专利名称：一种真三维立体成像显示屏的制作方法
技术领域：
本发明属于立体显示技术领域，涉及真三维立体成像所用的显示屏。
背景技术：
利用旋转螺旋面作为显示屏产生真三维图像在国外已经得到过实施，德州仪器 公司的研究人员对激光扫描旋转曲面产生真三维图像的技术进行了广泛的研究，在螺旋 屏加激光扫描技术的组合三维显示上进行了尝试；德国D.Bahr等则利用三色激光器扫描 一个快速旋转的单螺旋曲面显示屏，形成了彩色的真三维图像。这类真三维显示方法的 优点是使用了单导程或带有支撑结构的双面螺旋状结构的曲面作为显示面，可见光点所 在的三维空间得到充分利用。但也有不少问题最突出的是单面螺旋屏的屏幕重心与旋 转重心不重合，高速旋转时图像的稳定性不够；另外一些双面螺旋状结构的曲面为了保 证整个螺旋屏的强度，会加入一些支撑结构，这些结构有可能会对阻挡一部分的观察视
发明内容
为了解决现有技术双面屏支撑结构阻挡视角的问题，本发明的目的是设计一个 不阻挡视角的真三维立体成像显示屏。为了达成所述目的，本发明提出一种真三维立体图像的显示屏，由第一屏幕、 第二屏幕、工字形梁以及连接轴套组成；所述第一屏幕和第二屏幕分别具有一个单导程 螺旋面，每个单导程螺旋面具有第一内螺线、第二内螺线、第一外螺线和第二外螺线； 第一屏幕具有第一上端线和第一下端线；第二屏幕具有第二上端线和第二下端线；所述 工字形梁由上边缘部、下边缘部和一个中轴组成，所述中轴含有中轴顶面和中轴底面， 所述上边缘部设有第一上边缘和第二上边缘，所述下边缘部设有第一下边缘和第二下边 缘，所述工字形梁位于上边缘部、下边缘部分别与中轴)对称分布；上边缘部、下边缘 部分别与中轴的中心线垂直，且上边缘部与中轴顶面固接；所述连接轴套嵌入中轴底部 转动连接；在中轴两个度的圆周上，分别沿中轴轴长各固设有一单导程螺旋面，且中轴 的圆周分别与第一内螺线和第二内螺线固接组合成双螺旋曲面型屏幕；第一屏幕和第二 屏幕之间相对中轴中心对称；第一上端线与第一上边缘固定连接，第一下端线与第二下 边缘固定连接；第二上端线与第二上边缘固定连接，第二下端线与第一下边缘固定连 接。本发明的有益效果本发明提出了设计结构对称、质量对称、降低了对转速要 求的真三维立体成像显示屏，不必过多考虑动平衡问题，易于克服单面螺旋显示屏动态 旋转失衡的缺点；同时去除了阻碍视线的中间支撑结构，使得观察视角进一步扩大。它 是立体显示屏的一种突破性发展，既充分利用了显示空间，又属于稳定结构，同时基本 不遮挡视角。具有该特征的真三维立体成像显示屏创新性的把两个单导程螺旋面组合成 一个双螺旋曲面型屏幕；较之单螺旋屏，对称设计提高了双螺旋曲面型屏幕自身在快速旋转条件下的稳定性。在实现相同真三维显示效果的情况下，相比较使用单一单导程螺 旋面的系统，降低了真三维立体成像显示屏一半的转速；同时双螺旋曲面型屏幕本身的 中心对称性，保持了整个屏幕高速旋转下的动态平衡，使得整个双螺旋曲面型屏幕稳定 的显示真三维图像，另外所采用的支撑结构扩大了观察视角。由于本发明稳定性好，产 生的图像清晰，观察视角提高，在高速旋转时优势更加显著，可以获得一个高保真的图 像质量。
图la、图lb是本发明真三维立体成像显示屏立体结构图；图lc是本发明真三维立体成像显示屏采用两个基于单导程螺旋形式构成屏幕的 立体结构图；图Id是本发明真三维立体成像显示屏的工字形梁结构图；图le是图la、图lb的正视图；图If是图la、图lb的俯视图；图lg是本发明真三维立体成像显示屏的显示区域图，同时也为图la、图lb的俯 视简图；图lh是图la、图lb的侧视图；图li是图la、图lb中第一外螺线11包覆圈的侧视图；图lj是图la、图lb中第二外螺线21包覆圈的侧视图；图2是本发明真三维立体成像显示屏的连接轴套的结构图。主要部件说明第一屏幕1第一外螺线11第一内螺线14第二屏幕2第二外螺线21第二内螺线24工字形梁3第一上边缘31第二下边缘34中轴顶面352连接轴套4轴套顶面41 轴套底面42连接孔5 键槽6 包覆圈7中央成像区域8
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明技术方案中所涉及的各个细节问题。应指出的 是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
第一上端线12第一下端线13
第二上端线22第二下端线23
第二上边缘32第一下边缘33 中轴35 中轴顶面351
一、真三维立体成像显示屏主体真三维立体成像显示屏的架构如图Ia以及图Ib所示。真三维立体成像显示屏 选择半透明高强度光敏树脂材料，以快速成型(RP)直接加工制造，在保证整个真三维立 体成像显示屏强度的基础上，使其在快速旋转情况下保持稳定，降低磨损。真三维立体 成像显示屏由第一屏幕1、第二屏幕2、工字形梁3以及连接轴套4组成；所述第一屏幕 1和第二屏幕2分别具有一个单导程螺旋面，每个单导程螺旋面具有第一内螺线14、第二 内螺线24、第一外螺线11和第二外螺线21 ；第一屏幕1具有第一上端线12和第一下端 线13;第二屏幕2具有第二上端线22和第二下端线23;所述工字形梁3由上边缘部、下 边缘部和一个中轴35组成，所述中轴35含有中轴顶面351和中轴底面352，所述上边缘 部设有第一上边缘31和第二上边缘32，所述下边缘部设有第一下边缘33和第二下边缘 34，所述工字形梁3位于上边缘部、下边缘部分别与中轴35对称分布；上边缘部、下边 缘部分别与中轴35的中心线垂直，且上边缘部与中轴顶面351固接；所述连接轴套4嵌 入中轴底部352转动连接；在中轴35两个180度的圆周上，分别沿中轴35轴长各固设有 一单导程螺旋面，且中轴35的圆周分别与第一内螺线14和第二内螺线24固接组合成双 螺旋曲面型屏幕；第一屏幕1和第二屏幕2之间相对中轴35中心对称；第一上端线12与 第一上边缘31固定连接，第一下端线13与第二下边缘34固定连接；第二上端线22与第 二上边缘32固定连接，第二下端线23与第一下边缘33固定连接。参考图Ic与图la、图Ib所示的真三维立体成像显示屏立体结构图区别在于，参 考图Ic中抽去了工字形梁3。本发明中，这两个单导程螺旋面与工字形梁3以如下方式 连接第一外螺线11上的两个端点W、χ分别与工字形梁3上的端点a、d重合；第二外 螺线21上的两个端点u、ζ分别与工字形梁3上的另外两个端点b、c重合。再如参考图Ia和图Ib中所示，本发明中第一上端线12和工字形梁3的第一上 边缘31长度相同，第一下端线13和工字形梁3的第二下边缘34长度相同；第二上端线 22和工字形梁3的第一上边缘31长度相同，第二下端线23和工字形梁3的第一下边缘 33长度相同。真三维立体成像显示屏的单导程螺旋面的螺线可以用下面的数学方程来描述
权利要求
1.一种真三维立体成像显示屏，其特征在于由第一屏幕(1)、第二屏幕(2)、工字 形梁(3)以及连接轴套(4)组成；所述第一屏幕(1)和第二屏幕(2)分别具有一个单导程 螺旋面，每个单导程螺旋面具有第一内螺线(14)、第二内螺线(24)、第一外螺线(11)和 第二外螺线(21)；第一屏幕(1)具有第一上端线(12)和第一下端线(13)；第二屏幕(2) 具有第二上端线(22)和第二下端线(23)；所述工字形梁(3)由上边缘部、下边缘部和一 个中轴(35)组成，所述中轴(35)含有中轴顶面(351)和中轴底面(352)，所述上边缘部 设有第一上边缘(31)和第二上边缘(32)，所述下边缘部设有第一下边缘(33)和第二下边 缘(34)，所述工字形梁(3)位于上边缘部、下边缘部分别与中轴(35)对称分布；上边缘 部、下边缘部分别与中轴(35)的中心线垂直，且上边缘部与中轴顶面(351)固接；所述 连接轴套(4)嵌入中轴底部(352)转动连接；在中轴(35)两个180度的圆周上，分别沿 中轴(35)轴长各固设有一单导程螺旋面，且中轴(35)的圆周分别与第一内螺线(14)和 第二内螺线(24)固接组合成双螺旋曲面型屏幕；第一屏幕(1)和第二屏幕(2)之间相对 中轴(35)中心对称；第一上端线(12)与第一上边缘(31)固定连接，第一下端线(13)与 第二下边缘(34)固定连接；第二上端线(22)与第二上边缘(32)固定连接，第二下端线 (23)与第一下边缘(33)固定连接。
2.根据权利要求1所述的真三维立体成像显示屏，其特征是，所述中轴(35)的直径 的选择范围为25mm-30mm。
3.根据权利要求1所述的真三维立体成像显示屏，其特征是，所述第一上边缘 (31)、第二上边缘(32)、第一下边缘(33)和第二下边缘(34)为圆管形，其直径的选择范 围为 lmm-5mm0
4.根据权利要求1所述的真三维立体成像显示屏，其特征是，所述连接轴套(4)具有 顶部端面(41)和底部端面(42)；顶部端面(41)位于连接轴套(4)的上端部，该底部端 面(42)位于连接轴套(4)的下端部；连接轴套(4)通过底部端面(42)上的连接孔(5)和 键槽(6)与驱动装置连接。
5.根据权利要求1所述的真三维立体成像显示屏，其特征是，所述第一外螺线(11) 和第二外螺线(21)的外边缘嵌入包覆圈(7)内。
6.根据权利要求1所述的真三维立体成像显示屏，其特征是，所述第一屏幕(1)、第 二屏幕(2)、工字形梁(3)合成一体结构的重心与传动旋力的连接轴套(4)重合，使整个 屏幕对称的围绕其重心稳定的旋转。
7.根据权利要求1所述的真三维立体成像显示屏，其特征是，所述连接轴套(4)如下 所述
全文摘要
本发明是一种真三维立体成像显示屏，由第一屏幕、第二屏幕、工字形梁及连接轴套组成；第一、二屏幕分别具有上、下端线、一个单导程螺旋面，单导程螺旋面具有内、外螺线；工字形梁由上、下边缘部、中轴组成；中轴含中轴顶面、中轴底面，上、下边缘部分别设有第一、二上边缘；工字形梁的上、下边缘部对称于中轴，并与中轴的中心线垂直，且上边缘部与中轴顶面固接；连接轴套与中轴底部转动连接；中轴两个半圆周上分别沿中轴轴长固设单导程螺旋面，且中轴的圆周分别与第一、二内螺线固接组成双螺旋曲面屏幕；第一、二屏幕之间相对中轴中心对称；第一上、下端线分别与第一上边缘、第二下边缘固接；第二上、下端线分别与第二上边缘、第一下边缘固接。
文档编号H04N13/00GK102014290SQ20101028356
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月15日 优先权日2010年9月15日
发明者张赵行, 耿征 申请人:中国科学院自动化研究所