電子技術(shù)設(shè)計與應(yīng)用 Electronics Design & Application10.3969/j.issn.1000-0755.2015.05.012led三維顯示系統(tǒng)設(shè)計陳冬梅 （菏澤技師學院，山東 菏澤，274000） 摘 要：利用發(fā)光二極管（LED）的高速發(fā)光特性，以旋轉(zhuǎn)的二維發(fā)光二極管陣列為顯示載體顯示三維 形體。受調(diào)制的離散二維圖像信息，因視覺暫留而形成深度效應(yīng)，將被整合感知為一幅連續(xù)的三維圖像， 成功實現(xiàn)柱體空間內(nèi)的三維顯示。 關(guān)鍵詞：LED點陣屏；視覺暫留；三維顯示The Design of Three D-LED Display DystemChen Dongmei （Heze technician college， Heze， China，274000） Abstract：Using high speed light emitting characteristics of light-emitting diode (LED), with rotating two-dimensional light-emitting diode array to display the carrier three-dimensional form. Discrete two-dimensional image information by modulation, formation depth due to persistence of vision effect, will be integrated perception as a continuous three-dimensional image, realize the three-dimensional display of the cylinder space success. Key words: LED dot matrix screen； the persistence of vision space； three-dimensional display 0 引言 三維顯示是對客體固有三維信息進行記錄、處 理和再現(xiàn)的可視化過程。

目前國外的體三維顯示研 究主要有激光掃描雙紅外光子上變頻技術(shù)、基于高 速聲光掃描器和旋轉(zhuǎn)螺旋屏的激光掃描系統(tǒng)led三維顯示，采用 快速空間光調(diào)制器的螺旋屏投影系統(tǒng)等，而這些技 術(shù)實現(xiàn)起來較困難，而價格也較貴。本文利用發(fā)光 二極管陣列實現(xiàn)了具有個體像素，空間尺寸為柱體 內(nèi)的三維顯示，文中介紹了 LED三維顯示系統(tǒng)的工 作原理、論述了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、并給出實際顯示效果。 LED(Light Emitting Diodes)顯示技術(shù)是指將光 電、計算機以及控制等相關(guān)內(nèi)容綜合于一體的現(xiàn)代 新技術(shù)。它與傳統(tǒng)的廣告宣傳緊密結(jié)合成為一種新的 媒體宣傳工具，廣泛應(yīng)用于展覽中心、金融市場、 體育場館、機場、碼頭、車站等公共場所的信息顯 示和廣告宣傳。 1 LED三維顯示系統(tǒng)原理 研究表明[1]，人眼視覺暫留時間約為50-200ms， 即人類視覺對亮度改變的跟蹤會由于意識處理延時 而滯后。當實際光源閃爍頻率超過 5HZ時，給人的 感覺是連續(xù)發(fā)光體而非閃爍體?；谌搜垡曈X暫留 特性,設(shè)計了如圖1所示的體三維顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖。46圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖當發(fā)光二極管陣列屏在電機驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)，周期性地掃出一個柱體空間，陣列上的發(fā)光二極管 旋轉(zhuǎn)后提供分散于三維空間中的體顯示介質(zhì)，從而 形成虛擬的體像素。

為了便于理解led三維顯示，我們可對其進 行空間分解，見圖2所示。 圖2(a)-圖2(d)分別表示連續(xù)個單位時間間隔 內(nèi)，左側(cè)發(fā)光二極管陣列顯示的二維信息，圖中黑 點表示發(fā)光二極管處于發(fā)光狀態(tài)。由于視覺暫留， 觀察者感知的不是上述圖2(a)-圖2(d)的離散二維圖 像序列，而是一幅復合后的空間整體圖像，如圖 2(e)示。圖2 空間分解圖 (參見下頁) 2 LED三維顯示系統(tǒng)設(shè)計 由圖1可見，LED三維顯示系統(tǒng)包括LED顯示屏電子技術(shù)設(shè)計與應(yīng)用 Electronics Design & Application圖2 空間分解圖部分、電源及電機部分、無線輸電部分、紅外對管 等部分，下面對這些組成部分進行簡單介紹。 2.1 LED顯示屏 我們這里只是介紹原理，所以以8*16的低分辨 率的 LED顯示屏為例，高精度大型 LED顯示屏的設(shè) 計與此類似。 為了提高顯示屏旋轉(zhuǎn)時人眼對燈體的透視度， 不采用將 LED燈直接焊接在電路板上的方案，而是 將 LED的管腳直接串聯(lián)焊接起來，并將 LED其中的 一個管腳折彎90度，然后再將所有的 LED燈的管腳 焊接起來，形成鏤空的顯示屏，如下圖3所示。 LED顯示屏的驅(qū)動電路如圖4所示。