一种三维显示装置、三维显示的方法、应用与流程

文档序号:25540393发布日期:2021-06-18 20:36
一种三维显示装置、三维显示的方法、应用与流程

本发明属于三维显示技术领域,尤其涉及一种三维显示装置、三维显示的方法、应用。



背景技术:

三维显示就是将立体图像以平面投影图或透视图的形式在平面上表现出来的过程,对于常见的三维显示技术可分为分光立体眼镜(glasses-basedstereoscopic)、自动分光立体显示(autostereoscopicdisplays)、全息术(hologram)和体三维显示(volumetric3-ddisplay)4大类;

目前的三维显示,从效果来说,vr(virtualreality,虚拟显示技术)/ar(augmentedreality,增强现实技术)已经可以带来相当不错的虚拟显示体验,获得非常不错的三维显示效果,通过用户佩戴额外的设备进行观看;对于裸眼立体显示技术,现在多采用的是三维全息显示,这种技术大部分还是属于平面显示,是通过左眼和右眼显示稍有差别的图像,从而欺骗大脑,令观察者产生立体显示的感觉;

现有的三维显示技术,受制于额外佩戴,无法在自由场景下观看;目前的各种全息技术,大部分也是属于平面显示,需要从特定的角度范围或者方式观察,才能有三维的感觉,无法使得所显示的物体图像拥有真实空间的三维体积(长宽高)以及遮挡,表面特性,深度信息等。



技术实现要素:

本发明实施例的目的在于提供一种三维显示装置、三维显示的方法、应用,旨在解决上述背景技术中提出的问题。

本发明实施例是这样实现的,一种三维显示装置,所述三维显示装置包括:

显示模块,所述显示模块用于输出画面信息,所述显示模块可沿其轴线进行转动;

驱动单元,所述驱动单元设置在所述显示模块的一端,所述驱动单元与所述显示模块可拆卸式连接,所述驱动单元用于驱动所述显示模块作轴线转动;

控制单元,所述控制单元对称设置在所述显示模块的两端,所述控制单元与所述驱动单元以及所述显示模块均可拆卸式连接,所述控制单元用于将接收的外部画面信息传输至所述显示模块,并控制所述驱动单元和所述显示模块;

所述显示模块在所述驱动单元和所述控制单元的调控下,通过对显示的画面信息进行切换以及转动速度的调节,使所述显示模块进行三维图像的显示输出。

本发明实施例的另一目的在于提供一种三维显示的方法,采用上述的一种三维显示装置,所述三维显示的方法包括以下步骤:通过将所述驱动单元的输出端与所述显示模块相连接,通过所述控制组件接收外部输入的画面信息,并将画面信息通过所述驱动单元传输至所述显示模块,通过所述控制组件控制所述驱动单元进行转动,并调节所述显示模块显示画面的切换速率,使在所述驱动单元驱动下作轴线转动的显示模块进行三维图像的显示输出。

本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的一种三维显示的方法在教学中的应用。

本发明实施例的提供的上述技术方案,相比于现有技术,具有以下技术效果:

本发明实施例提供的一种三维显示装置,通过将所述显示模块进行安装连接并抽成真空状态,通过将所述驱动单元与所述显示模块可拆卸式连接,再将所述驱动单元与所述控制单元可拆卸式连接,通过所述控制组件接收外部输入的画面信息,并将画面信息通过所述驱动单元传输至所述显示模块,再通过所述控制组件控制所述驱动单元驱动所述显示模块进行转动,并将控制信号传输至所述显示模块以控制所述显示模块显示画面的切换速率,在人眼视觉暂留的作用下,同一时间内,人眼就能看到数百个三维物体的截面被同时显示出来,从而使所述显示模块形成一个完整的具有现实空间体积的三维物体;该装置结构简单,操控便捷,在无须额外佩戴的情况下,能够显示三维图像,还能显示物体拥有真实的三维体积。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种三维显示装置的立体结构图;

图2为本发明实施例提供的一种三维显示装置的爆炸结构示意图;

图3为本发明实施例提供的一种三维显示装置的爆炸结构正视图;

图4为图1中显示模块的爆炸结构示意图。

附图中:1-控制器;2-连接头;3-接触头;4-封装板;5-第一环架;6-投影仪;7-罩体;8-凸台;9-显示屏;10-第二环架;11-壳体;12-锁定件;13-散热孔;14-第一调节环;15-第一刻度环;16-第二调节环;17-第二刻度环;18-供电件;19-转子;20-驱动装置;21-主轴;22-电池;23-控制板;24-散热件;25-接收端口;26-轴承;27-插销。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。为了使本发明的技术方案更加清楚,本领域熟知的工艺步骤及器件结构在此省略。应理解的是,相同的符号始终代表相同的要素。进而,在附图中的各种要素和区域是概略地图示的。因此,本发明的概念不限于显示在附图中的相对大小或间隔。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1所示,为本发明一个实施例提供的一种三维显示装置的结构图,包括:

一种三维显示装置,所述三维显示装置包括:

显示模块,所述显示模块用于输出画面信息,所述显示模块可沿其轴线进行转动;

驱动单元,所述驱动单元设置在所述显示模块的一端,所述驱动单元与所述显示模块可拆卸式连接,所述驱动单元用于驱动所述显示模块作轴线转动;

控制单元,所述控制单元对称设置在所述显示模块的两端,所述控制单元与所述驱动单元以及所述显示模块均可拆卸式连接,所述控制单元用于将接收的外部画面信息传输至所述显示模块,并控制所述驱动单元和所述显示模块;

所述显示模块在所述驱动单元和所述控制单元的调控下,通过对显示的画面信息进行切换以及转动速度的调节,使所述显示模块进行三维图像的显示输出;

在本发明实施例中,本发明实施例通过将所述显示模块进行安装连接并抽成真空状态,通过将所述驱动单元与所述显示模块可拆卸式连接,再将所述驱动单元与所述控制单元可拆卸式连接,通过所述控制组件接收外部输入的画面信息,并将画面信息通过所述驱动单元传输至所述显示模块,再通过所述控制组件控制所述驱动单元驱动所述显示模块进行转动,并将控制信号传输至所述显示模块以控制所述显示模块显示画面的切换速率,在人眼视觉暂留的作用下,同一时间内,人眼就能看到数百个三维物体的截面被同时显示出来,从而使所述显示模块形成一个完整的具有现实空间体积的三维物体;该装置结构简单,操控便捷,在无须额外佩戴的情况下,能够显示三维图像,还能显示物体拥有真实的三维体积,并且采用模块之间的可拆卸式连接,便于设备零件的更换以及维护。

如图2-3所示,作为本发明的一种优选实施例,所述显示模块包括至少一组显示屏9,所述显示屏9可沿其轴线进行转动,所述显示模块还包括固定机构和投影机构,所述固定机构设置在所述显示屏9的外侧,所述投影机构对称设置在所述显示屏9的两端,所述固定机构和所述投影机构相连接,所述投影机构用于将画面信息输出至所述显示屏9外表面,所述固定机构用于将所述显示屏9和所述投影机构进行固定;

显示屏9,所述显示屏9这里优选采用的是透明oled(organiclight-emittingdiode,有机发光二极管)显示屏,这种显示屏具有高对比度、色域广等特点,并且能够在正反两个方向均可看到显示内容,便于在所述显示屏9在转动时,保持多个画面进行同步切换,提高画面切换速率,从而提高画面显示精度。

如图4所示,作为本发明的另一种优选实施例,所述显示屏9至少设置有一组,当所述显示屏9优选设置为六组时,同一三维物体的截面距离下一次被显示的时间,只需要1/6周,那么在相同的转速下,可大大提高画面的显示效果,也可以通过此方式,在三维物体的截面显示帧率不变的情况下,相对应的降低旋转转速;均可以达到提升的效果,因此增加同心的屏幕数量和投影仪的数量,从而对应的能达到增强的效果。

如图2所示,作为本发明的另一种优选实施例,所述投影机构其特征在于,所述投影机构包括固定环,所述固定环设置在所述显示屏的两端,所述固定环与所述显示屏均相连接,所述固定环的内侧壁均至少设置有一组图像输出装置,若干组图像输出装置均与所述控制单元电性连接,所述图像输出装置与所述显示屏之间设置为固定角度;

通过将所述第一环架5和所述第二环架10对称设置在所述显示屏9的两端,再通过将所述投影仪6与所述显示屏9之间设置成梯形校正画面能完整的在背投作用的透明显示屏上显示来确定的角度,从而使所述投影仪6将画面信息输出投射至所述显示屏9的外侧壁进行显示;

图像输出装置,所述图像输出装置这里优选采用的是投影仪,也可以根据需求选择,所述投影仪6至少设置有一组,所述投影仪6的数量根据所述显示屏9的数量进行改变,所述投影仪6与所述显示屏之间设置为固定角度,且每一组投影仪6均与相对应的显示屏9保持同步转动,从而利用显示屏9自发光特性显示画面再配合投影,所述固定角度即为梯形校正画面能完整得在所述显示屏9上显示的相对角度;

固定环,所述固定环包括第一环架5和第二环架10,所述第一环架5和所述第二环架10的轴线均处于同于水平线上,所述第一环架5和所述第二环架10上设置的投影仪6的数量和位置均对应相同,所述第一环架5和所述第二环架10与至少一组显示屏9均相连接,且保持与所述显示屏9同步转动,进而带动所述投影仪6与所述显示屏9同步转动。

如图2-3所示,作为本发明的另一种优选实施例,所述固定机构包括罩体,所述罩体设置在所述显示屏的外侧,所述罩体的两端均设置有封装件,且所述封装件与所述罩体均相连接,所述封装件远离所述显示屏的一侧均设置有锁定件,所述锁定件与所述控制单元相连接,所述显示屏的两端均设置有凸台,所述凸台贯穿所述封装件与所述驱动单元相连接;

通过将所述封装板4与所述罩体7相连接,再通过所述凸台8与所述轴承26相连接,使所述显示屏9在所述罩体7内固定,再通过所述驱动单元提供动力,使所述凸台8带动所述显示屏9在所述罩体7内作轴线转动;

罩体7,所述罩体7这里优选采用的是圆柱形玻璃罩,也可以根据需求选择,所述罩体7可以采用透明的或者有利于显示效果的夹带遮挡色的过滤色,所述罩体7还可以采用电玻璃,以配合多种功能使用,从而对于不同画面需求,进行诸如抗反光、蓝光滤除、单色等进行匹配使用;

封装件,所述封装件这里优选采用的是封装板,也可以根据需求选择,所述封装板4与所述罩体7之间密封连接,所述封装板4与所述罩体7之间连接成圆柱形密封空间;

凸台8,所述凸台8与所述驱动单元相连接,所述凸台8与所述驱动单元可拆卸式连接,在当所述显示模块需要更换时,仅需要将所述凸台8与所述驱动单元进行拆卸后更换新的一组显示模块即可,所述凸台8内还有pcb(processcontrolblock,进程管理块)电路板,所述电路板用于将外部电能以及控制信号传输至所述显示屏9内;

锁定件,所述锁定件可以采用螺栓、插销等,这里优选采用的是插销,所述插销27设置有若干组,所述壳体11靠近所述显示屏9的一端设置有若干组凹槽,所述凹槽与所述插销27相契合,所述插销27与所述凹槽插接,从而将所述固定机构与所述控制单元可拆卸式连接;

轴承26,所述轴承26设置在所述封装件远离所述显示屏9的轴线位置,所述轴承26与所述凸台8以及所述主轴21处于同一水平线上,所述轴承26这里优选采用的是密封轴承,所述轴承26在保证所述罩体7内处于真空状态的同时,能够使所述驱动单元驱动所述显示屏9进行转动;

优选的,所述凸台8远离所述显示屏9的一端还设置有接触头3,所述驱动单元的输出端设置有连接头2,所述接触头3和所述连接头2可拆卸式连接,且所述连接头2和所述接触头3之间可以采用齿轮连接、异形插接、变速器等,这里优选采用的是异形插接,所述接触头3与所述凸台8相连接,且所述接触头3优选设置为六边形,所述连接头2优选设置为六边形槽,所述接触头3与所述连接头2契合,且所述接触头3与所述连接头2之间不产生相对滑动,从而使所述驱动单元驱动所述连接头2转动,从而使所述接触头3带动所述显示模块进行转动,且所述连接头2和所述接触头3之间电性连接,可进行电能以及信号的传输。

如图1所示,作为本发明的另一种优选实施例,所述罩体7内部为真空状态;

通过两组封装板4与所述罩体7密封连接,再将所述罩体7内抽成真空状态,以减少所述显示屏9和所述投影机构转动时产生的阻力,提高旋转的效率,从而减少电机的耗能,提高旋转成像的效果。

如图2所示,作为本发明的另一种优选实施例,所述驱动单元包括驱动装置20,所述驱动装置20设置在所述显示模块的一端,所述驱动装置20的外侧设置有若干组电池22,所述驱动装置20的输出端设置有转子19,所述转子19内部设置有主轴21,所述转子19与所述主轴21相连接,所述主轴21靠近所述显示模块的一端设置有连接头2,所述连接头2与所述显示模块可拆卸式连接,所述主轴21的一端与所述控制单元相连接,另一端与所述连接头2相连接;

通过所述驱动装置20提供动力,使所述转子19带动所述主轴21进行轴线转动,再通过所述主轴21带动所述连接头2作同步转动,使所述凸台8带动所述显示屏9以及所述投影仪6作同步轴线转动;

主轴21,所述主轴21的一端与所述控制板23以针脚链接和固定,所述主轴21的另一端与所述连接头2相连接,所述主轴21内部集成了pcb电路板,通过所述主轴21所述控制板23输出的电能以及控制信号传输至所述显示模块。

如图2所示,作为本发明的另一种优选实施例,所述控制单元包括壳体11,所述壳体11设置在所述显示模块的一端,所述壳体11远离所述显示模块11的一端设置有接收端口25,所述接收端口25的输出端设置有控制板23,所述控制板23与所述驱动单元相连接,所述壳体11与所述接收端口25之间设置有若干组控制环,所述控制环与所述控制板23电性连接;

通过所述驱动单元提供电能,使所述控制板23将所述接收端口25接收的画面信息传输至所述显示模块,通过转动所述控制环,使所述控制板23对所述驱动装置20的转动速率以及所述投影仪6输出画面的切换频率进行调控,进而使投影仪6在所述显示屏9的侧表面输出形成三维图像;

接收端口25,所述接收端口25设置在所述壳体11远离所述显示屏9的一端,所述接收端口25用于接收外部输入的图像信号,并对所述电池22进行充电;

控制环,所述控制环23包括第一调节环14、第二调节环16、第一刻度环15和第二刻度环17,所述第一调节环14和所述第二调节环16分别用于调节所述驱动单元的转动速率和所述显示模块画面切换速率,所述第一刻度环15和所述第二刻度环17用于标注所述第一调节环14和所述第二调节环16的调节数据,所述控制环还包括各类摇杆、按键和状态显示屏,这些按键和控制环,可以用来控制显示画面的各类矢量参数,比如缩放,平移,转动,删除,截面,剖视,透视,遮挡,重合等等,利用左右两只手的控制,可以利用按键和可以转动的控制环快速进行直接对三维立体画面的编辑交互,所述控制环根据人体工程学进行位置设计,符合人体工程学的双手在两侧观察当中的基本要求,且控制方式和编辑方式交互的方式。

如图2所示,作为本发明的另一种优选实施例,所述壳体11内设置有散热件24,所述散热件24与所述驱动单元相连接,所述壳体11的外侧壁还设置有若干组散热孔13;

通过所述驱动装置20提供动力带动所述主轴21进行转动,进而带动所述散热件24进行转动,从而使所述壳体11内产生的热量从所述散热孔13排出;

散热件24,所述散热件24可以采用负压件、风扇等,这里优选采用的是静音风扇,所述散热件24与所述主轴21相连接,通过所述驱动装置20提供动力带动所述散热件24进行转动,进而使热量从所述散热孔13排出,通过将所述散热件24设计与所述主轴21共轴,不需要单独的设立一个耗电设备,从而大大减少电能消耗,而提升便携性的续航使用。

如图1-4所示,本发明的一个实施例还提供了一种三维显示的方法,采用上述的三维显示装置,所述三维显示的方法还包括以下步骤:通过将所述驱动单元的输出端与所述显示模块相连接,通过所述控制组件接收外部输入的画面信息,并将画面信息通过所述驱动单元传输至所述显示模块,通过所述控制组件控制所述驱动单元进行转动,并调节所述显示模块显示画面的切换速率,使在所述驱动单元驱动下作轴线转动的显示模块进行三维图像的显示输出;

在本发明实施例中,所述三维显示的方法步骤如下:

步骤1:将若干组显示屏9进行连接,并将相对应的投影仪6以固定角度与所述显示屏9进行连接;

步骤2:将所述显示模块、所述控制单元以及所述驱动单元进行可拆卸式连接;

步骤3:通过所述接收端口25接收要显示的图像信息,并通过所述控制板23对图像信息进行解码,从而转换成控制信号传输至所述显示模块以及所述驱动单元;

步骤4:通过所述驱动单元提供动力,带动所述显示屏9以及所述投影仪6作同步轴线转动;

步骤5:通过所述控制单元调控所述投影仪6输出图像的切换速率,使所述投影仪6在所述显示屏9上输出三维立体图像。

在本发明的又一个实施例中,提供一个具体实施案例:

在教学课堂中,为了更生动和直观地对大量教学信息进行传递,教师需要对教学教具以及教学实验过程进行展示,通过所述三维显示的方法,利用其可操控的图像进行交互,通过一体的控制器,直接对显示的图像进行翻滚,大小,角度,平移,截面,和切片的剖视编辑操作,使学生能够对教学过程感受到一定参与感,并且不再局限于一个视角的转变,而是直接对于场景的展示,且学生可以在一个现实空间中,任意挑选一个角度观察整个实验过程,甚至于对教学实验的细节有更深的理解,更加生动和直观的对于大量的信息传递,从而能够对教学质量提升一个台阶。

本发明上述实施例中提供了一种三维显示装置,并基于该三维显示装置提供了一种三维显示的方法、应用,通过将所述显示模块进行安装连接并抽成真空状态,通过将所述驱动单元与所述显示模块可拆卸式连接,再将所述驱动单元与所述控制单元可拆卸式连接,通过所述控制组件接收外部输入的画面信息,并将画面信息通过所述驱动单元传输至所述显示模块,再通过所述控制组件控制所述驱动单元驱动所述显示模块进行转动,并将控制信号传输至所述显示模块以控制所述显示模块显示画面的切换速率,在人眼视觉暂留的作用下,同一时间内,人眼就能看到数百个三维物体的截面被同时显示出来,从而使所述显示模块形成一个完整的具有现实空间体积的三维物体;该装置结构简单,操控便捷,在无须额外佩戴的情况下,能够显示三维图像,还能显示物体拥有真实的三维体积,并且采用模块之间的可拆卸式连接,便于设备零件的更换以及维护。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述的实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

再多了解一些
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