專利名稱：一種三維顯示方法及其顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維顯示技術(shù)，尤其涉及一種活動(dòng)顯示屏。
目前市面上的顯示器均為平面屏幕，無(wú)論是電腦、電視等，它們所顯示的圖像實(shí)際上只是物體在平面上的投影。如電腦中的CAD(工程制圖軟件)或3DMAX(三維動(dòng)畫(huà)制作軟件)所制出的圖形，雖然可依靠色彩、光線和視角的改變讓人們認(rèn)識(shí)物體在空間的形狀、位置，從而產(chǎn)生“三維”的感覺(jué)，但其實(shí)質(zhì)仍為二維的平面顯示。為能使事物看起來(lái)更真實(shí)、具體，各國(guó)科學(xué)家也正在潛心研究各種三維顯示的方法及其裝置，如已經(jīng)問(wèn)世的立體電影、電視等。立體電影在拍攝和放映時(shí)都有一套特制的雙鏡頭設(shè)備，實(shí)際上是模擬人雙眼的觀察角度，同時(shí)拍成左右兩部稍有差異的影片，然后同時(shí)在同一屏幕上放映。為了使觀眾看到立體影像還必須讓觀眾戴上特殊的眼鏡。兩塊鏡片各讓一束偏振光通過(guò)，而將另一束偏振光阻擋，于是左眼就只能看到左機(jī)拍攝的影像，右眼只能看到右機(jī)拍攝的影像。兩幅影像通過(guò)大腦的視覺(jué)合成后使人產(chǎn)生立體感。與其極為相似的立體電視則是讓同時(shí)拍成的左右兩部稍有差異的影片在屏幕上交替快速出現(xiàn)，也必須讓觀眾戴上特殊的眼鏡，但不同的是眼鏡片是用液晶屏做成的。它利用了液晶通電后遮光的功效，讓左右鏡片交替快速通電，使其達(dá)到左右眼分別看到左右機(jī)所拍攝影像的目的。雖說(shuō)這類產(chǎn)品所顯示圖像的立體感比較強(qiáng)，但必須佩戴笨重的眼鏡，且只能在較小的范圍內(nèi)才能觀看到清晰的立體圖像，非常不便。
本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有三維顯示技術(shù)存在的上述問(wèn)題和不足，而提供一種能夠真正地顯示三維立體圖像，且無(wú)需佩戴任何輔助工具即可以從不同角度觀察空間內(nèi)三維立體圖像的顯示方法及其顯示器。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的①本方法是利用活動(dòng)顯示屏實(shí)現(xiàn)Z方向掃描；②顯示器是由信號(hào)編制器、信號(hào)輸出源和活動(dòng)顯示屏構(gòu)成，其活動(dòng)顯示屏為一種螺旋顯示屏或一種圓盤(pán)顯示屏。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明

圖1是本顯示器組成框圖；圖2是活動(dòng)顯示屏為螺旋顯示屏的本顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圓盤(pán)顯示屏結(jié)構(gòu)示意圖。其中
1-信號(hào)編制器，采用各種類型的電腦；2-信號(hào)輸出源，采用各種類型的投影儀；3-活動(dòng)顯示屏，3A-螺旋顯示屏，3B-圓盤(pán)顯示屏；1.1-電纜；3.1-長(zhǎng)軸，3.2-電機(jī)，同步可控伺服電機(jī)，3.3-機(jī)殼，3.4-保護(hù)罩，透明，3.5-機(jī)架。
由圖1可知，本顯示器由信號(hào)編制器1、信號(hào)輸出源2、活動(dòng)顯示屏3組成，并依次連接。
實(shí)施例一由圖2可知，是把活動(dòng)顯示屏3采用螺旋顯示屏3A。信號(hào)編制器1采用微電腦，通過(guò)電纜1.1與采用投影儀的信號(hào)輸出源2相互電連接。信號(hào)輸出源2固定在與機(jī)殼3.3相連接的機(jī)架3.5上，投影光線照射到螺旋顯示屏3A上。螺旋顯示屏3A與固定在機(jī)殼3.3上的電機(jī)3.2通過(guò)長(zhǎng)軸3.1相連接。保護(hù)罩3.4為透明罩。螺旋顯示屏3A為螺旋形狀，類似僅有一圈360度的旋轉(zhuǎn)樓梯，可用質(zhì)地較輕、硬度較大的材料壓模制作。
本發(fā)明構(gòu)思是由于人眼看到的物體都是三維的，即由X、Y、Z三個(gè)方向軸構(gòu)成，若想將三個(gè)方向軸建立在同一顯示器上，可把顯示屏做成上述的正螺旋面。其主要原理是螺旋面可看作是沿Z方向上螺旋排列的莖線的集合；當(dāng)它高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，每條莖線就劃出了一個(gè)圓面，在這個(gè)圓面上就能顯示一個(gè)所對(duì)應(yīng)Z坐標(biāo)值的XY平面的圖像。利用人眼視覺(jué)暫留的效應(yīng)，使所有Z坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的圓面上圖像的組合，就顯示出X、Y、Z三個(gè)維度上的圖像。本顯示器利用螺旋顯示屏3A的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第三維Z方向的掃描。配合投影儀在XY平面的掃描，實(shí)現(xiàn)了空間內(nèi)所有點(diǎn)的掃描。
當(dāng)顯示器工作時(shí)，相位可控制的同步伺服電機(jī)3.2帶動(dòng)螺旋顯示屏3A高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)信號(hào)編制器1將已編碼好的信號(hào)輸入到信號(hào)輸出源2，輸出源2將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)投影到螺旋顯示屏3A上，配合螺旋顯示屏3A的旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度時(shí)，投下物體在那一時(shí)刻被螺旋顯示屏3A所截得的投影，當(dāng)螺旋顯示屏3A旋轉(zhuǎn)一周即360度后，物體被螺旋顯示屏3A截得的所有截面在Z方向軸上進(jìn)行組合，于是一個(gè)完整物體的三維圖像就真實(shí)地顯示出來(lái)了。
實(shí)施例二由圖3可知，是把活動(dòng)顯示屏3采用圓盤(pán)顯示屏3B。圓盤(pán)顯示屏3B與電機(jī)3.2通過(guò)長(zhǎng)軸3.1相連接。當(dāng)電機(jī)3.2帶動(dòng)圓盤(pán)顯示屏3B沿長(zhǎng)軸3.1上下高速平動(dòng)時(shí)，在Z軸方向上每平動(dòng)一個(gè)Z坐標(biāo)點(diǎn)，則在該坐標(biāo)點(diǎn)所在的平面上可顯示物體被截得的某個(gè)截面。當(dāng)物體被圓盤(pán)顯示屏3B截得的所有截面在Z方向軸上進(jìn)行組合，從而得到了一個(gè)完整物體的三維圖像。
由以上分析可知，傳統(tǒng)的顯示器是電子束的快速掃描，在X、Y二維平面內(nèi)，其圖像顯示僅是物體的投影；而本顯示器則是電子束(光束)快速掃描配合顯示屏的快速轉(zhuǎn)動(dòng)(或上下快速平動(dòng))，在X、Y、Z三維立體空間內(nèi)，其圖像是物體的真實(shí)影像。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)本顯示器可真正地顯示三維圖像，且不必佩戴輔助工具即可以從不同角度按照自己的意志觀察圖像?；诖它c(diǎn)，人們可以更加準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)物體的結(jié)構(gòu)和空間位置。從認(rèn)識(shí)角度來(lái)看有一個(gè)理性的上升。這些優(yōu)點(diǎn)決定了本顯示器應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，可運(yùn)用于醫(yī)學(xué)、軍事、航空、原子物理、多媒體以及今后還可能普及到的各類娛樂(lè)設(shè)施等，隨著網(wǎng)絡(luò)化的不斷增強(qiáng)，對(duì)虛擬世界的進(jìn)展也有一定幫助。
由于本方法及其顯示器簡(jiǎn)單易行，性價(jià)比高，運(yùn)作方便，因此推廣前景極為廣闊。
權(quán)利要求
1.一種三維顯示方法，其特征在于利用活動(dòng)顯示屏實(shí)現(xiàn)Z方向掃描，并與信號(hào)發(fā)射源的X、Y平面掃描相結(jié)合，且保持嚴(yán)格同步，從而實(shí)現(xiàn)三維空間內(nèi)所有點(diǎn)的顯示。
2.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的一種三維顯示方法的三維顯示器，包含有信號(hào)編制器(1)、信號(hào)發(fā)射源(2)、顯示屏，其特征是顯示屏為一種活動(dòng)顯示屏(3)，活動(dòng)顯示屏(3)通過(guò)長(zhǎng)軸(3.1)與，同步可控伺服電機(jī)(3.2)相連接。
3.按權(quán)利要求1所述的一種三維顯示方法，其特征在于Z方向掃描是通過(guò)螺旋顯示屏(3A)高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。
4.按權(quán)利要求1所述的一種三維顯示方法，其特征在于Z方向掃描是通過(guò)圓盤(pán)顯示屏(3B)沿著中心軸上下高速平動(dòng)實(shí)現(xiàn)。
5.按權(quán)利要求1所述的一種三維顯示方法，其特征在于通過(guò)同步可控伺服電機(jī)(3.2)控制活動(dòng)顯示屏(3)Z方向掃描，并保證與X、Y平面掃描嚴(yán)格同步。
6.按權(quán)利要求2所述的三維顯示器，其特征在于活動(dòng)顯示屏(3)為螺旋顯示屏(3A)。
7.按權(quán)利要求2所述的三維顯示器，其特征是活動(dòng)顯示屏(3)為一圓盤(pán)顯示屏(3B)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種三維顯示方法及其顯示器,涉及三維顯示技術(shù),尤其涉及一種活動(dòng)顯示屏。為了能夠真正地顯示三維立體圖像,而提供一種無(wú)需佩戴任何輔助工具即可以從不同角度觀察空間內(nèi)三維立體圖像的顯示方法及其顯示器,本方法是利用活動(dòng)顯示屏實(shí)現(xiàn)Z方向掃描。本顯示器是顯示屏為一種活動(dòng)顯示屏(螺旋顯示屏或圓盤(pán)顯示屏)。由于本發(fā)明簡(jiǎn)單易行,性價(jià)比高,運(yùn)作方便,可廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、軍事、航空、原子物理等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G06F3/14GK1304118SQ0011593
公開(kāi)日2001年7月18日 申請(qǐng)日期2000年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月1日
發(fā)明者胡率 申請(qǐng)人:胡率