[发明专利]一种立体圆盘式三维全息显示器

权利要求书

1.一种立体圆盘式三维全息显示器，其特征在于：包括多个灯柱、可旋转的圆盘、电机、控制模块和电源模块；

灯柱的一端固定在圆盘上，灯柱通过转动形成显示区域，所述灯柱是由若干LED灯珠紧密排列组成或者由整体式灯条构成，所述灯柱的发光面必须径向朝外，灯柱之间的发光面互相不遮挡；

电机驱动圆盘按照一定速率转动；

控制模块控制电机及圆盘的转动速度，根据显示对象的三维数据信息控制灯柱上灯点即像素点在旋转形成的圆柱形三维空间内显示时间、颜色和位置，以及控制数据的传输和读取；

电源模块为电机、圆盘、灯柱和控制模块提供电源；

每个灯柱上有若干个灯点；灯柱在圆盘上排列的立体图形可以分解为若干个水平切面圆；灯源布局可以转换为在不同平面圆上布局平面基本图形；通过控制不同水平切面圆上灯点，可以展现三维立体图像；从圆心开始布局，第1个灯点布局于圆心处，以此为基础依次画同心圆，形成若干个圆环，圆环宽度r取决于灯点长度a和宽度b，如公式(1)，得到圆环形状：

r表示圆环宽度；第2个灯点布局在第2个圆环上，第3个灯点布局在第3个圆环上，依次类推；

设灯点坐标为(θ_i，r_i)＝2，3，…，m，…，i表示第i个圆环的灯点，θ_i表示第i个灯点的方位角，r_i表示第i个灯点距离圆心的距离；α_i表示第i个灯点的切向宽度角：

α_i＝arccos((2r_i²-a²)/2r_i²)×180/π (2)

θ_i＝θ_i-1+α_i，i＝2，…，m，… (3)

r_i＝r_i-1+r，i＝2，…，m，… (4)

θ₁表示第1个灯点，θ₁的值为0°；公式(2)确保第i个和第i-1个之间灯发光区域不覆盖；依据公式(3)和(4)，布局第2个灯点，再依次布局第3个、第4个，重复下去；

当灯点的切向宽度角大于等于360°时，则灯点布局结束，此时的灯点个数就是最终布局的灯点个数，公式(5)如所示：

M表示布局的灯点个数；

求得M后，可以计算圆盘半径R，如公式(6)所示：

R＝M*r+max{a，b}/2 (6)；

考虑到圆盘旋转的动平衡问题，要求每一个灯点有一个与其关于圆心对称的灯点；对于任意一个灯点θ_i，存在唯一灯点θ_i，满足公式(7)；

|θ_i-θ_j|＝180°且r_i＝r_j (7)。

2.如权利要求1所述的立体圆盘式三维全息显示器，其特征在于，所述灯柱的顶部设有灯源。

3.如权利要求1所述的立体圆盘式三维全息显示器，其特征在于，灯点是长方体，尺寸长度a，宽度b，高度h；设灯柱高度为H，在垂直方向上，H÷h＝k，k是一根灯柱上面灯点的最大个数；在垂直方向上，实际布局的灯点个数小于等于k。