[发明专利]一种基于旋转的多线阵式LED平面和立体显示器

说明书

技术领域

本发明属于LED线阵列结构和立体显示器技术领域，特别涉及一种基于旋转的多线阵式高清晰度LED平面和立体显示器。

背景技术

目前室内外大型广告、视频播放系统主要为LED面阵列结构，由于画面巨大，因此所需LED数量非常多，使得结构复杂、成本昂贵、耗电极大；而且由于LED特性的离散性和安装工艺的限制，使得画面的亮度均匀性和分辨率难以进一步提高。众所周知，大多数显示器都是通过行列扫描来得到图像的，只要一幅图像的扫描时间小于人的视觉暂留时间，就不会感到闪烁。利用圆筒式旋转显示器的匀速旋转所形成的行扫描，一个恒定亮度的LED必然形成一条亮的横线，一列恒定亮度的LED必然形成一个亮面，如果能够根据画面要求及时刷新一列LED中各个发光单元的亮度和色彩，就能还原画面。如果能够根据立体画面各层数据，及时刷新不同旋转半径中的各列LED中各个发光单元的亮度和色彩，就能还原立体画面。这种技术的实际应用目前尚未有记载。

发明内容

本专利中定义的平面显示，是所有显示像素都安排在同一个旋转半径上，观看的效果相当于普通的平面显示器，本专利中定义的立体显示则将适当的显示像素安排在不同的旋转半径上，这样便可呈现出立体显示效果。

本发明所要解决的技术问题是提供一种在一个圆柱体上安排双线阵LED或不同旋转半径的LED线阵组，利用匀速运动的机械旋转形成行扫描，并适当控制列信号，在360°圆筒形旋转显示器表面(内侧或外侧)形成稳定和高清晰的平面、立体画面。这种多线阵式结构，可以极大地减少LED的数量，克服面阵式LED显示器固有的缺陷，同时又可具有高清晰度、立体显示功能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于旋转的多线阵式LED平面和立体显示器，包括LED线阵列结构和一个可匀速旋转的圆筒式旋转显示器基板，在所述的圆筒式旋转显示器基板上安装双线阵LED或不同旋转半径的LED线阵组，同一旋转半径的线阵采用双线阵式结构，两个线阵的LED错位一个单元，分别同时显示相应的隔行信息；采用旋转编码器提供行扫描信号；在圆筒式旋转显示器的圆筒内侧或外侧安装有磁铁或励磁线圈，圆筒上装有线圈，圆筒式旋转显示器利用切割磁场的方式使圆筒上的线圈获得电能；圆筒式旋转显示器的圆周上安装轮子，在圆筒底部安装磁性材料，在其下方固定部位安装同性的电磁线圈，利用相互排斥的电磁力形成磁悬浮。

所述的圆筒式旋转显示器在其圆周上均匀安装多组LED线阵，且在维持图像刷新率不变的前提下降低圆筒旋转速度，旋转速度＝刷新率/线阵组个数。因为降低圆筒式旋转显示器的旋转速度对降低由旋转引起的噪声以及改善其他由旋转引起的问题有明显作用，但不能由于降低了旋转速度而影响刷新率，刷新率降低会使显示质量明显下降。

所述的LED线阵组在只有一个双线阵的情况下，显示器的旋转驱动可以采用1对极的同步电机或鼠笼式异步电动机，利用50Hz电网电压供电，利用旋转编码器的位置信号刷新线阵式LED，得到50Hz的刷新频率；多组线阵时可采用多极同步电机或鼠笼式异步电动机。

所述的圆筒式旋转显示器的旋转驱动也可采用直线电机的驱动方式，即在显示器圆周的顶部安装有展开式的鼠笼式导条转子，导条上部有展开式的三相定子绕组，利用定子行波形式移动的磁场，使转子获得旋转的转矩，通过变频器和旋转编码器，获得需要的旋转速度。

所述的显示器采用旋转发电方式供电，即在圆筒内侧或外侧安装有磁铁或励磁线圈，圆筒上装有线圈，利用切割磁场的方式使圆筒上的线圈获得电能，再经过适当的变换后向显示器供电。

所述的圆筒式旋转显示器的视频信号通过无线传输方式获得。

本发明的原理为：

(1)利用圆筒式旋转显示器的匀速旋转形成机械式行扫描，当LED线阵处于不同的角度范围时向其输出画面对应列的亮度、色彩信息，从而形成稳定的视频画面；

(2)LED安装方面的局限使得LED各个单元之间存在间隙，从而形成较大的显示单元点距，影响显示质量，本专利提出同一旋转半径的线阵采用双线阵式结构，两个线阵的LED错位一个单元，分别同时显示相应的隔行信息，可使垂直方向点距大大减小(理论上可为零)；

(3)安排不同旋转半径的LED线阵，根据立体画面的各层信息刷新对应旋转半径上的LED线阵，从而再现立体画面；

(4)在圆周上均匀安排多组LED线阵，既易于实现动平衡，还可以方便地实现在圆筒式旋转显示器上同时播放多个不同的频道，或多个相同频道，使观众能看到完整的画面，且可在维持图像刷新率不变的前提下降低圆筒旋转速度，旋转速度＝刷新率/线阵组个数；