等像素密度的回旋体三维显示装置的制作方法

[]本发明属光学电子领域：确切的讲是一种借助于运动的面源像素点阵，并且巧妙安排面源形状，来形成三维的空间显示的装置。

背景技术：

0、[技术背景]

1、众所周知，三维显示技术是使显示场景具有深度感觉(也就是3d)。经历了几十年的发展，已经发展出：3d立体眼镜、头盔显示器等双眼像差式技术；以及不需要眼镜的3d显示器，2个图像的分光产生于棱镜、透镜、光栅及电子开关等等。

2、体积式三维显示技术是裸眼观看的重要方式之一：该类技术包括：

3、旋转体(运动显示表面)扫描技术空间显示。在该技术中，一串二维图像被投影到一个旋转或移动的屏幕上，同时该屏幕以观察者无法觉察的速度在运动，因为人的视觉暂留从而在人眼中形成三维物体。因此，使用这种立体显示技术的显示系统可实现图像的真三维显示(360°可视)。系统中不同颜色的光束通过光偏转器投影到显示介质上，从而使得介质体现出丰富的色彩。同时，这种显示介质能让光束产生离散的可见光点，这些点就是体素，对应于三维图像中的任一点。一组组体素用来建立图像，观察者可从任意视点观察到这个真三维图像。体扫描显示单元中的成像空间可以由屏幕的旋转或平移产生。在屏幕扫过成像空间时在发射面上激活体素。由于体素激活后的有效时间是有限的，因此需要不断刷新成像空间中的每个体素。所以，屏幕的运动频率要够快，才能生成稳定的三维物体的立体图像。由于体扫描显示技术是靠屏幕的周期运动来构成成像空间，极高的运动速度，会产生一系列的机械问题：机械部分的稳定性和显示单元的使用寿命，机械部分的噪声和振动，机械部分对显示单元的轻便性的影响，另外系统操作上不可避免的误差为显示单元带来大的机械冲击和大的加速度。目前在国内，浙江大学的光学仪器国家重点实验室、南京航空航天大学也正在积极开展体积式显示技术的相关研究工作。系统包括：激光系统、计算机控制系统、旋转显示系统等子系统。

4、静态体成像技术是基于频率上转换技术形成三维立体图像的，所谓频率上转换三维立体显示是利用成像空间介质吸收多个光子后会自发辐射出一种荧光，从而产生可见的象素点。其基本原理是利用两束相互垂直的红外激光交叉作用于上转换材料上，经过上转换材料的两次共振吸收，发光中心电子被激发到高激发能级，再向下能级跃迁就可能产生可见光的发射，这样的上转换材料空间中的一个点就是一个发光的亮点，如果使两束激光的交叉点依照某种轨迹在上转换材料中做三维空间的寻址扫描，那么两束激光的交叉点所扫描过的地方应当是一条可以发射可见荧光的亮带，即可以显示出同激光交叉点运动轨迹相同的三维立体图形。这种显示方法肉眼就可以看到360°全方位可视的三维立体图像。

5、全息式立体显示技术，是利用光栅的干涉来形成立体图像。

技术实现思路

0、[技术实现要素：]：

1、本发明的目的：借助于平面或曲面的“棱柱面”上的2维显示面元屏，绕着中心轴的旋转，来形成体积式三维像素点阵，点阵的空间形状为中空的柱状，这样在中空的柱状中，在适当的安排渐变的柱面曲率函数及像素点阵的驱动时序后，将能形成显示空间的等像素密度。

2、本发明的特点：结构简单，噪音小；观看性好，实用性强。

3、本发明的具体结构包括：

4、棱柱面(显示屏)支架、显示屏、驱动电机、结构壳体、滑环组件或无线发射及接受装置、电子驱动及控制模组、位置传感器；另外包括空间像素驱动(或称为刷新)的线性均匀算法。棱柱面(显示屏)支架的构造为：沿着轴线的垂直方向设置有1-20个凸起构造(相当于叶片构造)，每个凸起构造有2个坡面，显示屏就是覆盖在这2个坡面上；显示屏包括led显示屏，oled、lcd显示屏及等离子类显示屏；

5、具体装配关系：

6、棱柱面显示屏支架、极轴、滑环组件或位置传感器；由结构壳体连接及支撑驱动电机、电子驱动及控制模组及无线发射及接受装置及棱柱面显示屏组件；并由驱动电机来驱动棱柱面显示屏组件转动；检测位置的位置传感器安装在显示屏组件上或结构壳体上，以确定棱柱面(显示屏)支架相对于结构壳体之间的转动位置，位置传感器是包括光电、机械的触发开关、雷达感应、电磁感应接近开关；当棱柱面显示屏组件旋转起来时，贴敷在坡面上显示屏就的圆周回转，就使得显示屏上的每个像素都同步进行圆周运动，形成一个柱状的三维的像素空间；

7、为了获得上述显示需要显示空间的等像素密度；获得方式有3种：

8、首先是等切线角叠加显示驱动频率正比于极轴的方法：以垂直于轴线的平面，截“变曲率柱面：即凸起构造”会得到一个“螺线”；将轴线的对应点作为极坐标下的原点(极点)；则有“螺线”上的任意一点所对应的极轴矢量r与螺线切线的夹角为θ，当θ＝常数时，就使得沿着极轴方向的相邻的2个像素点之间的间距相同；此种方法对应于面元显示像素点阵为均匀分布；在像素驱动频率方面，驱动频率随着极轴矢量r的增大而增大。

9、其次是使用均匀分布的像素点阵显示面元，像素驱动频率与r无关，保持不变；像素点阵为均匀分布，但极轴矢量r的模与螺线切线的夹角θ满足：

10、r cosθ＝常数

11、使得随着r的增大，显示像素沿着与r垂直的方向被拉长，但同时像素的沿着的尺度被压缩同样的倍数；像素的体积还保持不变。

12、再其次是非均匀的面元显示像素点阵为非均匀分布情况：不要求“螺线”上的任意一点所对应的极轴矢量r与螺线切线的夹角为θ常数，只要沿着螺线的像素密度满足正比于1/(cosθ)即可：沿着螺线的像素密度∝1/(cosθ)

13、不进行上述约束，将是不等像素密度的空间显示。

14、本发明所带来的技术进步：

15、给出了获得线性显示空间的方法，使得像素均匀一致，细腻性好。卧式的播放具有获得连续一致的三维点阵空间的视觉效果。

技术特征：

1.等像素密度的回旋体三维显示装置，结构包括：棱柱面支架、显示屏、驱动电机、壳体、滑环组件或无线发射及接受装置、电子驱动及控制模组、位置传感器；具体装配关系：棱柱面显示屏支架、极轴、滑环组件或位置传感器；由结构壳体连接及支撑驱动电机、电子驱动及控制模组及无线发射及接受装置及棱柱面显示屏组件；并由驱动电机来驱动棱柱面显示屏组件转动；检测位置的位置传感器安装在显示屏组件上或结构壳体上，以确定棱柱面支架相对于结构壳体之间的转动位置，位置传感器是包括光电、机械的触发开关、雷达感应、电磁感应接近开关；当棱柱面支架带动贴敷在坡面上显示屏做圆周回转运动；就形成一个柱状的三维的像素显示空间，进行等像素密度显示或不等像素密度显示，显示屏采用包括led显示屏，oled、lcd显示屏及等离子类显示屏

2.根据权利要求1等像素密度的回旋体三维显示装置，其特征就在于：所述的等像素密度显示，显示空间的等像素密度指的是：首先是等切线角叠加显示驱动频率正比于极轴的方法：以垂直于轴线的平面，截“变曲率柱面：即凸起构造”会得到一个“螺线”；将轴线的对应点作为极坐标下的原点；则有螺线上的任意一点所对应的极轴矢量r与螺线切线的夹角为θ，当θ＝常数时，就使得沿着极轴方向的相邻的2个像素点之间的间距相同；此种方法对应于面元显示像素点阵为均匀分布；在像素驱动频率方面，驱动频率随着极轴矢量r的增大而增大；

技术总结等像素密度的回旋体三维显示装置，属于光学电子领域。结构装配关系包括：棱柱面显示屏支架、极轴、滑环组件或位置传感器；由结构壳体连接及支撑驱动电机、电子驱动及控制模组及无线发射及接受装置及棱柱面显示屏组件；并由驱动电机来驱动棱柱面显示屏组件转动；棱柱面支架的构造为：沿着轴线的垂直方向设置有1‑20个凸起构造，每个凸起构造有2个坡面，显示屏就是覆盖在这2个坡面上；显示屏包括LED显示屏，OLED、LCD显示屏及等离子类显示屏；当棱柱面支架带动贴敷在坡面上显示屏做圆周回转运动；就形成一个柱状的三维的像素显示空间，进行等像素密度显示或不等像素密度显示。技术研发人员：吴小平,罗天珍受保护的技术使用者：深圳唯创技术发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19