专利名称：三维可视显示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及三维显示设备，具体是指三维可视显示装置。
背景技术：
三维显示系统可以分为两种不同的类型，一种是物体包含在实际的空间中，另一种是物体在虚空间中。前者是手工制造的，即是可触摸的。而后者就如同电影，是不可触摸的。因此，设计人员寻求改进三维显示的方法使之易于实现和调整。
一个三维显示系统利用投影透镜通过一系列二维画面将图像显示在影印材料上。美国1998年的一个专利(专利号是5,801,811)指出为了实现三维效果每个二维画面必须从不同的角度投影。这些画面是从存储着二维影片的计算机得来的。这种三维显示系统不需要偏振眼镜就可观看到三维效果，然而，观察者不能在全部水平360度范围内看到三维的显示效果，只可以在一个平台上显示三维动画或图片。
另一种三维显示系统利用光束传递三维图像的信息。它可使观察者在360度的范围内看到立体图像。美国2001年的一个专利(专利号是6,201,565)光束从不同的角度发射光线从而实现三维效果。所显示的是发射光点数和光束数的结果，这相当于象素数和方向数的结果。即使形成了三维显示，也需要一个偏转系统控制光反射面的偏转。而且，观察者只能在水平的180度，而不是整个360度范围内看到三维图像。
显然，大多数三维显示系统要求将影片图像存储在计算机或其它存储设备中。到目前为止，还没有一个三维显示系统在不用图片或影片的情况下显示三维构图和动画并使人们在360度范围内看到三维结果。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种不用图片或影片的情况下显示三维构图和动画，并使人们在360度范围内看到三维结果的三维可视显示装置。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现本三维可视显示装置，包括分别与计算机连接的两台粒子发生器，两台粒子发生器发射的粒子的碰撞点为两台粒子发生器之间的空间点阵(X，Y，Z)的结点位置，其中X≥16，Y≥16，Z≥16。
所述粒子发生器是粒子束发射器，两台相互垂直的粒子束发射器分别与计算机连接，其分别设有N×N个粒子束射出孔，且全幅扫描的循环时间为N×Nns，其中N≥16。
所述粒子发生器也可以是半导体二极管激光发射器，两台相互垂直且能级不同的半导体二极管激光发射器分别与计算机连接，其分别设有N×N个激光束射出孔，能级不同的两种激光束的碰撞点处于密闭的氦气雾室中，且全幅扫描的循环时间为N×Nns，其中N≥16。
所述粒子发生器还可以是阴极射线管、粒子幕产生器，阴极射线管还连接有控制阴极射线管瞬间步退的电磁场装置，阴极射线管、粒子幕产生器、电磁场装置分别与计算机连接，粒子幕产生器至少设有N个平行的粒子发射槽，阴极射线管发射电子扫描束的时间间隔T≤1/(N×N)秒，其中N≥16。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果可实现在不用图片或影片的情况下显示三维构图和动画，并使人们在360度范围内看到三维结果，显示效果直观、精确，可以方便地通过数据处理系统(如计算机等)进行控制调整，可广范应用于航空，核物理，教育，医疗，消防救援，建筑、机械、时装设计，海洋考察、捕鱼，体育运动训练，娱乐及广告，地理勘测与大气层研究等领域的立体显示。
图1是本实用新型三维可视显示装置的第一种结构及其用于机场飞行器起降显示的示意图；图2是本实用新型三维可视显示装置的第二结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例一如图1所示，本三维可视显示装置包括两台相互垂直的粒子束发射器(1)、(2)，其分别与计算机连接，其分别设有16×16个粒子束射出孔(3)，且全幅扫描的循环时间为16×16ns。
对于实施例一重现飞行器起降的场景，本三维可视显示装置的工作过程是(1)计算机通过三维物体扫描仪器或人工设计，获取三维数据；(2)计算机通过计算，得出所述三维数据在本三维可视显示装置的空间点阵(16，16，16)中相应的结点的三维坐标值；(3)计算机根据所述三维坐标值，输出信号至本三维可视显示装置的两台相互垂直的粒子束发射器(1)、(2)，如图1所示，在时间18ns时，从A2.2和B2.2孔中同时射出一束粒子，这两束粒子在空间a点发生碰撞并发出光子，从而在a点形成一个光点，由于人眼的视觉残留效应，在16×16ns内这一光点将在人眼中持续；在时间20ns时，从A4.2和B2.2孔中同时射出一束粒子，这两束粒子在空间b点发生碰撞并发出光子，从而在b点形成一个光点；在时间35ns时，在o点形成一个光点。在时间50ns时，在d点形成一个光点；在时间57ns时，在c点形成一个光点。因此在16×16ns内这5个光点将在人眼中持续，它们组成了一个闪光的十字架(4)。同理，在第二个16×16ns时间内，可以在其他空间形成下一个闪光的十字架(4)，如此类推，在第16×16个16×16ns时间内，可看到最后一个光十字架(4)。从而，在本三维可视显示装置上可以看到飞行器起降场景的重现。
实施例二如图1所示，本三维可视显示装置包括两台半导体二极管激光发射器(1)、(2)，两台相互垂直且能级不同的半导体二极管激光发射器(1)、(2)分别与计算机连接，其分别设有N×N个激光束射出孔(3)，能级不同的两种激光束的碰撞点处于密闭的氦气雾室中，且全幅扫描的循环时间为N×Nns，其中N≥16。
对于重现飞行器起降的场景，本三维可视显示装置的工作过程与实施例一相同。
实施例三如图2所示，本三维可视显示装置包括阴极射线管(1)、粒子幕产生器(2)，阴极射线管(1)还连接有控制阴极射线管瞬间步退的电磁场装置，阴极射线管(1)、粒子幕产生器(2)、电磁场装置分别与计算机连接，粒子幕产生器(2)至少设有16个平行的粒子发射槽(3)，阴极射线管(1)发射电子扫描束的时间间隔T≤1/(16×16)秒。
(1)计算机通过三维物体扫描仪器或人工设计，获取三维数据；(2)计算机通过计算，得出所述三维数据在本三维可视显示装置的空间点阵(N，N，N)中相应的结点的三维坐标值；(3)计算机根据所述三维坐标值，输出信号至所述三维可视显示装置的阴极射线管(1)、粒子幕产生器(2)、电磁场装置，如图2所示，阴极射线管(1)在T1时间内向粒子幕屏P1发射电子扫描束，与此同时粒子幕产生器打开左边第一道发射槽(3)p1，粒子流从上到下成面射出，在T1时间内形成第一块粒子幕屏(4)(此时其他发射槽关闭)。电子束打在这块屏上形成亮点，当扫描完成时这块屏上将会出现一个平面的图案。接着，阴极射线管(1)在T2时间内向粒子幕屏(2)P2发射电子扫描束，重复p1的过程，生成第二个平面的图案。依此类推，最后生成p16的图案。这16个平面图案叠加在一起就会形成立体的映画。
按照平面电影原理，要使人眼产生清楚图像，要求每秒生成16幅画面，由于这里有16块屏，因此形成立体电影要求每秒出现16×16＝256幅画面，这样每二块屏生成的时间间隔为1/256秒。每隔T＝1/256秒，阴极射线管(1)要扫描完一幅平面图。由于阴极射线管(1)需要每隔T时间要重新对焦另一块屏，所以数据处理系统通过电磁场装置使阴极射线管(1)在完成上一块屏的扫描后产生一个瞬间向后的步进，在16个步退完成后，共花费1/16秒的时间。
上述各实施例中，三维物体扫描仪器包括激光三维物体扫描器、雷达、医疗设备X-CT、RMI、B超声波仪、工程测量仪器，人工设计是指使用图形处理软件包括AutoCAD、3DS MAX、MAYA进行立体图像制作。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
权利要求1.三维可视显示装置，其特征在于包括分别与计算机连接的两台粒子发生器，两台粒子发生器发射的粒子的碰撞点为两台粒子发生器之间的空间点阵(X，Y，Z)的结点位置，其中X≥16，Y≥16，Z≥16。
2.按权利要求1所述三维可视显示装置，其特征在于所述粒子发生器是粒子束发射器，两台粒子束发射器相互垂直，其分别与计算机连接，其分别设有N×N个粒子束射出孔，且全幅扫描的循环时间为N×Nns，其中N≥16。
3.按权利要求1所述三维可视显示装置，其特征在于所述粒子发生器是半导体二极管激光发射器，两台相互垂直且能级不同的半导体二极管激光发射器分别与计算机连接，其分别设有N×N个激光束射出孔，能级不同的两种激光束的碰撞点处于密闭的氦气雾室中，且全幅扫描的循环时间为N×Nns，其中N≥16。
4.按权利要求1所述三维可视显示装置，其特征在于所述粒子发生器是阴极射线管、粒子幕产生器，阴极射线管还连接有控制阴极射线管瞬间步退的电磁场装置，阴极射线管、粒子幕产生器、电磁场装置分别与计算机连接，粒子幕产生器至少设有N个平行的粒子发射槽，阴极射线管发射电子扫描束的时间间隔T≤1/(N×N)秒，其中N≥16。
专利摘要本实用新型提供一种三维可视显示装置，其包括分别与计算机连接的两台粒子发生器，两台粒子发生器发射的粒子的碰撞点为两台粒子发生器之间的空间点阵(X，Y，Z)的结点位置，其中X≥16，Y≥16，Z≥16。本实用新型可实现在不用图片或影片的情况下显示三维构图和动画，并使人们在360度范围内看到三维结果，显示效果好、精确，可以方便地通过数据处理系统(如计算机等)进行控制调整，应用范围广。
文档编号G09F19/12GK2929889SQ20062012176
公开日2007年8月1日 申请日期2006年7月5日 优先权日2006年7月5日
发明者李红深, 李溢雯 申请人:李溢雯