CN103258482B - 一种接近球形的点阵显示屏和接近球面的点阵显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种接近球形的点阵显示屏，由20块相邻紧密拼接的、顶点都在同一球面上的、装有点阵显示元件的三角形类球面屏组成；三角形类球面屏由多块相邻紧密拼接的、顶点都在同一球面上的三角形平面显示板组成。该接近球形的点阵显示屏的一部分可以构成接近球面的点阵显示屏。本发明结构简单地实现了用平面的点阵显示屏构造接近球形或球面程度可控的点阵显示屏；按本发明设计的三角形平面显示板形状相同的较多，适合批量制造和维护替换。

Description

一种接近球形的点阵显示屏和接近球面的点阵显示屏

技术领域

本发明涉及一种点阵显示屏结构，尤其涉及一种接近球形的点阵显示屏和接近球面的点阵显示屏的结构。

背景技术

点阵显示屏例如LED显示屏已广泛应用。典型的点阵显示屏呈矩形平面结构。目前市场对球形和球面的点阵显示屏有需求。如何用平面的点阵显示屏构造尽量接近球形或球面的点阵显示屏并且结构简单、制造和维护容易，是技术人员应该解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、容易制造并接近球形程度可控的球形点阵显示屏和球面点阵显示屏。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种接近球形的点阵显示屏，其特征在于：分为上部分、中间部分及下部分，由20块相邻紧密拼接的、顶点都在同一球面上的、装有点阵显示元件的三角形类球面屏组成，其中各由5块三角形类球面屏分别组成上部分及下部分，另外10块组成中间部分；三角形类球面屏的任一角顶点分别与其它4块三角形类球面屏的一个角顶点相接。

优选地，所述三角形类球面屏由n²块相邻紧密拼接的、顶点都在三角形类球面屏的同一球面上的三角形平面显示板组成，n为大于1的整数，其为分别对所述三角形类球面屏的三条弧边实施等分的数目。

优选地，沿所述三角形平面显示板的边，设置与三角形类球面屏所在的球面相适应的安装梁，安装梁互相拼接构成所述三角形类球面屏的安装架；在安装架的角顶点设置安装梁连接件与其他所述三角形类球面屏连接；所述三角形平面显示板安装于安装架较远球心的外侧，组成外球面屏，或者安装于安装架较近球心的内侧，组成内球面屏。

优选地，在所述三角形平面显示板的较远球心的面上或者较近球心的面上装有点阵显示元件，分别组成外球面屏或者内球面屏。

优选地，所述三角形平面显示板上所装的点阵显示元件互相作为顶点形成蜂窝状六边形分布。

优选地，所述点阵显示元件为LED灯。

本发明的另一个技术方案是提供了一种接近球面的点阵显示屏，其特征在于：为上所述的接近球形的点阵显示屏的一部分。

本发明的有益效果是：接近球形或球面的点阵显示屏由三角形类球面屏组成，每个三角形类球面屏由三角形平面显示板组成，结构简单；按本发明设计的三角形平面显示板形状相同的较多，适合批量制造和维护替换；只要适当选取对三角形类球面屏的三条边在球面上实施等分的数目n，就能使点阵显示屏接近球形或球面的程度和经济性互相兼顾。

附图说明

图1为正20面体示意图；

图2为本发明提供的一种接近球形的点阵显示屏的结构示意图；

图3为本发明提供的一种接近球形的点阵显示屏的组成示意图；

图4为本发明提供的点阵显示元件的排列示意图；

图5为本发明提供的三角形类球面屏的安装架结构示意图；

图6为本发明的三角形类球面屏弧边9等分示意图；

附图标记说明

1-三角形类球面屏；2-三角形平面显示板；3-点阵显示元件；4-安装梁；5-安装架；6-六端连接件；7-安装梁连接件；8-安装梁连接件附件。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。应注意，以下实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本发明的，但并非用以限定本发明，任何不脱离本发明的精神和范围所作的修改，仍包括在本发明的专利保护范围内。本发明的保护范围以权利要求书所界定的创新性特征的最大范围为准。

图1为正20面体示意图。如图1所示，正20面体有20个面，12个顶点。作正20面体的外接圆球面，分别将所有相邻两个顶点在该球面上以最短弧长连线，可以得到20块形状相同的三角形球面，它们相邻紧密拼接，顶点都在同一球面上，并且它们的边沿的弧长相等，如图2所示。图2是本发明提供的一种接近球形的点阵显示屏的结构示意图，可以看出，上下各5块三角形球面组成整个球面的上部分I及下部分III，中间10块三角形球面组成整个球面的中间部分II。(为了便于理解，图2中球面的中间部分II与上部分I及下部分III相接处的安装梁4和安装梁连接件7有重复。)

图3是本发明提供的一种接近球形的点阵显示屏的组成示意图，整个球面屏由20块形状相同并且边沿弧长相等的、相邻紧密拼接的、顶点都在同一球面上的、装有点阵显示元件3的三角形类球面屏1组成，其中各5块组成接近球形的点阵显示屏的上部分I及下部分III，另外10块组成接近球形的点阵显示屏的中间部分II；三角形类球面屏1的任一角顶点分别与其它4块三角形类球面屏1的一个角顶点相接。为了看清组成结构，图3中只画了2块三角形类球面屏1，左边的装有三角形平面显示板2，右边的除此之外还装有点阵显示元件3。三角形类球面屏1所在的或所接近的球面就是图2中的三角形球面。三角形类球面屏1可以用一块三角形平面显示板2承担，但这样构成的类球面屏，如同正20面体，与球面差距较大。因此，应该使三角形类球面屏1除了3个顶点在同一球面上，其屏表面至少还应有一点在同一球面上。三角形类球面屏1的屏表面在同一球面上的点越多，三角形类球面屏1就越接近球面。三角形类球面屏1可以用多块平面显示板(例如图3中的三角形平面显示板2)制作成接近球面的形状，只要使所有平面显示板的角端点落在三角形类球面屏1的同一球面上，即三角形类球面屏1所在的球面是所有平面显示板角端点的外接球面。三角形类球面屏1也可以采用玻璃、高分子材料等制作成球面形状。

并且，为了使接近球形的显示屏适合工业化制造，还应该使组成其球面的三角形平面显示板2尽可能多地尺寸形状相同。如何在三角形类球面屏1上构造顶点都在其同一球面上的、尺寸形状相同较多的三角形平面显示板2呢？本发明的方法是：三角形类球面屏1由n²(n为大于1的整数)块相邻紧密拼接的、顶点都在与三角形类球面屏1所在球面同一球面上的三角形平面显示板2组成，n为分别对所述三角形类球面屏1的三条弧边(弧线)实施等分的数目。具体实施主要遵循三点：被等分的弧线中间互不相交；先对周边部分再对中间部分实施等分；当中间部分没有互不相交的被等分的弧线时，作三角形类球面屏1所在球心与其三条弧边AB、BC、CA的弦线构成的三角形ABC的形心的连线，找到其延长线与球面的交点O。下面举例说明。

请继续参见图3。图3上有对三角形类球面屏弧边8等分的示意图。对三角形类球面屏1的三条弧边AB、BC、CA在球面上分别实施8等分；然后分别将其中间点即D点与F点、F点与E点、E点与D点在球面上以最短弧长连接，分别对弧线DF、FE、ED在球面上实施4等分；然后在球面上以最短弧长分别连接G与I、I与H、H与G、I与J、J与K、K与I、L与M、M与J、J与L、K与O、O与N、N与K诸点，并分别对这些连接形成的弧线实施2等分。以上选择的被等分的弧线中间都互不相交。总之，按上述方法实施，总能找到因此产生的在三角形球面上所有的等分点或交点O，然后对所有相邻两点分别作直线连接，即作球面上所有相邻两点的弦线，这些弦线所围成的三角形平面，就是n²块(图3上是64块)顶点都在同一球面上的三角形平面显示板2的形状。这些相邻紧密拼接的三角形平面显示板2组成了三角形类球面屏1。

如果等分数n是奇数，例如9等分，请参见图6，图6是本发明的三角形类球面屏弧边9等分示意图。先对三角形类球面屏1的三条弧边AB、BC、CA在球面上分别实施9等分；然后分别将D点与E点、F点与G点、H点与I点在球面上以最短弧长连接，分别对弧线DE、FG、HI在球面上实施4等分；按同样方法分别对J与K、K与L、L与J诸点连接弧线并对弧线分别实施3等分；按同样方法分别对M与N、N与J、J与M、P与Q、R与S、U与V诸点连接弧线并对弧线分别实施2等分；然后，将上述对三角形球面ADE实施的过程同样实施于三角形球面BGF和CHI。以上选择的被等分的弧线中间都互不相交。最后在中间部分找不到互不相交的被等分的弧线，则作三角形类球面屏1的球心与其三条弧边AB、BC、CA的弦线构成的三角形ABC的形心的连线，找到其延长线与球面的交点O。总之，按上述方法实施，总能找到因此产生的在三角形球面上所有的等分点或交点O，然后对所有相邻两点分别作直线连接，即作球面上所有相邻两点的弦线，这些弦线所围成的三角形平面，就是n²块(图6上是81块)顶点都在同一球面上的三角形平面显示板2的形状。这些相邻紧密拼接的三角形平面显示板2组成了三角形类球面屏1。

显然，n越大，三角形类球面屏1表面在同一球面上的点就越多，三角形类球面屏1就越接近球面。适当选取n，就能使点阵显示屏接近球形或球面的程度(类似于圆滑度)和经济性互相兼顾。实施经验证明，这样构造三角形平面显示板2，其尺寸形状相同的较多，并且，由于其构成的所有三角形类球面屏1都是相同的，因此按本发明设计的球形或球面点阵显示屏适合批量制造和维护替换。

请继续参见图3。在三角形平面显示板2上装有点阵显示元件3。如果人在球外观看，可将显示元件3装在三角形平面显示板2较远球心的外表面；如果人在球内观看，可将显示元件3装在三角形平面显示板2较近球心的内表面。

图4是本发明提供的点阵显示元件的排列示意图。请参见图4。在三角形平面显示板2上所装的点阵显示元件3，它们互相作为顶点呈蜂窝状六边形分布，这样，点阵显示元件3在三角形平面显示板2所组成的接近球面的显示屏上显示图像时看上去容易排列整齐，不会受其不当排列影响而扭曲和变形。

本实施例实际安装的点阵显示元件3是能发出红、绿、蓝光的LED灯。

图5是本发明提供的三角形类球面屏的安装架结构示意图。请参见图5。安装梁4可以按与三角形类球面屏1所在球面相适应的曲率设计成弧形的梁，沿三角形平面显示板2的边安排设置，互相拼接构成三角形类球面屏1的安装架5。安装梁4在部分三角形平面显示板2的顶点处互相镶嵌，再用安装梁连接件7及附件8或六端连接件6在镶嵌处加固。安装梁连接件附件8、六端连接件6或安装梁4都可以用来固定三角形平面显示板2。在安装架5的角顶点也即三角形类球面屏1的角顶点设置安装梁连接件7，可与其他三角形类球面屏1连接。三角形平面显示板2安装于安装架5较远于球心的外侧，其外表面安装有点阵显示元件3，这样可以供人在球外观看显示屏。从图5中可看出，作为一种等同的选择，本实施例省去了一些安装梁，只在三角形平面显示板2的顶点位置设置了六端连接件6或者安装梁连接件附件8，三角形平面显示板2安装于其上。

点阵显示元件3也可以安装在三角形平面显示板2朝球心的一面上。此时应将安装梁连接件附件8和六端连接件6设置于安装梁4靠近球心的内侧，并且在其上安装三角形平面显示板2，而三角形平面显示板2朝球心的一面安装有点阵显示元件3，就可以供人在球内观看显示屏。

请再次参见图3。如果不需要制造整个球形的显示屏，只需制造一个球面的显示屏，例如形如半个圆球的球面屏，则只要对整个球形的显示屏按所需形状切分，以此来设计制造所需的球面显示屏。也就是说，按本实施例的球形显示屏的设计思路来设计制造部分而非整个球形显示屏，并妥善处理周边结构框，就可以实现制造所需的球面显示屏。

显然，本发明实施的球形或球面点阵显示屏由三角形类球面屏组成，每个三角形类球面屏由三角形平面显示板组成，结构简单地实现了用平面的点阵显示屏构造接近球形或球面程度(类似于圆滑度)可控的点阵显示屏；并且，按本发明设计的三角形平面显示板形状相同的较多，适合批量制造和维护替换。

Claims (6)

1.一种接近球形的点阵显示屏，其特征在于：分为上部分（Ⅰ）、中间部分（Ⅱ）及下部分（Ⅲ），由20块相邻紧密拼接的、顶点都在同一球面上的、装有点阵显示元件（3）的三角形类球面屏（1）组成，其中各由5块三角形类球面屏（1）分别组成上部分（Ⅰ）及下部分（Ⅲ），另外10块组成中间部分（Ⅱ）；三角形类球面屏（1）的任一角顶点分别与其它4块三角形类球面屏（1）的一个角顶点相接；

所述三角形类球面屏（1）由n²块相邻紧密拼接的、顶点都在三角形类球面屏（1）的同一球面上的三角形平面显示板（2）组成，n为大于1的整数，其为分别对所述三角形类球面屏（1）的三条弧边实施等分的数目；

在对所述三角形类球面屏（1）的三条弧边实施n等分产生三角形平面显示板（2）时，先对三角形类球面屏（1）的周边部分弧线再对产生的中间部分弧线实施等分，通过连接等分点逐步产生互不相交的最短弧线，通过对弧线等分逐步产生新的等分点，若在中间部分无法产生互不相交的弧线时，作球心与三角形类球面屏（1）的三条弧边的弦构成的三角形的形心的连线，找到该连线的延长线与球面的交点O，将所有相邻等分点以及交点O分别以直线连接，产生n²块三角形平面显示板（2）。

2.如权利要求1所述的接近球形的点阵显示屏，其特征在于：沿所述三角形平面显示板（2）的边，设置与三角形类球面屏（1）所在的球面相适应的安装梁（4），安装梁（4）互相拼接构成所述三角形类球面屏（1）的安装架（5）；在安装架（5）的角顶点设置安装梁连接件（7）与其他所述三角形类球面屏（1）连接；所述三角形平面显示板（2）安装于安装架（5）较远球心的外侧，组成外球面屏，或者安装于安装架（5）较近球心的内侧，组成内球面屏。

3.如权利要求2所述的接近球形的点阵显示屏，其特征在于：在所述三角形平面显示板（2）的较远球心的面上或者较近球心的面上装有点阵显示元件（3），分别组成外球面屏或者内球面屏。

4.如权利要求3所述的接近球形的点阵显示屏，其特征在于：所述三角形平面显示板（2）上所装的点阵显示元件（3）互相作为顶点形成蜂窝状六边形分布。

5.如权利要求1、3或4所述的接近球形的点阵显示屏，其特征在于：所述点阵显示元件（3）为LED灯。

6.一种接近球面的点阵显示屏，其特征在于：为如权利要求1至5任一项所述的接近球形的点阵显示屏的一部分。