专利名称：一种体扫描三维显示装置的制作方法
技术领域：
本发明属于三维显示技术领域，涉及一种体扫描三维显示装置。
背景技术：
现实的世界是一个有宽度、高度和深度的三维立体世界，在平面二维显示技术已 很成熟的今天，三维立体显示技术就首当其冲地成为显示技术领域的下一个发展目标。体三维显示是一种“真三维显示”方式，被显示的三维图像的组成点在柱空间中都 有相应的体像素点与其对应，观察者可以站在不同的位置从各个角度观看被显示的图像与 动画。目前体三维显示技术可大致分为两大类一是旋转式体扫描；二是固态体显示。旋转 式体扫描显示技术结构简单、成本低，利用电机带动显示屏旋转便能形成真三维显示。从基 本原理来看，要实现旋转式体扫描显示，也就是要提供一个供显示的三维显示空间，即显示 屏。LED显示屏因其亮度高、刷新频率高、寿命长等特点，在旋转式体扫描显示技术中 被普遍采用。但现有的LED屏存在分辨率不高及色彩不丰富的缺点，使得显示的三维图像 清晰度不高、像素颗粒间距大、颜色信息单调。
发明内容
本发明克服了现有技术中三维图像不清晰，像素颗粒间距大、颜色信息单调的缺 陷，提供一种体扫描三维显示装置。本发明提出了一种体扫描三维显示装置，包括
无线网络模块，用于实现所述体三维显示装置与计算机无线连接；
收发模块，用于收发所述体三维显示装置的三维数据；
控制及广播模块，用于发送同步控制信号及广播所述三维数据；
至少一个数据储存及缓冲模块，用于存储图像数据及缓存待显示的图像数据；
LED显示模块，用于显示图像；
电机，用于旋转所述LED显示模块；
所述无线网络模块与所述收发模块连接；所述收发模块与所述控制及广播模块连接； 所述控制及广播模块与所述数据储存及缓冲模块连接；所述数据储存及缓冲模块与所述 LED显示模块连接；所述LED显示模块与所述电机连接。其中，所述无线网络模块通过电力线载波及红外方式与所述收发模块连接。其中，所述收发模块通过以太网与所述控制及广播模块连接。其中，所述控制及广播模块通过差分高速SPI及CAN总线方式与所述数据储存及 缓冲模块通信。其中，所述数据储存及缓冲模块通过插针与所述LED显示模块连接。其中，所述LED显示模块通过转轴与所述电机连接。其中，所述数据储存及缓冲模块包括ARM芯片、Flash存储器、FIFO芯片、FPGA芯片。其中，所述LED显示模块的长度为480毫米，宽度为640毫米。其中，所述LED显示模块包括LED面板，所述LED面板的红绿蓝三色LED以等间距 方式排列设置。相邻两个所述红绿蓝三色LED的中心间距为2. 4毫米。其中，所述电机的转速为20转/秒。本发明采用的技术特征及其有益效果在于以下方面
本发明采用小体积三色LED及小间距布线，提高了 LED显示屏的分辨率，丰富了显示图 像的颜色信息，支持24位色彩。数据储存及缓冲模块的结构，实现数据高速传输，提高三维显示体像素。
图1是本发明中各模块的连接示意图。图2是本发明各模块的安装示意图。图3是本发明的LED显示模块拼接组成示意图4是本发明的LED显示模块的LED屏幕电路板侧视连接图5是本发明的LED面板上LED排列方式图6是本发明的LED扫描驱动电路连接示意图7是数据储存及缓冲模块内部器件连接关系图8是利用本发明实现的实施例示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式
做进一步详细的说明，但不应以 此限制本发明的保护范围。图1-8中，1-无线网络模块，2-收发模块，3-控制及广播模块，4-数据存储及缓冲 模块，5-LED显示模块，6-电机，7-机械支架，8-转轴，9-高精度变频器，10_罩壳，11_滑环。图1所示是本发明体扫描三维显示装置各组成部分连接示意图，其中包括无线网 络模块1、收发模块2、控制及广播模块3、数据储存及缓冲模块4、LED显示模块5、电机6。无线网络模块1通过电力线载波及红外方式与收发模块2连接；收发模块2通过 以太网与控制及广播模块3连接。控制及广播模块3通过差分高速SPI及CAN总线方式与 数据储存及缓冲模块4通信。数据储存及缓冲模块4通过插针与LED显示模块5连接。其 中，无线网络模块1、收发模块2、控制及广播模块3、数据储存及缓冲模块4、LED显示模块5 安装在机械支架7上，机械支架7通过转轴8与电机6连接。如图2，图3，图4所示，整个LED显示模块的长度为480毫米，宽为640毫米，由8 个LED屏幕组成，每个LED屏幕由数据储存及缓冲模块4和LED面板组成，两者之间通过插 针连接在一起。LED屏幕安装过程如下
步骤一将一块数据储存及缓冲模块4和一块LED面板利用插针连接在一起，组成一个 子LED屏幕。步骤二 按照步骤一中方法组成另外7个子LED屏幕；
步骤三按照图3所示的LED屏幕拼接组成示意图，将组合好的8个子LED屏幕拼接在机械支架7上；
步骤四将无线网络模块1、收发模块2、控制及广播模块3安装在机械支架7的下方； 步骤五将收发模块2与控制及广播模块3之间用网线进行连接；
步骤六将控制及广播模块3与数据储存及缓冲模块4之间通信用软电线连接。如图5所示，LED面板采用红绿蓝三色LED以等间距排列方式制作而成，选择的三 色LED型号为19-237/R6GHBHC-A01/2T，该LED有四个引脚，分别为红色控制引脚、绿色控 制引脚、蓝色控制引脚和三色共阳引脚，外形尺寸为1. 6毫米* 1. 6毫米，在LED面板上左右 相领两个LED间距0. 8毫米，故左右相邻LED中心间距为2. 4毫米；上下相领两个LED间距 0. 8毫米，故上下相邻LED中心间距同样为2. 4毫米。如图6所示，LED面板由FPGA以行列扫描点亮，一片FPGA控制由16*16个LED组 成的LED阵列。该阵列中，同一行LED的共阳端连接在一起后与高速模拟开关的一端连接， 高速模拟开关的另一端与FPGA引脚连接，由FPGA控制模拟开关的通断，模拟开关导通时， FPGA就会点亮对应行的LED，模拟开关断开时，对应行的LED熄灭；同一列LED的同色引脚 连接在一起后直接与FPGA引脚连接。高速模拟开关选择的是TI生产的Ts3a4741，开关频 率达到100MHz，可提供100mA电流。如图7所示，数据储存及缓冲模块组成器件为ARM芯片、Flash存储器、FIFO芯 片、FPGA芯片。在不显示图像的情况下，ARM芯片将接收到的数据存入Flash存储器，当ARM 芯片接收到同步显示信号后，根据命令中的文件名读出Flash存储器中的相应数据，再通 过FSMC方式将数据存入FIFO芯片中缓存，FPGA芯片再通过16位并口读出FIFO芯片中缓 存的数据，对数据进行分割与重组后传给LED面板上的扫描驱动FPGA芯片。如图8所示是利用本发明实现的较好实施例。高分辨率全彩LED立体显示屏5与 底座电机6通过螺丝与同步带固定，电机的转速可以通过高精密变频器9进行控制，以满足 不同转速下的立体显示。为了减小LED屏高速旋转时的风阻与噪声，LED屏与电机固定后， 在屏外再加一个罩壳10将屏密封。在本实施例中，系统供电情况是这样的外部接入380V 交流电为变频器及电机供电，380V交流电经过变压器后输出220V交流，220V交流经过AC— DC电源模块整流后输出300V直流电压，300V直流电压通过碳刷与滑环11传到显示屏，再 经过DC — DC模块降压后输出5V直流电压为显示屏供电。在本实施例中，LED显示屏显示 二维切面图像，在电机带动下旋转，显示柱空间三维立体图像，每转一周显示360幅二维图 像，电机转速控制在20转每秒，帧频达到7200帧每秒，体像素达到5. 3千万。以上仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围。任何所属技术 领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，本发明 保护范围应以权利要求书所界定的保护范围为准。
权利要求
1.一种体扫描三维显示装置，其特征在于，包括 无线网络模块(I)，用于实现所述体三维显示装置与计算机无线连接； 收发模块(2)，用于收发所述体三维显示装置的三维数据； 控制及广播模块(3)，用于发送同步控制信号及广播所述三维数据； 至少ー个数据储存及缓冲模块(4)，用于存储图像数据及缓存待显示的图像数据； LED显示模块(5)，用于显示图像； 电机(6 )，用于旋转所述LED显示模块(5 ); 所述无线网络模块(I)与所述收发模块(2 )连接；所述收发模块(21)与所述控制及广播模块(3)连接；所述控制及广播模块(3)与所述数据储存及缓冲模块(4)连接；所述数据储存及缓冲模块(4)与所述LED显示模块(5)连接；所述LED显示模块(5)与所述电机(6)连接。
2.根据权利要求I所述的体扫描三维显示装置，其特征在于，所述无线网络模块(I)通过电カ线载波及红外方式与所述收发模块(2)连接。
3.根据权利要求I所述的体扫描三维显示装置，其特征在于，所述收发模块(2)通过以太网与所述控制及广播模块(3)连接。
4.根据权利要求I所述的体扫描三维显示装置，其特征在于，所述控制及广播模块(3)通过差分高速SPI及CAN总线方式与所述数据储存及缓冲模块(4)通信。
5.根据权利要求I所述的体扫描三维显示装置，其特征在于，所述数据储存及缓冲模块(4)通过插针与所述LED显示模块(5)连接。
6.根据权利要求I所述的体扫描三维显示装置，其特征在于，所述LED显示模块(5)通过转轴(8)与所述电机(6)连接。
7.根据权利要求I所述的体扫描三维显示装置，其特征在于，所述数据储存及缓冲模块(4)包括ARM芯片、Flash存储器、FIFO芯片、FPGA芯片。
8.根据权利要求I所述的体扫描三维显示装置，其特征在于，所述LED显示模块(5)的长度为480毫米，宽度为640毫米。
9.根据权利要求I所述的体扫描三维显示装置，其特征在于，所述LED显示模块(5)包括LED面板，所述LED面板的红绿蓝三色LED以等间距方式排列设置，相邻两个所述红绿蓝三色LED的中心间距为2. 4毫米。
10.根据权利要求I所述的体扫描三维显示装置，其特征在于，所述电机(6)的转速为20转/秒。
全文摘要
本发明公开了一种体扫描三维显示装置，包括无线网络模块、收发模块、控制及广播模块、至少一个数据储存及缓冲模块、LED显示模块、电机。无线网络模块与收发模块连接；收发模块与控制及广播模块连接。控制及广播模块与数据储存及缓冲模块通信。数据储存及缓冲模块与LED显示模块连接，LED显示模块与电机连接。LED显示模块采用红绿蓝三色LED以等间距排列方式制作而成，相邻LED中心间距为2.4毫米。本发明显示立体图像的二维切片图，在电机的带动下高速转动，实现了全方位显示高分辨率的全彩色图像与动画，画面清晰度高，色彩信息丰富。
文档编号G09G3/32GK102663978SQ20121015497
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者刘锦高, 孙传伟, 杨世江, 王敏霞, 金豫 申请人:华东师范大学