采用设在交错图像印刷品前面的一个双凸透镜，目前实现了三维、 动画和翻牌技术。US 5,847,808提供了该技术的一般说明。采用取出 几幅图像中的“片”或“带”的软件，并且采用偏置压印或数字打印 机把它们隔行交错，由此创建印刷品。直接把印刷品贴在双凸透镜的 背面，使得交错部分与透镜体对准。当从一个特定角度观察时，凸透 镜遮蔽了交错带的一个子集，使得看到一幅复合的图像，它包括了来 自一幅或几幅交错图像的带。当观察者的角度变动时，其他的带被遮 蔽，对观察者提供了另一幅复合的图像。
如果印刷品包括了从一个物体的多幅不同层面图像得到的带，则 达到了三维的效果。在这里，三维意味着当观察者在各个角度上观察 时，感觉到图像具有深度。按相似方式操作翻牌和动画技术，其中， 在印刷品上设有几幅交错的顺序图像，当观察者在不同角度观察时， 顺序地看到每幅图像。只要采用两幅图像，就可产生动画或翻牌的感 觉。采用一个栅栏来替代双凸透镜，如US 5,695,346和US 4,927,238 所示，可以产生相似的效应。此时，在特定的角度上，黑色的栅栏线 遮蔽了交错印刷品的某些部分。
尽管现有技术可用于显示广告牌大小的三维图像、动画和翻牌， 但由于受技术上的限制，它比较困难和费钱。例如，目前最大的双凸 透镜为2.5m×1.2m。因此，为了提供广告牌大小的显示，必须组合多 个透镜和印刷品。
发明摘要
本发明的目的是提供一个设备，可以显示感觉像三维的广告牌大 小的图像。
在一个方面，本发明包括一个显示图像的设备，包括：一个外壳、 一个装在外壳内并且适于保持交错图像的框、以及一个与框隔开并且 适于遮蔽所安装交错图像各部分的光学栅栏。
更可取的是，设备还包括一幅装在框中的图像。图像是多幅交错 图像的复合。
更可取的是，与光学栅栏结合的交错图像对观察者显示了三维图 像。
在一个实施例中，图像贴在半透明材料的单片上。
更可取的是，光学栅栏包括许多细长栅条。栅条可以采用如阳极 化铝的非反射材料挤压而成。更可取的是，栅条具有三角形或圆形段 的截面。
更可取的是，栅条相邻地设置成一排，垂直定位，相邻栅条之间 具有间隙。更可取的是，栅条隔开成使得栅条宽度与间隙之比为80/20。 最可取的是，每个栅条的宽度为20.32mm宽，每个栅条之间的间隙 为5.08mm宽，在角度15-165°之间提供观察。
更可取的是，外壳适于容纳一个光源，为装在框中的图像提供背 面光照。例如，光源可以是许多荧光灯。更可取的是，外壳由非反射 的不透明材料构成。
更可取的是，图像框和光学栅栏之间的间隔可以手动或自动调整。 这可以采用适当的机械或机电调整系统，如望远镜式或滑动式的撑杆。 这可以改变所显示图像的感觉深度，以及/或者保证设备达到所希望的 光学效果。
更可取的是，图像框和光学栅栏的相对水平和垂直位置可以手动 或自动调整。这可以采用适当的机械或机电调整系统。这可以使交错 图像与栅栏的栅条对准，以及/或者保证设备达到所希望的光学效果。
更可取的是，外壳可以倾斜，以提供最佳的观察。
附图简述
参照附图来描述本发明的优选实施例，其中：
图1表示了一个已装配的广告牌的优选实施例。按照本发明显示 图像，
图2表示广告牌的分解图，包括图像框和光学栅栏，
图3表示了从图1点A看的广告牌剖视图，
图4表示了从图1点B看的广告牌剖视图，
图5A更详细地表示了光学栅栏与图像关系的一个实施例，
图5B更详细地表示了光学栅栏与图像关系的另一个实施例，以 及
图6A-6D表示了交错图像与光学栅栏关系的之例。
优选实施例详述
图1表示了已装配形式的本发明广告牌10的一个优选实施例。名 称“广告牌”在本技术说明中均是指显示图像的一个结构。尽管本发 明的结构不是传统意义上的广告牌，但它可以用于显示传统广告牌通 常显示的图像尺寸和特性。例如，可以显示尺寸为6m×3m或更大的 图像。
在优选实施例中，广告牌10适于显示三维图像。广告牌包括不 透明的外壳11，由一个底面(图1中看不到)和四个侧面构成。一个 光学栅栏12覆盖了外壳11。更可取的是，光学栅栏12由许多如14 的不透明栅条形成，栅条支持在一个矩形框15中。通过光学栅栏12 看到由广告牌10显示的图像。结构10形成了一个光箱，基本上限制 了光的进入和漏出。典型的广告牌总尺寸为6.5m×3.5m，一般沿纵向 不成比例地增加到更大的尺寸。
图2到4表示了广告牌10的内部零部件。适于保持图像21的图 像框20设在外壳11的内部22中。更可取的是，图像框用钢之类构成， 并且具有非反射的边缘，宽度约为图像21长度的10％到20％，以增 强观察。或者是，可以采用不同的框的宽度。图像21是多幅交错图像 的复合。在一个实施例中，把图像贴在适当的透光或半透光材料的单 片上，如背面受光照的专用帆布上。图像21在框20上伸展和安装， 一个机械张紧锁定系统(未表示)保持图像绷紧。用四个撑杆把图像 框20与外壳11的背壁23隔开，在图2中可看到三个撑杆24a-24c。 用任何适当的已知方式把撑杆24a-24d相互连接在框20和外壳11背 壁23之间。用四个撑杆(其中三个25a-25c可以看到)把光学栅栏12 连接到图像框20上，并且与之隔开一个距离28。
在一个实施例中，在图像框20后面的外壳11内部23容纳一个适 当的光源(如图3和4中所示)，从背面照亮图像21。例如，光源可 以是如图3和4所示的一排荧光灯30。按此方式照亮图像21，使得所 印刷的图像可以通过光学栅栏12看到。一个外伸件27为外壳前面遮 挡了周围光线，以改进观察条件。更可取的是，整个结构可以倾斜到 最佳的观察条件。
图3是从图1中A点看的广告牌侧视图。这个图更详细地表示了 栅条、图像和背面光源之间的空间关系。可以看到，用撑杆25b和25c 把图像21与栅条12隔开。用撑杆24b和24c还把图像21与外壳11 的背面隔开。光源30位于图像21和外壳11背面之间，从背面照亮图 像21。
图4是从图1中B点看的广告牌视图。在外壳11内又可看到光 学栅栏12、图像框20、撑杆24a，b、25a，b和光源30之间的对准关系。 这个图表示光学栅栏12包括了由框15包围的许多栅条14。
在上述实施例中，图像设在印刷品21上。在供替代的实施例中， 图像可以设在其他的可视媒体上。这些媒体包括把图像从后面投影到 屏幕上，或者是一个室外电视屏幕。如果在这些媒体上显示图像，则 可以不需要屏幕后的光箱。这些可视媒体也容许方便地改变图像。例 如，可以采用本发明的广告牌来顺序显示许多图像。
图4和5A，B更详细地表示了光学栅栏12的截面。在这些图中， 光学栅栏12包括许多如14的细长栅条，具有三角形或圆形段的截面。 例如，每个栅条的前面是平的或弯的，后面成角形，使得栅条的顶点 面向图像。栅条14设置成一排，每个栅条从框15的顶部到底部垂直 延伸。框15最好是非反射材料，在优选实施例中具有约200mm到 300mm的宽度，以增强所显示的图像。每个栅条14由刚性的非反射 材料构成，如阳极化的铝挤压件。非反射的性质减少了妨碍图像21 可视性的白天周围光线的反射。
在供替代的实施例中，栅条可以是任何形状，当行人走过广告牌 时提供变化的视图。理想的是，最靠近图像的栅条部分具有的宽度小 于最靠近行人的栅条部分。例如，栅条可以是“T”形，T的顶部最 靠近行人，而T的腿伸向图像。理想的是，栅条的设计应使图像的视 角为最大。还应该使得栅条具有最小的反射能力、最大的强度和最小 的运动。可以用许多方法尽可能减小栅条的反射能力，包括至少对行 人看得到的任何栅条表面添加无光泽的黑色涂层，或者至少对行人看 得到的任何栅条表面添加凹点。用刚性材料形成栅条可以尽可能增加 栅条的强度。在任何空心栅条内通过高拉伸强度的线可以得到附加的 强度。空心栅条内的高拉伸强度线可以尽可能减小栅条的运动。另外， 可以在栅条后面或者通过栅条水平穿引高拉伸强度的线，以进一步防 止在室外条件下栅条的运动。
把相邻栅条14设置成在每对栅条之间提供一个间隙50，行人可 以通过它看到图像21。更可取的是，具有80/20的栅条宽度与间隙50 之比，虽然可以容忍5％的变动。在图5A中，这个比是A与C的比， 其中B是栅条14和间隙50的宽度。例如，在优选实施例中，每个栅 条14具有20.23mm宽度，每个栅条之间的间隙为5.08mm。将会理解 到，可以采用保持栅条宽度与间隙50之比基本上为80/20的其他尺寸。
如图5A中可以看到，每个栅条14的三角形后面部分可以使行人 在150°视场范围上看到图像。改变栅条14的宽度和厚度，可以改变 视角。例如，图5A中栅条提供的视角γ在55°和125°之间，给出 一个70°的完整视角。在图5B中，视角γ在40°和140°之间，给 出一个100°的视角。在这些图中，在视角φ和θ上图像被遮蔽。如 果栅条宽度为20.23mm，具有5.08mm的栅条间隙和适当的栅条厚度， 可以达到165°的视角。如果行人在视角之外，图像将被栅条12遮蔽。 对于最佳的观察性能，各栅条14必须保持相互平行和与图像21等距 离。栅条必须由可以在风载和其他室外条件下抵抗运动的材料形成。
图6A和6D表示了本发明交错图像21的一个例子。图像21同时 表示为正视图和平面视图，以说明它与光学栅栏的关系。形成图像21 的每幅图像被分成如60的像素带。每幅图像的第一个带相邻地设置在 图像21中，它形成了一个“集”。一个集可以包含任何数目的带，但 在优选实施例中，每集由10到25个带组成。集的数目与广告牌中栅 条的数目有关。例如，如果由十幅图像形成交错图像21，则每集包括 十个带，从每幅图像取一个带。第二集从十幅图像中每一幅的第二个 带形成，设置成相邻于第一集。对第三和以下的各集进行这个过程， 产生一个完整的图像21，它由相邻放置的图像带的各集装配而成。可 以在图像印刷或显示之前，在计算机上把各图像形成带和集。
在图6A中可看到图像21中的一个集61。集61的宽度匹配于一 个栅条14宽度加上与相邻栅条的间隙50。对于优选的实施例，宽度 为25.4mm或1英寸。形成集61的10个带中每一个具有的宽度为总 宽度的十分之一，即2.54mm。所有的集61应该与相应的栅条14对 准。如果不对准，如图6B所示，则应该调整栅栏12与图像21的相 对位置，从不对准位置62调整到对准位置63。
将会理解到，不同数目的图像可以形成交错图像21，它造成每集 61的不同数目的带。例如，在一幅图像21中可以采用10到25的任 意数目的图像，在每集61中造成相应的带数。在每个情形中，集61 的总宽度与栅条14宽度加上间隙50相匹配，所以必须相应地调整各 带的宽度。如果广告牌11显示三维的物体，则形成图像21的每幅图 像与三维物体的不同层面相关。如果广告牌显示动画或翻牌，则图像 21的每幅图像与动画/翻牌顺序中的一幅图像相关。采用交错软件，可 以从各个图像创建交错图像21。当显示三维图像时，采用由每幅图像 提供的不同层面，对整个图像给出了有深度的外观，由此提供了三维 效果。
在基本的广告牌10中可以实现各种附加的特征。可以由调整撑杆 24a-24d连接图像框20和光学栅栏12，有助于调整间隙28。例如， 撑杆24a-24d可以是望远镜式或滑动式，使得它们可以手动或自动地 伸缩来调整间隙。或者是，可以安装其他适当的手动或自动的机械或 机电调整系统。相似地，可以采用手动或机电装置调整图像框20和/ 或栅栏12的垂直和水平位置，把图像21正确对准光学栅栏12的栅条 14。图像21的集61和光学栅栏12的栅条14之间的正确调整是很重 要的，以保证达到所希望的光学效果。但是，故意设置的图像21和/ 或栅栏12的运动可以创建希望的动画效果。更可取的是，侧向运动不 大于栅条14的宽度。例如，一个选择方案是采用电机来侧向和/或水 平调整图像20mm到30mm。
如果图像是印刷的，当安装在图像框20上时，图像材料本身可能 有些伸长，它取决于图像材料的特定性质和成分以及预计的环境条件。 有必要估计沿纵向和横向的伸长并且补偿它，以保证正确的对准。可 以进行图像介质的伸长数学分析，在制造图像21时采用这个分析，保 证考虑了材料的伸长，以及在容差之内正确地按比例进行最终的交错。 印刷过程最好采用比标准广告牌印刷更高的分辨率，印刷在材料上的 墨水量的密度加倍，以光亮持久，避免掉色。如果采用其他媒体来显 示图像，则不需要做伸长分析。
显示的三维图像可以具有为广告牌宽度60％到100％的外观深 度，它取决于所采用的图像和图像21的背景层。这是一个感觉到的深 度，不是实际的深度，可以因人而异。改变光学栅栏12和图像21之 间的距离28(图6C中所示)，可以改变广告牌10显示的三维图像的 感觉深度。改变距离28也可以保证达到正确的光学效果。计算框20 和栅栏12之间的距离28来给出所希望的图像清晰度、三维效果和图 像深度。例如，如图6C所示，当从位置A移动栅栏12到位置B来 增加光学栅栏12和图像21之间的间隙28时，具有更宽的视角65。 这是因为：从观察者眼睛67，通过栅栏12中的间隙，直到图像21的 视线66的角度增加。结果是，看到了带60的不同子集，观察者67 在所显示图像中感觉到更大的深度。如图6D所示，如果从位置B到 位置A移动栅栏12更靠近图像21，则具有更窄视角69，因为视线70 的角度减小。与图6C相比，形成图像21的各图像的不同带被阻挡。 被观察者看到的这些带形成了一个复合图像，它与图5C中看到的图 像相比，具有更浅的深度。相似地，当观察者在光学栅栏12之前沿侧 向移动时，通过栅栏12的视线角度也会改变。这造成在每个集中各带 的不同子集被栅栏12遮蔽，使得观察者看到由各个带形成的不同复合 图像。在三维图像21情形中，当观察者侧向移动时，将感觉看到不同 角度所显示的图像。
可以对本发明有选择地实现各种附加的特征。可以松开框20并向 后移动，例如500mm，容许进入来更换图像21或进行维修等。结构 10的零部件最好由具有相似热膨胀系数的材料构成，以减少不均匀的 膨胀。在广告牌10中可以包括门或出入通道，有助于维修和更换图像。 可以安装远程检测温度、湿度和光度的传感器来监视环境条件。在广 告牌中可以包括排水装置。在广告牌中可以包括附加光源来强调图像 和保证适当的光线分布。
以上描述了包括其优选形式的本发明。对熟悉该技术的人员来说 很明显的各种变化和修改均设想合并在所附权利要求规定的范围内。