三维图像显示装置和方法制造方法及图纸

一种三维图像显示装置，包括：底座；设于该底座上的驱动机构；可动安装于所述底座上且由所述驱动机构可控驱动的支撑元件；以及设于所述支撑元件上且用于可控形成预定发光图案的光源组，其中，所述驱动机构用于以预定运动模式驱动所述支撑元件，在所述支撑元件的运动过程中，由所述光源组形成的多个发光图案共同构成人眼可感知的三维图像。还公开了一种三维图像显示方法。

3-D Image Display Device and Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维图像显示装置和方法
本申请涉及一种三维图像显示装置和方法。
技术介绍
全息显示技术用于显示三维图像和动画，而且可用于希望将身处远方的人呈现为犹如亲自在场效果的远程视频会议等应用中。遗憾的是，现有的全息显示技术往往需要相对复杂和昂贵的光学硬件和软件处理系统，而且即使以较好效果呈现单幅三维图像也需要海量的数据。虽然人们希望在特定应用中使用现有的全息技术，但是由于其实施成本和复杂性相对较高，因此在现实中仍无法用于普通大众的日常生活。
技术实现思路
本申请旨在改善至少一个上述问题。本申请可涉及多个方面。本申请各实施方式可包括本文所描述的不同方面当中的一个方面或各个方面的任意组合。在一个方面，提供一种三维图像显示装置，包括：底座；设于该底座上的驱动机构；可动安装于所述底座上且由所述驱动机构可控驱动的支撑元件；以及设于所述支撑元件上且用于可控形成预定发光图案的光源组，其中，所述驱动机构用于以预定运动模式驱动所述支撑元件，在所述支撑元件的运动过程中，由所述光源组形成的多个发光图案共同构成人眼可感知的三维图像。在另一方面，提供一种三维图像显示装置，包括：被编程为控制该装置的操作的微控制器；底座；设于该底座上的驱动机构；可动安装于所述底座上且由所述驱动机构可控驱动的支撑元件；设于所述支撑元件上且用于可控形成预定发光图案的光源组，其中，所述微控制器包括处理器、存储器及输入接口；该存储器包含所述处理器可读取的程序指令；该处理器用于通过执行所述程序指令而使得所述驱动机构以预定运动模式驱动所述支撑元件，在所述支撑元件的运动过程中，由所述光源组形成的多个发光图案共同构成人眼可感知的三维图像。在第三方面，提供一种三维图像显示方法，包括：提供三维图像显示装置，该装置包括：底座；设于该底座上的驱动机构；可动安装于所述底座上且由所述驱动机构可控驱动的支撑元件；设于所述支撑元件上且用于可控形成预定发光图案的光源组；控制所述驱动机构以预定运动模式驱动所述支撑元件，在所述支撑元件的运动过程中，由所述光源组形成的多个发光图案共同构成人眼可感知的三维图像。附图说明通过以下结合附图详细描述的优选但非限制性实施方式，可更加全面地理解本申请，附图中：图1为本申请例示实施方式的显示装置的功能框图；图2所示为本申请实施方式例示的支撑元件，该支撑元件包括安装有多个光源的两维网状结构；图3所示为本申请实施方式例示的安装有多个光源的细丝支撑元件；图4为图3所示实施方式的一个方面的功能框图，其所示为微控制器与多个直流电机连接以驱动所述细丝支撑元件在多条轴线上转动；图5为图3所示实施方式的局部结构图，其所示为所述细丝支撑元件绕多条轴线转动而呈现的三维图像的截面平面；图6所示为本申请另一实施方式的包括多个设有光源的细丝支撑元件，每一所述支撑元件均可转动而呈现三维图像的一个相应截面，而且所述多个支撑元件沿共同的转动轴线对齐排列；图7所示为本申请另一实施方式的包括多个设有光源的细丝支撑元件的，每一所述支撑元件均可转动而呈现三维图像的一个相应截面，而且所述多个支撑元件沿两条平行的转动轴线交错排列；图8所示为本申请另一实施方式，其中，图示了具有一定柔性的细丝支撑元件形成了驻波，基于该驻波的特性，将光源可控保持在基本固定的位置；以及图9所示为本申请一种实施方式的例示用途，其中，该实施方式用于呈现机器人系统的头面部，以代替实体机器人的头面部。具体实施方式详细参考三维图像显示装置的优选实施方式，下文将给出其实施例。虽然以下详细描述了所述显示装置的例示实施方式，但是对于相关领域技术人员而言显而易见的是，为了清楚起见，对于理解所述显示装置并不特别重要的一些特征可能并未示出。此外，还应理解的是，所述显示装置并不限于下述具体实施方式，在不脱离保护范围的前提下，本领域技术人员还可做出各种改变和修改。例如，在本
技术实现思路
和所附权利要求的范围内，不同说明性实施方式的要素和/或特征可彼此组合和/或彼此替换。参考图1和图2，本申请的一种例示实施方式提供了一种三维图像显示装置100。所述装置100可包括：底座110；可动安装于底座110上的支撑元件120；设于支撑元件120上且用于可控形成预定发光图案的光源组130；以及设于底座110上的驱动机构140。底座110可用于将装置100以基本静止的方式牢固地固定于其所需要操作位置。驱动机构140可用于以预定移动模式移动支撑元件120，从而使得在支撑元件120移动过程中，光源组130形成的多个发光图案共同构成人眼可感知的三维图像。作为一个例子，驱动机构140可包括直流电机141。此外，如图1所示，驱动机构140还可包括波形谐振器145，以下将对此进行描述。本申请实施方式还可包括环境光传感器150，该传感器用于近似估计人眼对从弱光至明亮日光的各种照明条件下发射的光的敏感度。通常，光源组130可动态调节照明特性而补偿环境光传感器150所感测的不同的环境照明条件。通常，在环境光水平较高时，光源组130增大色度和亮度分量，以提供相对于环境光背景更加合适的视觉清晰度；相反，在弱光条件下，光源组130可降低色度和亮度分量，以节约电力。通常，所显示的三维立体图像用于模拟三维全息图像的呈现效果，然而，与实际全息图像再现技术所使用的元件系统相比，其所使用的元件系统复杂度和成本相对更低。继续参考图1，还可设置通过编程对显示装置100的各个操作方面进行控制的微控制器160，这些方面包括支撑元件120的移动速度、运动速度的变化等。微控制器160可包括处理单元160A，存储器160B以及输入接口160C，其中，用于使装置100显示所需图像的命令可经输入接口160C输入。存储器160B可包含处理器160A可读取的程序指令，这些指令用于以预定运动模式驱动驱动机构140，从而对支撑元件120的运动进行合适的控制。微控制器160和接口电路系统通常可容纳于底座110的与驱动机构140临近的空腔内。如图1所示，装置100可作为通过有线通信协议链路(如USB)或网络195等无线通信协议链路与笔记本电脑180或智能电话170连接的外围设备。装置100可以作为小型显示器，该显示器可用于任何目的，包括作为用户的学习辅助设备，使得本质涉及三维方面的题材可视化。或者，该小型显示器也可作为新式产品，用于重现来自家庭成员、朋友乃至虚构人物的预先录制的生日祝福。此类小型实施方式可通过单丝支撑元件实现，该元件可在小型底座上的单个旋转点上绕多根轴线转动，以下将对此进行详细描述。该支撑元件可包括一个或多个弹性元件。参考图2，光源组130可包括以均匀间隔方式设于支撑元件120上的多个光源130。支撑元件120可包括两维网状结构，该结构包括以十字交叉图案设置的第一组和第二组网线120A，120B。网线120A，120B的材料(铝、碳纤维、尼龙或弹簧钢等)、形状(长方形或正方形等)和尺寸适于能够支撑安装于其上的所述多个光源130的重量，而且其形状和尺寸还能够在显示装置100操作过程中，降低支撑元件120的网状结构相对于底座110进行往复来回运动时所遭受的空气阻力，以下将对此进行进一步详细描述。支撑元件120可包括连接所述网状结构的细长杆120C，该杆的一端耦合至容纳于底座110内且能提供合适供电的直流电机141上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维图像显示装置，其特征在于，包括：底座；设于该底座上的驱动机构；可动安装于所述底座上且由所述驱动机构可控驱动的支撑元件；以及设于所述支撑元件上且用于可控形成预定发光图案的光源组，其中，所述驱动机构用于以预定运动模式驱动所述支撑元件，在所述支撑元件的运动过程中，由所述光源组形成的多个发光图案共同构成人眼可感知的三维图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.26 US 62/367,0871.一种三维图像显示装置，其特征在于，包括：底座；设于该底座上的驱动机构；可动安装于所述底座上且由所述驱动机构可控驱动的支撑元件；以及设于所述支撑元件上且用于可控形成预定发光图案的光源组，其中，所述驱动机构用于以预定运动模式驱动所述支撑元件，在所述支撑元件的运动过程中，由所述光源组形成的多个发光图案共同构成人眼可感知的三维图像。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑元件以旋转运动、往复运动、振荡运动以及波浪运动当中的至少一种方式可控运动。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括设于所述底座上的一条或多条导轨，其中，所述支撑元件设置为沿该一条或多条导轨以滑行移动方式可控运动。4.如前述权利要求任何一项所述的装置，其特征在于，所述支撑元件设置为沿预定运动路径以可变速度或可变加速度运动。5.如前述权利要求任何一项所述的装置，其特征在于，所述预定发光图案包括预定发光颜色特性和发光亮度特性。6.如前述权利要求任何一项所述的装置，其特征在于，还包括对环境光信息进行检测的环境光检测器，其中，所述预定运动模式和预定发光图案当中的至少一个设置为根据所检测到的环境光信息而进行改变。7.如前述权利要求任何一项所述的装置，其特征在于，所述三维图像表示机器人的面部。8.如前述权利要求任何一项所述的装置，其特征在于，该装置是可经有线或无线通信协议链路与笔记本电脑或智能电话连接的外围设备。9.如前述权利要求任何一项所述的装置，其特征在于，还包括设于所述支撑元件上的凹透镜。10.如前述权利要求任何一项所述的装置，其特征在于，每个所述发光图案均表示所述三维图像的一个截面，每一所述截面是静态的或者可控变化的。11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述三维图像的清晰度受多个因素的控制，所述多个因素包括所述支撑元件的运动速度、所述三维图像的截面之间的空间递增量的大小、所述截面的数目、所述光源组所含光源的数目以及该光源组的照明范围。12.如前述权利要求任何一项所述的装置，其特征在于，所述支撑元件包括一个或多个弹性元件。13.如前述权利要求任何一项所述的装置，其特征在于，所述支撑元件设置为具有三维弯曲轮廓。14.如权利要求1至11当中任何一项所述的装置，其特征在于，所述支撑元件包括长形杆以及与该长形杆连接的网状结构。15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述驱动机构包括容纳于所述底座内的直流电机，所述长形杆的一端可操作连接至该直流电机。16.如权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述网状结构包括呈十字交叉图案排列的第一组网线和第二组网线。17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述光源组包括以均匀间隔方式设于所述支撑元件上的多个光源。18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，每个所述光源均包括RGB发光二极管(LED)。19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，每一LED均焊接至所述第一组和第二组网线的交叉点上。20.如权利要求16至19当中任何一项所述的装置，其特征在于，所述第一组网线用作接地端，所述第二组网线用作电源通电端。21.如权利要求14至16当中任何一项所述的装置，其特征在于，所述光源组包括两维柔性有机发光器件(FOLED)基片，该基片具有一体形成于其内的多个光源以及冲制于其内的多个开孔。22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述FOLED基片为透明塑料膜或反光金属片。23.如权利要求1至11当中任何一项所述的装置，其特征在于，所述支撑元件包括设置为通过转台与所述底座连接的细长丝，所述驱动机构用于使该细长丝相对于所述转台转动，并使该转台相对于所述底座转动。24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述支撑元件包括多条细长丝，该多条细长丝沿共同轴线对齐排列并设置为绕该共同轴线转动，该多条细长丝设置为同时转动或彼此独立转动。25.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述支撑元件包括多条细长丝，该多条细长丝沿两条平行轴线交错排列并设置为绕该两条平行轴线交错转动，该多条细长丝设置为同时转动或彼此独立转动。26.如权利要求1至11当中任何一项所述的装置，其特征在于，所述支撑元件由柔性可变形材料制成，所述驱动机构为与所述支撑元件连接并用于在该支撑元件内形成驻波的波形谐振器。27.一种三维图像显示装置，其特征在于，包括：微控制器，被编程为控制该装置的操作；底座；设于该底座上的驱动机构；可动安装于所述底座上且由所述驱动机构可控驱动的支撑元件；以及设于所述支撑元件上且用于可控形成预定发光图案的光源组，其中，所述微控制器包括处理器、存储器及输入接口，该存储器包含所述处理器可读取的程序指令，该处理器用于通过执行所述程序指令而使得所述驱动机构以预定运动模式驱动所述支撑元件，在所述支撑元件的运动过程中，由所述光源组形成的多个发光图案共同构成人眼可感知的三维图像。28.如权利要求27所述的装置，其特征在于，所述微控制器容纳于所述底座的与所述驱动机构邻近的空腔内。29.如权利要求27或28所述的装置，其特征在于，所述支撑元件以旋转运动、往复运动、振荡运动以及波浪运动当中的至少一种方式可控运动。30.如权利要求27或28所述的装置，其特征在于，还包括设于所述底座上的一条或多条导轨，其中，所述支撑元件设置为沿该一条或多条导轨以滑行移动方式可控运动。31.如权利要求27至30当中任何一...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·汉森，
申请(专利权)人：汉森机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81