限制發(fā)光角度可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置制造方法
【專利摘要】一種限制發(fā)光角度可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置，包括顯示屏(1)、透鏡陣列(2)、全息定向散射屏(3)、多面反射體(4)，顯示屏(1)顯示一幅二維圖像，該幅二維圖像由多幅子圖像組成，每幅子圖像分別經(jīng)過透鏡陣列(2)的子透鏡分別成像到全息定向散射屏(3)的不同區(qū)域，然后不同區(qū)域的圖像分別對(duì)應(yīng)多面反射體(4)的不同反射面，最終人們?cè)谄湟恢芏伎梢钥吹揭粋€(gè)三維圖像。通過調(diào)節(jié)透鏡陣列(2)成像關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)三維圖像物理尺寸的調(diào)節(jié)。多面反射體(4)具有很好的透射性，所以三維圖像具有很好的現(xiàn)實(shí)逼真感，就如同三維物體浮現(xiàn)在多面反射體(4)之中。本裝置可行性強(qiáng)，可用于商品展示，甚至可以作為一種三維圖像的通用顯示平臺(tái)。
【專利說明】限制發(fā)光角度可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種三維顯示裝置，尤其涉及一種限制發(fā)光角度可調(diào)節(jié)的360°
三維顯示裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著三維顯示技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)不能滿足于現(xiàn)有的二維圖像的展示，希望顯示出擁有三維立體感的圖片，可供人們更好的理解圖像的三維信息。三維技術(shù)正逐步走向商業(yè)化，如三維電影。但是，目前的三維電影都是需要佩戴眼鏡的，對(duì)于觀看者來說，非常不方便。為了實(shí)現(xiàn)裸眼的三維顯示技術(shù)，人們提出來許多方法。按可觀察的范圍劃分，可分為平面三維顯示技術(shù)和周視三維顯示技術(shù)，前者只能在顯示屏前面的180°范圍內(nèi)觀看，而后者卻是繞其一周可以觀看的三維顯示技術(shù)。因此，后者更有利于商品的立體展示。但是現(xiàn)有的可周視的三維顯示系統(tǒng)都是采用顯示器和三維再現(xiàn)系統(tǒng)集成一體的，而且成像的尺寸都是固定的，只能通過改變顯示圖像的大小來改變?cè)佻F(xiàn)三維圖像的大小。對(duì)于一套三維顯示系統(tǒng)，其再現(xiàn)的圖像大小只會(huì)小于其能顯示的圖像空間。對(duì)于小尺寸顯示屏，是無法再現(xiàn)大尺寸的三維圖像。本實(shí)用新型增加了可調(diào)節(jié)的放大成像系統(tǒng)，能簡易地實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)圖像尺寸的放大或縮小，從而實(shí)現(xiàn)了將小屏幕進(jìn)行大尺寸顯示的效果。
[0003]對(duì)于商品展示，要盡量能夠吸引觀眾的眼球。三維立體感能增加人們的觀賞興趣，同樣增加圖像的逼真感也是必不可少的。一般的三維顯示系統(tǒng)能滿足人們的三維立體感，但卻缺乏其顯示圖像的逼真感。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將觀看顯示圖像與現(xiàn)實(shí)環(huán)境相融合，給人一種完美的逼真感。本實(shí)用新型將顯示的圖像與現(xiàn)實(shí)背景相融合，就如同在現(xiàn)實(shí)環(huán)境里浮現(xiàn)出一個(gè)三維物體一般。
[0004]CN101373321公告了浙江大學(xué)的“360°懸浮式準(zhǔn)三維顯示裝置”專利技術(shù)，基于反射鏡像原理采用多個(gè)`平行鏡面使圖像具有很好的懸浮效果，可實(shí)現(xiàn)數(shù)十平米的大面積準(zhǔn)三維顯示。但該專利未設(shè)計(jì)自動(dòng)可調(diào)節(jié)的放大裝置，不可隨意改變?nèi)S圖像空間，且成像亮度較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種限制發(fā)光角度可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置。
[0006]解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0007]本限制發(fā)光角度可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置，包括顯示屏、透鏡陣列、全息定向散射屏、多面反射體。從下到上依次放置顯示屏、透鏡陣列、全息定向散射屏、多面反射體；顯示屏和透鏡陣列在光軸方向可以移動(dòng)調(diào)節(jié)，顯示屏、透鏡陣列和全息定向散射屏三者為共軛成像關(guān)系；所述的全息定向散射屏為全息記錄或微結(jié)構(gòu)的定向發(fā)光的散射屏，其發(fā)光的散射定向角水平方向?yàn)?°到90°。
[0008]本限制發(fā)光角度可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置，所說的顯示屏為LED顯示屏，OLED顯示屏，或LCD顯示屏；所述的多面反射體為2-9塊透明的玻璃、有機(jī)玻璃或PC材料組成的棱錐，其中玻璃、有機(jī)玻璃或PC材料的反射率為I %到50%，多面反射體的底部由遮光材料構(gòu)成。
[0009]本限制發(fā)光角度可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置，所說的透鏡陣列由2-9塊子透鏡組成，子透鏡為固定焦距的透鏡或電控液體可變焦透鏡。其中固定焦距的子透鏡為光學(xué)玻璃透鏡、菲涅爾透鏡、二元光學(xué)透鏡或全息透鏡。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:本限制發(fā)光角度可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置，采用沿光軸方向可調(diào)節(jié)透鏡陣列，實(shí)現(xiàn)了三維圖像空間的尺寸調(diào)節(jié)，使用者可以根據(jù)應(yīng)用場合的需要進(jìn)行自由放大或縮小圖像的尺寸，實(shí)現(xiàn)方案簡單且構(gòu)思巧妙。本裝置可以將顯示屏與其他整體系統(tǒng)相脫離，故而可以將此系統(tǒng)作為一個(gè)三維顯示平臺(tái)，人們只要掏出手機(jī)或其他小型顯示器，播放其圖像，就可以顯示物體的三維圖像，非常方便展示。本實(shí)用新型可以在各類展廳中推廣，應(yīng)用范圍及其廣泛，商業(yè)應(yīng)用前景非常遼闊。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本實(shí)用新型的全息定向散射屏的散射角示意圖。
[0013]圖3為本實(shí)用新型的n=3的多面反射體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4為本實(shí)用新型的n=4的透鏡陣列結(jié)構(gòu)俯視圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0015]本實(shí)用新型下面結(jié)合實(shí)施例并參照附圖作進(jìn)一步詳述:參見圖1，本限制發(fā)光角度可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置由顯示屏1、透鏡陣列2、全息定向散射屏3、多面反射體4組成。從下到上依次放置顯`示屏1、透鏡陣列2、全息定向散射屏3、多面反射體4 ;顯示屏I和透鏡陣列2在光軸方向可以移動(dòng)調(diào)節(jié)，顯示屏1、透鏡陣列2和全息定向散射屏3三者為共軛成像關(guān)系；所述的全息定向散射屏3為全息記錄或微結(jié)構(gòu)的定向發(fā)光的散射屏，其發(fā)光的散射定向角水平方向?yàn)?°到90°。當(dāng)人們位于不同方位時(shí)，可以從多面反射體4的不同反射面看到三維圖像的不同側(cè)面。同時(shí)，不同側(cè)面的三維圖像應(yīng)根據(jù)實(shí)際不同面之間的夾角來設(shè)置不同側(cè)面的圖像初始顯示相位，故而觀察者圍繞該裝置繞走觀看時(shí)，不同側(cè)面的圖像是連續(xù)過度的，讓觀察者更覺得自然。
[0016]本限制發(fā)光角度可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置，所述的顯示屏I為LED顯示屏，OLED顯示屏，或IXD顯示屏，所以顯示屏I可以是手機(jī)顯示屏或平板電腦的顯示屏。參見圖2，所述的全息定向散射屏3的散射角a是由可視范圍的高度H和最小可視距離D決定，散射角a=2|arctan(H / D) |。所述的多面反射體4為2_9塊透明的玻璃、有機(jī)玻璃或PC材料組成的棱錐，其中玻璃、有機(jī)玻璃或PC材料的反射率為1%到50%，多面反射體4的底部由遮光材料構(gòu)成。當(dāng)多面反射體4的反射面數(shù)n=3時(shí)，多面反射體4參見圖3，由三個(gè)反射面和一個(gè)底面組成，底面為遮光材料組成。為了增加虛擬現(xiàn)實(shí)的效果，也可以在多面反射體4里面放置一些物體或添置一些美輪美奐的燈光效果。
[0017]本限制發(fā)光角度可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置，所述的透鏡陣列2由n塊子透鏡5組成，當(dāng)n=4時(shí)，透鏡陣列2參見圖4，由4塊子透鏡5緊密相連組成。子透鏡5為固定焦距的透鏡或電控液體可變焦透鏡。其中固定焦距的透鏡為光學(xué)玻璃透鏡、菲涅爾透鏡、二元光學(xué)透鏡或全息透鏡。
[0018]本限制發(fā)光角度可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置就是利用多面反射體4將三維圖像巧妙地翻轉(zhuǎn)90°，使其垂直立于三維物理空間；由于多面反射體4前后兩面都是由半透明的玻璃、有機(jī)玻璃或PC材料組成，故而大大增強(qiáng)了顯示三維圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)感，即更具逼真感。通過顯示屏I和透鏡陣列2的光軸方向的位置可調(diào)，很好地實(shí)現(xiàn)了將一個(gè)小的三維圖像放大或?qū)⒁粋€(gè)大的三維圖像縮小的功能，由于在現(xiàn)實(shí)中實(shí)際三維物體的物理尺寸是不一樣的，本實(shí)用新型可以更方便人們調(diào)節(jié)顯示三維圖像的空間大小使其與實(shí)際尺寸一致，更具逼真感，同時(shí)也讓人們對(duì)某產(chǎn)品的實(shí)際尺寸有更深刻的理解。
【權(quán)利要求】
1.一種限制發(fā)光角度的可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置，其特征在于，包括顯示屏(I)、透鏡陣列(2)、全息定向散射屏(3)、多面反射體(4);從下到上依次放置顯示屏(I)、透鏡陣列⑵、全息定向散射屏(3)、多面反射體⑷；顯示屏⑴和透鏡陣列⑵在光軸方向可以移動(dòng)調(diào)節(jié)，顯示屏(I)、透鏡陣列(2)和全息定向散射屏(3)三者為共軛成像關(guān)系；所述的全息定向散射屏(3)為全息記錄或微結(jié)構(gòu)的定向發(fā)光的散射屏，其發(fā)光的散射定向角水平方向?yàn)?°到90。。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種限制發(fā)光角度的可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置，其特征在于，所述的顯示屏(I)為LED顯示屏，OLED顯示屏，或LCD顯示屏；所述的多面反射體(4)為2-9塊透明的玻璃、有機(jī)玻璃或PC材料組成的棱錐，其中玻璃、有機(jī)玻璃或PC材料的反射率為1%到50%，多面反射體的底部由遮光材料構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種限制發(fā)光角度的可調(diào)節(jié)的360°三維顯示裝置，其特征在于，所述的透鏡陣列(2)由2-9塊子透鏡(5)組成，子透鏡為固定焦距的透鏡或電控液體可變焦透鏡；其中固定焦距的子透鏡為光學(xué)玻璃透鏡、菲涅爾透鏡、二元光學(xué)透鏡或全息透鏡。
【文檔編號(hào)】G02B27/22GK203405633SQ201320298475
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月24日
【發(fā)明者】戴朝卿, 王悅悅 申請(qǐng)人:浙江農(nóng)林大學(xué)