一種提高立體效果的3d眼鏡的製作方法

2023-05-01 07:29:16 1

專利名稱：一種提高立體效果的3d眼鏡的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種提高立體效果的3D眼鏡，它是通過使兩眼按順序或是同時看到不同的影像，在立體影像顯示設備中所使用的3D眼鏡相關的實用新型。更詳細的說，就是在立體影像顯示設備中，入射到觀測者左右兩眼的顯示的影像，根據不同的需要，在3D眼鏡中進行透過或是阻斷，這一顯示把外部環境中出現的不必要的光線阻隔在觀測者的眼睛之外，並在3D眼鏡中繼續進行阻隔，從而改善立體影像的立體感的方案。這一改善過的3D眼鏡，由基本的偏光眼鏡和IXD快門眼鏡，和一起顯示的能夠透過影像的透光區域，以及阻斷不必要的光入射到觀測者眼中的不透明區域所構成。
背景技術：
利用兩眼的視差，進行立體影像顯示設備的技術，長久以來，已經有很多種方法的提案。其中具有代表性的一個是，使一維顯示保持在一定的距離上，3D眼鏡使用偏光眼鏡或者是LCD眼鏡，使觀測者的左右兩眼同時或者依次看到不同的影像，是使觀測者自己感受到立體感的方法。在US4, 884, 876, US5，821，989等中，提出了在CRT上使用LCD快門眼鏡，製作兩眼視差型的 3D 顯示。在.US6，529，175，US6，727，867，KR10-2010-41718 等中，提出了 LCD快門的驅動方案，減少電力消耗以及改善3D畫面質量，縮小交叉效應方案等技術問題。在US6，266，106中，提出了使IXD眼鏡平面的角度傾斜5度左右，使左右兩眼更靠近，從而縮小交叉效應的方案，在USD613，328S和KR10-2010-0021058中，提出了一種讓使用者使用更方便的3D眼鏡的設計方案，在US7，062，797 B2中提出了多用途高級眼鏡的方案。在KR10-2009-0127973中，提出了自動識別觀測者視聽角度，根據3D眼鏡的IXD偏光方向自動進行最佳化驅動的方案。利用兩眼的視差，使用在IXD眼鏡上的立體影像顯示裝置，在一維顯示中按順序分別顯示給左右兩眼視覺信息，在顯示左側眼睛能看到的影像時，IXD眼鏡的左側眼鏡的LCD光快門一直處於傳輸狀態,右側眼鏡的LCD光快門一直處於阻止狀態,相應的左眼影像，只有左眼能有看到，右眼不能夠看到，與此相反，相應的右眼影像顯示的時候，只能由右眼看到，左眼不能看到。與此相同，能在觀測者左右兩眼前，按順序每秒顯示30次以上的影像的話，就能使一維顯示的動感影像產生立體感，從而看上去是3維的動態影像(3D).但是，要是顯示給左右兩眼的影像的畫面頻率不是很高的話，就會發生畫面的閃爍現象，為了使這一問題達到最小化，一維顯示的畫面頻率一定要夠高。同時，要是一維顯示的畫面頻率變高的話，與此成比例的LCD光快門的開關速度也要變快。在此情況下，要是LCD光快門的反應速度不夠快的話，原來分別顯示給左右兩眼的影像會給另一隻眼睛造成拖影現象，同時也會發生交叉效應現象，會損傷立體感，畫面重疊，畫面的狀態也會變差，LCD光快門的光透過率也會變低，會發生畫面變暗的問題。根據The Physics of Liquid Crystals (by P. G. De Gennes, 1993), LiquidCrystals (by S. Chandrasekhar, 1977), Liquid Crystal Device Hand Book(日本學術協會,第142委員會編輯)，IXD光快門的反應速度依賴於液晶盒(liquid crystal盒)的厚度，液晶的旋轉粘度，電壓，液晶的彈性係數，液晶盒的電極阻力(sheet resistance),液晶盒的電容(capacitance)等等；由同樣的液晶盒構成的LCD眼鏡的驅動面積越大,液晶盒的電容面積與此成比率，也會相應的變大。液晶盒的電容變大的話，供應同樣的電壓和電流的時候，液晶盒到達飽和電壓的時間，根據RC時間常數，會變長，對液晶盒的反應速度也會有負面影響，電力的消耗也會變大。通過3D眼鏡，把入射到 觀測者眼睛的光，分為立體顯示上面出來的光以及顯示器外周圍入射的光。顯示器周邊環境中入射進來的光，持續入射到觀測者的左右兩眼上，在顯示器上供給左右兩眼用畫面影像，將會更多。一般來說，TV都是在明亮的環境中使用的，顯示器周圍入射到觀測者眼鏡的光，在顯示器中所提供的立體影像情報中會產生反影的幹擾，再入射到觀測者的眼中的話，原先的3D立體影像的立體感就會減弱了。諸如此類，在顯示器的周邊環境中，由於不必要的光線入射到觀測者的眼睛中，所造成的立體感減弱的現象，在偏光眼鏡方式的立體影像顯示設備中，也會發生類似的現象。圖1是傳統3D眼鏡的一個側面的示意圖，以利用兩眼視差的方式，使用在立體影像顯示設備上的3D用眼鏡，是偏光眼鏡或是IXD光快門眼鏡的一側示意圖。11為眼鏡框，12為眼鏡片。眼鏡片12的整體是相同的光學特性。IXD光快門方式中，眼鏡片12的整體由開關同一明暗，明亮的狀態下光的透過率一般為25 33%的水平,偏光眼鏡方式中，眼鏡片12的整體為偏光狀態，左右兩眼分別有90度的位相差，一般來說光的透過率為4(Γ48%左右。即，在顯示器中顯示出來的光，在眼鏡片12中整體為相同的狀態，要麼通過要麼阻隔。因此，3D顯示器中所出現的影像情報之外，顯示器周邊環境中所入射進來的光，也同時通眼鏡片12入射到觀測者的眼中。顯示器周邊環境中入射進來的光的量相對來說越多，要表現立體感的顯示的信息量反之則會越少，就將會產生3D畫面的立體感弱化的問題。

實用新型內容實用新型目的為了克服現有技術中對明亮的周圍環境中看3D畫面的時候，由於周圍環境中入射的光消減了 3D立體感的問題，本實用新型的目的在於提供一種能提高立體效果的3D眼鏡，它能利用偏光眼鏡或是LCD光快門眼鏡，對於兩眼視差3D畫面的立體感進行改善。技術方案為了解決上述問題，本實用新型所採用的技術方案為一種提高立體效果的3D眼鏡，包括兩個眼鏡框，和分別設在每個眼鏡框內的3D眼鏡片，在每個所述3D眼鏡片的中心部位設有橢圓形透光區域，所述3D眼鏡片上的其餘部分為不透明區域。本實用新型的核心是在偏光式3D眼鏡或是IXD快門式3D眼鏡的基礎上，增加不透明區域阻隔不必要的光線提高立體效果。為了能使本實用新型可以切斷通過眼鏡片的不必要的光至50%以下，所述透光區域面積為其相對應的眼鏡片面積的40%—60%。本實用新型中，兩個所述眼鏡片上的透光區域的中心位置之間的距離與人的兩個眼睛的瞳孔距離相等。為了能夠高效確保全部的視野，所述透光區域的長軸長度是短軸長度的2-3倍。本實用新型中，所述透光區域具有偏光鏡以及IXD光快門眼鏡的功能。[0016]為了能使本實用新型的阻隔光的通透率至10%以下，本實用新型中，所述不透明區域是在與其相對應的所述3D眼鏡片上附著的隔離膜、或不透明底片、或不透明偏光片、或者不透明膜。上述不透明區域採用IXD光快門眼鏡方式，並且由各自能夠獨立驅動的多個像素構成。所述不透明區域中，常黑模式IXD為不連接電壓的狀態，常白模式IXD為連接飽和狀態下的驅動電壓的狀態。有益效果與現有技術相比，本實用新型的優點是利用兩眼視差的立體影像，在顯示區中直接給觀測者提供的立體影像，並以阻隔50%以上顯示區之外周圍環境入射到觀測者眼睛裡的不必要的光的方式，來極力擴大立體感。還有，IXD光快門眼鏡方式中，以驅動LCD眼鏡面積最小化的方式來使LCD盒的蓄電容量降低50%以下，依賴LCD盒的電力消耗也降低50%以下，並且，根據LCD盒所許可的外部電壓的液晶盒內的RC時間常數也可以減少1/2，液晶內部的電壓可以很快達到飽電壓。

圖1為現有技術的結構示意圖；圖2為本實用新型的結構示意圖；圖3為採用本實用新型後光線入射到觀測者眼中的光線的示意圖。
具體實施方式
本實用新型提出了改進的3D眼鏡，它具有像現有的偏光眼鏡和IXD快門眼鏡一樣的功能，是由傳遞顯示影像的透過領域和阻隔進入觀測者眼睛的不必要光的不透明的領域組成。實施例1 :如圖2所示，一種提高立體效果的3D眼鏡，包括兩個眼鏡框21，和分別設在每個眼鏡框21內的3D眼鏡片，在每個所述3D眼鏡片的中心部位設有橢圓形透光區域23，3D眼鏡片上的其餘部分為不透明區域22，所述透光區域23面積為其相對應的3D眼鏡片面積的50% ;兩個所述3D眼鏡片上的透光區域23的中心位置之間的距離與人的兩個眼睛的瞳孔距離相等，一般來說，人的兩個眼睛之間的大約是6. 5釐米，因此左右兩眼用的眼鏡的透光區域23的中心位置距離為6. 5釐米。其中，3D眼鏡片為IXD快門式3D眼鏡片。不透明領域22是與其對應的3D眼鏡片上附著隔離膜或者在與其對應的3D眼鏡片上塗上不透明的膜，再或者是在與其對應的3D眼鏡片上附著不透明底片、或不透明偏光片，或者可以用公司的標誌或圖片等，用多種顏色和圖案進行裝飾。這樣阻隔光的通透率至10%以下。IXD光快門眼鏡方式下，在不許可電壓的狀態中設計常黑色模式液晶顯示來維持不透明的狀態，或者認可適合於常白模式液晶顯示的驅動電壓下可以維持不透明的狀態。在這種情況下，允許通過將IXD的像素(pixel)分成複數個使各個電壓獨立，這樣可以根據觀測者的愛好來調整不透明領域的大小和模樣。左右兩眼用的眼鏡片採用相互對稱的樣子，同時不透明的領域左右兩眼用時也是使其具有相互對稱的樣子和大小。透光區域23具有和現有的偏光眼鏡或LCD光快門眼鏡同樣的功能和作用。為了使觀測者觀看顯示器不覺得不方便，選擇適合的大小和位置。[0026]讓左右兩眼用的眼鏡透光區域的中心為6. 5釐米，透光區域23的模樣以橢圓的形狀使其長軸的長度是短軸長度的2-3倍。透光區域23的面積選取整個眼鏡片面積的50%，這樣可以切斷通過眼鏡片的不必要的光至50%以下。通過縮小IXD眼鏡片的電用量至50%以下，以使IXD驅動時消耗的電力消耗率降至50%以下。同時，IXD驅動時減少50%的RC時間常數，外部允許的電壓比在液晶盒內飽和狀態下更快到達，在液晶的反應速度的改善上起到肯定性作用。透光區域23和偏光式3D眼鏡或是IXD光快門式3D眼鏡的基本性能和角色是一樣的，為了不使觀測者在看顯示的時候產生不便，要選擇適當的大小和位置。透光區域23越小，越能幾乎完美的阻隔不必要的光，觀測者的臉左右或是上下移動的時候，顯示區畫面中出來的光，入射到觀測者眼睛的時候，依據不透明區域22，也能夠進行阻隔。一般來說，人的兩個眼睛之間的大約是6. 5釐米，因此左右兩眼用的眼鏡的透光區域23的中心位置之間的距離為6. 5釐米。透光區域23為橢圓形，能夠高效確保全部的視野，這一橢圓形的長軸的長度是短軸長度的2倍，這樣的話，左右兩眼的視野，就不會相互進行幹擾了。透光區域23的面積為全部眼鏡片面積的50%，在適當的觀看距離上，能夠把通過眼鏡片的不必要光線阻隔到50%以下，IXD眼鏡片的充電容量和蓄電池面積的大小成比例，所以價格會下降50%左右，IXD盒驅動時，所消耗的電力消耗率也會將會減少50%以下。此外，IXD盒在驅動的情況下，RC時間常數縮小50%，所連接的外部電壓，與在液晶盒內部的飽和狀態相比，能夠更快的到達，所以肯定能夠用來改善液晶的反應速度。圖3是光線通過本實用新型入射到觀測者眼中的光線的示意圖，是在顯示區33中出來的光，投射進觀測者的眼睛31這一過程的示意圖。從顯示區33中出來的影像32通過3D眼鏡的透光區域23，直接入射到觀測者的眼睛31裡，對於顯示區外部的光源或是周圍環境中入射進來的不必要光線34，35的一部分，在3D眼鏡的不透明區域22中進行阻隔。更詳細的說，本實用新型3D眼鏡，在立體影像的顯示設備中，由根據所入射到觀測者左右兩眼的顯示的影像情報是否必要，來決定是通過還是阻隔的透光區域，以及持續阻隔顯示外周邊區域環境中入射進來的不必要光線進入觀測者眼睛的不透明區域所構成。實施例2 :與實施例1基本相同，所不同的是3D眼鏡片為偏光式3D眼鏡片；透光區域23的模樣以橢圓的形狀使其長軸的長度是短軸長度的3倍。透光區域23的面積選取整個眼鏡片面積的40%.實施例3 :與實施例1基本相同，所不同的是透光區域23的模樣以橢圓的形狀使其長軸的長度是短軸長度的3倍。透光區域23的面積選取整個眼鏡片面積的60%。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種提高立體效果的3D眼鏡，其特徵在於，包括兩個眼鏡框，和分別設在每個眼鏡框內的3D眼鏡片，在每個所述3D眼鏡片的中心部位設有橢圓形透光區域，所述3D眼鏡片上的其餘部分為不透明區域。
2.根據權利要求1所述的提高立體效果的3D眼鏡，其特徵在於，兩個所述3D眼鏡片上的透光區域的中心位置之間的距離與人的兩個眼睛的瞳孔距離相等。
3.根據權利要求1所述的提高立體效果的3D眼鏡，其特徵在於，所述透光區域面積為其相對應的3D眼鏡片面積的40-60%。
4.根據權利要求1所述的提高立體效果的3D眼鏡，其特徵在於，所述透光區域的長軸長度是短軸長度的2-3倍。
5.根據權利要求1所述的提高立體效果的3D眼鏡，其特徵在於，所述不透明區域是在與其相對應的所述3D眼鏡片上附著的隔離膜、或不透明底片、或不透明偏光片、或者不透明膜。
專利摘要本實用新型公開了一種提高立體效果的3D眼鏡，包括兩個眼鏡框，和分別設在每個眼鏡框內的3D眼鏡片，在每個所述眼鏡片的中心部位設有橢圓形透光區域，眼鏡片上的其餘部分為不透明區域。本實用新型是在立體影像裝置的方案中，包括偏光眼鏡方式或LCD光學快門眼鏡方式，把不必要的入射光線在3D眼鏡中阻隔了，從而改善了立體影像的立體感。
文檔編號G02B27/22GK202886737SQ20122056990
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者應發祥, 郭漢泉 申請人:句容駿成電子有限公司