一種轉(zhuǎn)輪式三維顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子電器領(lǐng)域，具體涉及到一種顯示裝置，特別涉及到一種轉(zhuǎn)輪式三維(3D)顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]三維顯示技術(shù)，最早是借助助視工具，如3D眼鏡實現(xiàn)。自1990年以來，人們著力于研宄無需助視工具就能由體視對圖像獲得三維感知的自體視(autostereoscopic)三維顯示技術(shù)。
[0003]自體視三維顯示是對客體固有三維信息進行記錄、處理和再現(xiàn)的可視化過程，可分成四大類。第一類是基于陰影等心理深度暗示的二維屏幕透視顯示，缺點是不能直觀表達深度信息，三維空間感完全取決于觀察者的想象重構(gòu)能力，容易產(chǎn)生混淆。第二類是基于雙目視差暗示的體視對顯示，缺點是視角有限，固有的非自然深度感容易引起錯覺、視疲勞及頭痛等不適。嚴格地說，這兩類顯示不能提供完整的深度暗示，都不是真正意義上的三維顯示。
[0004]第三類是全息顯示，能再現(xiàn)圖像的幅值和相位信息，因此能利用二維介質(zhì)得到虛擬三維效果的顯示，使觀察者有三維視感。但全息顯示制備復(fù)雜，要求很寬的信號傳輸帶寬和巨大的信息存儲容量。假設(shè)一副全息圖灰度位為8，刷新率為30幀/秒，則數(shù)據(jù)傳輸率將高達5.7xl012位/秒。如此巨大的信號傳輸帶寬在當今的科學(xué)技術(shù)條件下根本無法實現(xiàn)。
[0005]第四類的三維顯示利用人眼視覺系統(tǒng)固有的三維數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)，顯示出占據(jù)著真實體積空間的三維圖像信息，因此被稱為體三維顯示。類似于全息三維顯示，體三維顯示提供的視覺場景也是透明的，這對于一些不需要看到物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)或者需要在物體之間引入遮擋的場合而言是個缺陷，可能會導(dǎo)致某些視點看到的圖像信息混雜、空間關(guān)系難以感知。因此只適合于需要移除遮擋的分析性場合，通過多人多角度直接觀察，能涉及客體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，具有廣闊的潛在應(yīng)用前景。
[0006]目前國外的體三維顯示研宄主要有激光掃描雙紅外光子上變頻技術(shù)、基于高速聲光掃描器和旋轉(zhuǎn)螺旋屏的激光掃描系統(tǒng)、采用快速空間光調(diào)制器的螺旋屏投影系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，甚至龐大，和我們的生活看似遙遠。
[0007]人眼視覺暫留時間約為50?100ms，即人類視覺對亮度改變的跟蹤會由于意識處理延時而滯后。當光源閃爍的時間間隔小于視覺暫留時間時，光源被認為是連續(xù)的，利用這個原理，可以設(shè)計三維顯示系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服如上所述現(xiàn)有的第一類和第二類3D顯示器不能顯示真實的3D圖像，甚至引起視覺混淆的缺陷，以及第三類和第四類3D顯示器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、或者視野狹窄的缺點，本實用新型提供一種3D顯示裝置，它的結(jié)構(gòu)簡單、成本低，無需助視工具，例如3D眼鏡，就能顯不3D圖像。
[0009]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0010]一種3D顯示裝置，包括三個基本模塊:主桿(I)、安裝多個LED顯示燈的副桿(2)、電機(3)，其特征在于:
[0011]副桿⑵有多根，每根副桿⑵和主桿⑴垂直并固定在主桿⑴上，沿著主桿
(1)的軸向等間距排布，同時圍繞主桿⑴的周向按照一定間隔角度分布。
[0012]副桿⑵上安裝電路板(4)，電路板(4)設(shè)計安裝了多個LED燈(5)，LED燈(5)由電路板⑷上設(shè)計的IC(集成電路)控制。
[0013]每個電機(3)轉(zhuǎn)過的角度對應(yīng)一個數(shù)組表示每個LED燈(5)的開關(guān)。動畫數(shù)據(jù)存儲在IC中，當電機(3)旋轉(zhuǎn)時，根據(jù)電機(3)轉(zhuǎn)過的角度和時間，電路板⑷上的LED燈
(5)按照IC中存儲的動畫數(shù)據(jù)開或關(guān)，顯示出圖像。IC中存儲的動畫數(shù)據(jù)，可以通過外接電腦更新。
[0014]當電機(3)旋轉(zhuǎn)帶動主桿⑴和副桿⑵以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，LED燈(5)的明暗形成三維圖案，顯示出來。
[0015]所述的旋轉(zhuǎn)3D顯示裝置，安裝在主桿(I)兩端的副桿(21)和副桿(22)之間有一定的夾角Θ。如果夾角Θ過小，副桿(21)發(fā)出的光將會被副桿(22)擋住。Θ的值可以根據(jù)副桿(2)的數(shù)量和位置、LED燈(5)的位置來計算，以副桿(21)發(fā)出的光不被副桿(22)擋住為準。
[0016]副桿⑵環(huán)繞主桿⑴的周向排列，每兩個相鄰的副桿(2)之間的夾角α可以通過公式計算。假設(shè)有η個副桿(2)，副桿(21)和副桿(22)之間的夾角為Θ，則每兩個相鄰副桿之間的夾角α = (360° -θ)/η。該夾角α不能過小，因為如果夾角α過小，副桿
(2)發(fā)出的光有可能被與它相鄰的副桿⑵擋住。相鄰兩副桿⑵之間的夾角α以相鄰的副桿⑵不互相遮擋LED燈(5)為準。
[0017]本實用新型的有益效果是:
[0018]通過多排LED燈的旋轉(zhuǎn)，可以實現(xiàn)圖像的三維顯示。該轉(zhuǎn)輪式3D顯示裝置結(jié)構(gòu)簡單、可靠、易制作、價廉、實用，使用者不需要配套的助視工具(例如3D眼鏡)，就能看到真實的3D圖像，有利于相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)。例如，應(yīng)用于某個特定的動態(tài)LOGO、模型，也可以制作成可編程的益智玩具，開發(fā)青少年對電子電路以及三維顯示的認識，具有非常大的實用價值。
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型一種轉(zhuǎn)輪式3D顯示裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是圖1中的副桿圍繞主桿周向分布示意圖。
[0022]圖3是圖1中的副桿沿主桿軸向均勻分布示意圖。
[0023]圖中:
[0024]1.主桿，2.副桿，3.電機，4.電路板，5.LED燈，21.最靠近電機的副桿，22.最遠離電機的副桿，Θ是副桿(21)和副桿(22)之間的夾角，α是相鄰兩副桿之間的夾角。
【具體實施方式】
[0025]在附圖1、附圖2和附圖3中，副桿⑵固定在主桿⑴上。副桿⑵上安裝電路板(4)，電路板(4)上設(shè)計了 IC控制的LED燈(5)，待顯示的3D動畫數(shù)據(jù)儲存在IC中。
[0026]主桿(I)由電機(3)帶動。當電機(3)轉(zhuǎn)動時，每個副桿⑵掃過一個平面。IC根據(jù)時間、馬達轉(zhuǎn)過的角度和存儲的動畫數(shù)據(jù)控制LED燈(5)的開關(guān)。當所有副桿(2)上的LED燈(5)按照設(shè)定的動畫閃亮?xí)r，3D圖像就顯示出來。
[0027]當電機(3)的轉(zhuǎn)速大于等于10轉(zhuǎn)/秒時，同一個LED(5)到達同一個位置的時間間隔小于等于100毫秒，圖像看起來是連續(xù)的。當電機⑶的轉(zhuǎn)速大于等于25轉(zhuǎn)/秒時，同一個LED(5)到達同一個位置的時間間隔小于等于40毫秒，動畫看起來是不卡頓的。
[0028]下面結(jié)合具體實施例對裝置進行進一步的講解:
[0029]實施例1:
[0030]如附圖2和附圖3所示，主桿⑴長度100mm，副桿⑵長度50mm，兩個相鄰副桿
(2)之間的距離是10mm，副桿上分布著8個LED燈(5)。副桿⑵一共有11個。副桿(21)和副桿(22)之間的夾角Θ是90度。相鄰的副桿(2)之間的夾角α是27度，副桿(2)圍繞主桿(I)周向分布，形成一個旋轉(zhuǎn)的陣列。
【主權(quán)項】
1.一種轉(zhuǎn)輪式三維顯示裝置，包括三個基本模塊:主桿(I)、安裝多個LED顯示燈的副桿(2)、電機(3)，其特征在于: 所述的安裝多個LED顯示燈的副桿(2)有多根，每根副桿(2)和主桿(I)垂直并固定在主桿(I)上，沿著主桿(I)的軸向等間距排布，同時圍繞主桿(I)的周向按照一定間隔角度分布。
2.如權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)輪式三維顯示裝置，其特征在于副桿(2)上安裝電路板(4)，電路板⑷設(shè)計安裝了多個LED燈(5)，LED燈(5)由電路板⑷上設(shè)計的IC(集成電路)控制。
3.如權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)輪式三維顯示裝置，其特征在于每個電機(3)轉(zhuǎn)過的角度對應(yīng)一個數(shù)組表示每個LED燈(5)的開關(guān)； 動畫數(shù)據(jù)存儲在IC中，當電機(3)旋轉(zhuǎn)時，根據(jù)電機(3)轉(zhuǎn)過的角度和時間，電路板(4)上的LED燈(5)按照IC中存儲的動畫數(shù)據(jù)開或關(guān)，顯示出圖像； IC中存儲的動畫數(shù)據(jù)，可以通過外接電腦更新。
4.如權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)輪式三維顯示裝置，其特征在于當電機(3)旋轉(zhuǎn)帶動主桿⑴和副桿⑵以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，LED燈(5)的明暗形成三維圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)輪式三維顯示裝置，其特征在于安裝在主桿(I)兩端的副桿(21)和副桿(22)之間有一定的夾角θ，Θ的值可以根據(jù)副桿⑵的數(shù)量和位置、LED燈(5)的位置來計算，以副桿(21)發(fā)出的光不被副桿(22)擋住為準。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)輪式三維顯示裝置，其特征在于副桿(2)環(huán)繞主桿(I)的周向排列，每兩個相鄰的副桿⑵之間的夾角α可以通過公式計算，該夾角α的大小以相鄰的副桿⑵不互相遮擋LED燈(5)為準。
【專利摘要】本實用新型涉及電子電器領(lǐng)域，特別涉及到一種轉(zhuǎn)輪式三維(3D)顯示裝置?，F(xiàn)有的三維顯示器，不能顯示真實的三維圖像，或者結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高。本實用新型設(shè)計了一種轉(zhuǎn)輪式三維顯示裝置，基于人眼視覺暫留特性，通過馬達旋轉(zhuǎn)，帶動LED燈的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)三維圖像的顯示。該3D顯示裝置的結(jié)構(gòu)簡單、成本低，可以用來生產(chǎn)固定三維圖案顯示器、動態(tài)LOGO、模型，也可以制作成可編程的益智玩具，開發(fā)青少年對電子電路以及三維顯示的認識，具有非常大的實用價值。
【IPC分類】H04N13-04, G02B27-22
【公開號】CN204515260
【申請?zhí)枴緾N201520212827
【發(fā)明人】楊國童
【申請人】楊國童
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月10日