發光雕塑裝置制造方法及圖紙

一種利用靜止部分，即旋鈕、按鈕及其相應的電子元件，和旋轉印刷電路板、發光印刷電路板之間進行通信的可動、脈沖光源發光雕塑顯示。利用靜止的基本單元中的紅外線發光二極管和旋轉印刷電路板上的紅外線接收器來完成光數據鏈路。用戶界面使用戶輕松的進行三維體積顯示的實時繪制。用來制作三維體素雕塑的用戶界面部分包括多個物理單元：旋鈕、按鈕和三工位滑動開關。用戶界面的另一單元為顯示體中可移動的閃動光標，用來表示當前所控制的體素。用戶界面還提供了供用戶利用存儲器中數據保存／調出用戶雕塑和動畫的功能鈕。利用體積顯示中的三維體積的同步移動可容易得到動畫。（*該技術在2016年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種發光雕塑裝置，特別涉及一種三維發光雕塑裝置。
技術介紹
都知道，展現動態效果的裝飾燈、情趣燈等，例如人們熟悉的熔巖燈(LavaTM)，可以為房間提供有趣的裝飾效果。所以，本領域的技術人員都知道被動發光顯示。利用視覺暫留現象設計的二維平面和柱面顯示已應用到標志物、時鐘、信息顯示牌等非實心雕塑中。但是，用戶還需要能夠便捷地制作出具有主動和/或交互的多維發光顯示的發光雕塑。
技術實現思路
體積顯示(volumetric display)是利用眾所周知的視覺暫留現象實現的。如果一個脈沖光源在反復運動，速度大于人眼的跟隨速度，且光脈沖的發生時間使光脈沖總在空間的同一點發生，則光源就會被顯示成空間的一個靜止光點。實施例包括靜止部分，即用戶界面旋鈕、按鈕及其相應的電子元件，與旋轉印刷電路板(PCB)以及使用戶輕松的進行3維體繪畫并與顯示內容實時交互的直觀用戶界面之間進行的通信。用戶界面用來制作三維體素雕塑。裝有旋轉印刷電路板與多個豎直發光印刷電路板。多個發光印刷電路板上每個都設有大量發光元素。用戶界面控制器用來制作由大量含多種空間元素的體素構成的雕塑，微控制器通過該用戶界面控制器，將數據輸出發送給三維體積顯示中的大量發光元素。本技術涉及發光雕塑裝置及其制造方法，其中所述的三維發光雕塑是指3DLS或三維發光雕塑。本技術公開的發光雕塑裝置提供了一組利用視覺暫留現象設計的、例如有4列的發光二極管(LED)陣列，孩子們可以利用該裝置制作發光二極管雕塑，增加動畫，并將雕塑保存下來。小孩可通過設在裝置前面的旋鈕或按鈕，控制發光二極管的開/關。為此，本技術提供了一種簡潔明了、富有創造性的游戲方案，它可讓用戶制作、增加動畫并保存其作品。這樣，孩子們就可以進行三維制作，并加上個性化的文字、圖像和圖案。另外，可循環展示圖像、聲音和動畫等的交互式發光雕塑還可用作有創意的房間裝飾品。這里描述的實施例是教孩子們如何進行三維構思和制作，讓他們制作發光雕塑，增加動畫并保存自己的作品。另外，提供了軟件盒，它包含一些新奇的、預先制成的雕塑和音效，可讓孩子們體驗這些新奇的圖像和聲音，并且給他們提供了一處保存自己作品的空間。基本裝置應包含內置雕塑、動畫以及具備制作新圖像、增加動畫以及保存該圖像的功能。該裝置還可提供一個擴展口，用于補充新的聲音、雕塑和動畫。另外，還需提供高分辨率的透視圖以及使雕像發出彩光的多色、紅/綠/藍發光二極管。本技術包括如下特點教孩子們進行三維構思、繪畫和制作的三維燈光雕刻；保存在存儲器中的雕塑的個性化設計；觀賞顯示效果帶來的樂趣；以及可供選購的存儲器盒。附圖說明權利要求中已記載了視為本技術特征的新穎特征。但是，參考下面對實施例的詳細說明并結合附圖，可以對本技術本身以及最佳的應用模式，還有其他目的和優點有個透徹的理解。圖1是根據本技術的三維發光雕塑裝置的透視圖。圖2表示裝有發光二極管的豎直印刷電路板。圖3表示直徑為3英寸的旋轉印刷電路板，上面的槽用來插裝豎直印刷電路板。圖4A、4B和4C表示整個旋轉印刷電路板裝配體的三面視圖。圖5表示用戶界面，包括旋鈕、滑動開關和按鈕。圖6表示輪詢物理用戶界面的主軟件循環的程序流圖。圖7為確定微控制器向顯示輸出數據的子程序的流程圖，其中包括定時、動畫和通信子程序。圖8表示實現用戶界面對裝置進行控制的靜止印刷電路板的電路圖。圖9表示實現微控制器控制電路向體積顯示發送顯示數據的旋轉印刷電路板的電路圖。圖10表示提供用于展現顯示體素的多個發光二極管的豎直發光印刷電路板電路圖。具體實施方式三維體積顯示10本身依據的是眾所周知的視覺暫留現象。如果一個脈沖光源在反復運動，速度大于人眼的跟隨速度，且光脈沖的發生時間使得光脈沖總在空間的同一點發生，則光源就會被顯示成空間的一個靜止光點。顯示10包括一個圓形、水平放置、直徑為3英寸的旋轉印刷電路板12，其裝有四個豎直印刷電路板14。安裝的方式為豎直印刷電路板14插入水平印刷電路板12上的槽，其厚度剛好與插入槽配合。豎直印刷電路板14被固定在豎直方向，無需單獨的連接裝置。另外，豎直印刷電路板14按其寬度，不是厚度，處于從圓周徑向朝外的方向進行設置。這樣豎直印刷電路板14的寬度的總強度，這種情況下為0.25英寸，而厚度典型的為0.062英寸，在裝有發光二極管16的電路板快速旋轉時，可承受巨大的外力。4個豎直印刷電路板14每個都水平裝有8個標準的5mm發光二極管16。豎直印刷電路板14分開設置在環繞水平印刷電路板12的圓周、彼此成90度的羅經點上。當印刷電路板裝配體旋轉時，就可最大限度地看到所有的發光二極管16以及保證裝配體的整個平衡。發光二極管16按從圓心朝外的方向設置，每個豎直印刷電路板14離水平印刷電路板12圓心的距離不等。兩個最里面的豎直印刷電路板彼此反向而設，兩個最外面的豎直印刷電路板也是如此。選用這樣的結構是為了保證旋轉裝配體的整體平衡。另外，兩個最外面的豎直印刷電路板的頂端用堅固的鋼絲桁架相連接。這是為了防止印刷電路板因旋轉運動產生的應力而導致豎直方向上的偏移。由于從中心到每個豎直印刷電路板的距離不一，因此整個裝配體旋轉時，四個豎直印刷電路板會形成四個同心圓筒。也就是說，每個豎直印刷電路板上有八個發光二極管，當豎直印刷電路板旋轉時，每個發光二極管會形成一個光環。而后八個光環相互疊在一起形成一個光筒，假設所有的發光二極管都在發光，因為四個豎直印刷電路板部件互相錯開，所以會出現四個同心光筒。整個旋轉裝配體包括一個水平印刷電路板12、四個豎直印刷電路板14、所有32個發光二極管16和其他電子元件，通過牢固安裝在產品底部的電機快速旋轉。裝配體的旋轉速度大約為50轉/秒。這個速度大于目光所能跟隨的速度，所以當整個裝配體高速旋轉時，豎直印刷電路板和未點亮的發光二極管就從視線中消失了。水平的旋轉印刷電路板12上有許多電子元件，微控制器18就是其中之一。3DLS模型使用的是微芯片18F242控制器，20MHz運行。當旋轉發光二極管在水平印刷電路板上方形成圓環時，顯示10是通過旋轉發光二極管的時間分割(time based division)形成的。旋轉微控制器18的其中一項功能就是為印刷電路板的旋轉定時。在旋轉印刷電路板下方的3DLS底部有一個靜止的紅外線發光二極管，除了從旋轉印刷電路板正上方的區域外，其他任何區域都看不到。旋轉印刷電路板上有一個對應的紅外線光電探測器，電路板每旋轉一圈，探測器就從這個靜止的發光二極管正上方經過一次。微控制器18可通過監測光電探測器20發出的信號，測出印刷電路板旋轉一圈所用的時間。知道了該旋轉時間后，印刷電路板旋轉一圈就可等分成64個時間單元。每個時間單元代表1/64個整圈。這樣，印刷電路板的連續而變化的旋轉就劃分成許多不連續的部分。每部分代表豎直印刷電路板上旋轉發光二極管的一個體積像素(volume-pixel)或體素(voxel)。旋轉微控制器18還利用光電探測器20發出的信號，來確定探測器相對靜止印刷電路板上紅外線發光二極管的絕對位置。用這個位置作為指標或原點，來確保用戶制作雕塑時，雕塑保持靜止不動。如上所述，出現四個同心光筒，每個光筒對應一個豎直印刷電路板，每個光筒包括8個單獨本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種發光雕塑裝置，其特征是包括：三維體積顯示裝配體，包括：旋轉印刷電路板，和旋轉印刷電路板相固定的多個發光印刷電路板，在上述每個發光印刷電路板上的大量發光元素；將數據輸出傳送給三維體積顯示中的大量發光元素的微控制器，該微控制器控制定時、動畫和通信程序；一個或多個與微控制器進行通信的用戶界面控制器，使用戶實時進行三維體積顯示的三維體積繪畫。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：肯特鈴木，維姆溫徹爾，
申請(專利權)人：樂迪卡游戲機有限公司，
類型：實用新型
國別省市：BM[百慕大]