ОБЪЕМНЫЙ ДИСПЛЕЙ

Полезная модель относится к средствам визуализации 3-х мерной информации и может быть использована для воспроизведения объектов и сцен с углом обзора до 360 град. Инфраструктура приложений объемного дисплея: телекоммуникации, медицина, реклама, диспетчеризация, мультимедиа, мнемосхемы технологических процессов, дизайн, промышленное конструирование, научное моделирование, учебные наглядные пособия.
Известен объемный дисплей FELIX 3D [1] использующий механическую развертку проекционного экрана для заполнения объема воспроизведения световым полем 3-мерного образа. Лучи трех неподвижных твердотельных лазеров основных цветов проецируются на экран в виде одного витка спирали. Положение засвечиваемой точки экрана (воксела) по осям Х и Y управляется с помощью системы отклоняющих зеркал, а по оси Z-положением экрана в момент включения лазеров. В каждый момент времени формируется изображение только одного воксела, а всего за 1 оборот - около 10 000 вокселов при скорости вращения экрана 20 Гц. Такое небольшое количество вокселов ограничивает сферу применения FELIX 3D векторными приложениями, например в системах автоматизированного проектирования (САПР). Для воспроизведения растрового изображения дисплей не пригоден.
Наиболее близок по конструкции и назначению известный объемный дисплей Perspecta [1,2] (прототип). В данном устройстве используется плоский экран, вращающийся вместе с системой зеркал для проецирования изображения размером 768×768 пикселов одновременно (в форме растра). Изображение формируется неподвижным проектором, который успевает сформировать за время одного оборота (при частоте вращения 24 Гц) 198 плоских изображений (1 бит на цвет), составляющих "нарезку" (slices) 3D сцены. Таким образом, общее количество формируемых вокселов превышает 100 миллионов. Данный дисплей имеет недостаток, связанный с прохождением луча неподвижного проектора через многоступенчатую систему вращающихся зеркал. Вибрации и деформации зеркал, возникающие на высоких оборотах вращения последовательно, при переходе от одной ступени к другой, ухудшают точность воспроизводимого изображения.
Технический результат достигаемый полезной моделью - повышение точности воспроизведения 3-мерного изображения. Технический результат достигается исключением из дисплея системы преломляющих зеркал, когда изображение, формируемое проектором, проецируется непосредственно на вращающийся экран, закрепленный на одном монтажном основании с проектором, таким образом, что проектор вращается синхронно с экраном и относительно экрана неподвижен. При этом возникает проблема питания электроники проектора и передачи проектору цифровых образов воспроизведения, которая решается применением индукционного генератора и радио-интерфейса.
Па фигуре представлен чертеж заявляемой полезной модели. Монтажное основание 1 жестко связано с валом привода 2, обеспечивающего вращение рассеивающего экрана 3 с частотой 20-24 Гц. Проектор 4, как и экран 3 жестко закреплен на монтажном основании и соответственно вращается синхронно с экраном. Питание для электронных схем проектора вырабатывает индукционный генератор 5, использующий энергию вращения ротора привода 2. Ротор индукционного генератора 6 приводится во вращение за счет зубчатой передачи 7, установленной на статоре привода 2. Блок сопряжения 8, управляет приводом 2 и передает графическую информацию проектору по высокочастотному радио-каналу.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа в части использования индукционного генератора и радио-интерфейса. Для осуществления полезной модели применимы промышленный компоненты доступные на территории РФ. В качестве индукционного генератора могут быть использованы тахогенераторы серии ТМГ-30 производства Островского завода электрических машин с выходной мощностью до 30 Вт. Для радио-интерфейса могут быть использованы радиочастотные модули Bluetooth производства National Semiconductor, например LMX9820, работающий в нелицензируемом частотном диапазоне 2,45 ГГц на расстоянии до 10М.
Источники информации:
[1] Сергей Книгин. 3D дисплеи. Часть 3 // Редакция 3D News. - 08.03.2005. - Лицензия Минпечати Эл ФС 77-22224. - http://www.3dnews.ru/display/3dd3/print/
[2] G.E.Favalora et al., "100 Million-Voxel VolumetricDisplay," Cockpit Displays IX: Displays for Defense Applications, Proc. SPIE, vol. 4712, SPIE-Int'l Soc. for Optical Eng., 2002, pp.300-312.-http://actuality-medical.com/site/content/pdf/Actuality_Whitepaper_AeroSense_2002.pdf