具有多個攝像頭的led顯示系統的製作方法
2023-05-17 17:05:56 1
具有多個攝像頭的led顯示系統的製作方法
【專利摘要】具有多個攝像頭的LED顯示系統，該LED顯示系統包括：攝像頭組件，該攝像頭組件包括兩個以上攝像鏡頭；LED顯示屏，該LED顯示屏包括LED發光單元和印刷電路板，所述印刷電路板還包括與所述攝像鏡頭數量相同的安裝孔，且每個所述攝像鏡頭被容納於一個所述安裝孔內，該攝像鏡頭的前端面朝向所述LED顯示屏的發光側。本實用新型的LED顯示系統利用了兩個以上攝像鏡頭進行圖像採集，可滿足各種應用對圖像採集的要求。
【專利說明】具有多個攝像頭的LED顯示系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及顯示【技術領域】，特別是涉及一種具有多個攝像頭的LED顯示系統。
【背景技術】
[0002]現有技術中各種將顯示系統與攝像系統結合的需求與應用越來越多，例如視頻會議系統、互動遊戲系統等。如圖1為現有技術中的一種視頻會議系統的結構示意圖，如圖1所示，視頻會議系統包括電視顯示屏110與攝像頭組件120。電視顯示屏110用於顯示遠端傳輸的畫面，攝像頭組件120位於電視顯示屏110的上方，用於採集圖像信息。但是實際上，與會人員一般坐於電視顯示屏110的正前方並直視電視顯示屏110，攝像頭組件120在拍攝時由於角度問題不會拍攝到人臉全部正面，從而遠端與會人員無法與本地與會人員完全正視，給與會人員造成感官上的不協調，且無法獲知更多的信息。
[0003]實際上，不只是視頻會議系統，其他的一些系統，例如具有互動功能的顯示設備，這種顯示設備通過攝像頭獲取畫面並經過一定加工顯示在顯示屏上，其攝像頭也是安裝在顯示屏的上方或者側面，從而有可能讓體驗者對畫面人物感到不協調。另外，由於攝像頭無法正面拍攝到對方，從而無法準確獲得肢體動作等特徵信息用於後續分析判斷。為了獲得更好的圖像效果，現有技術也出現分別在顯示屏的上方、兩側殼體上設多個攝像頭的方案，通過組合分析後續處理以獲得效果更佳的圖像，但仍無法得到理想的結果。特別是隨著各種應用的發展，在系統中設置多個攝像頭且對攝像頭採集的圖像信息的準確性的需求也越發強烈，僅通過改進攝像頭組件的攝像鏡頭也依然難以解決上述問題。
[0004]最理想的結果是能將攝像頭設置在顯示屏區域且還不能遮擋顯示屏畫面，而本領域技術人員通常存在一個技術偏見，那就是攝像頭只能連接安裝在顯示屏外部的殼體上，無法在顯示屏區域內設置攝像頭的安裝孔，因此至今未出現將攝像頭安裝在顯示屏區域的技術方案。
實用新型內容
[0005]本實用新型實施例主要解決的技術問題是提供了一種採集信息更加準確的具有多個攝像頭的LED顯不系統。
[0006]為實現上述目的，本實用新型採用了如下技術方案:
[0007]一種具有多個攝像頭的LED顯示系統,該LED顯示系統包括:攝像頭組件，該攝像頭組件包括兩個以上攝像鏡頭；LED顯示屏，該LED顯示屏包括LED發光單元和印刷電路板，所述印刷電路板還包括與所述攝像鏡頭數量相同的安裝孔，且每個所述攝像鏡頭被容納於一個所述安裝孔內，該攝像鏡頭的前端面朝向所述LED顯示屏的發光側。
[0008]進一步，所述的攝像頭組件包括兩個水平排列或垂直排列設置的可用於產生3D圖像的攝像鏡頭，兩個攝像鏡頭之間的距離W為55-65毫米。
[0009]進一步，所述LED顯示系統還包括3D圖像處理模塊，該3D圖像處理模塊接收所述攝像頭組件獲取的圖像信息，並根據該圖像信息產生3D圖像，且可將該3D圖像傳遞至所述LED顯示屏。
[0010]進一步，所述LED顯示系統還包括設置在LED發光單元正前方的可實現裸眼3D的立體光柵，在所述立體光柵上與所述安裝孔對應位置處設有小孔或透明鏡片或濾光片。
[0011]進一步，所述攝像鏡頭的前端面位於所述印刷電路板設置有LED發光單元的表面與所述LED發光單元的發光面之間。
[0012]進一步，所述攝像鏡頭的前端面位於LED發光單元的發光面與立體光柵之間。
[0013]進一步，所述的LED顯示屏由多塊LED顯示模組拼接而成，所述的立體光柵由多塊與LED顯示模組匹配的立體光柵塊拼接而成，所述立體光柵塊固定於LED顯示模組的印刷電路板上位於LED發光單元正前方。
[0014]進一步，所述的LED顯示系統還包括可進行視頻會議通信傳輸的通信模塊，所述的通信模塊可將3D圖像處理模塊產生的3D圖像傳送給視頻會議其它端，並可接收視頻會議其它端的視頻信號發送給3D圖像處理模塊。
[0015]進一步，所述的攝像頭組件包括設置在將LED顯示屏四等分的三條垂直線上的三個適用於互動遊戲的攝像頭。
[0016]進一步，所述的LED顯示屏由多塊LED顯示模組拼接而成，部分LED顯示模組上設有多個可用於調整攝像頭安裝位置的安裝孔。
[0017]本實用新型實施例中，攝像頭組件包括兩個以上攝像鏡頭，LED顯示屏的印刷電路板還包括與攝像鏡頭數量相同的安裝孔，且每個攝像鏡頭被容納於一個安裝孔內，從而顯示系統利用了兩個以上攝像鏡頭進行圖像採集，可滿足各種應用對圖像採集的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為現有技術中的一種視頻會議系統的結構示意圖；
[0019]圖2a為本實用新型LED顯示系統的一實施例的立體結構圖；
[0020]圖2b為圖2a所示LED顯示屏210的結構示意圖；
[0021]圖2c為圖2b所示LED顯示系統的A-A截面的俯視圖；
[0022]圖3為本實用新型LED顯示系統應用於3D領域的一實施例示意圖；
[0023]圖4為圖3所示LED顯示系統的一個系統結構圖；
[0024]圖5為本實用新型的LED顯示系統應用於3D領域的又一個實施例示意圖；
[0025]圖6為本實用新型的LED顯示系統應用於3D領域的再一個實施例示意圖；
[0026]圖7為本實用新型的LED顯示系統應用於互動遊戲的一實施例示意圖；
[0027]圖8為圖7所示LED顯示系統的一個系統結構圖；
[0028]圖9為現有技術中LED顯示屏的結構示意圖；
[0029]圖10為本實用新型LED顯示屏一實施例的結構示意圖；
[0030]圖11為圖10所示的LED顯示屏的LED攝像顯示模組的結構示意圖；
[0031]圖12為本實用新型LED顯示屏又一實施例的結構示意圖；
[0032]圖13為圖11所示的LED顯示屏的LED顯示模組的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和實施方式對本實用新型實施例進行詳細說明。
[0034]請參閱圖2a,圖2a為本實用新型LED (Light Emitting D1de,發光二極體)顯示系統的一個實施例的立體結構圖，如圖2a所示,LED顯示系統包括LED顯示屏210和攝像頭組件220，攝像頭組件220包括攝像鏡頭221和攝像鏡頭222，LED顯示屏210包括LED發光單元212和印刷電路板211。
[0035]圖2b為圖2a所示LED顯示屏210的結構示意圖，如圖2b所示，印刷電路板211還包括安裝孔211a和211b，這裡的安裝孔211a和安裝孔211b都為圓形通孔。LED發光單元212焊接固定在印刷電路板211的前表面。LED發光單元212是單個或兩個以上的LED晶片的封裝單元，且在實際應用中，LED發光單元212的數量可以根據實際數量進行設計。
[0036]在一些顯示系統實際應用中，如視頻會議系統、廣告機、互動遊戲機等，由於觀看顯示系統的觀眾習慣於在顯示屏的正對面的位置觀看，而現有技術中攝像鏡頭基本上被設置於顯示屏的上側、下側或者左右兩側，從而使得攝像鏡頭不是完全正對著觀眾，造成攝像鏡頭採集的特徵信息不準確。因此，為了提高攝像鏡頭獲取特徵信息的準確性，本實用新型將多個攝像鏡頭設置在LED顯示屏的顯示區域內，固定在LED顯示屏的背面，在觀眾觀看LED顯示屏的時候，攝像鏡頭可以正對著觀眾，提高採集信息的精度。設置的多個攝像鏡頭，可以根據用戶位置選擇最佳位置的攝像鏡頭，還可以根據應用系統的需要對多個攝像鏡頭拍攝的圖像進行分析處理、合成，以獲得更好的效果。
[0037]本領域技術人員通常存在一個技術偏見，那就是攝像頭只能連接安裝在顯示器外部，例如位於顯示屏以外的邊框上，或者放置於具有透明窗口的顯示屏後面，無法設置在顯示屏前段的顯示區域內。由於現有技術中的顯示屏基本上是液晶屏、等離子，在顯示屏上打孔或設置透明區域的工藝將會相當複雜、成本非常高，而且會改變顯示屏的生產工藝，無法實施。
[0038]本實用新型的發明人經過研究發現如果將攝像頭組件與LED (Light-EmittingD1de,發光二極體)顯示屏相結合可以取得預料不到的良好效果。由於LED顯示屏包括LED發光單元和印刷電路板，印刷電路板上打孔工藝相對成熟，成本較低，LED發光單元之間本身就有間隙存在，因此，打孔本身不會明顯破壞畫面的整體性。
[0039]具體地，圖2c為圖2b所示LED顯示系統的A-A截面的俯視圖,如圖2c所示,攝像鏡頭221被容納於安裝孔211a內，且該攝像鏡頭221的前端面朝向LED顯示屏210的發光偵U。拍攝的角度和清晰度都非常好，且集成的攝像頭組件的LED顯示屏厚度也很薄。印刷電路板打孔時安裝孔211a可根據實際情況佔據一個LED發光單元的位置，也可以位於LED發光單元之間的區域。
[0040]攝像鏡頭221的前端面既可以略微縮進安裝孔211a，也可以超出安裝孔211a。在實際設計中發現，攝像鏡頭221超出通孔211a太多有可能會遮擋LED發光單元212的出射光，攝像鏡頭221縮進通孔211太多則有可能影響取景視角。因此，優選地，攝像鏡頭221的前端面位於印刷電路板211的前表面(即設置有LED發光單元212的表面)與LED發光單元212的發光面之間，此時既不會遮擋LED發光單元212的出射光，又使得攝像鏡頭221的取景視角較大。
[0041]為了將攝像頭組件220固定在印刷電路板211上背向LED發光單元212的表面，本實施例中，印刷電路板211的背面還包括設置焊盤211b，該焊盤211b分布在安裝孔211a的側面，攝像鏡頭221包括焊接引腳221a。通過將焊接引腳221a焊接固定在焊盤211b上，攝像頭組件220被固定在印刷電路板211的背面即印刷電路板211背向LED發光單元212的表面，且這種固定方式不會阻礙攝像鏡頭221與安裝孔211a的配合。
[0042]焊接固定是一種可靠性比較高的固定方式，在本實用新型的其他實施方式中，攝像頭組件220可以採用其他方式固定，為了方便固定，優選地，印刷電路板上背向LED發光單元的表面包括焊盤，攝像頭組件可以焊接在該焊盤上。
[0043]容易理解的是，在本實用新型的其他實施方式中，攝像頭組件220固定在印刷電路板211的背面的方式還可以是其他方式，例如粘接固定、螺釘固定等，只要保證攝像頭組件220的固定位置位於印刷電路板211上背向LED發光單元212的表面，且該固定位置位於攝像鏡頭221的側面，這樣可以使得固定方式不會阻礙攝像鏡頭221與安裝孔211a的配合。另外，攝像鏡頭222也是以與攝像鏡頭221同樣的方式固定的。
[0044]本實施例中，為了使得安裝孔211a和安裝孔211b形狀分別與攝像鏡頭221和攝像鏡頭222的外形進行匹配，安裝孔211a和安裝孔211b的形狀都為圓形通孔，容易理解的是，在本實用新型的其他實施方式中，安裝孔211a和安裝孔211b的形狀可以根據需要進行設計。
[0045]綜上所述，本實施例中，LED顯示系統一方面採用了兩個的攝像鏡頭221、222進行圖像採集而提高了圖像採集精度，另一方面，攝像頭組件220的固定位置位於印刷電路板211上背向LED發光單元212的表面，且該固定位置分別位於攝像鏡頭221、攝像鏡頭222的側面，這樣相對於放置於LED顯示屏的周圍，攝像鏡頭對人體信息的採集更加精確。因此，這種LED顯示系統從兩方面提高了攝像頭採集信息的準確性，經實驗驗證，可以應用於採集精度要求較高的LED顯示系統中。
[0046]另外，很容易想到的是，在本實用新型的其他實施方式中，LED顯示系統可以設置更多的攝像鏡頭以提高圖像採集的精度，此時LED顯示屏的印刷電路板對應設置相同數量的孔即可。
[0047]實施例二
[0048]圖3、4為本實用新型LED顯示系統應用於3D領域的一個實施例的示意圖，如圖
3、4所示，LED顯示系統包括攝像頭組件、3D圖像處理模塊、LED顯示屏，所述的攝像頭組件包括兩個水平排列或垂直排列設置的可用於產生3D圖像的攝像鏡頭，兩個攝像鏡頭之間的距離W為55-65毫米。
[0049]現有的3D攝像機由於過大，根本無法設置在LED顯示屏顯示區域內，如圖3所示，本實施例在LED顯示屏的印刷電路板上水平排列設置兩個攝像鏡頭，兩個攝像鏡頭之間的距離W為55-65毫米，用於模擬拍攝人的左眼和右眼針對同一場景所拍攝的圖像，LED顯示系統還包括3D圖像處理模塊，該3D圖像處理模塊用於接收攝像頭組件獲取的圖像信息，並根據該圖像信息產生3D圖像，且將該3D圖像傳遞至LED顯示屏。相應地，LED顯示屏用於顯示3D圖像。該LED顯示系統可以用於3D顯示裝置中，用戶可以通過LED顯示系統實現所見即所得的3D視頻拍攝，可以用於視頻會議、互動遊戲、舞蹈表演教學等方面。
[0050]具體地，3D圖像處理模塊可以是微處理器等元件，該3D圖像處理模塊可以單獨設置，也可以集成到LED顯示屏的印刷電路板上，優選地，3D圖像處理模塊與LED顯示屏的共用印刷電路板，這樣3D圖像處理模塊比較容易集成到LED顯示屏上，且結構比較緊湊。兩個攝像鏡頭可以水平排列也可以垂直排列，顯而易見，兩個攝像鏡頭的配置和各種攝像參數是一致的，可以統一配置的。優選地，攝像頭組件可以包括3個以上的攝像鏡頭，以提高圖像採集的精度。
[0051]實施例三
[0052]圖5為本實用新型的LED顯示系統的又一個實施例的示意圖，如圖5所示，LED顯示系統包括攝像頭組件、3D圖像處理模塊、LED顯示屏和通信模塊。本實施例與實施例二的不同之處在於，所述的LED顯示系統還包括可進行視頻會議通信傳輸的通信模塊，所述的通信模塊可將3D圖像處理模塊產生的3D圖像傳送給視頻會議其它端，並可接收視頻會議其它端的視頻信號發送給3D圖像處理模塊。增加通信模塊後，LED顯示系統可以用於視頻會議，也可以用於聯網存儲攝像內容，聯網參與互動遊戲。
[0053]實施例四
[0054]圖6為本實用新型的LED顯示系統的又一個實施例的示意圖，如圖6所示，所述LED顯示系統還包括可實現裸眼3D的立體光柵230，本實施例與實施例二的不同之處在於，所述LED顯示系統還包括設置在LED發光單元正前方的可實現裸眼3D的立體光柵230，在所述立體光柵上與所述安裝孔對應位置處設有小孔231，使得攝像鏡頭可以穿過小孔拍攝進行拍攝。當然，在所述立體光柵上與所述安裝孔對應位置處還可以設置透明鏡片或濾光片。且由於立體光柵230的存在，安裝攝像鏡頭時，攝像鏡頭的前端面可高於LED發光單元的發光面，位於LED發光單元的發光面與立體光柵之間，避免LED光對攝像效果的影響，以獲得更佳的拍攝效果。進一步，所述的LED顯示屏通常由多塊LED顯示模組拼接而成，所述的立體光柵由多塊與LED顯示模組匹配的立體光柵塊拼接而成，所述立體光柵塊固定於LED顯示模組的印刷電路板上位於LED發光單元正前方。
[0055]實施例五
[0056]圖7為本實用新型的LED顯示系統應用於互動遊戲領域的又一個實施例的示意圖，如圖7所示，在LED顯示系統中，所述的攝像頭組件包括設置在將LED顯示屏四等分的三條垂直線附近區域上的三個適用於互動遊戲的攝像頭。現有的互動遊戲大多數是適合I個人或者2個人參與的，當僅設置一個攝像頭時難以獲得較好的效果，因此在將LED顯示屏四等分的三條垂直線上設置三個攝像頭，可使大部分的互動遊戲獲得更佳的效果。
[0057]實施例六
[0058]圖8為本實用新型的LED顯示系統的又一個實施例的示意圖，如圖8所示，LED顯示系統包括攝像頭組件、人體感應模塊、信號處理模塊、LED顯示屏。
[0059]本實施例中的LED顯示系統與圖2a所示的LED顯示系統的不同之處在於:本實施例中，LED顯示系統還包括人體感應模塊和信號處理模塊。
[0060]人體感應模塊用於獲取人體動作信息，例如手勢等。人體感應模塊可以包括超聲傳感器和/或紅外傳感器。紅外傳感器是用紅外線為介質的測量裝置，可以探測到人體的運動方向，還能探測到人體的頻譜信息，由於每個人的頻譜信息不同，可以提高探測信息的準確性。
[0061]超聲波傳感器是利用超聲波的特性研製而成的傳感器。超聲波是指頻率高於20kHz的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生的，它具有頻率高、波長短、繞射現象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。因此超聲波檢測廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方面。
[0062]信息處理模塊用於接收人體感應裝置傳遞的人體動作信息，並進行分析處理，以選擇相應的顯示信息並將該顯示信息傳遞至LED顯示屏,或者根據人體動作信息對LED顯示系統進行菜單設置等操作，如啟動/結束遊戲，開始視頻會議等。這裡，信息處理模塊同時可以處理攝像頭組件傳遞的信息，這樣可以使得LED顯示系統的結構更加簡單，但在本實用新型的其他實施方式中，攝像頭組件的信息可以利用其他方式處理，不必一定要與人體感應模塊共用一個信息處理模塊。
[0063]優選地，為了提高LED顯示系統的結構整體性，人體感應模塊與LED顯示屏可以共用印刷電路板，同時還可以簡化LED顯示系統的結構。
[0064]實際上，除了採集動作信息外，LED顯示系統還可以採集其他信息並進行顯示，例如在本實用新型的其他實施方式中，人體感應模塊可以用麥克風、拾音器等設備代替以採集聲音信息，根據聲音信息選擇顯不趣面。
[0065]實施例七
[0066]如圖9所示,LED顯示屏通常由多塊相同尺寸LED顯示模組213拼接而成，當需在LED顯示模組213上設置攝像鏡頭時，就需要在印刷電路板上打孔及設置相應的安裝機構，而不同應用需要安裝的攝像鏡頭的位置不同，要求的安裝精度不同，難以規模化生產，成本較聞。
[0067]基於上述原因,如圖10、11所示,本實施例提供了一種與LED顯示模組213大小相同的LED攝像顯示模組215，在LED攝像顯示模組215上設有多個可用於調整攝像頭安裝位置的安裝孔。LED攝像顯示模組215便於規模化生產，可用於對攝像鏡頭位置精度要求不是太高的應用，與LED顯示模組213 —起拼裝LED顯示屏。使用時，先根據不同應用對攝像鏡頭安裝位置的要求，確定LED攝像顯示模組215在LED顯示屏上的拼接位置，接著確定攝像鏡頭選用LED攝像顯示模組215上的哪個安裝孔可。
[0068]如圖12、13所示，本實施例提供了另外一種方案，所述的LED顯示屏由多塊LED顯示模組拼接而成，所述的LED顯示模組具有兩種尺寸，所述的攝像頭組件設置在較小尺寸的LED顯示模組214上。用於對攝像鏡頭位置精度要求不是太高的應用，與LED顯示模組213 一起拼裝LED顯示屏。
[0069]優選的LED顯示模組214延水平方向或垂直方向有一邊與LED顯示模組213相等。如12所示的實施例中，LED顯示模組214在垂直方向上與LED顯示模組213相等，在水平方向上的邊小於LED顯示模組213，適用於攝像鏡頭在水平方向上安裝位置的調節。顯然LED顯示模組214也可以在水平方向上的邊與LED顯示模組213相同，適用於攝像鏡頭在垂直方向上安裝位置的調節。
[0070]以上所述僅為本實用新型的實施方式，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種具有多個攝像頭的LED顯示系統，其特徵在於，該LED顯示系統包括: 攝像頭組件，該攝像頭組件包括兩個以上攝像鏡頭； LED顯示屏，該LED顯示屏包括LED發光單元和印刷電路板，所述印刷電路板還包括與所述攝像鏡頭數量相同的安裝孔， 且每個所述攝像鏡頭被容納於一個所述安裝孔內，該攝像鏡頭的前端面朝向所述LED顯示屏的發光側。
2.根據權利要求1所述的LED顯示系統，其特徵在於:所述的攝像頭組件包括兩個水平排列或垂直排列設置的可用於產生3D圖像的攝像鏡頭，兩個攝像鏡頭之間的距離W為55-65暈米。
3.根據權利要求2所述的LED顯示系統，其特徵在於:所述LED顯示系統還包括3D圖像處理模塊，該3D圖像處理模塊接收所述攝像頭組件獲取的圖像信息，並根據該圖像信息產生3D圖像，且可將該3D圖像傳遞至所述LED顯示屏。
4.根據權利要求3所述的LED顯示系統，其特徵在於:所述LED顯示系統還包括設置在LED發光單元正前方的可實現裸眼3D的立體光柵，在所述立體光柵上與所述安裝孔對應位置處設有小孔或透明鏡片或濾光片。
5.根據權利要求1所述的LED顯示系統，其特徵在於:所述攝像鏡頭的前端面位於所述印刷電路板設置有LED發光單元的表面與所述LED發光單元的發光面之間。
6.根據權利要求4所述的LED顯示系統，其特徵在於:所述攝像鏡頭的前端面位於LED發光單元的發光面與立體光柵之間。
7.根據權利要求4所述的LED顯示系統，其特徵在於:所述的LED顯示屏由多塊LED顯示模組拼接而成，所述的立體光柵由多塊與LED顯示模組匹配的立體光柵塊拼接而成，所述立體光柵塊固定於LED顯不模組的印刷電路板上位於LED發光單兀正前方。
8.根據權利要求3所述的LED顯示系統，其特徵在於:所述的LED顯示系統還包括可進行視頻會議通信傳輸的通信模塊，所述的通信模塊可將3D圖像處理模塊產生的3D圖像傳送給視頻會議其它端，並可接收視頻會議其它端的視頻信號發送給3D圖像處理模塊。
9.根據權利要求1所述的LED顯示系統，其特徵在於:所述的攝像頭組件包括設置在將LED顯示屏四等分的三條垂直線上的三個適用於互動遊戲的攝像頭。
10.根據權利要求1-9任一所述的LED顯示系統，其特徵在於:所述的LED顯示屏由多塊LED顯示模組拼接而成，部分LED顯示模組上設有多個可用於調整攝像頭安裝位置的安裝孔。
【文檔編號】H04N13/04GK203966475SQ201420220648
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】王祥付, 劉漢平 申請人:深圳市聯建光電股份有限公司