Электронно-управляемые 3д-очки

Авторы патента:

G02B27/22 - системы воспроизведения стереоскопических и прочих подобных эффектов (в микроскопах G02B 21/22; аппаратура для обозрения G02B 27/02)

Владельцы патента RU 2413266:

Волков Борис Иванович (RU)

Изобретение может быть использовано при формировании трехмерных изображений. Очки содержат корпус, левое и правое стекла, первый и второй электронно-управляемые затворы и ИК-приемник, расположенный на корпусе очков. Левое и правое стекла выполнены полыми, внутри них размещены соответственно первый и второй электронно-управляемые затворы. Каждый из затворов включает четыре идентичных пьезоэлектрических преобразователя, каждый из которых включает биморфный трубчатый пьезоэлемент. К пьезоэлементу прикреплена прямоугольной формы светонепроницаемая мелкоячеистая сетка. Блок импульсных усилителей включает две последовательно соединенные схемы формирования импульсов, подключен к выходу ИК-приемника и размещен на корпусе 3Д-очков. Первый и второй выходы первой схемы формирования импульсов подключены соответственно к первому и второму управляющим входам пьезоэлектрических преобразователей в первом электронно-управляемом затворе. Первый и второй выходы второй схемы формирования импульсов подключены соответственно к первому и второму управляющим входам пьезоэлектрических преобразователей во втором электронно-управляемом затворе. Технический результат - повышение прозрачности стекол 3Д-очков и уменьшение времени отклика электронно-управляемых затворов. 3 ил.

Изобретение относится к аппаратным устройствам персонального компьютера /ПК/ и может быть использовано при формировании трехмерных изображений.

Прототипом приняты 3Д-очки [1 с.558-567], содержащие корпус, ЖK-линзы, используемые с электронно-управляемыми затворами /фильтрами/, в левом и правом стекле 3Д-очков. Стекла 3Д-очков выполнены по технологии ЖК-ячеек просветного типа, которыми управляют сигналы с видеоадаптера, прозрачность стекол изменяется синхронно со сменой изображения кадров стереопары на экране монитора ПК [1 c.559]. 3Д-очки подсоединяются к видеоадаптеру ПК при помощи гибкого соединительного провода через специальный внешний или интегрированный на плату видеоадаптера контроллер. Вместо соединительного провода для передачи команд от контроллера к очкам применяется ИК-передатчик, а очки оборудуются встроенным миниатюрным ИК-приемником. На мониторе ПК последовательно отображаются левый и правый кадры стереопары, одновременно с ними стекла 3Д-очков поочередно теряют прозрачность. В результате каждый глаз видит свой кадр стереопары, что позволяет получить стереоэффект. Недостатки прототипа: низкая прозрачность стекол из-за использования в них ЖК-ячеек, время отклика ЖК-ячеек, которое в лучшем случае 5 мс, препятствует повышению частоты кадров, при частоте кадров 100 Гц половина длительности периода кадра приходится на время отклика, что еще снизит прозрачность стекол для зрения зрителя.

Цель изобретения - увеличить прозрачность стекол очков для зрения и уменьшить время отклика электронно-управляемых затворов.

Техническими результатами являются повышение прозрачности стекол 3Д-очков в открытом состоянии и уменьшение времени отклика электронно-управляемых затворов.

Сущность изобретения в том, что в 3Д-очки вводится блок импульсных усилителей, а в каждый электронно-управляемый затвор вводится соответствующее число пьезоэлектрических преобразователей.

Электронно-управляемые 3Д-очки показаны на фиг.1, электронно-управляемый затвор - на фиг.2, блок импульсных усилителей - на фиг.3.

Электронно-управляемые 3Д-очки /фиг.1/ включают корпус 1, левое 2 и правое 3 стекла, каждое из которых выполнено внутри полым и содержит внутри электронно-управляемый затвор 4, включает ИК-приемник 5 и блок 6 импульсных усилителей, размещенные на корпусе 3Д-очков. Электронно-управляемый затвор 4 каждый содержит четыре пьезоэлектрических преобразователя 7-10. Исходное состояние электронно-управляемых затворов 4 в левом стекле закрытое, в правом стекле открытое. Прозрачное поле в стекле в открытом состоянии /фиг.2/ 18 мм×7 мм, которое с расстояния в 1 метр позволяет видеть с запасом экран в 22" /56 см/, большее поле при этом расстоянии уже избыточно. Принцип действия 3Д-очков: на мониторе последовательно друг за другом отображаются левый и правый кадры стереопары, синхронно с ними стекла очков поочередно теряют прозрачность /правый затем левый/, синхронность прозрачности соответствующего стекла и появление на экране соответствующего ему кадра стереопары задается синхроимпульсами с контроллера видеоадаптера [1, с.560].

Подключение 3Д-очков к контроллеру выполняется при помощи инфракрасного приемопередатчика. ИК-приемник 5 /фиг.1/ принимает команды от ИК-передатчика, подключенного к контроллеру [1, с. 563]. Управляющие сигналы с выхода ИК-приемника 5 поступают последовательно в блок 6 импульсных усилителей, включающий две последовательно соединенные /фиг.3/ схемы формирования импульсов 12 и 13. Каждая схема формирования импульсов для получения на выходе двух идентичных управляющих импульсов с фазовым сдвигом между ними в 180° имеет на выходе фазоинверсный каскад [2, с.80]. С выходов первой схемы 12 /фиг.3/ выдаются параллельно два управляющих импульса: первый U₁ положительной полярности и второй U₂ отрицательной полярности, амплитуды обоих равны по абсолютной величине и соответствуют рабочему напряжению срабатывания пьезопреобразователя, по длительности оба импульса равны длительности левого кадра стереопары. Вторая схема 13 формирования импульсов идентична первой и формирует тоже два управляющих импульса U₁, U₂ по заднему фронту поступающего в нее импульса U₁с первой схемы 12 формирования импульсов /фиг.3/. Управляющие импульсы с первой схемы 12 поступают синхронно на первые и вторые управляющие входы электронно-управляемого затвора 4 левого стекла 2 /фиг.1/. Управляющие импульсы U₂, U₂ со второй схемы 13 поступают соответственно на первые и вторые управляющие входы электронно-управляемого затвора 4 правого стекла 3 /фиг.1/. Электронно-управляемый затвор 4 вмонтирован в полую часть каждого стекла очков и включает 7-10 идентичных по форме и размерам пьезоэлектрических преобразователя /фиг.2/, исполнительной частью каждого пьезопреобразователя является биморфный трубчатый пьезоэлемент, работающий на кручение [3, с.27], отличающийся высокой чувствительностью, прочностью и надежностью. К исполнительной части пьезоэлектрического преобразователя прикреплена прямоугольной формы светонепроницаемая мелкоячеистая сетка 11, ширина ее 4 мм, длина 7 мм. С поступлением на электроды левых пьезоэлектрических 7-10 управляющих импульсов U₁, U₂трубчатые пьезоэлементы при кручении выполняют синхронно повороты четырех светонепроницаемых сеток 11 на 90° и открывают поле зрения левого стекла, зритель левым глазом видит изображение левого кадра стереопары. По окончании длительности управляющих импульсов светонепроницаемые сетки 11 в левом стекле возвращаются в исходное /закрытое/ состояние, а на электроды пьезоэлектрических преобразователей в правом электронно-управляемом затворе 4 правого стекла поступают управляющие импульсы U₁ и U₂ со второй схемы 13 формирования импульсов: в правом стекле открывается поле зрения, зритель правым глазом видит правый кадр стереопары. Время отклика электронно-управляемых затворов 4 на частотах кадровой развертки практически равно нулю.

Работа 3Д-очков.

С приходом в ИК-приемник 5 сигнала начала периода левого кадра первая схема 12 формирования импульсов формирует и выдает параллельно два управляющих импульса U₁, U₂, поступающих синхронно на первый и второй входы пьезоэлектрических преобразователей 7-10 в электронно-управляемом затворе 4 левого стекла, светонепроницаемые сетки 11 поворачиваются на 90° и открывают поле зрения в левом стекле 2. Левый глаз зрителя видит левый кадр стереопары. Первый импульс U₁ также поступает на вход второй схемы 13 формирования импульсов, которая по заднему фронту этого импульса формирует и выдает параллельно два управляющих импульса U₁, U₂ на первые и вторые входы пьезоэлектрических преобразователей 7-10 в электронно-управляемом затворе 4 правого стекла, светонепроницаемые сетки 11 поворачиваются на 90°, открывают поле зрения в правом стекле, правый глаз зрителя видит правый кадр стереопары. Каждый глаз видит свой кадр, в результате получается стереоэффект. Введенные электронно-управляемые затворы создают полную прозрачность стекол в 3Д-очках в открытом состоянии и не ограничивают увеличение частоты кадровой развертки.

Использованные источники

1. Колесниченко О.В, Шишигин И.В. Аппаратные средства PC, 5-е изд-е, СПб., 2004, с.558-567.

2. В.Ф.Баркан, В.К.Жданов. Усилительная и импульсная техника. М., 1981, с.80.

3. А.Ф.Плонский, В.И.Теаро. Пьезоэлектроника. М., 1979, с.26, 27.

4. И.В.Фридлянд, В.Г.Сошников. Системы автоматического регулирования в устройствах видеозаписи. М., 1988, с.115-122.

Электронно-управляемые 3Д-очки, содержащие корпус, левое и правое стекла, первый и второй электронно-управляемые затворы и ИК-приемник, расположенный на корпусе очков, отличающиеся тем, что левое и правое стекла выполнены полыми, внутри которых размещены соответственно первый и второй электронно-управляемые затворы, каждый из которых включает четыре идентичных пьезоэлектрических преобразователей, каждый из которых включает биморфный трубчатый пьезоэлемент, к которому прикреплена прямоугольной формы светонепроницаемая мелкоячеистая сетка, и введен блок импульсных усилителей, включающий две последовательно соединенные схемы формирования импульсов, вход блока импульсных усилителей подключен к выходу ИК-приемника и размещен на корпусе 3Д-очков, первый и второй выходы первой схемы формирования импульсов подключены соответственно к первому и второму управляющим входам пьезоэлектрических преобразователей в первом электронно-управляемом затворе, первый и второй выходы второй схемы формирования импульсов подключены соответственно к первому и второму управляющим входам пьезоэлектрических преобразователей во втором электронно-управляемом затворе.

Изобретение относится к области оптики, а именно к устройствам воспроизведения изображения. .

Способ получения трехмерных изображений // 2397520

Изобретение относится к оптике, в частности к способам управления направлением света, к оптическим системам с отражающими поверхностями. .

Способ формирования стереопространства и устройство для его осуществления (стереомонитор) // 2394260

Изобретение относится к оптике и предназначено для формирования перед оператором объемного стереоскопического изображения, наблюдаемого без специальных очков, и может быть использовано в стереотелевидении, системах дистанционного управления различных объектов (беспилотные самолеты и танки), лапароскопии и т.п.

Оптический трансформатор голенко для преобразования единого двумерного моноракурсного изображения в объемное изображение // 2385477

Способ получения и восстановления объемного изображения // 2379726

Изобретение относится к средствам получения и воспроизведения объемного изображения. .

Способ наблюдения стереоизображений с полным разрешением для каждого ракурса и устройство для его реализации // 2377623

Изобретение относится к стереоскопической видеотехнике и может быть использовано для создания стереоскопических телевизоров и мониторов с наблюдением стереоизображения как без очков с сохранением возможности наблюдения моноскопических изображений.

Очки-монитор для просмотра компьютерных и телевизионных изображений с сеточной системой фокусировки // 2374668

Изобретение относится к воспроизведению компьютерной и видеоинформации и предназначено для наблюдения изображений (возможно стерео), создаваемых компьютерами, телевизионными системами, коммуникаторами, плеерами мультимедиа и т.д.

Система воспроизведения стереоскопического изображения // 2364903

Изобретение относится к видеотехнике, а именно к системам воспроизведения стереоскопического изображения, и может быть использовано для воспроизведения черно-белых и цветных стереоскопических изображений с использованием 3D очков.

Способ воспроизведения стереоскопического изображения от видеокамер со сходящимися осями // 2340116

Изобретение относится к способам воспроизведения стереоскопических телевизионных и видеоизображений и может быть использовано в таких областях, как наука, образование, медицина, производство, включая микроскопию, эндоскопию, телемедицину, подводное телевидение, где требуется получение в реальном времени качественных объемных изображений объектов.

Способ получения стереопары // 2339985

Изобретение относится к системам воспроизведения стереоскопического эффекта и может быть использовано для генерирования стереоскопических изображений с помощью цифровых вычислительных машин.

Документ с индикаторным устройством // 2431877

Изобретение относится к документу с индикаторным устройством

Способ восприятия плоских изображений // 2436139

Изобретение относится к оптике и стереоскопии и может быть использовано в технологии образования по развитию интуитивно-креативного зрительного восприятия и мышления, в системах контроля качества обучения по развитию объемного восприятия плоских изображений, для тестирования навыков нестандартного мышления, в пиар-кампаниях популяризации изобразительного искусства

Автостереоскопическое устройство отображения, использующее матрицы управляемых жидкокристаллических линз для переключения режимов 3d/2d // 2442198

Автостереоскопический дисплей // 2447467

Способ получения стереоотображений и устройство для его реализации // 2472193

Изобретение относится к области построения оптических и телевизионных стереоскопических отображений, которые могут быть использованы при создании стереоскопических дисплеев

Мультистандартные жидкокристаллические стереоочки // 2488150

Изобретение относится к стереоскопическим дисплеям и может быть использовано для создания универсальных мультистандартных жидкокристаллических стереоочков с высоким значением оптического пропускания светового потока изображения вне зависимости от состояния его поляризации, что обеспечивается за счет того, что каждый из оптических жидкокристаллических затворов стереоочков снабжен бесполяроидным жидкокристаллическим преобразователем поляризации, который в случае светового потока изображения с различными направлениями вектора линейной поляризации изменяет его направление для согласования с направлением оси входного поляризатора оптического жидкокристаллического затвора

Способ тренинга когнитивного восприятия // 2489743

Изобретение относится к информационным технологиям, оптике, стереоскопии, физиологии, психофизиологии, когнитивной, экспериментальной психологии и может быть использовано в системах досмотра багажа в аэропортах, в том числе как средство развития креативных способностей

Способ распознавания трехмерной формы объектов // 2491503

Способ когнитивного восприятия плоских изображений // 2500004

Изобретение относится к использованию методов психологии, психофизиологии, оптике, физиологии в системах контроля объектов досмотра ручной клади с применением рентгеновских установок. Технический результат заключается в повышении точности восприятия объектов досмотра. На первом этапе обучают операторов рентгеновской установки наблюдать стереоскопическую глубину на стереоскопических проекциях содержимого багажа, а затем при досмотре багажа выводят проекцию объектов ручной клади на весь экран монитора компьютера, устанавливают перед экраном монитора пластину с набором цилиндрических линз, получают на экране периодику с изображением объектов досмотра за счет использования набора цилиндрических линз, с учетом периодики обеспечивают глубину и объем предметов багажа. 4 ил.

Устройство формирования изображения // 2506653

Изобретение относится к устройствам формирования изображения и может быть использовано, например, в рекламных устройствах для отображения с помощью светоизлучающих элементов видеоинформации. Второй стаканообразный кожух содержит отверстие в центре дна и установлен вверх дном на кольцевое основание, поверх прозрачного кожуха с воздушным зазором и соосно с ним. Третий стаканообразный кожух установлен сверху второго кожуха. Роторный сердечник вращающегося трансформатора установлен на сбалансированном основании соосно валу электродвигателя. Статорный сердечник установлен на внутренней поверхности дна второго кожуха. Внешняя втулка блока оптопар установлена на верхнем конце вала электродвигателя, а внутренняя втулка - в центре дна внутренней поверхности третьего кожуха. Четвертый стаканообразный кожух размещен в воздушном зазоре между первым прозрачным и вторым кожухами и закреплен соосно на сбалансированном основании. На внутренней стенке четвертого стаканообразного кожуха размещены светоизлучатели блока индикации, вертикально друг под другом, образуя ряд столбцов, равномерно расположенных по окружности. Техническим результатом изобретения является повышение качества воспроизводимого изображения и увеличение срока службы устройства. 1 з.п. ф-лы, 11 ил.