CN101238501B - 集成显示屏全方位显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种采用集成二个或二个以上带消隐装置的显示屏旋转对称配置结构来获得更佳显示效果、更合理力学结构的全方位显示技术，根据此技术制作的全方位显示系统包括：一基座(12)；一旋转显示部分，它具有其显示面的前方带有消隐装置(3)的显示屏(1)；一安装于基座的垂直旋转驱动装置(11)，它与旋转显示部分相连接，旋转显示部分在垂直旋转驱动装置的驱动下绕一垂直轴线(L)旋转而实现全方位显示，其中，旋转显示部分具有两个或两个以上绕垂直轴线布置的、带消隐装置的显示屏。这种显示系统具有显示亮度高、转速低、整体性好、力学结构合理和运行安全可靠等诸多优点。

Description

集成显示屏全方位显示系统

技术领域

本发明属于显示技术领域，特别涉及一种利用视觉暂留作用获得持续的全方位显示效果的、优化的集成显示屏全方位显示系统。

背景技术

作为已有技术的《全方位显示方法及装置》是本发明人在先的一项发明(该发明已获中国和美国专利权，专利号分别为：ZL92108510.9与US5450094A)，该发明给观众提供了一种前所未有的视觉效果，也即使得在该装置周围360°任何位置的观察者都可同时看到其显示的图像的正前面是始终正对着自己的。它是利用人眼的视觉暂留作用、使一个带有消隐装置的显示屏所显示的图像在视觉暂留的时限内、以人眼无法察觉的速度循环往复出现在人们的眼中而获得此效果的。消隐装置的作用是限制可观察的角度，也就是使显示屏上的任何一个像素只有在它正对着观察者时才能被观察者看到，所以观察者看到的只能是由所有正对着自己的像素组成的一个正对着自己的完整图像。由于消隐装置的作用，同一图像的像素也不是同时被观察者看到的，而是在人眼无法觉察的一瞬间先后扫过人眼的。

正是由于消隐装置限制了人们的观察角度，人们才能看到一个正面的、不重叠的清晰图像，但其不足之处也在于此，它在限制了观察角度的同时也限制了观察时间，在显示屏上的各像素旋转一周只能在一瞬间被观察者看到一次，像素在大部分时间是被消隐的，其后果是显示屏的显示亮度被大大降低了。而全方位显示装置由于它的显示特点决定了它特别适合用于大型公共场所，如在大型博览会、科技馆、博物馆、宾馆、空港、车站的大厅中央或设置在广场上，这些公共场所背景都是比较明亮的，当然也就对显示屏的亮度提出了更高的要求以适应环境并满足观察的需要。但现有的各种显示材料，如液晶、发光二极管、等离子体、有机发光体的亮度都很有限(特别是相对于全方位显示装置而言)，虽然各国的有关大企业与研究机构都在努力提高其亮度，但到目前为止，进展不大。更重要的是，在大型公共场所使用就要求显示屏必须比较大(如对角线长为100cm或更大)才便于公众同时观看，而要让观察者觉察不到图像更换时产生的闪烁现象，经本发明人进行的多次模拟试验与样机实测证明，图像更换的频率每秒钟最好在24帧左右，这就要求只有一个显示屏的旋转部分最好每秒转24周，才可以达到预期的显示效果，如果图像更换得过慢，观察者将会觉察到图像闪烁，从而降低视觉效果。对于一台旋转外径为1.5m的大型装置而言，每秒24周的转速，其外端线速度将超过100m/s。要使装置均衡地承受巨大的离心力作用，机构的动态平衡与预应力配置是一件很复杂、高成本的工作。

发明内容

考虑到本发明人的在先发明比较侧重于原理性的阐述，并为弥补该在先发明的不足，本发明的主要目的在于提供一种能以较低的转速实现全方位显示的更具实施性的集成显示屏全方位显示系统。

按照本发明，提供了一种全方位显示系统，它包括：一基座；一旋转显示部分，所述旋转显示部分具有其显示面(即显示屏的正前面)的前方带有消隐装置的显示屏；一安装于所述基座的垂直旋转驱动装置，所述垂直旋转驱动装置与所述旋转显示部分相连接，所述旋转显示部分在所述垂直旋转驱动装置的驱动下绕一垂直轴线旋转，其特征在于，所述旋转显示部分包括两个或两个以上绕所述垂直轴线布置的、带消隐装置的显示屏。

为保证显示的图像清晰、无重影、无像差，各显示屏的规格尺寸与各像素的阵列距离等技术指标必须严格一致，通过有线或无线传送给各显示屏的图像也必须完全一致(这在目前已是成熟技术)。但是，如果需要获得某种特殊的显示效果，则可以对部分显示屏的形状和尺寸作相应调整。例如，为了突出显示总的图像中的某一部分，可以将一些显示屏的形状和尺寸制成与该需要突出显示的部分的形状和尺寸相对应。

另外，为了获得较佳的显示效果，各显示屏最好应设置成其显示面垂直于水平面。但是，在图像显示质量可接受的情况下，将显示屏倾斜地设置也是可行的。

本发明的一个典型的技术方案是由四个带消隐装置的显示屏构成的集成显示屏全方位显示系统，利用这个系统，如要求每秒图像出现24次，机构只需每秒旋转六周，是在先发明的四分之一，这样，显示屏的每个像素在观察者眼中停留的时间也就是原来的四倍，也即其显示亮度可为原来的400％(资料显示上述几种显示材料从商品化至今，虽各厂商与研究单位投巨资以期提高其亮度，但到目前为止亮度提高不到20％)，而亮度对于此发明而言是其使用价值的关键指标之一。

在机械结构适应性方面，以本发明的上述典型技术方案为例，由于转速降低为在先发明的四分之一，同直径旋转体的线速度也降为在先发明的四分之一，而离心力大小与线速度的平方成正比，所以本发明的装置所承受的离心力仅为在先发明的十六分之一，再加上旋转部分的主体——显示屏与消隐装置是对称配置分布的，这不仅可使系统旋转部分受力均衡一致并大为减小，而且由于显示屏的中部与两侧距旋转中心的距离差不大，因而使显示屏和消隐装置本身的受力也较均匀，这对于显示屏和消隐装置是极为重要的。

本发明的集成显示屏全方位显示系统具有显示亮度高、转速低、整体性好、力学结构合理等优点，因而使全方位显示系统在显示效果、安全性能、机构配置调试等各方面都得到了质的提升。

附图的简要说明

现结合附图对本发明的一较佳实施例作详细的说明，以使本发明的特征和优点更加明确，其中：

图1是该较佳实施例的集成显示屏全方位显示系统的局部剖开的主视示意图，

图2是该集成显示屏全方位显示系统沿图1中的F-F线的剖视示意图。

本发明的实施方式

图1是沿图2中的A-B-C-D线剖开的剖视示意图，由图1可清楚地看出，系统分上下两大部分，上为显示部分，下为基座与驱动部分。系统内共安装有四个显示屏：1A、1B、1C、1D，它们具有形状和尺寸相同的显示面，每个显示屏在其显示面前装有高强度的透明护板2(包括2A、2B、2C、CD，图中仅标示出2B)以抵消离心力对显示屏的影响，当然，如果显示屏本身的强度足够的话，可以省去该护板。护板前安装消隐装置3(包括3A、3B、3C、3D，图中仅标示出3B)，消隐装置由许多经过亚光处理的暗色调薄片组成，张紧的薄片在它们的上下两端由垫片隔开而在薄片间形成一条窄缝，薄片与垫片用螺栓紧固于一起，观察者就是通过这些薄片之间的窄缝看到显示屏所显示的图像的。

由显示屏、护板和消隐装置三者组成一显示屏组件，四个相同的显示屏组件用紧固件对称、牢固地安装在四组支架22上，从而围成一个以转子轴6(将在下面描述)为对称中心的正方形，如图2所示。包绕并安装在四个显示屏组件外面的是圆柱面状的透明抗风壳体4。四个显示屏组件的上、下两端连同透明抗风壳体4的上、下两端分别固定在圆形的旋转上盖19和旋转底盘10上。旋转底盘10上固定有显示屏底框7与抗风壳体下框8，用以使各显示屏组件及抗风壳体的定位更准确、结构更牢固。底盘10与抗风壳体下框8最好制成一体。由上述各部分构成的旋转显示部分形成一个整体化的、相对封闭的圆柱体，以应对离心力的作用，并减少旋转时产生的风阻及气流对显示屏组件的影响。旋转上盖19形成有若干沿其半径方向延伸的通风槽(也可以采用诸如圆孔等其它形式的通风口)，作为旋转显示部分内的各显示屏的自散热通道或与半导体制冷装置(下面所述)进行热交换散热的通道。

电动机11的转子轴6垂直于旋转上盖19和旋转底盘10而从电动机11内向上延伸至旋转上盖19的上平面，其轴心线与旋转上盖19和旋转底盘10的旋转中心线、也就是四个围绕成正方形的显示屏组件的垂直对称中心轴线是同轴的，该垂直轴线在图中均由L表示。转子轴6制成中空管状，旋转上盖19、旋转底盘10以及诸如电动机绕组和导电环(显示屏的电力和音像讯号经此导电环送入，音像讯号所用导电环需屏蔽)之类的其它部件(图中未示出)通过制于转子轴6的管壁外表面上的相应台阶而准确地固定于该转子轴6上。转子轴6与中心立管13应具有足够的强度和刚性以稳固地支承固定于其上的诸部件，例如，可以使该转子轴与中心立管具有相对较大的直径和壁厚，并选用高强度的优质材料来制造。

电动机11固定在基座12上，基座12大致呈一底部封闭、顶部带开口的桶状体，可以是内钢外木的结构，其部分外表面可包敷音响织物，其内侧壁可安装音响器件14。在中空管状的转子轴6内与其同轴但不与其接触地延伸通过有中心立管13，中心立管下端固定在基座12的底部中央、上端与顶盖17的中央紧固于一起。顶盖17的外缘装有上卡座20，该上卡座20与固定在基座12顶部的上平面上的下卡座9在中心立管13的紧固作用下共同卡紧固定着呈圆柱面状的透明外罩5，这样可使外罩更加稳固。外罩5的内表面镀有半透膜，以在系统不工作时隐去内部装置。顶盖17上可根据需要安装半导体制冷装置18以冷却各显示屏组件，冷却器件的电源线15经中心立管13引达基座12的底部与外电源(未示出)连接。基座12在其底部下面装有多个可调底脚16，并在其顶部的上平面上装有多个呈相互垂直排列并同在一个平面的水平仪21，以保证安置在不同地面时将转子轴及各显示屏组件调整到与水平面垂直。较佳的方案是，水平仪21中有两个相互垂直安装的水平仪与驱动装置中的一启动器(例如可以是继电器)相联接，以使启动器只有在该两个水平仪的水平参数都达到技术指标要求时才能启动驱动装置。在底脚16上可加有橡胶吸盘，或者，可使用地脚螺栓等方式将系统固定在地面上，从而保证系统的正常工作。

系统启动后，各显示屏组件在电动机带动下开始旋转(可同时播放背景音乐以掩盖电动机启动时的轻微噪音)，当转速稳定在每秒6周时显示屏开始工作(与此同时可停止播放背景音乐)，此时，系统周围的所有观察者都可看到显示效果更佳的图像始终正对着自己，该系统可以满足在观众众多、背景明亮的大型公共场所所需要的视听指标与技术要求。

上述实施例仅仅是本发明的各种实施例之一，本领域的普通技术人员完全可以根据本发明的构思结合实际应用场合而设想其它的实施例。例如，本说明书针对具有四个显示屏的系统对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，本发明还可以以具有二个、三个或更多显示屏的系统的形式来实施；又如，在所描述的较佳实施例中采用了电动机作为驱动源，但可以理解，任何其它合适的驱动装置、如内燃发动机等均能适用于本发明。因此，本发明的范围不应受限于说明书具体描述的结构，而应由所附的权利要求书作合理限定。

Claims (9)

1.一种全方位显示系统，它包括：一基座；一旋转显示部分，所述旋转显示部分具有其显示面的前方带有消隐装置的显示屏；一安装于所述基座的垂直旋转驱动装置，所述垂直旋转驱动装置与所述旋转显示部分相连接，所述旋转显示部分在所述垂直旋转驱动装置的驱动下绕一垂直轴线旋转而实现全方位显示，其特征在于，所述旋转显示部分包括两个或两个以上绕所述垂直轴线布置的、带消隐装置的显示屏，消隐装置由许多经过亚光处理的暗色调薄片组成，张紧的薄片在它们的上下两端由垫片隔开而在薄片间形成窄缝，薄片与垫片用螺栓紧固于一起，整个系统还包括一围绕所述旋转显示部分设置并固定在所述基座上的透明外罩，外罩的内表面镀有半透膜，垂直旋转驱动装置延伸出一垂直旋转驱动轴，所述旋转显示部分固定于所述垂直旋转驱动轴而随其一起旋转，所述垂直旋转驱动轴呈中空管状，管壁的外表面制有用于定位并固定所述旋转显示部分的台阶，在中空管状的垂直旋转驱动轴内与其同轴但不与其接触地延伸通过有一中心立管，所述中心立管下端固定于基座、上端与所述外罩顶部的顶盖紧固于一起，从而将所述外罩卡紧于所述顶盖与所述基座之间。

2.如权利要求1所述的全方位显示系统，其特征在于，各所述显示屏具有形状和尺寸相同的显示面。

3.如权利要求1所述的全方位显示系统，其特征在于，各所述显示屏绕所述垂直轴线布置成旋转对称。

4.如权利要求1所述的全方位显示系统，其特征在于，每个显示屏与其消隐装置之间安装有一透明护板。

5.如权利要求1所述的全方位显示系统，其特征在于，所述旋转显示部分包括一水平布置的旋转底盘、一与所述旋转底盘平行设置的旋转上盖、以及一固定在所述旋转底盘与所述旋转上盖之间的抗风壳体，所述旋转底盘、旋转上盖和抗风壳体一起限定出一相对封闭的空间，带有消隐装置的所述显示屏通过将其上、下两端分别固定在所述旋转上盖和所述旋转底盘上而设置在所述空间内。

6.如权利要求1所述的全方位显示系统，其特征在于，该系统还包括一设置在所述外罩顶部的顶盖，所述外罩夹设于所述顶盖与所述基座之间，所述顶盖、外罩和基座限定出一相对封闭的空间。

7.如权利要求6所述的全方位显示系统，其特征在于，所述顶盖上安装有一半导体制冷装置，用于使系统内的所述显示屏冷却。

8.如权利要求1所述的全方位显示系统，其特征在于，所述基座在其底部下面装有多个可调底脚，并在其顶部上装有多个呈相互垂直排列并同在一个平面的水平仪，用以将垂直旋转驱动轴及各显示屏调整到与水平面垂直。

9.如权利要求8所述的全方位显示系统，其特征在于，所述水平仪中至少有两个相互垂直安装的水平仪与所述垂直旋转驱动装置的一启动器相联接，以使所述启动器只有在该两个水平仪的水平参数都达到技术指标要求时才能启动驱动装置。

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