CN117690350A - 一种水下显示系统 - Google Patents

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CN117690350A CN202311870268.6A CN202311870268A CN117690350A CN 117690350 A CN117690350 A CN 117690350A CN 202311870268 A CN202311870268 A CN 202311870268A CN 117690350 A CN117690350 A CN 117690350A
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杨帅
胡强
白杨
张宏利
肖道粲
石昌金
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Huizhou Absen Optoelectronic Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K5/02Details
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Abstract

本申请属于显示屏技术领域,具体提供了一种水下显示系统,包括驱动模块、显示模块和防水电缆;所述驱动模块置于水上;所述显示模块置于水下;所述防水电缆一端与所述驱动模块电连接,所述防水电缆另一端与所述显示模块电连接。本申请中驱动模块置于水上,显示模块置于水下,减少了水下设备;驱动模块和显示模块分离,能保障水下用电安全,减少水下故障率,当显示模块出现故障时,可进行直接更换,维护简单方便。

Description

一种水下显示系统
技术领域
本申请属于显示屏技术领域,更具体地说,是涉及一种水下显示系统。
背景技术
LED显示屏具有两度高,寿命长,色域广,可无穷拼接等特点,已经在各行各业广泛使用,比如各种场景的广告标牌,教育科研,企业政府会议,赛事活动中成为重要的显示设备。但这些场景都有一个共同特征就是:其安装和使用环境都是在普通的生活工作环境,作为近年来兴起的虚拟拍摄技术的应用,逐渐被电影制作行业当做主流技术,可以在摄影棚内搭建以LED显示屏为载体的虚拟拍摄场景,从而缩短制作周期和降低拍摄成本。但是如果要拍摄一部水下场景的电影,陆上的虚拟影棚就显得力不从心了。
当前,LED显示装置大多能适应小于1米深的水下工作,但无法适应更深的环境,主要原因在于控制部分与显示部分均设置于水下,信号传输的稳定性、用电的安全性、维护更换的便捷性无法得到保障,防护等级难以满足此场景下的要求。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种水下显示系统,以解决现有技术中存在的驱动部分和显示部分均在水下,信号传输不稳定,存在安全隐患等技术问题。
为实现上述目的,本申请采用的技术方案是:提供一种水下显示系统,包括驱动模块、显示模块和防水电缆;所述驱动模块置于水上;所述显示模块置于水下;所述防水电缆一端与所述驱动模块电连接,所述防水电缆另一端与所述显示模块电连接。
可选地,所述驱动模块包括至少一控制单元,相邻所述控制单元信号连接;所述显示模块包括至少一个显示单元,每个所述控制单元至少连接一所述显示单元。
可选地,所述控制单元包括电源和驱动板,所述电源与所述驱动板电连接,所述电源为隔离AC-DC电源。
可选地,所述驱动板包括以太网模块、视频解码模块和LVDS发送模块;所述以太网模块用于传输和接收视频信息;所述视频解码模块用于处理所述视频信息,并转换为LVDS信号;所述LVDS发送模块用于发送所述LVDS信号,经过所述防水电缆,传输给所述显示单元。
可选地,所述显示单元为单个显示模组,或者由多个显示模组拼接形成的显示屏;
可选地,所述显示模组包括有灯板,所述灯板设置有设有LVDS接收电路和灯驱芯片;所述LVDS接收电路用于接收对应控制单元的LVDS信号,并将所述LVDS信号转换为SPI信号提供给所述灯驱芯片。
可选地,所述LVDS接收电路包括TBS614芯片组,所述TBS614芯片组用于信号解码。
可选地,所述显示模块还包括底壳、第一防水胶层和第二防水胶层;所述底壳具有空腔,所述灯板设置在所述空腔中;所述第一防水胶层覆盖在所述灯板的上表面;所述第二防水胶层填充于所述灯板与所述底壳之间的间隙。
可选地,所述灯板包括PCB板和阵列排布于所述PCB板一面的灯珠,所述LVDS接收电路和所述灯驱芯片设于所述PCB板上。
可选地,所述防水电缆包括防水层、电源线和信号线;所述电源线和所述信号线设置在所述防水层内;所述信号线的外部包裹有屏蔽层。
本申请提供的一种水下显示系统的有益效果在于:与现有技术相比,本申请中,本实施例中,驱动模块置于水上,显示模块置于水下,减少了水下设备;驱动模块和显示模块分离,能保障水下用电安全,减少水下故障率,当显示模块出现故障时,可进行直接更换,维护简单方便。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种水下显示系统的结构框图;
图2为本申请实施例提供的一种水下显示系统中驱动板的结构框图;
图3为本申请实施例提供的一种水下显示系统中显示模块的框架结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种水下显示系统中显示模组的爆炸结构示意图;
图5为本申请实施例提供的一种水下显示系统中显示模组的立体结构示意图一;
图6为本申请实施例提供的一种水下显示系统中显示模组的立体结构示意图二;
图7为本申请实施例提供的一种水下显示系统中底板的立体结构示意图;
图8为本申请实施例提供的一种水下显示系统中灯板的立体结构示意图;
图9为本申请实施例提供的一种水下显示系统中灯板正面灌胶前的主视图;
图10为本申请实施例提供的一种水下显示系统中灯板正面灌胶前的俯视图;
图11为本申请实施例提供的一种水下显示系统中灯板正面灌胶后的主视图;
图12为本申请实施例提供的一种水下显示系统中灯板正面灌胶后的俯视图;
图13为本申请实施例提供的一种水下显示系统中灯板正、反面灌胶后的主视图;
图14为本申请实施例提供的一种水下显示系统中防水电缆的剖面结构示意图;
图15为本申请实施例提供的一种水下显示系统中发送端结构示意图;
图16为本申请实施例提供的一种水下显示系统中接收端结构示意图。
其中,图中各附图标记:
100-显示模组;
101-底壳;111-底板;1111-注胶孔;1112-支撑柱;112-围墙;102-灯板;121-PCB板;122-灯珠;103-第一防水胶层;104-第二防水胶层;105-螺钉;
200-防水电缆;
201-防水层;202-电源线;203-信号线;204-屏蔽层。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
请一并参阅图1和图5和图6,现对本申请实施例提供的一种水下显示系统进行说明。该水下显示系统,包括驱动模块、显示模块和防水电缆200;驱动模块置于水上;显示模块置于水下;防水电缆200一端与驱动模块电连接,防水电缆200另一端与显示模块电连接。
本申请提供的水下显示系统,与现有技术相比,本实施例中,驱动模块置于水上,显示模块置于水下,减少了水下设备;驱动模块和显示模块分离,能保障水下用电安全,减少水下故障率,当显示模块出现故障时,可进行直接更换,维护简单方便。
在本申请的一个实施例中,请参阅图1,驱动模块包括至少一控制单元,相邻控制单元信号连接;显示模块包括至少一个显示单元,每个控制单元至少连接一显示单元。
例如,控制单元可以设置三个,三个控制单元在水上进行供电和信号的连接,形成驱动网络;显示模块的供电及驱动信号通过防水电缆200从控制单元获得;一个控制单元可以驱动三个显示单元。
在本申请的一个实施例中,控制单元包括电源和驱动板,电源与驱动板电连接,电源为隔离AC-DC电源。
本实施例中,电源采用的隔离AC-DC电源,为低压直流驱动电源,提高了水下显示系统操作的安全性,杜绝了水下触电事故的发生。可以理解的是,如果电源采用AC(交流)电源供电,则存在安全风险,无法在水下对显示模块进行维护。具体而言,电源的输出电压为DC5V。
在本申请的一个实施例中,请参阅图2,驱动板包括以太网模块、视频解码模块和LVDS发送模块;以太网模块用于传输和接收视频信息;视频解码模块用于处理视频信息,并转换为LVDS信号;LVDS发送模块用于发送LVDS信号,经过防水电缆,传输给显示单元。LVDS发送模块如图15所示,LVDS发送模块由视频解码模块的FPGA的I/O直接调制输出,经过滤波和阻抗匹配,由双脚线缆输出。同时FPGA的I/O也可以直接接收来自模块的差分信号(信息返回),图15中,LVDSX_DATAOUT_P/N:接收LVDS信号;LVDSX_DATA_INP/N:输出LVDS信号。
本实施例中,采用LVDS发射模块,能够实现长距离的信号传输;可以立即的理解的是,如果采用传统的SPI信号直接驱动,传输距离仅为1米左右,无法满足更长距离信号传输的要求。
在本申请的一个实施例中,显示单元为单个显示模组100,或者由多个显示模组100拼接形成的显示屏。
在本申请的一个实施例中,请一并参阅图3和图4,显示模组100包括有灯板102,灯板102设置有设有LVDS接收电路和灯驱芯片;LVDS接收电路用于接收对应控制单元的LVDS信号,并将LVDS信号转换为SPI信号提供给灯驱芯片。LVDS接收电路如图16所示。LVDS接收电路由TBS614(LVDS专用IC)完成对输入LVDS信号的接收和解码,并转换为并行信号(CLK/LAT/OE/A/S/C/R/G/B)同时,将显示模组100的温度、电压、驱动IC反馈信号,转换为LVDS信号,返回给驱动模块。图16中,LVDSX_DATAOUT_P/N:接收LVDS信号;LVDSX_DATA_INP/N:输出LVDS信号。
在本申请的一个实施例中,请参阅图16,LVDS接收电路包括TBS614芯片组,TBS614芯片组用于信号解码。
本实施例中,采用TBS614芯片作为LVDS接收电路的解码器,可以节省发送端的芯片,即驱动模块无需设置解码芯片,可直接由驱动模块的视频解码模块输出,且提供显示模组100全息监控信息返回通道。
在本申请的一个实施例中,请一并参阅图4和图13,显示模组100还包括底壳101、第一防水胶层103和第二防水胶层104;底壳101具有空腔,灯板102设置在空腔中;第一防水胶层103覆盖在灯板102的上表面;第二防水胶层104填充于灯板102与底壳101之间的间隙。
本实施例中,通过设置第一防水胶层103和第二防水胶层104,对灯板102进行双面灌胶,使得显示模组100形成一个实心整体,能够对灯板102等电子元器件形成防护,可达到IP68防水等级,以抵抗在水下3米的水压对显示模组100造成的应力,能够应用于深水区的使用场景;同时也能够避免显示模组100内部具有空气,避免了工作中存在呼吸效应,提高了防水性能。
在本申请的一个实施例中,请参阅图8,灯板102包括PCB板121和阵列排布于PCB板一面的灯珠122,LVDS接收电路和灯驱芯片设于PCB板上。
本实施例中,驱动模块的供电及驱动信号从IO接口进入,然后被LVDS接收电路所接收,LVDS接收电路将该信号转换为SPI信号提供给灯驱芯片,灯驱芯片执行该信号指令,使灯珠矩阵工作。具体而言,灯珠122可以采用LED灯,显示模组100的框架结构如图3所示。
在本申请的一个实施例中,PCB板121上设有IO接口,IO接口上设有焊盘,防水电缆200的一端焊接在焊盘上。
本实施例中,防水电缆200焊接在PCB板121的焊盘上,然后再覆盖第一防水胶层103,不仅能够固定防水电缆200,而且能够对防水电缆200的接口起到防水的作用,相比于传统的插接结构,防水电缆200的供电及驱动信号的传输更加稳定。
在本申请的一个实施例中,请参阅图7,底壳101包括底板111以及凸起于底板111边缘的围墙112,围墙112与底板111围合形成空腔;灯珠122部分露出围墙112。
本实施例中,灯珠122部分露出围墙112设置,一方面,使得围墙112顶部与PCB板121的上表面存在一定的落差,以便于灌注防水胶形成第一防水胶层103;另一方面,还可以避免灯珠122被围墙112遮挡或被第一防水胶层103淹没,提高了显示效果。
具体而言,灯珠122顶部与围墙112顶部的高度落差大于或等于灯珠122高度的一半。具体高度落差可以由采用的灯珠122的型号来决定,例如:一灯珠122顶部与围墙112顶部的高度落差为0.5mm。
在本申请的一个实施例中,请参阅图7,底板111上设有多个注胶孔1111,注胶孔1111用于灌注防水胶,以形成第二防水胶层104。
本实施例中,通过在底板111上设置多个注胶孔1111,不仅能够方便在灯板102和底壳101之间的间隙中灌注防水胶,而且能够避免灯板102和底壳101之间产生空气层,使防水胶能够完全填充于灯板102与底壳101之间的间隙,进一步保证了显示模组100的防水性能。
在本申请的一个实施例中,请参阅图7,底板111上还设有多个支撑柱1112,支撑柱1112用于支撑灯板102,使得灯板102和底板111之间保持一定的间隙,以便于在该间隙中灌注防水胶形成第二防水胶层104。
在本申请的一个实施例中,请一并参阅图4和图9,灯板102与底壳101可以通过多个螺钉105进行固定。
本实施例中,显示模组100的装配过程如下:将灯板102放置在底壳101中,灯板102的正面(具有灯珠122的一面)朝上,并通过螺钉105进行固定,如图9和图10所示;然后在灯板102的正面以及灯板102与围墙112之间的间隙灌注防水胶形成第一防水胶层103,目的是将灯珠122的引脚固定,以保护灯板102的正面,如图11和图12所示;最后在底板111的注胶孔1111中灌注防水胶,形成第二防水胶层104,如图13所示。
在本申请的一个实施例中,请参阅图14,防水电缆200包括防水层201、电源线202和信号线203;电源线202和信号线203设置在防水层201内;信号线203的外部包裹有屏蔽层204。
本实施例中,电源线202和信号线203组合设置在防水层201中,能够减少电缆的使用数量,便于更好连接显示模块和驱动模块。信号线203包括两对双绞线,用于传输LVDS信号,通过在信号线203的外部包裹屏蔽层204能够防止外界的信号干扰。电源线202可以采用2.5mm2铜质导线,防水电缆200可以采用一体注塑成型。防水层201可以采用PVC材质,满足-40-105℃环境使用。
本实施例以采用4.5米长的防水电缆200为例,经过测量,横截面积为1.5/2.5平方毫米的防水电缆200,驱动10A的直流负载下,过4.5米后,达到显示模组100的电压为4/4.3V,完全满足显示模组100的驱动要求。
本实施例提供的水下显示系统可以应用于LED显示屏的产品,并且能够长期安装在水下运行,适用于景观池、人造水幕、游泳池、水下拍摄等场地、场馆。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水下显示系统,其特征在于,包括:
驱动模块,所述驱动模块置于水上;
显示模块,所述显示模块置于水下;
防水电缆,所述防水电缆一端与所述驱动模块电连接,所述防水电缆另一端与所述显示模块电连接。
2.如权利要求1所述的水下显示系统,其特征在于,所述驱动模块包括至少一控制单元,相邻所述控制单元信号连接;
所述显示模块包括至少一个显示单元,每个所述控制单元至少连接一所述显示单元。
3.如权利要求2所述的水下显示系统,其特征在于,所述控制单元包括电源和驱动板,所述电源与所述驱动板电连接,所述电源为隔离AC-DC电源。
4.如权利要求3所述的水下显示系统,其特征在于,所述驱动板包括以太网模块、视频解码模块和LVDS发送模块;所述以太网模块用于传输和接收视频信息;所述视频解码模块用于处理所述视频信息,并转换为LVDS信号;所述LVDS发送模块用于发送所述LVDS信号,经过所述防水电缆,传输给所述显示单元。
5.如权利要求2所述的水下显示系统,其特征在于,所述显示单元为单个显示模组,或者由多个显示模组拼接形成的显示屏。
6.如权利要求5所述的水下显示系统,其特征在于,所述显示模组包括有灯板,所述灯板设置有设有LVDS接收电路和灯驱芯片;所述LVDS接收电路用于接收对应控制单元的LVDS信号,并将所述LVDS信号转换为SPI信号提供给所述灯驱芯片。
7.如权利要求6所述的水下显示系统,其特征在于,所述LVDS接收电路包括TBS614芯片组,所述TBS614芯片组用于信号解码。
8.如权利要求6所述的水下显示系统,其特征在于,所述显示模组还包括:
底壳,所述底壳具有空腔,所述灯板设置在所述空腔中;
第一防水胶层,所述第一防水胶层覆盖在所述灯板的上表面;以及
第二防水胶层,所述第二防水胶层填充于所述灯板与所述底壳之间的间隙。
9.如权利要求6所述的水下显示系统,其特征在于,所述灯板包括PCB板和阵列排布于所述PCB板一面的灯珠,所述LVDS接收电路和所述灯驱芯片设于所述PCB板上。
10.如权利要求1-9任意一项所述的水下显示系统,其特征在于,所述防水电缆包括防水层、电源线和信号线;所述电源线和所述信号线设置在所述防水层内;所述信号线的外部包裹有屏蔽层。
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