專利名稱：基于空氣屏幕的三維顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維顯示技術(shù)，特別是涉及一種基于空氣屏幕的三維顯示裝置。
背景技術(shù)：
三維顯示技術(shù)區(qū)別于二維顯示方式，它具有直觀的圖像顯示效果，可以提供豐富 并且真實的圖像信息。三維技術(shù)可以分為真三維和假三維顯示。假三維顯示要借助相應(yīng)的 觀察眼鏡，應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)有限。三維技術(shù)發(fā)展到今天大致有全息三維顯示、體三維顯示、體 視三維顯示等。全息三維顯示由于數(shù)據(jù)處理量巨大而限制了實際的應(yīng)用與發(fā)展。其他的三 維顯示方式大多基于旋轉(zhuǎn)屏幕實現(xiàn)，也就是基于剛性或者柔性顯示屏的顯示方式，操作時 存在一定的不安全因素，并且很難直接實現(xiàn)影像觸摸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有三維顯示裝置的一些缺陷，提出了一種基于空氣屏幕的三維顯 示裝置。 —種基于空氣屏幕的三維顯示裝置包括尋址式空氣屏幕發(fā)生器、DLP投影機、反射 鏡組、裝置外殼、齒輪、電動機、齒形帶、轉(zhuǎn)軸、連接部件和連動桿等部件；在轉(zhuǎn)軸上設(shè)有DLP 投影機、齒輪和連接部件，齒輪通過齒形帶與電動機連接，連接部件與連動桿一端連接，連 動桿的另一端設(shè)有與DLP投影機相對應(yīng)的反射鏡組，在轉(zhuǎn)軸上方設(shè)有尋址式空氣屏幕發(fā)生 器。 另一種基于空氣屏幕的三維顯示裝置包括尋址式空氣屏幕發(fā)生器、DLP投影機、第 一反射鏡、裝置外殼、第一齒輪、電動機、第一齒形帶、第一轉(zhuǎn)軸、連接部件、連動桿、第二齒 輪、第二反射鏡、第二轉(zhuǎn)軸和第二齒形帶；在第一轉(zhuǎn)軸上連接有第一反射鏡和第一齒輪，第 一轉(zhuǎn)輪通過第一齒形帶與電動機連接；在第二轉(zhuǎn)軸上連接有連接部件和第二齒輪，連接部 件與連動桿連接，連動桿的另一端設(shè)有第二反射鏡，第二齒輪通過第二齒形帶與電動機連 接。在第一轉(zhuǎn)軸上方設(shè)有尋址式空氣屏幕發(fā)生器；DLP投影機設(shè)置在第一反射鏡下部。
還有一種基于空氣屏幕的三維顯示裝置包括尋址式空氣屏幕發(fā)生器、DLP投影機、 裝置外殼、第一齒輪、電動機、第一齒形帶、第一轉(zhuǎn)軸、連接部件和連動桿；在第一轉(zhuǎn)軸上設(shè) 有第一齒輪和連接部件，第一齒輪通過第一齒形帶與電動機連接，連接部件與連動桿一端 連接，連動桿另一端連接DLP投影機；在第一轉(zhuǎn)軸上方設(shè)有尋址式空氣屏幕發(fā)生器。
所述的尋址式空氣屏幕發(fā)生器包括氣孔陣列、氣閥陣列、氣體發(fā)生器、PC控制系 統(tǒng)，氣孔陣列上設(shè)有多個氣流噴射孔，每個氣流噴射孔設(shè)有一個氣閥，氣閥安裝在氣閥陣列 上，PC機控制氣閥陣列。所述的尋址式空氣屏幕發(fā)生器噴射白色霧狀或者半透明的氣體。
本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)三維顯示裝置中所采用的剛性屏幕，采用了全新的空氣屏幕， 消除了剛性旋轉(zhuǎn)屏幕帶來的安全隱患，更加具有實際的可觀賞性和可實用性，有望把三維 顯示裝置推向?qū)嶋H的應(yīng)用領(lǐng)域；并且本裝置無需任何的二次成像轉(zhuǎn)換即可實現(xiàn)三維像的觸 摸。在本發(fā)明裝置中除了空氣屏幕以外，其他所有的部件都隱藏在裝置的外殼之內(nèi)，操作安全方便。


圖1是基于空氣屏幕的三維顯示裝置I型結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是基于空氣屏幕的三維顯示裝置II型結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是基于空氣屏幕的三維顯示裝置III型結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的尋址式空氣屏幕發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明的尋址式空氣屏幕發(fā)生器氣孔陣列俯視圖； 圖中，尋址式空氣屏幕發(fā)生器1、投影儀2、第一反射鏡3、裝置外殼4、第一齒輪5、 電動機6、第一齒形帶7、第一轉(zhuǎn)軸8、連接部件9、連動桿10、氣流孔11、第二齒輪12、第二反 射鏡13、第二轉(zhuǎn)軸14和第二齒形帶15 ;空氣屏幕發(fā)生器上的氣孔陣列l(wèi)-l、空氣屏幕發(fā)生 器上的氣閥陣列l(wèi)-2、氣體發(fā)生器l-3、空氣屏幕發(fā)生器上的PC控制系統(tǒng)1-4。
具體實施例方式
如圖1所示，基于空氣屏幕的三維顯示裝置包括尋址式空氣屏幕發(fā)生器1、 DLP投 影機2、第一反射鏡3、裝置外殼4、第一齒輪5、電動機6、第一齒形帶7、第一轉(zhuǎn)軸8、連接部 件9和連動桿10 ;在第一轉(zhuǎn)軸8上設(shè)有DLP投影機2、第一齒輪5和連接部件9，第一齒輪 5通過第一齒形帶7與電動機6連接，連接部件9與連動桿10 —端連接，連動桿10另一端 設(shè)有與DLP投影機2相對應(yīng)的第一反射鏡3，在第一轉(zhuǎn)軸8上方設(shè)有尋址式空氣屏幕發(fā)生器 1。所述的尋址式空氣屏幕發(fā)生器1噴射白色霧狀或者半透明的氣體。
如圖2所示，基于空氣屏幕的三維顯示裝置包括尋址式空氣屏幕發(fā)生器1、 DLP投 影機2、第一反射鏡3、裝置外殼4、第一齒輪5、電動機6、第一齒形帶7、第一轉(zhuǎn)軸8、連接部 件9、連動桿10、第二齒輪12、第二反射鏡13、第二轉(zhuǎn)軸14和第二齒形帶15 ;在第一轉(zhuǎn)軸8 上連接有第一反射鏡3和第一齒輪5，第一齒輪5通過第一齒形帶7與電動機6連接；在第 二轉(zhuǎn)軸14上連接有連接部件9和第二齒輪12，連接部件9與連動桿10連接，連動桿的另一 端設(shè)有第二反射鏡13，第二齒輪12通過第二齒形帶15與電動機6連接。在第一轉(zhuǎn)軸8上 方設(shè)有尋址式空氣屏幕發(fā)生器l ;DLP投影機2設(shè)置在第一反射鏡3的下部。所述的尋址式 空氣屏幕發(fā)生器1噴射白色霧狀或者半透明的氣體。 如圖3所示，基于空氣屏幕的三維顯示裝置包括尋址式空氣屏幕發(fā)生器1、 DLP投 影機2、裝置外殼4、第一齒輪5、電動機6、第一齒形帶7、第一轉(zhuǎn)軸8、連接部件9和連動桿 10 ;在第一轉(zhuǎn)軸8上設(shè)有第一齒輪5和連接部件9，第一齒輪5通過第一齒形帶7與電動機 6連接，連接部件9與連動桿10 —端連接，連動桿10另一端連接DLP投影機2 ;在第一轉(zhuǎn)軸 8上方設(shè)有尋址式空氣屏幕發(fā)生器1。所述的尋址式空氣屏幕發(fā)生器1噴射白色霧狀或者 半透明的氣體。 如圖4所示，尋址式空氣屏幕發(fā)生器1包括氣孔陣列l(wèi)-l、氣閥陣列l(wèi)-2、氣體發(fā)生 器1-3、 PC控制系統(tǒng)l-4，氣孔陣列1-1上設(shè)有多個氣流噴射孔ll，每個氣流噴射孔設(shè)有一 個氣閥，氣閥安裝在氣閥陣列l(wèi)-2上，PC機控制氣閥陣列1-2。
如圖5所示，氣孔陣列1-1上設(shè)有多個氣流噴射孔11。 氣孔陣列上的氣孔能夠噴射高速氣流，氣流可以形成屏幕并且承接影像。尋址式空氣屏幕發(fā)生器能按照特定程序要求，產(chǎn)生空間方位角度可以變化的空氣屏幕，空氣屏幕 可以按照脈沖的形式噴出。在特定程序的控制下，尋址式空氣屏幕發(fā)生器就能夠模擬出前 后移動的或者旋轉(zhuǎn)的屏幕的效果。然后，再結(jié)合DLP投影機的投影，進行體三維影像的生 成。例如在模擬旋轉(zhuǎn)屏幕效果的時候，空間方位角度上相鄰、時間上連續(xù)的脈沖空氣屏幕可 以產(chǎn)生類似于旋轉(zhuǎn)屏幕的效果(圖5畫出了 a、 b、 c三個相繼產(chǎn)生的空氣屏幕的俯視圖)， DLP投影機依靠本身的旋轉(zhuǎn)或者反射鏡組的旋轉(zhuǎn)將物體某一空間方位的影像投影到相應(yīng)空 間方位角度的空氣屏幕上，尋址式空氣屏幕發(fā)生器尋址一圈，DLP投影機和反射鏡相應(yīng)的旋 轉(zhuǎn)一圈，從而構(gòu)建出物體不同空間方位角度的影像信息，實現(xiàn)空間體三維顯示。
本發(fā)明首先圍繞物體一周拍攝物體不同空間方位的圖像，然后將這些圖像信息進 行處理變換，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號存儲于相應(yīng)的裝置中。 通過尋址式空氣屏幕發(fā)生器，產(chǎn)生空氣屏幕，然后利用DLP投影機將物體影像信
息投影在空氣屏幕上。如果這個空氣屏幕固定不動，那么它顯示的只是物體某一空間角度
的信息。如果尋址式空氣屏幕發(fā)生器產(chǎn)生空間方位不斷變化的氣流屏幕，并且在不同空間
方位角度的氣流屏幕上顯示物體相應(yīng)空間角度的圖像信息。這樣，觀察者從不同的角度觀
察，就可以獲得物體不同空間方位的圖像信息，從而可以構(gòu)造出一個三維圖像。 如圖1所示，DLP投影機與第一反射鏡以相同的角速度旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)保證投影圖
像始終能夠以恰當(dāng)?shù)慕嵌韧渡涞娇諝馄聊簧稀?首先，DLP投影機將物體不同空間方位角度的影像投影到反射鏡上，第一反射鏡將 投影機投射的圖像反射到空氣屏幕上，使之成像。當(dāng)尋址式空氣屏幕發(fā)生器尋址產(chǎn)生下一 個空間方位角度的空氣屏幕時，投影機和第一反射鏡相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)到下一個空氣屏幕對應(yīng)的 位置進行投影。尋址式空氣屏幕發(fā)生器尋址一周，投影儀和反射鏡隨之旋轉(zhuǎn)一周，這樣不同 空間方位角度的空氣屏幕顯示物體不同角度的圖像信息，進而構(gòu)造出物體的三維影像。
如圖2所示，DLP投影機固定，采用旋轉(zhuǎn)式反射鏡組。DLP投影機把不同空間角度 對應(yīng)的影像投影到反射鏡組的第一反射鏡上，然后經(jīng)過第二個反射鏡的反射將影像投射于 空氣屏幕進行成像。同樣，當(dāng)尋址式空氣屏幕發(fā)生器尋址產(chǎn)生下一個空間方位角度的空氣 屏幕時，雙反射鏡相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)到下一個空氣屏幕對應(yīng)的位置進行投影。尋址式空氣屏幕發(fā) 生器尋址一周，雙反射鏡隨之旋轉(zhuǎn)一周，這樣不同空間方位角度的空氣屏幕顯示物體不同 角度的圖像信息，進而構(gòu)造出物體的三維影像。 如圖3所示，DLP投影機圍繞尋址式空氣屏幕發(fā)生器旋轉(zhuǎn)，直接將不同角度的影像 成像于不同空間方位角度的空氣屏幕上。同樣，當(dāng)尋址式空氣屏幕發(fā)生器尋址產(chǎn)生下一個 空間方位角度的空氣屏幕時，投影機相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)到下一個空氣屏幕對應(yīng)的位置進行投影。 尋址式空氣屏幕發(fā)生器尋址一周，投影儀隨之旋轉(zhuǎn)一周，這樣不同空間方位角度的空氣屏 幕顯示物體不同角度的圖像信息，進而構(gòu)造出物體的三維影像。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明不限于上述事例中的表述，尋址式空氣屏幕 發(fā)生器不限于圓柱形，空氣氣幕的形成方式不限于以圓心為中心軸的直徑方位，空氣流的 噴射方式不限于從下往上的方向，在不背離本發(fā)明原理和范圍的情況下，根據(jù)需要改進或 修正的技術(shù)成果，均在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種基于空氣屏幕的三維顯示裝置，其特征在于包括尋址式空氣屏幕發(fā)生器(1)、DLP投影機(2)、第一反射鏡(3)、裝置外殼(4)、第一齒輪(5)、電動機(6)、第一齒形帶(7)、第一轉(zhuǎn)軸(8)、連接部件(9)和連動桿(10)；在第一轉(zhuǎn)軸(8)上設(shè)有DLP投影機(2)、第一齒輪(5)和連接部件(9)，第一齒輪(5)通過第一齒形帶(7)與電動機(6)連接，連接部件(9)與連動桿(10)一端連接，連動桿(10)另一端設(shè)有與DLP投影機(2)相對應(yīng)的第一反射鏡(3)；在第一轉(zhuǎn)軸(8)上方設(shè)有尋址式空氣屏幕發(fā)生器(1)。
2. 根據(jù)權(quán)利1所述的一種基于空氣屏幕的三維顯示裝置，其特征在于所述的尋址式空氣屏幕發(fā)生器(1)包括氣孔陣列(l-l)、氣閥陣列(l-2)、氣體發(fā)生器(l-3)、PC控制系統(tǒng)(l-4)，氣孔陣列(1-1)上設(shè)有多個氣流噴射孔(ll)，每個氣流噴射孔設(shè)有一個氣閥，氣閥安裝在氣閥陣列(1-2)上，PC機控制氣閥陣列(1-2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空氣屏幕的三維顯示裝置，其特征在于所述的尋址式空氣屏幕發(fā)生器(1)噴射白色霧狀或者半透明的氣體。
4. 一種基于空氣屏幕的三維顯示裝置，其特征在于包括尋址式空氣屏幕發(fā)生器(1)、DLP投影機(2)、第一反射鏡(3)、裝置外殼(4)、第一齒輪(5)、電動機(6)、第一齒形帶(7)、第一轉(zhuǎn)軸(8)、連接部件(9)、連動桿(10)、第二齒輪(12)、第二反射鏡(13)、第二轉(zhuǎn)軸(14)和第二齒形帶(15);在第一轉(zhuǎn)軸(8)上連接有第一反射鏡(3)和第一齒輪(5)，第一轉(zhuǎn)輪(5)通過第一齒形帶(7)與電動機(6)連接；在第二轉(zhuǎn)軸(14)上連接有連接部件(9)和第二齒輪(12)，連接部件(9)與連動桿(10)連接，連動桿的另一端設(shè)有第二反射鏡(13)，第二齒輪(12)通過第二齒形帶(15)與電動機(6)連接。在第一轉(zhuǎn)軸(8)上方設(shè)有尋址式空氣屏幕發(fā)生器(1) ;DLP投影機(2)設(shè)置在第一反射鏡(3)的下部。
5. 根據(jù)權(quán)利4所述的一種基于空氣屏幕的三維顯示裝置，其特征在于所述的尋址式空氣屏幕發(fā)生器(1)包括氣孔陣列(l-l)、氣閥陣列(l-2)、氣體發(fā)生器(l-3)、PC控制系統(tǒng)(l-4)，氣孔陣列(1-1)上設(shè)有多個氣流噴射孔(ll)，每個氣流噴射孔設(shè)有一個氣閥，氣閥安裝在氣閥陣列(1-2)上，PC機控制氣閥陣列(1-2)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于空氣屏幕的三維顯示裝置，其特征在于所述的尋址式空氣屏幕發(fā)生器(1)噴射白色霧狀或者半透明的氣體。
7. —種基于空氣屏幕的三維顯示裝置，其特征在于包括尋址式空氣屏幕發(fā)生器(1)、DLP投影機(2)、裝置外殼(4)、第一齒輪(5)、電動機(6)、第一齒形帶(7)、第一轉(zhuǎn)軸(8)、連接部件(9)和連動桿(10);在第一轉(zhuǎn)軸(8)上設(shè)有第一齒輪(5)和連接部件(9)，第一齒輪(5)通過第一齒形帶(7)與電動機(6)連接，連接部件(9)與連動桿(10) —端連接，連動桿(10) 另一端連接DLP投影機(2);在第一轉(zhuǎn)軸(8)上方設(shè)有尋址式空氣屏幕發(fā)生器(1)。
8. 根據(jù)權(quán)利7所述的一種基于空氣屏幕的三維顯示裝置，其特征在于所述的尋址式空氣屏幕發(fā)生器(1)包括氣孔陣列(l-l)、氣閥陣列(l-2)、氣體發(fā)生器(l-3)、PC控制系統(tǒng)(l-4)，氣孔陣列(1-1)上設(shè)有多個氣流噴射孔(ll)，每個氣流噴射孔設(shè)有一個氣閥，氣閥安裝在氣閥陣列(1-2)上，PC機控制氣閥陣列(1-2)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于空氣屏幕的三維顯示裝置，其特征在于所述的尋址式空氣屏幕發(fā)生器(1)噴射白色霧狀或者半透明的氣體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用空氣屏幕實現(xiàn)空間體三維顯示的裝置。它包括尋址式空氣屏幕發(fā)生器、DLP投影機、反射鏡組、裝置外殼、齒輪、電動機、齒形帶、轉(zhuǎn)軸、連接部件和連動桿等部件；在轉(zhuǎn)軸上設(shè)有DLP投影機、齒輪和連接部件，齒輪通過齒形帶與電動機連接，連接部件與連動桿一端連接，連動桿的另一端設(shè)有與DLP投影機相對應(yīng)的反射鏡組，在轉(zhuǎn)軸上方設(shè)有尋址式空氣屏幕發(fā)生器。本發(fā)明實現(xiàn)了無旋轉(zhuǎn)屏幕、無剛性或柔性顯示屏幕的體三維顯示方式，只有空氣屏幕暴露在裝置外面，其他裝置全部安放在外殼之內(nèi)，操作安全方便，并且無需任何的二次成像轉(zhuǎn)換就可以實現(xiàn)三維影像的觸摸。
文檔編號G03B21/56GK101738731SQ20091015713
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者李召鑫, 李海峰 申請人:浙江大學(xué)