一种球形显示器及显示方法与流程

本发明涉及光电显示领域，尤其是涉及一种球形显示器及显示方法。

背景技术：

随着led显示屏的发展，由于其使用寿命长，节能环保以及综合成本低等优点，它被广泛应用于各种公共场所。大多的led显示屏由于生产技术的限制被制作成矩形或者正方形，大型的显示屏也是由多个小的矩形显示模块拼接而成。而实际上，有的时候我们需要一些特殊外形的显示屏—异形屏，如球形，平行四边形和其他多边形。其中以球形最为复杂，构造球形需要其他多边形拼接组合而成。实际上，球形屏已经是一个标新立异聚集人气的产品。

而现有的球形显示屏主要采用两种方案，目前这些方案都有自己的缺陷，一种是西瓜皮式显示屏，它由多条经纬辐条线划分，形状类似西瓜花纹或者地球经纬线。该种类型的屏由多个显示单元拼接而成，任意经线上的单元形状都不一样。这给制造工艺上增加了难度，需要多个不同规格的模具来完成各个单元分片，只有同一纬线上的同种规格的显示单元可以替换。球形屏一旦某个单元损坏，必须备好匹配同规格的组件才能替换。并且，平面视频图像在该种西瓜屏上显示，会出现边缘线条扭曲，画面失真，越向南北两极，像素点的分布越不均匀，北纬45°以北，南纬45°以南，不能播放图像，画面利用率很低。为了缓解此种问题，目前只能采用复杂的算法进行抽点或者补点。而且因为每块单元形状各异，在分割的边缘并不总是均匀分布，为了弥补面积上的空缺，往往会在某些行补加像素点，这又使得这一行比起其他行更加密集一些，导致分割处图像边缘细节变形。

另一种方案为五边形加六边形拼合而成的足球式球形屏，一般一个球体由十二个五边形和二十六个六边形拼接组成。而每个五边形和六边形又是由更小的三角形拼接而成，如专利cn201510060005所述，每个五边形或者六边形由两种规格不同角度等腰三角形拼合而成。这种足球式的球形屏也有实现上的困难，因为每个小三角形都可以看作是一块独立显示屏，由自己的驱动单独控制，行列扫描来展示图像，为了构造带斜边的多边形，两个三角形会拼接组合，而他们的驱动扫描正好是反向的，若要联合更多的三角形屏共同显示大张的图像必须要分解图像信息，多块三角形屏配合行列扫描来控制各个部分的图像信息，这在驱动控制，软件算法实现上具有极大的难度，技术门槛太高。

实际上，很多平面异形屏，如专利cn201210082470所述，都是由等边三角形，底角为45°或底角为67.5°的等腰三角形以各种拼接方式而成，这些异形屏在呈现图像信息时，邻接的三角形因扫描方向不同，要共同展现画面，数据传输和驱动方式仍然是一个难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种球形显示器及显示方法，解决现有球形显示器的显示单元块更换不变的问题。

本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：

一种球形显示器，该显示器包括多个相同的平行四边形显示单元和一个多边形顶盖，所述多个相同的平行四边形显示单元拼接组合形成上下开孔且内部中空的球状结构，所述多边形顶盖设于球状结构的上方开孔处。

进一步的，该显示器还包括支架，该支架的一端设在球形显示器内部，另一端球形显示器下方开孔处穿出。

进一步的，平行四边形显示单元的外形为菱形。

进一步的，平行四边形显示单元的外形为一个角为60°的菱形。

进一步的，多边形顶盖由梯形屏以及平行四边形屏组合而成。

一种球形显示器的显示方法若平行四边形显示单元在物理上每一行移位n个像素位，则通过移位寄存器将视频信号向平行四边形显示单元物理倾斜的反方向移位n个像素，然后将处理后的视频信号进行显示。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、球形显示器采用相同的平行四边形显示单元组合构成，能够满足工艺上制造容易，且单个显示单元可替换性高。

2、球形显示器在实际使用过程中，以较简单的行列扫描驱动方式来驱动显示屏，具有显示均匀，色彩艳丽，安装便捷，易于维护，重量轻，抗风性好、散热性能好、防水性能好、抗震性能好、辅助安装框架成本低、无风扇静音等优点。

3、球形显示器广泛应用于博物馆、天文馆、科技馆、少年宫、展览馆、体育馆、候机厅、星级酒店、大型露天场所、火车站、港口、商场、酒吧等其他场所。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为平行四边形显示单元的扫描方式图；

图4为本发明的显示原理图；

图5为本发明的显示效果图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

本发明提供一种球形显示器，如图1～图2所示，该显示器包括多个相同的平行四边形显示单元和一个多边形顶盖。多个相同的平行四边形显示单元拼接组合形成上下开孔且内部中空的球状结构，多边形顶盖设于球状结构的上方开孔处。该显示器还包括支架，该支架的一端设在球形显示器内部，另一端球形显示器下方开孔处穿出。多边形顶盖由梯形屏以及平行四边形屏组合而成。

为了缩小拼接缝隙，平行四边形显示单元的外形为菱形。为了进一步缩小拼接缝隙，平行四边形显示单元的外形为一个角为60°的菱形。

以下对本球形显示器进行详细说明：

本发明显示器的重点在于它的拼接组合方式，显示屏的可视角度为360度，可以全方位播放视频，它的每个显示单元是一个完整的平行四边形，并非两个三角拼接而成。如图3所示，每个平行四边形显示单元从上至下按行扫描，方向一致。用i表示行j表示列，pixel(i，j)与pixel(i+1，j)以及pixel(i，j+1)往往需要同样的颜色，通过对移位寄存器简单的移位操作就能控制对应像素点发光。pixel(i,j)正面用硅胶灌封做防水处理，内部出线采用硅胶线材，全密封防水设计适应各种湿度环境，可在淋雨情况下正常工作。目前，采用台湾积聚公司的mbi5124或者mbi5958的恒流led驱动器就能实现，实际上，这与传统矩形显示器拼接驱动行列扫描的控制方式原理上并无二致。本发明采用平行四边形作为主要的显示单元，实现无缝拼接，除了球体北极需要构建一个多边形顶盖来封口外，整个球都用同一种规格的平行四边形显示单元均匀显示，任一损坏，方便替换。

本发明的显示原理如图4所示，模拟摄像机、录像机、ld视盘机、电视机输出的复合视频信号(亮度信号、色彩信号、同步信号)或者音频的混合数据输入计算机，转换成计算机可辨别的数字信号，由计算机中fpga图像处理控制器对数字信号行列进行移位。若平行四边形显示单元在物理上向左倾斜，每一行移位n个像素位，那么由fpga在软件上对移位寄存器进行操作，与平行四边形显示单元物理倾斜的反方向移位n个像素进行调整。这样最终在平行四边形显示单元上能够呈现正常的视频图案。分割图像到各个平行四边形的算法实现，是由软件来实现，而每个平行四边形上的像素移位可由多种方式来实现(如硬件上通过图形卡去完成移位或者通过纯软件算法上去实现，也就是说在计算机上完成软件算法，或者fpga上去硬件实现)。经fpga视频图像处理器处理过后，数字信号送入led平行四边形显示单元，显示单元中扫描控制器对数字信号进行控制在显示控制单元发光显示。平行四边形屏体内自带开关电源单独给屏幕供电。图4中的图像处理控制器指的就是fpga，这个fpga不一定是在计算机内部组件，也有可能是外部作为图像处理板来实现它的功能。

例如，如图5所示，如果球体要多个单元共同展示字母“cn”，将部分球面延展开来分析，分解字母像素“c”成为一个二维数组矩阵，确定使用(a～f，3～8)来显示“c”的位置，通过主芯片选通覆盖像素的显示单元，计算可使用总的像素阵列，每个单元的显示边界，分解字母“c”图案像素分布，从上至下驱动像素点，每显示一个像素，偏移量增加，遇到每个单元像素边界，选通临近单元继续完成该行显示。每行显示完成切换到下一列对应首个单元继续显示“c”的信息。字母“n”的显示方式同理可以推导。对于平行四边形构建的部分以外，顶部和底部会有空洞，我们需要支架支撑整个球体，因此底部是内部固定支架的入口。顶部的空缺由于选择的平行四边形单元的大小不同，会剩余一个正多边形的盖子。若要无缝填充这个盖子，需要少量另外的梯形屏以及平行四边形组合而成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。