一种多维全息裸眼3D展示装置

一种多维全息裸眼3d展示装置
技术领域
1.本发明涉及3d技术领域，尤其是一种多维全息裸眼3d展示装置。


背景技术：

2.通常人都是用双眼来辨认三维空间的物体的，在观看空间某个对象时，人的双眼就从左右两边稍有差别的角度进行观察，由于存在角度上的偏差，反映在大脑中就会产生“立体视觉”，两个画面组合在一起，便产生立体感，从而能够判断物体的前后关系，这种被观察的物体在人的左右眼视网膜上所形成的像的差异就是双眼视差。视差的产生对立体视觉的形成起着非常重要的作用。目前实现视差式3d显示的主流方法有两种：眼镜式和裸眼式。眼镜式的3d显示技术发展的已经很成熟，但是佩戴眼镜不方便，不能模拟真实的立体观察场景，因而裸眼式的3d显示技术成为科学工作者研究的热点。
3.全息投影技术属于3d技术的一种，是利用干涉原理记录并再现物体真实的三维图像的技术，这种显示技术具有很强的可观性，所重建的影像和人们实际观看到的空间物体的情况相同，因而被大多数学者认为是未来最为理想的三维显示技术。
4.全息风扇是一种通过led风扇旋转与灯珠发亮，借助人眼pov视觉暂留原理，实现裸眼3d体验的全息产品。现有的全息风扇的显示技术本质上只是二维平面的显示方式，只是利用了角度错位，无法展示景深信息，其主要通过成像目标与背景环境的深度差来达到伪全息的显示效果。
5.因此，这种伪全息产品的显示效果不仅受角度、光线等因素的限制影响，还会因为灯珠之间有间隔导致显示画面有条纹和痕迹，看上去不仅会显得平面化，缺乏立体效果，还会导致成像效果差，带有痕迹不够清晰，严重影响展示效果，应用场景较为局限。


技术实现要素：

6.本发明为了解决上述存在的技术问题，提供一种多维全息裸眼3d展示装置。
7.本发明的技术方案是这样实现的：
8.一种多维全息裸眼3d展示装置，包括旋转机构、固定机构和滑环机构，所述旋转机构包括三棱镜组、保护壳、磁环和电机输出端，所述三棱镜组设置在旋转机构上端，所述三棱镜组下端嵌入至连接框内，所述连接框下端固定连接有保护壳，所述保护壳中心设置有凹槽，所述凹槽内设置有屏幕，所述保护壳下端通过螺钉连接有滑环机构，所述保护壳下方设置有中空编码器，所述中空编码器包括磁环和第一电路板，所述固定机构包括第一电路板、中空电机和固定底座，所述第一电路板下方连接有中空电机，所述中空电机中间设置有电机输出端，所述中空电机下端固定连接有固定底座，所述固定底座内部设置有第二电路板，所述固定底座与滑环机构连接。
9.进一步的，所述三棱镜组包括两个相同的横截面为等腰直角三角形的三棱镜，所述三棱镜两两之间通过各自面积最大的斜面胶合一起组成透明长方体，所述胶合面镀有分光膜。
10.进一步的，所述保护壳包括壳盖和壳体，所述壳盖与连接框固定连接，所述壳盖和壳体通过螺钉连接。
11.进一步的，所述屏幕包括上层的玻璃液晶板和下层的底座铝板，所述底座铝板下端通过fpc排线连接有驱动板。
12.进一步的，所述滑环机构贯穿中空编码器、中空电机和固定底座的中心，所述滑环机构包括上滑环和下滑环，所述上滑环与下滑环活动连接，所述上滑环顶部通过连接环与旋转机构中的保护壳螺钉连接，所述下滑环底部与固定机构中的固定底座相连。
13.进一步的，所述滑环机构内部中心设置有电线，所述电线贯穿出上滑环顶端和下滑环底端，所述电线两端分别连接有上插头和下插头，所述上插头连接驱动板，所述下插头连接第二电路板。
14.进一步的，所述磁环与第一电路板相距3mm，所述磁环中心固定连接有磁环底座，所述磁环底座通过螺钉连接保护壳。
15.进一步的，所述第一电路板设置为四分之三环，所述第一电路板内设置有编码器芯片，所述第一电路板通过三组安装孔螺钉连接中空电机。
16.进一步的，所述固定底座侧边设置有接口槽，所述接口槽内设置有电源接口、内容输入接口及拓展接口，所述电源接口、内容输入接口及拓展接口与第二电路板连接。
17.进一步的，所述电机输出端设置有多组圆孔和椭圆孔，所述电机输出端通过圆孔与保护壳螺钉连接。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过利用两个相同的三棱镜组成一个透明的长方体作为全息成像介质，并在胶合面镀上分光膜使入射的光线分叉，使一部分光线反射传播至人眼中而另一部分光线透射出去，而通过屏幕发出的光线进入透明的三棱镜组中不会产生间隔，且透明介质使观看无角度限制，因而成像画面会顺畅无条纹无痕，再通过电机驱动滑环机构旋转运动，带动三棱镜组和屏幕以滑环机构为轴进行旋转，从二维平面旋转从而形成真正的三维立体成像显示，且在任意角度均能观看到完好的三维立体显示画面，因此本发明具有良好的市场前景。
附图说明
19.图1是本发明一种多维全息裸眼3d展示装置的结构示意图。
20.图2是本发明一种多维全息裸眼3d展示装置的正视图。
21.图3是本发明一种多维全息裸眼3d展示装置的剖视图。
22.图4是本发明一种多维全息裸眼3d展示装置的半剖图。
23.图5是本发明一种多维全息裸眼3d展示装置的滑环机构的正视图。
24.1-旋转机构；2-固定机构；3-固定底座；4-接口槽；5-拓展接口；6-内容输入接口；7-电源接口；8-中空电机；9-壳体；10-壳盖；11-保护壳；12-连接框；13-三棱镜组；14-三棱镜；15-磁环；16-第一电路板；17-编码器芯片；18-中空编码器；19-磁环底座；20-凹槽；21-玻璃液晶板；22-底座铝板；23-滑环机构；24-电线；25-第二电路板；26-驱动板；27-屏幕；28-安装孔；29-电机输出端；30-圆孔；31-椭圆孔；32-连接环；33-上插头；34-下插头；35-下滑环；36-上滑环。
具体实施方式
25.如图1-5所示，本发明提供一种多维全息裸眼3d展示装置，为加深本发明的理解，下面将结合实施案例对本发明作进一步详述。本发明可通过如下方式实施：
26.一种多维全息裸眼3d展示装置，包括旋转机构1、固定机构2和滑环机构23，所述旋转机构1包括三棱镜组13、保护壳11、磁环15和电机输出端29，旋转机构1包含可旋转运动的组件，所述三棱镜组13在旋转机构1上端，三棱镜14能够使复色光在通过棱镜时发生色散，所述三棱镜组13下端嵌入至连接框12内，连接框12能够固定三棱镜组13且使三棱镜组13与下方机构稳定相连，所述连接框12下端固定连接有保护壳11，所述保护壳11中心有凹槽20，所述凹槽20内有屏幕27，屏幕27能够稳定放置在凹槽20内，所述保护壳11下端通过螺钉连接有滑环机构23，所述保护壳11下方有中空编码器18，中空编码器18相当于角度传感器一样，能够检测旋转机构1的旋转角度，所述中空编码器18包括磁环15和第一电路板16，所述固定机构2包括第一电路板16、中空电机8和固定底座3，固定机构2包含着固定不可运动的组件，所述第一电路板16下方连接有中空电机8，中空电机8控制旋转机构1的运动，所述中空电机8中间有电机输出端29，中空电机8发出的控制信号通过电机输出端29来操作运行，所述中空电机8下端固定连接有固定底座3，固定底座3是稳定整个装置的重要部件，提高装置的结构稳定性，所述固定底座3内部有第二电路板25，所述固定底座3与滑环机构23连接。
27.进一步的，所述三棱镜组13包括两个相同的横截面为等腰直角三角形的三棱镜14，所述三棱镜14两两之间通过各自面积最大的斜面胶合一起组成透明长方体，所述胶合面镀有分光膜，三棱镜14是由透明材料制成的光学仪器，利用三棱镜14能够将下方屏幕27里所发出的光线反射至正前方，而在胶合面镀上分光膜能够让入射的光线分叉，一部分反射至人眼，而另一部分透射出去。
28.进一步的，所述保护壳11包括壳盖10和壳体9，所述壳盖10与连接框12固定连接，使保护壳11与连接框12联动，进而与三棱镜组13联动，所述壳盖10和壳体9通过螺钉连接，通过设置壳盖10方便保护壳11体9内放置的屏幕27。
29.进一步的，所述屏幕27包括上层的玻璃液晶板21和下层的底座铝板22，展示内容的光线由玻璃液晶板21所发出，采用玻璃透明材质能够使光线不受损无痕迹完整散发出，所述底座铝板22下端通过fpc排线连接有驱动板26，底座用于连接固定玻璃液晶板21，驱动板26能够接收展示内容信号，并传递至屏幕27从而驱动屏幕27散发出光线。
30.进一步的，所述滑环机构23贯穿中空编码器18、中空电机8和固定底座3的中心，所述滑环机构23包括上滑环36和下滑环35，所述上滑环36与下滑环35活动连接，上下滑环35的运动状态互不受影响，所述上滑环36顶部通过连接环32与旋转机构1中的保护壳11螺钉连接，上滑环36控制旋转机构1的运动状态，使旋转机构1做曲线运动，所述下滑环35底部与固定机构2中的固定底座3相连，下滑环35控制固定机构2的运动状态，使固定机构2保持静止。
31.进一步的，所述滑环机构23内部中心有电线24，电线24用于传输电流以及传导信号以驱动屏幕27，所述电线24贯穿出上滑环36顶端和下滑环35底端，所述电线24两端分别连接有上插头33和下插头34，所述上插头33连接驱动板26，用于传电和信号给驱动板26，所述下插头34连接第二电路板25，用于从第二电路板25中接收电和信号。
32.进一步的，所述磁环15与第一电路板16相距3mm，距离短以保证磁力有效，所述磁
环15中心固定连接有磁环底座19，所述磁环底座19通过螺钉连接保护壳11，使磁环15和保护壳11联动。
33.进一步的，所述第一电路板16设为四分之三环，节约成本，所述第一电路板16内有编码器芯片17，编码器芯片17能够通过磁力检测磁环的旋转角度，以得到屏幕27播放画面所对应的角度，一方面通过旋转角度反馈至中空电机8控制转速，另一方面实时反馈屏幕27显示角度位置至第二电路板25从而控制顺畅播放下一角度画面，从而所述第一电路板16通过三组安装孔28螺钉连接中空电机8。
34.进一步的，所述固定底座3侧边有接口槽4，所述接口槽4内有电源接口7、内容输入接口6及拓展接口5，所述电源接口7、内容输入接口6及拓展接口5与第二电路板25连接，利用电源接口7外接电源使设备通电，利用内容输入接口6输入播放内容信号。
35.进一步的，所述电机输出端29有多组圆孔30和椭圆孔31，圆孔30用作安装，椭圆孔31使结构轻量化，所述电机输出端29通过圆孔30与保护壳11螺钉连接，使电机输出端29与保护壳11联动。
36.实施例1
37.一种多维全息裸眼3d展示装置，包括旋转机构1、固定机构2和滑环机构23，所述旋转机构1包括三棱镜组13、保护壳11、磁环15和电机输出端29，所述三棱镜组13在旋转机构1上端，所述三棱镜组13下端嵌入至连接框12内，所述连接框12下端固定连接有保护壳11，所述保护壳11中心有凹槽20，所述凹槽20内有屏幕27，所述保护壳11下端通过螺钉连接有滑环机构23，所述保护壳11下方有中空编码器18，所述中空编码器18包括磁环15和第一电路板16，所述固定机构2包括第一电路板16、中空电机8和固定底座3，所述第一电路板16下方连接有中空电机8，所述中空电机8中间有电机输出端29，所述中空电机8下端固定连接有固定底座3，所述固定底座3内部有第二电路板25，所述固定底座3与滑环机构23连接。
38.本发明工作流程如下：
39.接通电源，通过usb将播放内容通过内容输入端输入至第二电路板25中，通过滑环机构23中的电线24传输至驱动板26中，从而传输至屏幕27，中空电机8控制上滑环36带动保护壳11从而带动整个旋转机构1开始做旋转曲线运动，而下滑环35连接固定机构2保持静止，于是屏幕27和三棱镜组13开始旋转，从二维平面画面旋转形成三维立体画面，三棱镜组13内部展示出全息裸眼3d画面，第一电路板16检测磁环15的旋转角度，反馈数据给中空电机8控制转速，同时反馈数据至第二电路板25使播放画面保持顺畅，观众可从不同角度观看，均呈现无痕立体的最佳画面。
40.实施例2
41.一种多维全息裸眼3d展示装置，包括旋转机构1、固定机构2和滑环机构23，所述旋转机构1包括三棱镜组13、保护壳11、磁环15和电机输出端29，所述三棱镜组13在旋转机构1上端，所述三棱镜组13下端嵌入至连接框12内，所述连接框12下端固定连接有保护壳11，所述保护壳11中心有凹槽20，所述凹槽20内有屏幕27，所述保护壳11下端通过螺钉连接有滑环机构23，所述保护壳11下方有中空编码器18，所述中空编码器18包括磁环15和第一电路板16，所述固定机构2包括第一电路板16、中空电机8和固定底座3，所述第一电路板16下方连接有中空电机8，所述中空电机8中间有电机输出端29，所述中空电机8下端固定连接有固定底座3，所述固定底座3内部有第二电路板25，所述固定底座3与滑环机构23连接。
42.当所需展示画面为二维平面图像时，本发明工作流程可以如下：
43.接通电源，通过数据线外接设备将播放内容通过内容输入端输入至第二电路板25中，通过滑环机构23中的电线24传输至驱动板26中，从而传输至屏幕27，滑环机构23、旋转机构1和固定机构2全体保持静止，屏幕27直接将播放内容转化为光线散发至三棱镜组13中，形成无痕的二维平面图像，观众从正前方观看的效果最佳。
44.前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

技术特征：
1.一种多维全息裸眼3d展示装置，其特征在于：包括旋转机构(1)、固定机构(2)和滑环机构(23)，所述旋转机构(1)包括三棱镜组(13)、保护壳(11)、磁环(15)和电机输出端(29)，所述三棱镜组(13)设置在旋转机构(1)上端，所述三棱镜组(13)下端嵌入至连接框(12)内，所述连接框(12)下端固定连接有保护壳(11)，所述保护壳(11)中心设置有凹槽(20)，所述凹槽(20)内设置有屏幕(27)，所述保护壳(11)下端通过螺钉连接有滑环机构(23)，所述保护壳(11)下方设置有中空编码器(18)，所述中空编码器(18)包括磁环(15)和第一电路板(16)，所述固定机构(2)包括第一电路板(16)、中空电机(8)和固定底座(3)，所述第一电路板(16)下方连接有中空电机(8)，所述中空电机(8)中间设置有电机输出端(29)，所述中空电机(8)下端固定连接有固定底座(3)，所述固定底座(3)内部设置有第二电路板(25)，所述固定底座(3)与滑环机构(23)连接。2.根据权利要求1所述的一种多维全息裸眼3d展示装置，其特征在于：所述三棱镜组(13)包括两个相同的横截面为等腰直角三角形的三棱镜(14)，所述三棱镜(14)两两之间通过各自面积最大的斜面胶合一起组成透明长方体，所述胶合面镀有分光膜。3.根据权利要求1所述的一种多维全息裸眼3d展示装置，其特征在于：所述保护壳(11)包括壳盖(10)和壳体(9)，所述壳盖(10)与连接框(12)固定连接，所述壳盖(10)和壳体(9)通过螺钉连接。4.根据权利要求1所述的一种多维全息裸眼3d展示装置，其特征在于：所述屏幕(27)包括上层的玻璃液晶板(21)和下层的底座铝板(22)，所述底座铝板(22)下端通过fpc排线连接有驱动板(26)。5.根据权利要求1所述的一种多维全息裸眼3d展示装置，其特征在于：所述滑环机构(23)贯穿中空编码器(18)、中空电机(8)和固定底座(3)的中心，所述滑环机构(23)包括上滑环(36)和下滑环(35)，所述上滑环(36)与下滑环(35)活动连接，所述上滑环(36)顶部通过连接环(32)与旋转机构(1)中的保护壳(11)螺钉连接，所述下滑环(35)底部与固定机构(2)中的固定底座(3)相连。6.根据权利要求5所述的一种多维全息裸眼3d展示装置，其特征在于：所述滑环机构(23)内部中心设置有电线(24)，所述电线(24)贯穿出上滑环(36)顶端和下滑环(35)底端，所述电线(24)两端分别连接有上插头(33)和下插头(34)，所述上插头(33)连接驱动板(26)，所述下插头(34)连接第二电路板(25)。7.根据权利要求1所述的一种多维全息裸眼3d展示装置，其特征在于：所述磁环(15)与第一电路板(16)之间相距3mm，所述磁环(15)中心固定连接有磁环底座(19)，所述磁环底座(19)通过螺钉连接保护壳(11)。8.根据权利要求1所述的一种多维全息裸眼3d展示装置，其特征在于：所述第一电路板(16)设置为四分之三环，所述第一电路板(16)内设置有编码器芯片(17)，所述第一电路板(16)通过三组安装孔(28)螺钉连接中空电机(8)。9.根据权利要求1所述的一种多维全息裸眼3d展示装置，其特征在于：所述固定底座(3)侧边设置有接口槽(4)，所述接口槽(4)内设置有电源接口(7)、内容输入接口(6)及拓展接口(5)，所述电源接口(7)、内容输入接口(6)及拓展接口(5)与第二电路板(25)连接。10.根据权利要求1所述的一种多维全息裸眼3d展示装置，其特征在于：所述电机输出端(29)设置有多组圆孔(30)和椭圆孔(31)，所述电机输出端(29)通过圆孔(30)与保护壳
(11)螺钉连接。

技术总结
本发明公开了一种多维全息裸眼3D展示装置，包括旋转机构、固定机构和滑环机构，所述旋转机构包括三棱镜组、保护壳、磁环和电机输出端，所述保护壳中心设置有凹槽，所述凹槽内设置有屏幕，所述保护壳下端通过螺钉连接有滑环机构，所述保护壳下方设置有中空编码器，所述中空编码器包括磁环和第一电路板，所述固定机构包括第一电路板、中空电机和固定底座，所述固定底座内部设置有第二电路板，所述固定底座与滑环机构连接；本发明能够从二维平面旋转形成真正的三维立体成像显示，观看无角度限制，成像画面顺畅无条纹无痕，使观众无需佩戴3D眼镜，裸眼便能在任意角度均能观看到完好的三维立体显示全息画面，具有良好的市场前景。具有良好的市场前景。具有良好的市场前景。


技术研发人员：李维
受保护的技术使用者：广州美术学院
技术研发日：2023.07.03
技术公布日：2023/10/5