基本信息
- 项目名称：
- 稀疏点阵LED显示器
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 该作品通过对传统LED显示屏像素进行重新排列，利用人眼的运动来复用像素，可以提高人眼可视分辨率；通过优化的四向密排布线，可以使相邻LED之间不必互相绝缘，从而能够很大程度上缩小相邻像素之间的距离；并采用改进型的点阵和布线方法，设计了针对在该特殊点阵排列情况下的特殊扫描方法：稀疏点阵扫描方法，达到了优化设计的目的。 使用稀疏点阵技术至少可以使显示器在成本上降低一半，而且适用于各种显示滚动画面的显示器，可以直接替换市场上同类产品，具有巨大的经济效益。
- 详细介绍：
- 随着大规模集成电路和计算机技术的发展，以单个发光器件为单元而拼装成的大面积矩阵视屏显示系统成为可能。由高亮度发光器件组成的直视式大型显示屏亮度高、对比度大、色彩鲜明，可在室外阳光下清晰地显示动态的视频图像，其应用领域日益得到推广。 但是对于目前的大型屏来说，存在着成本极高的问题；而对于小型屏来说，存在显示分辨率不足的问题。本技术旨在降低LED显示器成本，并提高LED显示器的显示分辨率。其主要思路是：利用人眼对画面的跟随运动进行机械扫描以提高分辨率；运用改进型的点阵和布线方法，提高了LED排列密度。 我们通过对像素进行重新排列，利用人眼的运动来复用像素，可以提高人眼可视分辨率；通过优化的四向密排布线，可以使相邻LED之间不必互相绝缘，从而能够很大程度上缩小相邻像素之间的距离。 由于采用了改进型的点阵和布线方法，我们设计了针对在该特殊点阵排列情况下的特殊扫描方法：稀疏点阵扫描方法，以区别于传统显示器采用的扫描方法。 该作品在同样显示分辨率下，可节约LED数量至少50%； 使用0805LED时，分辨率可达20dpi以上； 使用0603LED时，分辨率可达33dpi以上； 相比传统点阵可提高排列密度40%以上； 能大幅减少所需的扫描线数量。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1．发明的目的和基本思路： 随着大规模集成电路和计算机技术的发展，以单个发光器件为单元而拼装成的大面积矩阵视屏显示系统成为可能。由高亮度发光器件组成的直视式大型显示屏亮度高、对比度大、色彩鲜明，可在室外阳光下清晰地显示动态的视频图像，其应用领域日益得到推广。 但是对于目前的大型屏来说，存在着成本极高的问题；而对于小型屏来说，存在显示分辨率不足的问题。本技术旨在降低LED显示器成本，并提高LED显示器的显示分辨率。其主要思路是：利用人眼对画面的跟随运动进行机械扫描以提高分辨率；运用改进型的点阵和布线方法，提高了LED排列密度。 2．创新点和技术关键： 我们通过对像素进行重新排列，利用人眼的运动来复用像素，可以提高人眼可视分辨率；通过优化的四向密排布线，可以使相邻LED之间不必互相绝缘，从而能够很大程度上缩小相邻像素之间的距离。 由于采用了改进型的点阵和布线方法，我们设计了针对在该特殊点阵排列情况下的特殊扫描方法：稀疏点阵扫描方法，以区别于传统显示器采用的扫描方法。 3．技术指标： 在同样显示分辨率下，节约LED数量至少50%； 使用0805LED时，分辨率可达20dpi以上； 使用0603LED时，分辨率可达33dpi以上； 相比传统点阵可提高排列密度40%以上； 开口率可达100%； 并能大幅减少所需的扫描线数量。
科学性、先进性
- 1.LED点阵部分 在传统扫描显示器中，一般都将观察者视为固定的，这样在扫描时各行在人眼中的视觉暂留影像才能叠加重现画面。但当画面开始匀速滚动时，人眼为了更清楚地判读画面，会跟随画面运动，这将导致每次扫描所留下的暂留像并没有按计划组合到应有的位置上，而是发生了一个小的偏移。所以目前市场上各种LED条屏在滚动字幕时，都会不同程度上发生字体倾斜以及错位现象。 在该技术中，我们通过精心设计的LED点阵，利用人眼运动所造成偏移，让每一帧在人眼中的暂留像，恰好嵌入到下一帧画面的像素缝隙中，从而使显示分辨率成倍提高。此法不仅适用于LED显示器，也适用于各种其它类型的点阵显示器。 2.电路部分 在传统LED显示器的电路中，所有LED排成矩阵，每行、每列均有扫描线，相邻的二极管之间互相绝缘。在我们精心设计的四向密排电路中，可使用传统点阵或者45°稀疏点阵，每行、每列的二极管均首尾相接。相邻的二极管之间不需要相互绝缘，所以像素可以排列的非常密集。
获奖情况及鉴定结果
- 2008年12月21日 湖南省第二届“麓华杯”电子设计大赛一等奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
作品可展示的形式
- ■实物、产品 ■模型 ■现场演示 ■样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点： 我们将像素按一定角度重新排列，利用人眼的运动来复用像素，可以提高人眼可视分辨率；通过优化的四向密排布线，可以使相邻LED之间不必互相绝缘，有利于生产制造过程。 适用范围 1.本文所描述的稀疏型点阵显示器，主要适用于显示滚动字幕或者图像（如公共汽车报站、广告信息栏、证券交易大厅等）。 2.稀疏型点阵LED显示器难以被拍摄，因为每个瞬间都只能拍到画面的1/F，所以适用于对保密性要求较高的场合，能在一定程度上避免显示画面被非法记录。 市场分析及经济效益预测 LED显示器已发展为重要的现代信息发布手段和平板显示器的主流产品之一。在证券交易、金融信息、航班信息、道路交通、邮政商场、集会展览等场所具有非常大的市场应用潜力。 使用稀疏点阵技术至少可以使显示器在成本上降低一半，而且适用于各种显示滚动画面的显示器，可直接替换市场上同类产品，具有巨大的经济效益。
同类课题研究水平概述
- LED(Light Emitting Diode发光二极管)电子显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理于一体的大型显示屏系统。它以其超大画面、超强视觉、灵活多变的显示方式等独具一格的优势，成为目前国际上使用广泛的显示系统，是信息传播设施划时代的产品。自80年代末在中国大陆面市以来，以其质优价廉、低电耗，既可显示图文数据、以可显示视频图像，画面清晰、色彩艳、显示方式灵活多变等功能在各行各业中迅速推广应用。 经过多年发展，LED显示屏研制、生产技术已趋于成熟、稳定，新产品质量已有很大的提高，是一种成熟型新产品。目前，LED显示屏新产品种类较多。主要有：条屏、图文屏单色、双基色、全彩LED显示屏及LED电子数码管显示屏。而由美国TI公司推出的5902系统在全彩LED显示屏领域独领风骚。 而对于本文提出的新型稀疏LED显示技术，是一种原创的技术，有别于目前市场上的任何一种LED显示应用或生产技术。 其他国内外先进技术 1：非线性扫描技术（γ校正） 根据人的视觉特点和LED显示特性，采用先进的非线性扫描技术（γ校正），可以使显示画面的各个层次得到完整的反映，细微变化清晰呈现，极大提高画面质量。对于像素较少的显示屏，该项技术尤其重要。 2：恒流降噪技术 恒流降噪技术可以将电源等其它噪声源因素对LED电显示屏造成的影响降低到最低程度。 3：OLED显示屏 OLED全称为Organic Light—Emitting Diode，即有机发光二极管显示器，是指有机半导体材料和发光材料在电流驱动下而达到发光并实现显示的技术。 OLED相比LCD有许多优势：超轻、超薄(厚度可低于1mm)、亮度高、可视角度大(可达170。)、功耗低、响应速度快(约为LCD速度的1000倍)、清晰度高、发热量低、抗震性能优异、制造成本低及可弯曲等。 自从2007年12月．Sony第一台Il英寸OLED电视机XEL．1上市以来．OLED技术在电视机上的应用就开始从理论进入到实用化阶段。2008年可以认为是OLED批量生产的元年
