CN109637390A - 一种裸眼3d全息球面显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种裸眼3D全息球面显示装置，包括：旋转驱动机构，旋转驱动机构驱动有一固定盘，所述固定盘上设置有一显示机构；所述显示机构包括：相互对称的多个圆形支撑板，所述圆形支撑板的外表面皆设置有若干安装孔，所述安装孔内镶嵌有四边形平面显示板；多个所述圆形支撑板相交于最高点、最低点；所述四边形平面显示板的外表面皆设置有呈线性排列的RGB LED，所述RGB LED包括LED驱动晶片及LED单元阵列；所述圆形支撑板的最低处设置有一限位凸起。本发明在显示机构旋转时，显示机构上的圆形支撑板高速旋转形成一圆球面，RGB LED在播放图像时，在该圆球面上就能够显示3D图像，视觉效果极其震撼，广告效果极佳。
Description
技术领域
本发明涉及三维显示技术领域，尤其涉及的是一种裸眼3D全息球面显示装置。
背景技术
三维立体显示是指利用微电子和光学技术，还原出二维平面显示内容的深度信息，并以三维立体呈现出来。与传统二维平面显示相比，三维立体显示提供了显示场景中各物体的远近、纵深及各观察视角的信息，更加准确的描述了客观三维世界。
视差型三维显示是基于双目视差原理，人的双眼在观察空间物体时，由于左右眼在水平方向有一定的间距，相对于物体双眼处于不同的空间位置，造成左右眼观察到的同一物体不同，形成视差。
现有技术中的3D显示装置，通常情况下都是采用多组LED模块，特别在显示面积很大的情况下，需要的LED模块数量越多，导致成本越来越高，同时，这些3D显示装置只能在0-180度内观看显示的3D图形，影响3D显示画面的体验度。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种裸眼3D全息球面显示装置，旨在得到一种能够形成一个圆球面并在该圆球面上显示3D图像的显示装置。
本发明的技术方案如下：
一种裸眼3D全息球面显示装置，其包括:
旋转驱动机构，所述旋转驱动机构驱动有一固定盘，所述固定盘上设置有一显示机构；
所述显示机构包括:相互对称的多个圆形支撑板，多个所述圆形支撑板的外表面皆设置有若干安装孔，若干所述安装孔内皆镶嵌有四边形平面显示板；
多个所述圆形支撑板相交于最高点、最低点，多个所述圆形支撑板的外径、内径相等；
设置在所述圆形支撑板顶部、底部的四边形平面显示板皆少于设置在圆形支撑板中部的四边形平面显示板；
若干所述四边形平面显示板的外表面皆设置有呈线性排列的RGB LED，所述RGB LED包括LED驱动晶片及设置在LED驱动晶片上的LED单元阵列；
所述圆形支撑板的最低处设置有一将显示机构固定在固定盘上的限位凸起。
优选地，所述圆形支撑板设置有两个、三个或四个；
所述圆形支撑板包括首尾相连的左支撑板、右支撑板，所述左支撑板和右支撑板的投影皆为等腰梯形。
优选地，所述固定盘的中部设置有与限位凸起相适配的空心连接柱。
优选地，所述固定盘内设置有主控制板，所述主控制板包括微处理器，分别与微处理器电连接的无线通信模块、数据处理模块、SD卡读取模块及位置传感器。
优选地，所述无线通信模块为Wi-Fi模块、Li-Fi模块、蓝牙模块、NB-IOT通信模块或4G、5G通信模块。
优选地，所述旋转驱动机构包括：驱动电机，及用于将电源转换成驱动电机所使用的电源控制板。
优选地，所述电源控制板将12V的直流电压转换成5V的直流电压。
优选地，所述驱动电机的底部设置有固定板，所述固定板上设置有安装孔。
优选地，所述显示机构的外侧设置有一透明外罩。
与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：
本发明所提供的裸眼3D全息球面显示装置，包括：旋转驱动机构，所述旋转驱动机构驱动有一固定盘，所述固定盘上设置有一显示机构；所述显示机构包括:相互对称的多个圆形支撑板，多个所述圆形支撑板的外表面皆设置有若干安装孔，若干所述安装孔内皆镶嵌有四边形平面显示板；多个所述圆形支撑板相交于最高点、最低点，多个所述圆形支撑板的外径、内径相等；若干所述四边形平面显示板的外表面皆设置有呈线性排列的RGB LED，所述RGB LED包括LED驱动晶片及设置在LED驱动晶片上的LED单元阵列；所述圆形支撑板的最低处设置有一将显示机构固定在固定盘上的限位凸起，使得旋转驱动机构驱动显示机构旋转时，显示机构上的圆形支撑板高速旋转形成一个圆球面，四边形平面显示板上的RGB LED在播放图像时，在该圆球面上就能够显示3D图像，同时，在360度都是可以看到圆球面上显示的3D图像，视觉效果极其震撼，广告效果极佳。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中的裸眼3D全息球面显示装置较佳实施例的结构示意图。
图2是本发明中的裸眼3D全息球面显示装置较佳实施例中的显示机构的结构示意图。
图3是本发明中的裸眼3D全息球面显示装置较佳实施例中的圆形支撑板的第一展开图。
图4是本发明中的裸眼3D全息球面显示装置较佳实施例中的圆形支撑板的第二展开图。
图5是本发明中的裸眼3D全息球面显示装置较佳实施例的主控制板的模块示意图。
图6是本发明中的裸眼3D全息球面显示装置较佳实施例的旋转驱动机构的模块示意图。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
如图1至图4所示，本发明较佳实施例提供的一种裸眼3D全息球面显示装置，其包括:旋转驱动机构100，所述旋转驱动机构100驱动有一固定盘200，所述固定盘200上设置有一显示机构300；所述显示机构300包括:圆形支撑板301，设置在圆形支撑板301上的若干安装孔302，及镶嵌在若干安装孔302上的若干四边形平面显示板303；若干所述四边形平面显示板303的外表面皆设置有呈线性排列的RGB LED304，所述RGB LED304包括LED驱动晶片314及设置在LED驱动晶片314上的LED单元阵列324；所述圆形支撑板301的最低处设置有一将显示机构300固定在固定盘200上的限位凸起311。
具体实施时，所述旋转驱动机构100驱动固定盘200转动，即显示机构300绕着旋转驱动机构100旋转时，所述圆形支撑板301会绕着固定盘200的中心旋转，所述圆形支撑板301在高速旋转的情况下，圆形支撑板301形成一个旋转锥面，由于四边形平面显示板303上的RGB LED304的作用，圆形支撑板301形成一个3D全息球面，在360度都是可以看到3D全息球面上显示的3D图像。
按照多个点在转动时形成线，线在转动时形成面的原理，将若干RGB LED304按照一定的规律排列。所述圆形支撑板301按一定的轨迹运动后，由于四边形平面显示板303上的每一个RGB LED304会形成一条轨迹线，这些轨迹线就会形成一个轨迹面。在圆形支撑板301旋转的周期内，每一个RGB LED304在它的轨迹线上都会有一个相应的时刻对应，再把圆形支撑板301形成的轨迹面与需要显示的画面一一对应，根据画面所需点亮运动的圆形支撑板301所形成的轨迹面所对应的像素点，就可以形成一个画面，从而达到一种3D的显示效果。
由于圆形支撑板301在旋转的过程中，越靠近旋转轴其速度就越大，圆形支撑板301顶部和底部的速度要大于中部的速度，因此，在相同数量的LED单元的情况下，速度大的位置显示的亮度要高于速度小的亮度，这样就造成球面显示装置的顶部和底部的亮度要高于中部。为了解决亮度不均匀的问题，在圆形支撑板301上设置有若干四边形平面显示板303，而四边形平面显示板303上设置有RGB LED304，设置在顶部和底部的四边形平面显示板303的数量要小于设置在中部的四边形平面显示板303，也就是设置在顶部和底部的RGBLED304的数量要小于设置在中部的RGB LED304数量。这样就有效的解决了显示亮度不均匀的问题，使得整个球面显示装置的显示亮度更加均匀。
将该全息球面显示装置放置在水平面及墙壁上时，由于显示机构300对旋转驱动机构100的作用力是不一样的，因此，旋转驱动机构100的旋转速度也是不一样的。
本发明进一步较佳实施例中，所述圆形支撑板301设置有两个、三个或四个，所述圆形支撑板301包括首尾相连的左支撑板、右支撑板，所述左支撑板和右支撑板的投影皆为等腰梯形。其投影为等腰梯形主要是为了方便安装四边形平面显示板303。
本发明进一步较佳实施例中，如图3所示，设置在所述圆形支撑板301顶部、底部的四边形平面显示板303皆少于设置在圆形支撑板301中部的四边形平面显示板303；所述所述圆形支撑板301的直径为50-1000mm，所述圆形支撑板301的宽度为10-15mm，相邻两个LED单元之间的距离为1-2mm。
所述圆形支撑板301由塑胶制造而成，其颜色可以为透明或者黑色。
本发明进一步较佳实施例中，所述固定盘200的中部设置有与限位凸起311相适配的空心连接柱201。
所述空心连接柱201与限位凸起311直接采用过盈配合，这样可以将显示机构300牢牢的固定在固定盘200上，当然为了预防起见，在空心连接柱201的侧壁可以设置一个紧固螺栓。
本发明进一步较佳实施例中，如图5所示，所述固定盘内设置有主控制板400，所述主控制板400包括微处理器401，分别与微处理器401电连接的无线通信模块402、数据处理模块403、SD卡读取模块404及位置传感器405。
具体实施时，通过通过SD卡或手机等移动终端（当然也包括web网页端）将所需要播放的图片或视频发送主控制板400，所述主控制板400读取该图片或视频数据，并通过RGBLED304显示出来，同时，旋转驱动机构100驱动显示机构300旋转，使得显示机构300在旋转时形成一个圆球面，在该圆球面上可以显示的3D图片或照片，广告效果极佳。
具体实施时，所述显示机构300的具体显示过程为：首先将终端（包括手机等移动终端和web终端等）与该主控制板400中的无线通信模块402进行通信，然后主控制板400下载从远端上传的图片或视频，待下载完成以后数据处理模块403对这些数据进行解码，通过数据处理模块403将下载的图片或视频数据进行解码成该柱锥面显示装置可以识别代码（普通的视频帧数比锥面显示装置识别的帧数要低，大众的视频1秒16帧，而我们的视频则需要24帧），最后主控制板400在接收到播放指令后，对这些视频进行播放。
在视频播放过程中，首先可以设置播放模式，每隔五分钟获取获取一次接收到的文件列表（防止文件更新不及时），然后启动一个定时器用于下载节目列表，然后将下载的节目列表数据解码成显示机构300可以识别的数据，待解码成功后读取和播放这些数据。
具体实施时，所述主控制板400嵌入有FPGA芯片，当确定旋转驱动机构100的转速后，根据图像或视频的等分数计算灯条每旋转1等分所需的时间；灯条在旋转过程中在对应的等分位置读取相对应的等分图像或视频 ,并驱动 LED灯条进行扫描 ,实现图像的显示。当然所述主控制板400还可以嵌入有ARM Cortex-A7四核处理器。ARM Cortex-A7四核处理器可以高效处理各种工作负载和后台任务，如社交媒体和电子邮件同步、音频或视频播放、以及其他始终开机、始终联网任务，尤其是在视频播放任务时具有很大的优势。
所述位置传感器405用于测量显示机构300旋转时所处的位置和角度，该位置传感器405可以选择霍尔传感器，然后根据数据处理模块403处理不同的数据，由微处理器401控制RGB LED304显示出不同的颜色。
本发明进一步较佳实施例中，所述无线通信模块402为Wi-Fi模块、Li-Fi模块、蓝牙模块、NB-IOT通信模块或4G、5G通信模块。
Wi-Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网（WLAN）的技术，通常使用2.4GUHF或5G SHFISM 射频频段。连接到无线局域网通常是有密码保护的；但也可是开放的，这样就允许任何在WLAN范围内的设备可以连接上。
Li-Fi是一种全新的无线数据传输技术，是Light Fidelity的缩写，由德国物理学家哈拉尔德·哈斯(Herald Haas)所研发。它通过改变房间照明光线的闪烁频率进行数据传输，每秒传输的数据超过10Mb，与典型的宽带连接不相上下。也即是说用户打开房间电灯的同时，也接入了互联网。
Li-Fi的基本原理是利用光的明暗来编码信息。光源采用一种新时代的高亮度发光二极管(LED)，当LED亮了就表示1，当LED灭了就表示0。通过在任何不起眼的LED灯泡中增加一个微芯片，可以控制它每秒数百万次闪烁，由于频率太快，人眼根本不会察觉到，但是光敏传感器可以接收到这些变化。就这样，二进制的数据就被快速地编码成灯光信号并进行了有效的传输。
NB-IOT叫基于蜂窝的窄带物联网，其构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IOT是IOT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)，同时，NB-IOT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。
4G网络是指第四代无线蜂窝电话通讯协议，是集3G和WLAN于一体并能够传输高质量视频图像。5G网络的主要目标是让终端用户始终处于联网状态，5G网络将来支持的设备远远不止是智能手机，它还可以支持智能手表、健身腕带、智能家庭设备等。采用4G、5G通信模块使得该柱面显示装置与客户端的通信速度更加快捷。
本发明进一步较佳实施例中，如图6所示，所述旋转驱动机构100包括：驱动电机101，及用于将电源转换成驱动电机101所使用的电源控制板102。
假设RGB LED304的频率为30，则所述驱动电机101的一分钟内的回转次数为30*60/2=900。假设每秒中60个图像中，每一个图像所需要的时间为1秒/60=16.66毫秒。
本发明进一步较佳实施例中，所述电源控制板将12V的直流电压转换成5V的直流电压。
本发明进一步较佳实施例中，所述驱动电机101的底部设置有固定板111，所述固定板111上设置有安装孔。
本发明进一步较佳实施例中，所述显示机构300的外侧设置有一透明外罩（图中未示出）。
所述透明外罩优选为有机玻璃透明外罩，有机玻璃透明外罩质量轻，透光率高，因此，在起到了防护作用的情况下，并不会由于该透明外罩而影响人群的视觉效果。该透明外罩可以设置成球形，也可以设置成圆柱形。
具体实施时，所述旋转驱动机构100的底部设置有多个用于安装该显示装置的固定片101。
该裸眼3D全息球面显示装置可以安装在商场，电影院和酒吧等地方的桌子上或者墙壁上，视觉效果震撼且体验感强烈，广告效果奇佳。当然该裸眼3D全息球面显示装置也可以设置成手持型的，用户手持其控制开关的启闭，增加了娱乐性。
综上所述，本发明所提供的裸眼3D全息球面显示装置，包括：旋转驱动机构，所述旋转驱动机构驱动有一固定盘，所述固定盘上设置有一显示机构；所述显示机构包括:相互对称的多个圆形支撑板，多个所述圆形支撑板的外表面皆设置有若干安装孔，若干所述安装孔内皆镶嵌有四边形平面显示板；多个所述圆形支撑板相交于最高点、最低点，多个所述圆形支撑板的外径、内径相等；若干所述四边形平面显示板的外表面皆设置有呈线性排列的RGB LED，所述RGB LED包括LED驱动晶片及设置在LED驱动晶片上的LED单元阵列；所述圆形支撑板的最低处设置有一将显示机构固定在固定盘上的限位凸起，使得旋转驱动机构驱动显示机构旋转时，显示机构上的圆形支撑板高速旋转形成一个圆球面，四边形平面显示板上的RGB LED在播放图像时，在该圆球面上就能够显示3D图像，同时，在360度都是可以看到圆球面上显示的3D图像，视觉效果极其震撼，广告效果极佳。
显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种裸眼3D全息球面显示装置，其特征在于，包括:
旋转驱动机构，所述旋转驱动机构驱动有一固定盘，所述固定盘上设置有一显示机构；
所述显示机构包括：相互对称的多个圆形支撑板，多个所述圆形支撑板的外表面皆设置有若干安装孔，若干所述安装孔内皆镶嵌有四边形平面显示板；
多个所述圆形支撑板相交于最高点、最低点，多个所述圆形支撑板的外径、内径相等；
若干所述四边形平面显示板的外表面皆设置有呈线性排列的RGB LED，所述RGB LED包括LED驱动晶片及设置在LED驱动晶片上的LED单元阵列；
所述圆形支撑板的最低处设置有一将显示机构固定在固定盘上的限位凸起。
2.根据权利要求1所述的裸眼3D全息球面显示装置，其特征在于，所述圆形支撑板设置有两个、三个或四个；
所述圆形支撑板包括首尾相连的左支撑板、右支撑板，所述左支撑板和右支撑板的投影皆为等腰梯形。
3.根据权利要求1所述的裸眼3D全息球面显示装置，其特征在于，设置在所述圆形支撑板顶部、底部的四边形平面显示板皆少于设置在圆形支撑板中部的四边形平面显示板；
所述圆形支撑板的直径为50-1000mm，所述圆形支撑板的宽度为10-15mm，相邻两个LED单元之间的距离为1-2mm。
4.根据权利要求1所述的裸眼3D全息球面显示装置，其特征在于，所述固定盘的中部设置有与限位凸起相适配的空心连接柱。
5.根据权利要求1所述的裸眼3D全息球面显示装置，其特征在于，所述固定盘内设置有主控制板，所述主控制板包括微处理器，分别与微处理器电连接的无线通信模块、数据处理模块、SD卡读取模块及位置传感器。
6.根据权利要求5所述的裸眼3D全息球面显示装置，其特征在于，所述无线通信模块为Wi-Fi模块、Li-Fi模块、蓝牙模块、NB-IOT通信模块或4G、5G通信模块。
7.根据权利要求1所述的裸眼3D全息球面显示装置，其特征在于，所述旋转驱动机构包括：驱动电机，及用于将电源转换成驱动电机所使用的电源控制板。
8.根据权利要求7所述的裸眼3D全息球面显示装置，其特征在于，所述电源控制板将12V的直流电压转换成5V的直流电压。
9.根据权利要求7所述的裸眼3D全息球面显示装置，其特征在于，所述驱动电机的底部设置有固定板，所述固定板上设置有安装孔。
10.根据权利要求1所述的裸眼3D全息球面显示装置，其特征在于，所述显示机构的外侧设置有一透明外罩。
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