具有每像素进出结构的立体显示屏装置及其控制方法与流程

本发明涉及一种具有每像素进出结构的立体显示屏装置及其控制方法，更详细地，涉及一种可以有效地提供以x轴、y轴、z轴坐标来实现的动态、多彩、立体的视觉三维信息的具有每像素进出结构的立体显示屏装置及其控制方法。

背景技术：

1、迄今为止被称为画面(screen)的二维(2d)显示器为在平面上或闭合曲面上设置像素并通过向该像素传输数据来实现用户所需信息的方式。

2、其中，由于以二维的数学x坐标、y坐标表现的空间的根本(物理)限制，二维(2d)显示器无法准确地实现以三维(x、y、z)表现的空间。为了克服这个问题，计算机图形技术得到了发展，通过当前计算机图形来实现的画面已经发展到了与实际看到的风景毫无差异的程度。

3、然而，无论计算机图形学多么先进，其表达手段都无法逃脱作为画面的二维介质，因此局限于模仿三维的二维表现。可以具体感受到这些局限的领域是在数学和工学中经常处理的空间上的坐标、矢量和运动计算。在上述示例中，尽管要处理的对象存在于三维上，但当前使用的表现方式仅限于二维介质，例如，纸张、画面、固定的三维模型。因此，当前用辅助投影技术来进行表现，上述辅助投影技术用于将三维上的点、线、量表现在二维上，或者通过制作用于表现特定现象的模型来进行表述、计算、表现。在此过程中，原有的量、现象所具有的大小和方向等特性失真，从而难以表现和理解信息，或在固定的模型中只能获取当时状态信息。

4、为此，在现有公开的韩国公开专利10-2003-0039142号中公开了如下的显示装置，在规定大小的多个单元分别设置显示装置和驱动装置，上述多个单元构成表现数据的显示部，上述驱动装置用于调节上述显示装置的突出长度，通过调整上述显示装置的高低来表示分配给各单元的数据的对比度，从而可以立体地表现数据，但其问题在于，控制显示部的移动的驱动装置通过步进马达进行工作，当在数百个像素单元设置步进马达时，由于需要数千万韩元的部件成本而几乎无法实现商业化。

5、并且，作为另一现有技术的韩国公开专利10-2017-0004317号中已经公开了如下的通过每像素所具有的发光二极管显示彩色的显示板，包括：壳体，包括分别沿横向和纵向按两行以上等间距穿孔的前表面穿孔部；发光部，包括发光柱、升降槽、升降螺丝连接部，上述发光柱为透明或半透明的立体柱形状，上述升降槽从发光二极管灯、发光柱等的地面形成，上述升降螺丝连接部设置在升降槽的末端；升降部，包括升降螺丝、升降旋转齿轮、升降粘连部，上述升降螺丝形成有螺旋型的槽，上述升降旋转齿轮向升降螺丝传递旋转力，上述升降粘连部升高或降低升降螺丝和升降旋转齿轮；旋转驱动部，包括电动马达和旋转齿轮；控制部，通过处理器来控制上述发光部的颜色信息、升降粘连部的粘连与否以及旋转驱动部的工作；以及电源部，供给电源，其问题在于，由于通过利用电磁铁的离合器方式来控制各升降螺丝的移动的方式特性上，发光部无法被精密移送，不仅如此，当连续使用时，因发光部的移动误差累积而可能无法准确地输出所需的立体影像，并且，输入输出控制只能同时向一个方向上控制，从而存在无法实现多样且复杂的表现的问题。

技术实现思路

1、技术问题

2、在本发明中提出了一种新技术以解决上述现有技术的诸多问题，本发明所要解决的问题在于，提供如下的具有每像素进出结构的立体显示屏装置及其控制方法，能够以在x轴、y轴坐标平面隔开配置的多个固定壳体部和结合在该固定壳体部100并可直线移动的进出壳体部来实现z轴坐标，向各进出壳体部的外部显现多种颜色的照明，从而提供以三维x轴、y轴、z轴坐标来实现的动态、多彩、立体的视觉信息。

3、并且，本发明目的在于，提供如下的具有每像素进出结构的立体显示屏装置，为了经济且方便地维护而将固定壳体部和进出壳体部模块化并将其组装设置在主板插槽。

4、并且，本发明所要解决的另一问题在于，提供如下的具有每像素进出结构的立体显示屏装置，可通过相同地设定与各像素相应的多个进出壳体的开始位置来准确地控制进出距离。

5、技术方案

6、作为用于解决上述的本发明的问题的具体手段，在本发明中构成具有每像素进出结构的立体显示屏装置，其特征在于，包括：固定壳体部100，通过结合在形成有多个插槽12的主板10来形成立体显示屏的各像素单元，在内部包括直线驱动模块120、安装于上述插槽12的印刷电路板112(pcb)以及距离检测模块130；进出壳体部200，以围绕上述固定壳体部100的方式设置，与上述直线驱动模块120相结合并进行移动，通过距离检测模块130来检测移动距离；以及视觉信息输出部300，将从计算机传输的颜色数据输出到进出壳体部200上部区域。

7、并且，本发明特征在于，上述装置还包括控制模块110，通过上述直线驱动模块120来控制进出壳体部200的位置或控制基于视觉信息输出部300的控制视觉信息，上述控制模块110包括：微处理器，设置于印刷电路板112(pcb)或主板10，从计算机接收表现信息(进出壳体部的移动距离、颜色数据)；以及马达驱动器，设置于上述印刷电路板112(pcb)，用于控制马达的旋转方向。

8、并且，本发明特征在于，上述直线驱动模块120包括：齿轮底座126，设置于固定壳体部100的内侧；驱动齿轮123，结合在马达121的轴并进行旋转运动；齿条124，沿着长度方向设置于进出壳体部200的一侧；以及从动齿轮122，设置于上述齿轮底座126，在驱动齿轮123与齿条124之间啮合。

9、本发明特征在于，上述距离检测模块130包括：传感器132，设置于固定壳体部100，连接在与控制模块110；点型或线型被检测片134，沿着长度方向配置于与传感器132对应的进出壳体部200；以及低点检测部136，检测进出壳体部200的最低高度以将进出壳体部200的位置初始化为零点(起点)，上述传感器132通过检测被检测片134的检测信号来检测进出壳体部200的移动距离，通过距离检测模块130相同地设定各个进出壳体部200的开始位置。

10、本发明特征在于，上述低点检测部136在固定壳体部100安装与控制模块110电连接的开关136c，当进出壳体200下降到最低高度时与上述开关136c物理接触，或者，在进出壳体部200的一侧下部设置第二被检测片136a，在进出壳体部200位于最下方的状态下，在与上述第二被检测片136a对应位置的印刷电路板112(pcb)上设置用于识别第二被检测片136a的第二传感器136b。

11、并且，本发明特征在于，上述视觉信息输出部300包括发光二极管(led)模块310，发光二极管模块(310)与控制模块110电连接，设置于固定壳体部100端部，用于输出红绿蓝(rgb)光源。

12、并且，本发明特征在于，上述视觉信息输出部300包括：至少一个液晶(lcd)面板320，形成于进出壳体部200；背光322，设置于进出壳体部200内，用于向液晶(lcd)面板320侧输出光源；第一影像控制板324，设置于进出壳体部200内，用于控制液晶(lcd)面板320和背光322；以及第一电缆326，一端连接在第一影像控制板324，另一端连接在控制模块110，用于传递影像信号及电源。

13、并且，本发明特征在于，上述视觉信息输出部300包括：至少一个有机发光二极管(oled)/量子点发光二极管(qled)面板330，形成于进出壳体部200；第二影像控制板332，设置于进出壳体部200内，用于控制有机发光二极管(oled)/量子点发光二极管(qled)面板330；以及第二电缆334，一端连接在第二影像控制板332，另一端连接在控制模块110，用于传递影像信号及电源。

14、本发明特征在于，具有每像素进出结构的立体显示屏装置的控制方法包括：位置初始化步骤s10，设定进出壳体部200的零点(起点)；目标位置数据的接收步骤s20，设定上述进出壳体部200的零点后，微处理器从计算机接收基于进出壳体部200移动距离的目标位置值；位置差异计算及存储步骤s30，求出上述目标位置值与当前位置值之差并存储为移动指令值；以及进出壳体工作步骤s40，在对当前位置值和目标位置值进行运算的移动指令值大于“0”的情况下，通过使直线驱动模块120的马达正向工作来使进出壳体部200进行突出移动，当距离检测模块130检测值与移动指令值相同时，通过使马达停止(off)工作来停止进出壳体部200的移动，在上述移动指令值小于“0”的情况下，通过使直线驱动模块120的马达反向工作来使移动进出壳体部200进行返回移动，当距离检测模块130检测值与移动指令值相同时，通过使马达停止(off)工作来停止进出壳体部200的移动。

15、在此情况下，本发明特征在于，在上述位置初始化步骤s10中，在控制模块110电源开启(on)的时间点，马达121进行反向工作来使进出壳体部200下降，当通过低点检测部136识别到进出壳体200的最低点时，马达121进行正向工作来使进出壳体部200上升，当距离检测模块130的传感器132识别最上端的被检测片134时，马达停止工作并设定进出壳体部200的起点。

16、发明的效果

17、根据用于解决上述问题的具体手段，本发明通过以在x轴、y轴坐标平面隔开配置的多个固定壳体部和结合在该固定壳体部并可直线移动的进出壳体部来实现z轴坐标的方式在显示屏上提供三维的视觉信息，同时各个进出壳体部显现出多种颜色的照明，因此可提供动态、多彩、具有立体美感的视觉信息。

18、并且，可在配置于x轴、y轴坐标平面上的主板的插槽组装设置有由与一个像素相应的固定壳体部和进出壳体部组合的单位模块，在该单位模块内包括印刷电路板(pcb)、传感器以及驱动装置，因此当发生故障时仅可轻松更换单位模块来进行维护，从而制造成本大幅度降低并可确保价格竞争力。

19、并且，可通过一般马达准确地控制进出壳体部的移动距离，从而便于调节进出位移并可用于多个领域，可通过颜色、影像的表现来传递很多信息。

20、进而，可以相同地设定与各像素相应的多个进出壳体的开始位置并准确地控制进出壳体的移动距离，从而通过显现准确无误的立体感来提供有效的视觉信息。