一种转轮式三维显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子电器领域，具体涉及到一种显示装置，特别涉及到一种转轮式三维(3D)显示装置。
【背景技术】
[0002]三维显示技术，最早是借助助视工具，如3D眼镜实现。自1990年以来，人们着力于研宄无需助视工具就能由体视对图像获得三维感知的自体视(autostereoscopic)三维显示技术。
[0003]自体视三维显示是对客体固有三维信息进行记录、处理和再现的可视化过程，可分成四大类。第一类是基于阴影等心理深度暗示的二维屏幕透视显示，缺点是不能直观表达深度信息，三维空间感完全取决于观察者的想象重构能力，容易产生混淆。第二类是基于双目视差暗示的体视对显示，缺点是视角有限，固有的非自然深度感容易引起错觉、视疲劳及头痛等不适。严格地说，这两类显示不能提供完整的深度暗示，都不是真正意义上的三维显示。
[0004]第三类是全息显示，能再现图像的幅值和相位信息，因此能利用二维介质得到虚拟三维效果的显示，使观察者有三维视感。但全息显示制备复杂，要求很宽的信号传输带宽和巨大的信息存储容量。假设一副全息图灰度位为8，刷新率为30帧/秒，则数据传输率将高达5.7xl012位/秒。如此巨大的信号传输带宽在当今的科学技术条件下根本无法实现。
[0005]第四类的三维显示利用人眼视觉系统固有的三维数据处理结构，显示出占据着真实体积空间的三维图像信息，因此被称为体三维显示。类似于全息三维显示，体三维显示提供的视觉场景也是透明的，这对于一些不需要看到物体内部结构或者需要在物体之间引入遮挡的场合而言是个缺陷，可能会导致某些视点看到的图像信息混杂、空间关系难以感知。因此只适合于需要移除遮挡的分析性场合，通过多人多角度直接观察，能涉及客体的内部结构，具有广阔的潜在应用前景。
[0006]目前国外的体三维显示研宄主要有激光扫描双红外光子上变频技术、基于高速声光扫描器和旋转螺旋屏的激光扫描系统、采用快速空间光调制器的螺旋屏投影系统等。这些系统结构复杂，甚至庞大，和我们的生活看似遥远。
[0007]人眼视觉暂留时间约为50?100ms，即人类视觉对亮度改变的跟踪会由于意识处理延时而滞后。当光源闪烁的时间间隔小于视觉暂留时间时，光源被认为是连续的，利用这个原理，可以设计三维显示系统。
【发明内容】
[0008]为了克服如上所述现有的第一类和第二类3D显示器不能显示真实的3D图像，甚至引起视觉混淆的缺陷，以及第三类和第四类3D显示器结构复杂、成本高、或者视野狭窄的缺点，本实用新型提供一种3D显示装置，它的结构简单、成本低，无需助视工具，例如3D眼镜，就能显不3D图像。
[0009]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0010]一种3D显示装置，包括三个基本模块:主杆(I)、安装多个LED显示灯的副杆(2)、电机(3)，其特征在于:
[0011]副杆⑵有多根，每根副杆⑵和主杆⑴垂直并固定在主杆⑴上，沿着主杆
(1)的轴向等间距排布，同时围绕主杆⑴的周向按照一定间隔角度分布。
[0012]副杆⑵上安装电路板(4)，电路板(4)设计安装了多个LED灯(5)，LED灯(5)由电路板⑷上设计的IC(集成电路)控制。
[0013]每个电机(3)转过的角度对应一个数组表示每个LED灯(5)的开关。动画数据存储在IC中，当电机(3)旋转时，根据电机(3)转过的角度和时间，电路板⑷上的LED灯
(5)按照IC中存储的动画数据开或关，显示出图像。IC中存储的动画数据，可以通过外接电脑更新。
[0014]当电机(3)旋转带动主杆⑴和副杆⑵以一定的转速旋转时，LED灯(5)的明暗形成三维图案，显示出来。
[0015]所述的旋转3D显示装置，安装在主杆(I)两端的副杆(21)和副杆(22)之间有一定的夹角Θ。如果夹角Θ过小，副杆(21)发出的光将会被副杆(22)挡住。Θ的值可以根据副杆(2)的数量和位置、LED灯(5)的位置来计算，以副杆(21)发出的光不被副杆(22)挡住为准。
[0016]副杆⑵环绕主杆⑴的周向排列，每两个相邻的副杆(2)之间的夹角α可以通过公式计算。假设有η个副杆(2)，副杆(21)和副杆(22)之间的夹角为Θ，则每两个相邻副杆之间的夹角α = (360° -θ)/η。该夹角α不能过小，因为如果夹角α过小，副杆
(2)发出的光有可能被与它相邻的副杆⑵挡住。相邻两副杆⑵之间的夹角α以相邻的副杆⑵不互相遮挡LED灯(5)为准。
[0017]本实用新型的有益效果是:
[0018]通过多排LED灯的旋转，可以实现图像的三维显示。该转轮式3D显示装置结构简单、可靠、易制作、价廉、实用，使用者不需要配套的助视工具(例如3D眼镜)，就能看到真实的3D图像，有利于相关产品的开发。例如，应用于某个特定的动态LOGO、模型，也可以制作成可编程的益智玩具，开发青少年对电子电路以及三维显示的认识，具有非常大的实用价值。
[0019]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型一种转轮式3D显示装置的总体结构示意图。
[0021]图2是图1中的副杆围绕主杆周向分布示意图。
[0022]图3是图1中的副杆沿主杆轴向均匀分布示意图。
[0023]图中:
[0024]1.主杆，2.副杆，3.电机，4.电路板，5.LED灯，21.最靠近电机的副杆，22.最远离电机的副杆，Θ是副杆(21)和副杆(22)之间的夹角，α是相邻两副杆之间的夹角。
【具体实施方式】
[0025]在附图1、附图2和附图3中，副杆⑵固定在主杆⑴上。副杆⑵上安装电路板(4)，电路板(4)上设计了 IC控制的LED灯(5)，待显示的3D动画数据储存在IC中。
[0026]主杆(I)由电机(3)带动。当电机(3)转动时，每个副杆⑵扫过一个平面。IC根据时间、马达转过的角度和存储的动画数据控制LED灯(5)的开关。当所有副杆(2)上的LED灯(5)按照设定的动画闪亮时，3D图像就显示出来。
[0027]当电机(3)的转速大于等于10转/秒时，同一个LED(5)到达同一个位置的时间间隔小于等于100毫秒，图像看起来是连续的。当电机⑶的转速大于等于25转/秒时，同一个LED(5)到达同一个位置的时间间隔小于等于40毫秒，动画看起来是不卡顿的。
[0028]下面结合具体实施例对装置进行进一步的讲解:
[0029]实施例1:
[0030]如附图2和附图3所示，主杆⑴长度100mm，副杆⑵长度50mm，两个相邻副杆
(2)之间的距离是10mm，副杆上分布着8个LED灯(5)。副杆⑵一共有11个。副杆(21)和副杆(22)之间的夹角Θ是90度。相邻的副杆(2)之间的夹角α是27度，副杆(2)围绕主杆(I)周向分布，形成一个旋转的阵列。
【主权项】
1.一种转轮式三维显示装置，包括三个基本模块:主杆(I)、安装多个LED显示灯的副杆(2)、电机(3)，其特征在于: 所述的安装多个LED显示灯的副杆(2)有多根，每根副杆(2)和主杆(I)垂直并固定在主杆(I)上，沿着主杆(I)的轴向等间距排布，同时围绕主杆(I)的周向按照一定间隔角度分布。
2.如权利要求1所述的一种转轮式三维显示装置，其特征在于副杆(2)上安装电路板(4)，电路板⑷设计安装了多个LED灯(5)，LED灯(5)由电路板⑷上设计的IC(集成电路)控制。
3.如权利要求1所述的一种转轮式三维显示装置，其特征在于每个电机(3)转过的角度对应一个数组表示每个LED灯(5)的开关； 动画数据存储在IC中，当电机(3)旋转时，根据电机(3)转过的角度和时间，电路板(4)上的LED灯(5)按照IC中存储的动画数据开或关，显示出图像； IC中存储的动画数据，可以通过外接电脑更新。
4.如权利要求1所述的一种转轮式三维显示装置，其特征在于当电机(3)旋转带动主杆⑴和副杆⑵以一定的转速旋转时，LED灯(5)的明暗形成三维图像。
5.根据权利要求1所述的一种转轮式三维显示装置，其特征在于安装在主杆(I)两端的副杆(21)和副杆(22)之间有一定的夹角θ，Θ的值可以根据副杆⑵的数量和位置、LED灯(5)的位置来计算，以副杆(21)发出的光不被副杆(22)挡住为准。
6.根据权利要求1所述的一种转轮式三维显示装置，其特征在于副杆(2)环绕主杆(I)的周向排列，每两个相邻的副杆⑵之间的夹角α可以通过公式计算，该夹角α的大小以相邻的副杆⑵不互相遮挡LED灯(5)为准。
【专利摘要】本实用新型涉及电子电器领域，特别涉及到一种转轮式三维(3D)显示装置。现有的三维显示器，不能显示真实的三维图像，或者结构复杂，造价高。本实用新型设计了一种转轮式三维显示装置，基于人眼视觉暂留特性，通过马达旋转，带动LED灯的旋转，实现三维图像的显示。该3D显示装置的结构简单、成本低，可以用来生产固定三维图案显示器、动态LOGO、模型，也可以制作成可编程的益智玩具，开发青少年对电子电路以及三维显示的认识，具有非常大的实用价值。
【IPC分类】H04N13-04, G02B27-22
【公开号】CN204515260
【申请号】CN201520212827
【发明人】杨国童
【申请人】杨国童
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月10日