[发明专利]三维成像的改进

说明书

本发明涉及用于建立三维成像的方法与装置。

直到目前，三维成像主要使用对双眼显示物体的不同外观的观察器来生成，通常是通过滤光、偏振或振荡观察器或眼镜所观察到的滤光，偏振或振荡成像。透镜阵列，静态或动态双像条纹与观察缝装置也试图在不用这些观察器或眼镜的情况下取得类似的效果。此外，全是摄影以完全不同的方法产生三维成像，这种方法通过光波对胶片的相互作用记录一幅景像的多个图像。此外，这些不同系统的结合也是大家熟知的。

通过一些已知的方法可以产生影像深度增强，通常称为三维成像。这些方法包括使用动态透镜;动态反射镜;显著地增加对比图像大小;增加图像分辩率;使用曲面反射镜;透镜;菲涅耳屏幕及透镜;遮蔽图像边缘的框;以及在显像表面上紧接着覆以透明材料层（诸如玻璃或有机玻璃）。

仅管已往研究和使用了多种方法与装置，但这些深度增强设备中没有一种能够生成三维图像，虽然有些能够在深度与真实感的外观上产生显著的改善。

使用观察器、眼镜、透镜阵列、图像条纹与观察缝的系统以部分地刺激正常眼功能来产生三维的幻影。在各幻影中，呈现两个相似但却不同的像，一个到左眼，而另一个到右眼。这两个像之间的区别取决于两个视点位置之间的夹角;这大约为人眼瞳孔之间的距离。左眼所见的景况为右眼景况之左边;而右眼所见之景况则为左眼所见景况之右边。这些观察装置系统不可能使两眼中任何一个看见另一眼的景况;或者不可能使各眼同时见到两个景况。将以这一方式呈现的两个像通过一种模拟正常视觉的生理过程在脑中合成。

应用产生两个有区别的像来模拟三维视觉原理的光学仪器受到其内在限制的约束。这种限制将这些系统及装置局限在单一水平面内的三维表示，只具有固定的景深与固定的焦距。在实际应用中，这些系统被排除在正确或全面地再现三维正常视觉之外。

应当理解，人眼基本上是同时看见水平与垂直平面的，而且具有经常变化的景深与焦点，这一动态感受与记忆相结合保持了双眼所见的一切事物的无穷变化的影像的印像。具有两个分离影像型式的三维成像无法产生人们习惯于感受的视觉真实感。它总是与成像有区别的和不自然的。此外，这一方法还有其它的缺点，包括可见图像视角的局限性;与传统设备的不兼容性;传输与广播中的困难;低标准的质量;尺寸小;眼睛紧张;缺乏商业活力以及给众多视力不正常的人所带来的问题。

与其它早先所有的系统不同，全息照相不需要观察器、眼镜或其它中间光学仪器。此外，全息照相生成所记录物体的多个视图。然而，这种全息照相具有严格的限制。当前，具有显示三维成像能力的全息照相不能用激光或电记录或存储设备得到。此外，这种全息照相不能传输、广播或者在视频或电视屏幕上显示。在某些场合下，全息照相可用于生成电影，但成本之高排除了实际的商业活力。全息照相还常常受到观察位置限制的阻碍。

由于上述原因，三维成像仅管人们为之改进付出了大量努力但依然得不到广泛应用。

本发明的至少一个最佳实施例的目的是向克服或减少上面所提到的问题向前迈进了若干距离，並为产生三维成像提供了一种具有有效性与生命力的方法及装置。

本发明的至少一个最佳实施例的另一个目的是提供用于产生三维成像的一种有效方法与装置。

从下面的说明中，本发明的其它目的将十分明了。

本发明的第一个方面，提供了一种建立三维成像的方法，包括围绕一个共同的中心从不同的角度如此投射多个图像使得所述图像基本上同时显示在基本上对应的角度上並且其速度使得对于肉眼表现为同时的而且是三维的。

本发明的第二个方面，提供了在至少一个屏幕表面上建立三维成像的一种方法，包括从围绕一个共同中心並离开所述屏幕表面的多个角度如此投射一个或多个图像在所述屏幕表面上;使得所述图像是在基本上对应的角度上显示在所述屏幕表面上，且使得图像对肉眼同时地呈现。

本发明的第三个方面，提供了在至少一个屏幕表面而建立三维成像的一种方法，该屏幕包括並由围绕一个共同中心的多个改变着的平面组成;从多个角度在所述屏幕表面上投射一个或多个图像;使得所述一个或多个图像在基本上对应的角度上显示在所述屏幕表面上;至少一个屏幕表面的所述平面的速度改变和所述一个或多个图像的投射，使得对于肉眼来说所述一个或多个图像在所述至少一个屏幕表面上同时地从三维形式呈现。