LED三维显示系统设计方案

　　本文利用发光二极管（LED）的高速发光特性，以旋转的二维发光二极管阵列为显示载体，实现显示三维形体。文中还详细介绍了LED三维显示系统的工作原理、论述了系统结构、并给出实际显示效果。

　　利用发光二极管（LED）的高速发光特性，以旋转的二维发光二极管阵列为显示载体显示三维形体。受调制的离散二维图像信息，因视觉暂留而形成深度效应，将被整合感知为一幅连续的三维图像，成功实现柱体空间内的三维显示。

　　引言

　　三维显示是对客体固有三维信息进行记录、处理和再现的可视化过程。目前国外的体三维显示研究主要有激光扫描双红外光子上变频技术、基于高速声光扫描器和旋转螺旋屏的激光扫描系统，采用快速空间光调制器的螺旋屏投影系统等，而这些技术实现起来较困难，而价格也较贵。本文利用发光二极管阵列实现了具有个体像素，空间尺寸为柱体内的三维显示，文中介绍了LED三维显示系统的工作原理、论述了系统结构、并给出实际显示效果。

　　LED（Light EmitTIng Diodes）显示技术是指将光电、计算机以及控制等相关内容综合于一体的现代新技术。它与传统的广告宣传紧密结合成为一种新的媒体宣传工具，广泛应用于展览中心、金融市场、体育场馆、机场、码头、车站等公共场所的信息显示和广告宣传。

　　1 LED三维显示系统原理

　　研究表明，人眼视觉暂留时间约为50—200ms，即人类视觉对亮度改变的跟踪会由于意识处理延时而滞后。当实际光源闪烁频率超过5Hz时，给人的感觉是连续发光体而非闪烁体。基于人眼视觉暂留特性，设计了如图1所示的体三维显示系统结构简图。

　　图1：系统结构简图

　　当发光二极管阵列屏在电机驱动下高速旋转，周期性地扫出一个柱体空间，阵列上的发光二极管旋转后提供分散于三维空间中的体显示介质，从而形成虚拟的体像素。为了便于理解，我们可对其进行空间分解，见图2所示。

　　图2：空间分解图

　　图2（a）-图2（d）分别表示连续个单位时间间隔内，左侧发光二极管阵列显示的二维信息，图中黑点表示发光二极管处于发光状态。由于视觉暂留，观察者感知的不是上述图2（a）-图2（d）的离散二维图像序列，而是一幅复合后的空间整体图像，如图2（e）示。