CN101425242A - 一种基于透明罩体的三维显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于透明罩体的三维显示装置。该装置包括第一透明罩体、显示屏和转动装置，显示屏位于第一透明罩体的内侧，并随转动装置一起转动。第一透明罩体为柱体、球冠或柱体和球冠的组合，其中柱体为圆柱体、多边形柱体或多片柱面的组合。第一透明罩体在显示屏的光线出射区域为透明状的有机玻璃或玻璃。显示屏为垂直平面、倾斜平面或螺旋面。本发明提出的三维显示装置在转动时大大降低了风速、风噪、风阻，从而提高了三维转动机械的稳定性，也更有利于人们的观看。该装置适用于体三维显示、全景视场显示，尤其适用于大尺寸显示屏的三维显示。

Description

一种基于透明罩体的三维显示装置

技术领域

本发明涉及显示装置，尤其涉及一种基于透明罩体的三维显示装置。

背景技术

三维显示技术主要有全息三维显示、体三维显示、体视三维显示。全息三维显示在动态显示方面需要高分辨的、高速的空间光调制器，目前尚无法满足动态全息三维图像的再现要求。为了满足人们水平360°观察的需要，旋转的三维显示装置成为首选之选。在体三维显示方面，各种不同的显示技术被提出。利用红、绿、蓝三色激光扫描旋转的螺旋面，从而在柱状空间实现体三维显示，这种显示色彩丰富、亮度高，但是扫描速度慢；利用高速投影机投射到旋转垂直平面漫射屏，在三维空间扫描出立体物体，这种显示分辨率高、扫描速度较快，但是由于投影机的帧频限制，要实现彩色显示较为困难；随着LED的制造技术的发展，我们利用旋转的LED阵列实现了柱状空间的三维显示，且亮度高、色彩丰富、显示空间大。由于体三维显示在立体空间扫描时，不能控制每一个体素的发光方向和发光的立体角，因此必然存在着空间显示的透视消隐问题，即存在三维物体的前后表面同时可见。随着自体视三维显示的发展，也逐步实现了全景视场三维显示。利用高速投影机投射各个视场的图像到45°的倾斜全息散射屏，随着显示平面的转动从而扫描出水平360°的全景视场。为了满足人们对视觉的需要，必须提高旋转式三维显示的刷新频率和增大显示的三维空间，即提高转速和增大显示屏，而两者的改进都会给机械带来很大的挑战。提高转速对转动机械的动平衡性能要求更高，增大显示屏必将大大增加负载。这两者会大大提高风速和风噪，这些因素很不利于三维显示的观看，试想：谁会在一台大噪音的“大风扇”旁观看三维图像呢？为此我们提出了一种基于透明罩体的三维显示装置，大大降低了风速、风噪和旋转显示屏的风阻，提高了转动装置的机械性能，同时也避免了风阻过大引起的像面抖动。它适用于体三维显示和全景视场显示，尤其适用于大尺寸显示屏的三维显示装置。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于透明罩体的三维显示装置。

一种基于透明罩体的三维显示装置包括第一透明罩体、显示屏和转动装置，显示屏位于第一透明罩体的内侧，并随转动装置一起转动。

另一种基于透明罩体的三维显示装置包括第一透明罩体、第二透明罩体、显示屏和转动装置，显示屏位于第一透明罩体的内侧，并随转动装置一起转动，第二透明罩体在第一透明罩体的外侧。

所述的第一透明罩体和第二透明罩体为柱体、球冠或柱体和球冠的组合，其中柱体为圆柱体、多边形柱体或多片柱面的组合。第一透明罩体在显示屏的光线出射区域为透明状的有机玻璃或玻璃。第二透明罩体为透明状的有机玻璃或玻璃。显示屏为垂直平面、倾斜平面或螺旋面。

本发明提出的一种基于透明罩体的三维显示装置，由于采用了圆柱体、球冠之类远堆成模型，在转动时可以大大降低了风速、风噪、风阻，从而提高了三维转动机械的稳定性，也更有利于人们的观看。该装置适用于体三维显示、全景视场显示，尤其适用在大尺寸显示屏的三维显示方面。

附图说明

图1是基于单层透明罩体的三维显示装置；

图2是基于双层透明罩体的三维显示装置；

图中：第一透明罩体1、显示屏2、转动装置3、第二透明罩体4。

具体实施方式

基于透明罩体的三维显示装置可以实现体三维显示和全景视场三维显示。体三维显示是利用二维的显示屏扫描三维物体的一周360°的轮廓，通过显示屏的旋转显示和高速刷新二维图像，由于人眼的视觉暂留，从而在三维空间形成三维图像。全景视场三维显示是利用二维的显示屏显示三维物体的各个视场图像，通过显示屏的旋转显示一周360°视场，再加上每个视场图像的发光角度的限制，从而使得每个视场只能在对应的视场位置观察，因而左右眼观察到不同的视场图像形成三维立体的图像。

如图1所示，基于透明罩体的三维显示装置包括第一透明罩体1、显示屏2和转动装置3，显示屏2位于第一透明罩体1的内侧，并随转动装置3一起转动。当实现体三维显示时，显示屏2显示三维物体一周轮廓的二维图像，由于转动装置3的快速旋转，每秒至少8转(刷新频率为16Hz)，并可在三维空间内扫描出三维物体。由于体三维显示采用逐点扫描三维物体的表面轮廓，而无法限制每个体素发光的角度，所以无法消隐，即三维物体的前后表面同时可见。当然，它具有全视差、水平360°垂直180°多人围绕可观看的优点。当实现全景视场三维显示时，显示屏2显示三维物体一周视场的二维图像，由于转动装置3的快速旋转，在一周显示出各个不同视场，从而实现全景视场三维显示。这种三维显示采用了发光角度限制的显示屏2，使得不同位置的显示屏2显示的视场图像只能在相应的位置才能观察到。它具有消隐、水平360°可视、多人观看等优点。为了达到更好的视觉效果，转动装置3要达到每秒15转以上，刷新频率为30Hz以上，则显示的三维图像会减少闪烁感，更加稳定。随着转动装置3的转速提高和显示屏2尺寸的加大，必然会增加显示屏2所受的阻力，所以对转动系统的要求也相应增加，即要转动装置3更加稳定。本发明提出的基于有机玻璃罩体的三维显示装置能很好地解决了这个问题。

所述的第一透明罩体1为柱体、球冠或柱体和球冠的组合，其中柱体为圆柱体、多边形柱体或多片柱面的组合。圆对称的第一透明罩体1随着转动装置3转动时可以很好地减小风阻，降低了风噪。一般来说圆柱体的效果会比多边形柱体更佳。如果由于三维显示装置的限制，无法做成用一个圆柱体的第一透明罩体1将显示屏2罩住，那么也可以采用两片半柱体合成一个圆柱体，或者采用多片柱面组合。但是多片的柱面必须紧紧粘合或螺钉固紧，转动时第一透明罩体1所受的离心力也会随着转速的提高而增大，有可能会损坏第一透明罩体1。第一透明罩体1在显示屏2的光线出射区域为透明状的有机玻璃或玻璃。由于显示屏2显示的图像经过第一透明罩体1进入人眼的观察区，所以位于显示屏2前半透明罩体必须由透明的材料制作。有机玻璃的柱面加工要比玻璃方便，而且有机玻璃比玻璃韧性好、性价比高。显示屏2为垂直平面、倾斜平面或螺旋面。在体三维显示时，显示屏2为垂直平面或螺旋面；在全景视场显示时，显示屏2为垂直平面或倾斜平面，甚至还可以是组合屏或者其他的双面显示屏。

如图2所示，基于透明罩体的三维显示装置包括第一透明罩体1、第二透明罩体4、显示屏2和转动装置3，显示屏2位于第一透明罩体1的内侧，并随转动装置3一起转动，第二透明罩体2在第一透明罩体1的外侧。由于第二透明罩体4位于第一透明罩体1的外侧，使得三维显示装置更加安全，更有利于人们近距离的观看，同时也有利于减少风阻、风噪，甚至今后还可以利用这层不转动的第二透明罩体4实现触摸式的交互操作。

所述的第一透明罩体1和第二透明罩体4为柱体、球冠或柱体和球冠的组合，其中柱体为圆柱体、多边形柱体或多片柱面的组合。第一透明罩体1在显示屏2的光线出射区域为透明状的有机玻璃或玻璃。第二透明罩体4为透明状的有机玻璃或玻璃。由于第二透明罩体4位于最外侧且不随转动装置3转动，所以必须是一周全部透明，才能让360°所有的图像进入人眼的观察区。显示屏2为垂直平面、倾斜平面或螺旋面。在体三维显示时，显示屏2为垂直平面或螺旋面；在全景视场显示时，显示屏2为垂直平面或倾斜平面，甚至还可以是组合屏或者其他的双面显示屏。

Claims (6)

1.一种基于透明罩体的三维显示装置，其特性在于包括第一透明罩体(1)、显示屏(2)和转动装置(3)，显示屏(2)位于第一透明罩体(1)的内侧，并随转动装置(3)一起转动。

2.一种基于透明罩体的三维显示装置，其特性在于包括第一透明罩体(1)、第二透明罩体(4)、显示屏(2)和转动装置(3)，显示屏(2)位于第一透明罩体(1)的内侧，并随转动装置(3)一起转动，第二透明罩体(2)在第一透明罩体(1)的外侧。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于透明罩体的三维显示装置，其特性在于所述的第一透明罩体(1)和第二透明罩体(4)为柱体、球冠或柱体和球冠的组合，其中柱体为圆柱体、多边形柱体或多片柱面的组合。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于透明罩体的三维显示装置，其特性在于所述的第一透明罩体(1)在显示屏(2)的光线出射区域为透明状的有机玻璃或玻璃。

5.根据权利要求2所述的一种基于透明罩体的三维显示装置，其特性在于所述的第二透明罩体(4)为透明状的有机玻璃或玻璃。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于透明罩体的三维显示装置，其特性在于所述的显示屏(2)为垂直平面、倾斜平面或螺旋面。

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