专利名称:巨幕3d电影镜的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及一种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半宽左右格式出现,由于高清的两帧3D视差影像远远超过刚好只能满足I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,原来是一个球,压缩后就成了一个竖起来的橄榄球,这需要对影像横向放大,恢复原有的幅面比例,用立体观屏镜(200610062410.4)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(200520016766. 5),虽然采用了柱面镜横向放大,但又不能做到大小屏幕兼容,更主要的是这两种方式都没有具体考虑到大视场的设计,不能带来现有影片16 9的宽大幅面,不能带来象巨幕影院那样震撼的效果。发明内容为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种巨幕3D电影镜,所 谓巨幕就是超大视场设计,即能按原16 9的全画幅比例,又能实现宽大幅面的视场,还要考虑作为商品的体积要求,为此,本申请兼顾这3个方面的因素,对该装置进行加大视场的设计,让两反射镜以及及看出的窗口尽量靠近眼睛,以使看出的视场尽量宽大,并且加有挡光片,把这种紧凑结构造带来的漏光问题克服掉,使之看到一副巨大、干净的画面。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是目镜反射镜与眼睛中心视线形成的角度小于45度,目镜反射镜距目镜柱面镜中心视线距离小于20mm,物镜反射镜宽度达78mm以上,看出视线窗口及嵌在窗口处的柱面镜宽度达70_90mm,电影镜内光路总长度即目镜柱面镜到物镜柱面镜中心视线长度控制在110-130mm之间;在光路中,两反射镜的入射视线边缘与出射视线边缘交汇处、不挡有效视线的地方,都设有挡光板(3),挡住杂光干扰。本实用新型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或电脑观看3D电影或3D电视节目,并且其效果比现有3D电视或3D显示器还好。与快门式3D设备相比,没有被遮挡一半的亮度损失,不闪烁,不增加高速切换造成的设备负担;与偏光式3D设备相比,没有间隔的黑条纹影响,以及黑条纹带来的一半亮度的损失。这两种方式本来都存在亮度一半的损失,还要加上眼镜偏振片对光的损失,并且更严重的还存在左右影像分离不干净的重影,唯本反射镜方式左右影像彻底分离,还没有光的损失,若采用双显示屏,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,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,还是很有实用价值。
图I3D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拨动滑钮;[0009]图4水平微调机构及脚架螺孔;图5物镜反射镜固定装置;图6可拆装凹柱面目镜;可调节凹柱面目镜;图7可调节凹柱面目镜及可拆装凸柱面物镜框;图8头戴松紧调节机构;图9头戴支架;图10头戴支架;图11横向放大原理; 图12聚焦原理。图中I.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.可拆装物镜柱面镜镜框,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、A.物镜反射镜转轴、B.物镜柱面镜滑槽、C.挡光板转轴、D.水平视线微调机件转轴、E.水平视线微调机件拨动杆、F.物镜反射镜托盘簧片、G.目镜镜框固定扣、H.物镜镜框固定扣、I.镜片卡钉。
具体实施方式
I.光路本实用新型采用超大视场,追求巨幕效果。为此,将目镜反射镜的角度设定在一般的45度以下(眼睛看出中心视线与目镜反射镜形成的角度),以使视线范围发射到更宽的物镜反射镜上,本装置物镜反射镜宽度大于78mm。两反射镜在光路上尽量往眼睛方向靠,以使在较小的反射镜上获得较大的视场,本装置目镜反射镜距目镜柱面镜中心视线距离小于20mm(图I粗箭头,以瞳距63mm的位置),物镜反射镜光路上也使其看出的设计范围能避开目镜反射镜的遮挡为准,本装置物镜反射镜相距目镜反射镜50mm(视线中心距离)。为控制体积,光路总长度尽量做到小于120mm(从目镜凹柱面镜到物镜凸柱面镜)。其窗口(13)即物镜凸透镜(5)按电视机16 9设计,本装置尺寸约80X45mm。本装置有效视场角度设计在35度以上(图I),80公分距离可看全24寸宽屏显示器。为避免眼睛受到越过目镜反射镜直接看出窗口外的杂光干扰,解决紧凑光路带来的漏光问题,本装置在两反射镜的入视线范围和出视线范围都最接近不受影响的地方设有两遮光板(3),即在入视线可视范围边缘与出视线可视范围边缘交汇处设遮光板(图I),并且目镜遮光板可以C轴转动调节,以适应不同瞳距。为了降低产品成本,本实用新型的凸柱面镜和凹柱面镜(图2,4,5)都采用塑胶透镜。光路横向放大原理和聚焦原理见图11、图12 ;2.对称视线调节为使本装置能适应不同大小屏幕以及适应不同瞳距产生的差异,本实用新型的两物镜反射镜角度对称可调,调节机构为在两物镜反射镜中间设一拨动滑钮(6),滑钮可前后移动,滑钮与物镜反射镜之间有连杆(7)链接,拨动滑钮可带动物镜反射镜以A点为轴转动,以此调节看出视线的角度。在滑钮上,还有连杆将滑钮的位移传递到物镜柱面镜上,拨动滑钮,同时还可调节物镜柱面镜的位置,是柱面镜与看出视线角度的改变保持一致(图2)。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。[0021]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。本实用新型对其中一片目镜反射镜加了一个微调机件(图4,10),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,本实用新型采用圆孔内壁齿形方式(图4,9),即内孔径与螺钉外径接近,在孔内加数条径向条齿,以减少螺钉拧进去的切削和挤压分量,使螺丝很容易就可自攻进去; 5.反射镜托盘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,本实用新型在反射镜托盘(图5,11)上用卡钉(I)固定,卡钉设在托盘上下两边,反射镜可在卡钉内可左右滑动,托盘两端有定位卡,其中一端定位卡在簧片F上面,装入镜片时,从簧片一端压住定位卡插入卡钉内,到位后定位卡弹起,挡住反射镜退出;6.柱面镜可拆卸该装置目镜柱面镜和物镜柱面镜都是方便拆卸的,一是针对看电视机或看电脑,两者距离不同,调焦采用换目镜柱面镜方式,目镜柱面镜需要易于拆卸;二是本装置为两用,即可看需要横向放大的半宽片源,也可以看不需要横向放大的全宽片源,不需要横向放大,就需要卸掉柱面镜组,这也需要两镜片都易于拆卸。方便拆卸主要是采用软橡胶镜框,利用橡胶材料的弹性固定镜片。如果镜框采用硬塑胶材料,目镜框止扣(图6,G)采用楔头方式,配合上下盖的合缝固定,只要放松合缝,就可拔出或挤压进去;物镜框止扣(图7,H),利用外壳和镜框的弹性固定,用力可克服塑料壳的弹性拔出物镜框;7.头戴支架电影时间长,需要戴在头上,本实用新型配有头戴支架(图9),头戴支架的眼镜腿(15)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10)。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(图8)由旋钮18、齿轮(20)、齿盒(21)、动、静齿盘(19)、簧片(22)、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,故本装置拆掉柱面镜对着两台并列放置的全高清显示屏观看未经压缩的全宽3D影像,就可获得超高清、超大画幅的3D影像画面,为视觉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。本实用新型在普通的电视机甚至更小的显示器上称巨幕效果,其一是因为本实用新型设计的视场宽大。虽然本电影镜要看的影源在电视机或电脑显示屏上,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,屏幕已经不复存在,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,但获取影像的角度不同,从每一个细节上,它们没有任何一点重复,就拿可以小到可以用一个像素表达的针尖,其角度不同,它的反光都不一样。还有获取这些影像或显示这些影像,他们都是由点阵的像素组成,既然是点阵,点与点之间存在盲区,这个视差影像的盲区还能在另一视差的影像里展现出来,所以在这些细节上两幅视差影像是有差异的,并且是互相弥补的,事实上,我们看到的立体影像确有特别精细的感觉,这种感觉的得来,也切切实实是用了两个传感器的像素得来的,3D方式让我们两眼分别看两幅视差画面,这两幅画面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半宽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1920X 1080的全高清像素,还是具有全高清的影像质量。如果用去掉了柱面镜的本3D电影镜去看两个全高清显示屏显示的左右格式全宽片源影像,那样 本方式就能获得超高清影像,以后有4K的技术了,有8K的技术了,那就可以说是超超高清了。所以本实用新型称本3D电影镜为“巨幕3D电影镜”,一点都没有夸张。
权利要求1.一种观看3D左右格式影像的巨幕3D电影镜,包括两组平面反射镜、两组柱面镜、以及对称调节看出视线的机构,其特征在于本装置的目镜反射镜与眼睛中心视线形成的角度小于45度,目镜反射镜距目镜柱面镜中心视线距离小于20mm,物镜反射镜宽度达78mm以上,看出视线窗口及嵌在窗口处的柱面镜宽度达70-90_,电影镜内光路总长度即目镜柱面镜到物镜柱面镜中心视线长度控制在110-130mm之间;在光路中,两反射镜的入射视线边缘与出射视线边缘交汇处、不挡有效视线的地方都设有挡光板。
2.根据权利要求I所述的巨幕3D电影镜,其特征在于所述对称调节机构本装置为在两物镜反射镜中间设一可前后拨动的滑钮,滑钮与两物镜反射镜分别用两连杆连接,滑钮前后移动,通过连杆带动两反射镜以A点为轴转动。
3.根据权利要求I所述的巨幕3D电影镜,其特征在于所述电影镜配有头戴支架,头戴支架的眼镜腿(15)采用宽边设计,眼镜腿端头插入头戴连接架(16),腿插入段下方有条齿,靠电影镜重量可使其固定在合适位置;连接架(16)前端连接可调软胶带(17),后端连接松紧带,由此构成环形带圈戴在头上。
4.根据权利要求I所述的巨幕3D电影镜,其特征在于所述目镜反射镜有一水平调节机件,该机件加在其中一片目镜反射镜上,用以支撑目镜反射镜上下两个边中的其中一个边;该件能以D点为轴转动,拨动远离轴心的E点,可以使靠近轴心的反射镜固定卡位作细微的位移。
5.根据权利要求I所述的巨幕3D电影镜,其特征在于所述物镜反射镜固定在一托盘上,托盘上下两边有固定反射镜的卡钉,反射镜可在卡钉内插入,托盘两端有定位卡,其插入一端定位卡在簧片上面。
6.根据权利要求I所述的巨幕3D电影镜,其特征在于所述柱面镜组一目镜柱面镜和物镜柱面镜均采用软橡胶材料做镜框,利用橡胶材料的弹性固定镜框和镜片;或者目镜框止扣(G)采用楔头方式,配合上下盖的合缝固定,物镜框用止扣(H),利用外壳和镜框的弹性固定。
7.根据权利要求I所述的巨幕3D电影镜,其特征在于该装置有一脚架固定用螺孔,该螺孔内径与螺钉外径相同大小,螺孔内壁有径向筋条。
专利摘要本实用新型公开一种巨幕3D电影镜,包括拉开视线的两组反射镜以及起横向放大作用的两组柱面镜,其特征在于该装置的目镜反射镜与眼睛中心视线形成的角度小于45度,且两反射镜和窗口都尽量靠近眼睛;物镜反射镜宽度达78以上,在两物镜反射镜中间设一可前后拨动的滑钮,滑钮与两物镜反射镜分别用两连杆连接,滑钮前后移动,角度可通过连杆由中间可前后拨动的推钮调节;看出视线窗口以及嵌在窗口处的柱面镜宽度达70-90mm;电影镜内光路总长度控制在110-130mm之间,以尽可能小的体积获取尽可能宽大的视场,实现左右半宽3D影片的全宽观看。
文档编号H04N13/00GK202661720SQ20112049310
公开日2013年1月9日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者钟庆生 申请人:钟庆生