一种立体显示装置的制作方法

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种使发光元件旋转而产生的视觉暂留效果的立体显示装置。

背景技术：

近几年，随着视频显示技术的飞跃发展，显示立体视频的技术的开发正在被推进，并广泛用于娱乐、医疗、电子目录、广告等中。

现有技术中，通常采用光束投射至一倾斜可高速旋转的反射镜，反射镜将反射光线投射至相对于旋转轴心平行的柱面透射屏上，透射屏可控制透射出的光线的发散角度，以使得观察者的左右眼看到不同视角的影像，形成全景立体影像。但是，这种设计的可观赏角度受限于散射屏的偏振角度，当观察者的头部倾斜时，将无法有效区分左右眼的影像，从而无法观察到立体影像。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种立体显示装置，其能够克服上述问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种立体显示装置，其包括：

第一驱动单元，用以基于第一转轴旋转；

第一基座，该第一基座设置于该第一驱动单元上，该第一基座用以在该第一驱动单元的驱动下旋转；

第一散射单元，包括第一数量个散射体，该第一散射单元用以散射投射到该散射体的光线；该第一散射单元包括位置相对的第一端和第二端，该第一端设置于该第一基座上；

第一投影单元，设置于该第一散射单元的该第二端侧，该第一投影单元用以朝向该第一散射单元投射第一光束；以及

处理单元，电连接于该第一驱动单元及该第一投影单元，该处理单元用以控制该第一驱动单元旋转，且控制该第一投影单元投射该第一光束至该散射体，以在该第一散射单元旋转形成的第一空间中形成显示影像。

较佳的，该立体显示装置还包括第二投影单元，该第二投影单元位于该第一散射单元的该第一端侧，该第二投影单元用以朝向该第一散射单元投射第二光束。

较佳的，该第二投影单元位于该第一基座的下方，该第二投影单元投射的该第二光束穿透该第一基座后投射向该第一散射单元。

较佳的，第一散射单元包括第一数量个散射体，具体为：

该第一散射单元包括复数个条状体，每个条状体中包含第二数量个散射体。

较佳的，每个条状体位于与该第一转轴平行的平面中。

较佳的，每个条状体平行于该第一转轴，该第一投影单元投射的该第一光束的中心线方向与该第一转轴形成锐角；或者，

每个条状体与该第一转轴分别形成第一锐角；该第一投影单元投射的该第一光束的中心线方向与该第一转轴平行，或者，该第一投影单元投射的该第一光束的中心线方向与该第一转轴形成第二锐角，该第二锐角与每个该第一锐角均不相等。

较佳的，该第一基座还包括第一轴体，该第一轴体与该第一转轴重合；每个该条状体垂直于该第一转轴，且固定于该第一轴体上。

较佳的，该第一散射单元包括透明的柱状体，其中该柱状体包括该第一数量个散射体。

为达到上述目的，本发明还提供了一种立体显示装置，其包括：

第一驱动单元，用以基于第一转轴旋转；

第一基座，该第一基座设置于该第一驱动单元上，该第一基座用以在该第一驱动单元的驱动下旋转；

第一散射单元，包括第一数量个散射体，该第一散射单元用以散射投射到该散射体的光线；该第一散射单元的第一端设置于该第一基座上，该第一散射单元的第二端远离该第一端；该第一散射单元用以旋转形成第一空间；

第二驱动单元，用以基于第二转轴旋转；

第二基座，该第二基座设置于该第二驱动单元上，该第二基座用以在该第二驱动单元的驱动下旋转；

第二散射单元，包括第一数量个散射体，该第二散射单元用以散射投射到该散射体的光线；该第二散射单元的第三端设置于该第二基座上；该第二散射单元用以旋转形成第二空间，其中，该第一空间和该第二空间具有重叠部分；

第一投影单元，设置于该第一散射单元的该第二端侧，用以向该重叠部分的空间投射第一光束；以及

处理单元，电连接于该第一驱动单元、该第二驱动单元以及该第一投影单元，该处理单元用以控制该第一驱动单元与该第二驱动单元同步旋转，以使该第一散射单元与该第二散射单元在转动过程中不发生机械干涉；且该处理单元用以控制该第一投影单元投射该第一光束至该重叠部分的空间，以形成显示影像。

较佳的，该第一投影单元还用以向该第一空间和/或该第二空间中该重叠部分以外的空间投射该第一光束。

与现有技术相比，本发明提供的立体显示装置以透明空间中的散射体旋转并散射投射来的光线，以在旋转形成的空间中形成立体显示影像，使得观察者可以于该空间外的任意角度均可观察到更真实的立体显示影像。

附图说明

图1为本发明一实施例的立体显示装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例的立体显示装置的结构示意图；

图3为本发明另一实施例的立体显示装置的结构示意图；

图4a为本发明另一实施例的立体显示装置的结构示意图；

图4b为图4a的局部俯视图；

图5a为本发明另一实施例的立体显示装置的结构示意图；

图5b为图5a的局部俯视图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包括」为开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。

参见图1所示，揭示了本发明立体显示装置的一实施例的结构示意图，包括：第一驱动单元100、第一基座110、第一散射单元120、第一投影单元130以及处理单元140。

第一驱动单元100用以基于第一转轴s旋转。

第一基座110设置于第一驱动单元100上，第一基座110用以在第一驱动单元100的驱动下旋转。

第一散射单元120包括第一数量个散射体120s，可以将投射到散射体120s上的光线散射出去。第一散射单元120的第一端120a设置于第一基座110上，其包括位置相对的第一端120a和第二端120b，即第二端120b远离第一端120a，或者说，第一散射单元120沿其长度方向具有两端120a和120b。

在一个实施例中，散射体120s为散射物质，除散射体120s外，第一散射单元120的其他部分为透明材质，包括但不限于二氧化硅、压克力、塑胶等等。散射物质120s可以呈现为半透明状，例如，散射物质120s为荧光粉、空气泡，等等。散射物质也可以为透明状，例如其可以为液晶，在电极的控制下实现液晶粒子的旋转，从而呈现可散射光线的状态或可透射光线的状态；此时电极可以采用透明的导电体，例如导电玻璃ito(indiumtinoxide)；本发明不以此为限。

散射体120s可以分布在第一散射单元120中的不同高度和不同半径(半径为相对于第一转轴s而言)处。被投射光线照射到的散射体120s散射光线，从而可被观察到；未被投射光线照射到的散射体120s不可被观察到，或者容易被人眼忽略。

在一个实施例中，第一散射单元120包括复数个条状体，每个条状体中包含第二数量的散射体120s，所有条状体中的散射体120s即为第一散射单元120中包含的第一数量的散射体120s。每个条状体可以位于与第一转轴s平行的平面中。具体实施时，每个条状体可以平行于第一转轴s；或者，每个条状体与第一转轴形成第一锐角，不同的条状体形成的第一锐角可以不同，也可以相同；例如，复数个条状体于第一端120a形成的端点排列为第一线，复数个条状体于第二端120b形成的端点排列为第二线，第一线和第二线在垂直于第一转轴s的平面中的投影围绕该第一转轴s对称，此时不同的条状体形成的第一锐角不相同；又如，第一线和第二线在垂直于第一转轴s的平面中的投影相对于一穿过第一转轴s的直径相对称，此时不同的条状体形成的第一锐角相同。每个条状体也可以位于第一转轴s的径向平面中。本发明不以此为限。

在一个实施例中，第一散射单元120的第二端120b可以为自由端，或者说，第二端120b不与其他机构相接触。在另一个实施例中，第一散射单元120的第二端120b也可以以类似于第一基座110的基座结构相固定，类似于第一基座110的基座可以相对于第一基座110同轴同向旋转。例如，第一基座110和该类似于第一基座110的基座可以为圆盘状结构，也可以为包含固定第一散射单元120的第一端120a或第二端120b的其他结构，例如椭圆形、扇形、曲线型悬臂，等等，第一基座110和该类似于第一基座110的基座可以为上述结构中的任意一个，其可以相同，也可以不同；本发明不以此为限。

第一投影单元130设置于第一散射单元120的第二端120b侧，并朝向第一散射单元投射第一光束l1。例如，如图1至图3所示，在第一基座110位于第一散射单元120的下方时，第一投影单元130位于第一散射单元120的上方，并向下方的第一散射单元120投射第一光束l1。三者的相对位置不限于此，例如，第一基座110还可以位于第一散射单元120的上方，此时第一投影单元130位于第一散射单元120的下方；本发明不以此为限。

第一投影单元130可以为指向性光源，其产生平行光束或发散角度较小的光束。例如，在散射体120s包括液晶形成时，液晶的散射和透射状态除了与其旋转角度有关外，与投射来的光束角度亦有关；如果投射第一光束l1的发散角度过大，容易产生误透射或误散射，最终呈现的影像会产生错误，与需要投射的效果不相符。

第一投影单元130可以为单一的光源。例如，第一投影单元130投射出的第一光束l1本身具有图案，单一光源投射出的图案投射至第一散射单元120中分布的散射体120s，将该图案展现为立体影像；第一投影单元130也可投射出预定亮度和/或色彩的第一光束l1，使得展现出散射体120s本身呈现的立体影像；第一投影单元130投射出的图案与散射体120s自身的图案叠加呈现出混合型的立体影像；等等。第一投影单元130也可以为多个光源，多个光源可以投射相同或不同参数的第一光束l1，所述参数包括但不限于投射方向、发散角度、颜色、亮度、静态或动态图案，等等。多个光源可以是叠加投射，也可以是交替投射，进而展现特定的影像效果。本发明不以此为限。

在一实施例中，第一散射单元120中的每个条状体平行于第一转轴s，如图1和图3所示，此时，第一投影单元130投射第一光束l1的方向相对于第一转轴s倾斜，或者说，与第一转轴s形成锐角，从而可以将第一光束l1投射到第一散射单元120的条状体中的每个散射体120s。第一投影单元130投射第一光束l1的方向可以是平行光投射方向，也可以是具有发散角度的第一光束l1的中心线方向。

在另一实施例中，第一散射单元120中的每个条状体与第一转轴s形成第一锐角，如图2所示，此时，第一投影单元130投射第一光束l1的方向可与第一转轴s平行，即可将第一光束l1投射到第一散射单元120的条状体中的每个散射体120s；此时，第一投影单元130投射第一光束l1的方向也可与第一转轴s形成第二锐角，第二锐角与每个第一锐角均不相等，也可将第一光束l1投射到第一散射单元120的条状体中的每个散射体120s。第一投影单元130投射第一光束l1的方向可以是平行光投射方向，也可以是具有发散角度的第一光束l1的中心线方向。

处理单元140电连接于第一驱动单元100及第一投影单元130。处理单元140控制第一驱动单元100旋转，并控制第一投影单元130投射第一光束l1，以在第一散射单元120旋转形成的第一空间中形成显示影像。

参见图3所示，揭示了本发明立体显示装置的一实施例的结构示意图。立体显示装置还包括第二投影单元150，第二投影单元150位于第一散射单元120的第一端120a侧，并朝向第一散射单元120投射第二光束l2。在一实施例中，第二投影单元150位于第一基座110的下方，其投射的第二光束l2穿透第一基座110后投射向第一散射单元120。第一投影单元130和第二投影单元150的投射方向与第一散射单元120的排列相关，参照前文所述的第一投影单元130的投射方向与第一散射单元120的关系，在此不再赘述。

第二投影单元150可以与第一投影单元130配合叠加投射，以改善第一散射单元120远离第一投影单元130部分的亮度低于靠近第一投影单元130部分的亮度。第二投影单元150还可以与第一投影单元130交替投射，以展现更为丰富的影像效果；此时，第一投影单元130和第二投影单元150的亮度、色彩、照射散射体120s的位置可以根据投射效果需要进行设置。例如，第一投影单元130以第一色彩投射第一物体的立体变化影像，第二投影单元150以第二色彩投射第二物体的立体变化影像，第一物体和第二物体在投影空间中甚至可以发生影像的交互和变幻融合。第一投影单元130和第二投影单元150也可以投射到该空间中的不同区域，从而以提供一体化的影像照明，例如，外圈侧采用较低亮度照明，形成若隐若现的效果，内圈侧采用较高亮度照明，强调内侧的立体影像。本发明不以此为限。

参见图4a和图4b所示，揭示了本发明立体显示装置的一实施例的结构示意图。第一基座110还包括第一轴体110s，第一轴体110s与第一转轴s重合。第一散射单元120呈现复数个条状体。条状体垂直于第一转轴s，且条状体的一端固定于第一轴体110s，或者说，条状体呈固定于第一转轴s的辐射状分布。在一个较佳的实施例中，第一散射单元120中的条状体可以关于第一转轴s旋转对称分布，以获得较佳的机构稳定性，如图4b所示。此时，第一投影单元130投射第一光束l1的方向与第一转轴s平行，即可将第二光束l1投射到第一散射单元120的条状体中的每个散射体120s；此时，第一投影单元130投射第一光束l1的方向也可与第一转轴s形成锐角，以加强某一观察角度区域中可观看到影像的亮度体现。

在一个较佳的实施例中，第一基座110仅包括第一轴体110s。此时，较佳的，可以采用与第一驱动单元100的定支部分相固定的平面物将第一散射单元120部分与第一驱动单元100进行视觉分离；还可以设计第一驱动单元100的定支部分与第一轴体110s的外观一致，例如为径向尺寸一致的圆柱，外观连续的形状、图案，等等；本发明不以此为限。

在一个实施例中，第一散射单元120还可以包括透明的柱状体，在柱状体中包括第一数量个散射体120s。散射体120s的成分、结构类似于前述实施例中的散射体120s，在此不再赘述。

本发明提供的立体显示装置还可以采用两组或两组以上组合进行影像显示。参见图5a和5b所示，揭示了本发明立体显示装置的一实施例的结构示意图。图5a和图5b中的立体显示装置包含两组旋转物，具体地，包括第一驱动单元100、第一基座110、第一散射单元120、第二驱动单元100’、第二基座110’、第二散射单元120’、第一投影单元130以及处理单元140。

第一驱动单元100用以基于第一转轴s旋转。第一基座110设置于第一驱动单元100上，第一基座110用以在第一驱动单元100的驱动下旋转。第一散射单元120，包括第一数量个散射体120s，可以将投射到散射体120s上的光线散射出去。第一散射单元120的第一端120a设置于第一基座110上，第一散射单元120用以旋转形成第一空间。

第二驱动单元100’用以基于第二转轴s’旋转。第二基座110’设置于第二驱动单元100’上，第二基座110’用以在第二驱动单元100’的驱动下旋转。第二散射单元120’包括第一数量个散射体120s，可以将投射到散射体120s上的光线散射出去。第二散射单元120’的第一端120a’设置于第二基座110’上，第二散射单元120’用以旋转形成第二空间。第一空间与第二空间具有重叠部分a。

第一投影单元130设置于第一散射单元120的第二端120b侧，用以向重叠部分a投射第一光束l1。

处理单元140电连接于第一驱动单元100、第二驱动单元100’以及第一投影单元130，处理单元140用以控制第一驱动单元100与第二驱动单元100’同步旋转，以使第一散射单元120和第二散射单元120’在转动过程中不发生机械干涉；处理单元140用以控制第一投影单元投射第一光束l1至重叠部分a，以形成显示影像。当第一基座110和第二基座110’包括如图5a和图5b所示的第一轴体110s和第二轴体110s’时，将重叠部分a作为显示影像的区域可以进一步避免轴体的遮蔽造成对显示影像的不良影响。实际操作中，第一驱动单元100和第二驱动单元100’可以为马达，也可以为马达带动的旋转结构，本发明不以此为限。

在一个实施例中，第一投影单元130还用以向第一空间和/或第二空间中重叠部分a以外的空间投射第一光束l1。

如图5a和5b所示，第一散射单元120采用复数个条状体时，尤其是横向一端固定时，条状体长度因自身重力的影响，具有一定的限制。采用组合式立体显示装置，则可以采用多个具有较短的条状体旋转形成的空间相组合，以形成更大的显示影像的空间，满足更大范围的显示需求。

如图5b所示，可以调整第一转轴s和第二转轴s’的相对角度，以使得二者的第一散射单元120的条状体以交错经过重叠部分a的方式同向旋转或异向旋转，避免发生碰撞。较佳的，第一转轴s和第二转轴s’相互平行。第一转轴s和第二转轴s’也可以形成一定的角度，从而组合成特定形状的影像显示区域。

第一基座110和第一散射单元120的组合方式还可以类似于前述图1至图3中的第一基座110和第一散射单元120，第二基座110’和第二散射单元120’的组合方式还可以类似于前述图1至图3中的第一基座110和第一散射单元120，在此不再赘述。如图1至图3所示，在第一散射单元120仅覆盖第一空间的局部角度空间，且第二散射单元120’仅覆盖第二空间的局部角度空间时，第一散射单元120和第二散射单元120’可以以交错的方式经过重叠部分a，第一转轴s和第二转轴s’同步旋转。较佳的，第一转轴s和第二转轴s’相互平行。第一转轴s和第二转轴s’同向旋转或异向旋转。较佳的，为了增大重叠部分a占第一空间及第二空间的比例，以同向旋转为佳。第一转轴s和第二转轴s’也可以形成一定的角度，从而组合成特定形状的影像显示区域。

综上所述，本发明以第一投影单元向被驱动旋转的第一散射单元投射光束，光束被第一散射单元中对应的散射体散射，从而在第一散射单元旋转形成的空间外侧可因人眼暂留效应观察到空间中形成的影像，其不会受到观看角度的影响，在影像为立体影像时，以任何角度和方向观察，都可以看到更生动的立体影像。另外，本发明中还可以通过将两个或以上的散射单元组合形成更大的显示空间，有利于以较小尺寸的散射单元组分实现较大的显示空间，避免了散射单元尺寸过大存在的弯曲、难驱动等问题。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。