CN101866598A - 一种led旋转显示系统及显示方法 - Google Patents

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本发明适用于电子领域,提供了一种LED旋转显示系统及显示方法,包括有LED显示棒、连接LED显示棒的视频处理系统、以及与视频处理系统连接的电机驱动系统、转速检测系统以及位置检测系统;其中,视频处理系统用于处理视频,同时也作为整个系统的控制器;电机驱动系统用以驱动LED显示棒的旋转;而转速检测系统用于检测电机的转速并反馈给视频处理系统内的控制器。通过把要显示的图像分割成条状在LED显示棒上显示,然后用电机驱动使LED棒旋转,利用人眼的时间暂留效应,当LED棒转到不同的位置时,显示对应位置的图像条,连贯起来就是一幅完整的图像。

Description

一种LED旋转显示系统及显示方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于显示技术领域,尤其涉及一种利用人眼视觉暂留效应,旋转LED(发光二极管)显示棒呈现活动图像的LED旋转显示系统及显示方法。
【背景技术】
[0002] 显示技术发展到今天,出现了 CRT显示方式、背投显示、液晶显示、以及LED显示等 显示技术,技术发展趋势是越来越薄,越来越轻。但是无论采用何种显示方式,都需要一个 宽大的显示屏幕,而这个显示屏幕既占用了大量成本,又占用了大量空间,即使是现在最新 的超薄液晶显示系统,也需要一个很大的显示屏,虽然在厚度上减小了很多,但在平面面积 上并没有太大突破。因此,开发更简便,更轻薄的显示技术,一直是显示技术行业内关注的 焦点。中国专利第200520110511. 5号公开了一种基于视觉暂留效应的线阵发光LED运动 成像装置,其通过应用视觉暂留效应,使用时只需用手摇摆,即可在摇摆出的扇形轨迹面上 可以形成稳定的文字、符号、图像等图案显示。然而,该装置只能显示预先设定好的图案,比 如几个字,一些简单图案等,不能显示活动画面,不具有解码能力,不能接收图像信号用于 显示,并且通过人使用手来进行摇动,显示不清晰。
【发明内容】
[0003] 本发明实施例的目的在于提供一种LED旋转显示系统及显示方法。
[0004] 为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0005] 一种LED旋转显示系统,包括有LED显示棒、连接LED显示棒的视频处理系统、以 及与视频处理系统连接的电机驱动系统、转速检测系统以及位置检测系统;其中,视频处理 系统用于处理视频,同时也作为整个系统的控制器;电机驱动系统用以驱动LED显示棒的 旋转;而转速检测系统用于检测电机的转速并反馈给视频处理系统内的控制器。
[0006] 一种LED旋转显示方法,包括如下步骤:
[0007] 视频处理系统对输入的视频信号进行采样,得到每帧图像信号数据,然后转换为 极坐标,并将每帧图像分割成辐射状的很多个条状图像条信号,计算每个图像条角宽度,根 据设定的转速计算每个图像条持续显示时间,并将图像条信号数据存储;
[0008] 驱动电机,电机驱动系统带动LED显示棒旋转,同时转速检测系统检测电机转速 并反馈给视频处理系统内的控制器,控制器控制电机转速,使得电机在设定的转速恒速度 转动,即使得LED显示棒以恒定速度转动;
[0009] 视频处理系统对LED显示棒的位置进行检测,当LED显示棒转动到固定位置时,就 显示对应位置的图像条图像,转到下一个位置时,再显示下一个位置的图像条图像,转过一 周,就完整地显示完整个图像帧的图像。
[0010] 相较于现有技术,本发明把要显示的图像分割成条状在LED显示棒上显示,然后 用电机驱动使LED棒旋转,利用人眼的时间暂留效应,当LED棒转到不同的位置时,显示对 应位置的图像条,连贯起来就是一幅完整的图像。【附图说明】
[0011] 图1是本发明LED旋转显示系统原理框图。
[0012] 图2是本发明的图像显示处理流程图示。
【具体实施方式】
[0013] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并 不用于限定本发明。
[0014] 请参阅图1所示,本发明LED旋转显示系统包括有LED显示棒、连接LED显示棒的 视频处理系统、以及与视频处理系统连接的电机驱动系统、转速检测系统以及位置检测系 统。其中,LED显示棒上有很多个微型LED,排列成条状,每个LED都能独立显示不同光强的 红色、绿色或者蓝色。每3个红、绿、蓝色的LED组成一个像素,这样就能够显示各种色彩。 视频处理系统用于处理视频,同时也作为整个系统的控制器。电机驱动系统用以驱动LED 显示棒的旋转;转速检测系统为一转速传感器,其检测电机的转速并反馈给视频处理系统 内的控制器;位置检测系统用于检测LED显示棒的位置,并反馈给视频处理系统的控制器。 视频信号输入至视频处理系统,视频处理系统将输入的视频信号进行处理,先进行采样,得 到每帧图像信号数据,转换为极坐标,并将每帧图像分割成辐射状的很多个条状图像条信 号,图像条宽度可以进行调整,图像条越细,即显示越清晰。计算每个图像条角宽度,根据设 定的转速计算每条图像条持续显示时间,将图像条信号数据存储。驱动电机,电机驱动系统 带动显示棒旋转,同时转速检测系统检测电机转速并反馈给控制器,控制器采用PWM(可变 脉冲宽度调制)的方式控制电机转速,保证电机在设定的转速恒速度转动,即保证LED显示 棒以恒定速度转动。然后视频处理系统通过位置检测系统对LED显示棒的位置进行检测, 当显示棒转动到固定位置时,就显示对应对位的图像条图像。转到下一个位置时,再显示下 一个位置的图像条图像,转过一周,就完整的显示过整个图像帧的图像。由于人眼的视觉暂 留效应,每个图像条的图像被人眼组合起来就形成了完整的图像。由于对显示棒的位置进 行精确地检测比较复杂,本实施例中通过将对位置的检测转换成对时间的检测,采用固定 转速和起始点的方法,显示棒转动经过起始点后相同时间会到达相同的位置,不同时间达 到不同位置,这样只要计算从起始点开始经过多少时间就能知道显示棒转到哪个位置,从 输出这个位置对应的图像信号,这样位置检测就转变成了时间检测,比较方便简单。视频处 理系统通过检测LED显示棒是否转到起始点,如果达到,就从存储器输出图像条信号,每条 图像条的持续显示时间结束后就输出下一条图像条信号。
[0015] 图2示出了本发明的图像显示处理流程,首先,视频处理系统对输入的视频信号 采样,从中分离出行场同步信号,得到每帧图像数据和刷新率即帧数。然后以显示棒中心为 坐标原点构建极坐标,将每帧图像上的像素位置经过计算转变为极坐标位置数据,并存储 于视频处理系统的存储器内,当然也可预先计算好像素点对应的极坐标位置存储在存储器 内。将极坐标上每个像素位置的图像信息重新排序,将相同角度坐标和互补角度坐标的像 素点作为一条图像条的信号存储,按图像条角度坐标的递增顺序依次存储在存储器内,用 360度除以图像条数量得到图像条角宽度,然后设定显示棒转速,在一帧图像时间内显示棒转速至少要转过一周。一般将显示棒转速设为图像帧时间转过一周所需速度的整数倍。 例如图像帧时间是1/60秒,一帧的时间转过一周转速需设为21600° /S,转过2周需设为 43200° /S,需要注意的是,如果设为每帧转过2周,则存储的每帧图像条信号要显示2次。 用图像条角宽度除以显示棒转速,得到每个图像条的持续显示时间。最后驱动电机带动显 示棒转动,同时通过转速检测系统检测转速,运用PID算法使显示棒达到预定转速,并保持 恒定。视频处理系统通过检测LED显示棒是否转到起始点,如果达到起始点,则从存储器中 顺序输出图像条信号驱动显示棒上的LED灯进行显示。本实施例中起始点信号是由红外线 检测的,显示棒上有红外发生器,而显示区域内设置有红外接收器,该红外接收器安放的位 置就是所述起始点,一旦显示棒转到接收器位置,接收器就能得到一个红外信号并将其转 化为电信号,同时将该电信号反馈至视频处理系统,视频处理系统内的控制器一旦检测到 这个电信号,则从存储器中顺序输出图像条信号驱动显示棒上的LED灯进行显示。
[0016] 以使用本系统看电视为例,输入50Hz的PAL电视信号,即每秒50帧,视频处理系 统对每帧图像信号采样,将每帧图像分割成相同宽度,围绕同一圆心的图像条,例如分割为 180条,组合起来就是一幅完整的图像。设定显示棒转速为18000° /S,即每帧图像时间转 过一周。那么每条图像条持续显示时间就是0. 11ms。驱动电机带动显示棒旋转,当旋转速 度达到18000° /S并稳定后,检测显示棒是否转到初始位置,如果转到后,就输出图像条数 据用于显示,0. Ilms后再输出下一条图像条数据,如此循环则完整的显示了一帧图像,每秒 钟显示50帧图像,利用人眼的视觉暂留效应,看起来就是流程活动的电视画面了。 [0017] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

  1. 一种LED旋转显示系统,包括有LED显示棒,其特征在于,还包括有连接LED显示棒的视频处理系统、以及与视频处理系统连接的电机驱动系统、转速检测系统以及位置检测系统;其中,视频处理系统用于处理视频,同时也作为整个系统的控制器;电机驱动系统用以驱动LED显示棒的旋转;而转速检测系统用于检测电机的转速并反馈给视频处理系统内的控制器。
  2. 2.如权利要求1所述的LED旋转显示系统,其特征在于,所述视频处理系统对输入的视 频信号进行采样,得到每帧图像信号数据,然后转换为极坐标,将每帧图像分割成辐射状的 很多个条状图像条信号,并将图像条信号数据进行存储。
  3. 3.如权利要求2所述的LED旋转显示系统,其特征在于,所述转速检测系统为一转速传 感器,其检测电机转速并反馈给视频处理系统内的控制器,控制器采用PWM的方式控制电 机转速,保证电机在设定的转速恒速度转动,即保证LED显示棒以恒定速度转动。
  4. 4.如权利要求3所述的LED旋转显示系统,其特征在于,所述LED显示棒上有复数个排 列成条状的微型LED,每个LED都能独立显示不同光强的红色、绿色或者蓝色。
  5. 5.如权利要求4所述的LED旋转显示系统,其特征在于,所述显示棒上设置有红外发生 器,而显示区域内设置有红外接收器,一旦显示棒转到接收器位置,接收器就能得到一个红 外信号并将其转化为电信号,同时将该电信号反馈至视频处理系统,视频处理系统内的控 制器一旦检测到这个电信号,则从存储器中顺序输出图像条信号驱动显示棒上的LED灯进 行显不。
  6. 6. 一种LED旋转显示方法,其特征在于,包括如下步骤:视频处理系统对输入的视频信号进行采样,得到每帧图像信号数据,然后转换为极坐 标,并将每帧图像分割成辐射状的很多个条状图像条信号,计算每个图像条角宽度,根据设 定的转速计算每个图像条持续显示时间,并将图像条信号数据存储;驱动电机,电机驱动系统带动LED显示棒旋转,同时转速检测系统检测电机转速并反 馈给视频处理系统内的控制器,控制器控制电机转速,使得电机在设定的转速恒速度转动, 即使得LED显示棒以恒定速度转动;视频处理系统对LED显示棒的位置进行检测,当LED显示棒转动到固定位置时,就显示 对应对位的图像条图像,转到下一个位置时,再显示下一个位置的图像条图像,转过一周, 就完整地显示完整个图像帧的图像。
  7. 7.如权利要求6所述的LED旋转显示方法,其特征在于,还包括如下步骤:视频处理系统对输入的视频信号采样,从中分离出行场同步信号,得到每帧图像数据 和刷新率即帧数,然后以LED显示棒中心为坐标原点构建极坐标,将每帧图像上的像素位 置经过计算转变为极坐标位置数据,并存储于视频处理系统的存储器内。
  8. 8.如权利要求7所述的LED旋转显示方法,其特征在于,还包括如下步骤:将极坐标上每个像素位置的图像信息重新排序,将相同角度坐标和互补角度坐标的像 素点作为一条图像条的信号存储,按图像条角度坐标的递增顺序依次存储在存储器内,用 360度除以图像条数量得到图像条角宽度,然后设定显示棒转速。
  9. 9.如权利要求8所述的LED旋转显示方法,其特征在于,还包括如下步骤:驱动电机带动显示棒转动,同时通过转速检测系统检测转速,运用PID算法使显示棒 达到预定转速,并保持恒定,视频处理系统通过检测LED显示棒是否转到起始点,如果达到起始点,则从存储器中顺序输出图像条信号驱动显示棒上的LED灯进行显示。
  10. 10.如权利要求9所述的LED旋转显示方法,其特征在于,将对位置检测转换成对时间 的检测,采用固定转速和起始点,从而通过计算从起始点开始经过了多少时间即可知道显 示棒转到了哪个位置,输出这个位置对应的图像信号。
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