CN105390073A - 一种动态图像转换机械显示装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动态图像转换机械显示装置及方法，包括用于识别图像区域并将图像信号转换为电信号的控制电路，和与控制电路连接的转换电路，用于将控制电路传输的电信号转换为机械动力，以及与转换电路连接的机械显示装置，所述机械动力控制所述机械显示装置运动呈现动态图像。本发明的动态图像转换机械显示装置在接收到图像后，根据图像亮度判断是否将信号传输至转换电路，转换电路再根据传输结果带动机械显示装置启动不同的运动状态。当图像变化时，机械显示装置的结构状态也会随之改变，实现机械显示和图像显示的同步动态呈现。

Description

一种动态图像转换机械显示装置及方法

技术领域

本发明涉及配有可动显示构件的显示装置领域，具体涉及一种动态图像转换机械显示装置及方法。

背景技术

由于当今社会的科技发展与大众审美的同步提升，体验者对交互形式的越来越高的需求推动着展示设备技术的不断发展创新，但依然存在尚未被开拓的展示技术类型。根据实际展示需求将特定或及时的屏幕图像信息转为机械动作的展示形式是展示领域的前驱技术，其核心优势在于机械结构本身能给予体验者不一样的视觉感受，且不受地域条件的制约。从图像信号捕获、数据传导、数据处理直至交互反馈这一系列过程，用户既可以在其中欣赏特定的展示图形，又能够亲自体验图形交互的乐趣。为了解决上述问题，中国发明专利申请201310101865.2公开了一种伸缩旋转展示矩阵，其利用传感器、传动装置等定位装置来固定伸缩杆的位置，领用微控制器来控制伸缩杆的运动方向。但在实际应用中，由于该伸缩旋转展示矩阵电路复杂且使用元件过多，会造成其造价、维修成本过高。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可避免出现上述技术缺陷的动态图像转换机械显示装置及方法。本发明要解决的现有技术的问题是：现有技术中的动态图像转换机械显示装置的电路构造复杂，且应用方法繁琐，不利于生产、维修。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种动态图像转换机械显示装置，包括：

用于识别图像区域并将图像信号转换为电信号的控制电路，和

与所述控制电路连接的转换电路，其用于将所述控制电路传输的电信号转换为机械动力，以及

与所述转换电路连接的机械显示装置，所述机械动力控制所述机械显示装置运动呈现动态图像。

进一步地，所述转换电路包括继电器J和电机M，所述继电器J连接所述控制电路，所述电机连接所述机械显示装置；所述继电器J的动触点Common与所述电机M的连接、静触点NO和电源U1的连接、静触点NC和电源U2的连接，所述电机M和电源U1、U2连接。

进一步地，所述继电器J的动触点Common与所述电机M的负极连接、静触点NO和电源U1的负极连接、静触点NC和电源U2的负极连接，所述电机M的正极和电源U1、U2的正极连接；或所述继电器J的动触点Common与所述电机M的正极连接、静触点NO和电源U1的正极连接、静触点NC和电源U2的正极连接，所述电机M的负极和电源U1、U2的负极连接。

进一步地，所述机械显示装置包括合页；所述合页包括页板2和推拉杆3，所述推拉杆3一端连接所述页板2、另一端连接所述转换电路。

进一步地，所述合页的轴4为异轴铰结。

进一步地，在所述页板2靠近所述合页中心线的一端设置有挡板5，所述挡板5和所述页板2构成的弧度范围在90°-180°之间。

进一步地，所述控制电路包括光敏电阻LDR，所述光敏电阻LDR和所述继电器J相连。

进一步地，所述动态图像转换机械显示装置还包括框架1，所述框架1上设有孔，所述孔的数量与所述控制电路的路数相同；所述控制电路未与所述转换电路连接的一端插接在所述孔内。

进一步地，所述控制电路和所述机械显示装置均呈矩阵排列，所述控制电路和所述机械显示装置在所述矩阵中的位置一一对应。

一种使用所述动态图像转换机械显示装置的动态图像转换机械显示方法，包括：

步骤一，控制电路根据接收到显示图像的光亮度控制转换电路的通断；

步骤二，转换电路接通后推动机械显示装置使其结构变形，呈现不同的图形。

进一步地，在所述步骤二中，所述转换电路通过改变并联在转换电路和电机M间的两路电路的激活状态，来改变所述电机M的供电方式及转向。

进一步地，在所述步骤二中，所述机械显示装置在控制推拉杆3运动时，两侧挡板5被挤压贴合以固定页板2的张开角度。

进一步地，在所述步骤一中，所述图像发出的光线通过框架1上孔分束照射在所述控制电路上，所述控制电路通过检测光亮度来控制与所述转换电路是否导通。

本发明的动态图像转换机械显示装置包括控制电路、转换电路和机械显示装置，控制电路、转换电路、机械显示装置依次连接。控制电路可以根据接收到的图像亮度分区域传送电信号，控制转换电路在不同的区域显现不同的运动状态，进而使也能在不同区域显示不能的机械结构。

本发明中的转换电路包括继电器和电机，继电器的两个静触点分别连接不同电源的同极，且两路电源另一同极端都与电机相连，构成两并联回路，且该并联回路通电后不会造成短路。该电路接线方式使得继电器通电后，同一时间只能有一路电源被激活推动电机工作。转换电路通过切换电源来改换电机的供电方式，进而改变电机的转向，即可以轻易的使电机推动机械显示装置改变其运动状态。

本发明中的机械显示装置的合页为异轴铰结。常规的合页结构为同轴，造成合页的两侧页板位置分布不同，不能处在同一平面；且在加工固件时需要制作不同的模型，增加了加工步骤。而本发明采用的异轴可以将两侧的页板分别固定在平行的两个轴上，使得两个页板在同一水平面上张开，进而使图像的位置不会在空间中显现落差。

本发明中的机械显示装置在页板和推拉杆的结合处设置有挡板。转换电路带动合页的推拉杆同步运动，以控制合页页板的开合。当页板做张开运动时，页板张开到一定角度，两侧的挡板被推挤到一起相互卡住，使得页板不能继续张开。页板张开的角度和挡板和页板构成的弧度、异轴的轴距均呈现性关系，可以根据挡板和页板构成的弧度和异轴的轴距来控制页板张开的最大角度，故能保证合页张开后可形成一个平面，使图像显示装置呈现的图像同原始图像一致。挡板优选设置成叶片状，该形状由于自身受力分布均匀，可以减少用料，制成小巧轻便型也不会出现挤压断裂的情况。

本发明的动态图像转换机械显示装置包括有带孔的框架，其控制电路中包括光敏电阻。光敏电阻插接在框架的孔内，框架则卡在图像前。框架可以阻挡使用环境中产生的杂光，使光敏电阻只接受图像发出的光，避免误差。

应用体感识别设备截取图像，并通过图象显示软件将体感识别设备图像内低于动态设定的参考值的颜色替换为黑色，其余颜色替换为黄色(或其他亮色，如红色、绿色等)。图象显示软件把显示屏中的图像在一定深度范围内的区域处理为黄色，范围外的区域处理为黑色。动态图像转换机械显示装置中包括多路控制电路、转换电路及机械显示装置。框架上的孔按照矩阵排列，孔的数量与电路路数相同；每个孔中的光敏电阻只接受一定区域内图像的光，光敏电阻根据图像亮度判断是否将信号传输至转换电路，转换电路再根据传输结果带动机械显示装置启动不同的运动状态。且每路机械显示装置也排列成矩阵，其矩阵中的位置于其连接的控制电路在矩阵中的位置一一对应。

本发明在体感识别设备截取到图像后，设置在黄光区域的控制电路通光导电，设置在黑光区域的控制电路呈现断路状态；接收到和未接收到电信号的转换电路中的电机呈现不同的运动状态，其带动的机械显示装置的结构状态也不一样，使得机械显示装置呈现不同状态的区域分布和图像的呈现不同颜色的区域分布一致。根据上述情况，当图像变化时，机械显示装置的结构状态也会随之改变，实现机械显示和图像显示的同步动态呈现。本发明提供一种成本低、交互性良好的动态图像转换机械显示装置和方法。本发明的动态图像转换机械显示装置还可以与声光电设备的结合，渲染出身临奇境的立体视听感受，传达出富有层次感的展示效果。

附图说明

图1是实施例1的结构框图；

图2是实施例1的电路图；

图3是实施例1的合页的结构示意图；

图中，1-框架，2-页板，3-推拉杆，4-轴，5-挡板，6-滑块，7-支撑杆，8-支架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

参照图1、图2所示，本发明提供的一种动态图像转换机械显示装置，包括控制电路、转换电路、机械显示装置和框架1。所述框架1安装在图像显示屏上。所述控制电路、所述转换电路和所述机械显示装置均有100路。所述控制电路、所述转换电路、所述机械显示电路依次连接。所述控制电路包括光敏电阻LDR，所述转换电路包括继电器J和电机M，所述机械显示装置包括合页。所述光敏电阻LDR、所述继电器J、所述电机M、所述合页依次相连；其中，所述继电器J的动触点Common与所述电机M的负极连接、静触点NO和电源U1的负极连接、静触点NC和电源U2的负极连接，所述电机M的正极和电源U1、U2的正极连接。上述接线方式使所述继电器J和所述电机M间并联有两个所述电源。参照图3所示，所述合页包括页板2、推拉杆3、轴4、挡板5、滑块6、支撑杆7和支架8，所述挡板5设置在靠近所述合页中心线的所述页板2一端，所述挡板5通过所述轴4与所述支架8相连，所述推拉杆3一端和所述滑块6连接、另一端和所述电机连接，所述支撑杆7一端与所述页板2连接、另一端与所述滑块6连接，所述支架8从所述滑块6中间穿过；所述轴4、所述挡板5和所述支撑杆7均对称设置在所述合页中心线两侧。所述挡板5和所述页板2构成的弧度范围在90°-180°之间，具体数值需根据选用的所述轴4的轴距和所述页板2需要张开的最大角度进行线性计算。所述框架1上按矩阵排列有100个孔，所述孔的直径和所述光敏电阻LDR的直径匹配，所述光敏电阻LDR插接在所述孔中。所述合页也呈矩阵排列，相连接的所述光敏电阻LDR和所述合页在所述矩阵中的位置相互对应。所述电机M优选减速电机，所述挡板5优选叶形。

利用实施例1的动态图像转换机械显示装置对被侧对象进行同步立体显示时，首先将所述框架1安装在图像显示装置的屏幕上；利用体感设备截取所述被测对象的图像，图像显示装置根据被测对象设定图像深度，设定所述图像中背景区域的深度低于被测对象。通过图像显示装置将所述图像按照深度将低于设定范围值的颜色区域替换为黑色，否则替换为黄色。在动态图像转换机械显示装置未收到任何图像信号时，所述继电器J的所述动触点Common一直处于和静触点NC相连的状态，即所述继电器J、所述电源U2所述电机M、所述合页这一电路导通，所述电机M顺时针转动对所述合页施加推力。所述合页处于两所述页板2推紧的闭合状态，被施加推力后不会改变状态。当所述控制电路的所述光敏电阻LDR通过所述框架1上的孔接收到黄光后，会导通电路触发所述继电器J的所述动触点Common位移。所述动触点Common与所述静触点NO连通，使得所述继电器J、所述电源U1所述电机M、所述合页这一电路导通，所述电机M逆时针转动对所述合页施加拉力。所述推拉杆3受到拉力向内侧运动、拽动所述滑块6沿所述支架8向内侧滑动，所述支撑杆7受力向两侧张开带动处于闭合状态的两所述页板2向外侧张开。两个所述页板2在展开过程中，所述挡板5也同步运动直至贴合，而所述页板2此时应受到阻力而停止运动。所述合页的停止状态可根据需要设定。当所述控制电路的所述光敏电阻LDR通过所述框架1上的孔接收到黑光后，因不满足所述光敏电阻LDR的触发条件，光敏电阻LDR无法导通后续电路，使所述动态图像转换机械显示装置的状态和未接收到图像信号时相同。当所述图像发生变化时，所述动态图像转换机械显示装置也会根据颜色区域的变化改变所述荷叶的状态。综上所述，在合页矩阵中，展开状态的所述合页呈现被测对象轮廓，闭合状态的所述合页代表背景，所述合页能够和根据被测对象的运动轨迹同步呈现其立体图像。

本发明提供的动态图像转换机械显示装置及方法，成本低、交互性良好，还可以与声光电设备的结合，渲染出身临奇境的立体视听感受，传达出富有层次感的展示效果，可以很好地满足实际应用的需要。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种动态图像转换机械显示装置，其特征在于，包括：

用于识别图像区域并将图像信号转换为电信号的控制电路，和

与所述控制电路连接的转换电路，其用于将所述控制电路传输的电信号转换为机械动力，以及

与所述转换电路连接的机械显示装置，所述机械动力控制所述机械显示装置运动呈现动态图像。

2.根据权利要求1所述的动态图像转换显示装置，其特征在于，所述转换电路包括继电器J和电机M，所述继电器J连接所述控制电路，所述电机连接所述机械显示装置；所述继电器J的动触点Common与所述电机M的连接、静触点NO和电源U1的连接、静触点NC和电源U2的连接，所述电机M和电源U1、U2连接。

3.根据权利要求1和2所述的动态图像转换显示装置，其特征在于，所述继电器J的动触点Common与所述电机M的负极连接、静触点NO和电源U1的负极连接、静触点NC和电源U2的负极连接，所述电机M的正极和电源U1、U2的正极连接；或所述继电器J的动触点Common与所述电机M的正极连接、静触点NO和电源U1的正极连接、静触点NC和电源U2的正极连接，所述电机M的负极和电源U1、U2的负极连接。

4.根据权利要求1或2所述的动态图像转换显示装置，其特征在于，所述机械显示装置包括合页；所述合页包括页板(2)和推拉杆(3)，所述推拉杆(2)一端连接所述页板(3)、另一端连接所述转换电路。

5.根据权利要求1-4所述的动态图像转换显示装置，其特征在于，所述合页的轴(4)为异轴铰结。

6.根据权利要求4所述的动态图像转换显示装置，其特征在于，在所述页板(2)靠近所述合页中心线的一端设置有挡板(5)，所述挡板(5)和所述页板(5)构成的弧度范围在90°-180°之间。

7.根据权利要求2或3所述的动态图像转换机械显示装置，其特征在于，所述控制电路包括光敏电阻LDR，所述光敏电阻LDR和所述继电器J相连。

8.根据权利要求1所述的动态图像转换显示装置，其特征在于，所述动态图像转换机械显示装置还包括框架(1)，所述框架(1)上设有孔，所述孔的数量与所述控制电路的路数相同；所述控制电路未与所述转换电路连接的一端插接在所述孔内。

9.根据权利要求1所述的动态图像转换显示装置，其特征在于，所述控制电路和所述机械显示装置均呈矩阵排列，所述控制电路和所述机械显示装置在所述矩阵中的位置一一对应。

10.一种使用权利要求1所述的动态图像转换机械显示装置的动态图像转换机械显示方法，其特征在于，包括：

步骤一，控制电路根据接收到显示图像的光亮度控制转换电路的通断；

步骤二，转换电路接通后推动机械显示装置使其结构变形，呈现不同的图形。

11.根据权利要求9所述的动态图像转换显示方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述转换电路通过改变并联在转换电路和电机M间的两路电路的激活状态，来改变所述电机M的供电方式及转向。

12.根据权利要求10或11所述的动态图像转换显示方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述机械显示装置在控制推拉杆(2)运动时，两侧挡板(5)被挤压贴合以固定页板(3)的张开角度。

13.根据权利要求10所述的动态图像转换显示方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述图像发出的光线通过框架(1)上孔分束照射在所述控制电路上，所述控制电路通过检测光亮度来控制与所述转换电路是否导通。