專利名稱：基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種三維圖像顯示系統(tǒng)，特別是一種動(dòng)態(tài)多屏體積顯示系統(tǒng)，用于立體圖像的顯示。
背景技術(shù)：
客觀世界是存在三維尺寸的立體空間，為了可以真實(shí)地再現(xiàn)客觀世界，人們從未間斷對(duì)于立體顯示技術(shù)的研究，人類對(duì)理性的追求推動(dòng)了顯示設(shè)備的誕生。人們通過(guò)顯示設(shè)備顯示畫(huà)面感知的圖像包括平面顯示和立體顯示圖像，所謂平面顯示是指能顯示圖像的二維效果，所謂立體顯示是指能顯示圖像深度效果，也稱為三維效果，就像我們看真實(shí)世界一樣，是立體的。立體顯示技術(shù)按是否添加立體眼鏡的角度來(lái)說(shuō)可分為裸眼立體顯示技術(shù)和非裸眼立體顯示技術(shù)。真三維顯示技術(shù)(True 3D Volumetric Display ^Technique)是目前最新的三維立體顯示技術(shù)之一，基于這種顯示技術(shù)，可以直接觀察到具有物理景深的三維圖像，它無(wú)需配戴任何立體眼鏡就能呈現(xiàn)視差圖像從而獲得深度信息。根據(jù)成像空間構(gòu)成方式的不同， 可以把真三維立體顯示技術(shù)分為靜態(tài)成像技術(shù)和動(dòng)態(tài)體掃描技術(shù)兩種，靜態(tài)體成像技術(shù)的成像空間是一個(gè)靜止不動(dòng)的立體空間，而動(dòng)態(tài)體掃描技術(shù)的成像空間是一個(gè)依靠顯示設(shè)備的周期性運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的。靜態(tài)成像技術(shù)是在一個(gè)由特殊材料制造的透明立體空間里，一個(gè)激勵(lì)源把兩束激光照到成像空間上，經(jīng)過(guò)折射，兩束光相交到一點(diǎn)，便形成了組成立體圖像的具有自身物理景深的最小單位一體素，每個(gè)體素點(diǎn)對(duì)應(yīng)構(gòu)成真實(shí)物體的一個(gè)實(shí)際的點(diǎn)，當(dāng)這兩束激光束快速移動(dòng)時(shí)，在成像空間中就形成了無(wú)數(shù)交叉點(diǎn)，這樣，無(wú)數(shù)個(gè)體素點(diǎn)就構(gòu)成了具有真正物理景深的真三維立體圖像。基于靜態(tài)成像技術(shù)的顯示系統(tǒng)對(duì)成像空間介質(zhì)材料的設(shè)計(jì)和選取要求較高，由于體素是在充滿均勻介質(zhì)的成像空間內(nèi)生成，體素是由兩束光源交叉生成， 光源在入射角度和位置上的較小的誤差會(huì)使生成體素的位置誤差被明顯放大，使得生成的圖像產(chǎn)生較大的變形，降低了真三維顯示效果。動(dòng)態(tài)體掃描技術(shù)是依靠顯示設(shè)備的周期性運(yùn)動(dòng)構(gòu)成成像空間，例如屏幕的平移、 旋轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)來(lái)形成立體的成像空間。在該技術(shù)中，通過(guò)一定方式把顯示的立體圖像用二維切片的方式投影到一個(gè)屏幕上，該屏幕同時(shí)做高速的平移或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于人眼的視覺(jué)暫留，從而在人眼觀察到的不是離散的二維圖片，而是由它們組成的三位立體圖像。因此，使用動(dòng)態(tài)體掃描技術(shù)的立體系統(tǒng)可以更好地實(shí)現(xiàn)圖像的真三維顯示。動(dòng)態(tài)體掃描技術(shù)中根據(jù)屏幕的運(yùn)動(dòng)方式分為平移體掃描技術(shù)和旋轉(zhuǎn)體掃描技術(shù)。現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)體掃描顯示系統(tǒng)主要部件包括系統(tǒng)支架、由投影機(jī)、電機(jī)、單個(gè)投影幕布組成的平動(dòng)體掃描顯示裝置、顯示控制器和供電電源等，投影機(jī)每秒在漫射屏上輸出截面畫(huà)面，隨著屏幕的旋轉(zhuǎn)，最終可產(chǎn)生體像素填充區(qū)域，其體象素可達(dá)到1億個(gè)。平移體掃描技術(shù)是用平移運(yùn)動(dòng)構(gòu)造成像空間，運(yùn)動(dòng)的幅度決定了景深。平動(dòng)掃描的體積顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械設(shè)備的對(duì)穩(wěn)定性要求高?，F(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)體掃描顯示系統(tǒng)為單屏顯示，屏幕要繞中心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，中心軸的存在會(huì)產(chǎn)生死區(qū)，而且屏幕上生成的體素會(huì)由于距離中心軸的不同生成的體素密度有所不同，會(huì)使得生成的圖像的均勻度和清晰度較差。雖然現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)體掃描顯示系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)了體三維顯示，但其單個(gè)屏幕以20轉(zhuǎn)每秒運(yùn)行，轉(zhuǎn)速高噪音大，每秒20次刷新空間畫(huà)面仍不能滿足穩(wěn)定顯示的要求，顯示將出現(xiàn)閃爍，單幕旋轉(zhuǎn)顯示的體像素內(nèi)部密集外部稀疏，體像素在空間內(nèi)的分布不均勻，影響三維顯示效果。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)搭載多片投影幕布，可以提高顯示刷新率，降低電機(jī)轉(zhuǎn)速和機(jī)械運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲，構(gòu)成完整的裸視三維成像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)均勻、逼真的立體圖像顯示。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案一種基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)，包括系統(tǒng)支架、旋轉(zhuǎn)體掃描顯示裝置、顯示控制裝置和專為各裝置供電的電源。旋轉(zhuǎn)體掃描顯示裝置固定安裝在系統(tǒng)支架上方，旋轉(zhuǎn)體掃描顯示裝置包括位置固定安裝的投影機(jī)、可旋轉(zhuǎn)的投影幕布、驅(qū)動(dòng)投影幕布旋轉(zhuǎn)的電機(jī)和控制電機(jī)運(yùn)行的電機(jī)控制器，電機(jī)固定安裝在系統(tǒng)支架上，投影幕布包括至少2片成像屏，各成像屏呈中心對(duì)稱式均勻分布，各成像屏圍繞其共同的對(duì)稱中心線旋轉(zhuǎn)；顯示控制裝置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)通訊信號(hào)輸出端與電機(jī)控制器的信號(hào)接收端相連接，顯示控制裝置的圖像信號(hào)輸出端與投影機(jī)的圖像信號(hào)接收端相連接；體積顯示系統(tǒng)還包括在觀眾的當(dāng)前視野中的檢測(cè)成像屏位置的實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置，實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置固定安裝在系統(tǒng)支架上，實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置的信號(hào)輸出端與顯示控制裝置的信號(hào)接收端相連接。垂直上述電機(jī)的傳動(dòng)主軸的傳動(dòng)端固定連接一片可同步轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)葉，有2 6片成像屏以星形均勻分布式固定于風(fēng)葉上，各成像屏與風(fēng)葉垂直，各成像屏所在的平面相交于空間中的同一條公共相交直線，各成像屏圍繞公共相交直線旋轉(zhuǎn)。上述實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置為紅外檢測(cè)裝置，由固定安裝于系統(tǒng)支架上的紅外線發(fā)射器和紅外線接收器組成，投影幕布的每一片成像屏旋轉(zhuǎn)至投影機(jī)的正投射方向時(shí)，紅外線發(fā)射器向紅外線接收器發(fā)射紅外信號(hào)，紅外線接收器的信號(hào)輸出端與顯示控制裝置的信號(hào)接收端相連接。上述顯示控制裝置為一個(gè)同步控制器，紅外光接收器的信號(hào)線與同步控制器相連接，同步控制器還通過(guò)一條信號(hào)線與電機(jī)控制器的信號(hào)接收端相連接，同步控制器還通過(guò)另一條視頻信號(hào)線連接投影機(jī)。上述同步控制器由現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片、SDRAM、存儲(chǔ)芯片、電源管理模塊和I/O 端口組成。上述現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片為CycloneII2C35 FPGA芯片，存儲(chǔ)芯片為NAND flash 芯片，I/O端口至少包括進(jìn)行外聯(lián)通信的USB接口、向投影機(jī)傳輸圖像的VGA接口、輸入紅外線接收器的采集信號(hào)的紅外信號(hào)接收接口和向電機(jī)控制器輸出指令信號(hào)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)接口。本實(shí)用新型優(yōu)選的技術(shù)方案中，最好有3片成像屏以星形均勻分布式固定于風(fēng)葉上，相鄰的成像屏之間的相位差為120°。對(duì)應(yīng)上述投影幕布的最低位置處安裝紅外檢測(cè)裝置，紅外檢測(cè)裝置優(yōu)選安裝在系統(tǒng)支架上面并靠近風(fēng)葉。作為實(shí)用新型的改進(jìn)，上述顯示控制裝置還通過(guò)信號(hào)電纜連接微機(jī)，微機(jī)為顯示控制裝置的上位機(jī)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型與基于單屏投影的真三維顯示系統(tǒng)相比，由于采用多片投影幕布， 其單個(gè)旋轉(zhuǎn)周期可刷新多次立體畫(huà)面。以具有3片成像屏的技術(shù)方案推算，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低一半，減少大部分系統(tǒng)噪音時(shí)，立體影像的刷新率仍可提高1. 5倍。2.投影幕布旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式簡(jiǎn)單。3.采用多屏旋轉(zhuǎn)，平面成像屏的旋轉(zhuǎn)軸不在成像屏的中部，不存在圖像投影的死區(qū)。4.本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，運(yùn)行可靠，體像素在空間內(nèi)的分布均勻， 顯示穩(wěn)定性高，成本較低。

圖1是本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型第三個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型第四個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型第四個(gè)實(shí)施例的同步控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和周邊設(shè)備連接示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖說(shuō)明如下實(shí)施例一參見(jiàn)圖1，一種基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)，包括系統(tǒng)支架1、旋轉(zhuǎn)體掃描顯示裝置、顯示控制裝置和專為各裝置供電的電源。旋轉(zhuǎn)體掃描顯示裝置固定安裝在系統(tǒng)支架1上方，旋轉(zhuǎn)體掃描顯示裝置包括位置固定安裝的投影機(jī)7、可旋轉(zhuǎn)的投影幕布2、驅(qū)動(dòng)投影幕布旋轉(zhuǎn)的電機(jī)8和控制電機(jī)8運(yùn)行的電機(jī)控制器9，電機(jī)8固定安裝在系統(tǒng)支架1上， 投影幕布2包括至少2片成像屏，各成像屏呈中心對(duì)稱式均勻分布，各成像屏圍繞其共同的對(duì)稱中心線旋轉(zhuǎn)；顯示控制裝置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)通訊信號(hào)輸出端與電機(jī)控制器9的信號(hào)接收端相連接，顯示控制裝置的圖像信號(hào)輸出端與投影機(jī)7的圖像信號(hào)接收端相連接；本實(shí)用新型體積顯示系統(tǒng)還包括在觀眾12的當(dāng)前視野中的檢測(cè)成像屏位置的實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置，實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置固定安裝在系統(tǒng)支架1上，實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置的信號(hào)輸出端與顯示控制裝置的信號(hào)接收端相連接。在本實(shí)施例中，采用多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)真三維顯示。由于體積顯示技術(shù)是靠屏幕的周期運(yùn)動(dòng)來(lái)構(gòu)成成像空間，過(guò)高的運(yùn)動(dòng)速度，會(huì)產(chǎn)生一系列的機(jī)械問(wèn)題機(jī)械部分的穩(wěn)定性、投影幕布的使用壽命、機(jī)械部分的噪聲和振動(dòng)等，本實(shí)施例中， 通過(guò)采用可旋轉(zhuǎn)的多屏組成的投影幕布組，比單屏旋轉(zhuǎn)投影的真三維顯示系統(tǒng)更具優(yōu)勢(shì)， 實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)投影，這樣在保證三維影像穩(wěn)定流暢的前提下，可以相應(yīng)降低電機(jī)8的轉(zhuǎn)速， 減少系統(tǒng)所受到的機(jī)械沖擊，而每片投影幕布2的勻速旋轉(zhuǎn)消除了投影幕布2以加速度運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的機(jī)械振動(dòng)，使顯示系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定。[0030]垂直上述電機(jī)8的傳動(dòng)主軸10的傳動(dòng)端固定連接一片可同步轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)葉11，有 2 6片成像屏以星形均勻分布式固定于風(fēng)葉11上，各成像屏與風(fēng)葉11垂直，各成像屏所在的平面相交于空間中的同一條公共相交直線，各成像屏圍繞公共相交直線旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中，風(fēng)葉11轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)與其固定連接的由多片成像屏組成的投影幕布組旋轉(zhuǎn)。安裝風(fēng)葉11可以方便投影幕布2的安裝連接和定位，同時(shí)風(fēng)葉11可以切斷投影幕布2旋轉(zhuǎn)過(guò)程中形成的氣流流場(chǎng)，減小空氣擾動(dòng)對(duì)投影幕布2的干擾。上述實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置為紅外檢測(cè)裝置，由固定安裝于系統(tǒng)支架1上的紅外線發(fā)射器 4和紅外線接收器5組成，投影幕布2的每一片成像屏旋轉(zhuǎn)至投影機(jī)7的正投射方向時(shí)，紅外線發(fā)射器4向紅外線接收器5發(fā)射紅外信號(hào)，紅外線接收器5的信號(hào)輸出端與顯示控制裝置的信號(hào)接收端相連接。采用紅外檢測(cè)裝置對(duì)投影幕布2的每一片成像屏進(jìn)行位置檢測(cè)，將采集的成像屏實(shí)時(shí)位置傳感數(shù)據(jù)向顯示控制裝置發(fā)送，顯示控制裝置分析在觀眾12 的當(dāng)前視野中的檢測(cè)成像屏位置數(shù)據(jù)，向投影機(jī)7發(fā)出投影控制指令，實(shí)現(xiàn)不同物理景深的投影畫(huà)面在不同的成像屏上生成。上述顯示控制裝置為一個(gè)同步控制器3，紅外光接收器5的信號(hào)線與同步控制器3 相連接，同步控制器3還通過(guò)一條信號(hào)線與電機(jī)控制器9的信號(hào)接收端相連接，同步控制器 3還通過(guò)另一條視頻信號(hào)線14連接投影機(jī)7。顯示控制裝置采用同步控制器3，可實(shí)現(xiàn)成像屏投影當(dāng)前位置時(shí)點(diǎn)和投影機(jī)7投影變換時(shí)點(diǎn)的同步，生成流暢的不同物理景深的投影畫(huà)面。上述同步控制器3由現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片21、SDRAM22、存儲(chǔ)芯片23、電源管理模塊M和I/O端口組成。上述現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片21為CycloneII2C35 FPGA芯片，存儲(chǔ)芯片23為NAND flash芯片，I/O端口至少包括進(jìn)行外聯(lián)通信的USB接口 25、向投影機(jī)7傳輸圖像的VGA接口沈、輸入紅外線接收器5的采集信號(hào)的紅外信號(hào)接收接口 27和向電機(jī)控制器9輸出指令信號(hào)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)接口沘。同步控制器3可由CycloneII2C35 FPGACField - Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編禾呈門(mén)陣列)、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory,同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)、NAND flash (NAND閃存)、VGA (Video Graphics Array，顯示繪圖陣列) 接口芯片ADV7123和電源管理等模塊組成，計(jì)算機(jī)可通過(guò)USB接口與同步控制器進(jìn)行通信， 同步控制器存儲(chǔ)圖像并在立體顯示系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)VGA視頻接口向投影機(jī)傳輸圖像，同步控制器根據(jù)紅外光接收器的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和成像屏位置信號(hào)向投影機(jī)發(fā)送視頻圖像。同步控制器3采用低成本的芯片或低成本模塊設(shè)計(jì)，保證較好的性價(jià)比，采用豐富的1/0端口，方便了芯片的功能擴(kuò)展。實(shí)施例二 本實(shí)施例與第一個(gè)實(shí)施例的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于參見(jiàn)圖2，在本實(shí)施例中，有3片成像屏以星形均勻分布式固定于風(fēng)葉11上，相鄰的成像屏之間的相位差為120°。在本實(shí)施例中，投影幕布組被分別垂直安裝在風(fēng)葉11上， 相鄰的成像屏之間之間互成120度夾角，優(yōu)選3片成像屏作為投影幕布2更加科學(xué)、合理， 與基于單屏投影的真三維顯示系統(tǒng)相比，由于采用3片成像屏，其1個(gè)旋轉(zhuǎn)周期可刷新3次立體畫(huà)面，當(dāng)電機(jī)8轉(zhuǎn)速降低一半，減少一半以上的系統(tǒng)噪音時(shí)，立體影像的刷新率仍可提高1. 5倍。電機(jī)8以每秒10轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，投影機(jī)7即可伴隨旋轉(zhuǎn)并同步輸出流暢的立體畫(huà)面。在本實(shí)施例中，優(yōu)選3片成像屏的技術(shù)方案在電機(jī)轉(zhuǎn)速和成像屏上顯示刷新率之間可以實(shí)現(xiàn)科學(xué)選擇，一方面電機(jī)8減速可以降低噪聲，另一方面電機(jī)8減速還可以降低機(jī)械振動(dòng)，此外電機(jī)8減速還可以減少空氣阻力對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性的不利影響，減小投影幕布2旋轉(zhuǎn)時(shí)受到的空氣阻力，提高相同工作的穩(wěn)定性，提高相同運(yùn)行的可靠性。實(shí)施例三本實(shí)施例與第一個(gè)實(shí)施例和第二個(gè)實(shí)施例的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于參見(jiàn)圖3，在本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)投影幕布2的最低位置處安裝紅外檢測(cè)裝置，紅外檢測(cè)裝置安裝在系統(tǒng)支架1上面并靠近風(fēng)葉11。對(duì)應(yīng)投影幕布2的最低位置處安裝紅外檢測(cè)裝置，可以方便選擇組件固定安裝位置，使紅外檢測(cè)裝置在系統(tǒng)支架1上的位置穩(wěn)固，保證紅外檢測(cè)裝置對(duì)投影幕布2當(dāng)前位置的測(cè)量精度。在投影幕布隨風(fēng)葉11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以減少由于空氣阻力可能使投影幕布2發(fā)生的變形，紅外檢測(cè)裝置安裝靠近風(fēng)葉11安裝，可以減小投影幕布2變形對(duì)紅外檢測(cè)裝置測(cè)量精度帶來(lái)的不利影響，使整個(gè)系統(tǒng)保持較高同步性和穩(wěn)定性。實(shí)施例四本實(shí)施例與第一個(gè)實(shí)施例的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于參見(jiàn)圖4和圖5，在本實(shí)施例中，顯示控制裝置還通過(guò)信號(hào)電纜13連接微機(jī)6，微機(jī)6為顯示控制裝置的上位機(jī)。采用上位機(jī)外聯(lián)控制方式與在本實(shí)施例中的顯示控制裝置進(jìn)行通訊，可以提高本實(shí)用新型自動(dòng)控制功能的擴(kuò)展能力，提高系統(tǒng)智能化程度。上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，還可以根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)用新型創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，如投影幕布2包含的多片成像屏在風(fēng)葉11上的分布形式還可以采用其他均勻分布形式，可以采用以電機(jī)8的傳動(dòng)主軸10的軸線為對(duì)稱中心分布，只要是基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示原理，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)，包括系統(tǒng)支架(1)、旋轉(zhuǎn)體掃描顯示裝置、 顯示控制裝置和專為所述各裝置供電的電源，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)體掃描顯示裝置固定安裝在所述系統(tǒng)支架(1)上方，所述旋轉(zhuǎn)體掃描顯示裝置包括位置固定安裝的投影機(jī)(7)、可旋轉(zhuǎn)的投影幕布(2)、驅(qū)動(dòng)投影幕布旋轉(zhuǎn)的電機(jī)(8) 和控制所述電機(jī)(8)運(yùn)行的電機(jī)控制器(9)，所述電機(jī)(8)固定安裝在所述系統(tǒng)支架(1)上， 所述投影幕布(2)包括至少2片成像屏，各所述成像屏呈中心對(duì)稱式均勻分布，各所述成像屏圍繞其共同的對(duì)稱中心線旋轉(zhuǎn)；所述顯示控制裝置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)通訊信號(hào)輸出端與所述電機(jī)控制器(9)的信號(hào)接收端相連接，所述顯示控制裝置的圖像信號(hào)輸出端與所述投影機(jī)(7)的圖像信號(hào)接收端相連接；所述體積顯示系統(tǒng)還包括在觀眾(12)的當(dāng)前視野中的檢測(cè)成像屏位置的實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置，所述實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置固定安裝在所述系統(tǒng)支架(1)上，所述實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置的信號(hào)輸出端與所述顯示控制裝置的信號(hào)接收端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)，其特征在于垂直所述電機(jī)(8)的傳動(dòng)主軸(10)的傳動(dòng)端固定連接一片可同步轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)葉(11)，有2 6片成像屏以星形均勻分布式固定于所述風(fēng)葉(11)上，各所述成像屏與所述風(fēng)葉(11)垂直，各所述成像屏所在的平面相交于空間中的同一條公共相交直線，各所述成像屏圍繞所述公共相交直線旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)，其特征在于所述實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置為紅外檢測(cè)裝置，由固定安裝于所述系統(tǒng)支架(1)上的紅外線發(fā)射器(4)和紅外線接收器(5)組成，所述投影幕布(2)的每一片成像屏旋轉(zhuǎn)至所述投影機(jī)(7)的正投射方向時(shí)，所述紅外線發(fā)射器(4)向紅外線接收器(5)發(fā)射紅外信號(hào)，所述紅外線接收器(5)的信號(hào)輸出端與所述顯示控制裝置的信號(hào)接收端相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)，其特征在于所述顯示控制裝置為一個(gè)同步控制器(3)，所述紅外光接收器(5)的信號(hào)線與同步控制器(3)相連接，所述同步控制器(3)還通過(guò)一條信號(hào)線與所述電機(jī)控制器(9)的信號(hào)接收端相連接，所述同步控制器(3 )還通過(guò)另一條視頻信號(hào)線(14 )連接所述投影機(jī)(7 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)，其特征在于所述同步控制器(3 )由現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片(21)、SDRAM (22 )、存儲(chǔ)芯片(23 )、電源管理模塊(24 ) 和I/O端口組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)，其特征在于所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列芯片(21)為CycloneII2C35 FPGA芯片，所述存儲(chǔ)芯片(23)為NAND flash 芯片，所述I/O端口至少包括進(jìn)行外聯(lián)通信的USB接口(25)、向所述投影機(jī)(7)傳輸圖像的 VGA接口(26)、輸入所述紅外線接收器(5)的采集信號(hào)的紅外信號(hào)接收接口(27)和向所述電機(jī)控制器(9)輸出指令信號(hào)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)接口(28)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2 6中任意一項(xiàng)所述的基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)，其特征在于有3片成像屏以星形均勻分布式固定于所述風(fēng)葉(11)上，相鄰的所述成像屏之間的相位差為120°。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)，其特征在于對(duì)應(yīng)所述投影幕布(2)的最低位置處安裝所述紅外檢測(cè)裝置，所述紅外檢測(cè)裝置安裝在所述系統(tǒng)支架(1)上面并靠近所述風(fēng)葉(11)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)，其特征在于所述顯示控制裝置還通過(guò)信號(hào)電纜(13 )連接微機(jī)(6 )，所述微機(jī)(6 )為所述顯示控制裝置的上位機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)，其特征在于所述顯示控制裝置還通過(guò)信號(hào)電纜(13)連接微機(jī)(6)，所述微機(jī)(6)為所述顯示控制裝置的上位機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于多屏旋轉(zhuǎn)掃描的體積顯示系統(tǒng)，包括系統(tǒng)支架、旋轉(zhuǎn)體掃描顯示裝置、顯示控制裝置、實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置和專為各裝置供電的電源。旋轉(zhuǎn)體掃描顯示裝置固定安裝在系統(tǒng)支架上方，旋轉(zhuǎn)體掃描顯示裝置包括位置固定安裝的投影機(jī)、可旋轉(zhuǎn)的投影幕布、驅(qū)動(dòng)投影幕布旋轉(zhuǎn)的電機(jī)和控制電機(jī)運(yùn)行的電機(jī)控制器，投影幕布包括至少2片成像屏，各成像屏呈中心對(duì)稱式均勻分布，各成像屏圍繞其共同的對(duì)稱中心線旋轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)搭載多片投影幕布，可以提高顯示刷新率，降低電機(jī)轉(zhuǎn)速和機(jī)械運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲，構(gòu)成完整的裸視三維成像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)均勻、逼真的立體圖像顯示。本實(shí)用新型成本較低，實(shí)現(xiàn)容易，運(yùn)行可靠，體像素分布均勻，顯示穩(wěn)定性高。
文檔編號(hào)H04N5/74GK202206504SQ20112030966
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者田豐, 田晶, 蔡文 申請(qǐng)人:上海大學(xué)