專利名稱：以led為顯示光源的大尺寸動(dòng)態(tài)圖像懸浮顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像顯示技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種大型動(dòng)態(tài)圖像懸浮顯示裝置。
背景技術(shù)：
以LED顯示器作為顯示光源的動(dòng)態(tài)圖像懸浮顯示裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是它可以對物 體的動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行大幅面、高分辨率、高對比度、立體的懸浮展示。并且觀察者不需要借助 任何其它器材就可以在寬廣的視場和視距范圍內(nèi)隨心所欲地觀看。與本發(fā)明最為接近的已有技術(shù)是丹麥的蘭博(RAMB0LL)公司生產(chǎn)的——多方位三 維顯示(CheOpticS360)系統(tǒng)。如圖1所示，包括投影儀1和顯示裝置。顯示裝置包括屏幕 2和鍍膜反射鏡3，觀看者4在顯示裝置的外側(cè)。顯示裝置的屏幕2是由形狀大小相同的四 個(gè)等腰直角三角形組成，屏幕2水平放置，大小相同的四個(gè)等腰直角三角形組成一個(gè)正方 形屏幕，四個(gè)等腰直角三角形的頂點(diǎn)位于正方形屏幕的中心。投影儀1位于屏幕2的正上 方，并位于正方形屏幕的中心軸線上；鍍膜反射鏡3也是由四塊等腰三角形鍍膜反射鏡組 成，每塊鍍膜反射鏡的頂角頂點(diǎn)落在正方形屏幕2的中心并與其成45°角放置，四塊鍍膜 反射鏡3組成金字塔形狀。觀看者4在顯示裝置外側(cè)觀察，觀察高度與鍍膜反射鏡3的高 度一致且正對鍍膜反射鏡3時(shí)觀察效果最好。通過投影儀1可將影像投影到屏幕2上，屏 幕2上的影像通過鍍膜反射鏡3反射到前方，被觀看者4接收，觀察到具有懸浮視差的動(dòng)態(tài) 圖像。多方位三維顯示(CheoptiCS360)系統(tǒng)的缺點(diǎn)是(1)該系統(tǒng)用投影儀作為顯示光 源。由于投影儀有固有的分辨率，所以圖像畫幅越大，分辨率和對比度就越低。這限制了其 畫幅的尺寸；(2)該系統(tǒng)單幅圖像對投影儀分辨率的利用率很低。該技術(shù)是將投影儀投在 屏幕上的圖像分成四個(gè)區(qū)域，四個(gè)區(qū)域分別對應(yīng)四個(gè)方向所觀察到的圖像，導(dǎo)致單幅圖像 的分辨率利用率不足1/4。另外，作為該技術(shù)顯示裝置的鍍膜反射鏡的可利用面積很小。其 像面只有與金字塔縱向中截面相內(nèi)切的一個(gè)矩形區(qū)域，面積大小不足反射玻璃面積的1/2。 所以，該系統(tǒng)的單幅圖像的綜合分辨率利用率不到投影儀分辨率的1/8 ； (3)該系統(tǒng)中鍍膜 反射鏡以45°放置，使橫向尺寸相對比較大；(4)該系統(tǒng)沒有消雜光裝置，雜光對動(dòng)態(tài)懸浮 圖像的對比度影響很大。本

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明目的在于解決對大畫幅、高分辨率、高對比 度動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行懸浮顯示的技術(shù)問題，促進(jìn)動(dòng)態(tài)圖像懸浮顯示技術(shù)在大畫幅商業(yè)展示、廣 告宣傳等方面的實(shí)用化。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種以LED作為顯示光源的大尺寸動(dòng)態(tài)圖像懸 浮顯示裝置。解決技術(shù)問題的技術(shù)方案如圖2所示，本發(fā)明示意圖采用右手螺旋直角坐標(biāo) 系。整個(gè)系統(tǒng)包括鍍膜反射玻璃5、全息膜層6、鍍膜濾光鏡7、LED顯示陣列8、圖像處理 電路單元9、存儲(chǔ)器10、外接口 11、下殼體12、上殼體13、成像區(qū)域14、支撐橫梁15、背景照 明系統(tǒng)16、電源插座17 ；上殼體13的內(nèi)腔形成了成像區(qū)域14，上殼體13的頂蓋邊緣和下殼體上方的支撐橫梁15對鍍膜反射玻璃5形成支撐，鍍膜反射玻璃5為長方形鍍了半透半 反膜的光學(xué)玻璃，短邊沿z軸方向水平放置，長邊與x軸成60°夾角放置，鍍膜反射玻璃5 的上、下兩個(gè)短邊用壓條分別壓緊在上殼體13頂蓋的邊緣上和支撐橫梁15上；全息膜層6 貼在鍍膜反射玻璃5的外表面；下殼體12為下支撐組件，上表面敞開，以便透光，下殼體12 的腔內(nèi)安裝有顯示光源、圖像處理電路單元、存儲(chǔ)器、背景照明系統(tǒng)和電源插座；作為系統(tǒng) 顯示光源的LED顯示陣列8為LED顯示陣列單元拼接起來的長方形顯示陣列，短邊沿z軸 方向水平放置，長邊與x軸成30°夾角放置在支撐框架上，鍍膜濾光鏡7緊貼在LED顯示 陣列8的表面上；圖像處理電路單元9、存儲(chǔ)器10、背景照明系統(tǒng)16、電源插座17放置在下 殼體12腔內(nèi)偏下部位的適當(dāng)位置；外接口 11與存儲(chǔ)器10連接，以便實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)；存儲(chǔ) 器10與圖像處理單元9相連接，提供數(shù)字圖像數(shù)據(jù)；圖像處理電路單元9與LED顯示陣列 8相連接，以便經(jīng)過處理的數(shù)字圖像從LED顯示陣列8上顯示出來；背景照明系統(tǒng)16水平 放置在下殼體12內(nèi)、在上殼體13的正下方位置。工作原理為初始圖像數(shù)據(jù)可存于存儲(chǔ)器10中，也可以由外接口 11輸入更新，外 接口 11可與計(jì)算機(jī)等存儲(chǔ)介質(zhì)相連。圖像處理電路單元9從存儲(chǔ)器10中提取數(shù)據(jù)，并處理 成為可形成懸浮視差的動(dòng)態(tài)圖像數(shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào)輸出至LED顯示陣列8中，LED 顯示陣列內(nèi)部的顯示驅(qū)動(dòng)電路將這些數(shù)字信號(hào)變?yōu)閯?dòng)態(tài)圖像顯示出來。鍍膜濾光鏡7放置 在LED顯示陣列8表面，將LED陣列表面所反射的自然雜散光過濾掉，以提高動(dòng)態(tài)圖像懸浮 的對比度。經(jīng)過濾光的動(dòng)態(tài)圖像傳輸至帶有全息膜層6的鍍膜反射玻璃5上，經(jīng)過全息膜 層6衍射和鍍有半透半反膜層的鍍膜反射玻璃5的反射，在鍍膜反射玻璃5的左側(cè)成像區(qū) 域14內(nèi)形成具有懸浮視覺效果的動(dòng)態(tài)圖像。由于大尺寸的鍍膜反射玻璃5是透明的，使被 顯示的動(dòng)態(tài)圖像懸浮極具空間感和震撼力。背景照明系統(tǒng)16給上殼體13提供照明，使上 殼體13內(nèi)達(dá)到適合人眼觀察的背景亮度，提高動(dòng)態(tài)圖像的懸浮視覺效果。整個(gè)系統(tǒng)由電源 插座17配電。本發(fā)明的積極效果該LED大尺寸動(dòng)態(tài)圖像懸浮顯示裝置與之前的技術(shù)相比，突 破了顯示光源分辨率對懸浮圖像的畫幅大小的限制，解決了顯示光源的分辨率利用率不高 的問題。該系統(tǒng)還增加了消雜光的濾光鏡系統(tǒng)，提高了動(dòng)態(tài)圖像懸浮的對比度，增強(qiáng)了懸浮 視覺的效果。本發(fā)明首次提出以非45°的水平夾角放置鍍膜反射玻璃，使動(dòng)態(tài)圖像懸浮的 畫幅尺寸得以增大，整個(gè)系統(tǒng)的觀察方向的橫向相對尺寸得以減小，為大尺寸懸浮顯示屏 的設(shè)計(jì)提供了方便，并且使觀察者可以在更加舒適的視覺范圍內(nèi)對所顯示的動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行 觀察。本發(fā)明的創(chuàng)意還在于，將大畫幅動(dòng)態(tài)圖像懸浮顯示系統(tǒng)用于大幅面的物體圖像展示、 商業(yè)展出、廣告宣傳等實(shí)用方面，為懸浮顯示技術(shù)確定了一個(gè)發(fā)展方向。


圖1是已有技術(shù)丹麥蘭博(RAMB0LL)公司生產(chǎn)的多方位三維顯示(CheoptiCS360) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的以LED大尺寸動(dòng)態(tài)圖像懸浮顯示裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明按圖2所示的技術(shù)方案實(shí)施。其中，鍍膜反射玻璃5采用美國0CLI特種鍍膜玻璃；全息膜層6采用德國的H0L0PR0全息膜；鍍膜濾光鏡7鍍有偏振膜的美國OCLI 鍍膜玻璃；LED顯示陣列8采用長春希達(dá)電子技術(shù)有限公司的全彩色LED集成三合一顯示 屏進(jìn)行拼接，其象元尺寸為3. 5mmX 3. 5mm ；圖像處理電路單元9采用FPGAXC5VLX330芯片； 存儲(chǔ)器10采用與圖像處理單元9相匹配的存儲(chǔ)設(shè)備；外接口 11采用USB接口 ；照明系統(tǒng) 16由熒光燈和毛玻璃組成；電源插座17采用常規(guī)多孔插座；下殼體12、上殼體13為自行 設(shè)計(jì)的支撐組件，框架材質(zhì)采用角鐵，周邊、頂蓋和下底面用鋁板。上殼體13的尺寸規(guī)格為 5mX 3. 3mX 2. 2m,下殼體 8 的尺寸規(guī)格 5mX 4mX 1. 6m。
權(quán)利要求
以LED為顯示光源的大尺寸動(dòng)態(tài)圖像懸浮顯示裝置，其特征在于本發(fā)明示意圖采用右手直角坐標(biāo)系，包括鍍膜反射玻璃(5)、全息膜層(6)、鍍膜濾光鏡(7)、LED顯示陣列(8)、圖像處理電路單元(9)、存儲(chǔ)器(10)、外接口(11)、下殼體(12)、上殼體(13)、成像區(qū)域(14)、支撐橫梁(15)、背景照明系統(tǒng)(16)、電源插座(17)；上殼體(13)的內(nèi)腔形成了成像區(qū)域(14)，上殼體(13)的頂蓋邊緣和下殼體上方的支撐橫梁(15)對鍍膜反射玻璃(5)形成支撐，鍍膜反射玻璃(5)為長方形鍍了半透半反膜的光學(xué)玻璃，短邊沿z軸方向水平放置，長邊與x軸成60°夾角放置，鍍膜反射玻璃(5)的上、下兩個(gè)短邊用壓條分別壓緊在上殼體(13)頂蓋的邊緣上和支撐橫梁(15)上；全息膜層(6)貼在鍍膜反射玻璃(5)的外表面；下殼體(12)為下支撐組件，上表面敞開，下殼體(12)的腔內(nèi)安裝有顯示光源、圖像處理電路單元、存儲(chǔ)器、背景照明系統(tǒng)和電源插座；作為系統(tǒng)顯示光源的LED顯示陣列(8)為LED顯示陣列單元拼接起來的長方形顯示陣列，短邊沿z軸方向水平放置，長邊與x軸成30°夾角放置在支撐框架上，鍍膜濾光鏡(7)緊貼在LED顯示陣列(8)的表面上；圖像處理電路單元(9)、存儲(chǔ)器(10)、背景照明系統(tǒng)(16)、電源插座(17)放置在下殼體(12)腔內(nèi)偏下部位的適當(dāng)位置；外接口(11)與存儲(chǔ)器(10)連接；存儲(chǔ)器(10)與圖像處理單元(9)相連接；圖像處理電路單元(9)與LED顯示陣列(8)相連接；背景照明系統(tǒng)(16)水平放置在下殼體(12)內(nèi)、在上殼體(13)的正下方位置。
全文摘要
以LED為顯示光源的大尺寸動(dòng)態(tài)圖像懸浮顯示裝置，屬于圖像顯示技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種懸浮顯示裝置。要解決的技術(shù)問題是提供一種以LED作為顯示光源的大尺寸動(dòng)態(tài)圖像懸浮顯示裝置。解決的技術(shù)方案包括鍍膜反射玻璃、全息膜層、LED顯示陣列、圖像處理電路單元、存儲(chǔ)器、背景照明系統(tǒng)等；上殼體的內(nèi)腔形成了成像區(qū)域，鍍膜反射玻璃短邊沿z軸方向水平放置，長邊與x軸成60°夾角放置；息膜層貼在鍍膜反射玻璃的外表面；LED顯示陣列顯示光源短邊沿z軸方向水平放置，長邊與x軸成30°夾角放置，鍍膜濾光鏡緊貼在LED顯示陣列的表面上；背景照明系統(tǒng)水平放置在下殼體內(nèi)、在上殼體的正下方位置。
文檔編號(hào)G09F19/12GK101894506SQ20101022175
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者孔令勝, 張雷, 王天聰, 賈平, 金光, 鐘興 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所