面存在局限。即使在采用该传统装置时，如果左右图象的分离不充分，则图象会彼此交叠或者由于光学干涉现象而发生图象闪烁。
本发明的另一目的在于提供一种用于显示3-D图象的装置，其包括多个反射镜、多个图象倒转装置和多个2-维显示装置，将从2-维显示装置输出的不同图象加以组合以显示3-D图象。
为实现上述目的，提供一种用于显示3-维图象的装置，其包括左、右平面图象显示装置，用于将相对于同一物体从左、右两侧接收的左、右平面图象同时输出至一个屏幕；左、右图象倒转装置，用于倒转原始的左、右图象并将该倒转的图象输出至左、右平面图象显示装置；左反射镜，从左平面图象显示装置输出的图象以一定角度入射其上，并且该左图象由之以相同角度反射，使得左图象由观看者的左眼察看；和右反射镜，从右平面图象显示装置输出的图象以一定角度入射其上，并且该右图象由之以相同角度反射，使得右图象由观看者的右眼察看。
在本发明中优选左、右平面图象显示装置以及左、右反射镜的位置被自动或手动调整，以使从左、右平面图象显示装置输入各左、右反射镜的图象的入射角与各左、右反射镜反射并由观看者左、右两眼中每只眼看见的图象的反射角保持相同。
在本发明中优选左、右平面图象显示装置为选自电视监视器、大屏幕壁挂TV、计算机监视器和LCD中的任何图象处理装置。
在本发明中优选在左、右反射镜中，左、右平面图象的入射角与反射至观看者的图象的反射角在30°-50°的范围内调整。
在本发明中优选该装置还包括倒转装置，用于倒转原始图象并将该倒转的图象输出至左、右平面图象显示装置，以使倒转的图象从左、右平面图象显示装置输出。
为实现上述目的，提供一种用于显示3-维图象的装置，其包括第一左、右平面图象显示装置，用于同时输出来自左、右两侧的相同平面图象；第二左、右平面图象显示装置，用于同时输出与从第一左、右平面图象显示装置所输出图象不同的来自左、右两侧的相同平面图象；左、右图象倒转装置，用于倒转原始的左、右图象；第一左反射镜，用于将以一定角度入射的经由左图象倒转装置倒转之后从左平面图象显示装置输出的图象，与以一定角度入射的从第二左平面图象显示装置输出的原始图象加以合成，并且将该合成图象加以反射；第一右反射镜，用于将以一定角度入射的经由右图象倒转装置倒转之后从右平面图象显示装置输出的图象，与以一定角度入射的从第二右平面图象显示装置输出的原始图象加以合成，并且将该合成图象加以反射；第二左反射镜，从第一左反射镜输出的左合成图象以一定角度入射其上，并且该左合成图象由之以相同角度加以反射，使得该左合成图象由观看者的左眼察看；和第二右反射镜，从第一右反射镜输出的右合成图象以一定角度入射其上，并且该右合成图象由之以相同角度加以反射，使得该右合成图象由观看者的右眼察看。
在本发明中优选该装置还包括至少一对左、右平面图象显示装置和至少一对左、右倒转装置。
在本发明中优选该装置进一步包括至少一对反射镜。
在本发明中优选第一左反射镜和第一右反射镜是半透的反射镜。
在本发明中优选所述半透的反射镜具有50％的透射率和50％的反射率。
在本发明中优选在第一和第二左、右反射镜中，左、右平面图象的入射角与反射至观看者的图象的反射角在30°-50°的范围内调整。
本发明的最佳实施方式参见
图1，左平面显示装置10和右平面显示装置20可以是任何通常的电视监视器、壁挂平面TV、计算机监视器和LCD图象输出装置。另外，可以选择仅输出2-维平面图象的多种图象输出装置。图象分别由左、右倒转装置11和22加以倒转，并输入至左和右平面显示装置10和20。从左和右平面显示装置10和20输出的倒转图象以45°角入射在位于该装置中心(60和70)的左反射镜25和右反射镜30上然后被倒转。倒转图象被左、右反射镜20和30以与入射角相同的45°角反射，从而传送至观看者的左和右眼40和50，观看者观看图象作为原始图象。根据人体的视觉传递过程，由眼睛察觉的图象被传送至视网膜作为彼此交叠的左虚象80和右虚象90。因此，通过图象合成处理，平面图象被感觉成3-维图象(95)。
优选地，左、右倒转装置11和22、左和右平面显示装置10和20以及左、右反射镜25和30的位置可以自动或手动调整使得图象的入射角和反射角保持相同。该入射角和反射角优选在30-50°的范围内调整。在图1中，入射角和反射角在45°调整。另外，左、右反射镜25和30优选设置成相对于观看者为V形。采用通常的100％反射镜作为该反射镜。
本发明不采用传统的数字图象合成方法，而是以机械方法，也即通过采用反射镜来反射从两侧输入的图象，实现了提高象质的3-D图象95。另外，本发明的优点还在于可以通过调整反射镜的角度来调整屏幕尺寸。另外，由于可以自由地调整屏幕宽度，所以无需采用例如透镜或棱镜以及观看眼镜等附加装置就可以将3-D图象显示在大屏幕上。此外，可以调整到显示装置和屏幕的距离，并且可以显示聚焦型3-D图象和平衡型3-D图象。此外，可以以3维形式显示静态图象和运动图象。
图2表示根据本发明的用于显示3-D图象的装置的结构，其中各入射角和反射角为30°。参见图2，左平面显示装置10a和右平面显示装置20a可以是任何通常的电视监视器、壁挂平面TV、计算机监视器和LCD图象输出装置。另外，可以选择仅输出2-维平面图象的多种图象输出装置。图象由左、右倒转装置11a和12a加以倒转，并且从左和右平面显示装置10a和20a输出。从左和右平面显示装置10a和20a输出的倒转图象以30°的任意角入射在位于装置中心的左反射镜25a和右反射镜30a上(60a和70a)，并且以相同角度被反射以传送至观看图象的观看者的左和右眼40a和50a。根据人体的视觉传递过程，由眼睛察觉的图象被传送至视网膜作为彼此交叠的左虚象80a和右虚象90a。因此，通过图象合成处理(95a)，平面图象被感觉成3-维图象。
优选地，左、右倒转装置11a和22a、左和右平面显示装置10a和20a以及左、右反射镜25a和30a的位置可以自动或手动调整使得图象的入射角和反射角保持相同。该入射角和反射角优选在30-50°的范围内调整。在图1中，入射角和反射角在30°调整。另外，左、右反射镜25a和30a优选设置成相对于观看者为V形。采用通常的反射镜作为该反射镜。
图3为方框图，用于说明根据本发明的图象倒转和再倒转的步骤。根据图3，在左图象100a产生之后(100)，左图象100a被倒转处理(101)以产生一个倒转的左图象102a。当倒转左图象102a从左图象输出装置103输出并且由反射镜加以反射时，倒转左图象102a被再次倒转(104)并还原成原始左图象105。被还原的原始图象由左眼106观察。同时，产生右图象110a(110)，并且倒转处理(111)以产生一个倒转的右图象112a。当倒转右图象112a从右图象输出装置113输出并且由反射镜加以反射时，反射图象被再次倒转(114)并还原成原始右图象115。被还原的原始图象由右眼116观察。
单独地倒转并再次倒转最后由左和右眼106和116察看的左图象和右图象被合成为虚象，并且作为3-D图象120被察看，从而充分地实现了本发明的目的。
另外，下面参照图4和5说明根据本发明的图象显示装置以实现图象的合成。
图4表示根据本发明一个优选实施例的用于显示3-D图象的装置的结构以实现图象合成。如图4所示，第一左平面图象显示装置10b、第二左平面图象显示装置15b、第一右平面图象显示装置20b和第二右平面图象显示装置25b可以是任何通常的电视监视器、壁挂平面TV、计算机监视器和LCD图象输出装置。另外，可以选择仅输出2-维平面图象的多种图象输出装置。
第一左平面图象显示装置10b接收由倒转装置11b进行倒转处理的图象，并且输出所接收倒转图象以输入至反射镜36b。第二左平面图象显示装置15b输出原始图象以输入至反射镜36b。这里，采用具有50％透射率和50％反射率的半透的反射镜作为反射镜36b，从而将从第一左平面图象显示装置10b和第二左平面图象显示装置15b输出的图象加以合成。
第一右平面图象显示装置20b接收由倒转装置22b进行倒转处理的图象，并且输出所接收倒转图象以输入至反射镜31b。第二右平面图象显示装置25b输出原始图象以输入至反射镜31b。这里，采用具有50％透射率和50％反射率的半透的反射镜作为反射镜31b，从而将从第一右平面图象显示装置20b和第二右平面图象显示装置25b输出的图象加以合成。
这样，分别由反射镜36b和31b合成的图象以45°的入射角入射在左反射镜35b和右反射镜30b上(60b和70b)，被倒转并且由之以与入射角相同角度加以反射(62b和72b)，并传送至观看者的左和右眼40b和50b，观看者观看图象作为原始图象。根据人体的视觉传递过程，由眼睛察觉的图象被传送至视网膜作为彼此交叠的左虚象80b和右虚象90b。因此，通过图象合成处理，平面图象被感觉成3-维图象(95b)。
优选是使，第一和第二左、右倒转装置10b、15b、20b和25b，倒转装置11b、16b、22b和26b，以及左、右反射镜30b、31b、35b和36b的位置可以自动或手动调整使得图象的入射角和反射角保持相同。该入射角和反射角优选在30-50的范围内调整。在图4中，入射角和反射角在45°调整。另外，左、右反射镜35b和30b优选设置成相对于观看者为V形。采用通常的100％反射镜作为该反射镜。另外，可以采用具有50％透射率和50％反射率的半透的反射镜作为反射镜36b和31b。
图5为表示根据本发明另一个优选实施例的用于显示3-D图象的装置的结构图，以实现图象合成。如图5所示，第一左平面图象显示装置10c、第二左平面图象显示装置15c、第三左平面图象显示装置17c、第一右平面图象显示装置20c和第二右平面图象显示装置25c和第三右平面图象显示装置27c可以是任何通常的电视监视器、壁挂平面TV、计算机监视器和LCD图象输出装置。另外，可以选择仅输出2-维平面图象的多种图象输出装置。
第二左平面图象显示装置15c将原始图象输出至反射镜37c。第三左平面图象显示装置17c将由倒转装置18c进行倒转处理的图象输出至反射镜37c。这里，这里，采用具有50％透射率和50％反射率的半透的反射镜作为反射镜37c，从而将从第二左平面图象显示装置15c和第三左平面图象显示装置17c输出的图象加以合成。
由反射镜37c合成的图象入射在反射镜36c上。第一左平面图象显示装置10c将由倒转装置11c进行倒转处理的图象输出至反射镜36c。这里，这里，采用具有50％透射率和50％反射率的半透的反射镜作为反射镜36c，从而将由反射镜37c合成的图象与从第一左平面图象显示装置10c输出的图象加以合成。
第二右平面图象显示装置25c将原始图象输出至反射镜32c。第三右平面图象显示装置27c将由倒转装置28c进行倒转处理的图象输出至反射镜32c。这里，这里，采用具有50％透射率和50％反射率的半透的反射镜作为反射镜32c，从而将从第二右平面图象显示装置25c和第三右平面图象显示装置27c输出的图象加以合成。
由反射镜32c合成的图象入射在反射镜31c上。第一右平面图象显示装置20c将由倒转装置22c进行倒转处理的图象输出至反射镜31c。这里，这里，采用具有50％透射率和50％反射率的半透的反射镜作为反射镜31c，从而将由反射镜32c合成的图象与从第一右平面图象显示装置20c输出的图象加以合成。
这样，由反射镜36c和31c合成的图象以45°的相同入射角分别入射在左反射镜35c和右反射镜30c上(60c和70c)，然后被倒转。倒转图象以与入射角相同的角度加以反射(62c和72c)，并传送至观看者的左和右眼40c和50c，观看者观看图象作为原始图象。根据人体的视觉传递过程，由眼睛察觉的图象被传送至视网膜作为彼此交叠的左虚象80c和右虚象90c。因此，通过图象合成处理，平面图象被感觉成3-维图象(95c)。
优选是使，平面显示装置10c、15c、17c、20c、25c和27c，倒转装置11c、16c、18c、22c、26c和28c、，以及反射镜30c、31c、32c、35c、36c和37c的位置可以自动或手动调整使得图象的入射角和反射角保持相同。该入射角和反射角优选在30-50°的范围内调整。在图5中，入射角和反射角在45°调整。另外，左、右反射镜35c和30c优选设置成相对于观看者为V形。采用通常的100％反射镜作为该反射镜。另外，可以采用具有50％透射率和50％反射率的半透的反射镜作为反射镜36c、37c、31c和32c。
虽然本发明是特别地参照其优选实施例进行显示和说明的，但是所属领域技术人员应当理解，可以在其中作出各种形式和细节的改变而不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。
工业实用性如上所述，在根据本发明的用于显示3-D图象的装置中，不同于具有复杂结构但是没有通用性的传统3-D显示装置，通过在左、右两侧设置两个平面图象显示装置和图象倒转装置并在其中间设置反射镜并且对反射镜的入射角和反射角进行调整，可以方便地实现3-D图象而无需附加装置。根据本发明的用于显示3-D图象的装置可以用于头戴显示器、3-D游戏操纵台、3-D视频广播设备、计算机3-D图象通讯设备以及各种模拟器。
权利要求
1.一种用于显示3-维图象的装置，包括左、右平面图象显示装置，用于将相对于同一物体从左、右两侧接收的左、右平面图象同时输出至一个屏幕；左、右图象倒转装置，用于倒转原始的左、右图象并将该倒转的图象输出至左、右平面图象显示装置；左反射镜，从左平面图象显示装置输出的图象以一定角度入射其上，并且该左图象由之以相同角度反射，使得左图象由观看者的左眼察看；和右反射镜，从右平面图象显示装置输出的图象以一定角度入射其上，并且该右图象由之以相同角度反射，使得右图象由观看者的右眼察看。
2.如权利要求1所述的装置，其中左、右平面图象显示装置以及左、右反射镜的位置被自动或手动调整，以使从左、右平面图象显示装置输入各左、右反射镜的图象的入射角与各左、右反射镜反射并由观看者左、右两眼中每只眼看见的图象的反射角保持相同。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中该左、右平面图象显示装置为选自电视监视器、大屏幕壁挂TV、计算机监视器和LCD中的任何图象处理装置。
4.如权利要求1或2所述的装置，其中在左、右反射镜中，左、右平面图象的入射角与反射至观看者的图象的反射角在30-50°的范围内调整。
5.如权利要求1所述的装置，还包括倒转装置，用于倒转原始图象并将该倒转的图象输出至左、右平面图象显示装置，以使倒转的图象从左、右平面图象显示装置输出。
6.一种用于显示3-维图象的装置，包括第一左、右平面图象显示装置，用于同时输出来自左、右两侧的相同平面图象；第二左、右平面图象显示装置，用于同时输出与从第一左、右平面图象显示装置所输出图象不同的来自左、右两侧的相同平面图象；左、右图象倒转装置，用于倒转原始的左、右图象；第一左反射镜，用于将以一定角度入射的经由左图象倒转装置倒转之后从左平面图象显示装置输出的图象，与以一定角度入射的从第二左平面图象显示装置输出的原始图象加以合成，并且将该合成图象加以反射；第一右反射镜，用于将以一定角度入射的经由右图象倒转装置倒转之后从右平面图象显示装置输出的图象，与以一定角度入射的从第二右平面图象显示装置输出的原始图象加以合成，并且将该合成图象加以反射；第二左反射镜，从第一左反射镜输出的左合成图象以一定角度入射其上，并且该左合成图象由之以相同角度加以反射，使得该左合成图象由观看者的左眼察看；和第二右反射镜，从第一右反射镜输出的右合成图象以一定角度入射其上，并且该右合成图象由之以相同角度加以反射，使得该右合成图象由观看者的右眼察看。
7.如权利要求5所述的装置，还包括至少一对左、右平面图象显示装置和至少一对左、右倒转装置。
8.如权利要求7所述的装置，进一步包括至少一对反射镜。
9.如权利要求6所述的装置，其中第一左反射镜和第一右反射镜是半透的反射镜。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述半透的反射镜具有50％的透射率和50％的反射率。
11.如权利要求6所述的装置，其中，在第一和第二左、右反射镜中，左、右平面图象的入射角与反射至观看者的图象的反射角在30°-50°的范围内调整。
全文摘要
一种用于显示3－维图象的装置，包括左、右平面图象显示装置，用于将相对于同一物体从左右两侧接收的左、右平面图象同时输出至一个屏幕；左、右图象倒转装置，用于倒转原始的左、右图象并将该倒转的图象输出至左、右平面图象显示装置；左反射镜，从左平面图象显示装置输出的图象以一定角度入射其上，并且该左图象由之以相同角度反射，使得左图象由观看者的左眼察看；和右反射镜，从右平面图象显示装置输出的图象以一定角度入射其上，并且该右图象由之以相同角度反射，使得右图象由观看者的右眼察看。这样，不同于具有复杂结构但是没有通用性的传统3－D显示装置，通过在左、右两侧设置两个平面图象显示装置和图象倒转装置并在其中间设置反射镜，而且对反射镜的入射角和反射角进行调整，可以方便地实现3－D图象而无需附加的装置。
文档编号H04N13/04GK1392970SQ01801902
公开日2003年1月22日 申请日期2001年6月2日 优先权日2000年6月2日
发明者尹炳二 申请人:去来株式会社