CN101847342A - 一种显示装置 - Google Patents

Abstract

一种显示装置，包括外框(1)、视频捕捉设备(4)、安装到外框的显示屏(2)以及驱动平台(3)，所述驱动平台包括支架和压电马达；支架包括活动部分(32)用于安装所述视频捕捉设备；压电马达驱动所述活动部分，使视频捕捉设备随着所述活动部分沿着第一方向和第二方向转动，从而使得视频捕捉设备可相对于外框做球面运动。优选地，活动部分为一球体，所述支架包括固定部分(31)，该固定部分具有球状的收容室用于收容所述球体并容许所述球体转动，所述收容室具有拍摄窗口(34)以露出所述视频捕捉设备。这种显示装置安装有驱动平台，可通过压电马达控制支架的活动部分以电动控制视频捕捉设备的拍摄角度。

Description

一种显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，更具体地，涉及具有视频捕捉设备和对应的驱动平台的显示装置。

背景技术

目前，一部分显示器集成有摄像头。例如，一些便携式的个人电脑(laptop)的显示器上安装有摄像头，摄像头可以捕捉外部的视频，并转换成数字信号输入个人电脑中。

在一些显示器中，摄像头安装在显示器的外框内，摄像头的位置是固定的，只能通过转动显示器来调整摄像头的拍摄角度，给用户带来了很大的不便。

在另一些显示器中，摄像头通过支架安装到显示器的外框的，用户可以手动调节摄像头的支架，以调节摄像头的拍摄角度。这种结构虽然能够以手动的方式调节摄像头的拍摄角度，但是使用起来依然不够方便。此外，摄像头凸出于显示器的外框，既不美观，也容易因为意外碰撞等原因损坏摄像头。

因此，亟需一种集成有摄像头并能电动控制摄像头的拍摄角度的显示装置。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有视频捕捉设备并能够电动调节拍摄角度的显示装置。

本发明提供的显示装置包括外框、视频捕捉设备以及安装到外框的显示屏，还包括安装到外框的驱动平台，所述驱动平台包括支架和压电马达；所述支架包括活动部分用于安装所述视频捕捉设备；所述压电马达用于驱动所述活动部分，使所述视频捕捉设备随着所述活动部分沿着第一方向和第二方向转动，从而使得所述视频捕捉设备可相对于外框做球面运动。

作为一个优选方案，支架的活动部分为一个球体，所述支架还包括固定部分，所述固定部分具有球状的收容室用于收容所述球体并容许所述球体在收容室内转动，所述收容室具有拍摄窗口以露出所述视频捕捉设备的镜头；所述压电马达包括压电元件，所述压电元件的驱动头与所述球体弹性接触并驱动所述球体沿着所述第一方向和第二方向转动，使所述视频捕捉设备的镜头在所述拍摄窗口范围内移动。

作为进一步的改进，所述驱动平台包括两个压电马达，所述两个压电马达的驱动头同时驱动所述球体，所述两个驱动头位于经过所述球体的球心的平面的一侧；所述两个驱动头的驱动方向相同时，所述球体沿着第一方向转动；所述两个驱动头的驱动方向相反时，所述球体沿着所述第二方向转动。

实施本发明具有以下有益效果：本发明的显示装置包括驱动平台，该驱动平台包括支架和压电马达，压电马达可驱动支架的活动部分使活动部分做球面运动，活动部分安装有视频捕捉设备，从而能够电动控制视频捕捉设备的拍摄角度。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

附图中：

图1是本发明一个实施例的显示装置的立体示意图；

图2是安装到图1所示的显示装置的压电马达驱动平台、视频捕捉设备的立体示意图；

图3是图2所示的压电马达驱动平台的内部结构示意图；

图4是本发明另一个实施例中采用的二维压电马达的示意图；

图5是图4所示的二维压电马达驱动支架的活动部分的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

实施例1

图1是本发明一个实施例的显示装置的立体示意图，该显示装置包括外框1、显示屏2、驱动平台3以及视频捕捉设备4。如图1所示，显示屏2安装到外框1，驱动平台3也安装到外框1，视频捕捉设备4安装到驱动平台3，视频捕捉设备4几乎与外框1的表面平齐，既显得美观又能够避免因为意外碰撞而损坏视频捕捉设备4。

图2是驱动平台3和视频捕捉设备4的立体示意图。如图2所示，驱动平台3包括支架和视频捕捉设备4，支架包括固定部分31和活动部分32。固定部分31和活动部分32组成球面运动付，活动部分32是一个球体，固定部分31具有球状的收容室用于收容活动部分32，该球体可以在收容室内转动。视频捕捉设备4安装在活动部分32上，可随着活动部分32转动。收容室具有一个拍摄窗口34以暴露出活动部分32的一部分，以供视频捕捉设备4的镜头透过该拍摄窗口34捕捉外部的视频。在使用时，支架的固定部分31安装到显示装置的外框1，收容室的拍摄窗口34朝向需要拍摄的方向，压电马达驱动活动部分32，使活动部分32在收容室内沿着垂直的两个方向(例如经度方向和纬度方向)转动，从而使得视频捕捉设备4在拍摄窗口34范围内移动并捕捉外部的视频，视频捕捉设备4可以是摄像头、照相机等。

图3是驱动平台3的内部结构示意图。如图3所示，驱动平台3包括压电马达35和36，每个压电马达都包括一个压电元件，这两个压电元件均具有驱动头用于驱动球体状的活动部分32。压电马达的末端(也就是远离驱动头的端部)设有弹簧，弹簧使压电马达的驱动头与活动部分32弹性接触。在本实施例中，这两个压电元件基本平行并关于经过球心的一个平面对称，具体地，这两个压电元件所在的平面穿过球体的球心，并且这两个压电元件的对称平面穿过球体的球心。这种设计的好处在于，这两个压电元件的驱动头对球体状活动部分32的摩擦位置是关于球心对称的，容易转动活动部分32并保持活动部分32的平稳。进一步地，这两个压电元件的对称平面还穿过收容室的拍摄窗口34的中心，以便于压电马达35和36能够平稳地转动活动部分32，使视频捕捉设备4在拍摄窗口34范围内移动。

下面将阐述压电马达35和36对活动部分32的驱动过程。本领域的技术人员应当知道，压电马达的压电元件被激励时会进行振动，在一个振动周期中，压电元件的驱动头的运动轨迹是一个闭合的小椭圆。对于一维压电马达，压电元件的驱动头将在一个平面上运动；对于二维压电马达，压电元件的驱动头能够独立地在相互垂直的两个平面上运动。在一个运动周期中(一个闭合的椭圆)，驱动头的前半个周期的运动方向与后半个周期的运动方向相反，所以，宏观而言，二维压电马达的驱动头能够驱动物体在垂直的两个平面上转动从而实现球面运动，而一维压电马达通常只能驱动物体在一个平面上转动(顺时针、逆时针或者两者的结合)。可通过改变激励信号来改变压电马达提供的推动力的方向。

图3所示的实施例中采用两个一维压电马达，一维压电马达的结构比二维压电马达简单。为便于说明，假定压电马达35和36所确定的平面为一个经度平面，所有的经度平面都穿过球心；垂直于所述经度平面的平面为纬度平面，如图3所示，压电马达35、36位于两个不同的纬度平面上。从上往下看，当压电马达35和36的驱动头在纬度平面的运动轨迹都是顺时针的小椭圆时，将驱动活动部分32在纬度平面上逆时针转动；反之，当压电马达35和36的驱动头在纬度平面的运动轨迹都是逆时针的小椭圆时，将驱动活动部分32在纬度平面上顺时针转动。也就是说，如果两个压电马达的驱动头的运动方向相同(都是顺时针或者逆时针)时，视频捕捉设备4将在纬度平面移动，也称为视频捕捉设备的平移(pan)。

类似地，当压电马达35和36的驱动头在纬度平面的运动轨迹相反时，视频捕捉设备4将在经度方向移动，也称为视频捕捉设备的倾斜移动(tilt)。例如，从上往下看，当压电马达35的驱动头在纬度平面的运动轨迹是顺时针、且压电马达36的驱动头在纬度平面的运动轨迹是逆时针时，将驱动活动部分32向上转动，从而实现视频捕捉设备4向上转动；反之，当压电马达35的驱动头在纬度平面的运动轨迹是逆时针、且压电马达36的驱动头在纬度平面的运动轨迹是顺时针时，将驱动活动部分32向下转动，从而实现视频捕捉设备4向下转动。

如上所述，因为视频捕捉设备4既可以左右移动，又可以上下移动，因此，视频捕捉设备4可以移动到拍摄窗口34范围内的任何位置。可以方便地通过激励信号来控制压电马达35、36，从而控制视频捕捉设备4的转动方向、转动速度。例如，将压电马达的控制部分集成到个人电脑中，用户通过个人电脑内的应用软件控制视频捕捉设备4的转动位置。压电马达的控制方法可参考2008年3月19日中国专利申请CN200810066114.0，本说明书通过引用将中国专利申请CN200810066114.0的公开内容合并到此，作为本发明的公开内容。

压电马达35和36最好安装在支架的固定部分31，这样，驱动平台3就是一个独立的功能单元，可以方便地集成到各种装置中，例如电视机、个人计算机的显示器等。支架的活动部分32还可以安装其他零部件，或者采用其他零部件替代视频捕捉设备4。

实施例2

本实施例的结构与图1～3所示的实施例1类似，不同的地方在于，上述实施例1中两个压电元件的夹角是0度，而本实施例中，两个压电元件的夹角大于0度且小于180度。这两个压电元件的驱动头都位于活动部分32的某半个球面上，也就是说，两个驱动头位于经过所述球体的球心的平面的一侧，优选地两个压电元件所确定的平面最好穿过活动部分32的球心。这两个压电马达的压电元件都指向所述球体的球心并同时驱动活动部分32。当这两个驱动头的驱动方向相同时，活动部分32沿着第一方向(例如纬度方向)转动；所述两个驱动头的驱动方向相反时，所述球体沿着所述第二方向转动(例如经度方向)，第一方向和第二方向垂直。应当意识到，上述沿着第一方向的运动和第二方向的运动的合成，将导致视频捕捉设备能够移动到拍摄窗口34内的任何位置。

作为一种替换方案，两个压电元件的夹角也可以是180度。这种情况下，这两个驱动头位于经过所述球体的球心的平面的一侧，优选地这两个压电元件所确定的平面最好穿过活动部分32的球心，但是这两个压电元件的连线不经过活动部分32的球心。

实施例3

在一个替换的实施例中，压电马达35和36不是平行设置的，而是垂直设置的。具体地，两个压电马达的压电元件大致互相垂直并且都指向活动部分32的球心。进一步地，两个压电元件所在的平面垂直于球心与拍摄窗口34的中心的连线。这种情况下，其中一个压电马达能够使视频捕捉设备4在一个平面上摆动，另一个压电马达能够使视频捕捉设备4在另一个平面上摆动，这两个平面是垂直的。因此，这个实施例中，这两个压电马达的配合同样能够使视频捕捉设备4在拍摄窗口34的所有范围内移动。

实施例4

申请日为2008年3月3日的中国实用新型专利ZL 200820092375.5公开了一种二维压电马达，这种二维压电马达的驱动头能够在垂直的两个平面内进行独立的微观机械椭圆运动。该专利ZL 200820092375.5的公开内容通过引用的方式并入到本说明书中，作为本说明书的公开内容。

在本实施例中，采用一个二维压电马达来驱动活动部分，图4是该二维压电马达37的示意图。图5是二维压电马达37驱动支架的活动部分32的示意图。参考图5，因为压电马达37的驱动头的椭圆运动可以是互相垂直的两个平面内的运动，所以，压电马达37将能够驱动活动部分32沿着互相垂直的两个方向转动。本实施例中采用一个二维压电马达代替两个一维压电马达，简化了结构，并便于控制。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示装置，包括外框(1)、视频捕捉设备(4)以及安装到外框的显示屏(2)，其特征在于，还包括安装到外框的驱动平台(3)，所述驱动平台包括支架和压电马达；所述支架包括活动部分(32)用于安装所述视频捕捉设备；所述压电马达用于驱动所述活动部分，使所述视频捕捉设备随着所述活动部分沿着第一方向和第二方向转动，从而使得所述视频捕捉设备可相对于外框做球面运动。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，支架的活动部分(32)为一球体，所述支架包括固定部分(31)，所述固定部分具有球状的收容室用于收容所述球体并容许所述球体在收容室内转动，所述收容室具有拍摄窗口(34)以露出所述视频捕捉设备的镜头；所述压电马达包括压电元件，所述压电元件的驱动头与所述球体弹性接触并驱动所述球体沿着所述第一方向和第二方向转动，使所述视频捕捉设备的镜头在所述拍摄窗口范围内移动。

3.根据权利要起2所述的显示装置，其特征在于，所述驱动平台包括两个压电马达(35，36)，所述两个压电马达的驱动头同时驱动所述球体，所述两个驱动头位于经过所述球体的球心的平面的一侧；所述两个驱动头的驱动方向相同时，所述球体沿着第一方向转动；所述两个驱动头的驱动方向相反时，所述球体沿着所述第二方向转动。

4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述两个压电马达的压电元件基本平行，所述两个压电元件所在的平面穿过所述球体的球心，所述两个压电元件的对称平面穿过所述球体的球心。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述两个压电元件的对称平面还穿过所述收容室的拍摄窗口(34)的中心。

6.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述两个压电马达位于一个平面上，所述平面穿过所述球体的球心，所述两个压电元件的夹角大于0度且小于180度。

7.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述驱动平台包括两个压电马达，所述两个压电马达的压电元件基本垂直，其中一个压电元件的驱动头用于驱动所述球体沿着所述第一方向转动，另一个压电元件的驱动头用于驱动所述球体沿着所述第二方向转动。

8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述两个压电元件位于一个平面上，所述平面垂直于所述球体的球心与所述拍摄窗口的中心的连线。

9.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述压电马达是一个二维压电马达，所述二维压电马达的驱动头指向所述球体的球心，所述驱动头能够独立地在相互垂直的两个平面内运动以驱动所述球体沿着所述第一方向和第二方向转动。

10.根据权利要求2至8中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述压电马达都安装在支架的固定部分(31)，所述固定部分安装到所示显示装置的外框内；所述支架还安装有弹簧在所述压电马达的端部，使所述压电马达的驱动头与所述活动部分弹性接触。

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