一种使用行星轮结构按中心轴旋转的3D显示器及其像素排列方式

技术领域

本发明涉及显示领域,尤其涉及裸眼3D显示和全息显示领域。

背景技术

目前裸眼3D显示器领域使用液晶显示器加光栅的方式进行3D图像显示。这种3D图像显示方式的原理是让两只眼睛同时看到不同的图像从而让人感觉到图像的立体感，但是这种方式存在观看距离限制，观看角度限制，其本质上仍然是2D显示器只是通过让某个角度的人眼看到不同的图像而形成的错觉。所以其展示的不是真正的3D模型。而按中心轴旋转的3D显示器由于像素点越接近旋转轴其移动速度越慢，越远离旋转轴的像素点移动越快，这样导致接近旋转轴的像素点刷新慢。

发明内容

为了解决裸眼观看3D模型时接近旋转轴的像素点刷新慢的问题，本发明通过行星齿轮连接内外齿轮套筒进行传动，从而使得内外齿轮套筒以不同的角速度进行旋转。一般使得上述内部齿轮套筒旋转角速度大于外部齿轮套筒角速度。

本发明解决其技术问题采用的具体技术方案是：

一种使用行星轮结构按中心轴旋转的3D显示器，包括内齿轮套筒、行星齿轮、行星齿轮支架、外齿轮套筒、在上述各个部件之间的轴承和通过固定部件固定在内部齿轮套筒和外齿轮套筒上的3D显示屏驱动模块及其之上的显示装置，所述内部齿轮套筒通过行星齿轮与外部齿轮套筒转动连接，所述内部齿轮套筒和外部齿轮套筒为同心结构，所述行星齿轮通过轴承与行星齿轮支架连接。

进一步地，所述外部齿轮套筒和内部齿轮套筒以不同的角速度进行旋转，所述内部齿轮套筒旋转角速度大于外部齿轮套筒的角速度。

进一步地，所述在没有使用行星轮或将行星轮的内齿轮结构单独使用情况下，屏幕旋转速度一样，此时不分内、外显示屏。

进一步地，所述显示装置为2D显示器或灯带。

一种使用行星轮结构按中心轴旋转的3D显示器的像素排列方式，所述显示装置上的像素点以错位阵列分布方式覆盖在显示装置的正反面。

进一步地，所述显示装置上的像素点以同位阵列分布方式覆盖显示装置的正反面。

进一步地，所述显示装置上的像素点以独立阵列分布方式覆盖显示装置的正反面，且正面像素与反面像素处于同一平面上；

所述正面像素基座与反面像素基座处于平行状态，且允许正负3度以内的夹角。

进一步地，所述正面像素与反面像素处于平行状态，所述在距离旋转轴相同半径上分别有正面像素和反面像素；

所述正面像素基座和反面像素基座处于平行状态，且允许正负3度以内的夹角。

动力可以从内齿轮套筒传递到外齿轮套筒中也可以从外齿轮套筒传递到内齿轮套筒中。一般的使用电机将动力通过外齿轮套筒传递到内齿轮套筒中。通过上述装置可以将内、外齿轮套筒以不同的角速度进行旋转。一般使得上述内部齿轮套筒旋转角速度大于外部齿轮套筒角速度。而在上述内外齿轮套筒上面会通过固定部件固定3D显示屏驱动模块，然后在3D显示屏驱动模块上固定需要旋转进行3D图像呈现的显示装置或者一系列不同半径的灯带，其中上述显示装置或者一系列不同半径的灯带包括但不限于单色或者全彩LED、OLED、LCD等，并且对像素点大小、间距和形状均不做限制。

通过上述电机转动上述内外齿轮套筒，同时带动通过固定装置固定在其上的2块3D显示屏驱动模块，并带动固定在3D显示屏驱动模块上部的显示装置。上述3D显示屏驱动模块通过红外感应模块、霍尔感应元件、伺服电机指定转速或者使用磁感应等以计算旋转周期从而通过等分周期来计算当前显示装置的旋转角度。并且当上述3D显示屏驱动旋转到不同角度时候显示3D模型对应的2D切面图像。因此当360°上所有角度的切面图像都显示完毕后则这些切面图像将构成完整的3D模型从而达到3D模型显示的效果。

为了提高3D模型的像素密度，本发明采用的具体技术方案是：

在上述显示装置上进行错位像素阵列分布方式，其分布方法为将像素点在垂直于旋转轴的方向且半径相邻的点位以正反面交错分布的方式排列。通过上述错位像素阵列分布方式降低3D显示器在垂直于旋转轴方向和平行与旋转轴方向的像素间距。而像素点的形状可以是正方形、长方形、菱形、圆形或多边形。针对像素点的具体形状不做要求，在本发明中使用正方形和菱形的像素点作为说明样例。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本装置可以配合行星轮使用，亦可不使用行星轮或单独内齿轮，在使用时可根据实际使用场景及实际需求变换不同是使用方式；

2.解决了现有技术的观看距离限制和角度限制，但是这种方式存在观看距离限制，观看角度限制，本专利的技术方案采用行星轮的转动，使得像素点间的移动速率相同，从而达到3D显示的效果；

3.本案采用单色或者全彩LED、OLED、LCD等显示灯带，通用型更强。

附图说明

图1本发明一种使用行星轮结构按中心轴旋转的3D显示器实施例1主视图；

图2本发明一种使用行星轮结构按中心轴旋转的3D显示器实施例1侧视图；

图3本发明一种使用行星轮结构按中心轴旋转的3D显示器实施例1俯视图；

图4本发明像素分布实施例1中方形像素正反面错位分布主视图；

图5本发明像素分布实施例2中方形像素正反面同位分布主视图；

图6本发明像素分布实施例3中菱形像素正反面错位分布主视图；

图7本发明像素分布实施例4中菱形像素正反面同位分布主视图；

图8本发明像素分布实施例5中方形像素正反面独立分布主视图；

图9本发明像素分布实施例5中方形像素正反面独立分布俯视图；

图10本发明像素分布实施例6中方形像素正反面独立分布主视图；

图11本发明像素分布实施例6中方形像素正反面独立分布俯视图。

图中：1、外部齿轮套筒；2、内部齿轮套筒；3、行星齿轮；4、行星齿轮支架；5、轴承；6、3D显示屏驱动模块；7、显示装置；8、旋转轴；9、内显示屏基座；10、外显示屏基座；11、正面方形像素；12、背面方形像素；13、背面菱形像素；14、正面菱形像素；15、显示屏基座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1-3中轴承为通用部件，在图中不做详细体现。

图4中旋转轴在上述显示装置中心，正面方形像素和背面方形像素错位排列。

图5中旋转轴在上述显示装置中心，正面方形像素和背面方形像素同位排列，即正面方形像素的背面相同位置上存在一个方形像素。

图6中旋转轴在上述显示装置中心，正面菱形像素和背面菱形像素错位排列。

图7中旋转轴在上述显示装置中心，正面菱形像素和背面菱形像素同位排列，即正面菱形像素的背面相同位置上存在一个菱形像素。

图8中旋转轴在上述显示装置中心，正面方形像素和背面方形像素独立排列，即正面独立像素占一半的屏幕，背面像素独立占一半的屏幕。

图9中旋转轴在上述显示装置中心，正反面像素在同一个平面上。正面像素显示屏基座和背面像素显示屏基座不在一个平面上且理想情况下处于平行状态，考虑到实际加工工艺不同，允许存在3度以内夹角。

图10是考虑到没有使用行星轮配合情况下或者将行星轮的内齿轮结构单独使用情况下的方形像素正反面独立分布主视图，其中旋转轴在上述显示装置中心，正面方形像素和背面方形像素独立排列，即正面独立像素占一半的屏幕，背面像素独立占一半的屏幕。

图11是考虑到没有使用行星轮配合情况下或者将行星轮的内齿轮结构单独使用情况下的方形像素正反面独立分布俯视图。其中旋转轴在上述显示装置中心，正反面像素在同一个平面上。正面像素显示屏基座和背面像素显示屏基座不在一个平面上且理想情况下处于平行状态，考虑到实际加工工艺不同，允许存在3度以内夹角。

上述图1-11中展示的像素仅作为像素分布规律说明，不对具体数量、大小以及形状限制，显示装置的像素在理论上可以在水平和垂直方向无限扩展，实际可以根据生产需要，制作不同尺寸、密度、形状以及数量的显示装置，像素与像素之间间距大于等于0，并且允许像素存在重叠情况。

实施例

一种使用行星轮结构按中心轴旋转的3D显示器的实施例1：内齿轮套筒通过行星齿轮与外齿轮套筒连接，并且内齿轮套筒与外齿轮套筒属于同心结构，行星齿轮通过轴承与行星齿轮支架连接。本案的动力源可以从内齿轮套筒传递到外齿轮套筒中，也可以从外齿轮套筒传递到内齿轮套筒中。一般情况下，使用电机将动力通过外齿轮套筒传递到内齿轮套筒中。

通过上述装置可以将内、外齿轮套筒以不同的角速度进行旋转。

一般使得上述内部齿轮套筒旋转角速度大于外部齿轮套筒角速度。而在上述内外齿轮套筒上面会通过固定部件固定3D显示屏驱动模块，然后在3D显示屏驱动模块上固定需要旋转进行3D图像呈现的显示装置或者一系列不同半径的灯带，其中上述显示装置或者一系列不同半径的灯带包括但不限于单色或者全彩LED，OLED，LCD等，并且对像素点大小、间距和形状不做限制。

通过上述电机转动上述内外齿轮套筒，同时带动通过固定装置固定在其上的2块3D显示屏驱动模块，并带动固定在3D显示屏驱动模块上部的显示装置。上述驱动模块通过红外感应模块或其它技术手段以计算旋转周期从而通过等分周期来计算当前显示装置的旋转角度。并且当上述驱动模块旋转到不同角度时候显示3D模型对应的2D切面图像。因此当360°上所有角度的切面图像都显示完毕后则这些切面图像将构成完整的3D模型从而达到3D模型显示的效果。

上述3D显示器像素排列方式实施例1：连接在上述3D显示器的内齿轮套筒上的显示装置作为显示屏内屏，连接在外齿轮套筒上的显示装置作为显示屏外屏，内、外显示屏与旋转轴共一个平面，并与3D显示屏驱动模块垂直，其中正面像素与背面像素如图4交错排列。

上述3D显示器像素排列方式实施例2：连接在上述3D显示器的内齿轮套筒上的显示装置作为显示屏内屏，连接在外齿轮套筒上的显示装置作为显示屏外屏，内、外显示屏与旋转轴共一个平面，并与3D显示屏驱动模块垂直，其中正面像素与背面像素如图5重合排列。

上述3D显示器像素排列方式实施例3：连接在上述3D显示器的内齿轮套筒上的显示装置作为显示屏内屏，连接在外齿轮套筒上的显示装置作为显示屏外屏，内、外显示屏与旋转轴共一个平面，并与3D显示屏驱动模块垂直，其中正面像素与背面像素如图6交错排列。

上述3D显示器像素排列方式实施例4：连接在上述3D显示器的内齿轮套筒上的显示装置作为显示屏内屏，连接在外齿轮套筒上的显示装置作为显示屏外屏，内、外显示屏与旋转轴共一个平面，并与3D显示屏驱动模块垂直，其中正面像素与背面像素如图7重合排列。

上述3D显示器像素排列方式实施例5：连接在上述3D显示器的内齿轮套筒上的显示装置作为显示屏内屏，连接在外齿轮套筒上的显示装置作为显示屏外屏，内、外显示屏与旋转轴共一个平面，并与3D显示屏驱动模块垂直，其中正面像素与背面像素如图8独立分布，在距离旋转轴相同半径上分别都有一个正面像素和背面像素，正面像素与背面像素分布按图9中所示处于同一个平面上，且正面像素显示屏和背面像素显示屏不在一个平面上(理想情况下处于平行状态)，考虑到实际加工工艺水平不同，允许存在正负3度以内夹角。

3D显示器像素排列实施例6：考虑到没有使用行星轮配合情况下或者将行星轮的内齿轮结构单独使用情况下，屏幕旋转速度一样，不分内、外显示屏，在距离旋转轴相同半径上分别都有一个正面像素和背面像素，正面像素与背面像素分布按图9中所示处于同一个平面上，且正面像素显示屏和背面像素显示屏不在一个平面上且理想情况下处于平行状态，考虑到实际加工工艺不同，允许存在正负3度以内的夹角。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。