專利名稱：空間掃描式全方位3d顯示設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利是為實(shí)現(xiàn)在空間中直接顯示立體的實(shí)物或場(chǎng)景影像，并能準(zhǔn)確顯示各個(gè)部分相對(duì)位置和大小。
背景技術(shù)：
目前，各種關(guān)于3D的顯示技術(shù)絕大部分是基于平面顯示設(shè)備的模擬立體技術(shù)，無法實(shí)現(xiàn)精確呈現(xiàn)立體的實(shí)物以及場(chǎng)景影像的實(shí)際相對(duì)位置和大小。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)在空間中直接呈現(xiàn)立體的實(shí)物或場(chǎng)景影像，以及其相對(duì)大小和位置，本發(fā)明提供一種空間立體顯示設(shè)備，通過準(zhǔn)確控制一定范圍內(nèi)空間中任意一點(diǎn)的發(fā)光與否實(shí)現(xiàn)空間中立體的顯示。本技術(shù)發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是利用真空罩實(shí)現(xiàn)內(nèi)部元件的精準(zhǔn)工作。核心部件是180°螺旋熒光屏(下文簡(jiǎn)稱螺旋熒光屏)和精確高頻平行電子發(fā)射裝置(或精確高頻平行光發(fā)射裝置)，其中螺旋熒光屏的幾何特性是從上向下看，一根水平放置的線段繞其中點(diǎn)逆時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)180°的同時(shí)勻速豎直向下運(yùn)動(dòng)所掃過的曲面。 螺旋熒光屏繞其軸線在豎直平面內(nèi)以η轉(zhuǎn)/秒的速度旋轉(zhuǎn)，可以完成對(duì)空間的2η次/秒的掃描。精確高頻平行電子發(fā)射裝置(或精確高頻平行光發(fā)射裝置)沿螺旋熒光屏軸線按一定程序發(fā)射高頻電子或光線，可以把螺旋熒光屏上確定的位置點(diǎn)亮，配合螺旋熒光屏的周期性旋轉(zhuǎn)，可以把空間中確定的點(diǎn)點(diǎn)亮2η次/秒，當(dāng)2η > 30時(shí)，由于人的視覺暫留，可以實(shí)現(xiàn)視覺上的精確呈現(xiàn)立體的實(shí)物或場(chǎng)景影像以及其實(shí)際相對(duì)位置和大小。本技術(shù)發(fā)明的有益效果是，更直觀的展示立體模型和場(chǎng)景動(dòng)態(tài)，配合特定軟件可以實(shí)現(xiàn)直觀的定點(diǎn)放大。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖1為總體，圖2為真空罩圖示，圖3為180°螺旋熒光屏，圖4為精確高頻平行光發(fā)射裝置示意圖，圖5為程序采用的空間直角坐標(biāo)系樣式。其中序號(hào)如下①真空罩，要求足夠的強(qiáng)度和透明度，實(shí)際使用中可擴(kuò)展成整體(圓柱側(cè)面和頂面)觸屏控制。②180°螺旋熒光屏，要求嚴(yán)格的幾何特性(以便精確定位顯示)，足夠的剛度 (高速旋轉(zhuǎn)中基本不變形)，一定的透明度滿足任意角度的觀看。③精確高頻平行電子發(fā)射裝置(或精確高頻平行光發(fā)射裝置)。④螺旋熒光屏定位環(huán)，定位螺旋熒光屏旋轉(zhuǎn)位置并提供動(dòng)力，在螺旋熒光屏工作時(shí)時(shí)刻監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)速反饋并調(diào)整螺旋屏精確的轉(zhuǎn)速。⑤180°螺旋熒光屏。
⑥凸透鏡，將⑧提供的精確高頻錐型光束轉(zhuǎn)換為平行光束。⑦精確高頻平行光發(fā)射裝置保護(hù)外殼。⑧精確高頻投影裝置。
具體實(shí)施例方式內(nèi)部程序計(jì)算方式(采用平行光方案時(shí))空間任意一點(diǎn)坐標(biāo)(X，y, ζ)，精確高頻平行光發(fā)射裝置發(fā)射的粒子(高頻平行光按粒子分析)的坐標(biāo)為(xl，yl, zl)，xl、yl為平面坐標(biāo)，zl為時(shí)間的函數(shù)，其中χ = xl，y = yl，控制粒子發(fā)光(光束在螺旋熒光屏漫反射的位置)的高度zl即可。令螺旋屏底部線段與χ軸重合時(shí)為時(shí)刻t，螺旋屏高度為h，螺旋屏按從上向下看順時(shí)針的方向以η轉(zhuǎn)/秒的速度旋轉(zhuǎn)，則zl =t+Z/0^2n)+A*l/(2n)
秒，A為自然數(shù)。這樣就實(shí)現(xiàn)了空間中確定點(diǎn)的點(diǎn)亮，可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)立體實(shí)體的呈現(xiàn)，配合變換程序即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)立體影像的呈現(xiàn)。采用高頻電子發(fā)射方案時(shí)，應(yīng)考慮到周圍電場(chǎng)、磁場(chǎng)的干擾，于是真空罩應(yīng)加設(shè)屏蔽功能。由于電子有不可忽略的速度(相對(duì)于光束的速度)，應(yīng)在zl的取值是應(yīng)減去速度造成的延遲。正常工作時(shí)，180°螺旋熒光屏繞豎直的軸按從上向下看順時(shí)針方向以η轉(zhuǎn)/秒的速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，下方速度反饋裝置隨時(shí)監(jiān)控轉(zhuǎn)速保證轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，精確高頻平行電子發(fā)射裝置(或精確高頻平行光發(fā)射裝置)以設(shè)定的程序發(fā)射平行離子，在空間中實(shí)現(xiàn)精確點(diǎn)亮任意需要點(diǎn)亮的點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)在空間中直接呈現(xiàn)立體的實(shí)物或場(chǎng)景影像。將真空罩外部(圓柱側(cè)面和頂面)設(shè)置多點(diǎn)觸摸裝置，可實(shí)現(xiàn)更多的功能和特性設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種空間掃描式3D顯示設(shè)備和方法，其特征是通過繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的螺旋屏實(shí)現(xiàn)對(duì)一定范圍內(nèi)空間的高速掃描，以沿螺旋熒光屏軸線方向發(fā)射高頻平行粒子(電子或光束)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)空間任意點(diǎn)的點(diǎn)亮，配合相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)空間實(shí)物和立體場(chǎng)景影像的呈現(xiàn)。
2.根據(jù)本技術(shù)的設(shè)計(jì)思路，任何采用平面或螺旋曲面掃描空間來實(shí)現(xiàn)空間的定點(diǎn)顯示的設(shè)備都屬于本專利范圍。
3.根據(jù)本技術(shù)的設(shè)計(jì)思路，利用平面或螺旋曲面自身發(fā)光，然后通過旋轉(zhuǎn)掃描空間來實(shí)現(xiàn)空間顯示的設(shè)計(jì)屬于本專利。
4.根據(jù)本專利的設(shè)計(jì)思路，精確高頻平行電子發(fā)射裝置(或精確高頻平行光發(fā)射裝置)發(fā)射的粒子，本身可以控制與粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直面內(nèi)的坐標(biāo)，通過控制與熒光屏周期性的接觸實(shí)現(xiàn)空間點(diǎn)的點(diǎn)亮。
全文摘要
一種用于直接呈現(xiàn)立體實(shí)物以及立體影像的，空間掃描式全方位3D顯示設(shè)備和方法。通過周期性旋轉(zhuǎn)的180°螺旋熒光屏實(shí)現(xiàn)對(duì)一定范圍內(nèi)的空間的周期性掃描，以沿螺旋熒光屏軸線方向發(fā)射高頻平行粒子(電子或光束)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)空間任意點(diǎn)的點(diǎn)亮，配合相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)空間實(shí)物和立體場(chǎng)景影像的呈現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04N13/00GK102487445SQ20101057415
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者韓石修 申請(qǐng)人:韓石修