專利名稱:一種led旋轉(zhuǎn)顯示系統(tǒng)及顯示方法
一種LED旋轉(zhuǎn)顯示系統(tǒng)及顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于顯示技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種利用人眼視覺暫留效應(yīng),旋轉(zhuǎn)LED(發(fā)光二極管)顯示棒呈現(xiàn)活動圖像的LED旋轉(zhuǎn)顯示系統(tǒng)及顯示方法。
背景技術(shù):
顯示技術(shù)發(fā)展到今天,出現(xiàn)了 CRT顯示方式、背投顯示、液晶顯示、以及LED顯示等 顯示技術(shù),技術(shù)發(fā)展趨勢是越來越薄,越來越輕。但是無論采用何種顯示方式,都需要一個 寬大的顯示屏幕,而這個顯示屏幕既占用了大量成本,又占用了大量空間,即使是現(xiàn)在最新 的超薄液晶顯示系統(tǒng),也需要一個很大的顯示屏,雖然在厚度上減小了很多,但在平面面積 上并沒有太大突破。因此,開發(fā)更簡便,更輕薄的顯示技術(shù),一直是顯示技術(shù)行業(yè)內(nèi)關(guān)注的 焦點。中國專利第200520110511. 5號公開了一種基于視覺暫留效應(yīng)的線陣發(fā)光LED運動 成像裝置,其通過應(yīng)用視覺暫留效應(yīng),使用時只需用手搖擺,即可在搖擺出的扇形軌跡面上 可以形成穩(wěn)定的文字、符號、圖像等圖案顯示。然而,該裝置只能顯示預先設(shè)定好的圖案,比 如幾個字,一些簡單圖案等,不能顯示活動畫面,不具有解碼能力,不能接收圖像信號用于 顯示,并且通過人使用手來進行搖動,顯示不清晰。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明實施例的目的在于提供一種LED旋轉(zhuǎn)顯示系統(tǒng)及顯示方法。為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種LED旋轉(zhuǎn)顯示系統(tǒng),包括有LED顯示棒、連接LED顯示棒的視頻處理系統(tǒng)、以 及與視頻處理系統(tǒng)連接的電機驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)以及位置檢測系統(tǒng);其中,視頻處理 系統(tǒng)用于處理視頻,同時也作為整個系統(tǒng)的控制器;電機驅(qū)動系統(tǒng)用以驅(qū)動LED顯示棒的 旋轉(zhuǎn);而轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)用于檢測電機的轉(zhuǎn)速并反饋給視頻處理系統(tǒng)內(nèi)的控制器。一種LED旋轉(zhuǎn)顯示方法,包括如下步驟視頻處理系統(tǒng)對輸入的視頻信號進行采樣,得到每幀圖像信號數(shù)據(jù),然后轉(zhuǎn)換為 極坐標,并將每幀圖像分割成輻射狀的很多個條狀圖像條信號,計算每個圖像條角寬度,根 據(jù)設(shè)定的轉(zhuǎn)速計算每個圖像條持續(xù)顯示時間,并將圖像條信號數(shù)據(jù)存儲;驅(qū)動電機,電機驅(qū)動系統(tǒng)帶動LED顯示棒旋轉(zhuǎn),同時轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)檢測電機轉(zhuǎn)速 并反饋給視頻處理系統(tǒng)內(nèi)的控制器,控制器控制電機轉(zhuǎn)速,使得電機在設(shè)定的轉(zhuǎn)速恒速度 轉(zhuǎn)動,即使得LED顯示棒以恒定速度轉(zhuǎn)動;視頻處理系統(tǒng)對LED顯示棒的位置進行檢測,當LED顯示棒轉(zhuǎn)動到固定位置時,就 顯示對應(yīng)位置的圖像條圖像,轉(zhuǎn)到下一個位置時,再顯示下一個位置的圖像條圖像,轉(zhuǎn)過一 周,就完整地顯示完整個圖像幀的圖像。相較于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明把要顯示的圖像分割成條狀在LED顯示棒上顯示,然后 用電機驅(qū)動使LED棒旋轉(zhuǎn),利用人眼的時間暫留效應(yīng),當LED棒轉(zhuǎn)到不同的位置時,顯示對 應(yīng)位置的圖像條,連貫起來就是一幅完整的圖像。
圖1是本發(fā)明LED旋轉(zhuǎn)顯示系統(tǒng)原理框圖。圖2是本發(fā)明的圖像顯示處理流程圖示。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并 不用于限定本發(fā)明。請參閱圖1所示,本發(fā)明LED旋轉(zhuǎn)顯示系統(tǒng)包括有LED顯示棒、連接LED顯示棒的 視頻處理系統(tǒng)、以及與視頻處理系統(tǒng)連接的電機驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)以及位置檢測系 統(tǒng)。其中,LED顯示棒上有很多個微型LED,排列成條狀,每個LED都能獨立顯示不同光強的 紅色、綠色或者藍色。每3個紅、綠、藍色的LED組成一個像素,這樣就能夠顯示各種色彩。 視頻處理系統(tǒng)用于處理視頻,同時也作為整個系統(tǒng)的控制器。電機驅(qū)動系統(tǒng)用以驅(qū)動LED 顯示棒的旋轉(zhuǎn);轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)為一轉(zhuǎn)速傳感器,其檢測電機的轉(zhuǎn)速并反饋給視頻處理系統(tǒng) 內(nèi)的控制器;位置檢測系統(tǒng)用于檢測LED顯示棒的位置,并反饋給視頻處理系統(tǒng)的控制器。 視頻信號輸入至視頻處理系統(tǒng),視頻處理系統(tǒng)將輸入的視頻信號進行處理,先進行采樣,得 到每幀圖像信號數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)換為極坐標,并將每幀圖像分割成輻射狀的很多個條狀圖像條信 號,圖像條寬度可以進行調(diào)整,圖像條越細,即顯示越清晰。計算每個圖像條角寬度,根據(jù)設(shè) 定的轉(zhuǎn)速計算每條圖像條持續(xù)顯示時間,將圖像條信號數(shù)據(jù)存儲。驅(qū)動電機,電機驅(qū)動系統(tǒng) 帶動顯示棒旋轉(zhuǎn),同時轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)檢測電機轉(zhuǎn)速并反饋給控制器,控制器采用PWM(可變 脈沖寬度調(diào)制)的方式控制電機轉(zhuǎn)速,保證電機在設(shè)定的轉(zhuǎn)速恒速度轉(zhuǎn)動,即保證LED顯示 棒以恒定速度轉(zhuǎn)動。然后視頻處理系統(tǒng)通過位置檢測系統(tǒng)對LED顯示棒的位置進行檢測, 當顯示棒轉(zhuǎn)動到固定位置時,就顯示對應(yīng)對位的圖像條圖像。轉(zhuǎn)到下一個位置時,再顯示下 一個位置的圖像條圖像,轉(zhuǎn)過一周,就完整的顯示過整個圖像幀的圖像。由于人眼的視覺暫 留效應(yīng),每個圖像條的圖像被人眼組合起來就形成了完整的圖像。由于對顯示棒的位置進 行精確地檢測比較復雜,本實施例中通過將對位置的檢測轉(zhuǎn)換成對時間的檢測,采用固定 轉(zhuǎn)速和起始點的方法,顯示棒轉(zhuǎn)動經(jīng)過起始點后相同時間會到達相同的位置,不同時間達 到不同位置,這樣只要計算從起始點開始經(jīng)過多少時間就能知道顯示棒轉(zhuǎn)到哪個位置,從 輸出這個位置對應(yīng)的圖像信號,這樣位置檢測就轉(zhuǎn)變成了時間檢測,比較方便簡單。視頻處 理系統(tǒng)通過檢測LED顯示棒是否轉(zhuǎn)到起始點,如果達到,就從存儲器輸出圖像條信號,每條 圖像條的持續(xù)顯示時間結(jié)束后就輸出下一條圖像條信號。圖2示出了本發(fā)明的圖像顯示處理流程,首先,視頻處理系統(tǒng)對輸入的視頻信號 采樣,從中分離出行場同步信號,得到每幀圖像數(shù)據(jù)和刷新率即幀數(shù)。然后以顯示棒中心為 坐標原點構(gòu)建極坐標,將每幀圖像上的像素位置經(jīng)過計算轉(zhuǎn)變?yōu)闃O坐標位置數(shù)據(jù),并存儲 于視頻處理系統(tǒng)的存儲器內(nèi),當然也可預先計算好像素點對應(yīng)的極坐標位置存儲在存儲器 內(nèi)。將極坐標上每個像素位置的圖像信息重新排序,將相同角度坐標和互補角度坐標的像 素點作為一條圖像條的信號存儲,按圖像條角度坐標的遞增順序依次存儲在存儲器內(nèi),用 360度除以圖像條數(shù)量得到圖像條角寬度,然后設(shè)定顯示棒轉(zhuǎn)速,在一幀圖像時間內(nèi)顯示棒轉(zhuǎn)速至少要轉(zhuǎn)過一周。一般將顯示棒轉(zhuǎn)速設(shè)為圖像幀時間轉(zhuǎn)過一周所需速度的整數(shù)倍。 例如圖像幀時間是1/60秒,一幀的時間轉(zhuǎn)過一周轉(zhuǎn)速需設(shè)為21600° /S,轉(zhuǎn)過2周需設(shè)為 43200° /S,需要注意的是,如果設(shè)為每幀轉(zhuǎn)過2周,則存儲的每幀圖像條信號要顯示2次。 用圖像條角寬度除以顯示棒轉(zhuǎn)速,得到每個圖像條的持續(xù)顯示時間。最后驅(qū)動電機帶動顯 示棒轉(zhuǎn)動,同時通過轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)檢測轉(zhuǎn)速,運用PID算法使顯示棒達到預定轉(zhuǎn)速,并保持 恒定。視頻處理系統(tǒng)通過檢測LED顯示棒是否轉(zhuǎn)到起始點,如果達到起始點,則從存儲器中 順序輸出圖像條信號驅(qū)動顯示棒上的LED燈進行顯示。本實施例中起始點信號是由紅外線 檢測的,顯示棒上有紅外發(fā)生器,而顯示區(qū)域內(nèi)設(shè)置有紅外接收器,該紅外接收器安放的位 置就是所述起始點,一旦顯示棒轉(zhuǎn)到接收器位置,接收器就能得到一個紅外信號并將其轉(zhuǎn) 化為電信號,同時將該電信號反饋至視頻處理系統(tǒng),視頻處理系統(tǒng)內(nèi)的控制器一旦檢測到 這個電信號,則從存儲器中順序輸出圖像條信號驅(qū)動顯示棒上的LED燈進行顯示。以使用本系統(tǒng)看電視為例,輸入50Hz的PAL電視信號,即每秒50幀,視頻處理系 統(tǒng)對每幀圖像信號采樣,將每幀圖像分割成相同寬度,圍繞同一圓心的圖像條,例如分割為 180條,組合起來就是一幅完整的圖像。設(shè)定顯示棒轉(zhuǎn)速為18000° /S,即每幀圖像時間轉(zhuǎn) 過一周。那么每條圖像條持續(xù)顯示時間就是0. 11ms。驅(qū)動電機帶動顯示棒旋轉(zhuǎn),當旋轉(zhuǎn)速 度達到18000° /S并穩(wěn)定后,檢測顯示棒是否轉(zhuǎn)到初始位置,如果轉(zhuǎn)到后,就輸出圖像條數(shù) 據(jù)用于顯示,0. Ilms后再輸出下一條圖像條數(shù)據(jù),如此循環(huán)則完整的顯示了一幀圖像,每秒 鐘顯示50幀圖像,利用人眼的視覺暫留效應(yīng),看起來就是流程活動的電視畫面了。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種LED旋轉(zhuǎn)顯示系統(tǒng),包括有LED顯示棒,其特征在于,還包括有連接LED顯示棒的視頻處理系統(tǒng)、以及與視頻處理系統(tǒng)連接的電機驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)以及位置檢測系統(tǒng);其中,視頻處理系統(tǒng)用于處理視頻,同時也作為整個系統(tǒng)的控制器;電機驅(qū)動系統(tǒng)用以驅(qū)動LED顯示棒的旋轉(zhuǎn);而轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)用于檢測電機的轉(zhuǎn)速并反饋給視頻處理系統(tǒng)內(nèi)的控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的LED旋轉(zhuǎn)顯示系統(tǒng),其特征在于,所述視頻處理系統(tǒng)對輸入的視 頻信號進行采樣,得到每幀圖像信號數(shù)據(jù),然后轉(zhuǎn)換為極坐標,將每幀圖像分割成輻射狀的 很多個條狀圖像條信號,并將圖像條信號數(shù)據(jù)進行存儲。
3.如權(quán)利要求2所述的LED旋轉(zhuǎn)顯示系統(tǒng),其特征在于,所述轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)為一轉(zhuǎn)速傳 感器,其檢測電機轉(zhuǎn)速并反饋給視頻處理系統(tǒng)內(nèi)的控制器,控制器采用PWM的方式控制電 機轉(zhuǎn)速,保證電機在設(shè)定的轉(zhuǎn)速恒速度轉(zhuǎn)動,即保證LED顯示棒以恒定速度轉(zhuǎn)動。
4.如權(quán)利要求3所述的LED旋轉(zhuǎn)顯示系統(tǒng),其特征在于,所述LED顯示棒上有復數(shù)個排 列成條狀的微型LED,每個LED都能獨立顯示不同光強的紅色、綠色或者藍色。
5.如權(quán)利要求4所述的LED旋轉(zhuǎn)顯示系統(tǒng),其特征在于,所述顯示棒上設(shè)置有紅外發(fā)生 器,而顯示區(qū)域內(nèi)設(shè)置有紅外接收器,一旦顯示棒轉(zhuǎn)到接收器位置,接收器就能得到一個紅 外信號并將其轉(zhuǎn)化為電信號,同時將該電信號反饋至視頻處理系統(tǒng),視頻處理系統(tǒng)內(nèi)的控 制器一旦檢測到這個電信號,則從存儲器中順序輸出圖像條信號驅(qū)動顯示棒上的LED燈進 行顯不。
6.一種LED旋轉(zhuǎn)顯示方法,其特征在于,包括如下步驟視頻處理系統(tǒng)對輸入的視頻信號進行采樣,得到每幀圖像信號數(shù)據(jù),然后轉(zhuǎn)換為極坐 標,并將每幀圖像分割成輻射狀的很多個條狀圖像條信號,計算每個圖像條角寬度,根據(jù)設(shè) 定的轉(zhuǎn)速計算每個圖像條持續(xù)顯示時間,并將圖像條信號數(shù)據(jù)存儲;驅(qū)動電機,電機驅(qū)動系統(tǒng)帶動LED顯示棒旋轉(zhuǎn),同時轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)檢測電機轉(zhuǎn)速并反 饋給視頻處理系統(tǒng)內(nèi)的控制器,控制器控制電機轉(zhuǎn)速,使得電機在設(shè)定的轉(zhuǎn)速恒速度轉(zhuǎn)動, 即使得LED顯示棒以恒定速度轉(zhuǎn)動;視頻處理系統(tǒng)對LED顯示棒的位置進行檢測,當LED顯示棒轉(zhuǎn)動到固定位置時,就顯示 對應(yīng)對位的圖像條圖像,轉(zhuǎn)到下一個位置時,再顯示下一個位置的圖像條圖像,轉(zhuǎn)過一周, 就完整地顯示完整個圖像幀的圖像。
7.如權(quán)利要求6所述的LED旋轉(zhuǎn)顯示方法,其特征在于,還包括如下步驟視頻處理系統(tǒng)對輸入的視頻信號采樣,從中分離出行場同步信號,得到每幀圖像數(shù)據(jù) 和刷新率即幀數(shù),然后以LED顯示棒中心為坐標原點構(gòu)建極坐標,將每幀圖像上的像素位 置經(jīng)過計算轉(zhuǎn)變?yōu)闃O坐標位置數(shù)據(jù),并存儲于視頻處理系統(tǒng)的存儲器內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的LED旋轉(zhuǎn)顯示方法,其特征在于,還包括如下步驟將極坐標上每個像素位置的圖像信息重新排序,將相同角度坐標和互補角度坐標的像 素點作為一條圖像條的信號存儲,按圖像條角度坐標的遞增順序依次存儲在存儲器內(nèi),用 360度除以圖像條數(shù)量得到圖像條角寬度,然后設(shè)定顯示棒轉(zhuǎn)速。
9.如權(quán)利要求8所述的LED旋轉(zhuǎn)顯示方法,其特征在于,還包括如下步驟驅(qū)動電機帶動顯示棒轉(zhuǎn)動,同時通過轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)檢測轉(zhuǎn)速,運用PID算法使顯示棒 達到預定轉(zhuǎn)速,并保持恒定,視頻處理系統(tǒng)通過檢測LED顯示棒是否轉(zhuǎn)到起始點,如果達到起始點,則從存儲器中順序輸出圖像條信號驅(qū)動顯示棒上的LED燈進行顯示。
10.如權(quán)利要求9所述的LED旋轉(zhuǎn)顯示方法,其特征在于,將對位置檢測轉(zhuǎn)換成對時間 的檢測,采用固定轉(zhuǎn)速和起始點,從而通過計算從起始點開始經(jīng)過了多少時間即可知道顯 示棒轉(zhuǎn)到了哪個位置,輸出這個位置對應(yīng)的圖像信號。
全文摘要
本發(fā)明適用于電子領(lǐng)域,提供了一種LED旋轉(zhuǎn)顯示系統(tǒng)及顯示方法,包括有LED顯示棒、連接LED顯示棒的視頻處理系統(tǒng)、以及與視頻處理系統(tǒng)連接的電機驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)以及位置檢測系統(tǒng);其中,視頻處理系統(tǒng)用于處理視頻,同時也作為整個系統(tǒng)的控制器;電機驅(qū)動系統(tǒng)用以驅(qū)動LED顯示棒的旋轉(zhuǎn);而轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)用于檢測電機的轉(zhuǎn)速并反饋給視頻處理系統(tǒng)內(nèi)的控制器。通過把要顯示的圖像分割成條狀在LED顯示棒上顯示,然后用電機驅(qū)動使LED棒旋轉(zhuǎn),利用人眼的時間暫留效應(yīng),當LED棒轉(zhuǎn)到不同的位置時,顯示對應(yīng)位置的圖像條,連貫起來就是一幅完整的圖像。
文檔編號G09F19/12GK101866598SQ20101017061
公開日2010年10月20日 申請日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者王俊 申請人:深圳創(chuàng)維-Rgb電子有限公司