一种点阵显示变换装置的制作方法
专利名称：一种点阵显示变换装置的制作方法
一种点阵显示变换装置
技术领域：
本发明涉及一种点阵显示技术，尤其涉及一种点阵显示变换装置。背景技术：
点阵显示屏已广泛应用于一些公共场合作为大屏幕动态信息显示，或者被政府机关、事业单位以及商家用来制作服务提示信息和商品信息条幅。点阵显示屏虽然具备高亮度的特点，但因工艺与结构原因，其像素点距在近距离观看时显得过大，点阵粗糙，显示不精细，并且使用条件苛刻、搬动不方便，而且点阵显示屏直接安装维护不方便，尤其是LED点阵显示屏，在室外恶劣条件下，显示器件及电路的可靠性及寿命存在问题。因此，现有点阵直接显示技术存在缺陷，需要改进。
发明内容有鉴于此，有必要提出一种新的点阵显示变换装置，能够灵活输出点阵显示效果。本发明的一个技术方案是一种点阵显示变换装置，其包括若干点阵显示变换单元；所述点阵显示变换单元包括若干点阵显示单元板、若干光线收集导入光纤板、若干光纤以及至少一固定光纤模组；所述点阵显示单元板的点光源顺序连接所述光线收集导入光纤板对应的收集单元、所述光纤、所述固定光纤模组；所述固定光纤模组阵列固定设置各光纤。应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，还包括至少一反射镜及其固定架； 所述反射镜通过所述固定架，活动设置于所述固定光纤模组输出光线的方向，用于反射所述输出光线。应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，还包括至少一对应反射镜设置的伺服电机；所述伺服电机固定安装于所述固定架，与所述反射镜连接，用于角度控制，以控制所述反射镜的反射方向。应用于上述各方案，所述的点阵显示变换装置中，还包括至少一光线调制透镜组； 所述光线调制透镜组固定设置于所述固定光纤模组所输出光线的方向，用于调整所述输出光线。应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，所述点阵显示变换单元规则排列； 各所述光纤在所述固定光纤模组处对应各像素点光源的位置规则排列；并且，所述固定光纤模组在各所述光纤输出光线端对应的位置，分别设置若干预定深度的凹凸部，用于发散所述输出光线。应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，所述收集单元设置聚光锥形罩，用于仅收集其对应的像素点光源的光线并导入到对应的光纤；并且，所述光纤至少一端部的截面积大于所述光纤本体的截面积；所述聚光锥形罩输出端的截面与所述光纤对应的截面相似，所述聚光锥形罩输出端截面的面积小于等于所述光纤对应截面的面积。
应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，所述光线调制透镜组设置使各透镜相对移动的透镜调节装置以及使各透镜固定的透镜锁紧装置。应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，还包括反射镜固定架，其中设置用于使所述反射镜水平或倾斜转动的手动调节装置与锁紧装置。应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，所述伺服电机包括使所述反射镜沿第一轴转动的第一转动电机、以及使所述反射镜沿第二轴转动的第二转动电机。应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，还包括一控制系统，分别与所述伺服电机、所述点阵显示变换单元相连接，用于协同控制，使所述点阵显示变换单元所显示的符合预设条件的像素点阵光线与所述反射镜预设的角度对应；并且，所述点阵显示单元板设置使点阵像素按设定要求修正、变换的功能模块及控制开关；并且，所述光线调制透镜组还连接若干光纤影像传导束。上述方案，通过组合光纤传输技术的应用，例如结合光学透镜、伺服角度控制反射镜的应用，大幅降低了现有点阵直接显示技术存在的缺陷，尤其是LED直接显示应用的限制条件，例如改善了 LED点阵显示的精细度与光线混合效果，并且灵活开辟很多新的应用场合；例如应用于灯箱广告场合，可以实现局部高亮动态显示，使画面更加生动。因此，本发明经济效益高，具有极好的市场应用前景。
图1是本发明的一个实施例的示意图；图2是图1的部分放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式
进行详细描述。本发明的一个实施例是，一种点阵显示变换装置，其包括若干点阵显示变换单元； 所述点阵显示变换单元包括若干点阵显示单元板、若干光线收集导入光纤板、若干光纤以及至少一固定光纤模组；例如，一个或者多个固定光纤模组；光线收集导入光纤板即光线收集及导入光纤板；所述点阵显示单元板的点光源顺序连接所述光线收集导入光纤板对应的收集单元、所述光纤、所述固定光纤模组；所述固定光纤模组阵列固定设置各光纤。点阵显示单元板的发光类型点阵像素大小、点阵数量、组合封装器件形状及数量等具体参数不限定，根据实际市场需要及性价比配置。又一个例子是，点阵显示单元板与其对应的光线收集导入光纤板一体设置。点阵显示单元板可以规则排列或者不规则排列，例如堆叠设置或者分散设置，堆叠设置可以节约空间，而将点阵显示单元板分散到不同的位置，则可以有效散热；又一个例子是，所述点阵显示变换单元包括若干规则排列的点阵显示单元板。应用于上述实施例，所述的点阵显示变换装置中，还包括至少一反射镜及其固定架；所述反射镜通过所述固定架，活动设置于所述固定光纤模组输出光线的方向，用于反射所述输出光线。应用于上述实施例，所述的点阵显示变换装置中，还包括至少一对应反射镜设置的伺服电机；所述伺服电机固定安装于所述固定架，与所述反射镜连接，例如与所述反射镜转动连接或者平移活动连接等，用于对所述反射镜的角度或者位置进行控制，以控制所述反射镜的反射方向。也就是说，所述伺服电机及其控制的反射镜可视为一个组合部份，其中可以设置有位置调节机构与锁定装置，使其整体可在一定区域内被移动或锁定；例如，所述的点阵显示变换装置中，所述伺服电机控制反射镜可以不设置伺服电机或反射镜，也可以至少设置有1个反射镜及伺服电机或1个反射镜，例如，可以增加设置所述伺服电机控制反射镜，所述伺服电机控制反射镜部份设置有位置调节机构与锁定装置，使其整体可在一定区域内被移动或锁定。一个例子是，点阵显示变换装置还包括反射镜固定架，其中设置用于使所述反射镜水平或倾斜转动的手动调节装置与锁紧装置。例如，反射镜固定架中设置用于使所述反射镜固定的第一反射镜锁定装置；并且，所述伺服电机设置使所述反射镜沿第一轴转动的第一反射镜调节装置。例如，所述伺服电机设置使所述反射镜沿第一轴水平转动的第一反射镜调节装置，或者，所述伺服电机设置使所述反射镜沿第一轴倾斜转动的第一反射镜调节装置。例如，第一轴可以是反射镜上的任一直线，或者是与反射镜所在平面相交的任一直线；例如，第一轴是与反射镜所在平面相垂直的任一直线。优选的，第一轴是与反射镜的物理中心相垂直的一直线或者第一轴是穿过反射镜的物理中心且位于反射镜上的任一直线； 或者，优选的，第一轴是平分反射镜的任一直线。优选的，所述伺服电机包括使所述反射镜沿第一轴转动的第一转动电机、以及使所述反射镜沿第二轴转动的第二转动电机。例如，优选的，所述伺服电机设置使所述反射镜水平转动的第一反射镜调节装置。优选的，所述伺服电机还设置使所述反射镜沿第二轴转动的第二反射镜调节装置。例如，所述伺服电机设置使所述反射镜沿第二轴水平转动的第二反射镜调节装置，或者，所述伺服电机设置使所述反射镜沿第二轴倾斜转动的第二反射镜调节装置。例如，第二轴可以是反射镜上的任一直线，或者是与反射镜所在平面相交的任一直线；例如，第二轴是与反射镜所在平面相垂直的任一直线。优选的，第二轴是与反射镜的物理中心相垂直的一直线或者第二轴是穿过反射镜的物理中心且位于反射镜上的任一直线；或者，优选的，第二轴是平分反射镜的任一直线。优选的，第一轴与第二轴位于相异平面，或者，第一轴与第二轴相垂直；或者优选的，第一轴与第二轴相垂直且不相交。例如，通过所述伺服电机控制反射镜或者是不采用伺服电机进行控制的反射镜； 部份的反射镜还可在其安装部位设置有使反射面倾斜或转动的手动调节机构以及锁紧装置。优选的，所述的点阵显示变换装置中，所述固定光纤模组在各所述光纤输出光线端对应的位置，分别设置若干预定深度的凹凸部，用于发散所述输出光线；并且，所述的点阵显示变换装置还包括一控制系统，与所述伺服电机相连接，用于协同控制，使所述点阵显示变换单元所显示的符合预设条件的像素点阵光线与所述反射镜预设的角度对应，还可以与所述点阵显示变换单元相连接。优选的，所述点阵显示单元板还设置使点阵像素按设定要求修正、变换的功能模块及控制开关。例如，所述伺服电机控制反射镜的伺服电机与所述的点阵显示变换单元接受来自电脑的协同控制，使特定的像素点阵光线与反射镜的特定角度对应。例如，部份点阵显示变换单元可以接收来自于电脑的控制指令信息对点阵像素按设定进行修正或变化。优选的，点阵显示单元板对应设置有手动设置软件变换功能按钮或开关。应用于上述各实施例，所述的点阵显示变换装置中，还包括至少一光线调制透镜组，即光线调制透镜组合；所述光线调制透镜组固定设置于所述固定光纤模组输出光线的方向，用于调整所述输出光线。也就是说，所述的点阵显示变换装置中，所述光线调制透镜组合可以不设置透镜，也可以至少设置有1个透镜，一个例子是，其中部份透镜设置有使透镜沿轴向或径向移动的调节机构以及锁紧装置。例如，点阵显示变换单元包括顺序连接与摆放的点阵显示单元板、光线收集及导入光纤板、光纤、固定光纤模组、光线调制透镜组合、 伺服电机控制反射镜；例如，所述点阵显示单元板为LED点阵显示单元板，其中LED点阵光线经所述光线收集及导入光纤板导入到所述光纤，经所述光纤传输后输出到所述固定光纤模组。一个例子是，从所述固定光纤模组射出的缩小的像素点阵光线还可进一步通过所述光线调制透镜组合放大、缩小甚至倒立。例如，从所述固定光纤模组或所述光线调制透镜组合射出的像素点阵光线若经所述的伺服电机控制反射镜按不同的时间、不同的角度反射， 可利用人体视觉暂留的特点形成组合的像素点阵光线用于显示更大的画面。优选的，透镜模组后还增加使用光纤影像传导束，方便短距离投射或安装。例如，上述相关各例中，所述光线调制透镜组还连接若干光纤影像传导束。例如，上述相关各例中，所述光线调制透镜组设置使各透镜相对移动的透镜调节装置以及使各透镜固定的透镜锁紧装置。也就是说，所述的LED点阵显示变换装置，可以增加设置所述光线调制透镜组合，其中的部份透镜设置使透镜沿轴向或径向移动的调节机构以及锁紧装置。例如，上述相关各例中，所述点阵显示变换单元包括顺序连接与摆放的点阵显示单元板、光线收集及导入光纤板、光纤、固定光纤模组、光线调制透镜组合、伺服电机控制反射镜。需要说明的是，上述相关各例中，因镜面反射原因，图像被镜像作用发生左右颠倒，所以光纤排列不一定按照像素阵列进行位置排列，而是可以根据实际情况进行调整，从而得以灵活应用。应用于上述各个实施例，所述的点阵显示变换装置中，所述点阵显示单元板的点光源为激光，所述点阵显示单元板为激光点阵显示单元板；或者，所述点阵显示单元板的点光源为LED，所述点阵显示单元板为LED点阵显示单元板。或者，所述点阵显示单元板的点光源为已知的其它光源在本发明构思范围内的应用，应视为本发明所要求保护的范围。例如，上述相关各例所述的LED点阵显示变换装置，若干单色、双色或彩色LED点光源按阵列封装为一 LED点阵显示器件，若干LED点阵显示器件与PCB、控制接口、驱动电源等构成LED 点阵显示单元板，与其相连接的各所述光线收集及导入光纤板、光纤、固定光纤模组、光线调制透镜组合、伺服电机控制反射镜对应设置为一点阵显示变换单元。应用于上述各个实施例，所述的点阵显示变换装置中，所述点阵显示变换单元规则排列；各所述光纤在所述固定光纤模组处对应各像素点光源的位置规则排列。例如，所述的LED点阵显示变换装置的所述点阵显示变换单元按最终的组合显示要求，进行规则阵列排布；所述点阵显示变换单元的所述光纤在传输后的所述固定光纤模组位置按组成画面的像素点阵位置阵列排布；这样，最初在点阵显示变换单元阵列所显示的画面，即为最终的显示画面。应用于上述各个实施例，所述的点阵显示变换装置中，所述收集单元设置聚光锥形罩，即高反射喇叭罩或者表面高光透明体，用于仅收集其对应的像素点光源的光线并导入到对应的光纤。并且，所述光纤至少一端部的截面积大于所述光纤本体的截面积；所述聚光锥形罩输出端的截面与所述光纤对应的截面相似，所述聚光锥形罩输出端截面的面积小于等于所述光纤对应截面的面积。例如，所述光纤在所述固定光纤模组处的端部具有正方形截面。又如，根据实际工艺与使用要求需要，部份的光纤是一端或两端比中间直径增大的变径光纤，或者在所述固定光纤模组位置已渐变为具有正方形截面的光纤。优选的，一个例子是，所述聚光锥形罩输出端的截面与所述光纤的截面相似，所述聚光锥形罩输出端截面的面积小于所述光纤截面的面积。又一个例子是，所述聚光锥形罩输出端的截面与所述光纤的截面相似，所述聚光锥形罩输出端截面的面积等于所述光纤截面的面积。例如，所述聚光锥形罩为高反射喇叭罩或表面高光透明体，表面高光透明体采用热缩管与对应的所述光纤紧密联接。所述光线收集及导入光纤板对应所述点阵显示单元板的单个像素点光源设置有高反射喇叭罩，用于收集该像素的光线，并尽可能全部导入到对应的光纤，同时与点阵的其它像素光线隔离。也就是说，所述的高反射喇叭罩从其输入端进入的光线经在其内部多次反射后被尽可能地传送到输出端，优选的，其输出端的截面与所述光纤对应的截面相同或稍小。需要说明的是，在光纤砌砖式堆叠情况下，有关“截面”的描述均指屏幕方向。具体地说，本发明的一个实施例是，一种LED点阵显示变换装置，其包括若干点阵显示变换单元；点阵显示变换单元包括顺序连接与摆放的点阵显示单元板、光线收集及导入光纤板、光纤、固定光纤模组、光线调制透镜组合、伺服电机控制反射镜；点阵显示单元板的LED点阵光线经光线收集及导入光纤板导入到光纤，经光纤传输后输出到固定光纤模组；例如从固定光纤模组射出的缩小的像素点阵光线还可进一步通过光线调制透镜组合放大、缩小甚至倒立；例如从固定光纤模组或光线调制透镜组合射出的像素点阵光线若经伺服电机控制反射镜按不同的时间、不同的角度反射，可利用人体视觉暂留的特点形成组合的像素点阵光线用于显示更大的画面。例如点阵显示变换单元按最终的组合显示要求按规则阵列排布可以拼接组合成更大的显示画面；又如，点阵显示变换单元的光纤在传输后的固定光纤模组位置按组成画面的像素点阵位置阵列排布即可形成缩小的点阵像素。其中， LED点阵显示变换装置的若干单色、双色或彩色LED点光源按阵列封装为一 LED点阵显示器件，若干LED点阵显示器件与PCB、控制接口、驱动电源等构成LED点阵显示单元板，与其相连接的各所述光线收集及导入光纤板、光纤、固定光纤模组、光线调制透镜组合、伺服电机控制反射镜对应设置为一点阵显示变换单元。例如点阵显示单元板设置一安装位，光线收集及导入光纤板对应设置一安装部，两者适配相互固定；光线收集及导入光纤板对应点阵显示单元板的单个像素点光源设置有高反射喇叭罩或表面高光透明体收集该像素的光线并尽可能全部导入到对应的光纤，同时与点阵的其它像素光线隔离；从高反射喇叭罩或表面高光透明体输入端进入的光线经在其内部多次反射后被尽可能地传送到输出端，其输出端的截面与对应光纤对应的截面相同或稍小。又一个例子是，LED点阵显示变换装置的固定光纤模组在与光纤输出端对应的位置，可设置有特定深度的凹凸面用于发散光线及增大像素光线的可视角范围。又如，LED点阵显示变换装置的光线调制透镜组合的部份透镜设置使透镜沿轴向或径向移动的调节机构以及锁紧装置。例如伺服电机控制反射镜部份设置有位置调节机构与锁定装置，使其整体可在一定区域内被移动或锁定；又如，LED点阵显示变换装置的伺服电机控制反射镜，或者是不用伺服电机的反射镜，可在其安装部位设置有使其倾斜或转动的手动调节机构以及锁紧装置；伺服电机控制反射镜的伺服电机与点阵显示变换单元接受来自电脑的协同控制，使特定的像素点阵光线与反射镜的特定角度对应。又如，LED点阵显示变换装置的点阵显示变换单元可以接收来自于电脑的控制指令信息对点阵像素按设定进行修正或变化。或者，LED点阵显示变换装置，根据实际工艺与使用要求需要，其光纤是一端或两端比中间直径增大的变径光纤，或者在固定光纤模组位置已渐变为具有正方形截面的光纤。这样，用户可以通过各个所述各种点阵显示变换功能或组合的功能，获得各种各样的显示效果，这样，做出的最终产品显示效果灵活可控，安装、使用及维护方便，可以开发出更多的应用场合，尤其特别适宜于灯箱广告场合，实现局部高亮动态显示，使画面更加生动。采用电脑控制方式控制LED点阵光源发光显示，并入到光纤传输，从而输出点距更小的像素点阵；需要特别说明的是按单元输出的像素点阵，并不局限于固定光纤模组处的形状、 效果与面积，还可以通过透镜组合的进一步调制实现光的混合、放大、缩小、或者倒立；甚至利用本发明的伺服电机控制反射镜技术，对分时的单元像素点阵按角度分区域投射，利用人体视觉暂留的特点实现画面的低成本拼接扩大。如此，相比LED点阵直接显示屏而言，上述各实施例可以实现变换LED显示阵列的装置，例如突出光纤技术的，显示点距更精细的LED点阵光纤显示装置，又如增加突出透镜组合的，点阵面积可调节的显示装置，或者突出伺服电机控制反射镜的技术，LED点阵扫描
显示装置等等。又一个具体的例子是，如图1所示，LED点阵显示单元板1上的一个LED光源Al， 即LED点阵像素Al，其光线在光线收集及导入光纤板2的对应漏斗形状内反射；光线收集及导入光纤板2的材质可以是全透明的，但此时漏斗形状内壁必须有较高的光洁度，且其形面符合光的全反射原理；或者光线收集及导入光纤板2的材质为不透明，但其表面涂覆了高反射的涂层，如制作镜子的银；因漏斗状端面比固定光纤的孔的直径小，既可以限制光纤的插入深度，又可保证像素Al的光线被尽可能地导入到光纤3，在固定光纤模组4处，形成与Al对应像素Al，；Al’的光线进入光线调制透镜组合5后，形成Al” ;A1”经伺服电机控制反射镜6反射后形成Al”’。上例中，LED点阵像素Al变换Al’后，可以直接输出，或者变换至Al”再输出，甚至再变换至Al”，再输出，还可以直接从Al，跳过Al”变换至Al”， 后输出。无论对于实像素LED点阵显示屏或者虚拟像素LED点阵显示屏均适用。参照图示，光线从棱镜的直角面出入是折射，因入射角的关系，在底面是全反射。如图1和图2所示，本产品包括六个主要部分含驱动电源、PCB、控制接口及LED点阵封装模块等的LED点阵显示屏单元板1、光线收集板及光纤固定板2、光纤3、光纤固定透明板4、光线调制透镜组合5、伺服电机控制反射板6。例如，光线收集板及光纤固定板2可分体或采用实心透明体以热缩管与光纤连接；又如，光纤3为包含两端或一端直径比其它部分增大的变径光纤；又如，光纤固定透明板4由紧密排列的点阵光纤直接叠制而成；又如，相互位置可调xl个凸镜与x2个凹镜形成光线调制透镜组合5，进行点阵放大、缩小或倒立，其中，xl为自然数，x2 为自然数，两者可以相同或相异；又如，伺服电机控制反射板6可采取无电机的手动调节方式，反射镜除棱镜外还包含面镜等。其工作过程及原理如下A、LED点阵显示屏单元板1在外部电脑控制下，在点阵不同位置发出的不同颜色和强度的光线；B、经光线收集及导入光纤板2分别将光线分别收集反射传送到光线固定板孔处的光纤3内；C、点阵显示光源经光纤3传送至输出端的光纤固定透明板4 ；光纤固定透明板4的固定光纤孔底面按光学设计要求设计成需要的深度及特殊凹面，便于将光线适度扩散及增加可视角度；D、已被缩小的点阵显示影像的光线经光线调制透镜组合5，例如凸镜组合，进一步调制至合适的大小及清晰度；E、投射到经伺服电机同步角度控制的反射镜上；F、不同内容的显示点阵光线按不同角度投影到远端显示屏幕的不同区域可实现在扩大的显示范围内实现动画显示。如图2所示，为保证光线收集效果，锥面顶端需被光纤端面包容。因光纤点阵端面间尚有缝隙，此处可容许残留工艺或者特别设计制作的凹面来发散光线，并根据实际效果控制固定光纤孔的深度。应用于上述各例，其中一个例子是所述的聚光锥形罩如表面高光透明体通过光线收集及导入光纤板与点阵显示单元板的特定像素发光区域对应固定，光线进入该透明体输入端面后，在其符合光的全反射设计型面内反射，并最终导引到与该透明体端面紧密法向对应的光纤端面内，而此时的光纤可以通过热缩管与表面高光透明体光线输出端的圆柱或圆锥体部分缩紧联接。应用于上述各例，又一个例子是，所述的LED点阵显示变换装置中，优选一所述固定光纤模组显示区域大小，并设定合适的像素点距，在其后端通过横、竖、层叠、阵列放置若干优选的点阵显示单元板，各点阵显示单元板通过安装位与其相当的光线收集及导入光纤板贴合，光线按最终的阵列显示要求与光线收集及导入光纤板连接；优选的，各点阵显示单元板与其贴合的光线收集及导入光纤板一个或多个安装位可以组合支撑与固定相邻的点阵显示单元板与光线收集及导入光纤板组合；如果该装置使最终的对应固定光纤模组显示区域方向的面积为最大面积，如此，则可以类似砌墙的方式以多个点阵显示变换单元轻松地组合成大面积的精细显示屏幕；应用于该实例，为了缩小装置体积，可能必须用到所述变径光纤。应用于上述各例，优选的，所述LED点阵显示变换装置中，因实际使用屏幕大小不确定或不固定，需利用光线调制透镜组合临时调制最终的显示点阵大小，形成可变点阵大小的显示装置。又如，多个这样的显示装置按规则摆放，可调整拼接出更大的显示区域。或者，将其聚焦投影到灯箱广告的局部区域，实现广告画面的局部动态显示，增强广告的显示效果。应用于上述各例，优选的，因LED点阵显示变换装置安装位置与显示区域的实际需要，可以使用优选设置的手动调节装置调节伺服电机控制反射镜的位置及角度；所述伺服电机控制反射镜可以省去伺服电机全部依赖手动在临时需要时调节；也可以让伺服电机在电脑的控制下，与点阵显示变换单元显示内容协同，对应转动反射镜，从而实现在扩大的区域内投影，利用人眼视觉暂留的特点形成更大范围的动态显示画面。应用于上述各例，优选的，因光线调制透镜组合或伺服电机控制反射镜实际是按非线性改变像素点阵各像素点，需要额外进行必要的修正；也可能是因为实际需要，有一些特定的像素变形要求，例如，颜色过滤等滤镜要求，此时可以设置点阵显示变换单元具备接收并处理这些控制指令的功能。应用于上述各例，优选的，所述LED点阵显示变换装置中，固定光纤模组是透明板结构，其固定光纤的孔底可容许残留工艺或特别设计制作的凹面来发散光线，以弥补光纤点阵排列间的间隙，并可根据实际效果设定凹面的深度；另外，本例并不排除另外设置该透明板的表面设计制作成特定的凹凸面来增加输出光线的可视角度与改善混色效果。又如， 固定光纤模组的结构可能并不明显，其可能是由光纤按阵列紧密排布并固定的，优选的，其截面可以被整压成正方形；或者其光纤的线径一端或两端是增大的。例如，相比LED点阵显示屏而言，本发明的创新点在于用光纤对LED点阵显示阵列缩小变换，突破LED点阵显示屏的点距技术瓶颈和改变LED点阵在室外直接显示的恶劣环境条件；更进一步地，本发明使用光线调制透镜组合，很灵活地实现LED点阵显示屏的显示区域大小变化；特别的，本发明创新地发掘点阵整体扫描技术，拓展了 LED点阵显示屏的使用场合并成数倍地降低了相对成本；而且，对于上述各例，输入端的LED功率可以按照实际需要变化。因此，本发明经济效益高，具有极好的市场应用前景。上述各相关例中，光线收集导入光纤板可以是一个组合元件，也可以是光线收集板和光纤固定板分体制作，光线收集板的点阵单元孔可设计成不同的具体形状如非线性圆锥体，多棱体等，多棱体含三面体、四方体等的组合，点阵单元孔还可以是实心的透明体加透明体固定板组成，或者如示例是掏空的高光洁度透明板或表面涂覆镜面光线反射层；光纤可以使用变径光纤，即光纤的两端或仅一端直径比其它部分增大以便于对接收集光线及节省构造空间，此时也可以简单地用热缩管直接与点阵光线收集端的实心的透明体分别绑定连接，此时则没有光线收集及导入光纤板的光纤固定板部分而是透明体固定板，即采用实心透明体进行点阵光线收集；固定光纤模组可由光纤直接按阵列并排叠装而取代；光线调制透镜组的主要作用是实现显示点阵大小无级调节，因此可能是放大或缩小，甚至同时可以实现放大或缩小调节；反射镜不限于同示例的透明三棱镜，亦可能是具备全反射功能的平面镜体；如果省去光线调制透镜组和反射镜，则前端部分可以整体作为模块，拼接组合成不同面积及形状的精细点阵显示装置；在不需要扩大或改变显示区域时，伺服电机可以省去，直接设计成螺丝固定调节或者从固定光纤模组或光线调制透镜组开始直接投射显示；如果设计、控制与制作足够精细，可以加多一个方向的伺服电机，实现纵横两个方向的可变区域投射光线；因为如果用到了光线调制透镜组或伺服电机，则优选通过软件预先修正点阵显示内容以便矫正最终的投射出来的影像符合要求。本发明各实施例，提供了通过光纤转换点阵显示像素的实现方法及结构，以及使用角度伺服反射镜实现点阵像素投影的方法及结构，能够实现大面积精细高亮度显示应用以及点阵扫描应用，可以广泛应用于灯箱广告等局部动画显示应用中，如用于LED点阵屏， 则显著提高了目前LED点阵屏的像素质量，使显示更精细，可以加入二次光学设计颜色混合更均勻，可视范围和角度更广阔；并且安装使用更加方便，LED点阵显示屏元器件工作环境更易于设计选择；在现有的灯箱喷绘广告局部使用本发明各实施例对应装置直接或投射显示，可以实现局部动画效果，使画面更加生动。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；并且，上面列出的各个技术特征，其相互组合所能够形成各个实施方案，应被视为属于本发明说明书记载的范围。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种点阵显示变换装置，其特征在于，包括若干点阵显示变换单元；所述点阵显示变换单元包括若干点阵显示单元板、若干光线收集导入光纤板、若干光纤以及至少一固定光纤模组；所述点阵显示单元板的点光源顺序连接所述光线收集导入光纤板对应的收集单元、所述光纤、所述固定光纤模组；所述固定光纤模组阵列固定设置各光纤。
2.根据权利要求1所述的点阵显示变换装置，其特征在于，还包括至少一反射镜及其固定架；所述反射镜通过所述固定架，活动设置于所述固定光纤模组所输出光线的方向，用于反射所述输出光线。
3.根据权利要求2所述的点阵显示变换装置，其特征在于，还包括至少一对应反射镜设置的伺服电机；所述伺服电机固定安装于所述固定架，与所述反射镜连接，用于角度控制，以控制所述反射镜的反射方向。
4.根据权利要求1至3任一所述的点阵显示变换装置，其特征在于，还包括至少一光线调制透镜组；所述光线调制透镜组固定设置于所述固定光纤模组输出光线的方向，用于调整所述输出光线。
5.根据权利要求4所述的点阵显示变换装置，其特征在于，所述点阵显示变换单元规则排列；各所述光纤在所述固定光纤模组处对应各像素点光源的位置规则排列；并且，所述固定光纤模组在各所述光纤输出光线端对应的位置，分别设置若干预定深度的凹凸部，用于发散所述输出光线。
6.根据权利要求5所述的点阵显示变换装置，其特征在于，所述收集单元设置聚光锥形罩，用于仅收集其对应的像素点光源的光线并导入到对应的光纤；并且，所述光纤至少一端部的截面积大于所述光纤本体的截面积；所述聚光锥形罩输出端的截面与所述光纤对应的截面相似，所述聚光锥形罩输出端截面的面积小于等于所述光纤对应截面的面积。
7.根据权利要求6所述的点阵显示变换装置，其特征在于，所述光线调制透镜组设置使各透镜相对移动的透镜调节装置以及使各透镜固定的透镜锁紧装置。
8.根据权利要求7所述的点阵显示变换装置，其特征在于，还包括反射镜固定架，其中设置用于使所述反射镜水平或倾斜转动的手动调节装置与锁紧装置。
9.根据权利要求8所述的点阵显示变换装置，其特征在于，所述伺服电机包括使所述反射镜沿第一轴转动的第一转动电机、以及使所述反射镜沿第二轴转动的第二转动电机。
10.根据权利要求9所述的点阵显示变换装置，其特征在于，还包括一控制系统，与所述伺服电机相连接，用于协同控制，使所述点阵显示变换单元所显示的符合预设条件的像素点阵光线与所述反射镜预设的角度对应；并且，所述点阵显示单元板设置使点阵像素按设定要求修正、变换的功能模块及控制开关；并且，所述光线调制透镜组还连接若干光纤影像传导束。
全文摘要
本发明涉及一种点阵显示变换装置，包括若干点阵显示变换单元；其包括若干点阵显示单元板、若干光线收集导入光纤板、若干光纤以及若干固定光纤模组；点阵显示单元板的点光源顺序连接光线收集导入光纤板对应的收集单元、光纤、固定光纤模组；固定光纤模组阵列固定设置各光纤。当被缩小的点阵光线可再经光线调制透镜组合进一步调制至合适的大小、混合度或倒转，再投射到伺服电机控制的反射镜，可在不同时间，将不同内容的像素点阵光线按不同角度投影到不同区域，从而实现画面的组合。应用该技术可以使现有点阵显示屏的像素更精细、安装更简便、使用场合更灵活；用于灯箱广告，可以实现局部高亮动态显示，使画面更加生动。
文档编号G09F9/305GK102262843SQ20111024201
公开日2011年11月30日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年8月22日
发明者周得胜 申请人:于冬梅, 张秋霞
一种点阵显示变换装置
技术领域：
本发明涉及一种点阵显示技术，尤其涉及一种点阵显示变换装置。背景技术：
点阵显示屏已广泛应用于一些公共场合作为大屏幕动态信息显示，或者被政府机关、事业单位以及商家用来制作服务提示信息和商品信息条幅。点阵显示屏虽然具备高亮度的特点，但因工艺与结构原因，其像素点距在近距离观看时显得过大，点阵粗糙，显示不精细，并且使用条件苛刻、搬动不方便，而且点阵显示屏直接安装维护不方便，尤其是LED点阵显示屏，在室外恶劣条件下，显示器件及电路的可靠性及寿命存在问题。因此，现有点阵直接显示技术存在缺陷，需要改进。
发明内容有鉴于此，有必要提出一种新的点阵显示变换装置，能够灵活输出点阵显示效果。本发明的一个技术方案是一种点阵显示变换装置，其包括若干点阵显示变换单元；所述点阵显示变换单元包括若干点阵显示单元板、若干光线收集导入光纤板、若干光纤以及至少一固定光纤模组；所述点阵显示单元板的点光源顺序连接所述光线收集导入光纤板对应的收集单元、所述光纤、所述固定光纤模组；所述固定光纤模组阵列固定设置各光纤。应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，还包括至少一反射镜及其固定架； 所述反射镜通过所述固定架，活动设置于所述固定光纤模组输出光线的方向，用于反射所述输出光线。应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，还包括至少一对应反射镜设置的伺服电机；所述伺服电机固定安装于所述固定架，与所述反射镜连接，用于角度控制，以控制所述反射镜的反射方向。应用于上述各方案，所述的点阵显示变换装置中，还包括至少一光线调制透镜组； 所述光线调制透镜组固定设置于所述固定光纤模组所输出光线的方向，用于调整所述输出光线。应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，所述点阵显示变换单元规则排列； 各所述光纤在所述固定光纤模组处对应各像素点光源的位置规则排列；并且，所述固定光纤模组在各所述光纤输出光线端对应的位置，分别设置若干预定深度的凹凸部，用于发散所述输出光线。应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，所述收集单元设置聚光锥形罩，用于仅收集其对应的像素点光源的光线并导入到对应的光纤；并且，所述光纤至少一端部的截面积大于所述光纤本体的截面积；所述聚光锥形罩输出端的截面与所述光纤对应的截面相似，所述聚光锥形罩输出端截面的面积小于等于所述光纤对应截面的面积。
应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，所述光线调制透镜组设置使各透镜相对移动的透镜调节装置以及使各透镜固定的透镜锁紧装置。应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，还包括反射镜固定架，其中设置用于使所述反射镜水平或倾斜转动的手动调节装置与锁紧装置。应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，所述伺服电机包括使所述反射镜沿第一轴转动的第一转动电机、以及使所述反射镜沿第二轴转动的第二转动电机。应用于上述方案，所述的点阵显示变换装置中，还包括一控制系统，分别与所述伺服电机、所述点阵显示变换单元相连接，用于协同控制，使所述点阵显示变换单元所显示的符合预设条件的像素点阵光线与所述反射镜预设的角度对应；并且，所述点阵显示单元板设置使点阵像素按设定要求修正、变换的功能模块及控制开关；并且，所述光线调制透镜组还连接若干光纤影像传导束。上述方案，通过组合光纤传输技术的应用，例如结合光学透镜、伺服角度控制反射镜的应用，大幅降低了现有点阵直接显示技术存在的缺陷，尤其是LED直接显示应用的限制条件，例如改善了 LED点阵显示的精细度与光线混合效果，并且灵活开辟很多新的应用场合；例如应用于灯箱广告场合，可以实现局部高亮动态显示，使画面更加生动。因此，本发明经济效益高，具有极好的市场应用前景。
图1是本发明的一个实施例的示意图；图2是图1的部分放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式
进行详细描述。本发明的一个实施例是，一种点阵显示变换装置，其包括若干点阵显示变换单元； 所述点阵显示变换单元包括若干点阵显示单元板、若干光线收集导入光纤板、若干光纤以及至少一固定光纤模组；例如，一个或者多个固定光纤模组；光线收集导入光纤板即光线收集及导入光纤板；所述点阵显示单元板的点光源顺序连接所述光线收集导入光纤板对应的收集单元、所述光纤、所述固定光纤模组；所述固定光纤模组阵列固定设置各光纤。点阵显示单元板的发光类型点阵像素大小、点阵数量、组合封装器件形状及数量等具体参数不限定，根据实际市场需要及性价比配置。又一个例子是，点阵显示单元板与其对应的光线收集导入光纤板一体设置。点阵显示单元板可以规则排列或者不规则排列，例如堆叠设置或者分散设置，堆叠设置可以节约空间，而将点阵显示单元板分散到不同的位置，则可以有效散热；又一个例子是，所述点阵显示变换单元包括若干规则排列的点阵显示单元板。应用于上述实施例，所述的点阵显示变换装置中，还包括至少一反射镜及其固定架；所述反射镜通过所述固定架，活动设置于所述固定光纤模组输出光线的方向，用于反射所述输出光线。应用于上述实施例，所述的点阵显示变换装置中，还包括至少一对应反射镜设置的伺服电机；所述伺服电机固定安装于所述固定架，与所述反射镜连接，例如与所述反射镜转动连接或者平移活动连接等，用于对所述反射镜的角度或者位置进行控制，以控制所述反射镜的反射方向。也就是说，所述伺服电机及其控制的反射镜可视为一个组合部份，其中可以设置有位置调节机构与锁定装置，使其整体可在一定区域内被移动或锁定；例如，所述的点阵显示变换装置中，所述伺服电机控制反射镜可以不设置伺服电机或反射镜，也可以至少设置有1个反射镜及伺服电机或1个反射镜，例如，可以增加设置所述伺服电机控制反射镜，所述伺服电机控制反射镜部份设置有位置调节机构与锁定装置，使其整体可在一定区域内被移动或锁定。一个例子是，点阵显示变换装置还包括反射镜固定架，其中设置用于使所述反射镜水平或倾斜转动的手动调节装置与锁紧装置。例如，反射镜固定架中设置用于使所述反射镜固定的第一反射镜锁定装置；并且，所述伺服电机设置使所述反射镜沿第一轴转动的第一反射镜调节装置。例如，所述伺服电机设置使所述反射镜沿第一轴水平转动的第一反射镜调节装置，或者，所述伺服电机设置使所述反射镜沿第一轴倾斜转动的第一反射镜调节装置。例如，第一轴可以是反射镜上的任一直线，或者是与反射镜所在平面相交的任一直线；例如，第一轴是与反射镜所在平面相垂直的任一直线。优选的，第一轴是与反射镜的物理中心相垂直的一直线或者第一轴是穿过反射镜的物理中心且位于反射镜上的任一直线； 或者，优选的，第一轴是平分反射镜的任一直线。优选的，所述伺服电机包括使所述反射镜沿第一轴转动的第一转动电机、以及使所述反射镜沿第二轴转动的第二转动电机。例如，优选的，所述伺服电机设置使所述反射镜水平转动的第一反射镜调节装置。优选的，所述伺服电机还设置使所述反射镜沿第二轴转动的第二反射镜调节装置。例如，所述伺服电机设置使所述反射镜沿第二轴水平转动的第二反射镜调节装置，或者，所述伺服电机设置使所述反射镜沿第二轴倾斜转动的第二反射镜调节装置。例如，第二轴可以是反射镜上的任一直线，或者是与反射镜所在平面相交的任一直线；例如，第二轴是与反射镜所在平面相垂直的任一直线。优选的，第二轴是与反射镜的物理中心相垂直的一直线或者第二轴是穿过反射镜的物理中心且位于反射镜上的任一直线；或者，优选的，第二轴是平分反射镜的任一直线。优选的，第一轴与第二轴位于相异平面，或者，第一轴与第二轴相垂直；或者优选的，第一轴与第二轴相垂直且不相交。例如，通过所述伺服电机控制反射镜或者是不采用伺服电机进行控制的反射镜； 部份的反射镜还可在其安装部位设置有使反射面倾斜或转动的手动调节机构以及锁紧装置。优选的，所述的点阵显示变换装置中，所述固定光纤模组在各所述光纤输出光线端对应的位置，分别设置若干预定深度的凹凸部，用于发散所述输出光线；并且，所述的点阵显示变换装置还包括一控制系统，与所述伺服电机相连接，用于协同控制，使所述点阵显示变换单元所显示的符合预设条件的像素点阵光线与所述反射镜预设的角度对应，还可以与所述点阵显示变换单元相连接。优选的，所述点阵显示单元板还设置使点阵像素按设定要求修正、变换的功能模块及控制开关。例如，所述伺服电机控制反射镜的伺服电机与所述的点阵显示变换单元接受来自电脑的协同控制，使特定的像素点阵光线与反射镜的特定角度对应。例如，部份点阵显示变换单元可以接收来自于电脑的控制指令信息对点阵像素按设定进行修正或变化。优选的，点阵显示单元板对应设置有手动设置软件变换功能按钮或开关。应用于上述各实施例，所述的点阵显示变换装置中，还包括至少一光线调制透镜组，即光线调制透镜组合；所述光线调制透镜组固定设置于所述固定光纤模组输出光线的方向，用于调整所述输出光线。也就是说，所述的点阵显示变换装置中，所述光线调制透镜组合可以不设置透镜，也可以至少设置有1个透镜，一个例子是，其中部份透镜设置有使透镜沿轴向或径向移动的调节机构以及锁紧装置。例如，点阵显示变换单元包括顺序连接与摆放的点阵显示单元板、光线收集及导入光纤板、光纤、固定光纤模组、光线调制透镜组合、 伺服电机控制反射镜；例如，所述点阵显示单元板为LED点阵显示单元板，其中LED点阵光线经所述光线收集及导入光纤板导入到所述光纤，经所述光纤传输后输出到所述固定光纤模组。一个例子是，从所述固定光纤模组射出的缩小的像素点阵光线还可进一步通过所述光线调制透镜组合放大、缩小甚至倒立。例如，从所述固定光纤模组或所述光线调制透镜组合射出的像素点阵光线若经所述的伺服电机控制反射镜按不同的时间、不同的角度反射， 可利用人体视觉暂留的特点形成组合的像素点阵光线用于显示更大的画面。优选的，透镜模组后还增加使用光纤影像传导束，方便短距离投射或安装。例如，上述相关各例中，所述光线调制透镜组还连接若干光纤影像传导束。例如，上述相关各例中，所述光线调制透镜组设置使各透镜相对移动的透镜调节装置以及使各透镜固定的透镜锁紧装置。也就是说，所述的LED点阵显示变换装置，可以增加设置所述光线调制透镜组合，其中的部份透镜设置使透镜沿轴向或径向移动的调节机构以及锁紧装置。例如，上述相关各例中，所述点阵显示变换单元包括顺序连接与摆放的点阵显示单元板、光线收集及导入光纤板、光纤、固定光纤模组、光线调制透镜组合、伺服电机控制反射镜。需要说明的是，上述相关各例中，因镜面反射原因，图像被镜像作用发生左右颠倒，所以光纤排列不一定按照像素阵列进行位置排列，而是可以根据实际情况进行调整，从而得以灵活应用。应用于上述各个实施例，所述的点阵显示变换装置中，所述点阵显示单元板的点光源为激光，所述点阵显示单元板为激光点阵显示单元板；或者，所述点阵显示单元板的点光源为LED，所述点阵显示单元板为LED点阵显示单元板。或者，所述点阵显示单元板的点光源为已知的其它光源在本发明构思范围内的应用，应视为本发明所要求保护的范围。例如，上述相关各例所述的LED点阵显示变换装置，若干单色、双色或彩色LED点光源按阵列封装为一 LED点阵显示器件，若干LED点阵显示器件与PCB、控制接口、驱动电源等构成LED 点阵显示单元板，与其相连接的各所述光线收集及导入光纤板、光纤、固定光纤模组、光线调制透镜组合、伺服电机控制反射镜对应设置为一点阵显示变换单元。应用于上述各个实施例，所述的点阵显示变换装置中，所述点阵显示变换单元规则排列；各所述光纤在所述固定光纤模组处对应各像素点光源的位置规则排列。例如，所述的LED点阵显示变换装置的所述点阵显示变换单元按最终的组合显示要求，进行规则阵列排布；所述点阵显示变换单元的所述光纤在传输后的所述固定光纤模组位置按组成画面的像素点阵位置阵列排布；这样，最初在点阵显示变换单元阵列所显示的画面，即为最终的显示画面。应用于上述各个实施例，所述的点阵显示变换装置中，所述收集单元设置聚光锥形罩，即高反射喇叭罩或者表面高光透明体，用于仅收集其对应的像素点光源的光线并导入到对应的光纤。并且，所述光纤至少一端部的截面积大于所述光纤本体的截面积；所述聚光锥形罩输出端的截面与所述光纤对应的截面相似，所述聚光锥形罩输出端截面的面积小于等于所述光纤对应截面的面积。例如，所述光纤在所述固定光纤模组处的端部具有正方形截面。又如，根据实际工艺与使用要求需要，部份的光纤是一端或两端比中间直径增大的变径光纤，或者在所述固定光纤模组位置已渐变为具有正方形截面的光纤。优选的，一个例子是，所述聚光锥形罩输出端的截面与所述光纤的截面相似，所述聚光锥形罩输出端截面的面积小于所述光纤截面的面积。又一个例子是，所述聚光锥形罩输出端的截面与所述光纤的截面相似，所述聚光锥形罩输出端截面的面积等于所述光纤截面的面积。例如，所述聚光锥形罩为高反射喇叭罩或表面高光透明体，表面高光透明体采用热缩管与对应的所述光纤紧密联接。所述光线收集及导入光纤板对应所述点阵显示单元板的单个像素点光源设置有高反射喇叭罩，用于收集该像素的光线，并尽可能全部导入到对应的光纤，同时与点阵的其它像素光线隔离。也就是说，所述的高反射喇叭罩从其输入端进入的光线经在其内部多次反射后被尽可能地传送到输出端，优选的，其输出端的截面与所述光纤对应的截面相同或稍小。需要说明的是，在光纤砌砖式堆叠情况下，有关“截面”的描述均指屏幕方向。具体地说，本发明的一个实施例是，一种LED点阵显示变换装置，其包括若干点阵显示变换单元；点阵显示变换单元包括顺序连接与摆放的点阵显示单元板、光线收集及导入光纤板、光纤、固定光纤模组、光线调制透镜组合、伺服电机控制反射镜；点阵显示单元板的LED点阵光线经光线收集及导入光纤板导入到光纤，经光纤传输后输出到固定光纤模组；例如从固定光纤模组射出的缩小的像素点阵光线还可进一步通过光线调制透镜组合放大、缩小甚至倒立；例如从固定光纤模组或光线调制透镜组合射出的像素点阵光线若经伺服电机控制反射镜按不同的时间、不同的角度反射，可利用人体视觉暂留的特点形成组合的像素点阵光线用于显示更大的画面。例如点阵显示变换单元按最终的组合显示要求按规则阵列排布可以拼接组合成更大的显示画面；又如，点阵显示变换单元的光纤在传输后的固定光纤模组位置按组成画面的像素点阵位置阵列排布即可形成缩小的点阵像素。其中， LED点阵显示变换装置的若干单色、双色或彩色LED点光源按阵列封装为一 LED点阵显示器件，若干LED点阵显示器件与PCB、控制接口、驱动电源等构成LED点阵显示单元板，与其相连接的各所述光线收集及导入光纤板、光纤、固定光纤模组、光线调制透镜组合、伺服电机控制反射镜对应设置为一点阵显示变换单元。例如点阵显示单元板设置一安装位，光线收集及导入光纤板对应设置一安装部，两者适配相互固定；光线收集及导入光纤板对应点阵显示单元板的单个像素点光源设置有高反射喇叭罩或表面高光透明体收集该像素的光线并尽可能全部导入到对应的光纤，同时与点阵的其它像素光线隔离；从高反射喇叭罩或表面高光透明体输入端进入的光线经在其内部多次反射后被尽可能地传送到输出端，其输出端的截面与对应光纤对应的截面相同或稍小。又一个例子是，LED点阵显示变换装置的固定光纤模组在与光纤输出端对应的位置，可设置有特定深度的凹凸面用于发散光线及增大像素光线的可视角范围。又如，LED点阵显示变换装置的光线调制透镜组合的部份透镜设置使透镜沿轴向或径向移动的调节机构以及锁紧装置。例如伺服电机控制反射镜部份设置有位置调节机构与锁定装置，使其整体可在一定区域内被移动或锁定；又如，LED点阵显示变换装置的伺服电机控制反射镜，或者是不用伺服电机的反射镜，可在其安装部位设置有使其倾斜或转动的手动调节机构以及锁紧装置；伺服电机控制反射镜的伺服电机与点阵显示变换单元接受来自电脑的协同控制，使特定的像素点阵光线与反射镜的特定角度对应。又如，LED点阵显示变换装置的点阵显示变换单元可以接收来自于电脑的控制指令信息对点阵像素按设定进行修正或变化。或者，LED点阵显示变换装置，根据实际工艺与使用要求需要，其光纤是一端或两端比中间直径增大的变径光纤，或者在固定光纤模组位置已渐变为具有正方形截面的光纤。这样，用户可以通过各个所述各种点阵显示变换功能或组合的功能，获得各种各样的显示效果，这样，做出的最终产品显示效果灵活可控，安装、使用及维护方便，可以开发出更多的应用场合，尤其特别适宜于灯箱广告场合，实现局部高亮动态显示，使画面更加生动。采用电脑控制方式控制LED点阵光源发光显示，并入到光纤传输，从而输出点距更小的像素点阵；需要特别说明的是按单元输出的像素点阵，并不局限于固定光纤模组处的形状、 效果与面积，还可以通过透镜组合的进一步调制实现光的混合、放大、缩小、或者倒立；甚至利用本发明的伺服电机控制反射镜技术，对分时的单元像素点阵按角度分区域投射，利用人体视觉暂留的特点实现画面的低成本拼接扩大。如此，相比LED点阵直接显示屏而言，上述各实施例可以实现变换LED显示阵列的装置，例如突出光纤技术的，显示点距更精细的LED点阵光纤显示装置，又如增加突出透镜组合的，点阵面积可调节的显示装置，或者突出伺服电机控制反射镜的技术，LED点阵扫描
显示装置等等。又一个具体的例子是，如图1所示，LED点阵显示单元板1上的一个LED光源Al， 即LED点阵像素Al，其光线在光线收集及导入光纤板2的对应漏斗形状内反射；光线收集及导入光纤板2的材质可以是全透明的，但此时漏斗形状内壁必须有较高的光洁度，且其形面符合光的全反射原理；或者光线收集及导入光纤板2的材质为不透明，但其表面涂覆了高反射的涂层，如制作镜子的银；因漏斗状端面比固定光纤的孔的直径小，既可以限制光纤的插入深度，又可保证像素Al的光线被尽可能地导入到光纤3，在固定光纤模组4处，形成与Al对应像素Al，；Al’的光线进入光线调制透镜组合5后，形成Al” ;A1”经伺服电机控制反射镜6反射后形成Al”’。上例中，LED点阵像素Al变换Al’后，可以直接输出，或者变换至Al”再输出，甚至再变换至Al”，再输出，还可以直接从Al，跳过Al”变换至Al”， 后输出。无论对于实像素LED点阵显示屏或者虚拟像素LED点阵显示屏均适用。参照图示，光线从棱镜的直角面出入是折射，因入射角的关系，在底面是全反射。如图1和图2所示，本产品包括六个主要部分含驱动电源、PCB、控制接口及LED点阵封装模块等的LED点阵显示屏单元板1、光线收集板及光纤固定板2、光纤3、光纤固定透明板4、光线调制透镜组合5、伺服电机控制反射板6。例如，光线收集板及光纤固定板2可分体或采用实心透明体以热缩管与光纤连接；又如，光纤3为包含两端或一端直径比其它部分增大的变径光纤；又如，光纤固定透明板4由紧密排列的点阵光纤直接叠制而成；又如，相互位置可调xl个凸镜与x2个凹镜形成光线调制透镜组合5，进行点阵放大、缩小或倒立，其中，xl为自然数，x2 为自然数，两者可以相同或相异；又如，伺服电机控制反射板6可采取无电机的手动调节方式，反射镜除棱镜外还包含面镜等。其工作过程及原理如下A、LED点阵显示屏单元板1在外部电脑控制下，在点阵不同位置发出的不同颜色和强度的光线；B、经光线收集及导入光纤板2分别将光线分别收集反射传送到光线固定板孔处的光纤3内；C、点阵显示光源经光纤3传送至输出端的光纤固定透明板4 ；光纤固定透明板4的固定光纤孔底面按光学设计要求设计成需要的深度及特殊凹面，便于将光线适度扩散及增加可视角度；D、已被缩小的点阵显示影像的光线经光线调制透镜组合5，例如凸镜组合，进一步调制至合适的大小及清晰度；E、投射到经伺服电机同步角度控制的反射镜上；F、不同内容的显示点阵光线按不同角度投影到远端显示屏幕的不同区域可实现在扩大的显示范围内实现动画显示。如图2所示，为保证光线收集效果，锥面顶端需被光纤端面包容。因光纤点阵端面间尚有缝隙，此处可容许残留工艺或者特别设计制作的凹面来发散光线，并根据实际效果控制固定光纤孔的深度。应用于上述各例，其中一个例子是所述的聚光锥形罩如表面高光透明体通过光线收集及导入光纤板与点阵显示单元板的特定像素发光区域对应固定，光线进入该透明体输入端面后，在其符合光的全反射设计型面内反射，并最终导引到与该透明体端面紧密法向对应的光纤端面内，而此时的光纤可以通过热缩管与表面高光透明体光线输出端的圆柱或圆锥体部分缩紧联接。应用于上述各例，又一个例子是，所述的LED点阵显示变换装置中，优选一所述固定光纤模组显示区域大小，并设定合适的像素点距，在其后端通过横、竖、层叠、阵列放置若干优选的点阵显示单元板，各点阵显示单元板通过安装位与其相当的光线收集及导入光纤板贴合，光线按最终的阵列显示要求与光线收集及导入光纤板连接；优选的，各点阵显示单元板与其贴合的光线收集及导入光纤板一个或多个安装位可以组合支撑与固定相邻的点阵显示单元板与光线收集及导入光纤板组合；如果该装置使最终的对应固定光纤模组显示区域方向的面积为最大面积，如此，则可以类似砌墙的方式以多个点阵显示变换单元轻松地组合成大面积的精细显示屏幕；应用于该实例，为了缩小装置体积，可能必须用到所述变径光纤。应用于上述各例，优选的，所述LED点阵显示变换装置中，因实际使用屏幕大小不确定或不固定，需利用光线调制透镜组合临时调制最终的显示点阵大小，形成可变点阵大小的显示装置。又如，多个这样的显示装置按规则摆放，可调整拼接出更大的显示区域。或者，将其聚焦投影到灯箱广告的局部区域，实现广告画面的局部动态显示，增强广告的显示效果。应用于上述各例，优选的，因LED点阵显示变换装置安装位置与显示区域的实际需要，可以使用优选设置的手动调节装置调节伺服电机控制反射镜的位置及角度；所述伺服电机控制反射镜可以省去伺服电机全部依赖手动在临时需要时调节；也可以让伺服电机在电脑的控制下，与点阵显示变换单元显示内容协同，对应转动反射镜，从而实现在扩大的区域内投影，利用人眼视觉暂留的特点形成更大范围的动态显示画面。应用于上述各例，优选的，因光线调制透镜组合或伺服电机控制反射镜实际是按非线性改变像素点阵各像素点，需要额外进行必要的修正；也可能是因为实际需要，有一些特定的像素变形要求，例如，颜色过滤等滤镜要求，此时可以设置点阵显示变换单元具备接收并处理这些控制指令的功能。应用于上述各例，优选的，所述LED点阵显示变换装置中，固定光纤模组是透明板结构，其固定光纤的孔底可容许残留工艺或特别设计制作的凹面来发散光线，以弥补光纤点阵排列间的间隙，并可根据实际效果设定凹面的深度；另外，本例并不排除另外设置该透明板的表面设计制作成特定的凹凸面来增加输出光线的可视角度与改善混色效果。又如， 固定光纤模组的结构可能并不明显，其可能是由光纤按阵列紧密排布并固定的，优选的，其截面可以被整压成正方形；或者其光纤的线径一端或两端是增大的。例如，相比LED点阵显示屏而言，本发明的创新点在于用光纤对LED点阵显示阵列缩小变换，突破LED点阵显示屏的点距技术瓶颈和改变LED点阵在室外直接显示的恶劣环境条件；更进一步地，本发明使用光线调制透镜组合，很灵活地实现LED点阵显示屏的显示区域大小变化；特别的，本发明创新地发掘点阵整体扫描技术，拓展了 LED点阵显示屏的使用场合并成数倍地降低了相对成本；而且，对于上述各例，输入端的LED功率可以按照实际需要变化。因此，本发明经济效益高，具有极好的市场应用前景。上述各相关例中，光线收集导入光纤板可以是一个组合元件，也可以是光线收集板和光纤固定板分体制作，光线收集板的点阵单元孔可设计成不同的具体形状如非线性圆锥体，多棱体等，多棱体含三面体、四方体等的组合，点阵单元孔还可以是实心的透明体加透明体固定板组成，或者如示例是掏空的高光洁度透明板或表面涂覆镜面光线反射层；光纤可以使用变径光纤，即光纤的两端或仅一端直径比其它部分增大以便于对接收集光线及节省构造空间，此时也可以简单地用热缩管直接与点阵光线收集端的实心的透明体分别绑定连接，此时则没有光线收集及导入光纤板的光纤固定板部分而是透明体固定板，即采用实心透明体进行点阵光线收集；固定光纤模组可由光纤直接按阵列并排叠装而取代；光线调制透镜组的主要作用是实现显示点阵大小无级调节，因此可能是放大或缩小，甚至同时可以实现放大或缩小调节；反射镜不限于同示例的透明三棱镜，亦可能是具备全反射功能的平面镜体；如果省去光线调制透镜组和反射镜，则前端部分可以整体作为模块，拼接组合成不同面积及形状的精细点阵显示装置；在不需要扩大或改变显示区域时，伺服电机可以省去，直接设计成螺丝固定调节或者从固定光纤模组或光线调制透镜组开始直接投射显示；如果设计、控制与制作足够精细，可以加多一个方向的伺服电机，实现纵横两个方向的可变区域投射光线；因为如果用到了光线调制透镜组或伺服电机，则优选通过软件预先修正点阵显示内容以便矫正最终的投射出来的影像符合要求。本发明各实施例，提供了通过光纤转换点阵显示像素的实现方法及结构，以及使用角度伺服反射镜实现点阵像素投影的方法及结构，能够实现大面积精细高亮度显示应用以及点阵扫描应用，可以广泛应用于灯箱广告等局部动画显示应用中，如用于LED点阵屏， 则显著提高了目前LED点阵屏的像素质量，使显示更精细，可以加入二次光学设计颜色混合更均勻，可视范围和角度更广阔；并且安装使用更加方便，LED点阵显示屏元器件工作环境更易于设计选择；在现有的灯箱喷绘广告局部使用本发明各实施例对应装置直接或投射显示，可以实现局部动画效果，使画面更加生动。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；并且，上面列出的各个技术特征，其相互组合所能够形成各个实施方案，应被视为属于本发明说明书记载的范围。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种点阵显示变换装置，其特征在于，包括若干点阵显示变换单元；所述点阵显示变换单元包括若干点阵显示单元板、若干光线收集导入光纤板、若干光纤以及至少一固定光纤模组；所述点阵显示单元板的点光源顺序连接所述光线收集导入光纤板对应的收集单元、所述光纤、所述固定光纤模组；所述固定光纤模组阵列固定设置各光纤。
2.根据权利要求1所述的点阵显示变换装置，其特征在于，还包括至少一反射镜及其固定架；所述反射镜通过所述固定架，活动设置于所述固定光纤模组所输出光线的方向，用于反射所述输出光线。
3.根据权利要求2所述的点阵显示变换装置，其特征在于，还包括至少一对应反射镜设置的伺服电机；所述伺服电机固定安装于所述固定架，与所述反射镜连接，用于角度控制，以控制所述反射镜的反射方向。
4.根据权利要求1至3任一所述的点阵显示变换装置，其特征在于，还包括至少一光线调制透镜组；所述光线调制透镜组固定设置于所述固定光纤模组输出光线的方向，用于调整所述输出光线。
5.根据权利要求4所述的点阵显示变换装置，其特征在于，所述点阵显示变换单元规则排列；各所述光纤在所述固定光纤模组处对应各像素点光源的位置规则排列；并且，所述固定光纤模组在各所述光纤输出光线端对应的位置，分别设置若干预定深度的凹凸部，用于发散所述输出光线。
6.根据权利要求5所述的点阵显示变换装置，其特征在于，所述收集单元设置聚光锥形罩，用于仅收集其对应的像素点光源的光线并导入到对应的光纤；并且，所述光纤至少一端部的截面积大于所述光纤本体的截面积；所述聚光锥形罩输出端的截面与所述光纤对应的截面相似，所述聚光锥形罩输出端截面的面积小于等于所述光纤对应截面的面积。
7.根据权利要求6所述的点阵显示变换装置，其特征在于，所述光线调制透镜组设置使各透镜相对移动的透镜调节装置以及使各透镜固定的透镜锁紧装置。
8.根据权利要求7所述的点阵显示变换装置，其特征在于，还包括反射镜固定架，其中设置用于使所述反射镜水平或倾斜转动的手动调节装置与锁紧装置。
9.根据权利要求8所述的点阵显示变换装置，其特征在于，所述伺服电机包括使所述反射镜沿第一轴转动的第一转动电机、以及使所述反射镜沿第二轴转动的第二转动电机。
10.根据权利要求9所述的点阵显示变换装置，其特征在于，还包括一控制系统，与所述伺服电机相连接，用于协同控制，使所述点阵显示变换单元所显示的符合预设条件的像素点阵光线与所述反射镜预设的角度对应；并且，所述点阵显示单元板设置使点阵像素按设定要求修正、变换的功能模块及控制开关；并且，所述光线调制透镜组还连接若干光纤影像传导束。
全文摘要
本发明涉及一种点阵显示变换装置，包括若干点阵显示变换单元；其包括若干点阵显示单元板、若干光线收集导入光纤板、若干光纤以及若干固定光纤模组；点阵显示单元板的点光源顺序连接光线收集导入光纤板对应的收集单元、光纤、固定光纤模组；固定光纤模组阵列固定设置各光纤。当被缩小的点阵光线可再经光线调制透镜组合进一步调制至合适的大小、混合度或倒转，再投射到伺服电机控制的反射镜，可在不同时间，将不同内容的像素点阵光线按不同角度投影到不同区域，从而实现画面的组合。应用该技术可以使现有点阵显示屏的像素更精细、安装更简便、使用场合更灵活；用于灯箱广告，可以实现局部高亮动态显示，使画面更加生动。
文档编号G09F9/305GK102262843SQ20111024201
公开日2011年11月30日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年8月22日
发明者周得胜 申请人:于冬梅, 张秋霞
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