[实用新型]立体显示镜

说明书

本实用新型属光学器件，特别是一种立体显示镜。

立体显示正日益受到各方面的重视。目前已经报导了几种方案，例如时分制光阀式立体显示，色分制立体显示等，但都制作麻烦，使用不便，尚未达到经济，实用的程度。从而阻碍了立体电视等立体显示技术的发展和普及。

本实用新型的目的是对预先设置的左右或上下偏移的两幅相关平面图象，利用棱镜折射的原理，提供一种制作简单、使用方便的显示目镜，以获得生动、逼真的合成立体视觉图象，从而提高视觉效果。

本实用新型包括镜片、镜筒、镜架和余象消除结构。其中镜片是一种由透明材料做成的折射棱镜，即镜片的前后界面有一个夹角α≠0，镜片安装在镜筒内，构成目镜，镜筒的图象侧装有余象消废结构，镜片、镜筒、镜架大小相互匹配，镜架为通常眼镜镜架的形式，便于观者配戴。

本实用新型的镜片1剖面示意图如图1，其折射移象原理如图2所示。其中α为棱镜前后两界面间的夹角，n为透明材料的光学折射率，D为观者与图象或屏幕间的距离，d为图象受棱镜偏移的距离，d＝D·tg（β－α），sinβ＝n·sinα，β为棱镜折射角。为得到重合的视觉图象，要求两幅图象的总共偏移量d为l／2，这里l是上下（左右）配置的图象或屏幕的高度（宽度），见附图3（附图4）。该总偏移量可以由单侧镜片完成，也可以由左右目镜的两片镜片共同完成，甚至两眼偏移量不等，只要其和等于l／2即可，但以两眼偏移量相近为佳。由图2可知，d随D、n、α的变化而变化，但n受材料限制，不能任意。α可以取系列值，制成不同的镜片，以适应不同的需要。如α可取4°，4.5°，5°，5.5°，6°，6.5°，7°，7.5°，8°等。调整D可以连续改变d，以获得清晰的立体图为止。镜片可以用玻璃，或有机玻璃，或透明塑料等材料制作。

本实用新型的镜筒2成圆环状（如图5所示），镜片1镶嵌在镜筒内，也可用插片式，便于系列镜片调换，也可以用挂片式，便于原戴眼镜者使用。镜架做成通常眼镜镜架的形式，可以用金属或塑料制成，甚至可以用硬纸板制作，也可直接移用通常的眼镜镜架。

由于每只眼睛都能看到两幅原象，位移后左眼看到的a象与右眼看到的b象（或左眼看到的b象与右眼看到的a象）重合，形成立体图象，其余未重迭部分即左眼看到的b象与右眼看到的a象（或左眼看到的a象与右眼看到的b象）成为多余，影响效果，应该遮去，因而，本实用新型设计了余象消除结构，其方式有下述两种：

1.在目镜的图象侧加一遮光罩3，其结构如图6所示，它由一小半圆形的遮光片4和与之相对应的一半圆形不透明的深色塑料插片5装配在圆环形固定圈6内构成。插片插入深度可调，以    视觉图象清晰为止。圆环6的内径与镜筒2的外径紧配，使用时，将遮光罩套在镜筒2上（图象侧），并能绕轴线旋转。图6所示的遮光罩结构适用于左右偏移式，固定遮光片与插入片，一左一右起遮光作用，使左眼只看到a象，右眼只看到b象（或左眼只看到b象，右眼只看到a象）。上述遮光罩也可适用于上下偏移式，使用时，只需将图6所示的位置旋转90°，使固定遮光片与插片成一上一下形式即可。

2.在两目镜的镜片上各迭加一检偏膜，其方向互相垂直。相应的在被观视的两个相关图象上加散射型起偏器，两部分的起偏方向也相互垂直。图7为上下偏移式时散射型起偏器7和8设置示意图。如此结构，两眼只能各看到一幅图象，余象被消除，效果良好，可适用于立体电视，立体X光片，立体照片，立体画片等。