一种基于视觉暂留效应的裸眼3D全息柱面显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于视觉暂留效应的裸眼3D全息柱面显示装置，其利用“点动成线，线动成面”的原理，将多彩LED灯珠，即集中一封装的RGB LED灯珠以线的形式排列，即“灯条”。该显示装置包括旋转驱动单元，还包括多个灯臂以及与所述旋转驱动单元和所述灯臂一一对应地连接的连接臂，所述连接臂受所述旋转驱动单元的驱动而绕着所述旋转驱动单元旋转，所述连接臂同与其连接所述灯臂同步旋转，且所述灯臂在旋转时形成绕着所述旋转驱动单元旋转的3D全息柱面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三维显示
，更具体地，涉及一种基于视觉暂留效应的裸眼3D全息柱面显示装置。
技术介绍
相比平板LED显示技术，三维(3D)立体图像显示器具有信息量大、能将实际场景的三维信息全部再现出来的特点，使观看者可以从显示器上直接看出图像中各物体的远近、纵深，因此观看者能获得更加全面而直观的信息。以往人们通常可以借助于3D眼镜的方式实现三维信息的观察。这种方式主要是利用视差原理，在观看者观看画面时，只要提供拍摄位置稍微错开的两组图像，分别供左右眼观看，造成景深的差异，便可以看到一组具有立体感的画面。常用的实现视差原理的方法主要有分色、分光、分时、和光栅等。佩带眼镜的立体显示技术，尽管具有很好的立体显示效果，但在许多场合并不适用。随着3D技术的发展，裸眼三维LED技术在虚拟现实技术、3D游戏、3D广告、航空航天、核技术、生物分子等领域有广泛的应用前景。然而，在LED显示器方面，目前国内现有的LED显示器仍然主要基于平面LED显示器，其中将多彩灯珠(即RGB三个LED)集中于一个封闭的器件内并将该器件按矩阵形式排列，通过逐行或者隔行扫描的形式显示画面。目前的裸眼3D自由立体显示器主要是基于双目视差而开发出的光栅式3D自由立体显示器。现有技术中，申请号为CN201510627595的中国专利技术专利申请公开了一种全向裸眼3D显示设备，包括转轴以及驱动转轴转动的电机，转轴侧壁设有复数个均匀分布的像素发光点，并且处于同一高度的多个围绕与转轴侧壁设置的所述像素发光点与转轴中心之间的距离不一。申请号为CN201620046587的中国技术专利公开了一种裸眼3D显示装置，包括LED显示板、防风罩、底座、转盘、导电滑环、空心轴电机，所述的导电滑环安装在空心轴电机上，导电滑环与空心轴电机位于底座内；所述的转盘安装在导电滑环上，转盘位于底座上方；所述的防风罩安装在转盘上侧；所述的LED显示板套在圆柱形的防风罩内，并固定在转盘上。申请号为CN201120442036公开了也一种类似的裸眼三维显示装置。然而，上述裸眼3D显示技术制造的显示装置都存在这样的缺点：由于显示时依靠的是构成面板式的显示器件，随着显示面积的扩大，显示器包括的显示器件数量将逐渐增多，成本将越来越高，严重制约了当前普遍希望观赏大屏幕显示器的期望。另外，随着显示面板面积的增大，其重量、器件的数量等方面将带来安装困难、搬运困难的不便，尤其是当其发生转动时，大体积的面板的旋转将容易使面板内部沿旋转径向方向的离心作用显著增强，使得显示面板的内部应力发生变化，不但加速了面板的衰老，而且容易造成面板的内部液晶结构或电路的损坏。此外，面板旋转时间过长时，面板产生的风阻噪声、风力和热量将在旋转过程中不断扩散出来，影响3D显示画面观赏体验。
技术实现思路
为了克服现有的裸眼3D显示面板存在的弊端，本专利技术提供了一种基于视觉暂留效应的裸眼3D全息柱面显示装置。本专利技术是利用“点动成线，线动成面”的原理，将多彩LED灯珠，即集中一封装的RGB LED灯珠以线的形式排列，即“灯条”。整个系统可由四根灯条组成，让灯条以一定的速度旋转；即形成一个显示的柱面显示器。通过透视背景，实现3D。灯条按一定的轨迹运动后，会形成一个轨迹面，每一个RGB灯珠会形成轨迹线，在灯条旋转的周期内(此周期小于画面在人眼停留的时间)，每一个RGB灯珠在它的轨迹线上都会有一个相应的时刻对应，再把灯条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灯条所形成的轨迹面所对应的像素点(RGB灯珠)，就可以显示画面，由于是通过灯条旋转，现实的背景可以通过灯条运动的轨迹面“透”出来，将显示的画面主题浮显于现实的环境之中，而达到一种3D的显示效果。根据本专利技术的一方面，本专利技术的基于视觉暂留效应的裸眼3D全息柱面显示装置包括：旋转驱动单元，还包括多个灯臂以及与所述旋转驱动单元和所述灯臂一一对应地连接的连接臂，所述连接臂受所述旋转驱动单元的驱动而绕着所述旋转驱动单元旋转，所述连接臂同与其连接所述灯臂同步旋转，且所述灯臂在旋转时形成绕着所述旋转驱动单元旋转的3D全息柱面。进一步地，所述多个灯臂包括四根灯条，每根灯条包括多个彼此呈线状排列的RGB LED灯珠，各所述RGB LED灯珠均包括一组红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，且当所述RGB LED灯珠被点亮的部分为需要进行3D显示的部分，没有被点亮的部分在旋转后使背景透出来，从而形成3D全息柱面。进一步地，所述3D全息柱面显示装置还包括：固定盘，用于连接所述旋转驱动单元和所述连接臂。进一步地，所述旋转驱动单元包括依次串接的电机、减速箱、连轴器和内置有控制器的固定盘，所述固定盘包括彼此间隔一定角度的条状连接槽和设置于所述条状连接槽之间的具有所述控制器的控制电路板，所述控制器用于对所述3D全息柱面显示装置内的其他部件进行控制。进一步地，所述控制电路板还具有用于一一对应地驱动所述灯条的全彩LED驱动芯片组。进一步地，所述固定盘的各个连接槽呈“十”字形设置于所述固定盘且各连接槽的交点为所述固定盘的中心。进一步地，所述依次串接的固定盘、伺服电机驱动电路、伺服电机以及减速箱被集成为一体地形成为所述旋转驱动单元。根据本专利技术的另一方面，根据上述基于视觉暂留效应的裸眼3D全息柱面显示装置，本专利技术提供了一种基于视觉暂留效应的裸眼3D全息柱面显示方法，包括如下步骤：(1)将待显示视频划分成多个帧图片，所述帧图片包括多个位图数据块，每一个位图数据块对应于所述RGBLED灯珠；(2)将所述各个位图数据块构成的帧图片转换成阵列，即转换成使帧图片的右上角对应于该阵列的第一个像素点，帧图片的左下角对应于该阵列的最后一个像素点的格式，令c＝2πr，则该阵列表示为RGB00......RGB0c/4......RGB02c/4......RGB03c/4......RGB0cRGB10......RGB1c/4......RGB12c/4......RGB13c/4......RGB1c……RGBh0......RGBhc/4......RGBh2c/4......RGBh3c/4......RGBhc其中r为从所述固定盘到所述灯臂之间的连接臂的长度，即3D全息柱面显示区域的显示半径；h为所述灯臂的长度，即3D全息柱面显示区域的显示高度；(3)设每根灯条上排列宽度为b的RGBLED灯珠，灯珠数量为m，每根灯条的长度为h，即为显示区域的高度，则在所述灯条旋转时，位于各灯条上每颗灯珠线速度相同，当通过角度或位移传感器检测到任意灯条位移一个灯珠的宽度b时，对各灯条进行一次显示数据的刷新；(4)将所述阵列转化成分发灯臂所需的数据，并在所述RGBLED灯珠位移为b时进行数据刷新，向所述四个灯臂分别分发数据1#LED线阵的数据、2#LED线阵的数据、3#LED线阵的数据和4#LED线阵的数据：分发1#LED线阵的数据：分发2#LED线阵的数据： RGB 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于视觉暂留效应的裸眼3D全息柱面显示装置包括：旋转驱动单元，其特征在于，所述裸眼3D全息柱面显示装置还包括多个灯臂以及与所述旋转驱动单元和所述灯臂一一对应地连接的连接臂，所述连接臂受所述旋转驱动单元的驱动而绕着所述旋转驱动单元旋转，所述连接臂同与其连接所述灯臂同步旋转，且所述灯臂在旋转时形成绕着所述旋转驱动单元旋转的3D全息柱面。

【技术特征摘要】
1.基于视觉暂留效应的裸眼3D全息柱面显示装置包括：旋转驱动单元，其特征在于，所述裸眼3D全息柱面显示装置还包括多个灯臂以及与所述旋转驱动单元和所述灯臂一一对应地连接的连接臂，所述连接臂受所述旋转驱动单元的驱动而绕着所述旋转驱动单元旋转，所述连接臂同与其连接所述灯臂同步旋转，且所述灯臂在旋转时形成绕着所述旋转驱动单元旋转的3D全息柱面。2.根据权利要求1所述的裸眼3D全息柱面显示装置，其特征在于，所述多个灯臂包括四根灯条，每根灯条包括多个彼此呈线状排列的RGB LED灯珠，各所述RGB LED灯珠均包括一组红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素，且当所述RGB LED灯珠被点亮的部分为需要进行3D显示的部分，没有被点亮的部分在旋转后使背景透出来，从而形成3D全息柱面。3.根据权利要求2所述的裸眼3D全息柱面显示装置，其特征在于，所述3D全息柱面显示装置还包括：固定盘，用于连接所述旋转驱动单元和所述连接臂。4.根据权利要求3所述的裸眼3D全息柱面显示装置，其特征在于，所述旋转驱动单元包括依次串接的电机、减速箱、连轴器和内置有控制器的固定盘，所述固定盘包括彼此间隔一定角度的条状连接槽和设置于所述条状连接槽之间的具有所述控制器的控制电路板，所述控制器用于对所述3D全息柱面显示装置内的其他部件进行控制。5.根据权利要求4所述的裸眼3D全息柱面显示装置，其特征在于，所述控制电路板还具有用于一一对应地驱动所述灯条的全彩LED驱动芯片组。6.根据权利要求5所述的裸眼3D全息柱面显示装置，其特征在于，所述固定盘的各个连接槽呈“十”字形设置于所述固定盘且各连接槽的交点为所述固定盘的中心。7.根据权利要求6所述的裸眼3D全息柱面显示装置，其特征在于，所述依次串接的固定盘、伺服电机驱动电路、伺服电机以及减速箱被集成为一体地形成为所述旋转驱动单元。8.一种根据权利要求1-7之一所述的基于视觉暂留效应的裸眼3D全息柱面显示装置的裸眼3D全息柱面显示方法，包括如下步骤：(1)将待显示视频划分成多个帧图片，所述帧图片包括多个位图数据块，每一个位图数据块对应于所述RGB LED灯珠；(2)将所述各个位图数据块构成的帧图片转换成阵列，即转换成使帧图片的右上角对应于该阵列的第一个像素点，帧图片的左下角对应于该阵列的最后一个像素点的格式，令c＝2πr，则该阵列表示为RGB00......RGB0c/4......RGB0 2c/4......RGB0 3c/4......RGB0 cRGB10......RGB1/c4......RGB1 2c/4......RGB1 3c/4......RGB1 c……RGBh0......RGBh c/4......RGBh 2c/4......RGBh 3c/4......RGBh c其中r为从所述固定盘到所述灯臂之间的连接臂的长度，即3D全息柱面显示区域的显示半径；h为所述灯臂的长度，即3D全息柱面显示区域的显示高度；(3)设每根灯条上排列宽度为b的RGBLED灯珠，灯珠数量为m，每根灯条的长度为h，即为显示区域的高度，则在所述灯条旋转时，位于各灯条上每颗灯珠线速度相同，当通过角度或位移传感器检测到任意灯条位移一个灯珠的宽度b时，对各灯条进行一次显示数据的刷新；(4)将所述阵列转化成分发灯臂所需的数据，并在所述RGB LED灯珠位移为b时进行数据刷新，向所述四个灯臂分别分发数据1#LED线阵的数据、2#LED线阵的数据、3#LED线阵的数据和4#LED线阵的数据：分发1#LED线阵的数据： RGB 00 RGB 01 ... ... RGB 0 c 4 - 1 RGB 10 RGB 11 ... ... RGB 1 c 4 - 1 ... ... RGB h 0 RGB h 1 ... ... RGB h c 4 - 1 ]]>分发2#LED线阵的数据： RGB 0 c 4 RGB 0 c 4 + 1 ... ... RGB 0 2 c 4 - 1 RGB 1 c 4 RGB 1 c 4 + 1 ... ... RGB 01 2 c 4 - 1 ... ... RGB h c 4 RGB h c 4 + 1 ... ... RGB h 2 c 4 - 1 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学生，吴文杰，刘亚博，
申请(专利权)人：成都陌云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51