一種3d顯示的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種3D顯示的方法和裝置。本發(fā)明包括LED顯示陣列、驅(qū)動(dòng)電路模塊、控制模塊、電源模塊、MP3模塊和存儲(chǔ)模塊，LED顯示陣列由多個(gè)單色、雙色或者彩色的LED以相互搭接或者焊接在燈架上構(gòu)成三維顯示裝置的主體，采用LED燈珠搭建各種形狀的立體顯示屏，控制器從存儲(chǔ)器中讀取需要顯示的信息，控制LED燈按照編譯好的圖形進(jìn)行動(dòng)態(tài)三維顯示。本發(fā)明不僅能顯示3D動(dòng)態(tài)圖案和3D動(dòng)態(tài)頻譜，作為景觀燈，還能插入SD卡或U盤，配合音樂展現(xiàn)動(dòng)態(tài)效果。
【專利說明】—種3D顯示的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由LED燈珠組成的3D顯示裝置——光立方，可作3D靜態(tài)與動(dòng)態(tài)顯示，用于商業(yè)廣告、景觀燈以及3D動(dòng)態(tài)頻譜顯示，主要涉及LED燈驅(qū)動(dòng)技術(shù)、LED陣列控制技術(shù)和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)，尤其是LED陣列控制技術(shù)以及軟件設(shè)計(jì)技術(shù)，通過控制LED陣列實(shí)現(xiàn)3D顯示。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場上常見的基于LED燈珠構(gòu)成的顯示器多為平面顯示，多用于戶外廣告牌、公路交通、商業(yè)展示、大屏幕、舞臺(tái)背景等。其顯示的內(nèi)容局限于二維平面，如:滾動(dòng)字幕，動(dòng)態(tài)平面圖案等。其優(yōu)點(diǎn)在于成本較低、亮度高、展示內(nèi)容豐富，但是2D顯示器無論從傳播信息的功能還是展示效果、烘托氛圍、吸引人群目光的作用上，都有很大的局限性和不足。而市場上新興的一些所謂的3D屏幕只是通過膜技術(shù)等造成視覺上的錯(cuò)覺，并不是真正意義上的3D顯示，而且技術(shù)復(fù)雜、成熟度低、成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種3D顯示方法和裝置，是對(duì)現(xiàn)有基于LED 二維影像顯示方式的一種拓展，也可以根據(jù)實(shí)際需要，采用個(gè)性化的顯示方式，將影像顯示屏構(gòu)建不同的幾何體，如立方體、長方體、球體、圓柱體或者其它的形狀。利用人眼的視覺暫留現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)3D靜態(tài)圖像顯示和動(dòng)畫顯示，結(jié)合MP3模塊實(shí)現(xiàn)3D頻譜的顯示。本發(fā)明主要用于戶外廣告展示、商業(yè)廣告、景觀燈等3D顯示領(lǐng)域。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]本發(fā)明主要包括LED顯示陣列、驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊、電源模塊、MP3模塊和存儲(chǔ)模塊。所述LED顯示陣列由η3個(gè)單色、雙色或者全彩LED燈珠按照ηΧηΧη的陣列焊接在燈架上構(gòu)成顯示裝置。根據(jù)LED燈珠種類的不同，分別將LED顯示陣列同一層的LED燈珠控制相同發(fā)光顏色的陽極或陰極連接在一起并與層驅(qū)動(dòng)電路連接；分別將LED顯示陣列同一列的LED陰極或陽極連接在一起并與列驅(qū)動(dòng)電路連接。所述驅(qū)動(dòng)模塊由電流驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)附加電路組成，為LED顯示陣列的LED燈珠提供恒定的可控電流，保證LED燈光亮度的穩(wěn)定性與可控性。驅(qū)動(dòng)模塊輸入端與控制模塊連接，輸出端與LED顯示陣列連接。所述控制模塊由主控芯片(如單片機(jī)、FPGA等)及外圍電路、譯碼器構(gòu)成，控制模塊輸出端與驅(qū)動(dòng)模塊輸入端連接，控制動(dòng)態(tài)或靜態(tài)圖像的讀取與顯示。所述電源模塊為控制模塊、驅(qū)動(dòng)電路模塊、MP3模塊、LED顯示陣列提供其需要的電壓，保證各模塊安全、穩(wěn)定地工作。所述MP3模塊利用主控芯片或者專用解碼芯片對(duì)數(shù)字音頻進(jìn)行解碼播放，通過一塊TFT液晶屏幕實(shí)現(xiàn)播放控制、顯示音頻信息，通過存儲(chǔ)器、外部存儲(chǔ)卡或者外插U盤存儲(chǔ)音頻文件，在音頻播放時(shí)，可用光立方實(shí)時(shí)顯示3D音頻頻譜，或者由音樂節(jié)奏控制動(dòng)畫顯示的節(jié)奏。所述存儲(chǔ)模塊主要包括存儲(chǔ)芯片、存儲(chǔ)卡或u盤，存儲(chǔ)所要顯示的文字、圖案或動(dòng)畫，主控芯片從存儲(chǔ)器讀取需要顯示的內(nèi)容和音頻文件，實(shí)現(xiàn)3D顯示與音樂播放。[0006]本發(fā)明不僅能顯示3D動(dòng)態(tài)圖案和3D動(dòng)態(tài)頻譜，作為景觀燈，還能插入SD卡或U盤，配合音樂展現(xiàn)動(dòng)態(tài)效果。其特點(diǎn)在于技術(shù)簡單、成本低，亮度高、立體感強(qiáng)、色彩鮮艷、功能可裁剪。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明實(shí)例中，8 X 8 X 8LED陣列結(jié)構(gòu)圖。
[0008]圖2是本發(fā)明實(shí)例中，LED陣列俯視圖。
[0009]圖3是本發(fā)明實(shí)例中，所使用彩色LED燈珠結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖4是本發(fā)明實(shí)例中，LED陣列主視圖。
[0011]圖5是本發(fā)明實(shí)例中，功能模塊流程圖。
[0012]圖中符號(hào)說明:
[0013]101:列。201 =LED層陣列控制LED發(fā)紅光端口。202 =LED層陣列控制LED發(fā)綠光端口。203:LED層陣列控制LED發(fā)藍(lán)光端口。301:控制LED燈珠發(fā)紅光的陽極引腳。302:控制LED燈珠發(fā)綠光的陽極引腳。303:控制LED燈珠發(fā)藍(lán)光的陽極引腳。304 =LED陰極引腳。401:LED列陣列控制端口。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]本發(fā)明的實(shí)施例中，光立方包括LED顯示陣列、電源模塊、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、MP3模塊和存儲(chǔ)模塊共六部分。本實(shí)施例中LED陣列(圖1)由RGB全彩LED(圖3)利用自身引腳搭建焊接而成，LED燈有4只引腳，一只控制紅色發(fā)光的陽極引腳301、一只控制綠光發(fā)光的陽極引腳302、一只控制藍(lán)光發(fā)光的陽極引腳303和一只陰極引腳304。陣列大小為8X8X8，共512個(gè)LED燈。LED陣列上下分為8層，每層64(8X8)個(gè)LED ;前后左右分為64列101 (8 X 8)，每列101上下共8個(gè)LED，每個(gè)LED跟其它LED之間都留有一定的間距，保持良好的通透性。每一層的LED采用共陽極連接，同一層所有控制LED發(fā)紅光的引腳301以相互搭接的方式連為一體并引出一個(gè)層端口 201,同一層所有控制LED發(fā)綠光的引腳302以相互搭接的方式連為一體并引出一個(gè)層端口 202,同一層所有控制LED發(fā)藍(lán)光的引腳303以相互搭接的方式連接為一體并引出一個(gè)層端口 203，整個(gè)陣列共有24(3X8)個(gè)層端口。同一列101上下8個(gè)LED燈珠的陰極連接在一起并引出一個(gè)列端口 401，整個(gè)陣列共有64(8X8)個(gè)列端口 401。所述電源模塊包括開關(guān)電源及相關(guān)電路，輸入220v，50Hz市電經(jīng)電源模塊降壓、穩(wěn)壓處理，輸出端與控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、LED顯示陣列、MP3模塊連接。所述控制模塊包括I個(gè)主控芯片一stm32單片機(jī)、3個(gè)3-8譯碼器及外圍電路；所述驅(qū)動(dòng)電路模塊包括4個(gè)16bit的電流驅(qū)動(dòng)器及驅(qū)動(dòng)電路。stm32通過串行外設(shè)總線(SPI)與4個(gè)電流驅(qū)動(dòng)器通訊，4個(gè)電流驅(qū)動(dòng)器共64(4X16)個(gè)輸出端口與64個(gè)列端口 401分別連接，控制64列LED的亮滅。stm32通過I/O 口與3個(gè)3_8譯碼器連接，3個(gè)譯碼器通過驅(qū)動(dòng)電路分別控制8個(gè)紅色發(fā)光端口、8個(gè)綠色發(fā)光端口和8個(gè)藍(lán)色發(fā)光端口。某層端口 201或202或203輸入為高電平,某列端口 401輸入為低電平選通信號(hào),則這一層與這一列相交的LED燈則會(huì)被點(diǎn)亮，層端口 201輸入高電平則LED發(fā)紅光，層端口 202輸入高電平則LED發(fā)綠光，層端口 203輸入高電平則LED發(fā)藍(lán)光。通過PWM波控制3個(gè)層端口 201、202、203輸入信號(hào)之間的比例實(shí)現(xiàn)LED全彩發(fā)光。在本實(shí)施例中，光立方的空間圖像信息被分為8層，通過把一層64個(gè)LED的控制數(shù)據(jù)寫入電流驅(qū)動(dòng)器，再通過層端口選擇相應(yīng)層，在一個(gè)周期內(nèi)依次掃完8層，由于一個(gè)周期的時(shí)間小于人眼的視覺暫留時(shí)間，所以從人眼看來是一幅完整的立體圖案。這樣便實(shí)現(xiàn)了 LED陣列的分時(shí)控制。通過這樣的工作原理就可以在光立方上達(dá)到靜態(tài)畫面、動(dòng)畫和立體頻譜顯示功能的實(shí)現(xiàn)。通過上位機(jī)軟件以串口通訊的方式對(duì)主控芯片進(jìn)行控制、編程、下載數(shù)據(jù)，把LED陣列控制數(shù)據(jù)寫入SD卡中實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存。在MP3模塊中，存儲(chǔ)在SD卡中的音頻文件通過主控芯片解碼由揚(yáng)聲器播放。觸控IXD屏幕通過1 口與主控芯片連接通訊，通過觸控IXD屏幕選擇要播放的音頻、控制揚(yáng)聲器音量大小、控制音頻播放進(jìn)度以及顯示SD卡中音頻名稱、音量大小、播放進(jìn)度。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)效果:可根據(jù)實(shí)際需要改變LED陣列的幾何形狀及其大小，根據(jù)實(shí)際需求選擇單色、雙色、彩色LED燈。通過上位機(jī)軟件編輯顯示圖案、動(dòng)畫，通過串口、藍(lán)牙、USB、WIFI或者射頻通訊下載顯示數(shù)據(jù)到主控芯片存儲(chǔ)器或者外部存儲(chǔ)器如存儲(chǔ)芯片、存儲(chǔ)卡、u盤中，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED陣列的控制和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。用戶根據(jù)自己的需求，使得光立方顯示不同的靜態(tài)畫面、動(dòng)畫、頻譜圖以獲得良好的顯示效果。
[0017]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例中提到的具體實(shí)施例都能得到較好的顯示效果。在本【技術(shù)領(lǐng)域】依照本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或有限實(shí)驗(yàn)得到技術(shù)方案，皆應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種3D顯示方法，其特征在于:采用LED燈珠搭建各種形狀的立體顯示屏，控制器從存儲(chǔ)器中讀取需要顯示的信息，控制LED燈按照編譯好的圖形進(jìn)行動(dòng)態(tài)三維顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D顯示方法，其特征在于:顯示的速度取決于播放音樂的節(jié)奏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D顯示方法，其特征在于:所述的立體顯示屏形狀為立方體、長方體、圓柱體、球體或椎體。
4.一種3D顯示裝置，采用如權(quán)利要求1所述的顯示方法，其特征在于:包括LED顯示陣列、驅(qū)動(dòng)電路模塊、控制模塊、電源模塊、MP3模塊和存儲(chǔ)模塊，LED顯示陣列由多個(gè)單色、雙色或者彩色的LED以相互搭接或者焊接在燈架上構(gòu)成三維顯示裝置的主體； 所述的控制模塊采用譯碼器以及電流驅(qū)動(dòng)器擴(kuò)展輸出端口，并提高其端口帶負(fù)載能力；能夠讀取存儲(chǔ)模塊中需要顯示的圖像信息和音頻文件，在三維顯示屏上實(shí)時(shí)顯示動(dòng)畫，以及播放音樂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種3D顯示裝置，其特征在于:控制模塊通過對(duì)LED顯示陣列的層、列分時(shí)控制，利用人眼的視覺暫留，對(duì)LED陣列端口進(jìn)行掃描實(shí)現(xiàn)三維動(dòng)態(tài)顯示。
【文檔編號(hào)】G09G3/32GK104036720SQ201410202230
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】朱禮堯, 張森, 張宇生, 吳濤, 向少林 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)