CN2729761Y

CN2729761Y - 带led光源的视频展示台

Info

Publication number: CN2729761Y
Application number: CN 200420037186
Authority: CN
Inventors: 戴崇坚
Original assignee: Individual
Current assignee: HANGZHOU WANIN EDUCATION MULTIMEDIA TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2014-07-05

Abstract

本实用新型涉及一种带LED光源的视频展示台，包括台座、摄像头，该摄像头通过可各个方向调整的支杆连接于台座上；该台座上设有LED照明灯，台座表面设有LED显示屏和控制按键，台座内设有控制模块。本实用新型有益的效果是：将新型光源尖端科技——LED与传统视频展示台，进行有机地整合，解决了传统视频展示台与LED的缺陷。采用了变频低电压设备，这样就从根本上保证了产品的安全性能；而且频谱均匀，电磁辐射低，电磁兼容性好；没有光源污染；色彩还原性好；在采用同样像素的摄像头时，用LED代替传统白炽灯与荧光灯的视频展示台，其显示的清晰度提高3倍；使用周期长；各种零部件不易损坏；连续使用将超过5万小时；光照温度低。

Description

带LED光源的视频展示台

技术领域

本实用新型涉及一种视频展示台，尤其是一种带LED光源的视频展示台。

背景技术

目前，综观国内外在销售与使用的视频展示台，其显示光源无一例外地全部采用传统的荧光灯与白炽灯。虽然视频展示台具有图像分色调节功能，但其色彩还原性差，频谱不均匀；而且显示的图像清晰度普遍很低。荧光灯的电磁兼容性差，电磁辐射严重超标，对操作者的身心健康有重度影响；白炽灯虽然电磁兼容性比较小，然而在使用时，会产生相当高的光源温度，而且发出的光线色温偏高，会造成显示图像的严重偏色。

纵上所述到目前为止，从技术上来讲，要在低成本的前提下解决这两项技术难题，还是有相当的难度。

为了找到解决显示图象清晰度低的问题，摄像头的技术改进成为了一个热点。众多的生产企业为了提高现有产品的清晰度，全部采用总像素更高、价格更昂贵的摄像头，这样无形之中就降低了整个产品的性价比，从而将提升的成本转嫁给了消费者。

在另一方面，LED光显示技术在近年来得到了长足的发展，其优异的技术特性在各个应用层面上都得到了越来越多的机会。在外观方面体现为在室内外显示屏以及家用电视机等等方面的应用；在专业方面，LED光源就是由几万-几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成，利用不同的材料可以制造出不同色彩的LED像素点。现代的LED具有频谱均匀，没有光源污染；无电磁辐射；使用周期长；各种零部件不易损坏；光照温度低等等普通荧光灯和白炽灯无法比拟的优点。

目前应用最广的LED是红色、绿色、黄色的，蓝色和纯绿色LED的开发也已经达到了实用阶段。但白色的LED的应用领域还是十分有限，可以用风毛麟角来形容；在功能方面，目前的LED不能由显示界面直接进行操作，需要通过别的设备来对其进行控制。

将LED作为显示光源，直接应用在视频展示台上，到目前为止还是一片空白。

综观现有视频展示台，几乎全部存在这样的通病：综合性能差；电磁辐射严重超标；使用寿命短；零部件易损坏；维修麻烦；光源污染严重；显示清晰度极低。特别在教育行业，以上问题更是显得特别突出。视频展示台，目前大部分使用者是教育工作者；这样就对完全性与使用周期性提出了更高的要求。同时为节约能源及许许多多现代设备使用者的身心健康考虑出发，在这样的前提下，设计出在一种新型光源LED与现代视频展示台的整合，代替传统视频展示台去为大众服务，是本技术的根本。

实用新型内容

本实用新型要解决上述现有技术的缺陷，提供一种将LED光源用于视频展示台的带LED光源的视频展示台。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案。这种带LED光源的视频展示台，包括台座、摄像头，该摄像头通过可各个方向调整的支杆连接于台座上；该台座上设有LED照明灯，台座表面设有LED显示屏和控制按键，台座内设有控制模块。

本实用新型有益的效果是：本实用新型将新型光源尖端科技——LED与传统视频展示台，进行有机地整合，结合两者本身的优势，解决了传统视频展示台与LED的缺陷。本实用新型采用了变频低电压设备，这样就从根本上保证了产品的安全性能；而且频谱均匀，电磁辐射低，电磁兼容性好；没有光源污染；色彩还原性好；在采用同样像素的摄像头时，用LED代替传统白炽灯与荧光灯的视频展示台，其显示的清晰度提高3倍；使用周期长；各种零部件不易损坏；连续使用将超过5万小时；光照温度低；本技术完全遵从国家GB13837-2003、GB8898-2001、GB17625.1-2001、SJ/T 11141-1997标准。同时，本技术的二次开发技术容易掌握，对于进行技术密集型生产带来先决的条件，为本技术进行产业化，极大地提高了社会与经济效益。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型方框图；

图3是本实用新型LED驱动电路图；

图4是本实用新型MAX684电荷泵LED驱动电路图。

附图标记说明：台座1，摄像头2，LED照明灯3，LED显示屏4，控制按键5，支杆6。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步介绍：

这种带LED光源的视频展示台，包括台座1、摄像头2，该摄像头2通过可各个方向调整的支杆6连接于台座1上；该台座1上设有LED照明灯3，台座1表面设有LED显示屏4和控制按键5，台座1内设有控制模块。控制模块：

1)中央处理器

展示台的控制核心。作用是控制所有的视频输入输出、编解码器的配置、参数的存储、摄像镜头的控制以及控制响应人机交互设备(比如控制按键5、遥控器、指示灯、蜂鸣器)等。遥控器采用红外遥控。

2)镜头模块

实现光学信号和电信号的转换。将实物的影象转换成模拟电信号输入到展台内部的视频处理模块。

3)音视频及VGA输入输出模块

包括多路外部CVBS输入、音频输入、多路VGA输入、1路CVBS输出、音频输出、1路VGA输出、以及视音频切换电路和VGA切换电路。

该模块的主要功能是：

(1)接收多路视频音频源输入，VGA输入；

(2)实现从多路视音频源中选择切换输出；

(3)VGA的切换输出。

4)视频处理模块

包括视频解码器和视频编码器。主要功能是：

(1)对镜头或外部输入的VIDEO(CVBS或S-VEDIO)信号进行解码，转换为标准YUV数字视频信号；

(2)将YUV数字信号转换成模拟RGB信号，通过VGA接口输出。

5)存储器

存储镜头参数，视频处理模块控制参数，以及音量等。

6)人机交互模块

包括操作按键5、遥控器、指示灯和蜂鸣器，以及RS232串口。

该模块提供展台的操作接口，通过键盘或遥控可以控制展台的所有功能。指示灯和蜂鸣器可以反馈展台的工作状态。

通过RS232串口可以实现PC对展台的控制，以及实现功能扩展。

7)电源为展台内部的所有电路提供直流稳压电源。

8)LED驱动电路

该模块为展台镜头提供必要的光照明，使输出图象更加清晰明亮。传统的照明灯采用日光灯或节能灯，需要交流供电，耗能高，体积大，而且有闪烁，色温不好控制，如果供电电源不可靠，则不容易点亮；另外由于需要镇流器或逆变电路，因此EMI控制也很困难。采用白色LED光源作为照明灯，很好的解决了上面的缺点。因为LED是直流驱动的，因此控制电路相对简单，电磁兼容性很好，灯光无闪烁，色温容易控制，而且体积小，使展台更加美观。

LED驱动电路介绍：

图3为常用的串联LED驱动电路原理图，图中驱动IC为XC9103系列DC转换器，该电路具有以下特点：

1.可以将白光LED串联使用，不论连接的LED数量有多少，只需一个电阻就可以向它们提供恒定电流；

2.减少了元器件数量，进一步降低了电路的整体功耗；

3.各个白光LED正向电压的不同不会影响白光LED的工作电流；

4.用一个电阻就可以调整白光LED的工作电流；

5.几乎不做任何其它的改动，就可以随意改变白光LED的连接数量；

6.利用陶瓷电容可以获得低的纹波噪声，并延长电路使用寿命；

7.可以大大节省电路空间：XC9105和FET+SD都采用SOT23封装，线圈的最大厚度只有1.2毫米，输入和输出电容均采用陶瓷电容。

当采用XC9103系列器件时，可以采用陶瓷电容作为CL电容来抑制有害的信号辐射。图中的升压DC/DC转换器用于输出驱动LED的恒定驱动电流，LED驱动电流值等于FB控制电压除以所连电阻的阻值。XC9103的FB控制电压为0.9V，XC6367的FB控制电压为1.0V。因此通过改变电阻值，可以将LED驱动电流调整到所需的数值。DC/DC转换器的输出电压等于LED的正向电压加上FB终端电压，如果LED数量大于1时，输出电压为FB终端电压加单个LED的正向电压与LED的数量的乘积。

图中LED的驱动电流可以通过下式计算：

I_LED＝V_FB/R_FB2

上式中I_LED为LED驱动电流，V_FB为FB引脚控制电压。XC9103的FB控制电压为0.9V，SC6367的FB控制电压为1.0V。图中的R_FB2电阻值为47欧姆，因此LED的驱动电流为19mA。效率为LED上的电压降与驱动电流的乘积相对于输入电压与输入电流乘积的百分比：

V_LED×I_LED/(V_IN×I_IN)×100％

其中V_LED为LED上的电压降。

当采用XC6367系列器件时不需要R_SEN电阻，采用221μF的钽电容作为输出电容CL。

驱动电路设置

图3中所列出的外部器件额定值是在V_IN＝3.0V时只允许连接4个白光LED。如果要点亮5个或5个以上的白光LED，则必须提高V_IN电压，或选择额定电流值更高的电感线圈或场效应管，并且所选器件的直流电阻要更小。

当LED前端电压V_f＝3.5V时，在白光LED数量不多于两个的条件下，V_DD和V_CE可以从V_OUT得到，此时可以去掉电容C_DD；当白光LED数量在3个或3个以上时，由于V_OUT会超过10V，因此V_DD只能从V_IN获得。

驱动电路的效率计算公式为：效率(EFFI％)＝白光LED上的电压×白光LED上的电流×100/输入电压×输入电流。LED连接方式的不同，电路的效率也会有很大的差异。表1为LED串联和并联的效率值比较，可以发现LED数量增多，电路的效率就越高，相同LED数量条件下，串联的效率远高于并联的效率。

如上所述，在输出端需要把白光LED与电阻串联起来使用。如果使用4个以上的白光LED，需要选用额定电流值较高的线圈。

MAX684电荷泵LED驱动解决方案

图4给出了能为3个白光LED提供15mA电流的电荷泵电源方案，电荷泵电源MAX684从2.7～4.2V的输入电压范围产生5V电压，它仅需要一个电阻和3个外部电容，毋须电感。如需驱动更多的LED，可选择MAX683或MAX682，它们可分别提供100mA和250mA输出电流。因此MAX682能同时驱动多达16个并联的白光LED。为了控制LED的亮度，可在关断控制端输入一个低频PWM信号(推荐200～300Hz信号)。

MAX684的开关频率和外部电阻REXT利用下列公式确定：

REXT(kΩ)＝45000(Vin-0.69V)/fOSC(kHz)

fOSC(kHz)＝45000(Vin-0.69V)/REXT(kΩ)

如果REXT选取150kΩ，则开关频率在4.2V输入电压时为：1.053MHz，3.6V输入电压时则变为873kHz。

电荷泵电源是一种低成本解决方案，它不需要外接电感，然而，这些是以牺牲转换效率为代价的。假定我们需要以5V电压驱动3个并联的LED，则输出功率为：

Pout＝5V×15mA×3＝0.225W

该电荷泵电源的转换效率按下列公式计算：

E(效率)＝Pout/Pin＝Vout×Iout/(2×Vin×Iout+Iq×Vin)≈Vout/(2Vin)

其中：Iq：为IC静态电流

例如，当Vin＝3.6V，Vout＝5V时，效率低于69.4％；当Vin＝4.2V，Vout＝5V，效率低于59.5％。如果驱动3个LED，需要的输入功率为：

Pin＝Pout/E＝5V×15mA×3/0.694＝324mW(Vin＝3.6V)

Pin＝Pout/E＝5V×15mA×3/0.595＝378mW(Vin＝4.2V)

因此，随着输入电压升高、效率下降，需要更多的输入功率。

Claims

1、一种带LED光源的视频展示台，包括台座(1)、摄像头(2)，其特征是：该摄像头(2)通过可各个方向调整的支杆(6)连接于台座(1)上；该台座(1)上设有LED照明灯(3)，台座(1)表面设有LED显示屏(4)和控制按键(5)，台座(1)内设有控制模块。

2、根据权利要求1所述的带LED光源的视频展示台，其特征是：所述控制模块包括：

1)中央处理器，控制模块的核心；

2)镜头模块，接收摄像头(2)的光学信号转换成模拟电信号输入到视频处理模块；

3)视频处理模块，将模拟电信号解码，转换为标准YUV数字视频信号，并将YUV数字信号转换成模拟RGB信号，通过输入输出模块输出；

4)输入输出模块，接收多路视频音频输入、VGA输入，实现从多路音频源中选择切换输出，VGA的切换输出；

5)存储器，存储镜头参数，视频处理模块控制参数，以及音量；

6)人机交互模块，与控制按键(5)连接，提供展示台的操作接口；

7)电源，设有交直流变压器，为所有电路提供直流稳压电源；

8)LED驱动电路，驱动LED照明灯(3)和LED显示屏(4)。

3、根据权利要求2所述的带LED光源的视频展示台，其特征是：所述视频处理模块包括视频解码器和视频编码器。

4、根据权利要求2所述的带LED光源的视频展示台，其特征是：所述输入输出模块包括多路外部CVBS输入、音频输入、多路VGA输入、1路CVBS输出、音频输出、1路VGA输出、以及视音频切换电路和VGA切换电路。

5、根据权利要求2所述的带LED光源的视频展示台，其特征是：人机交互模块包括操作按键(5)、遥控器、指示灯和蜂鸣器，以及RS232串口。