[發明專利]一種基于旋轉的多線陣式LED平面和立體顯示器

無效

• 申請號: 200810042271.8
• 申請日: 2008-08-29
• 公開（公告）號: CN101354859A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 孫培德;潘同衛;王曄湛;馮捷;任海軍
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G09F19/02
• 分類號: G09F19/02;G09F19/12;G09F9/33
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于LED線陣列結構和立體顯示器技術領域，特別涉及一種基于旋轉的多線陣式高清晰度LED平面和立體顯示器。

背景技術

目前室內外大型廣告、視頻播放系統主要為LED面陣列結構，由于畫面巨大，因此所需LED數量非常多，使得結構復雜、成本昂貴、耗電極大；而且由于LED特性的離散性和安裝工藝的限制，使得畫面的亮度均勻性和分辨率難以進一步提高。眾所周知，大多數顯示器都是通過行列掃描來得到圖像的，只要一幅圖像的掃描時間小于人的視覺暫留時間，就不會感到閃爍。利用圓筒式旋轉顯示器的勻速旋轉所形成的行掃描，一個恒定亮度的LED必然形成一條亮的橫線，一列恒定亮度的LED必然形成一個亮面，如果能夠根據畫面要求及時刷新一列LED中各個發光單元的亮度和色彩，就能還原畫面。如果能夠根據立體畫面各層數據，及時刷新不同旋轉半徑中的各列LED中各個發光單元的亮度和色彩，就能還原立體畫面。這種技術的實際應用目前尚未有記載。

發明內容

本專利中定義的平面顯示，是所有顯示像素都安排在同一個旋轉半徑上，觀看的效果相當于普通的平面顯示器，本專利中定義的立體顯示則將適當的顯示像素安排在不同的旋轉半徑上，這樣便可呈現出立體顯示效果。

本發明所要解決的技術問題是提供一種在一個圓柱體上安排雙線陣LED或不同旋轉半徑的LED線陣組，利用勻速運動的機械旋轉形成行掃描，并適當控制列信號，在360°圓筒形旋轉顯示器表面(內側或外側)形成穩定和高清晰的平面、立體畫面。這種多線陣式結構，可以極大地減少LED的數量，克服面陣式LED顯示器固有的缺陷，同時又可具有高清晰度、立體顯示功能。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種基于旋轉的多線陣式LED平面和立體顯示器，包括LED線陣列結構和一個可勻速旋轉的圓筒式旋轉顯示器基板，在所述的圓筒式旋轉顯示器基板上安裝雙線陣LED或不同旋轉半徑的LED線陣組，同一旋轉半徑的線陣采用雙線陣式結構，兩個線陣的LED錯位一個單元，分別同時顯示相應的隔行信息；采用旋轉編碼器提供行掃描信號；在圓筒式旋轉顯示器的圓筒內側或外側安裝有磁鐵或勵磁線圈，圓筒上裝有線圈，圓筒式旋轉顯示器利用切割磁場的方式使圓筒上的線圈獲得電能；圓筒式旋轉顯示器的圓周上安裝輪子，在圓筒底部安裝磁性材料，在其下方固定部位安裝同性的電磁線圈，利用相互排斥的電磁力形成磁懸浮。

所述的圓筒式旋轉顯示器在其圓周上均勻安裝多組LED線陣，且在維持圖像刷新率不變的前提下降低圓筒旋轉速度，旋轉速度＝刷新率/線陣組個數。因為降低圓筒式旋轉顯示器的旋轉速度對降低由旋轉引起的噪聲以及改善其他由旋轉引起的問題有明顯作用，但不能由于降低了旋轉速度而影響刷新率，刷新率降低會使顯示質量明顯下降。

所述的LED線陣組在只有一個雙線陣的情況下，顯示器的旋轉驅動可以采用1對極的同步電機或鼠籠式異步電動機，利用50Hz電網電壓供電，利用旋轉編碼器的位置信號刷新線陣式LED，得到50Hz的刷新頻率；多組線陣時可采用多極同步電機或鼠籠式異步電動機。

所述的圓筒式旋轉顯示器的旋轉驅動也可采用直線電機的驅動方式，即在顯示器圓周的頂部安裝有展開式的鼠籠式導條轉子，導條上部有展開式的三相定子繞組，利用定子行波形式移動的磁場，使轉子獲得旋轉的轉矩，通過變頻器和旋轉編碼器，獲得需要的旋轉速度。

所述的顯示器采用旋轉發電方式供電，即在圓筒內側或外側安裝有磁鐵或勵磁線圈，圓筒上裝有線圈，利用切割磁場的方式使圓筒上的線圈獲得電能，再經過適當的變換后向顯示器供電。

所述的圓筒式旋轉顯示器的視頻信號通過無線傳輸方式獲得。

本發明的原理為：

(1)利用圓筒式旋轉顯示器的勻速旋轉形成機械式行掃描，當LED線陣處于不同的角度范圍時向其輸出畫面對應列的亮度、色彩信息，從而形成穩定的視頻畫面；

(2)LED安裝方面的局限使得LED各個單元之間存在間隙，從而形成較大的顯示單元點距，影響顯示質量，本專利提出同一旋轉半徑的線陣采用雙線陣式結構，兩個線陣的LED錯位一個單元，分別同時顯示相應的隔行信息，可使垂直方向點距大大減小(理論上可為零)；

(3)安排不同旋轉半徑的LED線陣，根據立體畫面的各層信息刷新對應旋轉半徑上的LED線陣，從而再現立體畫面；

(4)在圓周上均勻安排多組LED線陣，既易于實現動平衡，還可以方便地實現在圓筒式旋轉顯示器上同時播放多個不同的頻道，或多個相同頻道，使觀眾能看到完整的畫面，且可在維持圖像刷新率不變的前提下降低圓筒旋轉速度，旋轉速度＝刷新率/線陣組個數；