專利名稱：一種體掃描三維顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于三維顯示技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種體掃描三維顯示裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)實的世界是一個有寬度、高度和深度的三維立體世界，在平面二維顯示技術(shù)已 很成熟的今天，三維立體顯示技術(shù)就首當(dāng)其沖地成為顯示技術(shù)領(lǐng)域的下一個發(fā)展目標(biāo)。體三維顯示是一種“真三維顯示”方式，被顯示的三維圖像的組成點在柱空間中都 有相應(yīng)的體像素點與其對應(yīng)，觀察者可以站在不同的位置從各個角度觀看被顯示的圖像與 動畫。目前體三維顯示技術(shù)可大致分為兩大類一是旋轉(zhuǎn)式體掃描；二是固態(tài)體顯示。旋轉(zhuǎn) 式體掃描顯示技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單、成本低，利用電機帶動顯示屏旋轉(zhuǎn)便能形成真三維顯示。從基 本原理來看，要實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)式體掃描顯示，也就是要提供一個供顯示的三維顯示空間，即顯示 屏。LED顯示屏因其亮度高、刷新頻率高、壽命長等特點，在旋轉(zhuǎn)式體掃描顯示技術(shù)中 被普遍采用。但現(xiàn)有的LED屏存在分辨率不高及色彩不豐富的缺點，使得顯示的三維圖像 清晰度不高、像素顆粒間距大、顏色信息單調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中三維圖像不清晰，像素顆粒間距大、顏色信息單調(diào)的缺 陷，提供一種體掃描三維顯示裝置。本發(fā)明提出了一種體掃描三維顯示裝置，包括
無線網(wǎng)絡(luò)模塊，用于實現(xiàn)所述體三維顯示裝置與計算機無線連接；
收發(fā)模塊，用于收發(fā)所述體三維顯示裝置的三維數(shù)據(jù)；
控制及廣播模塊，用于發(fā)送同步控制信號及廣播所述三維數(shù)據(jù)；
至少一個數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊，用于存儲圖像數(shù)據(jù)及緩存待顯示的圖像數(shù)據(jù)；
LED顯示模塊，用于顯示圖像；
電機，用于旋轉(zhuǎn)所述LED顯示模塊；
所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊與所述收發(fā)模塊連接；所述收發(fā)模塊與所述控制及廣播模塊連接； 所述控制及廣播模塊與所述數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊連接；所述數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊與所述 LED顯示模塊連接；所述LED顯示模塊與所述電機連接。其中，所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊通過電力線載波及紅外方式與所述收發(fā)模塊連接。其中，所述收發(fā)模塊通過以太網(wǎng)與所述控制及廣播模塊連接。其中，所述控制及廣播模塊通過差分高速SPI及CAN總線方式與所述數(shù)據(jù)儲存及 緩沖模塊通信。其中，所述數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊通過插針與所述LED顯示模塊連接。其中，所述LED顯示模塊通過轉(zhuǎn)軸與所述電機連接。其中，所述數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊包括ARM芯片、Flash存儲器、FIFO芯片、FPGA芯片。其中，所述LED顯示模塊的長度為480毫米，寬度為640毫米。其中，所述LED顯示模塊包括LED面板，所述LED面板的紅綠藍(lán)三色LED以等間距 方式排列設(shè)置。相鄰兩個所述紅綠藍(lán)三色LED的中心間距為2. 4毫米。其中，所述電機的轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/秒。本發(fā)明采用的技術(shù)特征及其有益效果在于以下方面
本發(fā)明采用小體積三色LED及小間距布線，提高了 LED顯示屏的分辨率，豐富了顯示圖 像的顏色信息，支持24位色彩。數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸，提高三維顯示體像素。


圖1是本發(fā)明中各模塊的連接示意圖。圖2是本發(fā)明各模塊的安裝示意圖。圖3是本發(fā)明的LED顯示模塊拼接組成示意圖4是本發(fā)明的LED顯示模塊的LED屏幕電路板側(cè)視連接圖5是本發(fā)明的LED面板上LED排列方式圖6是本發(fā)明的LED掃描驅(qū)動電路連接示意圖7是數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊內(nèi)部器件連接關(guān)系圖8是利用本發(fā)明實現(xiàn)的實施例示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步詳細(xì)的說明，但不應(yīng)以 此限制本發(fā)明的保護范圍。圖1-8中，1-無線網(wǎng)絡(luò)模塊，2-收發(fā)模塊，3-控制及廣播模塊，4-數(shù)據(jù)存儲及緩沖 模塊，5-LED顯示模塊，6-電機，7-機械支架，8-轉(zhuǎn)軸，9-高精度變頻器，10_罩殼，11_滑環(huán)。圖1所示是本發(fā)明體掃描三維顯示裝置各組成部分連接示意圖，其中包括無線網(wǎng) 絡(luò)模塊1、收發(fā)模塊2、控制及廣播模塊3、數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊4、LED顯示模塊5、電機6。無線網(wǎng)絡(luò)模塊1通過電力線載波及紅外方式與收發(fā)模塊2連接；收發(fā)模塊2通過 以太網(wǎng)與控制及廣播模塊3連接?？刂萍皬V播模塊3通過差分高速SPI及CAN總線方式與 數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊4通信。數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊4通過插針與LED顯示模塊5連接。其 中，無線網(wǎng)絡(luò)模塊1、收發(fā)模塊2、控制及廣播模塊3、數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊4、LED顯示模塊5 安裝在機械支架7上，機械支架7通過轉(zhuǎn)軸8與電機6連接。如圖2，圖3，圖4所示，整個LED顯示模塊的長度為480毫米，寬為640毫米，由8 個LED屏幕組成，每個LED屏幕由數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊4和LED面板組成，兩者之間通過插 針連接在一起。LED屏幕安裝過程如下
步驟一將一塊數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊4和一塊LED面板利用插針連接在一起，組成一個 子LED屏幕。步驟二 按照步驟一中方法組成另外7個子LED屏幕；
步驟三按照圖3所示的LED屏幕拼接組成示意圖，將組合好的8個子LED屏幕拼接在機械支架7上；
步驟四將無線網(wǎng)絡(luò)模塊1、收發(fā)模塊2、控制及廣播模塊3安裝在機械支架7的下方； 步驟五將收發(fā)模塊2與控制及廣播模塊3之間用網(wǎng)線進行連接；
步驟六將控制及廣播模塊3與數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊4之間通信用軟電線連接。如圖5所示，LED面板采用紅綠藍(lán)三色LED以等間距排列方式制作而成，選擇的三 色LED型號為19-237/R6GHBHC-A01/2T，該LED有四個引腳，分別為紅色控制引腳、綠色控 制引腳、藍(lán)色控制引腳和三色共陽引腳，外形尺寸為1. 6毫米* 1. 6毫米，在LED面板上左右 相領(lǐng)兩個LED間距0. 8毫米，故左右相鄰LED中心間距為2. 4毫米；上下相領(lǐng)兩個LED間距 0. 8毫米，故上下相鄰LED中心間距同樣為2. 4毫米。如圖6所示，LED面板由FPGA以行列掃描點亮，一片F(xiàn)PGA控制由16*16個LED組 成的LED陣列。該陣列中，同一行LED的共陽端連接在一起后與高速模擬開關(guān)的一端連接， 高速模擬開關(guān)的另一端與FPGA引腳連接，由FPGA控制模擬開關(guān)的通斷，模擬開關(guān)導(dǎo)通時， FPGA就會點亮對應(yīng)行的LED，模擬開關(guān)斷開時，對應(yīng)行的LED熄滅；同一列LED的同色引腳 連接在一起后直接與FPGA引腳連接。高速模擬開關(guān)選擇的是TI生產(chǎn)的Ts3a4741，開關(guān)頻 率達(dá)到100MHz，可提供100mA電流。如圖7所示，數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊組成器件為ARM芯片、Flash存儲器、FIFO芯 片、FPGA芯片。在不顯示圖像的情況下，ARM芯片將接收到的數(shù)據(jù)存入Flash存儲器，當(dāng)ARM 芯片接收到同步顯示信號后，根據(jù)命令中的文件名讀出Flash存儲器中的相應(yīng)數(shù)據(jù)，再通 過FSMC方式將數(shù)據(jù)存入FIFO芯片中緩存，F(xiàn)PGA芯片再通過16位并口讀出FIFO芯片中緩 存的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分割與重組后傳給LED面板上的掃描驅(qū)動FPGA芯片。如圖8所示是利用本發(fā)明實現(xiàn)的較好實施例。高分辨率全彩LED立體顯示屏5與 底座電機6通過螺絲與同步帶固定，電機的轉(zhuǎn)速可以通過高精密變頻器9進行控制，以滿足 不同轉(zhuǎn)速下的立體顯示。為了減小LED屏高速旋轉(zhuǎn)時的風(fēng)阻與噪聲，LED屏與電機固定后， 在屏外再加一個罩殼10將屏密封。在本實施例中，系統(tǒng)供電情況是這樣的外部接入380V 交流電為變頻器及電機供電，380V交流電經(jīng)過變壓器后輸出220V交流，220V交流經(jīng)過AC— DC電源模塊整流后輸出300V直流電壓，300V直流電壓通過碳刷與滑環(huán)11傳到顯示屏，再 經(jīng)過DC — DC模塊降壓后輸出5V直流電壓為顯示屏供電。在本實施例中，LED顯示屏顯示 二維切面圖像，在電機帶動下旋轉(zhuǎn)，顯示柱空間三維立體圖像，每轉(zhuǎn)一周顯示360幅二維圖 像，電機轉(zhuǎn)速控制在20轉(zhuǎn)每秒，幀頻達(dá)到7200幀每秒，體像素達(dá)到5. 3千萬。以上僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍。任何所屬技術(shù) 領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種變動與潤飾，本發(fā)明 保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所界定的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種體掃描三維顯示裝置，其特征在于，包括 無線網(wǎng)絡(luò)模塊(I)，用于實現(xiàn)所述體三維顯示裝置與計算機無線連接； 收發(fā)模塊(2)，用于收發(fā)所述體三維顯示裝置的三維數(shù)據(jù)； 控制及廣播模塊(3)，用于發(fā)送同步控制信號及廣播所述三維數(shù)據(jù)； 至少ー個數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊(4)，用于存儲圖像數(shù)據(jù)及緩存待顯示的圖像數(shù)據(jù)； LED顯示模塊(5)，用于顯示圖像； 電機(6 )，用于旋轉(zhuǎn)所述LED顯示模塊(5 ); 所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊(I)與所述收發(fā)模塊(2 )連接；所述收發(fā)模塊(21)與所述控制及廣播模塊(3)連接；所述控制及廣播模塊(3)與所述數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊(4)連接；所述數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊(4)與所述LED顯示模塊(5)連接；所述LED顯示模塊(5)與所述電機(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的體掃描三維顯示裝置，其特征在于，所述無線網(wǎng)絡(luò)模塊(I)通過電カ線載波及紅外方式與所述收發(fā)模塊(2)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的體掃描三維顯示裝置，其特征在于，所述收發(fā)模塊(2)通過以太網(wǎng)與所述控制及廣播模塊(3)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的體掃描三維顯示裝置，其特征在于，所述控制及廣播模塊(3)通過差分高速SPI及CAN總線方式與所述數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊(4)通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的體掃描三維顯示裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊(4)通過插針與所述LED顯示模塊(5)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的體掃描三維顯示裝置，其特征在于，所述LED顯示模塊(5)通過轉(zhuǎn)軸(8)與所述電機(6)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的體掃描三維顯示裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊(4)包括ARM芯片、Flash存儲器、FIFO芯片、FPGA芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的體掃描三維顯示裝置，其特征在于，所述LED顯示模塊(5)的長度為480毫米，寬度為640毫米。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的體掃描三維顯示裝置，其特征在于，所述LED顯示模塊(5)包括LED面板，所述LED面板的紅綠藍(lán)三色LED以等間距方式排列設(shè)置，相鄰兩個所述紅綠藍(lán)三色LED的中心間距為2. 4毫米。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的體掃描三維顯示裝置，其特征在于，所述電機(6)的轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種體掃描三維顯示裝置，包括無線網(wǎng)絡(luò)模塊、收發(fā)模塊、控制及廣播模塊、至少一個數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊、LED顯示模塊、電機。無線網(wǎng)絡(luò)模塊與收發(fā)模塊連接；收發(fā)模塊與控制及廣播模塊連接?？刂萍皬V播模塊與數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊通信。數(shù)據(jù)儲存及緩沖模塊與LED顯示模塊連接，LED顯示模塊與電機連接。LED顯示模塊采用紅綠藍(lán)三色LED以等間距排列方式制作而成，相鄰LED中心間距為2.4毫米。本發(fā)明顯示立體圖像的二維切片圖，在電機的帶動下高速轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了全方位顯示高分辨率的全彩色圖像與動畫，畫面清晰度高，色彩信息豐富。
文檔編號G09G3/32GK102663978SQ20121015497
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者劉錦高, 孫傳偉, 楊世江, 王敏霞, 金豫 申請人:華東師范大學(xué)