專利名稱：自身透明式板狀顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自身透明式板狀顯示裝置和方法，屬于電子控制光纖顯示系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術(shù)是在半透明立方體的表面涂上丙烯酸材料，把它裝到一個(gè)四邊不透光的盒子里，立方體端面至盒子端面之間，鉆以細(xì)孔，這些細(xì)孔在立方體端面按造型分布，每一細(xì)孔中配以一根或一束光纖，每根光纖一端由盒子表面伸出，另一端按造型排列，由盒內(nèi)電源驅(qū)動(dòng)，為光纖供光，從而在立方體端面顯示出所要求的造型。這種半透明立方體由于材料本身半透明，使它不能用到需要透明的地方，如運(yùn)載工具中的窗戶，作透明指示用的標(biāo)記，客房窗戶上的圖案。并且涂丙烯酸材料屬于塑膠類，它的耐高溫、高鹽性能差，適合用在環(huán)境比較好的地方，如有遮擋物或遮蓋物的地方才能用，當(dāng)外界環(huán)境惡劣時(shí)，往往不能正常工作。又因光纖伸出盒子表面就容易磨損，壽命短，加之光纖很細(xì)要鉆孔，工藝就很復(fù)雜。
本發(fā)明的目的就是為了避免上述技術(shù)不足之處而提供一種可視性好，控制可靠，有較好的環(huán)境適應(yīng)性板式顯示體。
本發(fā)明的簡單工作原理如下控制裝置(如用計(jì)算機(jī)控制的數(shù)模電路或由傳感元件組成的電路)根據(jù)顯示體所需造型文字或圖案的信息量多少和顯示工作的方式，發(fā)出指令開啟光端機(jī)中相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路組，使之配套的LED光源發(fā)光，經(jīng)光纜連接體進(jìn)行導(dǎo)向傳送到成像體，使成像體上相應(yīng)的成像面單元載光成像，完成了從電信號(hào)功率到光信號(hào)功率的轉(zhuǎn)換工作。
本發(fā)明是用以下的方法實(shí)施的
本顯示體系統(tǒng)由控制器、光端機(jī)、成像體、光纜所組成，其特征是由端機(jī)是由光源和驅(qū)動(dòng)電路組成;光纜由光纖和包皮組成，光纜由分纜盒加以固定，光纜的中心軸對(duì)準(zhǔn)LED的發(fā)光面的中心，在光源LED的發(fā)光面與光纜直接耦合時(shí)，LED的發(fā)光面和光纜的端面相貼，LED的發(fā)光面和光纜間接耦合時(shí)，一種是把光纜末端制成圓球形，和LED的發(fā)光面相切，另一種是在LED發(fā)光面和光纜之間加置一個(gè)削頂?shù)膱A球透鏡，被削頂?shù)膱A球的圓截面圓心對(duì)準(zhǔn)LED發(fā)光面的中心，該圓截面和LED發(fā)光面之間用膠粘合，圓球和光纜相切，光纜連接體由分纜盒和光纜組成，分纜盒通過透鏡把光纜之間、光源和光纜之間進(jìn)行導(dǎo)向連接和加固，透鏡的凹面朝著光纜的光輸入的方向，光纜的包皮和透鏡的邊緣用膠粘合由卡子固定于分纜盒上，成像體由成像板、光纜、玻璃所組成，多根光纖根據(jù)造型需要排列組合膠粘而成的成像面單元，在玻璃的填充下，構(gòu)成成像體。成像體上的光纖選用的是全玻璃材料的階躍式多模光纖，其直徑應(yīng)盡量大于125μm。顯示體系統(tǒng)的顯示方法是控制器采用電或磁的傳感元件，控制驅(qū)動(dòng)電路或用計(jì)算機(jī)控制的數(shù)字信號(hào)的編碼調(diào)制信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路的開或關(guān)狀態(tài)，使光源LED通或斷，完成了電信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)，由光纜送出，光纜通過分纜盒的加固和導(dǎo)向連接，由光纜對(duì)光信號(hào)傳輸，多根光纖根據(jù)造型需要排列組合而成為成像面單元，成像體內(nèi)由多根光纖組成了成像面單元，要使光纖的發(fā)光截面和成像體表面相平行，在按造型成型的過程中對(duì)光纜進(jìn)行兩次同向扭曲小于或等于45°。


圖1.顯示器原理框圖。
1.控制器2.光端機(jī)3.驅(qū)動(dòng)電路4.光源5.光纜6.分纜盒7.成像體圖2.光端機(jī)原理圖。
圖3.光纜連接體結(jié)構(gòu)示意圖。
A.分纜盒B.光纜C.透鏡D.夾子3-1.左視圖3-2.俯視4.成像體原理示意圖。
D.成像板E.光纜F.成像面單元G.玻璃圖5.LED與光纜直接耦合示意圖。
1.LED發(fā)光面2.包層3.纜芯圖6、圖7、LED與光纜間接耦合示意圖。
1.LED發(fā)光面2.包層3.纜芯4.透鏡5.被削頂?shù)膱A截面圖8.成像體內(nèi)對(duì)光纜布線時(shí)的角度分布示意圖。
1.光纜2.光纜發(fā)光截面圖9.光端機(jī)邏輯框圖。
1.時(shí)鐘發(fā)生器2.幀結(jié)構(gòu)形成電路3.并串轉(zhuǎn)換器4.編碼器5.LED驅(qū)動(dòng)器圖10.高速多路時(shí)分復(fù)用光纖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)發(fā)射部分線路圖。
1.時(shí)鐘發(fā)生器2.幀結(jié)構(gòu)形成電路3.并串轉(zhuǎn)換器4.編碼器5.LED驅(qū)動(dòng)器圖11.車輛轉(zhuǎn)向電路J.帶有燈的繼電器K.開關(guān)實(shí)施例
圖1是顯示體原理框圖。本顯示系統(tǒng)采用玻璃光導(dǎo)纖維作為基本載光部件，經(jīng)過普通或特殊玻璃材料(如有機(jī)玻璃、加鉛玻璃、石英玻璃、鋼化玻璃)的填充，組成了一種能對(duì)可視光進(jìn)行傳輸和成像的新型顯示體。本系統(tǒng)由控制器1、光端機(jī)2、光纜5、分纜盒6、成像體7所組成。圖9是計(jì)算機(jī)控制數(shù)字信號(hào)控制器方框圖。圖10是控制器的電原理圖。圖9、圖10中的1.時(shí)鐘發(fā)生器;2.幀結(jié)構(gòu)形成電路;3.并行碼轉(zhuǎn)換器;4.編碼器;5.LED驅(qū)動(dòng)器。圖11是電或磁傳感元件來控制的控制器電路，控制器采用計(jì)算機(jī)或電、磁傳感元件所組成電路，它輸出電信號(hào)加到光端機(jī)的輸入端。光端機(jī)由驅(qū)動(dòng)電路和光源所組成。圖2是光端機(jī)數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路原理圖。光源接到開關(guān)管BG1的負(fù)載電阻R2上，BG1的發(fā)射極接地，BG1的基極接阻容并聯(lián)電路，用以加快開關(guān)速率，集電極電流大約在50～300mA，經(jīng)過調(diào)制編碼信號(hào)由R、C并聯(lián)支路加到BG1的基極輸入。由于驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)狀態(tài)，控制了LED的通、斷狀態(tài)，使電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，完成了顯示體所需可視光的產(chǎn)生和控制過程，由光纜連接體中光纜進(jìn)行傳輸。圖3是光纜連接體結(jié)構(gòu)示意圖。1.為俯視圖。2.為左視圖。圖中A是分纜盒，B是光纜，C是透鏡，Q為夾子。光纜連接體主要是對(duì)光纜加固和導(dǎo)向作用。光纜的中心線對(duì)準(zhǔn)透鏡的中心，透鏡的凹面朝著光纜進(jìn)光的方向，光纜的包皮和透鏡的邊緣用膠粘合，由夾子固定于分纜盒上。光纜由多根光纖稱之纖芯(或纜芯)和包皮組成。在光源處光纜和光源LED耦合分成直接耦合和間接耦合。圖5是LED的發(fā)光面與光纜直接耦合示意圖。光纜由光纜連接體固定，光纜的端面和LED的發(fā)光面相貼。圖5中1是LED的發(fā)光面，2是光纜的包皮，3是纖芯(或纜芯)。圖6和圖7是LED與光纜間接耦合示意圖。圖中1是LED的發(fā)光面，2是光纜包皮，3是纖芯(或纜芯)，4是透鏡。圖6是光纜末端制成圓球形，光纜的中心線對(duì)準(zhǔn)LED的發(fā)光面，纖芯的圓球和LED發(fā)光面相貼，這樣使耦合效率比直接耦合提高3～5倍。圖7是在LED和光纜之間加置一個(gè)削頂?shù)膱A球透鏡，球心和LED發(fā)光面的中心、光纜中心軸線在一條線上，透鏡的平面5和LED發(fā)光面1用膠粘合。光纜和透鏡相切，由于LED的發(fā)光面不接觸空氣，粘膠的折射率較高，透鏡能夠收集較多的LED輻射，比直接耦合效率提高18～20倍，如果LED的發(fā)光面制成半圓球形或和透鏡成為整體的，則效率比直接耦合提高幾百倍。圖4是成像體的示意圖，成像體由成像板D，光纜E，玻璃G所組成，它是完成各種所需造型的最終成像，成像體上各種造型的成像過程，是一個(gè)非相干的輻射過程，由多根光纖根據(jù)造型的需要排列組合而成的成像面單元(見圖中的F部)如要求排列“中”字，光纖之間拿膠粘，用玻璃(見圖中的G部)的填充下，構(gòu)成成像體。成像體上各個(gè)不同的成像面單元成為各不相關(guān)的獨(dú)立輻射體，其表面上每一單元發(fā)出的光波在時(shí)間或相位上又各不相關(guān)，單元光源發(fā)出的光子屬于自發(fā)性輻射，是由光端機(jī)中相應(yīng)的開關(guān)電路控制LED提供的。成像體上的光纜是成像面單元中的多根光纖的集合，光纖選用的是全玻璃材料的階躍式多模光纖，其直徑應(yīng)盡量大于125μm。圖8是成像體內(nèi)對(duì)光纖布線時(shí)的角度分布示意圖。成像體內(nèi)的光纖在成型的過程中要對(duì)光纖進(jìn)行角度設(shè)計(jì)，要使光纖的發(fā)光截面和成像體表面相平行，對(duì)光纖進(jìn)行兩次同向扭曲，每次扭曲角度小于或等于45°。
本發(fā)明由于選用了自身透明的載光材料組成的顯示體的傳輸和成像部分，可視性好，能做成正反兩面的雙向顯示，光纖不露出顯示器表面，可用在無遮蓋要求的場所，如廣告、室內(nèi)裝修、車輛轉(zhuǎn)向指示等運(yùn)載工具中。因顯示體本身和傳輸部分不受高溫、高鹽的影響，對(duì)環(huán)境溫度要求不很高，所以當(dāng)外界環(huán)境惡劣時(shí)仍能正常工作;又因它在結(jié)構(gòu)上采用了透鏡，提高了耦合效率。成像體采用了膠粘光纖加玻璃填充，省掉了為光纖打細(xì)孔這樣高精度，復(fù)雜的工藝，使本發(fā)明工藝簡單，并采用了計(jì)算機(jī)數(shù)字電路和電磁傳感元件控制驅(qū)動(dòng)電路，使之控制可靠，加之成像體是一個(gè)非相干的輻射過程，不易受大地電流、電磁干擾、靜電干擾的影響。本發(fā)明正因?yàn)樗哂锌刂瓶煽?、壽命長、工藝簡單、可視性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)而能大量推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種板狀顯示體系統(tǒng)，由控制器、光端機(jī)、成像體、光纜所組成，其特征是光端機(jī)是由光源和驅(qū)動(dòng)電路組成，光纜由光纖和包皮組成，光纜由分纜盒加以固定，光纜的中心軸對(duì)準(zhǔn)LED的發(fā)光面的中心，在光源LED的發(fā)光面與光纜直接耦合時(shí)，LED的發(fā)光面和光纜的端面相貼；LED的發(fā)光面和光纜間接耦合時(shí)，一種是把光纜末端制成圓球形，和LED的發(fā)光面相切，另一種是在LED發(fā)光面和光纜之間加置一個(gè)削頂?shù)膱A球透鏡。被削頂?shù)膱A球的圓截面圓心對(duì)準(zhǔn)LED發(fā)光面的中心，該圓截面和LED發(fā)光面之間用膠粘合；圓球和光纜相切，光纜連接體由分纜盒和光纜組成，分纜盒通過透鏡把光纜之間、光源和光纜之間進(jìn)行導(dǎo)向連接和加固，透鏡的凹面朝著光纜的光輸入的方向，光纜的包皮和透鏡的邊緣用膠粘合由卡子固定于分纜盒上；成像體由成像板、光纜、玻璃所組成，多根光纖根據(jù)造型需要排列組合膠粘而成的成像面單元，在玻璃的填充下，構(gòu)成成像體。
2.按照權(quán)利要求1所述的顯示體系統(tǒng)，其特征是成像體上的光纖選用的是全玻璃材料的階躍式多模光纖，其直徑應(yīng)盡量大于125μm。
3.一種板狀顯示系統(tǒng)的顯示方法，其特征是控制器采用電或磁的傳感元件控制驅(qū)動(dòng)電路或用計(jì)算機(jī)控制的數(shù)字信號(hào)。編碼調(diào)制信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路的開或關(guān)狀態(tài)，使光源LED通或斷，完成了電信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào);由光纜送出，光纜通過分纜盒的加固和導(dǎo)向連接，由光纜對(duì)光信號(hào)傳輸;多根光纖根據(jù)造型需要排列組合而成為成像面單元，成像體內(nèi)由多根光纖組成了成像面單元，要使光纖的發(fā)光截面和成像體表面相平行，在按造型成型的過程中對(duì)光纜進(jìn)行兩次同向扭曲，每次扭曲角度小于或等于45°
全文摘要
本發(fā)明涉及自身透明式板狀顯示裝置和方法，屬于電子控制光纖顯示系統(tǒng)。它由控制器、光端機(jī)、成像體、光纜所組成。它由控制器來控制驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)，從而使光源通斷，通過自身透明的光纖進(jìn)行傳輸和成型。它有可視性好，控制可靠，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可以用到無遮蓋要求場所、運(yùn)載工具、室內(nèi)裝飾和廣告等地方。
文檔編號(hào)G09F13/12GK1047581SQ90104280
公開日1990年12月5日 申請日期1990年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月15日
發(fā)明者梁小冬, 鄧漢坤, 李永平 申請人:梁小冬