CN104505004A - 一种球形点阵显示屏和球面点阵显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种球形点阵显示屏，由6块形状和尺寸相同的、相邻拼接的、角顶点都在同一球面上的四边形类球面屏组成，对四边形类球面屏实施n条等分经线和m条纬线分割形成n×m块安装四边形平面显示板的位置，以此适配设计的四边形平面显示板种类较少，适合批量制造和维护替换。按压同纬度角端点弯曲安装四边形平面显示板以贴合球面容易实施。四边形平面显示板由包括面罩、灯面灌防水胶的PCB板、底壳、防水密封圈和固定螺丝组成，适合球形或球面点阵显示屏室外安装应用。按需要切割上述球形点阵显示屏的一部分可以形成球面点阵显示屏。

Description

一种球形点阵显示屏和球面点阵显示屏

技术领域

本发明涉及一种点阵显示屏结构，尤其涉及一种平面显示板构成的球形点阵显示屏和平面显示板构成的球面点阵显示屏的结构。

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，是技术人员竭力解决的问题。

专利文献CN103871329A公开了一种平面显示板构成的球形显示屏和球面显示屏，由6块相邻拼接的、角顶点都在同一球面上的四边形类球面屏组成，四边形类球面屏的任一角顶点分别与其它2块四边形类球面屏的一个角顶点紧密相接；四边形类球面屏安装有n×m块装有点阵显示元件的、相邻拼接的、曲边或直边的四边形平面显示板，n和m分别为对四边形类球面屏的两组对边实施分割的数目。如何在四边形类球面屏上构造角端点都在其同一球面上的、尺寸形状种类较少的四边形平面显示板呢？该文献公开了一种实施方法(参见该文献0028段)，对于圆球形显示屏而言，对四边形类球面屏的四条弧边分别实施n等分，并分别将其相对分割点在四边形类球面屏所在球面上以最短弧长(不是经线、纬线)连接，这样就使四边形类球面屏所在球面分割成了n×n块曲面。该方法的关键点是将相对分割点在四边形类球面屏所在球面上以最短弧长连接。类似地，图1是对四边形类球面屏的弧边分别实施16和8等分且以最短弧长连接后的示意图，由此得到平面显示板的种类共有(16×8)＝128种。一般地，若对四边形类球面屏的四条弧边分别实施n和m等分，将相对分割点以最短弧长连接，则由此将得到平面显示板的种类共有(n×m)种。

显然，平面显示板种类越少，越有利于工业化制造。当然，不能简单减少n和m以减少分割数量，否则将降低平面显示板构成的球形显示屏和球面显示屏接近球形或球面的程度。如何在一定的分割数量下获得更少的平面显示板种类，专利文献CN103871329A和其他现有文献没有涉及和解决这个问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，如何在一定的分割数量条件下，获得较少的平面显示板种类，用其构成一种易于工业化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，本发明的一个技术方案是提供了一种球形点阵显示屏，包括由6块形状和尺寸相同的、相邻拼接的、角顶点都在同一球面上的四边形类球面屏组成，四边形类球面屏的任一角顶点分别与其它2块四边形类球面屏的一个角顶点相接，四边形类球面屏安装有n×m块装有点阵显示元件的、相邻拼接的四边形平面显示板，n和m分别为对四边形类球面屏的两组对边间的球面实施分割的数目，其特征在于：还包括，将四边形类球面屏的相当于两段同极经线的一组对边之间的球面按经度n等分并作出相应的与该组对边同极的经线，将四边形类球面屏的另一组对边之间的球面按纬度m分割并作出相应的与经线相关的纬线，形成n×m块安装四边形平面显示板的位置；四边形平面显示板的四个角端点在四边形类球面屏的球面上，或者四边形平面显示板的两个同纬度角端点在四边形类球面屏的球面上，按压另外两个同纬度角端点使其处于同一球面上。

优选地，沿所述四边形平面显示板互相拼接的边，设置与所述四边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四边形类球面屏的安装架；在安装梁上安装四边形平面显示板并使其角端点处于四边形类球面屏所在的球面；装有点阵显示元件的四边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，所述四边形平面显示板由包括面罩、灯面灌防水胶的PCB板、底壳、防水密封圈和固定螺丝组成，灯面灌防水胶的PCB板上装有点阵显示元件，固定螺丝依次将面罩、灯面灌防水胶的PCB板、底壳组合成一体并可以整体适当弯曲，底壳外配有防水密封圈。

优选地，所述四边形平面显示板上所装的点阵显示元件的密度接近均匀。

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球面点阵显示屏，其特征在于：为上述的球形点阵显示屏的一部分。

本发明的有益效果是：对四边形类球面屏实施n条等分经线和m条纬线分割形成n×m块安装四边形平面显示板的位置，以此适配设计的四边形平面显示板种类相当少，适合球形或球面点阵显示屏的批量制造和维护替换；按压同纬度角端点弯曲安装四边形平面显示板容易实施，使四边形平面显示板贴近球面，球形或球面点阵显示屏接近球形或球面的程度更高；四边形平面显示板由包括面罩、灯面灌防水胶的PCB板、底壳、防水密封圈和固定螺丝组成，适合球形或球面点阵显示屏室外安装应用；适当选取n和m，能使球形或球面点阵显示屏接近球形或球面的程度(类似于圆滑度)与经济性互相兼顾。

附图说明

图1为对四边形类球面屏实施最短弧长分割的示意图；

图2为本实施例的圆球形显示屏的结构示意图；

图3为本实施例的四边形类球面屏的安装架结构示意图；

图4为本实施例的按压四边形平面显示板弯曲安装示意图；

图5为本实施例的显示模组结构示意图。

附图标记说明

1-四边形类球面屏；2-四边形平面显示板；3-点阵显示元件；4-安装梁；5-安装架；6-安装点；7-面罩；8-灯面灌防水胶的PCB板；9-底壳；10-防水密封圈；11-固定螺丝；12-显示模组。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选的平面显示板构成的圆球形显示屏实施例，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2是本实施例提供的一种圆球形显示屏的组成示意图。请参见图2，作正方体的外接圆球面，以该圆球面球心为中心分别将正方体的棱投影到该圆球面上形成弧线，这些弧线相当于该圆球的不同极的经线的线段。这些弧线包围的6块四边形球面，它们相邻紧密拼接，顶点都在同一球面上。整个球形屏就由类似于这样的6块形状和尺寸相同的、相邻拼接的、顶点都在同一球面上的、装有点阵显示元件3的四边形类球面屏1组成，其中2块组成球形显示屏的上、下部分，另外4块组成球形显示屏的中间部分；四边形类球面屏1的任一角顶点分别与其它2块四边形类球面屏1的一个角顶点相接。四边形类球面屏1盖满装有点阵显示元件3的四边形平面显示板2，为了清晰，图2中只画了2块装有点阵显示元件3的四边形平面显示板2。四边形类球面屏1可以用多块平面显示板(例如图2中的16×8块四边形平面显示板2)制作成接近球面的形状，只要使所有平面显示板2的角端点落在四边形类球面屏1的同一球面上并相邻拼接。

如何用多块平面显示板制作四边形类球面屏1？为了使平面显示板构成的球形显示屏适合工业化制造，还应该使组成其屏面的四边形平面显示板2尽可能多地尺寸形状相同。对于本实施例圆球形显示屏而言，本发明的技术手段是，四边形类球面屏1的一组对边实际上是两条连接相同两极的经线的线段，对该组对边之间的球面(即两段经线之间的球面)实施按经度n等分并作出这些与该组对边同极的经线。或者，这些经线的做法也可以是，对四边形类球面屏(1)的一组对边之间的球面实施按经度n等分并作出这些经线，其中一条经线分别经过另一组对边的中点(n为偶数时)，或者所有经线对称分布于另一组对边的中点连线的两边(n为奇数时)。与这些经线相关地，对另一组对边之间的球面实施按纬度m分割(不一定等分)并作出这些纬线，这样就使四边形类球面屏1所在球面分割成了n×m块，这些由经线和纬线合围的地方就是安装平面显示板2的位置。请继续参见图2，对本实施例四边形类球面屏1的一组对边实施按经度16等分并作出这些经线，对另一组对边实施按纬度8分割并作出这些纬线，形成了16×8块曲面。显然，这16×8块曲面由不同大小、形状的曲面组成，即靠近四边形类球面屏1上下边沿的有16×2种曲面，其他的同一纬度的曲面为同一种类，有3+3种，共有38种。这远小于背景技术产生的曲面种类128种，以此适配设计的四边形平面显示板2种类大为减少。接着对四边形平面显示板2分别按经线、纬线的弦长进行边长适配设计，使其能相邻拼接地安装于这些曲面所在位置，并使其所有角端点落在球面上。一般地，若对四边形类球面屏的四条弧边间球面分别实施按经度n等分和按纬度m分割，并分别作出这些经线和纬线，则由此将得到平面显示板的种类只有2n+(m-2)种。这与背景技术的(n×m)种比较，平面显示板的种类大为减少，更适合批量制造和维护替换。

请继续参见图2，如果允许四边形平面显示板2绕四边形类球面屏1的中心旋转180°安装，则平面显示板的种类可以减半，即为n+(m/2-1)种(m为偶数且按纬度分割对称)，本实施例为19种，仍远小于背景技术的(n×m)/2种(m为偶数且分割对称)即64种。

请继续参见图2，如果允许四边形平面显示板2绕四边形类球面屏1的中心旋转90°安装，则平面显示板的种类可以进一步减少，即为n/2+(m/2-1)种(n、m为偶数且按纬度分割对称)，本实施例为11种，仍远小于背景技术的(n×m)/4种(n、m为偶数且皆分割对称)即32种。

综上，本发明与背景技术比较，平面显示板的种类成倍减少；并且，由于受制造技术限制，平面显示板尺寸不能太大，球形或球面显示屏的半径越大，导致n和m分割数量就越多，这样，平面显示板的种类减少效率将更高。

显然，对四边形类球面屏1实施n和m分割，n和m值越大，则四边形类球面屏1表面在同一球面上的点就越多，四边形类球面屏1就越接近球面，但四边形平面显示板2的尺寸形状种类增多，成本增加。适当选取n和m，能使类球面屏接近球形或球面的程度(类似于圆滑度)和加工精度导致的拼接缝隙大小与经济性互相兼顾。

图3是本实施例四边形类球面屏1的安装架结构示意图。请参见图3。安装梁4可以按与四边形类球面屏1所在球面相适应的曲率设计，沿四边形平面显示板2相邻拼接的边安排设置，安装梁4互相拼接构成四边形类球面屏1的安装架5。安装梁4在四边形平面显示板2的角端点处互相镶嵌拼接。安装梁4可以用来固定四边形平面显示板2，并设计控制尺寸使其安装固定后的角端点处于四边形类球面屏1所在的球面。这样，如果在安装梁4上平整安装四边形平面显示板2，则平面显示板2的角端点处于四边形类球面屏1所在的球面，其他点在球面下。

尺寸适当的四边形平面显示板2一般较易在一个方向上以同一半径弯曲(例如经度方向)，不易以多个方向或多个半径弯曲。图4为本实施例的按压四边形平面显示板弯曲安装示意图。请参见图3和图4。经度方向的安装梁4按与四边形类球面屏1所在球面相适应的曲率设计成弧形的梁，并且除端点安装点设计在球面上外，中间还至少设计有一个安装点在球面上，同时将四边形平面显示板2的一组对边的边长由原为经线弦长长度改为弧长长度。安装时，将四边形平面显示板2的两个同纬度角端点安装在安装梁4的端点安装点上，按压另外两个同纬度角端点使四边形平面显示板2弯曲，并安装于安装梁4的中间安装点和另一边的端点安装点。当然，等同地，也可以先安装中间安装点，再按压使四边形平面显示板2弯曲并安装于两端的安装点。这样，所有四边形平面显示板2仍然相邻拼接，且弯曲安装的四边形平面显示板2在经度方向上贴合球面，即在在同一球面上的点更多，接近球形或球面的程度更高。并且，背景技术是由圆柱面投影展开产生四边形平面显示板，固定四边形平面显示板一组对角端点后按压另一组对角端点弯曲安装，本发明与背景技术比较，本发明设计、制作简单，加工要求低，实施容易，平面显示板拼接缝隙也容易控制减小。

将6块这样的四边形类球面屏1的安装架5按其所在球面互相拼接就可以构成本实施例圆球形显示屏的安装架。

四边形平面显示板2安装于安装架5较远于球心的外侧，其外表面安装点阵显示元件3，这样可以供人在球外观看显示屏。

点阵显示元件3也可以安装在四边形平面显示板2朝球心的一面上。此时可以在靠近球心内侧的安装梁4上安装四边形平面显示板2，就可以供人在球内观看显示屏。

如果将圆球形显示屏安装在室外，其外表显示面需解决防雨水的问题。本发明的技术手段是，将四边形平面显示板2做成显示模组12。图5为本实施例的显示模组结构示意图。请参见图5，显示模组12由包括面罩7、灯面灌防水胶的PCB板8、底壳9、防水密封圈10和固定螺丝11组成，灯面灌防水胶的PCB板8上装有点阵显示元件3，固定螺丝11依次将面罩7、灯面灌防水胶的PCB板8、底壳9组合成一体，底壳9外配有防水密封圈10。底壳9可用塑料、金属等材料制作。模组通过防水密封圈10由安装螺丝紧贴固定于安装梁4上。

如同简单的四边形平面显示板2，显示模组12也可以通过按压弯曲安装于安装梁4上。只要对底壳9选用可适当弯曲的材料并设计制作得比较轻薄，适当选择n、m分割的数量以控制显示模组12的尺寸不要太宽，显示模组12就可以适当弯曲，就能将显示模组12通过按压弯曲安装于安装梁4上。

四边形类球面屏周边部分长度短于中间部分长度，如果在周边部分和中间部分布置同样多的点阵显示元件，则周边部分的点阵显示元件的间距小，中间部分的点阵显示元件的间距大，于是，靠近四边形类球面屏中心部分发光点阵较疏，周边部分较密，反映在观感上，中心部分将较暗，周边部分将较亮。如何避免这种差异，使四边形类球面屏各部分发光尽量均匀？本发明的技术手段是，可以根据四边形类球面屏1的曲面在发光点阵间距上的影响规律，或者简单地应用比例规则，使用中间部分插入增加或周边部分抽取减少发光点的方法，使四边形平面显示板2上所装的点阵显示元件3按接近均匀(由于是一个一个增减发光点而无法很均匀)的间距分布，这样，由其组成的四边形类球面屏1的发光观感也将接近均匀。

本实施例安装的点阵显示元件3是LED灯，能发出包括但不限于红、绿、蓝和白光。

请再次参见图2。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分割，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尺寸、形状的球面显示屏。

综上，本发明实施例与背景技术比较，平面显示板的种类仅是原来的1/3或更少，按压同纬度角端点弯曲安装四边形平面显示板以贴近球面更容易实施，四边形平面显示板由包括面罩、灯面灌防水胶的PCB板、底壳、防水密封圈和固定螺丝组成，适合球形或球面点阵显示屏室外安装应用。

Claims (6)

1.一种球形点阵显示屏，包括由6块形状和尺寸相同的、相邻拼接的、角顶点都在同一球面上的四边形类球面屏(1)组成，四边形类球面屏(1)的任一角顶点分别与其它2块四边形类球面屏(1)的一个角顶点相接，四边形类球面屏(1)安装有n×m块装有点阵显示元件(3)的、相邻拼接的四边形平面显示板(2)，n和m分别为对四边形类球面屏(1)的两组对边间的球面实施分割的数目，其特征在于：

还包括，将四边形类球面屏(1)的相当于两段同极经线的一组对边之间的球面按经度n等分并作出相应的与该组对边同极的经线，将四边形类球面屏(1)的另一组对边之间的球面按纬度m分割并作出相应的与经线相关的纬线，形成n×m块安装四边形平面显示板(2)的位置；四边形平面显示板(2)的四个角端点在四边形类球面屏(1)的球面上，或者四边形平面显示板(2)的两个同纬度角端点在四边形类球面屏(1)的球面上，按压另外两个同纬度角端点使其处于同一球面上。

2.如权利要求1所述的球形点阵显示屏，其特征在于：沿所述四边形平面显示板(2)互相拼接的边，设置与所述四边形类球面屏(1)所在的球面相适应的安装梁(4)，安装梁(4)互相拼接构成四边形类球面屏(1)的安装架(5)；在安装梁(4)上安装四边形平面显示板(2)并使其角端点处于四边形类球面屏(1)所在的球面；装有点阵显示元件(3)的四边形平面显示板(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1所述的球形点阵显示屏，其特征在于：所述四边形平面显示板(2)由包括面罩(7)、灯面灌防水胶的PCB板(8)、底壳(9)、防水密封圈(10)和固定螺丝(11)组成，灯面灌防水胶的PCB板(8)上装有点阵显示元件(3)，固定螺丝(11)依次将面罩(7)、灯面灌防水胶的PCB板(8)、底壳(9)组合成一体并可以整体适当弯曲，底壳(9)外配有防水密封圈(10)。

4.如权利要求1所述的球形点阵显示屏，其特征在于：所述四边形平面显示板(2)上所装的点阵显示元件(3)的密度接近均匀。

5.如权利要求1至4任一项所述的球形点阵显示屏，其特征在于：所述点阵显示元件(3)为LED灯。

6.一种球面点阵显示屏，其特征在于：为如权利要求1至5任一项所述的球形点阵显示屏的一部分。