２１６理論研究苑２科０１２１年第期 ｌ１霸亂ｌ
陳亞娟，任曉東，張華，楊熙
（國家智財權局專利局，北京１０００８８）
摘要現實中的物體都是立體的、三維的，人眼的視覺系統能夠很好的適應現實中的三維世界，準確的把影象資訊傳遞給人們。隨著科
學技術的發展和人們生活水平的提高，人們對於顯示裝置的要求已經不僅僅侷限於簡單的傳遞二維平面資訊，而是希望它可以提供更加真
實、舒適、富有立體感，更接近於人眼實際感受的三維立體影象資訊，經過多年的發展，目前已經出現了多種多樣的三維顯示器件的結構，本文就是根據相關技術的專利申請量對三維顯示器件結構的發展狀況進行分析。關鍵詞三維顯示器件；結構；專利
中圖分類號ｔｎ２７文獻標識碼ａ文章編號１６７３—９６７１一
¨＂神枷抽
現實中的物體都是立體的、三維的，人眼的視覺系統能夠很好的適應現實中的三維世界，準確的把影象資訊傳遞給人們。由於技術原因，目前的絕大多數顯示裝置只能顯示二維的影象，儘管也能夠給人們展示大幹世界的多姿多彩，但是，人們對視覺聽覺的追求總是趨向於真實再現，隨著科學技術的發展和人們生活水平的提高，人們對於顯示裝置的要求已經不僅僅侷限於簡單的傳遞二維平面資訊，而是希望它可以提供更加真實、舒適、富有立體感，更接近於人眼
立體介質實際感受的三維立體影象資訊，由此三維立體顯
３％示技術應運而生。經過多年的發展，目前已經出現了多種多樣的三維顯示器件的結構，本文就是
從相關專利對三維顯示器件結構的發展狀況進行分析。其他像
１三維顯示器件的成像原理介紹
由於人眼有４ｅｒａ－－６ｅｍ的距離，所以實際上我們看物體時兩隻眼睛中的影象是有差別的。兩幅不同的影象輸送到大腦後，我們看到的是有景深的影象。目前的ｌ－維顯示器件基本上都是基於人眼的成像原理實現的，可以分為下述四種結構：
透視型ｊ三維顯示、視差型三維顯示、光學懸浮顯示和真三維顯示。
１．１透視型三維顯示
透視三維顯示是利用陰影和遮擋等多種心理暗示，採用計算機圖形學技術來對深度資訊進行編碼，將三維場景以透視形式顯示在二維平面上。透視三維顯示中的縱深資訊是通過透視投影方式來表達的。透視型三維顯示只能提供部分的單眼深度暗示，幾乎沒有運動視差和雙眼深度暗示，因此，透視型三
圖１維顯示只適用於那些對估計精度要求不高的場合。
１＿２視差型三維顯示
視差型三維顯示是基於雙眼視差原理，利用具有視差的兩幅二維影象，也叫做「體視對」，
■—●紅綠眼鏡
偏振眼鏡
圖２時分光閥眼鏡其它左右眼檢視分離眼鏡
借助一些分光元件，使**者左右眼分別只能看到對應視角的二維影象，通過大腦融合形成一幅三維影象。其**方式可以分為眼鏡式和裸
眼式。在眼鏡**式三維顯示中，**者需要佩戴一些輔助眼鏡才能**立體影象，根據分割方式的不同，主要包括：頻率分割（又稱互補色方式，通常分為紅色和綠色）、時間分割（又稱快門眼鏡方式，左右眼交替**）、空間分割（又稱偏振眼鏡方式，左右眼的鏡片的偏振方向正交）這幾類。
不需要配戴眼鏡的裸眼**的視差型三維顯示技術，根據其畫面
分割方式主要包括：柱面柵式（利用柱面的折射功能分離左右眼視差圖）、視差柵欄欄式（利用光柵的遮擋作用實現左右眼視差圖的分離）和複眼透鏡式（採用凸透鏡陣列分離左右眼視差圖）。１．３光學懸浮顯示
光學懸浮顯示利用光學成像技術改變物體成像位置，這一技術廣泛應用於幻影儀中。將待顯示物體的多個面的影象組合在一幅圖中，由底部的投影機投出，經系統頂部的反射鏡反射後多個個面的影象分別投射到沿螢幕轉軸擺放的多面反射鏡上，多個面反射鏡再將影象投射到定向
荔霸理論研究苑２ｌ７
反射屏上。定向反射屏保證在一定**距離內的每個**者只能看到一
申請量逐年上公升，２００９年申請量回落，而２０１０年申請量又有所上公升。從個面的影象。當**者繞螢幕走動時，可以看到物體不同角度的影象。
整體上來說，各個公司還是比較重視這種技術的，在接下來的一段時間１．４真三維顯示
內，這種結構將仍然是裸眼**的三維顯示系統的較常用的結構。從真三維顯示通過光學再現或畫素填充模擬實際物體各點處的光學１９９０＂￣就有人提出了採用屏障結構的相關專利，但是直至２００１年，年申特性來再現三維物體，按照工作原理可以分為全息三維顯示和體三維
請量都未超過５個，２００２年至２００４年，申請量逐年上公升，２００５年有所下
顯示。２各種技術的三維顯示的專利申請狀況
本文根據在中國申請的截止至２０１１年４月已公開的涉及三維顯示的光學系統的資料進行分析。由於實際的專利申請的技術現狀，下面的內容並非與上述各種原理嚴格對應。
筆者統計了不同成像原理的專利申請的分布，如圖１所示，在所有的專利申請中，涉及視差成像原理的佔６５％，雷射三維全息成像佔２％，立體介質成像佔３％，其他成像方式佔３０％，下面主要針對視差成像的不同結構ｍⅲ螄卅ｍｍ¨¨船特
進行分析。
如上所述，根據**方式，視差成像原理的三維顯示結構可分為眼鏡式和裸眼式。下面針對這兩種不同的方式分別進行分析。２．１眼鏡式
根據各種不同眼鏡式**的三維顯示的專利分布圖圖２，可以看出，現有的專利中，採用偏振眼鏡、時分光閥眼鏡和其它左右眼檢視分離眼鏡進行**的專利的量比較大，而採用紅綠眼鏡進行**的量最少。
圖３圖３所示為涉及採用幾種不同眼鏡進行**的專利申請日分布。其中，截止至２０１１年５月３０日已經公開的專利申請中，採用紅綠眼鏡進行**的專利數量共７個，從１９９８年至２０１０年，每年的申請量都很少，而且７個專利中有６個為個人申請。也就是說，對於紅綠眼鏡的技術，各個公司並不重視，甚至可以說是已經基本捨棄了這種技術。
儘管從１９８６年開始就有人提出了採用偏振眼鏡進行**，但是，中間卻出現了數年的空白，１９９７年才又開始出現相關申請，但是申請量一直不大，直至２００８年，才開始出現較多的申請，其後每年的申請量都迅速增加，可見各公司對這一技術越來越重視，並且在後面的發展中仍將佔據一席之地。至於採用時分光閥眼鏡進行**，同樣也是很早就有人提出了這種技術，但是，截止至２００９年，申請量一直都很小，而２ｏｌｏ￣請量突然大幅攀公升。可見，這種技術也是今後一段時間內各公司的發展方向之一。
左右眼檢視分離除了採用上述幾種眼鏡**以外，比較典型的還有由稜鏡和反射鏡分別構成左右眼的**鏡頭的眼鏡、由反射鏡或透鏡等的組合分別構成使期透鏡摧掏
使用屏障結構
使用其它結掏
左右眼的**鏡頭的眼鏡等，這些眼鏡通常體積較大，圖４
因而應用範圍也受到了侷限，此處將這些眼鏡一起進行統計，從圖中可以看出，從１９８５年開始直至２０１０年，這些
眼鏡一直都有持續的申請，但是也一直存在申請量的波動，也就是說，這種技術可能仍處於探索階段，目前還不是行業內的公司的主要發展方向。
從圖中可以看出，儘管總量上除紅綠眼鏡外，其它三種眼鏡的差別並不是特別大，但是，近兩年偏振眼鏡和時分光閥眼鏡的發展明顯較為迅速。在今後一段時間內，顯然還是會以這兩種眼鏡為主要發展方向。
２＿２裸眼式
裸眼**時通常利用透鏡結構（如柱透鏡陣列或微透鏡陣列）、屏障結構（如視差擋板或光柵）或是其他結構（如位相差結構或線性光源等）將視差影象分別成像於左右眼。圖４所示為利用這幾種結構的專利申請的數量分布。可以看出，在現有專利中，以透鏡結構和屏障結構為主。
圖５為幾種典型結構的相關專利的申請日分布圖。從１９８９年就有人提出了採用透鏡結構的相關專利，但是直圖５
至２００３年，年申請量都未超過ｌ０個，２００４年至２００８年，
（下轉第１４２頁）
１４２應用方**，２科０１赫霸１年第２１期 ｌ
是：假設ａ、ｂ、ｃｎ分別為三個無線區域網，ａ網為中心點，外圍有ｂ網
和ｃ網，利用無線接人裝置及定向天線，讓ａ網分別與ｂ網、ｃ網建立連線，實現各網之間的互通。按照醫院網路資料傳輸的要求，整個網路採用基於８２０．１ｉｎ技術的ｗｌａｎ進行構建。
樓間組網採用點對多點組網方式，即ａ樓分別與ｂ樓、ｃ樓使用室外無線ａｐ，利用定向天線連線（如圖１）。使所有辦公室內的工作站可訪問設定在ｂ樓四樓伺服器。ａ樓１—３樓每層使用２—３臺無線ａｐ進行組網，無線ａｐ最後接人ａ樓四樓的主交換機。
為每台無線ａｐ分別設定不同的ｅｓｓｉｄ進行分組，最多攜帶８臺計算機，由此來進行通訊資料量的分流。３無線網路規劃實施中必須考慮的問題
３．１無線網路訊號穩定性
醫院結構比較複雜，覆蓋面積比較大，對無線網路的穩定性要求
４總結基於無線傳輸標準的ｗｌａｎ技術發展已經比較成熟，在金融、旅遊、醫療、庫管、會展等領域，有著廣闊的應用前景。可以預見隨著開放式辦公的流行和手持無線裝置的普及，在未來幾年內，無線網路的應用將會成為網路的技術發展主流。
參考文獻
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高，無線ａｐ切換延時和丟包現象要盡量少，同時還要確保各個角落的訊號靈敏度和頻寬。
３．２無線網路建網成本因素
無線區域網的硬體成本主要包括購買無線的費用
和為所有裝置及計算機購買無線網絡卡的費用。樓字間的無線聯接需要通過室外無線ａｐ進行連線。接人點的數量要根據覆蓋範圍、使用者數量以及所需的服務型別確定。
硬體成本會根據效能要求、覆蓋範圍以及頻寬等因素而有所變化。３．３無線網路的安全性
無線區域網安全一般採用禁用ｄｈｃｐ、ｌｐ過濾、實體地址（ｍａｃ）過濾、隱藏服務區識別符號力ⅱ密密、埠訪問
作者簡介
徐偉（１９７８一），男，黑龍江佳木斯人，＿ｔ程師，研究方向：無線通訊。
控制等控制訪問和資料保護技術，阻止非授權使用者訪問無線網路，保證無線網路資料安全。
（上接第１４４頁）
待主橋七部結構全部完成後，最終得到的累計應力即結構的恆載應力。工廠預製和工地拼裝方式進行施工，利用主梁的施工支架未拆除前，在梁面上拼裝架拱支架進行架設。施工中線形控制和施工監控，使本橋鋼管拱的架設進行順利，架設質量得到了控制，為同類橋梁施工積累了
經驗。測點布置：根據該橋拱橋的結構特點，選擇二端拱腳、ｉｊ４、３ｌ／４和
跨中拱肋共五個截面為本專案中的控制檢測截面，共計２８個測點。這些測點將根據各施工階段的程序分別進行安裝和檢測。
表面溫度測量：根據檢測應變時的測點表面實測溫度，對實測應變作相應的修正。６結束語
大黑ｔ￣ｔ４＃大橋主橋預應力混凝土鋼管拱結構形式，其拱肋節段採用
參考文獻
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（接第２１７頁）
降，２００６年達到最高點，其後幾年又逐年下降，而２０１０年又開始回公升。
可見，儘管近幾年的申請量存在波動，但是各個公司還是比較重視這種技術的，在接下來的一段時間內，這種結構將仍然是裸眼**的三維顯示系統的較常用的結構。除了透鏡陣列和屏障結構以外，還可以使用微相位差板法或線光源照明法等來獲得三維效果。從１９８７年就有人提出了涉及這些結構的相關專利，但是直至２０００年，年申請量都未超過３個，２００２年至２００５年，儘管存在少量波動，但是總的趨勢還是上公升的，但是２００５年之後的幾年內，申請量逐年下降，直至２０１０年才稍有增加，可見，儘管各個公司對這種技術給予了一定的重視，但是其重視程度並不如前兩者。
從圖５可以看出，在２００５年之前，三者的申請量相差並不是很大，但是在２００５年之後，明顯是以透鏡結構和屏障結構為主，可以預見，在近期，這兩種技術仍然會是各個公司的主要發展方向。
主要方向。此外，出於以人為本的設計理念，筆者認為，涉及裸跟式和
真ｉ維顯示的結構將會是今後的主要目標。
參考文獻
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３總結根據以上分析，可以看出，目前已申請專利的ｊ維顯示結構主要是
利用視差成像原理實現的。而從**方式來說，視差型ｊ維顯示結構分為眼鏡式和裸眼式。而眼鏡式中的紅綠眼鏡式結構已經基本上被各大公司摒棄，目前主要是以偏振眼鏡式結構和時分光閥眼鏡式結構為主．這兩種結構也會是相當長一段時問內各公司針對眼鏡式的主要研究方向。
裸眼式又以透鏡結構和屏障結構為主，這兩者也會是今後一段時間內的
【８１蔣峰，朱向冰－液晶自動立體顯示技術研究進展ｆｊ１．光學與光電技術董永貴，沈立，馮冠平，晏思賢．一種基於柱透鏡光柵的計算機輔助彩色立體**合成方法 ．光學技術，１９９９，３．
【１ｏｌ姜太平，沈春林，譚皓．真三維立體顯示技術研究閉…．中國影象圖形學報，２００３，４．
［１１１哈湧剛同雅湧天，等．用於增強現實的頭盔顯示器的設計 ．光學技術２０００，４．
ArcScene三維製作
2011 07 18 11 45 28 分類 預設分類 標籤 字型大小大中小訂閱 1.0 新增地圖資料 資料顯示效果 1.1 設定圖層的顯示順序 資料顯示效果 遙感影像在向量圖層上顯示 1.2 設定影像圖層的高程和高程解析度 目的是遙感影像三維顯示 資料顯示效果 遙感影像已經含有高程，突出顯示 1....
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