一种可编程多阶光立方装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及3D光显示技术领域，尤其涉及一种可编程多阶光立方装置。
【背景技术】
[0002]目前，裸眼3D显示技术是一种还处于研发阶段的高新技术，因此市场上仅有的几款裸眼3D显示器的成本非常高，且裸眼3D显示效果也并不出色。裸眼3D显示器的原理和结构特别复杂，涉及到半导体材料、电子信息和精密元器件制造工艺等，普通人根本无法尝试。而市场上的LED灯珠成本非常低廉，如何将LED灯珠应用在裸眼3D显示技术上，显示出一个完整的裸眼3D动态图案，以满足普通人体验3D显示效果的需求，已经成为本领域技术人员亟待解决的重要问题。
【发明内容】
[0003]本发明所解决的技术问题在于提供一种可编程多阶光立方装置，以解决上述【背景技术】中的缺点。
[0004]本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种可编程多阶光立方装置，包括LED矩阵、固定底板及控制板，其中，LED矩阵由多个单列LED矩阵通过层共阴极、列共阳极焊接而成，且LED矩阵安装在固定底板上，控制板上安装有控制器，控制器与LED矩阵连接;而单列LED矩阵由单个LED灯珠阴极与LED灯珠阳极通过相互折弯，再将每一层的阴极焊接、每一列的阳极焊接组成。
[0005]在本发明中，单列LED矩阵中，单个LED灯珠阴极与LED灯珠阳极相互垂直。
[0006]在本发明中，LED矩阵阶数为4的整数倍阶。
[0007]在本发明中，LED灯珠包括圆形LED灯珠、三色LED灯珠或其他发光装置。
[0008]在本发明中，控制器包括51单片机、DSP。
[0009]在本发明中，固定底板为洞洞板，可以直接将LED矩阵的阳极插入洞中焊接固定，而后通过走线将接口按照从下倒上、从左到右的原则编号并引出，配上接线柱，方便插拔。
[0010]在本发明中，控制器通过导线与LED矩阵连接。
[0011]在本发明中，控制配备有54个数字输入/输出接口和16路模拟量输入接口，控制器采用高度集成的arduino mega2560，其处理速度、I/O接口数量和输出电流都符合要求，不需要额外增加驱动电路、接口电路和锁存器电路，其上位机开发环境支持多种编程语言，操作非常方便；同时控制板的引脚直流电流O?40mA，可直接驱动LED灯珠，不需要添加任何降压和驱动电路;arduino mega2560工作时钟高达16MHz，拥有256KB的Flash Memory，可轻松编程光立方的显示画面，不需要额外增加锁存器电路;并在控制板上设置有电源，电源采用9V锂电池。
[0012]在本发明中，光立方利用人眼的视觉暂留效应，通过控制器连续控制多个LED灯珠的闪烁，即可形成动态的3D图像或文字，具体实施步骤如下:
当控制LED矩阵中任意一个LED灯珠亮时，通过控制器接通控制板上对应引脚的电平，从而接通相应LED矩阵层上的阴极与对应列上的阳极电流，LED灯珠即可亮起；当控制LED矩阵中任意一个LED灯珠灭时，通过控制器断开控制板上对应引脚的电平，从而断开相应LED矩阵层上的阴极与对应列上的阳极电流，LED灯珠即可熄灭，从而实现3D显示效果。
[0013]有益效果:
1)本发明高度集成且最为简单，成本相对较低，不需要另外设计扩展接口电路、驱动电路和锁存器电路；
2)本发明集成模块化设计，具有高度柔性化功能，利用USB接口连接电脑，配合自带的arduino IDE，支持多种编程语言，可方便设计多种动态的三维图像、文字的显示；
3)本发明具备可扩展性，应用于多种场合，市场前景广泛；由于可编程多阶光立方装置具备可编程功能和3D动态显示功能，具有很强的观赏性，且适用人群范围非常广，可用作教学工具，也可用在广告、舞会等烘托气氛场所，还可作为一种智能玩具推向适龄儿童。
【附图说明】
[0014]图1是本发明较佳实施例的结构示意图。
[0015]图2是本发明较佳实施例的电路接线图。
[0016]图3是本发明较佳实施例中的单个LED灯结构示意图。
[0017]图4是本发明较佳实施例中的单列4阶立方结构示意图。
[0018]图5是图4的左视图。
[0019]图6是图4的俯视图。
[0020]图7是图4的引脚标号不意图。
[0021]图8是本发明较佳实施例的实物图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0023]参见图1?图8的一种可编程多阶光立方装置，包括LED矩阵1、固定底板2、控制板3、LED灯珠阴极4、LED灯珠阳极5;其中，LED矩阵I是由4*4*4共64个LED灯珠通过层共阴极、列共阳极焊接而成，且LED矩阵I安装在固定底板2上，控制板3上安装有控制器，控制器与LED矩阵I连接;如图3所示，单个LED灯珠阴极4与LED灯珠阳极5相互垂直，弯成图示形状，再通过层共阴极、列共阳极的方法焊接成如图4所示单列形状;再将四个单列LED灯珠通过层共阴极、列共阳极的方法焊接成如图5、图6、图7、所示形状的4阶LED矩阵;按照从下到上原则，给每一层的阴极接口编号A1、A2、A3、A4，每一列的阳极按照从左到右、从下到上原则编号Bll?B14、B21?B24、B31?B34、B41?B44。
[0024]在本实施例中，LED矩阵I中单个的LED灯珠阴极4与LED灯珠阳极5按照图3所示方法折弯，然后再将每一层的阴极焊接，每一列的阳极焊接，形成单列矩阵结构。
[0025]在本实施例中，LED矩阵I阶数可以提高至4的整数倍阶，如8*8*8、16*16*16......。
[0026]在本实施例中，LED灯珠包括圆形LED灯珠、三色LED灯珠或其他发光装置。
[0027]在本实施例中，控制器包括51单片机、DSP。
[0028]在本实施例中，固定底板2为洞洞板，可以直接将LED矩阵I的阳极插入洞中焊接固定，而后通过走线将接口按照从下倒上、从左到右的原则编号并引出，配上接线柱，方便插拔。
[0029]在本实施例中，控制板3配备有54个数字输入/输出接口和16路模拟量输入接口，对应的接线如图2所示，控制器3采用高度集成的arduino mega2560，其处理速度、I/O接口数量和输出电流都符合要求，不需要额外增加驱动电路、接口电路和锁存器电路，其上位机开发环境支持多种编程语言，操作非常方便；同时控制板3的引脚直流电流O?40mA，可直接驱动LED灯珠，不需要添加任何降压和驱动电路;arduino mega2560工作时钟高达16MHz，拥有256KB的Flash Memory，可轻松编程光立方的显示画面，不需要额外增加锁存器电路;并在控制板3上设置有电源，电源采用9V锂电池。
[0030]在本实施例中，控制器通过导线与LED矩阵I连接。
[0031]在本实施例中，光立方利用人眼的视觉暂留效应，即光象一旦在视网膜上形成，视觉将会对这个光象的感觉维持一个有限的时间，通过控制器连续控制多个LED灯珠的闪烁，即可形成动态的3D图像或文字，具体实施步骤如下:
如图5?7所示，LED矩阵I通过层共阴极、列共阳极的方式焊接成矩阵结构，当要控制LED矩阵I中任意一个LED灯珠亮时，接通相应LED矩阵I层上的阴极与对应列上的阳极电流，LED灯珠即可亮起，当要控制LED矩阵I中任意一个LED灯珠灭时，断开相应LED矩阵I层上的阴极与对应列上的阳极电流，LED灯珠即可熄灭;如图5所示，若让最下面一层的从左到右的第一个LED的亮灭，只要接通Al和B11，控制器即可让AOI输出口为低电平、DOI输出口为高电平即可。
[0032]在本实施例中，控制板3高度集成且最为简单，成本也相对较低，不需要另外设计扩展接口电路、驱动电路和锁存器电路，并利用USB接口连接电脑，配合自带的arduino IDE，支持多种编程语言，可方便的设计多种动态的三维图像、文字的显示，具有很强的柔性化功能与观赏性，适用人群范围广，可用作教学工具，也可用在广告、舞会等烘托气氛场所，还可作为一种智能玩具推向适龄儿童。
[0033]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种可编程多阶光立方装置，包括LED矩阵、固定底板及控制板，其特征在于，LED矩阵由多个单列LED矩阵通过层共阴极、列共阳极焊接而成，且LED矩阵安装在固定底板上，控制板上安装有控制器，控制器与LED矩阵连接;而单列LED矩阵由单个LED灯珠阴极与LED灯珠阳极通过相互折弯，再将每一层的阴极焊接、每一列的阳极焊接组成。2.根据权利要求1所述的一种可编程多阶光立方装置，其特征在于，单列LED矩阵中，单个LED灯珠阴极与LED灯珠阳极相互垂直。3.根据权利要求1所述的一种可编程多阶光立方装置，其特征在于，LED矩阵阶数为4的整数倍阶。4.根据权利要求1所述的一种可编程多阶光立方装置，其特征在于，LED灯珠包括圆形LED灯珠、三色LED灯珠或其他发光装置。5.根据权利要求1所述的一种可编程多阶光立方装置，其特征在于，固定底板为洞洞板。6.根据权利要求1所述的一种可编程多阶光立方装置，其特征在于，控制器通过导线与LED矩阵连接。7.根据权利要求1所述的一种可编程多阶光立方装置，其特征在于，控制板上设置有电源。8.根据权利要求1所述的一种可编程多阶光立方装置，其特征在于，光立方利用人眼的视觉暂留效应，通过控制器连续控制多个LED灯珠的闪烁，即可形成动态的3D图像或文字，具体实施步骤如下: 当控制LED矩阵中任意一个LED灯珠亮时，通过控制器接通控制板上对应引脚的电平，从而接通相应LED矩阵层上的阴极与对应列上的阳极电流，LED灯珠即可亮起；当控制LED矩阵中任意一个LED灯珠灭时，通过控制器断开控制板上对应引脚的电平，从而断开相应LED矩阵层上的阴极与对应列上的阳极电流，LED灯珠即可熄灭，从而实现3D显示效果。
【专利摘要】一种可编程多阶光立方装置，包括LED矩阵、固定底板及控制板，其中，LED矩阵由多个单列LED矩阵通过层共阴极、列共阳极焊接而成，且LED矩阵安装在固定底板上，控制板上安装有控制器，控制器与LED矩阵连接；而单列LED矩阵由单个LED灯珠阴极与LED灯珠阳极通过相互折弯，再将每一层的阴极焊接、每一列的阳极焊接组成。本发明结构紧凑、操作简单、观赏性非常强、高度集成且最为简单，成本相对较低，涵盖的年龄段非常广，即可作为面向大、中学校生的电子开发教学工具和软件编程验证工具，可用作教学工具，也可用在广告、舞会等烘托气氛场所，还可作为一种智能玩具推向适龄儿童。
【IPC分类】G09F9/33, G02B27/22
【公开号】CN105549210
【申请号】CN201610090474
【发明人】袁磊, 陈鸣晖, 郑友胜, 罗炜, 闵炜振, 唐珑
【申请人】江西洪都航空工业集团有限责任公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年2月18日