伪立体眼镜的制作方法

专利名称：伪立体眼镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种伪立体视觉光学系统，其形式可以是一种眼镜。
一般的立体视觉图像系统，通常是由两组光学透镜在不同的角度同时摄取对象的光学信息，或者由一组光学透镜在不同的角度分时摄取静止对象的光学信息;然后分别调制、记录、拷贝、复现;并由两个通道分别馈入观察者的左右眼。从而使观察者获得双眼立体视觉感受。这种系统在理论上是严格的，在实践中是有效的。但同时不可避免存在二倍于普通图像系统的设备与材料开支问题。此外，它对于历史性的普通单画面图像源是无法处理的。
目前已出现的普通彩色电视接收机伪立体成像技术要增加相应的电子信号调制装置，将红光信号与绿光信号分离、处理。然后利用红绿分色眼镜使观察者获得某种伪立体视觉感受。其效果是使观察者失去了正确的色彩感受。并且，这种技术无法应用于电影、幻灯、照片、工程图、绘画和计算机图形图像处理等领域。
综上所述，可以看出，有必要提出一种真立体视觉图像系统的新式补充系统。它可以完全替代目前的普通彩色电视接收机伪立体成像技术。这就是本发明所提出的伪立体眼镜。
本发明的目的是根据几何光学原理，利用无色光学眼镜片或反射镜片组，从任何一种普通单画面图像源，使观察者无色彩失真的获得一定的伪立体视觉感受。
本发明所提出的折射式伪立体眼镜是一种伪立体视觉光学系统，其形式可以是一种眼镜，由镜架和两组(或两片)透镜构成;本发明的特征是所述透镜基本是竖置的柱状曲面透镜;所述透镜的竖置的柱状曲面是左右非对称的;所述两组透镜的几何形状是左右互为镜像对称的。
这种透镜的特征还在于透镜的水平方向屈光率由内眼角侧向外眼角侧逐渐增大。为制造的方便，透镜的水平方向屈光率为零的竖线可选取透镜内外的任意位置;即所述透镜水平方向屈光率在外眼角侧为正，成半个凸柱面透镜;而在内眼角侧为负，成半个凹柱面透镜。也可以全部为正，成偏置的凸柱面透镜;或者全部为负，成偏置的凹柱面透镜。或者，将透镜的内外表面分别磨制成半个单凸柱面和半个单凹柱面透镜。
采用这样的光学透镜系统，可以使观察者的双眼从同一单画面图像源得到两个不同的视网膜造像。这两个不同的造像的特点是在水平方向有左右不同的相对扩展与收缩。这就在一定程度上仿真了人眼在观察实际空间形体时所得到的立体造像。使观察者从任何一种普通单画面图像源获得一定程度的伪立体视觉感受。
这种透镜的特征还在于为增加伪立体视觉效果，透镜的水平方向屈光率由下向上逐渐减小(带符号)。目的是产生下近上远的视觉效果。可以使伪立体像更符合人们的一般视觉习惯。
这种透镜的特征还在于为校正成像，可以在透镜上迭加以透镜中心为轴的球度或横置柱度;或者补偿设计成透镜组。尤其是当透镜的水平屈光率为零的竖线不在中心时，可以补偿偏置凸(凹)柱面透镜所带来的过大水平畸变。
这种透镜的特征还在于为方便原患屈光不正眼疾的使用者，将原用校正镜的散光、近视或远视的光度与伪立体眼镜的光度迭加，制成一副镜片。
所述镜架的特征在于镜架与镜片的连接，允许镜片按竖直轴转动;允许镜片在水平面内移动;即镜片相对于镜架的位置有三个自由度。为使用者提供一定的调节范围。
本发明的目地还可以通过下述另一方案实现，其主要特点是将上述方案中的透镜(或透镜组)用反射镜组代替。目的是消除多种透镜像差和提供新的调节范围。以下描述基本是与上述方案对照进行的。
本发明所提出的反射式伪立体眼镜是一种伪立体视觉光学系统，其形式可以是一种眼镜，由镜架和两组反射镜构成，本发明的特征是所述反射镜基本是竖置的柱状曲面反射镜，所述反射镜的竖置的柱状曲面是左右非对称的，所述两组反射镜的几何形状是左右互为镜像对称的。
这种反射镜组的特征还在于每组由两块反射镜构成一条“N”字形光路，反射镜在内眼角侧为凸柱面，而在外眼角侧为凹柱面，逐渐过渡;同组的两块反射镜可以一块是半凸半平，另一块是半平半凹的;或者可以一块是半凸半凹，另一块是全平的。
这种反射镜组的特征还在于为增加伪立体视觉效果，柱状曲面反射镜的凸镜部分自下而上曲率加大，凹镜部分自下而上曲率减小。
所述镜架的特征在于镜架与镜片的连接，允许镜片按竖直轴转动，允许镜片在水平面内移动;即镜片相对于镜架的位置有三个自由度;在镜架上装置对弹性材料制成的柱状曲面反射镜进行应力应变调节的机构。
按本发明两方案设计制造的伪立体眼镜都可以达到从任何一种普通单画面图像源，使观察者获得一定的伪立体视觉感受的目的。它不需要作双倍的图像摄取、调制、记录、拷贝、复现等工作，也不需要专门的双重处理设备与双倍材料消耗。它可以使人感受到普通单画面图像源的全部原始色彩。它可以使各种历史性的(不便于重新摄取的)普通单画面图像给观察者以一定的伪立体视觉感受。它可以应用于电视、电影、幻灯、照片、工程图、绘画和计算机图形图像处理等广泛的领域。此外，按本发明设计制造的伪立体眼镜，还有可能为一部分立体盲患者提供一种有效的校治手段。
本发明说明书无附图
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本发明的最佳实施例是这样构成的A.折射式伪立体眼镜1.镜架部分可以采取活动方式保留普通眼镜架的上框边、鼻架和镜架腿;在两个镜架腿的铰链上摩擦铰接一对短的水平滑槽;滑槽中的摩擦滑块与透镜之间以一竖直摩擦轴相铰接。以便于使用者根据具体的观察需要作一定范围的调节。
镜架部分也可以采取固定方式保留普通眼镜架的全部结构，不作任何改动。或采取无镜架腿的挂接架方式将伪立体眼镜悬挂于使用者佩戴的屈光校正眼镜架外。
2.透镜部分可以采取成组方式为获得优良的伪立体视觉效果，透镜部分可以采用比较复杂的两个透镜组。其设计主旨是使图像对观察者的单眼在内眼角方向的水平视角相对逐步缩小，在外眼角方向的水平视角相对逐步扩大，同时尽可能减少其它不必要的畸变。
透镜部分也可以采取单片方式为降低造价，普及应用，采用普通视力校正眼镜的单片形式。其设计主旨与透镜组基本相同，内眼角侧为半个凹柱面透镜，外眼角侧为半个凸柱面透镜。为制造方便，也可以采用使图像对观察者的单眼从内眼角侧向外眼角侧，水平视角相对逐步扩大(或反方向水平视角相对逐步缩小)的设计，即偏置的凸柱面透镜(或偏置的凹柱面透镜)。或者，将透镜的内外表面分别磨制成半个单凸柱面和半个单凹柱面。同时可以在透镜上迭加以透镜中心为轴的球度或横置柱度，在竖直方向形成一定的视角放大(或缩小)补偿，以使总的图像畸变不致过大。
为增加伪立体视觉效果，透镜或透镜组的水平方向屈光率由下向上逐渐减小(带符号)。
成组或单片透镜方式，都可以按使用者的要求将伪立体眼镜的屈光度与屈光校正眼镜的屈光度迭加，磨制成一副眼镜片。
成组或单片透镜方式，一般需要根据使用时的图像幅面和观察距离的不同，选择不同的伪立体屈光度。可分为三档1.普通彩色照相扩印片和一般的书刊插图等;2.电视画面、计算机监视器画面和中幅工程图纸、绘画等;3.幻灯和电影画面等。活动式镜架和可分解或可调节的成组透镜，可以提供一定的调节范围。
B.反射式伪立体眼镜1.镜架部分可以采取实施例A.的基本结构，并附加必要的反射镜位置固定与调节机构，和对弹性材料制成的柱状曲面反射镜进行应力应变调节的机构。
2.反射镜组部分可以采取每组反射镜由两块反射镜构成一条“N”字形光路的方式反射镜在内眼角侧为凸柱面，而在外眼角侧为凹柱面，逐渐过渡;同组的两块反射镜可以一块是半凸半平，另一块是半平半凹的;或者可以一块是半凸半凹，另一块是全平的。总之其设计主旨仍然是使图像对观察者的单眼在内眼角方向的水平视角相对逐步缩小，在外眼角方向的水平视角相对逐步扩大，同时尽可能减少其它不必要的畸变。
为增加伪立体视觉效果，柱状曲面反射镜的凸镜部分自下而上曲率加大，凹镜部分自下而上曲率减小。
反射镜组方式，一般也需要根据使用时的图像幅面和观察距离的不同，选择不同的反射镜柱面曲率。同样可分为三档1.普通彩色照相扩印片和一般的书刊插图等;2.电视画面、计算机监视器画面和中幅工程图纸、绘画等;3.幻灯和电影画面等。活动式镜架和对弹性材料制成的柱状曲面反射镜进行应力应变调节的机构，可以提供一定的调节范围。
权利要求
1.一种折射式伪立体视觉光学系统，其形式可以是一种眼镜，由镜架和两组(或两片)透镜构成，本发明的特征是所述透镜基本是竖置的柱状曲面透镜，所述透镜的竖置的柱状曲面是左右非对称的，所述两组透镜的几何形状是在右互为镜像对称的。
2.按照权利要求1.所述的透镜，其特征在于透镜的水平方向屈光率由内眼角侧向外眼角侧逐渐增大;透镜的水平方向屈光率为零的竖线可选取透镜内外的任意位置，即所述透镜水平方向屈光率在外眼角侧为正，成半个凸柱面透镜，而在内眼角侧为负，成半个凹柱面透镜，也可以全部为正，成偏置的凸柱面透镜，或者全部为负，成偏置的凹柱面透镜;或者，将透镜的内外表面分别制成半个单凸柱面和半个单凹柱面。
3.按照权利要求1.或2.所述的透镜，其特征在于透镜的水平方向屈光率由下向上逐渐减小(带符号)。
4.按照权利要求1.或2.所述的透镜，其特征在于在透镜上迭加以透镜中心为轴的球度或横置柱度，或者补偿设计成透镜组。
5.按照权利要求1.或2.所述的透镜，其特征在于将屈光校正眼镜的散光、近视或远视的光度与伪立体眼镜的光度迭加，制成一副镜片。
6.按照权利要求1.所述的镜架，其特征在于镜架与镜片的连接，允许镜片按竖直轴转动，允许镜片在水平面内移动;即镜片相对于镜架的位置有三个自由度。
7.一种反射式伪立体视觉光学系统，其形式可以是一种眼镜，由镜架和两组反射镜构成，本发明的特征是所述反射镜基本是竖置的柱状曲面反射镜，所述反射镜的竖置的柱状曲面是左右非对称的，所述两组反射镜的几何形状是左右互为镜像对称的。
8.按照权利要求7.所述的反射镜组，其特征在于每组由两块反射镜构成一条“N”字形光路，反射镜在内眼角侧为凸柱面，在外眼角侧为凹柱面，逐渐过渡;同组的两块反射镜可以一块是半凸半平，另一块是半平半凹的;或者可以一块是半凸半凹，另一块是全平的。
9.按照权利要求7.或8.所述的反射镜，其特征在于柱状曲面反射镜的凸镜部分自下而上曲率加大，凹镜部分自下而上曲率减小。
10.按照权利要求7.所述的镜架，其特征在于镜架与镜片的连接，允许镜片按竖直轴转动，允许镜片在水平面内移动;即镜片相对于镜架的位置有三个自由度;在镜架上装置对弹性材料制成的柱状曲面反射镜进行应力应变调节的机构。
全文摘要
本发明是一种伪立体视觉光学系统。一般的立体视觉图像系统，存在二倍于普通图像系统的设备与材料开支问题，对于历史性的普通单画面图像源是无法处理的。本发明根据几何光学原理，利用无色光学眼镜片或反射镜片组，从任何一种普通单画面图像源，使观察者无色彩失真的获得一定的伪立体视觉感受。它可以应用于电视、电影、幻灯、照像、工程图、绘画和计算机图形图像处理等广泛的领域。这是一种真立体视觉图像系统的新式补充系统。
文档编号G02B27/22GK1039308SQ8810397
公开日1990年1月31日 申请日期1988年7月4日 优先权日1988年7月4日
发明者郑潮 申请人:郑潮