CN1902526A - 全向双凸透镜和隔离栅图像显示器以及其制造方法 - Google Patents

Abstract

倾斜成既不垂直(零度)也不水平(九十度)的图像引导装置(例如，隔离栅或双凸透镜)显示两个或两个以上单独图像，每一图像可从不同观看点观看到。经如此显示的合成图像大体上提供所期望的观看体验，而不论其观看表面是围绕垂直轴翻转还是围绕水平轴翻转。合成图像如所期望地是使用新颖的像素映射方法由单独图像产生。双凸透镜薄片和隔离栅屏幕如所期望地是用经定向成与薄片边缘成界定的角度的透镜或隔离栅制成。

Description

全向双凸透镜和隔离栅图像显示器以及其制造方法

技术领域

本发明大体上涉及双凸透镜和隔离栅图像显示器。更特定地说，本发明涉及的双凸透镜和隔离栅图像显示器包含一提供观看表面的图像介质和图像引导装置，该显示器是全向的因而具有改良的性能。

背景技术

自20世纪初以来，突出地由Lippman、Ives和其他人已提出并实施了一体式双凸透镜成像，在1950年以Victor Anderson的作品达到高潮，他使双凸透镜成像得以实施并商业化。此后，双凸透镜图像运作的方式并无根本变化。

基本实施办法为选择以某一方式彼此相关的两个或两个以上单独图像(三维(3D)场景的不同视图，电影、视频或动画的不同帧，或仅仅关于例如一产品及其价格的选定主题的不同图像，先后图片，或图片创作者想要观看者查看的其他图像)，将选定的单独图像分割成多个图像片断。所述图像片断(可为垂直片断或水平片断)接着重新组合在一起而成为一个合成图像，将所述合成图像显示于提供有一含有来自所述单独图像中之每一者的数据的观看表面的一图像介质上。此图像介质覆盖有一图像引导装置(例如，图像屏幕)。

为了本发明的目的，存在两种常规类型的图像引导装置。一种类型包含垂直或水平定向的不透明元件的样式，称为隔离栅屏幕。另一类型图像引导装置包含圆柱形显微透镜阵列。此圆柱形显微透镜阵列称为双凸透镜屏幕。所述图像引导装置的作用在于使得各单独图像从不同的观看位置均单独可见，该各单独图像组装成该合成图像。

过去，为了其他功能已提议并实施使用倾斜双凸透镜。在美国专利3,409,351中，D.F.Winnek揭示了以两个步骤来记录双凸透镜3D图像的方法。首先，通过双凸透镜将负片记录于相机中。一旦穿过双凸透镜元件，记录于每一双凸透镜后方的单独条状图像被反转。归因于此反转，观看3D负片提供一深度反转的幻视图像。接着，使用与放大负片以制作常规相片时所使用的投影配置类似的投影配置，通过另一双凸透镜将双凸透镜负片投影于照相相片材料上以便制作最终的3D相片。此步骤允许最终的图像如所期望地变大、变小或与双凸透镜负片相同尺寸，同时再次反转条状图像来产生无畸变的3D相片。以一固有垂直线图案(归因于第一双凸透镜的结构)穿过另一垂直线图案(第二双凸透镜)的方式投影图像而产生的问题为，产生明显的莫尔图。为了减少或视觉上消除此莫尔图的出现，Winnek建议在两个双凸透镜轴之间提供一角度。他判定两个透镜之间的角度应小于20度以便防止角落中的图像发生晕边。

在美国专利6,373,637中，小S.Gullick和R.Taylor也已提议使用倾斜的双凸透镜。此专利教示使用者采用两个或两个以上图像，相对于垂直线将图像旋转一倾角，数字化并垂直地多路复用所述图像，将其提供到垂直定向的双凸透镜或“人字形双凸”透镜，并接着旋转完成的产品从而再次垂直地定向图像，使透镜以图像倾角减去九十度而倾斜。最后，使用者修整所述倾斜的透镜并将未使用的部分作为废物丢弃，从而使透镜的其中两侧为垂直的，另外两侧为水平的。提议此技术，从而围绕垂直轴旋转完成的双凸透镜提供具有视差的立体3D视图，而围绕水平轴旋转完成的双凸透镜提供动态图像。

然而发明者相信，现有技术未能揭示或建议产生一如本文所教示以各种观看方位(即，例如不管其是垂直翻转还是水平翻转)来产生相同感知效果的合成图像显示器的手段，也未能揭示或建议形成如本文所教示以倾斜的双凸透镜或隔离栅屏幕运作的此种合成图像的方法，也未能揭示或建议制造本文还教示的倾斜的双凸透镜或隔离栅屏幕的方法。

发明概述

本发明使用图像引导装置，例如隔离栅或双凸透镜，它们不是垂直(0度)或水平(90度)定位，即倾斜定位，以显示两个或多个单独的图像，每个单独图像从不同观看位置即观看点可见。根据本发明显示的图像介质上的图像显示器为用户提供基本相同的观看体验，而不管是否使得合成图像围绕水平轴或垂直轴翻转即来回摆动，也就是说，当围绕任意的轴(仅一个除外)翻转时，本发明的图像显示器可以向观看者提供希望的效果。在本发明的另一方面，可以通过保持观看表面静止而观看者移动来以希望的效果显示合成图像，而不管观看者的一段相对于观看表面是否在水平或垂直方向或打多的其他任何方向。观看者的移动包括从接近不同于视平线的观看表面或从其离开。实践中，观看者的这种相对移动同时图像显示器保持静止会产生相当于观看者静止而翻转图像显示器的视觉效果。本发明还提供利用像素映射的方法从单独图像产生合成图像的新方法。

如果图像引导装置包括以相对于水平面(例如地平线)倾斜45度的优选角度倾斜的透镜或隔离栅，当图像显示器围绕水平或垂直轴翻转时，将看到希望的效果，该效果的速度和程度在两个翻转方向上相同。在本发明的替代实施例中，图像引导装置可以任意角度倾斜(不是45度、0度和90度)。然而，在该替代实施例中，在显示器的观看表面相对于观察者在一个方向(例如垂直地，通过反复上下翻转它)上翻转时，相比在其它方向(例如水平方向，通过反复左右摆动)，效果的进展更慢，效果的程度减小，这是因为在该翻转方向不是所有原始图像必须变得可见。实践中，当倾斜角度为从5度到85度时，可以获得希望的效果，优选的角度是从15度到75度，更优选的角度为从35度到60度，更好是从40度到50度，如前述的，最好角度为大约45度。

本发明者注意到，对于隔离栅或透镜不倾斜(意即，其定向成零度(垂直)或九十度(水平))的常规双凸透镜隔离栅图像显示器，即使所述图像显示器围绕一轴翻转成既非零度也非九十度，且即使所述图像显示器在围绕水平(X)轴或垂直(Y)轴翻转之前首先围绕Z轴旋转了任意量，所述常规双凸透镜隔离栅图像显示器也产生其效果(例如，3D或运动)。

对于任何给定的显示器或图像分辨率和隔离栅或透镜特征而言，且与使用垂直或水平定向的相同隔离栅或透镜相比，本发明技术的附加益处在于：此类型图像的视角更宽，“跳跃(jump)”更不明显，幻影减少，图像相对于屏幕的对准较不重要，且可利用更多图像，而不会减弱所产生的3D或运动效果。

可通过光学或计算机手段使数据相对于用于观看的隔离栅屏幕或双凸透镜屏幕而以适当数据形式记录图像。此方法可与实际上任何图像介质结合利用，所述图像介质包括印刷图像(例如喷墨、平版、丝网印刷，Lamda、Lightjet、LVT、照相感光乳剂，数字成像等)和电子图像(电视(TV)、计算机、手机、前或后投影屏幕等上的阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子、投影)。尽管例如隔离栅和双凸透镜屏幕的常规制造的图像引导装置可与本发明合用(尽管产生浪费)，但本发明视需要但如所期望地提供特殊主件(master)圆柱体和板的设计和生产来产生适于所属技术的隔离栅或双凸透镜屏幕而不浪费屏幕材料。

发明内容

本发明能够提供一种图像显示器及其产生方法，其提供显示器的期望效果，而与显示器的观看表面(即，显示器的图像介质的观看表面)相对于当观看者观看显示器时的观看者的位置而言是围绕水平轴还是垂直轴或几乎任何轴翻转无关。利用本发明，仅存在一个轴使得显示器围绕其翻转而不产生期望的效果。此情况发生于当将显示器围绕与图像引导元件的方位正交的轴翻转时，此是人不可能且难以尝试解决的实际难题。如上文所提及，当观看者相对于本发明的一固定的显示器移动时也产生期望的效果。

本发明的一特征在于能够提供一种图像显示器及其产生方法，当观看者观看时图片的观看表面围绕水平轴或垂直轴或几乎任何轴翻时，其提供具有水平视差的3D图像。

本发明的另一特征在于能够提供一种图像显示器及其产生方法，当观看者观看时显示器的观看表面围绕垂直轴、水平轴或几乎任何轴翻转时，其提供动态图像或动画或跳变(flip)。

本发明的另一特征在于能够提供一种图像显示器及其产生方法，当观看者观看时显示器的观看表面围绕水平轴、垂直轴或几乎任何轴翻转时，其提供动态或动画的或跳变3D图像。

本发明的另一特征在于一种将来自两个或两个以上相关图像的数据重新组织为一合成图像的有效手段，所述合成图像可通过一使得每一原始图像在不同于其他图像的有利位置处可被观看到的图像引导装置(例如，隔离栅或双凸透镜屏幕)而观看到，所述图像引导装置使其平行元件以一倾角定向(通过围绕z轴旋转以将其置于既非零度也非九十度的角度处)。

本发明的另一特征在于一种产生隔离栅和双凸透镜屏幕的手段，所述隔离栅和双凸透镜屏幕的隔离栅或圆柱形透镜定向成既非零度也非九十度的角度，所述隔离栅和双凸透镜屏幕可用以观看如本文所描述的合成图像而不浪费隔离栅或双凸透镜屏幕材料。

本发明的另一特征在于能够提供一种图像显示器及具产生手段，其提供一较宽视角，且因此对于非所期望的不连续性的感知减少，同时维护良好的3D和运动特征且不增加隔离栅或透镜的像差或感知。

如自下文提供的详细揭示内容将容易了解，本发明的各个方面包括：

1、一种处于图像介质上的合成图像，其包含共同混合成一个图像的来自两个或两个以上原始图像的图像数据的平行片断，所述片断当所述合成图像视观看需要而翻转时不定向成平行于合成图像的水平轴或垂直轴，且通过具有平行于合成图像的片断方向的元件的图像引导装置可观看到所述合成图像。

2、一种合成图像，其包含共同混合成一个图像的来自两个或两个以上原始图像的平行片断，所述片断当所述合成图像视观看需要而翻转时不平行于合成图像的水平轴或垂直轴，且通过具有平行于合成图像的片断方向的微凸透镜(lenticule)和隔离栅的双凸透镜阵列和隔离栅屏幕中至少之一观看到所述合成图像，这使得从不同观看位置可观看到所述两个或两个以上图像中的每一者。

3、一种合成图像，其包含共同混合成一个图像的来自两个或两个以上原始图像的平行片断，所述片断当所述合成图像视观看需要而翻转时并不平行于合成图像的水平轴或垂直轴，且通过具有平行于合成图像的片断方向的微凸透镜和隔离栅的双凸透镜阵列和隔离栅屏幕中至少之一观看到所述合成图像，这使得从不同观看位置可观看到所述两个或两个以上图像中的每一者，其中所述复合和原始图像分解为区段和子区段，且根据一组映射规则将来自原始图像子区段的图像数据置于合成图像的选定的子区段中。

4、一种合成图像，其包含共同混合成一个图像的来自两个或两个以上原始图像的平行片断，所述片断当所述合成图像视观看需要而翻转时不定向成平行或正交于合成图像的水平轴或垂直轴，且通过具有平行于合成图像的片断方向的微凸透镜和隔离栅的双凸透镜阵列和隔离栅屏幕中至少之一观看到所述合成图像，这使得从不同观看位置可观看到所述两个或两个以上图像中的每一者，其中所述复合和原始图像分解为区段和子区段，且根据一组映射规则将来自原始图像子区段的图像数据置于合成图像的选定的子区段中，从而不管含有合成图像数据的图像介质的观看表面当观看者观看时相对于观看者而言是围绕水平轴翻转还是围绕垂直轴翻转，基本上均为观看者显示相同序列的图像。

5、一种合成图像，其以至少六十五度视角通过双凸透镜阵列和隔离栅屏幕中至少之一观看。

6、一种隔离栅屏幕，其隔离栅线彼此平行且不平行于所述隔离栅屏幕所处的基板的侧边。

7、一种双凸透镜阵列，其微透镜彼此平行且不平行于所述双凸透镜阵列所处的基板的侧边。

8、一种产生合成图像的方法，其包含将两个或两个以上原始图像分割为区段和子区段，从所述子区段中选择数据，将所述选定的数据重新排列成一配置从而形成新图像的区段和子区段，其中所述区段和子区段彼此平行且不平行或正交于复合或原始图像的侧边。

9、一种产生合成图像的方法，其包含将两个或两个以上原始图像分割为区段和子区段，从所述子区段中选择数据，将所述选定的数据重新排列成一配置从而形成新图像的区段和子区段，其中所述区段和子区段当视需要为观看者进行显示时彼此平行且不平行或正交于水平线。

10、一种产生其中具有凹槽的圆柱体或板的方法，所述凹槽不平行于所述圆柱体或板的侧边，所述圆柱体或板可用以产生隔离栅屏幕和双凸透镜阵列中至少之一。

11、一种产生合成图像的方法，所述合成图像将用图像引导装置观看，所述方法包含：

1.为隔离栅或微凸透镜选择倾角

2.选择待使用的原始图像的数目

3.选择合成图像尺寸

4.选择待使用的隔离栅或微凸透镜的数目，藉此判定其间距

5.选择用于隔离栅薄片或双凸透镜阵列的基板材料

6.选择最佳观看距离

7.选择双凸透镜阵列或隔离栅薄片的厚度

8.选择双凸透镜阵列或隔离栅薄片的视角

9.确定图像数据组宽度

10.利用计算机方法和光学方法中至少之一，利用前述步骤中所判定和选择的参数，根据预定布局和映射配置，将来自两个或两个以上原始图像的图像数据重新排列成平行的行或列，其中所述前述步骤包括为了保持合成图像的纵横比而视需要对像素进行复制和丢弃。

12、一种图像显示器及其产生方法，当观看者观看时图片围绕水平轴或垂直轴旋转时，其提供具有水平视差的3D图像。

13、一种图像显示器及其产生方法，当观看者观看时所述动态图像或动画或跳变围绕垂直轴或水平轴旋转时，其提供动态图像或动画或跳变。

14、一种图像显示器及其产生方法，当观看者观看时所述动态或动画的或跳变3D图像围绕水平轴或垂直轴旋转时，其提供动态或动画的或跳变3D图像。

15、一种将来自两个或两个以上相关图像的数据重新组织为一合成图像的有效手段，所述合成图像可通过定向成既非零度也非九十度的角度的隔离栅或双凸透镜屏幕而观看到，所述隔离栅或双凸透镜屏幕使得每一原始图像在不同于其他图像的有利位置处可被观看。

16、一种产生隔离栅和双凸透镜屏幕而不造成浪费的方法，所述隔离栅和双凸透镜屏幕的隔离栅或圆柱形透镜定向成既非零度也非九十度的角度，所述隔离栅和双凸透镜屏幕可用以观看如本文所描述的合成图像。

17、一种在图像介质上产生合成图像的手段，其通过内插而非通过丢弃图像数据来产生像素来实现。

18、一种图像及其产生手段，其提供至少65度的视角，对于“跳跃”，即非所期望的不连续性的感知减少，同时维护良好的3D和运动特征且不增加隔离栅或透镜的像差或感知。

19、使用计算机手段来实施上述标号10的手段，其中任何一次仅合成图像和一个原始图像处于存储器缓冲器中。

20、使用计算机手段来实施上述标号10的手段，其中任何一次仅合成图像和一个原始图像的数据的少于全部的线处于存储器缓冲器中。

21、以电子手段来显示如本文所揭示的合成图像。

22、通过光学手段将来自两个或两个以上原始图像的图像数据重新映射成如本文所揭示的合成图像。

23、通过光学手段将来自两个或两个以上原始图像的图像数据重新映射成如本文所揭示的合成图像，其中使原始图像重叠于合成图像上，从而使每一原始图像的一个选定的特征在合成图像中严格地彼此一致。

24、通过光学手段将来自两个或两个以上原始图像的图像数据重新映射成如本文所揭示的合成图像，其中将感光乳剂涂覆于隔离栅屏幕和双凸透镜阵列中至少之一的背部，使得消晕层为距离所述屏幕和阵列的所述一者最远的层并经由所述阵列和屏幕的所述一者而曝露感光乳剂。

25、通过光学手段将来自两个或两个以上原始图像的图像数据重新映射成如本文所揭示的合成图像，其中将感光乳剂涂覆于隔离栅屏幕和双凸透镜阵列中至少之一的背部，使得消晕层为距离所述屏幕和阵列的所述一者最近的层并直接地而不经由所述阵列和屏幕的所述一者曝露感光乳剂。

26、通过光学手段将来自两个或两个以上原始图像的图像数据重新映射成如本文所揭示的合成图像，其中将待投影的图像倾斜成与待用以观看合成图像的双凸透镜阵列和隔离栅屏幕中至少之一的倾角相关的选定的角度。

27、通过光学手段将来自两个或两个以上原始图像的图像数据重新映射成如本文所揭示的合成图像，所述两个或两个以上原始图像最初处于与待用以观看合成图像的双凸透镜阵列和隔离栅屏幕中至少之一的倾角相关的角度处。

28、通过光学手段将来自两个或两个以上原始图像的图像数据重新映射成如本文所揭示的合成图像，其中经由隔离栅屏幕将所述图像投影于感光乳剂上，所述感光乳剂与附着于所述感光乳剂的双凸透镜阵列配准。

29、通过光学手段将来自两个或两个以上原始图像的图像数据重新映射成如本文所揭示的合成图像，其中将所述合成图像接触拷贝于感光乳剂上，所述感光乳剂与附着于所述感光乳剂的图像引导装置配准。

30、通过光学手段将来自两个或两个以上原始图像的图像数据重新映射成如本文所揭示的合成图像，其中隔离栅屏幕具有宽度(Wcl)小于Pbs/NI的净空间(clear space)。

31、通过由其中具有凹槽的平板进行复制来产生双凸透镜屏幕和隔离栅屏幕中至少之一，所述凹槽不平行于所述板的侧边。

32、一种包含双凸透镜屏幕的图像引导装置，所述双凸透镜屏幕包含具有线性边界的基板，所述基板形成为彼此平行且不平行于所述基板的边界的微凸透镜。

33、一种包含隔离栅屏幕的图像引导装置，所述隔离栅屏幕包含具有线性边界的基板，所述基板具有彼此平行且不平行于所述基板的边界的线性开口。

34、一种图像显示器及其产生方法，其不论当观看者观看时图像显示器围绕水平轴还是围绕垂直轴旋转均提供大体上相同的感知效果。

定义

如本文所使用，“图像引导装置”是能够使多个原始图像中的每一者可单独地且同时地被观看到的装置，每一原始图像可从一合成图像的不同观看位置观看到，所述合成图像包含由来自所述原始图像的数据组成的许多图像片断。常规的图像引导装置包括双凸透镜屏幕和隔离栅屏幕。

如本文所使用，“期望的效果”视所需的并由显示器的创造者设计于显示器中的观看体验而定，可包括以下视觉感知的任一者或组合：(a)所描绘的场景的具有深度感知和视差的三维(“3D”)视图，(b)图像中所描绘的任何元素的运动，(c)从一个图像向另一图像的跳变。

如本文所使用，“跳变”表示图像显示器的观看表面相对于观看者的运动。大多数此翻转涉及围绕垂直轴、水平轴或其他轴的运动，所述运动可为穿过弧的一次旋转或来回往复运动。

如本文所使用，“全向”表示具有图像引导装置的图像显示器当翻转时为观看所述显示器的观看者提供“期望的效果”的能力，此能力与图像显示器水平、垂直还是在任何其他方向上翻转无关，例外情况为沿着一个特定的轴(即，与倾角正交的轴)翻转将不能提供期望的效果。

如本文所使用，“透镜”、“透镜元件”、“显微透镜”、“微透镜”和“微凸透镜”可替换地表示双凸透镜屏幕的元件。

如本文所使用，“倾斜”表示将图像引导装置或包含图像引导装置的图像显示器的元件定位于既非水平也非垂直的方位上。倾角(下文称为θ)如所期望但并非必要地为与垂直线成四十五度。

如本文所使用，图像引导装置的“视角”表示由一图像引导元件对着的角，其提供一空间区域，在所述空间区域上可观看到来自如本文所揭示的所有原始图像的数据。

“原始图像”是经选定而待显示为图像显示器上两个或两个以上图像中的一者的任何图像。

“合成图像”是从表示两个或两个以上原始图像的数据以光学方式或计算机计算的方式或其他方式获得的图像，所述合成图像呈现于图像介质的观看表面上且旨在通过图像引导装置被观看。

“图像片断”是来自在一方向上由有限量的数据(少至一个像素)组成的图像的一部分的数据，和来自在通常正交方向(本文中称为“子区段”)上所述图像的所述部分的所有可用数据。

附图说明

图1是对自例如三个原始图像产生一合成图像的通用技术的示意说明。

图2A是在一图像介质前方包含一隔离栅屏幕的一图像显示器的概略透视图，所述图像介质含有如图1中所显示的产生的合成图像的数据。

图2B是图2A的图像显示器的鸟瞰(平面)图，其概略地说明光线和可观察到所述三个图像中每一者的观看位置。

图3A是在一图像介质前方包含三个微凸透镜的双凸透镜屏幕的一图像显示器的概略分解透视图，所述图像介质含有如图1中所显示的产生的合成图像的数据。

图3B是图3A的图像显示器的鸟瞰(平面)图，其概略地说明光线和可观察到所述三个原始图像中每一者的观看位置。

图4是现有技术的一图像显示器的概略平面图，其显示一图像介质上的一合成图像和五个观看区，从所述五个观看区中的每一者可观察到不同的原始图像。

图5A是图4的透视图。

图5B是与图5A类似的透视图，其中根据本发明合成图像的片断和图像引导装置的元件发生倾斜，其显示观看区相应地发生倾斜。

图6是与图6类似的透视图，其显示本发明的一优选实施例。

图7是概略地显示一穿过图5B中所描绘的五个观看区的平面的透视图，其中倾角θ是除了四十五度以外的角度。

图8A是一图像显示器的鸟瞰(平面)图，其中双凸透镜屏幕为图像引导装置，且概略地显示各种维度和光线。

图8B是一垂直定向的微凸透镜和说明视角835的光线的概略透视图。

图8C是一根据本发明倾斜的微凸透镜的概略透视图，其显示通常对应于图8B中所显示的光线的光线，其中较大的有效视角显示为角836。

图8D是一微凸透镜的概略透视图。

图8E是本发明的一图像显示器的鸟瞰(平面)图，其类似于图8A但其中一隔离栅屏幕为图像引导装置。

图9A至图9D是四个原始图像中每一者的概略正视图，其说明来自每一原始图像的各个图像片断和子区段如何编号。

图9E是一根据本发明具有倾斜的片断的合成图像的概略正视图，所述片断是自来自图9A至图9D中所显示的四个图像中每一者的图像数据而产生。

图10是显示来自五个原始图像1000中每一者的图像数据的概略透视图，所述原始图像1000投影于一图像介质1055上从而产生一具有倾斜的片断的合成图像以供记录。

图11是显示如何可用常规的双凸透镜或隔离栅材料薄片通过如图示进行切割并丢弃三角形废物部分来制得一具有倾斜的光引导元件的图像引导装置薄片的概略正视图。

图12是一用于切划一圆柱形主件鼓膜的装置的透视图，所述装置可用以产生根据本发明具有倾斜的双凸透镜或隔离栅元件的双凸透镜或隔离栅薄片。

具体实施方式

图1提供对使用例如隔离栅屏幕和双凸透镜屏幕的图像引导装置来进行成像的通用技术的示意说明。作为所述方法的实例，将三个单独图像(110、120和130)每一者分割成三个垂直片断，将所述片断的全部重新组合为一个合成图像(155)。(片断的数目选定为三个以使得图示容易观看和理解，但读者应了解通常将单独图像分割成大量片断，其数目与合成图像待藉以使用的隔离栅或显微透镜的数目相关)

为了保持原始图像的纵横比，假设合成图像在两个方向上具有相等的分辨率，根据本发明，将原始图像在与图像引导装置(例如，隔离栅或显微透镜)的元件平行的方向上扩展。或者，按照常规，在与组合合成图像之前的方向正交的方向上丢弃数据。将要进行的对数据的扩大或丢弃的量是正被组合以形成合成图像的图像的数目的函数。举例而言，在图2A和图3A中所显示的常规实例中，其使用三个原始图像，将仅仅利用水平数据的三分之一(丢弃所述水平数据的三分之二)。

在本发明的优选实施例中，将最终图像的高度扩展因数3(通过复制像素或优选地通过产生新的内插像素)。通过例如Adobe Photoshop的图像处理软件使用“图像尺寸”函数来方便地执行此内插。尽管可使用例如最近相邻、双线性或双三次取样的选择中的任何一者，但优选地使用双三次内插来重新取样图像。

或者，本发明预期也可能利用两个方法的组合，即，丢弃某些数据和内插其他数据，来提供具有所需纵横比的图像片断。

图2A显示待经由隔离栅屏幕250而观看的合成图像255。图2B显示其鸟瞰(平面)图。通常，所述屏幕由不透明区域251和透明区域252组成，每一透明区域宽度上近似地等于一个图像片断256，且每一不透明区域近似地等于一个图像片断的宽度乘以所使用的原始图像的数目减去一。

图3A显示待经由双凸透镜屏幕350观看的在图像介质355的观看表面上的合成图像的透视图。图3B显示其鸟瞰图。通常，双凸透镜屏幕的每一显微透镜(即，微凸透镜352)占据一空间，所述空间近似地等于一个图像片断356的宽度乘以所使用的原始图像的数目。在两个实施例(图2A、图2B和图3A、图3B)中，可分开地观看到三个原始图像(图像1、图像2、图像3)中每一者，所述每一者是从不同位置的观看点且因此从相对于观看表面的不同角度而可观看到。

与使用隔离栅屏幕相比，使用双凸透镜屏幕的优点在于：来自图像的几乎所有的光穿过透镜到达观看者从而允许得到明亮的图像，且每一透镜扩大其后方的图像的区段从而使得从任何视角，图片均显得立体而固定，区段连续出现。缺点在于：透镜产生像差，从而导致幻影，或图像不必要地重叠，限制深度。隔离栅屏幕的优点稍许相反，其几乎不产生像差(除了某些相对较小的衍射外)，且因此能够提供更大深度的容量，同时在区段之间产生清晰可见的线从而恼人的产生篱栅效应。由于大多数光被隔离栅吸收，所以除非假设具有附加能量且产生附加的热而使用非常强的背光照明，否则图像比常规印刷图像或使用双凸透镜屏幕的图像显得更加暗淡。

如在产生此种显示器的领域中众所周知的，如果垂直地定向隔离栅或透镜，那么从不同的水平观看位置可观看到不同的单独图像。如果单独使用者(即，观看者)相对于观看表面来回移动，那么将不存在感知变化。此是显示“跳变”图像的方式，其中图像呈现为从第一场景跳变至第二场景，正如穿着某套服饰的模特将服饰跳变至所述服饰的制造商的标志。最初，观看者的双眼将观看到跳变对的第一图像。在某一点处，当观看者水平移动时(或当观看者将图像显示器围绕垂直轴翻转时)，观看者将移动至一位置处使得一只眼睛观看到跳变对的第一图像而另一只眼睛观看到跳变对的第二图像。由于这些图像非常不同，所以大脑不能将其融合，从而在此点处产生令人不愉快的混乱的体验。然而当观看者保持水平移动时，观看者将经过所述点并到达一位置使得双眼观看到跳变对的第二图像，此体验将再次为令人愉快的。尽管大多数观看位置允许观看者双眼在任何给定时刻同时观看到跳变对的一个图像或另一图像，且混乱区域较窄，但一些观看者因为此短暂的混乱而烦恼，而称图片使他们晕眩且总之他们不喜欢此图片。

与水平定向的隔离栅或透镜相比，在垂直定向的隔离栅或透镜的情况下，动态图像(包括动画、缩放和变异)更为糟糕。此是由于以下事实；对于任何给定的观看位置而言，一只眼睛观看到在一个时间点描绘的场景，而另一只眼睛观看到在另一时间点描绘的场景。在这些时间之间发生的移动越多，图像将变得越不同，且大脑中将更加难以(几乎不可能)融合这些图像，且因此体验将变得越烦扰和混乱。为此，动态图像通常不使用垂直定向的隔离栅或透镜来显示。

至今，使用垂直定向的隔离栅或透镜通常已被认为是显示场景的3D图像的唯一方式。为了适当地显示3D图像，组成合成图像的不同的单独图像通常从不同的观看位置来显示3D场景，在相片的情况下，所述不同的观看位置为用来捕获原始图像图片的各自的相机位置。图像片断的宽度、隔离栅屏幕的透明线与不透明线的宽度、或双凸透镜屏幕的圆柱体透镜的宽度与透镜曲率之间的关系，观看表面与图像引导装置(例如，隔离栅屏幕或双凸透镜屏幕)之间的距离，以及观看者与隔离栅或双凸透镜屏幕之间的距离经谨慎选择从而使得观看者的双眼任何一次都将观看到不同的图像。如果观看者的每只眼睛同时观看到不同的图像，那么观看者可感知场景的3D视图。如果观看者的头部在水平方向上移动，那么每只眼睛可观看到其先前未观看到的所述场景的新的视图，从而产生环视场景的体验，称为“视差”。在此情况下，原本由前景物体遮挡的隐藏的背景物体进入视线中。

使用水平定向的隔离栅或透镜通常已被认为是显示跳变和动态图像的最佳方式。此是因为在任何给定时刻，双眼观看到相同图像，从而每次均产生令人愉悦的视图。从不同的垂直观看位置可观看到不同的单独图像。如果观看者水平移动，那么将不会感知到向另一单独图像的转换。观看不同的图像要求将合成图像围绕水平轴翻转，或要求观看者相对于观看表面进行来回移动以便观看到期望的效果。如果图像是手提式的，那么此对于使用者而言容易进行。如果图像显示器是固定的，正如(例如)粘贴于固定的墙壁上的海报的情况，那么如果在行走楼梯、乘自动扶梯或乘升降机经由窗户观看海报时观看海报，此会是自动的。

或者，如果海报粘贴于并非视平线的高度处，那么当观看者朝着海报移动或移动离开海报时将观察到所述效果(观看不同的原始图像的效果)。然而如果海报粘贴于视平线处，那么仅当观看者来回移动(此为非自然的移动)时才会获得所述效果。由于在任何给定的时刻双眼始终观看到相同图像，所以隔离栅或透镜的水平定向不可用来提供3D体验(除非观看者的头部定向成倾斜(即，抬起)，或观看者处于躺下位置(正如可能在惊险骑乘(thrill ride)的过程中，否则不常见))。

此意味着期望由楼梯、自动扶梯上的偶然的观察者观看或期望通过步行靠近而进行观看的常规粘贴的海报不可能是3D的。此也意味着为了使人们在步行经过或驱车经过时观看到而粘贴的跳变或动态图像，对于某些人而言将会是令人讨厌的。

使用隔离栅或双凸透镜(不论其在何方向上翻转以观看到期望的效果)的手提式图像产生另一问题。由于常规的双凸透镜或隔离栅图像使其隔离栅或透镜水平或垂直定向，所以观看者使图片围绕错误的轴旋转不能观看到变化或特殊效果，此可能存在50/50的机率。此将误导观看者认为他们正在观看常规的图片，且他们可能将其放下并继续移动，从而错过若以正确的方式翻转了图片则将会出现的可能令人兴奋和注目的效果。举例而言，如果将双凸透镜图像包括于特殊促销邮递物中，那么提供所述双凸透镜图像产生的附加成本可能浪费50％，从而对于观看到期望的效果的收取人而言无疑加倍特殊促销的额外成本，因为假定对于半数的促销的收取人而言，此视觉效果与一般平面印刷品的视觉效果将难以辨清。

不管使用隔离栅还是显微透镜，现有技术的另一缺点在于非所期望的不连续性，有时称作“跳跃”。当观看者将图像显示器翻转于图像引导屏幕的视角(视图像信息的配置和所使用的隔离栅或显微透镜而定，通常为25至50度)之外时观看到此非所期望的不连续性。视角决定观看者与图像显示器的观看表面之间的相对移动量以便观看到所有原始图像。当相对于观看表面移动的观看者已观看到所有图像时，正如该组原始图像中的第一图像在先前所显示的所述相同组原始图像中的最终成员之后呈现出来，他接着感知一“跳跃”。非所期望的不连续性恼人，其干扰在遭遇此非所期望的不连续性之前图像提供的真实自然的观看体验。由于非所期望的不连续性与观看者试图从不同位置观看图像时的较少移动一起发生，所以视角越窄，非所期望的不连续性显得越具有干扰性。因此，解决办法似乎为使用具有最大可能视角的透镜或隔离栅。

然而，利用常规技术，视角可增大的程度存在限制，且增大视角产生其他问题。此视角限制源于各种因素的相互作用，例如可用的现有打印装置的有限分辨率、(尤其对于3D的产生而言)处于此合成图像中的观看距离处的感知的原始图像之间最大可接受的距离，和当使用显微透镜时随着透镜的F值(下文称为“F#”)减小时像差的增大，以及当透镜仍然产生可接受的水平的像差时透镜可达到的最小F#。已知，在其他条件均等的情况下，可通过使用具有较高F#的显微透镜来减小像差(且因此减少感知到的幻影)。然而，这会减小视角，从而使得非所期望的不连续性更加显著。相反，减小F#并藉此增大视角不仅增大像差，而且减弱感知到的所产生的效果。归因于分辨率限制，对于给定的隔离栅或显微透镜间距而言，可置于隔离栅之间的空间下方或显微透镜下方的原始图像片断的数目存在上限。因此，随着视角增大而图像的数目不增加，在有限数目的图像之间的差异较大的情况下，可能的3D体验或运动的程度减弱，或者图像将显得非常急动。因此，在此领域中通常认为产生较佳的3D要求使用具有较窄视角的透镜或隔离栅，从而使得不可避免非所期望的不连续性。

本发明人已发现，对于常规双凸透镜和隔离栅图像(其图像引导装置(即，其隔离栅或透镜)的元件定向成零度(垂直)或九十度(水平))，即使图像显示器围绕一轴翻转成既非零度也非九十度，且即使图像在围绕水平(X)轴或垂直(Y)轴翻转之前首先围绕Z轴旋转了任意量，所述常规双凸透镜和隔离栅图像也产生其效果(例如，3D或运动)。

对图像前方空间的分析为发明者揭示了此情况的原因。图4至图6显示一显示由五个原始图像组成的合成图像的图像介质(图4中的455，图5中的555，和图6中的655)。实际上可使用任何数目的图像而具有类似结果，但此处为论述的简便而使用五个作为实例。图4(鸟瞰图)中显示在其中可单独地观看到所述五个图像的五个分离的观看区，为阴影区域401、402、403、404、405(也表示为标号为420、430和440的阴影区域)。沿着线410在画点的位置可最佳地观看到每一原始图像。来自每一透镜的光和图像信息近似地校准。沿着线410，在每一观看区内，来自每一透镜的图像信息重叠，从而置于该处的眼睛可观看到来自每一透镜的对应于单一原始图像的不同片断的数据。由于透镜像差、每一列图像数据点或像素的非零宽度、和不精确的图像数据定位(数据理想地应处于每一透镜的焦点F处)实际上光并非完全校准，所以每一图像的视界区域伸展(在此情况下水平地伸展)如区域420所示。这引起图像某一程度的重叠，从而产生幻影并减小图像清晰度。

位于标号为430和440的阴影区域的任一者的观看者的眼睛，也将在每一区中通常地提供单一图像，其似乎将填充图像介质455的整个观看表面。从区域450和460中的数对观看点也可观看到不同角度的3D。从透视图来说明此配置，图5将图4的阴影区域440中所描绘的观看区域显示为501、502、503、504、505。举例而言，从观看位置510、520、530、540、550(每一者为观看者的单眼在某一特定时刻的位置)来进行正常观看。

显示了观看者双眼的四个观看地点：510/520、520/530、530/540和540/550。当眼睛沿着路径500移动时，每一只眼睛在任何给定的时刻观看到不同的图像，从而产生对于3D的感知。本发明者发现，当眼睛沿着图5A中对角线路径560移动时，同样每一只眼睛在每一观看位置观看到不同的图像，且因此仍然观看到期望的3D效果，且本发明者发现，此等效于如图5B中所显示在Z轴上旋转合成图像并沿着水平线560进行观看。

当观看者沿着垂直线570移动时，观看者的双眼在每一观看地点511、512至517、518观看到不断变化的3D图像，与当眼睛在水平线560上移动时相同。意即，在第一地点，观看者的左眼处于观看位置511处，且右眼处于512处。在第二地点，观看者的左眼处于513处，且右眼处于514处，且如此直至图示的第三和第四地点。尽管以此方式将图像围绕Z轴旋转，提供不论是沿着水平线还是沿着垂直线的等效的观看体验，但所产生的缺点在于图像发生倾斜且图片的框或“画布(canvas)”现为菱形而非定形为更常规的正方形或矩形。

本发明消除这些缺点，在本发明中图像和其所处的正方形或矩形图像介质或画布不围绕Z轴旋转，但图像引导装置围绕Z轴旋转。图6显示本发明的一图像显示器和与图5B中所显示的观看区类似的观看区。图像介质655具有一观看表面，所述观看表面是经由一具有如箭头656所示而倾斜的元件的图像引导装置而视得。当观看者沿着垂直线610移动时，观看者的双眼观看到不断变化的3D图像，与当眼睛在水平线600上移动时效果大体相同。意即，在第一地点，观看者的左眼处于位置601a处，且右眼处于位置601b处。在第二地点，观看者的左眼处于位置602a处，且右眼处于位置602b处，且如此直至图示的第三和第四地点。

本发明涉及一种将单独图像组合成合成图像的新的方式，其中不旋转图像，但对数据进行合成以便匹配图像引导装置中的隔离栅或圆柱体透镜的倾斜方位，藉此产生期望的效果，而与在观看期间图像介质的观看表面相对于观看者而言是围绕垂直轴还是水平轴翻转无关。为了组合所述合成图像，根据本发明通常执行若干步骤。首先，选择隔离栅或圆柱体透镜相对于垂直线(或水平线)的倾角。此将决定每一旋转方向上(围绕水平轴和垂直轴)的效果的速度和程度。在透镜或隔离栅处于四十五度时，不管图像围绕水平轴还是垂直轴翻转，所述效果的速度和程度将相同。如果选定的透镜或隔离栅倾角接近零(为进行说明而假设为垂直)，那么当图像表面围绕垂直轴翻转时所述效果的速度和程度较大，当图像表面围绕水平轴翻转时所述效果的速度和程度较低。相反，当选定的倾角接近九十度(为进行说明而假设为水平)时，当围绕垂直轴翻转时所述效果的速度和程度较低，当围绕水平轴翻转时所述效果的速度和程度较高。在零度和九十度的极端情况下，所述速度和程度在一个方向上达到最大，且在另一方向上为零。

图7在视觉上对此进行显示。图4中描绘为例如401至405的五个观看区在直的(straight-on)正视图中显示为701、702、703、704、705。因此，在区701中观看到图像1，在区702中观看到图像2，在区703中观看到图像3，在区704中观看到图像4，在区705中观看到图像5。将透镜或隔离栅(且因此观看区)显示为倾斜的，意即，围绕Z轴旋转725一任意角度θ，在此特定实例中θ不是零度、四十五度或九十度。因此，图7例证当倾角并非四十五度时所获得的可接受但并非最佳的效果。根据本发明，将配置图像数据，从而使其经由倾斜的图像引导装置可被适当观看到。沿着线700移动某人的眼睛，提供一图像，所述图像表现为与角θ为零时其表现近似地相同(除了其倾角外)。当观看者沿着线700移动观看所有图像所必需的整个距离时，观看者的眼睛观看到每一图像(一次一个)。然而，在此说明中，沿着线710垂直地移动使得观看者仅观看到观看区702至704中的图像(不会看到观看区701和705中的图像，此是由于线710不穿过那些观看区)。以与当沿着线700观看时观看到图像1至5相同的视角观看到这三个图像。因此，在所有其他条件均等的情况下，与使用常规显示器(例如，如图3A中所显示)时将观看到的相比，所述三个原始图像中每一者可被观看到更长的时间(以更大的角距离)，从而减缓在彼方向上观察到的效果。由于当观看者从一个有利位置移动至另一有利位置而横穿相同的视角时观看到较少的图像，所述效果的程度也减小。

根据本发明，除了选择倾角外，还选择待组合成最终合成图像的图像的数目。关于透镜或隔离栅间距和待使用的原始图像的数目的选择受到图像介质的分辨率以及个人对于图像品质的偏好的限制，当产生常规的隔离栅或双凸透镜图像时以极其相同的方式作出这些判定。使用太少的图像导致当从一个图像移动至下一图像时出现跳跃的外观或最低限度可见的效果(视图像之间的差异的程度而定)。使用太多的图像导致如同一次观看到多个图像一般的幻影。视从一个极端有利位置至另一极端有利位置的视角而定，且(如果使用透镜)视像差的严重程度而定，通常的数目为五个至二十个原始图像。所使用的图像的数目决定在合成图像中待置于每一透镜或隔离栅下方的图像片断的数目，和每一原始图像的每一区段待分解成的图像片断的数目。

接着判定待用以观看合成图像的隔离栅或透镜的数目。此取决于最终合成图像的选定的尺寸(例如，以英寸表示)和对于隔离栅或透镜的间距(例如，以英寸表示，邻近的隔离栅或透镜之间的空间的尺寸，其为例如每英寸隔离栅或透镜的数目的倒数)的选择。隔离栅或透镜越多(且因此间距越小)，隔离栅或透镜越不明显。然而如上文所陈述，可使用的数目受到经选定用来组成合成图像的图像的数目，和含有数据的图像介质的可用的分辨率(例如，每英寸点数)的限制，其中根据所述数据经由图像引导装置而观看到各种原始图像中的每一者。原始图像的数目乘以(例如)每英寸所使用的透镜或隔离栅净空间的数目，决定所需的分辨率。在合成图像中，待使用的透镜的数目(如果使用双凸透镜屏幕)或净空间的数目(如果使用隔离栅屏幕)，决定每一原始图像和合成图像待分解成的区段的数目。

如所属领域的技术人员所知，在判定使用何种可用的材料作为透镜时仅需选择少数几个参数，例如，成本、重量、清晰度、稳定性、制造的简易度等。一旦选定了材料，透镜的折射率(n)是既定的。因此，无论何种透镜是可用的或最易于或最低廉地制造的，可判定使用该种透镜。

接着选择最佳观看距离和屏幕的厚度，并判定“图像数据集合”宽度。首先选择期望的最佳观看距离(d)。尽管选定了最佳观看距离(d)(例如图4中图像455与线410之间的距离)，但将产生一观看区(例如由420、430和440表示的区域)，其中期望的图像效果将最好地表现。如上文所解释，来自原始图像中每一者的片断将置于每一透镜或隔离栅空间下方。隔离栅空间是隔离栅屏幕的一个净空间的开始端与下一净空间的开始端之间的空间。处于一个透镜或隔离栅空间下方的图像片断在本文中表示为“图像数据集合”。如果图像数据集合的宽度等于透镜(或“隔离栅空间”)的宽度，那么仅在无限远处才可适当地观看到合成图像。期望的最佳观看距离(d)越近，越大的“图像数据集合”宽度应处于一个透镜或“隔离栅空间”下方。图像数据集合的宽度(Wids)决定图像数据集合的间距。尽管在所有观看距离处(无限远除外)透镜(或“隔离栅空间”)间距小于图像数据集合的间距，但透镜(或“隔离栅空间”)的数目与图像数据集合的数目相同。

参看图8A来对此进行解释，图8A是附着于双凸透镜855的合成图像的鸟瞰图。仅为说明的目的而显示宽度均相等的图像数据集合810、820、830和840，所述图像数据集合每一者由5个子区段组成，表示在此实例中使用了5个原始图像。每一透镜的曲率中心沿着线800-805而定位。(例如)透镜860的曲率中心(由点标记861表示)与邻近的透镜870的曲率中心(由点标记871表示)之间的距离为透镜间距(Lp)(其也等于两个邻近透镜的最高点之间的距离)。点890和895是两个可能的观看位置，每一者提供不同的单一图像的视图(位置890提供图像3的视图而位置895提供图像2的视图)。已知871与890之间的距离(d+r)和透镜间距(Lp)将导出角815的计算：

tan(角815)＝Lp/(d+r)。

距离r是透镜的曲率半径，其从透镜的点C处延伸至点871(曲率中心)。

为了执行此计算，判定曲率半径(r)。与透镜宽度(间距)相比，半径越长(且，因此焦距越长)，透镜的F值越高，透镜的视角越窄，且透镜将具有更小的像差，从而提供更少的幻影和更清晰的图像。透镜的F值(F#)等于其焦距除以其间距(F#＝f/Lp)。

透镜的选定厚度T1(图8A中显示为从“B”至“C”的距离)可用来计算透镜的焦距(f)：f＝T1/n(因为我们想要透镜在其后表面上聚焦)，这里n为透镜材料的折射率。焦距(f)是从曲率中心871至透镜焦点的距离，透镜焦点位于透镜的后面点“B”处。当用于平凸透镜时，关于曲率半径的标准的造镜等式为：

1/f＝(n-1)*(1/r)。

重新整理，r＝1/((1/f)/(n-1))，或简单地r＝f(n-1)。此导出对于点“C”与点871(透镜的曲率中心)之间的距离(r)的判定。(f)与(r)的和也等于选定的透镜厚度(T1)。使用角815(如上文而计算得)，可计算出“图像数据集合宽度”(Wids)(显示为A与E之间的空间，其等于810＝820＝830＝840)：Wids＝(Dt)*(tan(角815))，其中观看位置890与点“B”处的中心数据片断(子区段)之间的总距离(Dt)为d+r+f。由于Wids大于Lp，所以与图像数据集合820和830相对于其透镜860和870相比，例如图像数据集合810和840明显地自其各自的透镜850和880偏移。

透镜厚度的选择也受到对于特定的视角(VA)的期望的影响。图8A中描绘为835的视角(VA)是如果透镜垂直定向那么观看者为了观看到经组合以形成合成图像855的所有原始图像而必须移动的角度。视角(VA)可如下计算：

VA＝2arctan((Wids/2)/f)

如果透镜定向成除了零度(垂直定向)以外的角度，那么视角增大。然而，增大的视角并不要求其他参数(即，(r)、(f)、(T1)或(n))变化，仅需要透镜的方位的旋转。图8B、图8C和图8D中对此进行说明。为了说明的简便，仅显示双凸透镜显微透镜阵列的一个透镜元件。元件853是垂直定向的透镜元件的实例。穿过透镜的曲率中心852的光穿过提供视角835的透镜的曲面。

如图8C中所显示，如果透镜854倾斜倾角Ta(由参考标号806表示)，那么视透镜间距(宽度)从距离801-802(Lp)变化为距离802-803(平行于水平X轴)，其大于距离801-802，从而将视角增大为图8C中所显示的角836的量度，角836的量度大于图8B中所显示的角835的量度。意即，与垂直微凸853相比，视透镜宽度(alw)802-803根据下式而增大：

alw＝Lp/cos(Ta)。

在四十五度处，(alw)近似为1.41乘以Lp。也就是说，每一透镜元件(即，每一微凸透镜)的宽度似乎增大了约41％，从而相应地增大视角。因此，当如图8B中所显示而垂直定向时显示出50度视角的透镜，当如图8C中所显示而倾斜时表现得可相当于具有约71度视角的垂直透镜。然而，由于焦距(f)、透镜的实际间距(Lp)和实际F#未变化，所以透镜的像差或可见性(noticeability)不存在增加。具有较大的视角使得将观看到非所期望的不连续性的可能性减小，从而增加观看体验的现实性和愉悦度。然而，如果存在较大的视角但使用相同数目的原始图像，那么每一图像将以更大的角度被观看到，从而减小3D和运动速度。如果已正在使用最大数目的图像由于显示器或打印机分辨率的限制，那么似乎对此问题毫无办法。然而如图8D中所显示，参看透镜857可知，可使用较多的图像而无需较高的分辨率。线858表示透镜857后方的一行像素。在不改变其平面方位的情况下，将透镜倾斜角808(优选的角度为四十五度)导致沿着线856的像素的使用，用于原本应存在于未倾斜的微透镜下方的水平线(例如858)中的数据。在四十五度处，线856近似地比线858长41％。此意味着在透镜下方约41％更多的像素可用，且因此，作为本发明的一优点，可使用约41％的更多像素而无需增大显示器或图像分辨率。本发明的实施例的比相应常规的图像显示器使用更多图像的能力，允许显示器设计者维持所显示的3D和运动速度，就象视角更小一般，尽管此处视角实际上更大。

当使用隔离栅代替透镜时，隔离栅将如图8A中所显示而类似地沿着线800-805定位。为了说明清楚，图8E中显示一相应的图像显示器，其具有一隔离栅屏幕。隔离栅屏幕的透明线以选定的距离(“隔离栅空间间距”(Pbs))间隔开，正如图8A中所说明的每一透镜的曲率中心一样。也选择点“B”与点871之间的距离，其表示隔离栅与图像数据之间的距离，此处可称作隔离栅屏幕厚度(Tbs)。如果期望特定的视角(VA)，那么此选择可能受到影响。一旦也选择了最佳观看距离(点890与点871之间的距离)(图8A中显示为d+r)，可计算出图像数据集合宽度(Wids)。首先如先前一样计算出角815(tan(角815)＝Pbs/(db))。接着计算Wids：

Wids＝tan(角815)*(db+Tbs)。垂直定向隔离栅的视角835为：

(VA)＝2arctan((Wids/2)/Tbs)。

从这三个等式可知，一旦选定了观看距离(db)和“隔离栅空间“间距(Pbs)，实现期望的视角只要求适当地选择隔离栅屏幕厚度(Tbs)。上述利用图8A的分析(关于使用透镜)，如图8E中所显示，也适用于使用隔离栅。当隔离栅的倾角增大时，视角以如倾斜的透镜一样的方式增大，且具有所有相同益处。

不论使用透镜还是隔离栅，一旦确定Wids，最佳观看距离(db)决定可被使用且仍然产生对于三维视图(“3D”)的感知的图像的最小数目。将邻近的观看位置(890至895)之间的距离假设为2.5英寸，近似于成人双眼之间的距离。可观看到单一图像的观看区的宽度不可超出此距离，否则双眼将观看到相同的图像，从而使得从此观看位置不可能感知3D。此导出与最大可允许的单一图像片断对着的角825(当使用透镜时)的计算(以便产生3D)：

tan(角825)＝(2.5/(d+r))，或使用隔离栅，为tan(角825)＝(2.5/db)。一旦计算出此角度，可计算图像片断的最大宽度(从“E”至“B”的距离)：在使用透镜的情况下为EB＝tan(角825)*f)，当使用隔离栅时为EB＝(tan(角825)*(Tbs)。Wids除以EB的值(接着四舍五入等于最近的整数)提供可被使用同时仍然为观看者产生对于3D的感知的图像的最小数目。在给定透镜或隔离栅的情况下，可使用的图像的最大数目受到显示合成图像的介质的分辨率限制。此适用于垂直定向的透镜或隔离栅。如果其倾斜一角度，那么Wids的尺寸增大。因此，为了计算在透镜或隔离栅倾斜(因此并非定向成0度)的情况下从给定的观看位置观看到3D所需的图像的最小数目，计算倾斜的Wids(Widst)：Widst＝Wids/cos(Ta)。Widst除以EB，且接着结果进行四舍五入等于最近的整数。由于0的余弦为1，所以此对于任何角度均适用，包括垂直(零度)。

也可实验性地判定用于选定的观看距离的适当图像数据集合宽度(Wids)。为此，以堆叠的方式显示一系列的长平行条(例如，与合成图像宽度一样长)并经由透镜或隔离栅薄片观看到。举例而言，每一条可约为1/4”高，且可由正交于所述条定向的交替的黑白片断组成(当使用定向成零度的图像引导装置时)。所述条应定向成与透镜或隔离栅正交。将一对黑白片断视作一个图像数据集合。每一条的图像数据集合经选择而具有稍许不同的间距。举例而言，在使用具有0.01英寸间距(每英寸100个透镜或“隔离栅空间”)和约18英寸观看距离的透镜或“隔离栅空间”的情况下，邻近的测试条中图像数据集合的间距可为0.010055、0.010054、0.010053、0.010052、0.010051和0.010050英寸。当以选定的观看距离经由透镜或隔离栅屏幕观看所述条时，视观看位置而定，具有最适宜间距的条将沿着其全长对于一只眼睛呈现为全白或全黑。如果没有条沿着其全长如此呈现，那么最接近的条的间距可用作第二测试的基础。举例而言，如果具有0.010052间距的条呈现为最接近，那么第二测试可由具有0.0100518、0.0100519、0.0100520、0.0100521、0.0100522和0.0100523英寸间距的条组成。同样，看上去最接近全黑或全白的条决定使用的最佳Wids。

一旦设定了这些可变参数(上文中所罗列)，每一原始图像内的图像数据在合成图像中重新排列成适当的格式，从而当经由倾斜的屏幕进行观看时，其产生所期望的效果。为了简便起见，图9E中仅用四个原始图像901至904(图9A-9D所示)和四个圆柱体透镜910至940来显示图像数据的此重新排列，但实际上可使用任何数目的原始图像或透镜。将原始图像901至904划分为平行于选定的透镜或隔离栅角的区段(A、B、C和D)。区段的数目等于待用以观看合成图像955的透镜或净空间(如果使用隔离栅)的数目。将区段进一步再划分为子区段(子区段的数目与原始图像的数目相同)。举例而言，将来自原始图像1(901)的区段1A的一个子区段(1A1)置于合成图像955中，在透镜1(910)下方在标记为1A1的子区段空间中。如果合成图像955的分辨率将与原始图像(901至904)中每一者的分辨率相同，那么在与透镜或隔离栅的方向正交的方向上减小(此情况下减小因数4)来自901的区段1A的数据的分辨率(以及所有区段的分辨率)。此是因为仅来自4个原始图像的4个子区段(等于此实例中的原始图像的数目)(来自每一原始图像有一个子区段)被置于单一透镜下方作为合成图像955的子区段。此意味着丢弃子区段1A2、1A3和1A4。同样，将来自原始图像2(902)的子区段2A2的数据置于合成图像955中，在标记为2A2的子区段空间中。丢弃子区段2A1、2A3和2A4。如所示将来自原始图像的其他区段中每一者的子区段置于合成图像955中。可从一子区段中使用平行于透镜或隔离栅方向的少到一列像素。可从每一原始图像的区段而非本文上文中所陈述(且优选的)的子区段中选择不同的像素集合，且具有类似的结果，而不会超出本发明的范畴和意图。或者，如本文中先前所解释，如果图像数据(通过复制和/或内插)在透镜或隔离栅的方向上扩展，且如果每一方向上合成图像的分辨率增加(在此实例中乘以因数4)，那么可使用所有的数据。考虑如上文中所解释的所有参数，置于合成图像955中的图像数据集合的宽度如上文计算。

从原始图像至合成图像中的图像数据的选择、复制、内插、消除和重新排列的此组规则界定一个图像数据集合至另一图像数据集合中的转换或映射。此映射可通过计算机或以光学的方式实现。不论为图像引导装置的透镜或隔离栅所选定的角度如何，均可使用这些技术。

使用计算机可快速且有效地完成此映射。扫描图像的通常的方式(例如，逐行地以光栅的方式)可用来例如一次扫描一个原始图像。可将数据置于其中将建立有合成图像的存储器缓冲器中。随着时间的过去逐行地将来自每个原始图像的数据读取至缓冲器中，每个像素线可以被读取至缓冲器中并置于合成图像中，且不必一次将整个图像读取至缓冲器中以将其置于合成图像中。

在沿着原始图像的每一行读取数据期间在任何时间点的来自原始图像扫描的任何或所有数据点(即，像素)，通过软件或硬件分配可与其各自的在合成图像中的目标地点关联，因为此关系在任何给定的合成图像的产生期间不会改变(一旦上文所论述的所有可变的参数确定的情况下)。以此方式，任何一次仅一个原始图像，或某时刻甚至少到来自原始图像的一行，加上合成图像需要驻于存储器中，从而缩减用于进行处理的必要的内存，并加速形成合成图像的过程。或者，所有图像可同时驻于存储器中。一旦在存储器中形成合成图像，可以许多方式(例如，通过数字光学打印机或喷墨打印机)将其输出至照相纸或普通纸上，接着用图像引导装置将其配准以供观看。或者可将其直接印刷在双凸透镜或隔离栅屏幕本身的背面进行配准以供观看。也可将其输出至印刷板上以便印刷在待与屏幕对准的诸如纸的材料上，或印刷在屏幕本身上。如上文所提及，其也可以电子的方式显示。

根据本发明，将图像数据重新映射成适当的格式也可以光学的方式以若干方式中的任何一种来完成。原始图像可以任何方式产生，例如，通过用常规的相机和常规的胶片，或例如CCD，或用多透镜相机捕获多个图片。撷取静止的场景的3D数据的常用方式为，将相机置于追踪轨道(track)上并从若干不同角度捕获图片。多透镜相机可在一次对焦中实现此任务。以光学的方式将来自原始图像的数据重新映射至最终的合成图像中的优选的方法为，使用不同原始图像中的负像以投影于正反射或透明胶片上。如所属领域中已知，必须水平地反转负像以便提供无畸变的正像。也可用计算机或数字或视频摄影机来产生负像并以已知的方式(例如，用胶片记录机)打印。或者，可以电子的方式显示负像，例如显示于CRT、LCD或等离子屏幕上，或用电子投影装置(例如微面镜或LCD投影仪)。

如图10中所显示，透镜1020经由屏幕顺序地或同时地将负像1000投影在图像介质1055上的正感光乳剂上。如果顺序投影，那么仅一个投影透镜1020和光源1010需要与负像源1000合用，其全部置于追踪系统上。

利用此配置，使用单一透镜1020和单一光源1010来一次将一个图像1000投影在图像介质1055上的正感光乳剂上，将透镜和光源(必要时甚至将感光乳剂)在不同的图像1000的曝光之间沿着追踪轨道移动。相同图像1000的在不同角度处进行的曝光数目将决定放映时每一图像的视角的宽度。

为简便起见仅显示五个图像，但实际上可使用任何数目的图像。透镜1020、负像1000和照明负像1000的光源1010可优选地并如图显示而渐进地偏移，从而将从每一负像1000中选定的单一元素或物体(例如相关的人或产品)叠加在图像介质1055上的最终的合成图像上。此操作将产生使图像元素在图像介质1055上的最终的合成图像的平面上清晰地呈现的效果，而同时场景中的其他元素将呈现于所述图像元素的前方或后方(如果产生3D图像)。在进行处理之后，记录于图像介质1055上的图像数据被双凸透镜或隔离栅屏幕以选定的角度覆盖以供进行图像放映。替代于将感光乳剂在屏幕后方置于图像介质1055上以进行曝光，例如可将感光乳剂涂覆于屏幕的背面，消晕层在距离透镜或隔离栅屏幕最远处。或者，可将感光乳剂涂覆于一清洁的塑料基座上，消晕涂层在感光乳剂的顶部上(距离所述基座最远)。所述清洁的塑料基座可安置成邻近于或黏附于双凸透镜或隔离栅屏幕。通过将感光乳剂黏附于屏幕，感光乳剂可在与屏幕的元件保持配准的同时被处理。此是优选的。也可单独地处理感光乳剂，但此时一旦其被处理，为了进行适当观看其与屏幕重新对准。当来自负像1000的光穿过倾斜的双凸透镜或隔离栅屏幕时，为了经由屏幕进行适当的观看，图像自动地重新排列成其应排列成的状态。当使用隔离栅屏幕时，屏幕与图像隔开，此隔开的距离如本文上文中所解释取决于想要的最佳观看距离。

替代于使用倾斜一选定的角度(除了垂直以外，假定投影透镜安置于水平追踪轨道上)的屏幕，可使得屏幕的元件垂直定向，而每一负片倾斜选定的角度。另一技术(其使得负片直立但产生相同效果)为，当为原始图像捕获图片时将相机(一或一个以上)倾斜选定的角度。

另一方法为，在感光乳剂上使用倾斜的透镜或隔离栅并倾斜追踪轨道以便使其与透镜或隔离栅正交。于是图像1000也倾斜，从而其垂直轴与透镜或隔离栅形成一角度，等于最终的透镜或隔离栅倾角。

利用描述的后两种技术之一，旋转最终的合成图像，因此合成图像呈现为直立的。因此透镜或隔离栅将倾斜所期望的角度以便进行观看。因此合成图像将优选地做修剪，使得其侧边与水平面(例如，地板)正交，且其顶部和底部与地板平行。

替代于经由双凸透镜将数据成像于感光乳剂上，即使将使用双凸透镜进行观看，优选的方法为经由隔离栅屏幕成像，所述隔离栅屏幕安置成与感光乳剂直接接触，或优选地安置成距离感光乳剂一距离。以此方式，在记录阶段消除了使用透镜所产生的像差，从而避免将图像信息记录在错误的地方。此使得图像更加清晰，并减少幻影，增加3D的可能的图像深度，并增加可单独观看到的运动图像帧的数目。此方法也具有以下优点：使得对于合成图像的视角和最佳观看距离的判定不受投影透镜特性和曝光期间投影透镜与合成图像之间的实际距离的约束。

如果将隔离栅屏幕安置成距感光乳剂一距离，那么可顺序或同时地记录图像而无需感光乳剂或隔离栅屏幕的精确的微小移动，因为优选地在校准光的情况下其两者均保持静止。一旦已经由隔离栅屏幕记录了图像并进行了处理，可经由隔离栅屏幕或双凸透镜屏幕观看到合成图像，所述隔离栅屏幕或双凸透镜屏幕中每一者可在感光乳剂被曝光并处理之前或之后黏附于合成图像上。如果在曝光之前将屏幕黏附于感光乳剂上，那么进行曝光以便使所记录的片段与所使用的图像引导装置(例如，隔离栅或透镜)对准。

如果将隔离栅屏幕安置成与感光乳剂直接接触，那么不可将各种负像同时成像于合成图像感光乳剂上。在此情况下，在第一负像成像于感光乳剂上之后，将感光乳剂或隔离栅屏幕移动成与图像之间的负像位移的方向平行。为了获得3D图像，将负像彼此进行水平移位，从而产生各种水平移位的观看位置，使得观看者的每一只眼睛观看到不同的图像，从而产生3D体验。将感光乳剂或隔离栅屏幕移动一距离，此距离优选地等于感光乳剂的先前曝光的区域的宽度(在移动方向上)，以便防止所记录的来自连续图像的图像数据发生重叠。每一图像依次记录于合成图像感光乳剂上。使隔离栅屏幕中的透明线的宽度Wcl等于Pbs/NI，其中NI为原始图像的数目，且隔离栅屏幕间距(Pbs)为一个透明线的开始端与下一透明线的开始端之间的距离(等于如本文上文中所描述当使用透镜时的透镜间距Lp)。透明线之间的不净空间的宽度(Wop)等于Wcl*(NI-1)。一旦所有NI个图像曝光，合成图像上将不会有空间未被曝光，除非在所记录的线之间故意留有空间以减少放映期间图像之间的串话，此将使得3D深度更大，且运动程度更大，具有较少幻影。为了在所记录的图像线之间导入此空间，可在连续的负像帧之间投影黑色、透明、灰色、彩色或其他帧。另外，或者作为替代，可有意使得净空间的宽度小于Pbs/NI。

如果使用负感光乳剂来记录合成图像而不是使用正感光乳剂，那么可使用经处理的合成图像负片通过进行接触拷贝来复制许多正合成图像副本，或通过使用放大机使复制品更大或更小，副本用经适当放大或缩小的隔离栅或双凸透镜屏幕来观看。

为了进一步简化产生经由隔离栅或双凸透镜屏幕观看到的但经由隔离栅屏幕或通过从复合负片拷贝而得以记录的完成的合成图像，可排除将隔离栅或双凸透镜屏幕与完成的合成图像进行对准和配准的需要。此可通过首先将未曝光的常规感光乳剂附着于要用于观看的隔离栅或双凸透镜屏幕，使通常的消晕层安置成最接近屏幕来实现。使用例如发光二极管(LED)或激光器的不曝光感光乳剂的红外光源来使在隔离栅或双凸透镜的边缘附近不涂覆有感光乳剂(使光被传输)的隔离栅或双凸透镜的片段与在用于曝光的隔离栅屏幕(“曝光隔离栅”)边缘上或在复合负像上的对准图案对准(当使用接触复制时)。曝光隔离栅屏幕或复合负片上的所述对准图案优选地为彼此邻近的透明线和不透明线的图案，所述透明线和不透明线每一者约为双凸透镜屏幕的单一圆柱体透镜元件或隔离栅屏幕(要用于观看)的隔离栅空间(如上文所界定)的宽度的1/3至1/2。至少三条所述线应附着或记录在曝光隔离栅所处的隔片表面上，所述隔片紧邻感光乳剂，或紧邻复合负片且与曝光隔离栅屏幕上的隔离栅平行，或平行于复合负片上的数据列。以物理或电子的方式在对准图案处透视隔离栅或双凸透镜(要用于观看)将显示对准图案是否与隔离栅或透镜对准。举例而言，接着可手动或以机械自动地移转或旋转曝光隔离栅或复合负片以便使其与隔离栅或透镜对准(要用于观看)。一旦它们对准，可在感光乳剂上进行可见光曝光(不穿过隔离栅或双凸透镜(要用于观看))，从而确保正被曝光的合成图像图案将与已附着的隔离栅或双凸透镜配准(要用于观看)。接着，可对隔离栅或双凸透镜已配准附着的感光乳剂进行处理以供经由隔离栅或双凸透镜进行最终的观看。

双凸透镜和隔离栅屏幕已被制造数十年。所有的透镜或隔离栅，不管其制造成薄片或制造于连续的卷(roll)上，均平行于屏幕的垂直或水平边缘。虽然此对于观看图像数据集合内的像素列(“数据线”)以零度或九十度记录的图像而言是较佳的，但其对于数据线定向成其他角度的图像而言将造成浪费。图11中对此进行说明。如本文所描述，图像1100是数据线不定向成零度或九十度而制成的合成图像，从而要求置于其上用于观看的双凸透镜或隔离栅屏幕的透镜或隔离栅也不定向成零度或九十度。将一常规的屏幕1110以适于观看的适当角度置于其上。区域1120、1130、1140和1150并不由图像使用且被剪切并丢弃，每一图像使用额外的人力且浪费材料。为了排除此问题，可将双凸透镜和隔离栅屏幕制造成使其隔离栅或透镜与屏幕边缘成必要的角度以便排除此额外浪费和支出。

对于隔离栅屏幕而言，此可以许多方式来完成。这些各种方法产生以前未产生过的新类型的隔离栅屏幕，其可与数据线定向成任何角度的合成图像(例如本专利中所描述的那些合成图像)合用，而不造成材料浪费。首先，如本文所界定来判定“隔离栅空间”的间距(Pbs)、不净空间宽度(Wop)和净空间的宽度(Wcl)。如上文所提及，净空间宽度(Wcl)与不净空间宽度(Wop)的比率通常基于所使用的原始图像的数目，Wcl＝Pbs/NI且Wop＝Wcl*(NI-1)。然而，由于净空间与不净空间的此比率，仅非常狭窄的观看位置(位置的数目等于NI)将为每一只眼睛提供单一图像。由于在大多数观看位置处经由透明区域将总是可观看到每两个邻近的图像中每一者的一部分，所以大多数位置将产生幻影。通过减小Wcl/Wop的比率(在现有技术中为((1/NI)*Pbs)/(((NI-1)/NI)*Pbs))，大多数观看区域每次将提供单一图像的视图，从而减少幻影，增加深度可能性并减少运动模糊。优选的产生方法为，在例如Adobe Photoshop的制图程序中使用适当间隔的黑白像素列或像素行来按比例产生选定的图案。接着用所述程序(如果必需的话)将隔离栅屏幕图案倾斜成期望的角度。接着，在所有四个侧边上修剪图像以使得侧边再次与水平面平行和正交(平行于计算机屏幕的边缘)。接着可将图案印刷在透明基板上以便安置于合成图像上。

或者，可通过(优选地由计算机控制的)旋压钻(spinning drill)或刨槽机尖头(router bit)、划针盘(scribing tool)、菱形尖端工具、激光切割机或其他工具，在清洁的基板(例如，塑料板)中以期望的角度形成凹槽。由于不透明区域大于透明区域，所以工具可优选地用来产生不透明区域。一旦形成了所有的凹槽，例如墨或颜料的不透明物质可覆盖表面。接着，使用手术刀可刮除不透明材料的较薄、较厚、非凹槽区域，从而以期望的角度产生隔离栅。或者，可首先用不透明涂层均匀地涂覆清洁的基板，且接着可同样地产生凹槽以消除选定的线中的涂层以便产生透明区域。或者，可将图案形成于表面为柔软材料(例如，铜、铍铜或塑料)的板中，所述板可用来用例如材料镍制造坚硬的主模，该主模可用来用例如塑料的柔软材料制造图案的复制品(对应于净空间在该材料中冲压槽)。另一方法为，在置于平坦表面上或鼓膜上的感光乳剂上使用激光光束和扫描线来产生所述栅。又一方法为，将感光乳剂曝光于在干涉仪中产生的干涉图案。通过使用测微仪调整来移动一或一个以上的组件(感光乳剂以及/或者一或一个以上的镜面)，可横向地(与边缘正交)移位图案以便曝光越来越多的感光乳剂，从而仅留下非常细的未曝光的线来形成透明区域。另一产生栅的方法为，使用图10的配置，其中除了一个负像1000以外(其为透明的)所有负像1000为不透明的(反之亦然)。图像介质1055上的感光乳剂上的双凸透镜可安置在期望的方位以便进行曝光，或可在透镜垂直定向的情况下曝光，且接着在处理之后以所需角度进行切割。不论使用何种方法来产生栅(其中，线相对于侧边处于期望的方位)，可通过接触印刷在感光乳剂上快速且廉价地制造复制品。

产生双凸透镜的优选的方法(其中，透镜相对于侧边处于期望的方位)，要求使用表面已经机器加工并磨成期望的曲率半径的坚硬的工具，例如菱形尖端工具。此工具可用来在计算机控制下，在柔软材料的薄片中(如上文所概述用于产生隔离栅屏幕)(此处称为“柔软主件”)以期望的方位产生凹槽。所述薄片可平坦地放置，且其，或所述工具，或两者可移动以便形成必要的凹槽。柔软主件接着可用来通过电镀制造坚硬的复制品(例如用镍)。此坚硬的复制品(称为“母件”)可用来制造若干其他坚硬的复制品(称作“子件”)。子件中如原始柔软主件中一样具有凹槽，而每一母件具有突起而非凹槽。子件可用来通过例如塑料的压缩或射出成形，或者压印而产生双凸透镜。

替代于形成母件和子件，柔软主件可涂覆有坚硬材料(例如镍或铬)，且可用来直接产生双凸透镜。以最低成本和最高速度大规模生产此种透镜的优选方法为，利用周围包裹有硬化的柔软主件或子件的鼓膜。以此方式，不是一次产生一个双凸透镜屏幕，而是可产生连续卷的双凸透镜材料。与板的情况一样，在例如热塑性塑料的可变形材料中进行拷贝。

可用于此目的的通用热塑性塑料包括(例如)：非晶形聚对苯二甲酸乙二酯(APET)、聚对苯二甲酸乙二醇(PETG)、丙烯酸、例如Eastar共聚酯A150的聚酯、聚氯乙烯(PVC)和聚碳酸酯。热和压力促使可变形材料在其表面上呈现出圆柱体透镜的形状。优选地，该材料在接触鼓膜前被加热到其软化点，或将周围包裹有主件或子件的鼓膜加热至充分的温度以便使可变形材料在所述可变形材料首先与鼓膜接触的区域处变形。并且，优选地，所述材料在翻转时保持与鼓膜接触，通过使(例如)冷水流经鼓膜的此部分而使其快速冷却。一旦经冷却并充分硬化，所述材料到达其首先与鼓膜接触的区域附近的一点，且将其剥离鼓膜以便绕在一卷紧辊上。

也可类似地使用挤压或冲轧来产生连续卷的双凸透镜材料。区别在于，挤压推动接近液态的材料穿过一槽(其具有接近于旋转的鼓膜的平坦的直的开口)以便在材料的与透镜表面相对的一侧产生平坦的光滑表面。替代于产生平坦主件或子件并将其包裹于鼓膜周围(其将具有一接缝)，优选地直接在鼓膜上形成凹槽，因此不存在接缝。参看图12可更好地理解此情况。鼓膜1200中具有相对于侧边成期望的角度的凹槽。所述凹槽是通过雕刻工具1230(例如菱形尖端的)而形成，雕刻工具1230在由箭头1240所指示的方向上移动且平行于鼓膜轴，而同时鼓膜如箭头1250所指示围绕其轴旋转。谨慎地使鼓膜旋转和工具移动的速度协调，从而使凹槽以恒定的斜率保持为直的，且与鼓膜边缘成期望的角度。对于所述速度的适当调节将使凹槽形成为与鼓膜的侧边成任何期望的角度；从直线与鼓膜相对处，要求当工具从鼓膜的一侧行进至另一侧时鼓膜保持静止，接着(工具离开鼓膜)旋转鼓膜刚好足够使工具能够形成下一凹槽(旋转量决定透镜间距(Lp))等等，为了与鼓膜的侧面平行，要求当鼓膜全程旋转时工具保持静止以便形成单一凹槽，接着工具离开鼓膜，移动等于Lp的距离，且接着形成下一凹槽等等，或在其间形成任何透镜角。

举例而言，显示鼓膜1200的圆周等于其宽度，但此关系并非必须。在此情况下，为了以例如四十五度形成透镜，调节速度从而使在此实例中(例如)开始于点1210处的工具1230在一个全程旋转之后终止于点1211处，点1211与点1210成直线相对，如虚线1220所表示，其与鼓膜的轴平行。

在前述实例中，工具与鼓膜的边缘接触并以某一速度Vt在鼓膜上移动，此时鼓膜以角速度Vd旋转。视工具的宽度和因此微凸透镜将具有的宽度而定，以特定的角速度，所形成的螺旋凹槽将由彼此接近的凹槽组成，实际上在凹槽之间不存在间隔。此将产生具有微小倾角的透镜阵列。相对于Vd增大工具行进速度Vt将最终导致一速度，当所述速度用来在圆柱体上开槽时将产生其间具有间隔的凹槽，所述间隔等于一个凹槽的宽度。在此情况下，将通过再次开始过程使工具处于圆柱体的末端处在当其围绕圆柱体行进时的第一凹槽与下一旋转的凹槽之间的间隔处，再次重复所述过程来填充已存在的凹槽之间的凹槽。在第二雕刻之后，圆柱体的整个表面上将具有凹槽，同样凹槽之间实际上不存在间隔，但比先前具有更陡的角。通过相对于Vd增大速度Vt，凹槽之间将留下越来越大的间隔需稍后进行填充，通过每次沿着圆柱体边缘在不同的起点处开始来对圆柱体进行后续的重新雕刻，以便用凹槽来填充所有间隔，从而形成越来越陡的凹槽(以及因此微凸透镜)角。选择Vt的增大值为特殊的增大数目，以便始终在凹槽之间提供间隔(其可由凹槽的宽度均分)，因此凹槽之间不留有重叠或间隔。

此前从未进行过的形成双凸透镜的方法将产生与所产生的双凸透镜屏幕的边缘成任何期望的角度的透镜，其可与例如本专利中所描述的任何合成图像合用而不会造成浪费。

工业适用性

本文上文中提及了本发明的图像显示器装置的用途的各种实例，包括：提供动态或动画的或跳变图像、3D场景，电影、视频或动画的不同的图框，关于例如一产品及其价格的选定主题的不同图像，先后图片，或图片创作者想要观看者查看的其他图像。所述图像显示器具有与常规的双凸透镜或障蔽薄片图像显示器相同的用途，以及对于签帐卡、产品图片、促销邮递物、海报以及以电子方式显示的图像具有增强的吸引力。

Claims (48)

1.一种图像显示器，其包含

(a)提供观看表面的图像介质，和

(b)图像引导装置，

其中所述观看表面显示合成图像，所述合成图像具有水平轴和垂直轴且由源自两个或两个以上原始图像的图像数据的平行片断构成，所述平行片断被倾斜以便既不平行于所述合成图像的所述水平轴也不平行于所述合成图像的所述垂直轴；且

其中所述图像引导装置包含倾斜成平行于所述合成图像的所述片断的元件。

2.一种图像显示器，其包含提供一观看表面的图像介质和图像引导装置，其中所述观看表面显示合成图像，所述合成图像具有水平轴和垂直轴且由源自两个或两个以上原始图像的图像数据的平行片断构成，且所述图像引导装置包含平行于所述合成图像的所述片断的元件，所述图像显示器的特征在于：

(a)所述合成图像的所述平行片断被倾斜以便既不平行于其所述水平轴也不平行于其所述垂直轴；且

(b)所述图像引导装置的所述元件相应地倾斜，

藉此当图像表面翻转时，不论其围绕水平方向还是垂直方向翻转，所述显示器均提供期望的效果。

3.根据权利要求1或2所述的图像显示器，其中所述图像引导装置是包含多个微凸透镜的双凸透镜屏幕。

4.根据权利要求3所述的图像显示器，其中所述微凸透镜是圆柱形透镜。

5.根据权利要求3所述的图像显示器，其中所述微凸透镜是棱镜。

6.根据权利要求1或2所述的图像显示器，其中所述图像引导装置是包含具有线性边界的基底的隔离栅屏幕，所述基底具有隔离栅线的图案，所述基底中提供彼此平行且不平行于所述基底的边界的开口。

7.根据权利要求1或2所述的图像显示器，其中所述图像引导装置是包含具有线性边界的基底的双凸透镜屏幕，所述基底形成为彼此平行且不平行于所述基底的边界的微凸透镜。

8.一种产生合成图像的方法，所述合成图像希望显示于图像介质的观看表面上且经由图像引导装置观看，所述方法包含：

(a)将两个或多个原始图像分割为区段和子区段，每个原始图像均具有矩形边界，藉此形成不平行于所述边界中任何一者的片断；

(b)从所述子区段中选择数据，将所述选定的数据重新排列成形成合成图像的区段和子区段的配置；

其中所述区段和所述子区段是彼此平行但不平行于所述合成图像的所述边界中任何一者的片断。

9.一种产生合成图像的方法，所述合成图像希望显示于图像介质的观看表面上且经由图像引导装置观看，所述合成图像适于在相对于地板静止的地点和方位显示，所述方法包含：

(a)将两个或多个原始图像分割为区段和子区段，每个原始图像均具有矩形边界，藉此形成不平行于所述边界中任何一者的片断；和

(b)从所述子区段中选择数据，将所述选定的数据重新排列成形成合成图像的区段和子区段的配置；

其中所述区段和所述子区段是彼此平行但不平行或正交于所述地板的片断。

10.一种产生适用于根据权利要求1或2所述的图像显示器的图像引导装置的方法，包含：

(a)提供形成工具，所述形成工具包含在坚硬表面上压印有螺旋凹槽的圆柱体；

(b)使用所述形成工具来形成如矩形薄片的图像引导装置，所述图像引导装置具有不平行于所述薄片的任何边界的元件。

11.根据权利要求10所述的方法，其中步骤(b)是通过以下操作而执行

(a)提供具有期望的折射率的透明材料的柔软可成形基底；和

(b)将所述柔软可成形基底与所述坚硬表面接触以便将所述基底形成为不平行于所述薄片的任何边界的微凸透镜阵列。

12.根据权利要求10所述的方法，其中步骤(b)是通过以下操作而执行

(a)提供不透明材料的柔软可成形基底；和

(b)将所述柔软可成形基底与所述坚硬表面接触以便在所述基底中形成不平行于所述薄片的任何边界的平行线性裂缝阵列。

13.一种产生用于根据权利要求1或2所述的图像显示器的合成图像的方法，包含以下步骤：

a.为所述图像引导装置的所述元件选择倾角；

b.选择待使用的原始图像的数目；

c.选择所述合成图像尺寸；

d.选择待用于所述图像引导装置的元件的数目，藉此确定其间距；

e.选择用于所述图像引导装置的基底材料；

f.选择最佳观看距离；

g.选择所述图像引导装置的厚度；

h.选择所述图像引导装置的视角；

i.确定图像数据集合宽度；和

j.通过计算机方法和光学方法中至少之一，利用前述步骤中所确定和选择的参数，根据预定布局和映射配置，将来自两个或多个原始图像的图像数据重新排列成平行的行或列，包括使用保持所述合成图像的纵横比的手段。

14.根据权利要求1或2所述的图像显示器，其通过选择参数从而当其围绕水平轴或垂直轴翻转时观看者感知到大体上相同的期望的效果而产生。

15.根据权利要求1或2所述的图像显示器，其通过选择图像和参数从而当其围绕水平轴或垂直轴翻转时观看者观看到具有水平视差的3D图像而产生。

16.根据权利要求1或2所述的图像显示器，其通过选择图像和参数从而当其围绕水平轴或垂直轴翻转时观看者观看到动态图像或动画或跳变而产生。

17.根据权利要求1或2所述的图像显示器，其通过选择图像和参数从而当其围绕水平轴或垂直轴翻转时观看者观看到动态或动画的或跳变3D图像而产生。

18.根据权利要求8所述的方法，其中通过从与每一原始图像有关的数据进行内插产生像素而不丢弃图像数据来保持所述纵横比。

19.根据权利要求1或2所述的图像显示器，其具有选定的参数，使得所述显示器：

(a)产生从由3D、运动和跳变组成的群组中选出的期望的效果，

(b)提供至少65度的视角，

而不增加对于非所期望的不连续性或像差或者所述图像引导装置的所述单独元件的感知。

20.用于实施根据权利要求8所述的方法的计算机手段，其中任何一个时间仅所述合成图像和一个原始图像处于存储器缓冲器中。

21.用于实施根据权利要求8所述的方法的计算机手段，其中任何一个时间仅所述合成图像和一个原始图像的数据的少于全部的线处于存储器缓冲器中。

20.根据权利要求1或2所述的图像显示器，其中所述图像介质是电子显示器。

21.根据权利要求20所述的图像显示器，其中所述电子显示器是阴极射线管、液晶显示器、等离子屏幕显示器或投影显示器。

22.一种产生适于经由图像显示器进行显示的合成图像的方法，所述图像显示器包含提供观看表面的图像介质和图像引导装置，其中所述观看表面显示合成图像，所述合成图像具有水平轴和垂直轴且由源自两个或多个原始图像的图像数据的平行片断构成，所述图像引导装置包含平行于所述合成图像的所述片断的元件，所述方法包含通过光学手段将来自两个或多个原始图像的图像数据重新映射为合成图像。

23.根据权利要求22所述的方法，其中使所述原始图像重叠于所述合成图像上，从而使每一原始图像中的一个选定特征在所述合成图像中严格地彼此一致。

24.根据权利要求22所述的方法，其中将感光乳剂涂覆于隔离栅屏幕和双凸透镜屏幕中至少之一的背部，使得消晕层为距离所述屏幕和阵列中的所述一者最远的层并经由所述阵列和屏幕中的所述一者曝光所述感光乳剂。

25.根据权利要求22所述的方法，其中将感光乳剂涂覆于隔离栅屏幕和双凸透镜阵列中至少之一的背部，使得消晕层为距离所述屏幕和阵列的所述一者最近的层并直接地而不经由所述阵列和屏幕中的所述一者来曝光所述感光乳剂。

26.根据权利要求22所述的方法，其中将待投影的所述图像倾斜选定的角度，所述选定的角度对应于待用以观看所述合成图像的双凸透镜阵列和隔离栅屏幕中至少一者的倾角。

27.根据权利要求22所述的方法，其中以与待用以观看所述合成图像的双凸透镜阵列和隔离栅屏幕中至少一者的所述倾角对应的角度来产生所述原始图像。

28.根据权利要求22所述的方法，其中经由隔离栅屏幕将所述图像投影于感光乳剂上，所述感光乳剂与附着于所述感光乳剂的双凸透镜阵列配准。

29.根据权利要求22所述的方法，其中将所述合成图像接触复制于感光乳剂上，所述感光乳剂与附着于所述感光乳剂的图像引导装置配准。

30.根据权利要求22所述的方法，其中所述隔离栅屏幕具有宽度(Wcl)小于Pbs/NI的净空间。

31.一种通过由其中具有凹槽的平板进行复制来产生双凸透镜屏幕和隔离栅屏幕中至少之一的方法，所述凹槽不平行于所述板的侧边。

32.根据权利要求1所述的图像显示器，其中所述图像引导装置包含热塑性塑料基底，所述热塑性塑料是从由非晶形聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二醇、丙烯酸、聚酯、聚氯乙烯和聚碳酸酯组成的群组中选出。

33.一种产生用于根据权利要求1或2所述的图像显示器的隔离栅屏幕的方法，包含以下步骤：

a.在制图程序中使用适当间隔的黑白像素列或像素行来按比例产生选定的图案；

b.用所述程序将所述隔离栅屏幕图案倾斜成期望的角度；

c.在所有四个侧边上修剪所述图像以使得所述侧边再次与水平面，即与平行于所述计算机屏幕的边缘的水平轴平行和正交；

d.将所述图案印刷在透明热塑性塑料基底上以便安置于合成图像上。

34.一种产生用于根据权利要求1或2所述的图像引导装置的隔离栅屏幕的方法，包含以下步骤：

a)通过从由计算机控制的旋压钻、刨槽机尖头、划线工具、菱形尖端工具、激光切割机组成的群组中选出的工具，在透明热塑性塑料基底中以期望的角度形成凹槽；

b)因为不透明区域大于透明区域，所以用工具来产生所述不透明区域；

c)接着涂覆不透明物质以覆盖表面；

d)从较薄、较高、非凹槽区域中去除所述不透明材料，藉此产生具有倾斜成期望的角度的开口的隔离栅。

35.一种产生适用于根据权利要求1或2所述的图像显示器的隔离栅屏幕的方法，包含以下步骤：

a.用不透明涂层涂覆透明热塑性塑料基底；

b.通过从由计算机控制的旋压钻、刨槽机尖头、划线工具、菱形尖端工具、激光切割机组成的群组中选出的工具，在所述被涂覆的基底上期望的位置处形成凹槽以产生透明区域，藉此产生具有倾斜成期望的角度的开口的隔离栅。

36.一种产生适用于根据权利要求1或2所述的图像显示器的隔离栅屏幕的方法，包含以下步骤：

a.通过工具在柔软材料的板中形成期望的图案；

b.使用由柔软材料制成的所述图案来制造坚硬的主模，

c.用柔软不透明材料模制所述图案的复制品。

37.一种产生适用于根据权利要求1或2所述的图像显示器的隔离栅屏幕的方法，其中使用激光光束在置于平坦表面上或鼓膜上的感光乳剂上扫描线以便产生隔离栅。

38.一种产生根据权利要求1所述的隔离栅屏幕、图像引导装置的方法，其中将感光乳剂曝光于在干涉仪中产生的干涉图案，使用测微仪调整，可精确地移动一个或多个组件(所述感光乳剂和/或一个或多个镜面)以便横向地(与条纹正交)移位所述图案以便曝光越来越多的所述感光乳剂，仅留下非常细的未曝光的线来形成透明区域。

39.一种产生根据权利要求1所述的双凸透镜、图像引导装置的优选的方法，其中使所述透镜相对于侧边处于期望的方位，要求表面已经机器加工并磨成期望的曲率半径的坚硬的工具，例如菱形尖端工具，使用所述工具来在计算机控制下在此处称为“柔软主件”的例如铜、铍铜或塑料的柔软材料的薄片中以期望的方位产生凹槽，可将所述薄片平坦地放置，且所述薄片或所述工具或两者可移动以便形成所述必要的凹槽；接着使用所述柔软主件来通过电镀制造坚硬的复制品(例如用镍)，可使用所述坚硬的复制品(称为“坚硬主件”)来制造若干其他坚硬的复制品(称为“母件”)，此也是通过电镀并与所述坚硬主件分离而进行，使用所述母件来通过电镀和分离制造复制品(称作“子件”)，所述子件中如所述原始主件中一样具有凹槽，而每一母件具有突起而非凹槽，可使用所述子件来通过例如压缩或射出成形或者压印而产生双凸透镜。

40.一种产生根据权利要求1所述的双凸透镜、图像引导装置的方法，其中用例如镍或铬的坚硬材料来涂覆根据权利要求38所述的柔软主件，且用根据权利要求38所述的柔软主件来直接产生双凸透镜。

41.一种大批量生产根据权利要求1所述的双凸透镜、图像引导装置的方法，利用周围包裹有坚硬主件或子件的鼓膜，以此方式，可产生由例如根据权利要求31所述的热塑性塑料的可变形材料制成的连续成批的双凸材料；

藉此以最低成本和最高速度生产双凸透镜。

42.一种通过内插从两个或多个原始图像产生用于图像显示器装置的合成图像的方法，如本文上文中所提及，所述最终合成图像的高度是用以形成所述合成图像的原始图像的数目的函数，对于三个初始图像而言，将所述合成图像扩展因数3，通过例如Adobe Photoshop的图像处理软件使用具有最近相邻取样选项的“图像尺寸”功能来便利地执行此内插。

43.一种通过内插从两个或两个以上原始图像产生用于图像显示器装置的合成图像的方法，如本文上文中所提及，所述最终合成图像的高度是用以形成所述合成图像的原始图像的数目的函数，对于三个初始图像而言，将所述合成图像扩展因数3，通过例如Adobe Photoshop的图像处理软件使用具有双线性取样选项的“图像尺寸”功能来便利地执行此内插。

44.一种双三次内插从两个或两个以上原始图像产生用于图像显示器装置的合成图像的方法，如本文上文中所提及，所述最终合成图像的高度是用以形成所述合成图像的原始图像的数目的函数，对于三个初始图像而言，将所述合成图像扩展因数3，通过例如Adobe Photoshop的图像处理软件使用具有双三次内插选项的“图像尺寸”功能来便利地执行此内插。

45.一种图像引导装置，包含双凸透镜屏幕，所述双凸透镜屏幕包含具有线性边界的基底，所述基底形成为彼此平行且不平行于所述基底的边界的微凸透镜。

46.一种图像引导装置，其包含隔离栅屏幕，所述隔离栅屏幕包含具有线性边界的基底，所述基底具有彼此平行且不平行于所述基底的边界的线性开口。

Images