CN104157219A - 一种旋转式立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提出一种结构简单的旋转式立体显示装置，以降低立体显示装置的成本。本发明的旋转式立体显示装置包括底座及支撑于底座上的框架，所述框架通过轴承安装有转轴，所述转轴利用固定于底座上的电机驱动；所述转轴固定有LED显示板和用于驱动控制LED阵列工作的驱动控制单元；所述转轴上还设有用于为LED阵列及驱动控制单元供电的电刷。本发明的旋转式立体显示装置结构简单、控制方便可靠，采用了霍尔传感器进行相位检查并完成校正功能，使LED发光与旋转保持同步，能够保持图形稳定，与传统的立体成像装置相比，成本大大降低，便于推广。

Description

一种旋转式立体显示装置

技术领域

本发明涉及显示装置领域，尤其涉及一种旋转式立体显示装置。

背景技术

随着科技的发展，人们对显示成像技术的要求不断提高，传统的平面(二维)显示已经不能满足人们的要求，越来越多的人开始关注立体(三维)成像。目前的立体成像装置(如申请号为200810084270.X的专利)大多都是由上基板组件、偏振板及膜、下玻璃组件、LCD或LED、驱动电路单元、背光灯模组及其他附件等组成，结构复杂、成本高，难以普及。

发明内容

本发明的目的是提出一种结构简单的旋转式立体显示装置，以降低立体显示装置的成本。

本发明的旋转式立体显示装置包括底座及支撑于底座上的框架，所述框架通过轴承安装有转轴，所述转轴利用固定于底座上的电机驱动；所述转轴固定有LED显示板和用于驱动控制LED阵列工作的驱动控制单元；所述转轴上还设有用于为LED阵列及驱动控制单元供电的电刷。

LED显示板上的LED在驱动控制单元的控制下在特定的位置亮或灭，当电机通电之后，转轴带动其上的LED显示板高速旋转，基于视觉暂留原理，人眼的视觉暂留时间是0.02S，如果采用200转/S以上的高速电动机，利用“面动成体”的原理，LED显示板从视觉效果上就会显示出一种立体字符或图形，显示的立体图形看起来是漂浮在空中的，不仅美观，而且新颖。

具体来说，所述驱动控制单元包括电源模块、中央处理模块、子控制模块、驱动模块和转轴角度检测模块；所述电源模块通过电刷与外接电源相连，并分别为中央处理模块、子控制模块、驱动模块和转轴角度检测模块供电；所述中央处理模块分别与子控制模块、角度检测模块相连，所述子控制模块通过驱动模块与LED阵列相连。

中央处理模块利用转轴角度检测模块来检测转轴的转动角度(即相位)，并根据不同的转轴角度向子控制模块输出不同的控制命令，子控制模块根据接收到的命令，向驱动模块输出不同的数据，驱动模块驱动LED阵列中的各个LED按照预定的方式点亮。

进一步地，子控制模块、驱动模块、LED阵列安装在LED显示板上，所述LED显示板的侧部设有拼接结构，这样可以将多个LED显示板进行拼接，形成更大的LED显示板。

进一步地，所述转轴角度检测模块为安装于转轴上的霍尔传感器。

进一步地，所述中央处理模块还与一个无线通讯模块相连，所述旋转式立体显示装置还包括一个无线遥控键盘。这样中央处理模块就方便接收无线遥控键盘的数据及控制命令，该无线通讯模块可以采用芯片24L01及其附属电路制成，本身体积小，功耗低，稳定性好。

进一步地，所述外接电源的电压为12V，所述电源模块包括滤波电路和降压电路，从而将12V电压降压成5V及3.3V电压输出。由于采用电刷的方式取电，电刷上会有很大分压，而且电刷自身的工作特点会导致电压很不稳定，因此本发明采用了较高的供电电压，然后再分级降压，从而降低电刷的供电电流，提高供电稳定性。

本发明的旋转式立体显示装置结构简单、控制方便可靠，采用了霍尔传感器进行相位检查并完成校正功能，使LED发光与旋转保持同步，能够保持图形稳定，与传统的立体成像装置相比，成本大大降低，便于推广。

附图说明

图1是本发明的旋转式立体显示装置的结构示意图。

图2是本发明中的电源驱动单元的原理框图。

图3是本发明中的电源模块的电路原理图。

图4是驱动模块中的阴极驱动电路的电路原理图。

图5是驱动模块中的阳极驱动电路的电路原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例的旋转式立体显示装置包括底座1及支撑于底座1上的框架2，所述框架2通过轴承3安装有转轴4，所述转轴4利用固定于底座上的电机(图中未画出电机)驱动；所述转轴4固定有LED显示板5和用于驱动控制LED阵列工作的驱动控制单元，其中驱动控制单元设置于LED显示板5的背面，LED阵列设置于LED显示板5的正面；所述转轴上还设有用于为LED阵列及驱动控制单元供电的两个电刷6。

LED显示板5上的LED在驱动控制单元的控制下在特定的位置亮或灭，当电机通电之后，转轴4带动其上的LED显示板5高速旋转，基于视觉暂留原理，人眼的视觉暂留时间是0.02S，如果采用200转/S以上的高速电动机，利用“面动成体”的原理，LED显示板5从视觉效果上就会显示出一种立体字符或图形，显示的立体图形看起来是漂浮在空中的，不仅美观，而且新颖。LED显示板5的侧部设有拼接结构，以方便调整大小和扩展。

具体来说，如图2所示，所述驱动控制单元包括电源模块、中央处理模块、子控制模块、驱动模块、24L01无线通讯模块和转轴角度检测模块；所述电源模块通过电刷与外接电源相连，并分别为中央处理模块、子控制模块、驱动模块、24L01无线通讯模块和转轴角度检测模块供电；所述中央处理模块分别与子控制模块、24L01无线通讯模块、转轴角度检测模块相连，所述子控制模块通过驱动模块与LED阵列相连；转轴角度检测模块为安装于转轴上的霍尔传感器。上述每个子控制模块、驱动模块对应一个LED显示板，可以根据具体的LED显示板的数量来设置多个子控制模块、驱动模块。

中央处理模块利用转轴角度检测模块来检测转轴的转动角度(即相位)，并根据不同的转轴角度向子控制模块输出不同的控制命令，子控制模块根据接收到的命令，向驱动模块输出不同的数据，驱动模块驱动LED阵列中的各个LED按照预定的方式点亮。

如图3所示，外接电源P14(即电刷)处的电压为12V，所述电源模块包括两级降压电路，分别为LM7805和AMS1117两个芯片及其外围电路，首先利用LM7805将12V电压降压成5V，然后再利用AMS1117将5V降压成3.3V，从而得到稳定的5V和3.3V电源，供各个模块使用。由于采用电刷的方式取电，电刷上会有很大分压，而且电刷自身的工作特点会导致电压很不稳定，因此本发明采用了较高的供电电压，然后再分级降压，从而降低电刷的供电电流，提高供电稳定性。

本实施例的中央处理模块采用美国德州仪器(Texas Instruments)的ARM架构的Cortex M3系列微处理器LM3S9B96，子控制模块采用国产51内核单片机STC89C52RC，中央处理模块与子控制模块通过并行数据线连接，由于中央处理模块兼容3.3V电平，而子控制模块为了增加驱动能力需兼容5V电平，因此需要在中央处理模块与子控制模块之间加入电平转换电路，该电平转换电路已经广泛应用，此处不再赘述。

本实施例的驱动模块包括与LED阴极相连的阴极驱动电路和与LED阳极相连的阳极驱动电路，如图4所示，阴极驱动电路采用达林顿管驱动器UL2803，子控制模块的信号经过UL2803后再输出至LED阴极，驱动器UL2803输出只有两个状态，分别是低电平状态和高阻态，处于低电平状态时，LED阵列的阴极被接通，当处于高阻态时，LED阵列的阴极被切断，LED阵列与子显示模块隔离，以增大驱动电流，提高驱动能力，以及减小干扰；而且达林顿管驱动器UL2803的输入电阻较高，可以减小对子显示模块的漏电流影响，提高电路的稳定性。如图5所示，阳极驱动电路采用译码器74HC138和简单的三极管来搭接，子控制模块的信号经过译码器74HC138后再输出至LED阳极，以减少数据线的数量和提高驱动能力。

Claims (6)

1.一种旋转式立体显示装置，其特征在于包括底座及支撑于底座上的框架，所述框架通过轴承安装有转轴，所述转轴利用固定于底座上的电机驱动；所述转轴固定有LED显示板和用于驱动控制LED阵列工作的驱动控制单元；所述转轴上还设有用于为LED阵列及驱动控制单元供电的电刷。

2.根据权利要求1所述的旋转式立体显示装置，其特征在于所述驱动控制单元包括电源模块、中央处理模块、子控制模块、驱动模块和转轴角度检测模块；所述电源模块通过电刷与外接电源相连，并分别为中央处理模块、子控制模块、驱动模块和转轴角度检测模块供电；所述中央处理模块分别与子控制模块、角度检测模块相连，所述子控制模块通过驱动模块与LED阵列相连。

3.根据权利要求2所述的旋转式立体显示装置，其特征在于所述子控制模块、驱动模块、LED阵列安装在LED显示板上，所述LED显示板的侧部设有拼接结构。

4.根据权利要求2所述的旋转式立体显示装置，其特征在于所述转轴角度检测模块为安装于转轴上的霍尔传感器。

5.根据权利要求2所述的旋转式立体显示装置，其特征在于所述中央处理模块还与一个无线通讯模块相连；所述旋转式立体显示装置还包括一个无线遥控键盘。

6.根据权利要求2所述的旋转式立体显示装置，其特征在于所述外接电源的电压为12V，所述电源模块包括滤波电路和降压电路，从而将12V电压降压成5V及3.3V电压输出。