一種led旋轉顯示系統及顯示方法

2023-07-05 11:10:31 1

專利名稱：一種led旋轉顯示系統及顯示方法
一種LED旋轉顯示系統及顯示方法
技術領域：
本發明屬於顯示技術領域，尤其涉及一種利用人眼視覺暫留效應，旋轉LED(發光二極體)顯示棒呈現活動圖像的LED旋轉顯示系統及顯示方法。
背景技術：
顯示技術發展到今天，出現了 CRT顯示方式、背投顯示、液晶顯示、以及LED顯示等 顯示技術，技術發展趨勢是越來越薄，越來越輕。但是無論採用何種顯示方式，都需要一個 寬大的顯示屏幕，而這個顯示屏幕既佔用了大量成本，又佔用了大量空間，即使是現在最新 的超薄液晶顯示系統，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 上並沒有太大突破。因此，開發更簡便，更輕薄的顯示技術，一直是顯示技術行業內關注的 焦點。中國專利第200520110511. 5號公開了一種基於視覺暫留效應的線陣發光LED運動 成像裝置，其通過應用視覺暫留效應，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於 顯示，並且通過人使用手來進行搖動，顯示不清晰。

發明內容本發明實施例的目的在於提供一種LED旋轉顯示系統及顯示方法。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種LED旋轉顯示系統，包括有LED顯示棒、連接LED顯示棒的視頻處理系統、以 及與視頻處理系統連接的電機驅動系統、轉速檢測系統以及位置檢測系統；其中，視頻處理 系統用於處理視頻，同時也作為整個系統的控制器；電機驅動系統用以驅動LED顯示棒的 旋轉；而轉速檢測系統用於檢測電機的轉速並反饋給視頻處理系統內的控制器。一種LED旋轉顯示方法，包括如下步驟視頻處理系統對輸入的視頻信號進行採樣，得到每幀圖像信號數據，然後轉換為 極坐標，並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 據設定的轉速計算每個圖像條持續顯示時間，並將圖像條信號數據存儲；驅動電機，電機驅動系統帶動LED顯示棒旋轉，同時轉速檢測系統檢測電機轉速 並反饋給視頻處理系統內的控制器，控制器控制電機轉速，使得電機在設定的轉速恆速度 轉動，即使得LED顯示棒以恆定速度轉動；視頻處理系統對LED顯示棒的位置進行檢測，當LED顯示棒轉動到固定位置時，就 顯示對應位置的圖像條圖像，轉到下一個位置時，再顯示下一個位置的圖像條圖像，轉過一 周，就完整地顯示完整個圖像幀的圖像。相較於現有技術，本發明把要顯示的圖像分割成條狀在LED顯示棒上顯示，然後 用電機驅動使LED棒旋轉，利用人眼的時間暫留效應，當LED棒轉到不同的位置時，顯示對 應位置的圖像條，連貫起來就是一幅完整的圖像。
圖1是本發明LED旋轉顯示系統原理框圖。圖2是本發明的圖像顯示處理流程圖示。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並 不用於限定本發明。請參閱圖1所示，本發明LED旋轉顯示系統包括有LED顯示棒、連接LED顯示棒的 視頻處理系統、以及與視頻處理系統連接的電機驅動系統、轉速檢測系統以及位置檢測系 統。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。 視頻處理系統用於處理視頻，同時也作為整個系統的控制器。電機驅動系統用以驅動LED 顯示棒的旋轉；轉速檢測系統為一轉速傳感器，其檢測電機的轉速並反饋給視頻處理系統 內的控制器；位置檢測系統用於檢測LED顯示棒的位置，並反饋給視頻處理系統的控制器。 視頻信號輸入至視頻處理系統，視頻處理系統將輸入的視頻信號進行處理，先進行採樣，得 到每幀圖像信號數據，轉換為極坐標，並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整，圖像條越細，即顯示越清晰。計算每個圖像條角寬度，根據設 定的轉速計算每條圖像條持續顯示時間，將圖像條信號數據存儲。驅動電機，電機驅動系統 帶動顯示棒旋轉，同時轉速檢測系統檢測電機轉速並反饋給控制器，控制器採用PWM(可變 脈衝寬度調製)的方式控制電機轉速，保證電機在設定的轉速恆速度轉動，即保證LED顯示 棒以恆定速度轉動。然後視頻處理系統通過位置檢測系統對LED顯示棒的位置進行檢測， 當顯示棒轉動到固定位置時，就顯示對應對位的圖像條圖像。轉到下一個位置時，再顯示下 一個位置的圖像條圖像，轉過一周，就完整的顯示過整個圖像幀的圖像。由於人眼的視覺暫 留效應，每個圖像條的圖像被人眼組合起來就形成了完整的圖像。由於對顯示棒的位置進 行精確地檢測比較複雜，本實施例中通過將對位置的檢測轉換成對時間的檢測，採用固定 轉速和起始點的方法，顯示棒轉動經過起始點後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過多少時間就能知道顯示棒轉到哪個位置，從 輸出這個位置對應的圖像信號，這樣位置檢測就轉變成了時間檢測，比較方便簡單。視頻處 理系統通過檢測LED顯示棒是否轉到起始點，如果達到，就從存儲器輸出圖像條信號，每條 圖像條的持續顯示時間結束後就輸出下一條圖像條信號。圖2示出了本發明的圖像顯示處理流程，首先，視頻處理系統對輸入的視頻信號 採樣，從中分離出行場同步信號，得到每幀圖像數據和刷新率即幀數。然後以顯示棒中心為 坐標原點構建極坐標，將每幀圖像上的像素位置經過計算轉變為極坐標位置數據，並存儲 於視頻處理系統的存儲器內，當然也可預先計算好像素點對應的極坐標位置存儲在存儲器 內。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，用 360度除以圖像條數量得到圖像條角寬度，然後設定顯示棒轉速，在一幀圖像時間內顯示棒轉速至少要轉過一周。一般將顯示棒轉速設為圖像幀時間轉過一周所需速度的整數倍。 例如圖像幀時間是1/60秒，一幀的時間轉過一周轉速需設為21600° /S，轉過2周需設為 43200° /S，需要注意的是，如果設為每幀轉過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速，得到每個圖像條的持續顯示時間。最後驅動電機帶動顯 示棒轉動，同時通過轉速檢測系統檢測轉速，運用PID算法使顯示棒達到預定轉速，並保持 恆定。視頻處理系統通過檢測LED顯示棒是否轉到起始點，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，顯示棒上有紅外發生器，而顯示區域內設置有紅外接收器，該紅外接收器安放的位 置就是所述起始點，一旦顯示棒轉到接收器位置，接收器就能得到一個紅外信號並將其轉 化為電信號，同時將該電信號反饋至視頻處理系統，視頻處理系統內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動顯示棒上的LED燈進行顯示。以使用本系統看電視為例，輸入50Hz的PAL電視信號，即每秒50幀，視頻處理系 統對每幀圖像信號採樣，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。設定顯示棒轉速為18000° /S，即每幀圖像時間轉 過一周。那麼每條圖像條持續顯示時間就是0. 11ms。驅動電機帶動顯示棒旋轉，當旋轉速 度達到18000° /S並穩定後，檢測顯示棒是否轉到初始位置，如果轉到後，就輸出圖像條數 據用於顯示，0. Ilms後再輸出下一條圖像條數據，如此循環則完整的顯示了一幀圖像，每秒 鍾顯示50幀圖像，利用人眼的視覺暫留效應，看起來就是流程活動的電視畫面了。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種LED旋轉顯示系統，包括有LED顯示棒，其特徵在於，還包括有連接LED顯示棒的視頻處理系統、以及與視頻處理系統連接的電機驅動系統、轉速檢測系統以及位置檢測系統；其中，視頻處理系統用於處理視頻，同時也作為整個系統的控制器；電機驅動系統用以驅動LED顯示棒的旋轉；而轉速檢測系統用於檢測電機的轉速並反饋給視頻處理系統內的控制器。
2.如權利要求1所述的LED旋轉顯示系統，其特徵在於，所述視頻處理系統對輸入的視 頻信號進行採樣，得到每幀圖像信號數據，然後轉換為極坐標，將每幀圖像分割成輻射狀的 很多個條狀圖像條信號，並將圖像條信號數據進行存儲。
3.如權利要求2所述的LED旋轉顯示系統，其特徵在於，所述轉速檢測系統為一轉速傳 感器，其檢測電機轉速並反饋給視頻處理系統內的控制器，控制器採用PWM的方式控制電 機轉速，保證電機在設定的轉速恆速度轉動，即保證LED顯示棒以恆定速度轉動。
4.如權利要求3所述的LED旋轉顯示系統，其特徵在於，所述LED顯示棒上有複數個排 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.如權利要求4所述的LED旋轉顯示系統，其特徵在於，所述顯示棒上設置有紅外發生 器，而顯示區域內設置有紅外接收器，一旦顯示棒轉到接收器位置，接收器就能得到一個紅 外信號並將其轉化為電信號，同時將該電信號反饋至視頻處理系統，視頻處理系統內的控 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動顯示棒上的LED燈進 行顯不。
6.一種LED旋轉顯示方法，其特徵在於，包括如下步驟視頻處理系統對輸入的視頻信號進行採樣，得到每幀圖像信號數據，然後轉換為極坐 標，並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，根據設 定的轉速計算每個圖像條持續顯示時間，並將圖像條信號數據存儲；驅動電機，電機驅動系統帶動LED顯示棒旋轉，同時轉速檢測系統檢測電機轉速並反 饋給視頻處理系統內的控制器，控制器控制電機轉速，使得電機在設定的轉速恆速度轉動， 即使得LED顯示棒以恆定速度轉動；視頻處理系統對LED顯示棒的位置進行檢測，當LED顯示棒轉動到固定位置時，就顯示 對應對位的圖像條圖像，轉到下一個位置時，再顯示下一個位置的圖像條圖像，轉過一周， 就完整地顯示完整個圖像幀的圖像。
7.如權利要求6所述的LED旋轉顯示方法，其特徵在於，還包括如下步驟視頻處理系統對輸入的視頻信號採樣，從中分離出行場同步信號，得到每幀圖像數據 和刷新率即幀數，然後以LED顯示棒中心為坐標原點構建極坐標，將每幀圖像上的像素位 置經過計算轉變為極坐標位置數據，並存儲於視頻處理系統的存儲器內。
8.如權利要求7所述的LED旋轉顯示方法，其特徵在於，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，用 360度除以圖像條數量得到圖像條角寬度，然後設定顯示棒轉速。
9.如權利要求8所述的LED旋轉顯示方法，其特徵在於，還包括如下步驟驅動電機帶動顯示棒轉動，同時通過轉速檢測系統檢測轉速，運用PID算法使顯示棒 達到預定轉速，並保持恆定，視頻處理系統通過檢測LED顯示棒是否轉到起始點，如果達到起始點，則從存儲器中順序輸出圖像條信號驅動顯示棒上的LED燈進行顯示。
10.如權利要求9所述的LED旋轉顯示方法，其特徵在於，將對位置檢測轉換成對時間 的檢測，採用固定轉速和起始點，從而通過計算從起始點開始經過了多少時間即可知道顯 示棒轉到了哪個位置，輸出這個位置對應的圖像信號。
全文摘要
本發明適用於電子領域，提供了一種LED旋轉顯示系統及顯示方法，包括有LED顯示棒、連接LED顯示棒的視頻處理系統、以及與視頻處理系統連接的電機驅動系統、轉速檢測系統以及位置檢測系統；其中，視頻處理系統用於處理視頻，同時也作為整個系統的控制器；電機驅動系統用以驅動LED顯示棒的旋轉；而轉速檢測系統用於檢測電機的轉速並反饋給視頻處理系統內的控制器。通過把要顯示的圖像分割成條狀在LED顯示棒上顯示，然後用電機驅動使LED棒旋轉，利用人眼的時間暫留效應，當LED棒轉到不同的位置時，顯示對應位置的圖像條，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 優先權日2010年5月7日
發明者王俊 申請人:深圳創維－Rgb電子有限公司