CN110517599A - 一种用于球幕显示系统的led箱体结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于球幕显示系统的LED箱体结构，包括复合材料结构层和若干单元灯板，复合材料结构层为底部镂空的球壳，单元灯板按球壳的经纬线磁吸式地拼接设置于复合材料结构层内侧，复合材料结构层上对应于每个单元灯板的位置均设置有贯通的矩形通孔，便于给单元灯板供电和通信。本发明的单元灯板通过磁性螺栓与具有金属结构层的复合材料结构层磁性连接，有利于单元灯板的安装和拆卸，可实现快速装配和维护。此外，通过调节单元灯板的磁性螺栓旋入铜柱的深度，可实现单元灯板高度的调节，以便于单元灯板拼接，保证单元灯板拼接后整个球面的平整度。

Description

一种用于球幕显示系统的LED箱体结构

技术领域

本发明涉及LED显示技术领域，尤其涉及一种用于球幕显示系统的LED箱体结构。

背景技术

目前球幕显示器(内显示)多用投影拼接显示方案完成实施，根据所需显示视场角和球幕大小选用数量不等的投影仪，显示内容通过图像裁剪、融合和拼接等方式实现整球显示。但是投影方式存在诸多问题：图像融合存在公共带，在交界处易出现亮度和色度差；对比度低，投影仪是被动式显示原理，导致黑场时显示不够黑，对比度低；响应时间大，在表现高速运动物体时，会出现拖影现象；像素利用率低，投影图像拼接在双曲面上显示时，由于存在较多的公共带，实际像素利用率低；寿命短，受限于投影仪中灯泡寿命，整个投影仪寿命较短，且每台投影仪灯泡亮度衰减不一致，需要定时更换灯泡并进行整个图像的亮度和速度校正等，维护成本高。LED(Light Emitting Diode,发光二极管)为半导体器件，响应时间短，寿命长，同时为主动显示原理，图像对比度高。若将LED应用于球幕显示器，则LED球幕显示只需要做图像几何校正和图像拼接，无需融合，图像处理简单且易维护。此外LED多通道图像拼接时重合带非常小，故整体像素利用率非常高。因此，LED球幕显示系统特别适合模拟仿真训练，是该领域未来的发展方向。

现有LED球幕显示系统中，显示模块与安装结构之间一般采用固定连接的方式，例如，专利CN205428405U公开了一种圆柱面拼接的球形点阵显示屏，其显示板与安装梁之间设有微调螺柱，用螺钉分别将显示板和安装梁固定于微调螺柱的两端，适当选择微调螺柱的长度以减小所述显示板的拼接缝隙，然而采用这种固定连接方式不能灵活调节显示板与安装梁之间的距离，难以保证单元灯板拼接后整个球面的平整度，也不方便显示板的拆卸。

此外，也有采用可拆卸式或磁吸式方法来连接显示模块与安装结构的，例如专利CN107481628A公开了一种球面体LED显示屏的软模组，该软模组内侧设有PCB板，PCB板内包括铜柱和底壳，并用螺丝将PCB板固定在软模组上，底壳内设置有若干磁铁块，软模组通过磁铁块吸附连接在球面体的外球面和内球面，但是该专利的铜柱和螺丝均设置在软模组内部，不能随时调节软模组的相对高度，因此也难以提高单元灯板拼接后整个球面的平整度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种用于球幕显示系统的LED箱体结构，具体的，包括复合材料结构层和若干单元灯板，所述复合材料结构层为底部镂空的球壳，所述单元灯板按球壳的经纬线磁吸式地拼接设置于复合材料结构层内侧，所述复合材料结构层上对应于每个单元灯板的位置均设置有贯通的矩形通孔。复合材料结构层采用开孔设计，可使外部电源线缆和通信线缆穿过复合材料结构层与单元灯板连接，从而便于给单元灯板供电和通信。

所述单元灯板背面即与复合材料结构层连接的一侧，其四周设置有凸出且中空的铜柱，所述铜柱上旋入有带螺纹的磁性螺栓，所述复合材料结构层中镶嵌有金属结构层，所述单元灯板通过磁性螺栓和铜柱可调地与复合材料结构层磁性连接。通过调节磁性螺栓旋入铜柱的深度，可实现单元灯板高度的调节，以便于单元灯板拼接，保证单元灯板拼接后整个球面的平整度。此外，单元灯板与复合材料结构层通过磁性连接，有利于单元灯板的安装和拆卸，可实现快速装配和维护。

进一步的，所述单元灯板的尺寸大小与其在复合材料结构层上的纬度高低成反比，即纬度越高则单元灯板尺寸越小，赤道附近的单元灯板尺寸最大，且极点位置的单元灯板为圆形灯板。

进一步的，所述复合材料结构层上赤道附近的单元灯板按照4×3矩阵进行排列。

进一步的，所述复合材料结构层包括柔性材料结构层，所述金属结构层设置于柔性材料结构层之间。

进一步的，所述金属结构层包括铁板和/或铜片。

进一步的，所述单元灯板背面纵向并排设置有三通道视频接口和两路供电接口。

进一步的，所述复合材料结构层上设置有贯穿的通道，所述通道上可设置门或窗，以便于检修和维护。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明的单元灯板采用磁性吸附的方式，单元灯板通过其背面的磁性螺栓与具有金属结构层的复合材料结构层磁性连接，相比于传统的固定连接方式，本发明采用的磁性吸附方式有利于单元灯板的安装和拆卸，可实现快速装配和维护；

(2)通过调节单元灯板的磁性螺栓旋入铜柱的深度，可实现随时对单元灯板高度的调节，故不用将单元灯板进行拆卸后再进行高度调整，从而便于单元灯板的拼接，保证单元灯板拼接后整个球面的平整度；

(3)本发明的复合材料结构层包括金属结构层和柔性材料结构层，金属结构层镶嵌于柔性材料结构层中，从而使得复合材料结构层能吸附具有磁性螺栓的单元灯板，且采用柔性材料结构层即增加了结构强度和防护性能，又相对地减轻了整体的重量，此外复合材料结构层采用开孔设计，可使外部电源线缆和通信线缆穿过复合材料结构层与单元灯板连接，从而便于给单元灯板供电和通信。

附图说明

图1是LED箱体结构的整体结构示意图之一；

图2是LED箱体结构的整体结构示意图之二；

图3是复合材料结构层的立体结构示意图；

图4是复合材料结构层的正视图；

图5是复合材料结构层的剖视图；

图6是复合材料结构层的剖面的端部放大图；

图7是单元灯板的结构示意图；

图8是单元灯板的背面结构示意图；

图9是单元灯板的划分示意图；

图10是LED箱体结构的划分示意图；

附图标记：1-铜柱，2-磁性螺栓，3-LED灯珠，4-基板，5-金属结构层，6-电源座，7-牛角座，8-焊盘。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。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，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1和2所示，本实施例提供了一种用于球幕显示系统的LED箱体结构，包括复合材料结构层和若干单元灯板。如图3～5所示，复合材料结构层为底部镂空的球壳，单元灯板按球壳的经纬线磁吸式地拼接设置于复合材料结构层内侧，复合材料结构层上对应于每个单元灯板的位置均设置有贯通的矩形通孔。复合材料结构层采用开孔设计，可使外部电源线缆和通信线缆穿过复合材料结构层与单元灯板连接，从而便于给单元灯板供电和通信。

如图7所示，单元灯板背面即与复合材料结构层连接的一侧，其四周设置有凸出且中空的铜柱1，铜柱1上旋入有带螺纹的磁性螺栓2，单元灯板正面为LED灯珠3，LED灯珠3设置于单元灯板的基板4上。如图6所示，复合材料结构层中镶嵌有金属结构层5，单元灯板通过磁性螺栓2和铜柱1可调地与复合材料结构层磁性连接，通过调节磁性螺栓2旋入铜柱的深度，可实现单元灯板高度的调节，以便于单元灯板拼接，保证单元灯板拼接后整个球面的平整度。单元灯板与复合材料结构层通过磁性连接，有利于单元灯板的安装和拆卸，可实现快速装配和维护。此外，单元灯板背面纵向并排设置有三通道视频接口和两路供电接口，如图8所示，单元灯板背面设置有电源座6和牛角座7，以及铜柱1的焊盘8。

单元灯板的尺寸大小与其在复合材料结构层上的纬度高低成反比，即纬度越高则单元灯板尺寸越小，赤道附近的单元灯板尺寸最大，且极点位置的单元灯板为圆形灯板。复合材料结构层上赤道附近的单元灯板按照4×3矩阵进行排列。

单元灯板包括全彩LED灯珠、主控制芯片、存储芯片、恒流驱动芯片、行列扫描芯片和快速晶体管等，单元灯板决定了LED显示屏的驱动方法、扫描方式、颜色位宽以及亮度大小等众多参数。

复合材料结构层包括柔性材料结构层，所述金属结构层5设置于柔性材料结构层之间，本实施例的金属结构层5为铁板。此外，如图1和2所示，复合材料结构层上还设置有贯穿的通道，通道上可设置门或窗，以便于检修和维护。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上：

球幕显示系统的显示屏由较小的单元灯板拼接而成，本实施例采用“西瓜皮”拼接方式，使单元灯板的种类较少。根据视场角，单元灯板以球幕的赤道为分界线，赤道以下一共有9种单元灯板，赤道以上一共有20种单元灯板，单元灯板的划分方式如图9和10所示，其中靠近球幕赤道的单元灯板尺寸最大，越往极点单元灯板尺寸越小，且极点位置采用圆形灯板。本实施例的球幕直径7米，单元灯板一共有29种，其中灯板最大尺寸为137.44mm(宽)×288mm(高)，单元灯板背面焊接磁性螺栓22，用于单元灯板与复合材料结构层的吸附。

本实施例单元灯板上的LED灯珠3的中心间距为1.45mm，以最大单板尺寸可得单板的像素排布，其像素分辨率为91(宽)×192(高)＝17472颗点，考虑到接收板带载能力，单元灯板采用三通道视频接口，两路供电接口，并排布于单元灯板背面。

如图10所示，整个LED箱体结构一共有7种箱体，分别是箱体1～7，其中赤道以下-1、-2、-3与赤道以上1、2和3的箱体对称，因此箱体结构也一样。此外，5、6、7号箱体由于接近与极点，单元灯板不利于划分太小，因此其单元灯板数量非4×3矩阵排列，7号箱体则完全是一个圆盖。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是有线连接，也可以是无线连接。

Claims (7)

1.一种用于球幕显示系统的LED箱体结构，其特征在于，包括复合材料结构层和若干单元灯板，所述复合材料结构层为底部镂空的球壳，所述单元灯板按球壳的经纬线磁吸式地拼接设置于复合材料结构层内侧，所述复合材料结构层上对应于每个单元灯板的位置均设置有贯通的矩形通孔；所述单元灯板背面即与复合材料结构层连接的一侧，其四周设置有凸出且中空的铜柱，所述铜柱上旋入有带螺纹的磁性螺栓，所述复合材料结构层中镶嵌有金属结构层，所述单元灯板通过磁性螺栓和铜柱可调地与复合材料结构层磁性连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于球幕显示系统的LED箱体结构，其特征在于，所述单元灯板的尺寸大小与其在复合材料结构层上的纬度高低成反比，即纬度越高则单元灯板尺寸越小，赤道附近的单元灯板尺寸最大，且极点位置的单元灯板为圆形灯板。

3.根据权利要求2所述的一种用于球幕显示系统的LED箱体结构，其特征在于，所述复合材料结构层上赤道附近的单元灯板按照4×3矩阵进行排列。

4.根据权利要求1所述的一种用于球幕显示系统的LED箱体结构，其特征在于，所述复合材料结构层包括柔性材料结构层，所述金属结构层设置于柔性材料结构层之间。

5.根据权利要求1所述的一种用于球幕显示系统的LED箱体结构，其特征在于，所述金属结构层包括铁板和/或铜片。

6.根据权利要求1所述的一种用于球幕显示系统的LED箱体结构，其特征在于，所述单元灯板背面纵向并排设置有三通道视频接口和两路供电接口。

7.根据权利要求1所述的一种用于球幕显示系统的LED箱体结构，其特征在于，所述复合材料结构层上设置有贯穿的通道，所述通道上可设置门或窗。