專利名稱：偽立體眼鏡的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種偽立體視覺光學系統，其形式可以是一種眼鏡。
一般的立體視覺圖像系統，通常是由兩組光學透鏡在不同的角度同時攝取對象的光學信息，或者由一組光學透鏡在不同的角度分時攝取靜止對象的光學信息;然后分別調制、記錄、拷貝、復現;并由兩個通道分別饋入觀察者的左右眼。從而使觀察者獲得雙眼立體視覺感受。這種系統在理論上是嚴格的，在實踐中是有效的。但同時不可避免存在二倍于普通圖像系統的設備與材料開支問題。此外，它對于歷史性的普通單畫面圖像源是無法處理的。
目前已出現的普通彩色電視接收機偽立體成像技術要增加相應的電子信號調制裝置，將紅光信號與綠光信號分離、處理。然后利用紅綠分色眼鏡使觀察者獲得某種偽立體視覺感受。其效果是使觀察者失去了正確的色彩感受。并且，這種技術無法應用于電影、幻燈、照片、工程圖、繪畫和計算機圖形圖像處理等領域。
綜上所述，可以看出，有必要提出一種真立體視覺圖像系統的新式補充系統。它可以完全替代目前的普通彩色電視接收機偽立體成像技術。這就是本發明所提出的偽立體眼鏡。
本發明的目的是根據幾何光學原理，利用無色光學眼鏡片或反射鏡片組，從任何一種普通單畫面圖像源，使觀察者無色彩失真的獲得一定的偽立體視覺感受。
本發明所提出的折射式偽立體眼鏡是一種偽立體視覺光學系統，其形式可以是一種眼鏡，由鏡架和兩組(或兩片)透鏡構成;本發明的特征是所述透鏡基本是豎置的柱狀曲面透鏡;所述透鏡的豎置的柱狀曲面是左右非對稱的;所述兩組透鏡的幾何形狀是左右互為鏡像對稱的。
這種透鏡的特征還在于透鏡的水平方向屈光率由內眼角側向外眼角側逐漸增大。為制造的方便，透鏡的水平方向屈光率為零的豎線可選取透鏡內外的任意位置;即所述透鏡水平方向屈光率在外眼角側為正，成半個凸柱面透鏡;而在內眼角側為負，成半個凹柱面透鏡。也可以全部為正，成偏置的凸柱面透鏡;或者全部為負，成偏置的凹柱面透鏡。或者，將透鏡的內外表面分別磨制成半個單凸柱面和半個單凹柱面透鏡。
采用這樣的光學透鏡系統，可以使觀察者的雙眼從同一單畫面圖像源得到兩個不同的視網膜造像。這兩個不同的造像的特點是在水平方向有左右不同的相對擴展與收縮。這就在一定程度上仿真了人眼在觀察實際空間形體時所得到的立體造像。使觀察者從任何一種普通單畫面圖像源獲得一定程度的偽立體視覺感受。
這種透鏡的特征還在于為增加偽立體視覺效果，透鏡的水平方向屈光率由下向上逐漸減小(帶符號)。目的是產生下近上遠的視覺效果。可以使偽立體像更符合人們的一般視覺習慣。
這種透鏡的特征還在于為校正成像，可以在透鏡上迭加以透鏡中心為軸的球度或橫置柱度;或者補償設計成透鏡組。尤其是當透鏡的水平屈光率為零的豎線不在中心時，可以補償偏置凸(凹)柱面透鏡所帶來的過大水平畸變。
這種透鏡的特征還在于為方便原患屈光不正眼疾的使用者，將原用校正鏡的散光、近視或遠視的光度與偽立體眼鏡的光度迭加，制成一副鏡片。
所述鏡架的特征在于鏡架與鏡片的連接，允許鏡片按豎直軸轉動;允許鏡片在水平面內移動;即鏡片相對于鏡架的位置有三個自由度。為使用者提供一定的調節范圍。
本發明的目地還可以通過下述另一方案實現，其主要特點是將上述方案中的透鏡(或透鏡組)用反射鏡組代替。目的是消除多種透鏡像差和提供新的調節范圍。以下描述基本是與上述方案對照進行的。
本發明所提出的反射式偽立體眼鏡是一種偽立體視覺光學系統，其形式可以是一種眼鏡，由鏡架和兩組反射鏡構成，本發明的特征是所述反射鏡基本是豎置的柱狀曲面反射鏡，所述反射鏡的豎置的柱狀曲面是左右非對稱的，所述兩組反射鏡的幾何形狀是左右互為鏡像對稱的。
這種反射鏡組的特征還在于每組由兩塊反射鏡構成一條“N”字形光路，反射鏡在內眼角側為凸柱面，而在外眼角側為凹柱面，逐漸過渡;同組的兩塊反射鏡可以一塊是半凸半平，另一塊是半平半凹的;或者可以一塊是半凸半凹，另一塊是全平的。
這種反射鏡組的特征還在于為增加偽立體視覺效果，柱狀曲面反射鏡的凸鏡部分自下而上曲率加大，凹鏡部分自下而上曲率減小。
所述鏡架的特征在于鏡架與鏡片的連接，允許鏡片按豎直軸轉動，允許鏡片在水平面內移動;即鏡片相對于鏡架的位置有三個自由度;在鏡架上裝置對彈性材料制成的柱狀曲面反射鏡進行應力應變調節的機構。
按本發明兩方案設計制造的偽立體眼鏡都可以達到從任何一種普通單畫面圖像源，使觀察者獲得一定的偽立體視覺感受的目的。它不需要作雙倍的圖像攝取、調制、記錄、拷貝、復現等工作，也不需要專門的雙重處理設備與雙倍材料消耗。它可以使人感受到普通單畫面圖像源的全部原始色彩。它可以使各種歷史性的(不便于重新攝取的)普通單畫面圖像給觀察者以一定的偽立體視覺感受。它可以應用于電視、電影、幻燈、照片、工程圖、繪畫和計算機圖形圖像處理等廣泛的領域。此外，按本發明設計制造的偽立體眼鏡，還有可能為一部分立體盲患者提供一種有效的校治手段。
本發明說明書無附圖
。
本發明的最佳實施例是這樣構成的A.折射式偽立體眼鏡1.鏡架部分可以采取活動方式保留普通眼鏡架的上框邊、鼻架和鏡架腿;在兩個鏡架腿的鉸鏈上摩擦鉸接一對短的水平滑槽;滑槽中的摩擦滑塊與透鏡之間以一豎直摩擦軸相鉸接。以便于使用者根據具體的觀察需要作一定范圍的調節。
鏡架部分也可以采取固定方式保留普通眼鏡架的全部結構，不作任何改動。或采取無鏡架腿的掛接架方式將偽立體眼鏡懸掛于使用者佩戴的屈光校正眼鏡架外。
2.透鏡部分可以采取成組方式為獲得優良的偽立體視覺效果，透鏡部分可以采用比較復雜的兩個透鏡組。其設計主旨是使圖像對觀察者的單眼在內眼角方向的水平視角相對逐步縮小，在外眼角方向的水平視角相對逐步擴大，同時盡可能減少其它不必要的畸變。
透鏡部分也可以采取單片方式為降低造價，普及應用，采用普通視力校正眼鏡的單片形式。其設計主旨與透鏡組基本相同，內眼角側為半個凹柱面透鏡，外眼角側為半個凸柱面透鏡。為制造方便，也可以采用使圖像對觀察者的單眼從內眼角側向外眼角側，水平視角相對逐步擴大(或反方向水平視角相對逐步縮小)的設計，即偏置的凸柱面透鏡(或偏置的凹柱面透鏡)。或者，將透鏡的內外表面分別磨制成半個單凸柱面和半個單凹柱面。同時可以在透鏡上迭加以透鏡中心為軸的球度或橫置柱度，在豎直方向形成一定的視角放大(或縮小)補償，以使總的圖像畸變不致過大。
為增加偽立體視覺效果，透鏡或透鏡組的水平方向屈光率由下向上逐漸減小(帶符號)。
成組或單片透鏡方式，都可以按使用者的要求將偽立體眼鏡的屈光度與屈光校正眼鏡的屈光度迭加，磨制成一副眼鏡片。
成組或單片透鏡方式，一般需要根據使用時的圖像幅面和觀察距離的不同，選擇不同的偽立體屈光度。可分為三檔1.普通彩色照相擴印片和一般的書刊插圖等;2.電視畫面、計算機監視器畫面和中幅工程圖紙、繪畫等;3.幻燈和電影畫面等。活動式鏡架和可分解或可調節的成組透鏡，可以提供一定的調節范圍。
B.反射式偽立體眼鏡1.鏡架部分可以采取實施例A.的基本結構，并附加必要的反射鏡位置固定與調節機構，和對彈性材料制成的柱狀曲面反射鏡進行應力應變調節的機構。
2.反射鏡組部分可以采取每組反射鏡由兩塊反射鏡構成一條“N”字形光路的方式反射鏡在內眼角側為凸柱面，而在外眼角側為凹柱面，逐漸過渡;同組的兩塊反射鏡可以一塊是半凸半平，另一塊是半平半凹的;或者可以一塊是半凸半凹，另一塊是全平的。總之其設計主旨仍然是使圖像對觀察者的單眼在內眼角方向的水平視角相對逐步縮小，在外眼角方向的水平視角相對逐步擴大，同時盡可能減少其它不必要的畸變。
為增加偽立體視覺效果，柱狀曲面反射鏡的凸鏡部分自下而上曲率加大，凹鏡部分自下而上曲率減小。
反射鏡組方式，一般也需要根據使用時的圖像幅面和觀察距離的不同，選擇不同的反射鏡柱面曲率。同樣可分為三檔1.普通彩色照相擴印片和一般的書刊插圖等;2.電視畫面、計算機監視器畫面和中幅工程圖紙、繪畫等;3.幻燈和電影畫面等。活動式鏡架和對彈性材料制成的柱狀曲面反射鏡進行應力應變調節的機構，可以提供一定的調節范圍。
權利要求
1.一種折射式偽立體視覺光學系統，其形式可以是一種眼鏡，由鏡架和兩組(或兩片)透鏡構成，本發明的特征是所述透鏡基本是豎置的柱狀曲面透鏡，所述透鏡的豎置的柱狀曲面是左右非對稱的，所述兩組透鏡的幾何形狀是在右互為鏡像對稱的。
2.按照權利要求1.所述的透鏡，其特征在于透鏡的水平方向屈光率由內眼角側向外眼角側逐漸增大;透鏡的水平方向屈光率為零的豎線可選取透鏡內外的任意位置，即所述透鏡水平方向屈光率在外眼角側為正，成半個凸柱面透鏡，而在內眼角側為負，成半個凹柱面透鏡，也可以全部為正，成偏置的凸柱面透鏡，或者全部為負，成偏置的凹柱面透鏡;或者，將透鏡的內外表面分別制成半個單凸柱面和半個單凹柱面。
3.按照權利要求1.或2.所述的透鏡，其特征在于透鏡的水平方向屈光率由下向上逐漸減小(帶符號)。
4.按照權利要求1.或2.所述的透鏡，其特征在于在透鏡上迭加以透鏡中心為軸的球度或橫置柱度，或者補償設計成透鏡組。
5.按照權利要求1.或2.所述的透鏡，其特征在于將屈光校正眼鏡的散光、近視或遠視的光度與偽立體眼鏡的光度迭加，制成一副鏡片。
6.按照權利要求1.所述的鏡架，其特征在于鏡架與鏡片的連接，允許鏡片按豎直軸轉動，允許鏡片在水平面內移動;即鏡片相對于鏡架的位置有三個自由度。
7.一種反射式偽立體視覺光學系統，其形式可以是一種眼鏡，由鏡架和兩組反射鏡構成，本發明的特征是所述反射鏡基本是豎置的柱狀曲面反射鏡，所述反射鏡的豎置的柱狀曲面是左右非對稱的，所述兩組反射鏡的幾何形狀是左右互為鏡像對稱的。
8.按照權利要求7.所述的反射鏡組，其特征在于每組由兩塊反射鏡構成一條“N”字形光路，反射鏡在內眼角側為凸柱面，在外眼角側為凹柱面，逐漸過渡;同組的兩塊反射鏡可以一塊是半凸半平，另一塊是半平半凹的;或者可以一塊是半凸半凹，另一塊是全平的。
9.按照權利要求7.或8.所述的反射鏡，其特征在于柱狀曲面反射鏡的凸鏡部分自下而上曲率加大，凹鏡部分自下而上曲率減小。
10.按照權利要求7.所述的鏡架，其特征在于鏡架與鏡片的連接，允許鏡片按豎直軸轉動，允許鏡片在水平面內移動;即鏡片相對于鏡架的位置有三個自由度;在鏡架上裝置對彈性材料制成的柱狀曲面反射鏡進行應力應變調節的機構。
全文摘要
本發明是一種偽立體視覺光學系統。一般的立體視覺圖像系統，存在二倍于普通圖像系統的設備與材料開支問題，對于歷史性的普通單畫面圖像源是無法處理的。本發明根據幾何光學原理，利用無色光學眼鏡片或反射鏡片組，從任何一種普通單畫面圖像源，使觀察者無色彩失真的獲得一定的偽立體視覺感受。它可以應用于電視、電影、幻燈、照像、工程圖、繪畫和計算機圖形圖像處理等廣泛的領域。這是一種真立體視覺圖像系統的新式補充系統。
文檔編號G02B27/22GK1039308SQ8810397
公開日1990年1月31日 申請日期1988年7月4日 優先權日1988年7月4日
發明者鄭潮 申請人:鄭潮