全彩立體全方位顯示裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種全彩立體全方位顯示裝置，包括電動機，電動機的輸出軸上安裝有支撐盤，支撐盤上沿圓周方向均勻設(shè)置有多個顯示扇面，各顯示扇面的外側(cè)面上均布置有LED顯示陣列；該顯示裝置還包括電路部分，電路部分包括與上位機相連接的圖像數(shù)據(jù)處理電路，圖像數(shù)據(jù)處理電路通過無線通訊模塊與圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路相連接，圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路與各顯示扇面上的LED顯示陣列相連接，還包括為圖像數(shù)據(jù)處理電路、圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路以及電動機供電的電源驅(qū)動電路。本實用新型克服了目前平面顯示產(chǎn)品只能單方向顯示的缺點，且具有能耗小，成本低的優(yōu)點，可廣泛使用于室內(nèi)、戶外以及其它需要大屏幕顯示的場所，是一種全新的顯示媒介。
【專利說明】全彩立體全方位顯示裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于顯示屏【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種全彩立體全方位顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代信息社會中，作為人機信息視覺傳播媒體的顯示產(chǎn)品和技術(shù)得到了迅速發(fā)展，目前以LED數(shù)碼顯示技術(shù)為代表的平面顯示技術(shù)已經(jīng)發(fā)展比較成熟，而且應用范圍越來越廣，如，LED大屏幕顯示技術(shù)已成為戶外廣告主要的顯示技術(shù)，被廣泛應用在各種戶外顯示場合。但是，平面顯示存在的一個最主要的缺點就是顯示視角只有180°，無法立體全方位顯示,所以只能在顯示視角180°范圍內(nèi)單方向看得到顯示內(nèi)容。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是提供一種全彩立體全方位顯示裝置，以克服目前平面顯示屏只能單方向顯示的缺點。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實行新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種全彩立體全方位顯示裝置，包括電動機，電動機的輸出軸上安裝有支撐盤，支撐盤上沿圓周方向均勻設(shè)置有多個顯示扇面，各顯示扇面的外側(cè)面上均布置有LED顯示陣列；該顯示裝置還包括電路部分，電路部分包括與上位機相連接的圖像數(shù)據(jù)處理電路，圖像數(shù)據(jù)處理電路通過無線通訊模塊與圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路相連接，圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路與各顯示扇面上的LED顯示陣列相連接，還包括為圖像數(shù)據(jù)處理電路、圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路以及電動機供電的電源驅(qū)動電路。
[0006]進一步的， 圖像數(shù)據(jù)處理電路包括與上位機依次連接的輸入數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)暫存中心，無線通訊模塊包括與數(shù)據(jù)暫存中心相連接的無線紅外發(fā)射模塊、以及無線紅外接收模塊，圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路包括主控模塊，無線紅外接收模塊與主控模塊相連接，主控模塊上還連接有定位傳感器、數(shù)據(jù)乒乓存儲和掃描驅(qū)動電路，掃描驅(qū)動電路與各顯示扇面上的LED顯示陣列相連接。
[0007]進一步的，電源驅(qū)動電路包括相連接的電源和開關(guān)電源，開關(guān)電源通過電機驅(qū)動電路與電動機相連接，開關(guān)電源還與圖像數(shù)據(jù)處理電路的數(shù)據(jù)暫存中心相連接，開關(guān)電源還連接有無線供電模塊的無線供電初級，無線供電模塊的無線供電次級通過整流濾波電路與圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路的主控模塊相連接。
[0008]進一步的，支撐盤和電動機均安裝在底座上。
[0009]進一步的，輸入數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)暫存中心、無線紅外發(fā)射模塊、電源、開關(guān)電源、電機驅(qū)動電路和無線供電初級安裝在底座上；無線紅外接收模塊、無線供電次級、整流濾波電路、主控模塊、掃描驅(qū)動電路、定位傳感器和數(shù)據(jù)乒乓存儲安裝在支撐盤上。
[0010]進一步的，顯示扇面的外側(cè)套置有一透明外罩，該透明外罩的底部與底座頂面相接。
[0011]進一步的，透明外罩為柱形或球形。[0012]進一步的，透明外罩的上方設(shè)置有頂蓋。
[0013]進一步的，底座上還安裝有用于調(diào)節(jié)透明外罩內(nèi)溫度的控溫設(shè)備。
[0014]進一步的，顯示扇面上的LED顯示陣列為雙R型全彩高灰度級發(fā)光二極管陣列。
[0015]跟其它所有顯示技術(shù)一樣，本實行新型也是基于視覺暫留原理來完成的。視覺暫留現(xiàn)象(Visual staying phenomenon, duration of vision)是指人眼在觀察景物時，光信號傳入大腦神經(jīng)，需經(jīng)過一段短暫的時間，光的作用結(jié)束后，視覺形象并不立即消失，這種殘留的視覺稱“后像”，視覺的這一現(xiàn)象則被稱為“視覺暫留”。視覺暫留現(xiàn)象的產(chǎn)生是由視神經(jīng)的反應速度造成的，其時值是1/24秒。視覺暫留現(xiàn)象是動畫、電影等視覺媒體形成和傳播的根據(jù)。
[0016]LED平面顯示技術(shù)基于對構(gòu)成整個屏幕的LED點陣模塊進行動態(tài)傳遞數(shù)據(jù)，使其在1/24秒內(nèi)完成一副圖像掃描，從而形成動態(tài)畫面。本實用新型由于在支撐盤上沿其圓周方向均勻設(shè)置有多個顯示扇面，工作狀態(tài)下，各顯示扇面均處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，在給各顯示扇面上的LED顯示陣列傳遞數(shù)據(jù)的同時，各顯示扇面旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的曲面即成為顯示面，主控模塊以一定的時間間隔同時發(fā)送圖像數(shù)據(jù)給各顯示扇面上的LED顯示陣列，使其在1/24秒內(nèi)完成一次畫面掃描，然后進行下一副圖像掃描，利用人眼的視覺暫留效應從而形成完整的畫面，并可以通過調(diào)整LED發(fā)光管亮度、灰度等使其顯示內(nèi)容更加逼真，可以顯示圖像、文字、視頻、動畫等內(nèi)容。
[0017]與平面LED顯示技術(shù)相比，本實用新型不僅可實現(xiàn)全彩立體全方位顯示，而且由于采用的LED較少，具有能耗小，成本低的優(yōu)點，可廣泛使用于室內(nèi)、戶外以及其它需要大屏幕顯示的場所，是一種全新的顯示媒介。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型全彩立體全方位顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實用新型顯示裝置中支撐盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本實用新型顯示裝置中顯示扇片上顯示陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本實用新型顯示裝置中的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是本實用新型顯示裝置電路中的無線供電模塊原理示意圖。
[0023]其中，1、底座，2、電動機，3、支撐盤，4、顯示扇面，5、透明外罩，6、頂蓋，7、控溫設(shè)備,8、定位傳感器，9、上位機，10、輸入數(shù)據(jù)接口，11、電源，12、開關(guān)電源，13、數(shù)據(jù)暫存中心，14、電機驅(qū)動電路，15、無線紅外發(fā)射模塊，16、無線供電初級，17、無線紅外接收模塊，18、無線供電次級，19、整流濾波電路，20、主控模塊，21、掃描驅(qū)動電路，22、LED顯示陣列，23、數(shù)據(jù)兵兵存儲。
【具體實施方式】
[0024]如圖1所示，本實用新型一種全彩立體全方位顯示裝置，包括電動機2，電動機2的輸出軸上安裝有支撐盤3，支撐盤3和電動機2均安裝在底座I上。底座I的作用主要是支撐顯示裝置主體，并與外界電源和計算機連接，本實施例中，底座I為中空的圓臺，電動機2安裝在底座I的中心。電動機2選擇低噪聲、轉(zhuǎn)速可調(diào)直流型，主要作用為帶動顯示扇面4旋轉(zhuǎn)以形成視覺顯示面。[0025]如圖2所示，支撐盤3做成花盤結(jié)構(gòu)，中間鏤空以減小整體質(zhì)量，同時保留足夠空間承載顯示扇面4和部分電路。
[0026]結(jié)合圖3所示，支撐盤3上沿圓周方向均勻設(shè)置有四個顯示扇面4，各顯示扇面4的外側(cè)面上均布置有LED顯示陣列22。其中，顯示扇面4上的LED顯示陣列22為雙R型全彩高灰度級發(fā)光二極管陣列。每個顯示扇面4由480個全彩高灰度級發(fā)光二極管陣列構(gòu)成，顯示時根據(jù)掃描順序，輪流點亮，同時調(diào)節(jié)顯示灰度，顯示全彩內(nèi)容。選擇R、G、B全彩高灰度級發(fā)光二極管，而且由于紅色管亮度比綠色和藍色管弱，所以可以選擇雙R型管，以增強紅管的顯示亮度。四個顯示扇面4上同一緯線位置處的發(fā)光管嚴格對齊，保證顯示的整體效果。另外，顯示扇面底色為黑色以增強顯示亮度。
[0027]顯示扇面4的外側(cè)套置有一透明外罩5，透明外罩5的底部與底座I的頂面相接。本實施例中，透明外罩5為柱形。透明外罩5還可以根據(jù)需要為球形或其它形狀。透明外罩5的作用是將外界與顯示扇面4隔開以保護顯示扇面4，同時作為安全外罩防止由于顯示扇面4旋轉(zhuǎn)造成危害，另外它還可以作為LED顯示陣列22的投影屏幕，可以更加清晰的全方位顯示文字、圖片、視頻等內(nèi)容。
[0028]透明外罩5的上方設(shè)置有頂蓋6，能夠起到固定透明外罩5和保護透明外罩5內(nèi)部件的作用。
[0029]由于電動機2旋轉(zhuǎn)和LED顯示陣列22工作時會產(chǎn)生熱量，同時如果外界溫度溫度過高或過低都會影響顯示扇面4的工作效果，因此在底座I上安裝有控溫設(shè)備7，控溫設(shè)備7在透明外罩5內(nèi)溫度過高或過低時可調(diào)節(jié)工作環(huán)境溫度，保證各部件正常工作。
[0030]結(jié)合圖4所示，本實用新型顯示裝置還包括電路部分，電路部分包括與上位機9相連接的圖像數(shù)據(jù)處理電路，圖像數(shù)據(jù)處理電路通過無線通訊模塊與圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路相連接，圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路與各顯示扇面4上的LED顯示陣列22相連接，還包括為圖像數(shù)據(jù)處理電路、圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路以及電動機2供電的電源驅(qū)動電路。圖像數(shù)據(jù)處理電路包括與上位機9依次連接的輸入數(shù)據(jù)接口 10和數(shù)據(jù)暫存中心13。無線通訊模塊包括與數(shù)據(jù)暫存中心13相連接的無線紅外發(fā)射模塊15、以及無線紅外接收模塊17。圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路包括主控模塊20，無線紅外接收模塊17與主控模塊20相連接，主控模塊20上還連接有定位傳感器8、數(shù)據(jù)乒乓存儲23和掃描驅(qū)動電路21，掃描驅(qū)動電路21與各顯示扇面4上的LED顯示陣列22相連接。電源驅(qū)動電路包括相連接的電源11和開關(guān)電源12，開關(guān)電源12通過電機驅(qū)動電路14與電動機2相連接，開關(guān)電源12還與圖像數(shù)據(jù)處理電路的數(shù)據(jù)暫存中心13相連接，開關(guān)電源12還連接有無線供電模塊的無線供電初級16，無線供電模塊的無線供電次級18通過整流濾波電路19與圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路的主控模塊20相連接。
[0031]由于本實用新型中顯示扇面4工作時處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以常規(guī)電路布局無法實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)傳輸和圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動，因此，本實用新型將部分電路安裝于下部底座I上，部分電路安裝于上部支撐盤3上，電路各元件的具體安裝位置為:輸入數(shù)據(jù)接口 10、數(shù)據(jù)暫存中心13、無線紅外發(fā)射模塊15、電源11、開關(guān)電源12、電機驅(qū)動電路14和無線供電初級16安裝在底座I上；無線紅外接收模塊17、無線供電次級18、整流濾波電路19、主控模塊20、掃描驅(qū)動電路21、定位傳感器8和數(shù)據(jù)乒乓存儲23安裝在支撐盤3上；上述在支撐盤3上的元件布局要求對稱，緊貼支撐盤安裝。
[0032]結(jié)合圖5所示，本實用新型對安裝在上部支撐盤3上的電路采用基于磁感應耦合原理的無線供電方式進行供電。諧振電路產(chǎn)生的磁場通過分離變壓器傳遞，初次級的諧振電路條件相匹配，輸出電壓通常為正弦波，因為在此波形下電路的噪聲和變壓器的漏磁最低。如圖5所示，R1, R2, D2和Cb與直流電源和MOSFET場效應管Q1連接，場效應管由控制電路控制其通斷，從而在線圈L兩端產(chǎn)生高頻交流信號，其與諧振電容C并聯(lián)形成LC諧振，諧振磁場通過耦合變壓器傳遞到次級線圈，次級也產(chǎn)生相應的感應電壓，經(jīng)過整流濾波后，給負載供電。本實施例采用罐型變壓器，初級固定，次級隨支撐盤轉(zhuǎn)動為支撐盤上的電路供電。輸出電壓可以由外加偏置電流Ib控制，如果Ib經(jīng)過電容Cb，偏置電壓Vb也隨之增加，同樣輸出電壓也增加。為了減小漏磁，方便安裝，本實施例采用罐型磁芯構(gòu)成耦合變壓器。
[0033]本實用新型的工作原理是:電源驅(qū)動電路的電源11開啟后，開關(guān)電源12同時向電動機2、圖像數(shù)據(jù)處理電路和圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路供電，在電動機2帶動支撐盤3和顯示扇面4旋轉(zhuǎn)的同時，圖像數(shù)據(jù)處理電路和圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路也開始進行圖像數(shù)據(jù)的接收、傳輸、處理及驅(qū)動掃描等工作。
[0034]上位機9借助其強大的數(shù)據(jù)處理能力，依靠軟件完成包括圖像、文字、視頻等原始數(shù)據(jù)源的壓縮編碼處理，使其轉(zhuǎn)化為滿足一定通信協(xié)議的數(shù)據(jù)格式，供下位處理器使用。
[0035]圖像數(shù)據(jù)處理電路以數(shù)據(jù)暫存中心13為中心，設(shè)置輸入數(shù)據(jù)接口 10接受來自上位機9的輸入數(shù)據(jù)，輸入數(shù)據(jù)接口根據(jù)需要可以設(shè)置為RS232、RS485、以太網(wǎng)、USB等接口，數(shù)據(jù)暫存中心13對數(shù)據(jù)進行簡單處理后，通過無線通訊模塊與主控模塊20實現(xiàn)通信。由于顯示扇面4隨著電動機旋轉(zhuǎn)，因此無線通訊模塊的無線紅外發(fā)射模塊15固定安裝在底座I上，無線通訊模塊的無線紅外接收模塊17安裝在支撐盤3上隨顯示扇面4和支撐盤3轉(zhuǎn)動，如此布置可使正常通訊得到保障。
[0036]安裝在支撐盤3的部分電路主要完成將由數(shù)據(jù)暫存中心13傳遞過來數(shù)據(jù)解析，編制顯示效果算法，進行灰度調(diào)制，產(chǎn)生符合LED顯示的灰度級顯示數(shù)據(jù)，存儲顯示數(shù)據(jù)，安排掃描信號掃描LED顯示陣列22。該部分電路以圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路的主控模塊20為主，主控模塊20通過其內(nèi)設(shè)置的由ARM系列高速處理芯片構(gòu)成的ARM微處理器完成接受數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行重構(gòu)編碼和灰度調(diào)制，在極短時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)信息組織，并將其儲存。存儲方式選擇乒乓存儲方式，通過數(shù)據(jù)乒乓存儲23來完成，即在數(shù)據(jù)存儲部分，對于任意一路信號，都需要選用兩片SRAM(靜態(tài)存儲器)進行乒乓式存儲，即當一片存儲器處于寫入狀態(tài)時，對下一步將要顯示的數(shù)據(jù)進行處理后寫入存儲器；另外一片存儲器處于讀取狀態(tài)，當前需要顯示的數(shù)據(jù)從存儲器中讀取出來。兩個存儲器以幀為單位進行狀態(tài)切換。
[0037]定位傳感器8是為了幫助主控模塊20確定形成每一幅畫面的初始位置，保證正常顯示。本實施例中選擇霍爾元件作為定位傳感器，通過主控模塊20檢測霍爾傳感器信號來確定初始畫面形成的初始位置。
[0038]主控模塊20內(nèi)除設(shè)置有ARM微處理器外，還設(shè)置有由現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA:Field Programmable Gate Array)或復雜的可編程邏輯器件(CP LD: Comp I exProgrammable Logic Device)等此類可編程專用集成電路(ASIC)構(gòu)成的控制器。通過對控制器中的邏輯器件編程，利用其精確的時序邏輯控制，動態(tài)掃描LED顯示陣列22，完成屏幕顯示，包括串行移位時鐘、鎖存信號、行選通信號等。同時從SRAM中讀取圖像數(shù)據(jù)，并將其輸出到相應顏色的信號數(shù)據(jù)總線上，與ARM微處理器異步通信實現(xiàn)雙SRAM讀寫數(shù)據(jù)區(qū)。兩片SRAM組成的數(shù)據(jù)緩沖、切換區(qū)，采乒乓邏輯，某一時刻一片SRAM從ARM微處理器接收數(shù)據(jù)，另一片SRAM由FPGA/CPLD邏輯讀取數(shù)據(jù)并發(fā)送之LED陣列驅(qū)動。兩者輪流切換，保證了數(shù)據(jù)的高速傳傳輸。
【權(quán)利要求】
1.一種全彩立體全方位顯不裝置，其特征在于，包括電動機(2),電動機(2)的輸出軸上安裝有支撐盤(3)，支撐盤(3)上沿圓周方向均勻設(shè)置有多個顯示扇面(4)，各顯示扇面(4)的外側(cè)面上均布置有LED顯示陣列(22);該顯示裝置還包括電路部分，所述電路部分包括與上位機(9)相連接的圖像數(shù)據(jù)處理電路，圖像數(shù)據(jù)處理電路通過無線通訊模塊與圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路相連接，圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路與各顯示扇面(4)上的LED顯示陣列(22)相連接，還包括為圖像數(shù)據(jù)處理電路、圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路以及電動機(2)供電的電源驅(qū)動電路。
2.按照權(quán)利要求1所述全彩立體全方位顯示裝置，其特征在于，所述圖像數(shù)據(jù)處理電路包括與上位機(9)依次連接的輸入數(shù)據(jù)接口(10)和數(shù)據(jù)暫存中心(13)，所述無線通訊模塊包括與數(shù)據(jù)暫存中心(13)相連接的無線紅外發(fā)射模塊(15)、以及無線紅外接收模塊(17)，所述圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路包括主控模塊(20)，無線紅外接收模塊(17)與主控模塊(20)相連接，所述主控模塊(20 )上還連接有定位傳感器(8 )、數(shù)據(jù)乒乓存儲(23 )和掃描驅(qū)動電路(21)，所述掃描驅(qū)動電路(21)與各顯示扇面(4 )上的LED顯示陣列(22 )相連接。
3.按照權(quán)利要求2所述全彩立體全方位顯示裝置，其特征在于，所述電源驅(qū)動電路包括相連接的電源(11)和開關(guān)電源(12)，所述開關(guān)電源(12)通過電機驅(qū)動電路(14)與電動機(2)相連接，所述開關(guān)電源(12)還與圖像數(shù)據(jù)處理電路的數(shù)據(jù)暫存中心(13)相連接，所述開關(guān)電源(12)還連接有無線供電模塊的無線供電初級(16)，無線供電模塊的無線供電次(18)級通過整流濾波電路(19)與圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動電路的主控模塊(20)相連接。
4.按照權(quán)利要求3所述全彩立體全方位顯示裝置，其特征在于，所述支撐盤(3)和電動機(2)均安裝在底座(I)上。
5.按照權(quán)利要求4所述全彩立體全方位顯示裝置，其特征在于，所述輸入數(shù)據(jù)接口(10)、數(shù)據(jù)暫存中心(13)、無線紅外發(fā)射模塊(15)、電源(11)、開關(guān)電源(12)、電機驅(qū)動電路(14)和無線供電初級(16)安裝在底座上；所述無線紅外接收模塊(17)、無線供電次級(18)、整流濾波電路(19)、主控模塊(20)、掃描驅(qū)動電路(21)、定位傳感器(8)和數(shù)據(jù)乒乓存儲(23)安裝在支撐盤(3)上。
6.按照權(quán)利要求4所述全彩立體全方位顯示裝置，其特征在于，所述顯示扇面(4)的外側(cè)設(shè)置有一透明外罩(5)，該透明外罩(5)的底部與底座(I)頂面相接。
7.按照權(quán)利要求6所述全彩立體全方位顯示裝置，其特征在于，所述透明外罩(5)為柱形或球形。
8.按照權(quán)利要求7所述全彩立體全方位顯示裝置，其特征在于，所述透明外罩(5)的上方設(shè)置有頂蓋(6)。
9.按照權(quán)利要求7所述全彩立體全方位顯示裝置，其特征在于，所述底座(I)上還安裝有用于調(diào)節(jié)透明外罩(5)內(nèi)溫度的控溫設(shè)備(7)。
10.按照權(quán)利要求1或2所述全彩立體全方位顯示裝置，其特征在于，所述顯示扇面(4)上的LED顯示陣列(22)為雙R型全彩高灰度級發(fā)光二極管陣列。
【文檔編號】G09F9/33GK203631077SQ201320789398
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月30日
【發(fā)明者】魚新民 申請人:魚新民