專利名稱:一種利用發(fā)光二極管陣列掃描圖形的裝置及其掃描方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種包含發(fā)光二極管(LED)的裝置,及對圖形進行掃描的 方法。
背景技術(shù):
在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中,注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時 會把多余的能量以光的形式釋放出來,從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié) 加反向電壓,少數(shù)載流子難以注入,故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原 理制作的二極管叫發(fā)光二極管,簡稱LED。
近年來,發(fā)光二極管(LED)的應(yīng)用市場得到了迅猛的發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng) 域不斷擴展。其中的一種應(yīng)用是LED圖形顯示部分,如數(shù)碼搖搖棒或叫LED 搖搖棒,是由一組發(fā)光二極管在棒體上排列而成,用于顯示各種圖案的顯示 器件。其圖形顯示原理是手在擺動到不同位置的時候,讓位于一條直線上 的LED顯示二維圖像的不同的列,利用人眼的3見覺暫留效應(yīng),即可實現(xiàn)完 整圖形的顯示。這種技術(shù)多用于明星演唱會、歌友會、酒吧、大型的娛樂場 以及各種大型的選舉、游行等活動中;然而該顯示技術(shù)只能顯示數(shù)據(jù)已存儲 到顯示裝置中的圖形,即只能實現(xiàn)固定的若干圖形的顯示,而不能根據(jù)使用 者的需要靈活地進行不同圖形的顯示。其它的LED圖形顯示部分如運動鞋 上的Logo等也存在相同的問題。
中國專利申請第200410100343.1號公開了 一種發(fā)光裝置和發(fā)光受光兼 用的驅(qū)動電路。其中公開了一發(fā)光裝置,具有多個LED,用于保存圖像數(shù) 據(jù)的存儲部件和控制器(MCU),通過發(fā)光二極管接收該發(fā)光并經(jīng)黑白圖 像反射后的光而獲得受光電平信號,生成各個發(fā)光二極管用的圖像數(shù)據(jù),并 存儲在所述的存儲器中;顯示時,則將該圖像數(shù)據(jù)讀出并控制LED進行點 亮。這種發(fā)光裝置可以實現(xiàn)圖像掃描、存儲和顯示功能,可以根據(jù)需要掃描并顯示更多的個性化的圖形。然而該現(xiàn)有技術(shù)的圖形掃描單元包括LED的 驅(qū)動電路,控制晶體管以及電容器,且顯示單元還包括AD轉(zhuǎn)換器,因此存 在電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且成本較高的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出 一種利用發(fā)光二極管陣列掃描圖形的 裝置,可以實現(xiàn)圖形掃描和存儲,且電路結(jié)構(gòu)簡單,成本低。
現(xiàn)代LED除了起到指示器和照明這些傳統(tǒng)功用以外,還能充當光伏探 測器。如筒單地把紅色LED連到萬用表,用類似的紅色LED等明亮光源照 射它,就會產(chǎn)生大于1.4V的讀數(shù)。某個反向偏置LED的模型等效一個充電 電容器,該電容器與一個依賴光的電流源并聯(lián)。如果增強入射光,就會增強 電流源,并能使等效電容器快速放電至電源電壓。
因此本發(fā)明可利用所述LED的感光特性,在將LED裝置對準要顯示的 圖形后,先對一個或多個LED充電,再控制相鄰的LED發(fā)光并停止充電, 充電LED接收反射光后會進行放電,且放電時間與反射光強有關(guān),而反射 光強又與產(chǎn)生該反射光的圖形的灰度有關(guān),因此檢測該放電時間即可確定對 應(yīng)圖形塊的灰度,如此即可筒單地完成對圖形的實時掃描和存儲,然后再通 過LED進行動態(tài)顯示,這樣,圖形掃描只需要利用裝置原有的LED陣列, 加以適當控制即可實現(xiàn)掃描和顯示功能。以下將掃描時發(fā)光的LED稱為發(fā) 射LED,接收反射光的LED稱為接收LED。對某一LED來說,即可作為發(fā) 射LED,也可作為接收LED。
基于以上構(gòu)思,本發(fā)明提供了 一種利用發(fā)光二極管陣列掃描圖形的裝 置,包括發(fā)光二極管LED陣列和圖形數(shù)據(jù)存儲單元,所述LED陣列至少包 括排為一列的多個LED,其特征在于,還包括與所述LED陣列和圖形數(shù)據(jù) 存儲單元相連的一掃描控制及處理單元,所述掃描控制及處理單元用于控制 由所述LED陣列上至少兩個LED組成的光收發(fā)組對圖形進行掃描,在光收 發(fā)組一次掃描過程中,先對組中的一個或多個LED即接收LED充電,然后 控制余下的一個LED即發(fā)射LED發(fā)光并停止對接收LED充電,檢測接收 LED的放電時間,掃描過程檢測到的所述放電時間轉(zhuǎn)換為圖形塊灰度值后, 保存到所述圖形數(shù)據(jù)存儲單元。
進一步地,上述裝置還可具有以下特點
所述掃描控制及處理單元進一步包括掃描控制單元、^:電時間;險測單 元和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元,其中
所述掃描控制單元,與所述LED陣列相連,用于將一列或多列上的LED 分為一個或多個掃描組,并將每一掃描組中的LED編為一個或多個光收發(fā) 組,控制一掃描組中的光收發(fā)組依次循環(huán)掃描,或在有多個掃描組時同時控
制各掃描組中的光收發(fā)組依次循環(huán)掃描;
所述放電時間檢測單元,與所述LED陣列相連,用于檢測光收發(fā)組每 次掃描時接收LED的》文電時間,輸出到數(shù)據(jù)存儲與轉(zhuǎn)換單元;
所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元,保存有所述LED陣列所使用的LED的放電時間與 圖形灰度值之間的對應(yīng)關(guān)系信息,用于將所述放電時間轉(zhuǎn)換為圖形塊灰度 值,并將各圖形塊灰度值輸出到圖形數(shù)據(jù)存儲單元。
進一步地,上述裝置還可具有以下特點
所述掃描控制單元在光收發(fā)組的一次掃描過程中,先對組中的接收LED 加反向偏壓使其充電,然后對該組的發(fā)射LED加正向偏壓使其發(fā)光并取消 在接收LED負極施加的電壓。
進一步地,上述裝置還可具有以下特點
所述掃描控制單元將各掃描組中的LED編為多個光收發(fā)組時,在對前 一掃描的光收發(fā)組中的發(fā)射LED加正向偏壓使其發(fā)光的同時,即可對下一 要掃描的光收發(fā)組中的接收LED加反向偏壓使其充電,但對同一掃描組的 兩個光收發(fā)組中的發(fā)射LED加正向偏壓的時間要錯開。
進一步地,上述裝置還可具有以下特點
所述掃描控制單元是將掃描組中相鄰的LED兩兩編為一個光收發(fā)組且 不同光收發(fā)組包含的LED不同, 一個光收發(fā)組的掃描過程包括二次掃描, 第一次掃描和第兩次掃描時將光收發(fā)組中的接收LED和發(fā)射LED互換;或 者
所述掃描控制單元是將掃描組中相鄰的兩個LED編為一個光收發(fā)組, 相鄰兩個光收發(fā)組包含一個相同的LED, —個光收發(fā)組的掃描過程只包括 一次掃描且相鄰光收發(fā)組的發(fā)射LED不同;或者
所述掃描控制單元是將掃描組中連續(xù)的3個LED編為一個光收發(fā)組, 掃描時以中間的那個LED為該光收發(fā)組的發(fā)射LED,其它兩個為接收LED, 且相鄰兩個光收發(fā)組包含二個相同的LED,所述放電時間檢測單元檢測兩 個接收LED的放電時間并取均值,所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所述放電時間的 均值來進行轉(zhuǎn)換;或者
所述LED陣列包括多列LED,所述掃描控制單元將陣列同一行上的屬 于不同列的至少2個LED編為一個光收發(fā)組,不同光收發(fā)組包含的LED不 同, 一個光收發(fā)組的掃描過程包括一次掃描,且組中的發(fā)射LED與所有接 收LED相鄰。
進一步地,上述裝置還可具有以下特點
所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元對同一掃描組,按;險測得到;^文電時間的順序來相應(yīng)保 存轉(zhuǎn)換后的灰度值,使得第M個灰度值即為第M個發(fā)光的發(fā)射LED下方 圖形塊的灰度值,M為掃描組包含的LED個數(shù);有多個掃描組時,不同掃 描組掃描得到的灰度值也按掃描組在LED陣列上的排列順序按序存放。
進一步地,上述裝置還可具有以下特點
所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元先暫存一次循環(huán)掃描過程中各接收LED的放電時間 信息,在完成一次循環(huán)掃描后,再將本次循環(huán)掃描得到的所有放電時間轉(zhuǎn)換 為 一組灰度數(shù)據(jù)并保存到所述圖形數(shù)據(jù)存儲單元,且對各次循環(huán)得到的各組 灰度值依次存放。
進一步地,上述裝置還可具有以下特點
形灰度值之間的對應(yīng)關(guān)系信息包括一放電時間閾值,放電時間大于該閾值時 將其轉(zhuǎn)換為表示黑色的灰度值,放電時間小于該閾值時將其轉(zhuǎn)換為表示白色 的灰度值,所述放電時間閾值介于對黑色圖形和白色圖形測試得到的》文電時間之間。
進一步地,上述裝置還可具有以下特點
所述LED陣列所在表面的兩側(cè)或周邊設(shè)置有超出LED發(fā)光面0.5~5mm
的距離的突緣。
進一步地,上述裝置還可具有以下特點
所述利用發(fā)光二極管陣列掃描圖形的裝置還包括圖形顯示部分,用于根 據(jù)裝置的移動速度,依次從所述圖形數(shù)據(jù)存儲單元讀取圖形數(shù)據(jù)并在所述 LED陣列上顯示。
進一步地,上述裝置還可具有以下特點
所述利用發(fā)光二極管陣列掃描圖形的裝置為LED搖搖棒。
進一步地,上述裝置還可具有以下特點
所述LED陣列包括多列LED,所述掃描控制單元將其中的每一列,均 將該列上的LED分為一個或多個掃描組,各掃描組中的LED編為一個或多 個光收發(fā)組,同時控制各掃描組中的光收發(fā)組依次循環(huán)掃描,但是在每次循 環(huán)掃描時,控制各列上同時掃描的光收發(fā)組在列向上的位置錯開。
本發(fā)明要解決的另 一技術(shù)問題是提供一種利用發(fā)光二極管陣列掃描圖 形的方法,在原LED陣列基礎(chǔ)上即可實現(xiàn)圖形掃描和存儲,且電路結(jié)構(gòu)簡 單,成本低。
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了 一種利用發(fā)光二極管陣列掃描圖 形的方法,應(yīng)用于包括發(fā)光二極管LED陣列的裝置,包括以下步驟
(a) 將裝置上LED陣列中的LED編為一個或多個光收發(fā)組,每一光 收發(fā)組至少包括兩個LED;
(b) 將所述裝置的LED陣列對準要掃描的圖形,啟動掃描后控制所述 光收發(fā)組對圖形進行掃描,同時將所述裝置從掃描圖形的一側(cè)移動到另一 側(cè),在光收發(fā)組的一次掃描過程中,先對組中的一個或多個LED即接收LED 充電,然后控制余下的一個LED即發(fā)射LED發(fā)光并停止對接收LED充電,
檢測所述接收LED的放電時間;將掃描過程檢測到的所述放電時間轉(zhuǎn)換為 對應(yīng)的圖形塊灰度值并保存。
進一步地,上述方法還可具有以下特點
步驟(a)還將一列或多列上的LED分為一個或多個掃描組,將每一掃 描組中的LED編為 一個或多個光收發(fā)組;
步驟(b)掃描時,控制一掃描組中的光收發(fā)組依次循環(huán)掃描,或在有 多個掃描組時同時控制各掃描組中的光收發(fā)組依次循環(huán)掃描。
進一步地,上述方法還可具有以下特點-.
步驟(b)在光收發(fā)組的一次掃描過程中,先對組中的接收LED加反向 偏壓使其充電,然后對該組的發(fā)射LED加正向偏壓使其發(fā)光并取消在接收 LED負極施加的電壓。
進一步地,上述方法還可具有以下特點
步驟(a)將掃描組中的LED編為多個光收發(fā)組,步驟(b)在對前一 掃描的光收發(fā)組中的發(fā)射LED加正向偏壓使其發(fā)光的同時,即可對下一要 掃描的光收發(fā)組中的接收LED加反向偏壓使其充電,但對同一掃描組的兩 個光收發(fā)組中的發(fā)射LED加正向偏壓的時間要錯開。
進一步地,上述方法還可具有以下特點
是將掃描組中相鄰的LED兩兩編為一個光收發(fā)組且不同光收發(fā)組包含 的LED不同, 一個光收發(fā)組的掃描過程包括二次掃描,第一次掃描和第兩 次掃描時將光收發(fā)組中的接收LED和發(fā)射LED互換;或者
是將掃描組中相鄰的兩個LED編為一個光收發(fā)組,相鄰兩個光收發(fā)組 包含一個相同的LED, —個光收發(fā)組的掃描過程只包括一次掃描且相鄰光 收發(fā)組的發(fā)射LED不同;或者
是將掃描組中連續(xù)的3個LED編為 一個光收發(fā)組,掃描時以中間的那 個LED為該光收發(fā)組的發(fā)射LED,其它兩個為接收LED,且相鄰兩個光收 發(fā)組包含二個相同的LED,所述放電時間檢測單元檢測兩個接收LED的放 電時間并取均值,所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所述放電時間的均值來進行轉(zhuǎn)換; 或者
所述LED陣列包括多列LED,將陣列同一行上的屬于不同列的至少2 個LED編為一個光收發(fā)組,不同光收發(fā)組包含的LED不同, 一個光收發(fā)組 的掃描過程包括一次掃描,且組中的發(fā)射LED與所有接收LED相鄰。
進一步地,上述方法還可具有以下特點
步驟(b)對同一掃描組,按檢測得到放電時間的順序來相應(yīng)保存轉(zhuǎn)換 后的灰度值,使得第M個灰度值即為第M個發(fā)光的發(fā)射LED下方圖形塊 的灰度值,M為掃描組包含的LED個數(shù);有多個掃描組時,不同掃描組掃 描得到的灰度值也按掃描組在LED陣列上的排列順序按序存放。
進一步地,上述方法還可具有以下特點
步驟(b)先暫存一次循環(huán)掃描過程中各接收LED的放電時間信息,在 完成一次循環(huán)掃描后,再將本次循環(huán)掃描得到的所有放電時間轉(zhuǎn)換為一組灰 度數(shù)據(jù)并保存到所述圖形數(shù)據(jù)存儲單元,且對各次循環(huán)得到的各組灰度值依 次存放。
進一步地,上述方法還可具有以下特點
步驟(b)是根據(jù)保存的一放電時間閾值來對放電時間進行轉(zhuǎn)換,放電 時間大于該閾值時將其轉(zhuǎn)換為表示黑色的灰度值,放電時間小于該閾值時將 其轉(zhuǎn)換為表示白色的灰度值,所述放電時間閾值介于對黑色圖形和白色圖形 測試得到的放電時間之間。
進一步地,上述方法還可具有以下特點
步驟(b)再將所述裝置的LED陣列對準要掃描的圖形時,使所述LED 陣列的發(fā)光面離所述圖形的距離為0.5 5mm。
進一步地,上述方法還可具有以下特點
所述包括發(fā)光二極管LED陣列的裝置為LED搖搖棒。
綜上所述,本發(fā)明利用LED的感光特性,并結(jié)合特定的充電、發(fā)光和
放電時序,實現(xiàn)了一種能夠靈活掃描圖形的LED圖形掃描顯示裝置如搖搖 棒,其電路結(jié)構(gòu)簡單,大大降低了成本,具有很好的市場前景。
圖1是本發(fā)明實施例LED圖形掃描處理部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2A是本發(fā)明實施例LED圖形掃描方法的流程圖。
圖2B是圖2A中啟動掃描后的掃描處理流程圖。
圖3接收LED負極放電波形圖。
圖4本發(fā)明LED圖形掃描顯示裝置圖形掃描示意圖。
圖5是LED單次掃描的控制流程圖。
圖6本發(fā)明掃描圖形數(shù)據(jù)讀取周期的計算流程。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細說明。
LED圖形掃描顯示裝置包括掃描處理部分和圖形顯示部分,先通過掃描 處理部分將需要顯示的圖形(也可稱圖像、圖案等)進行掃描并記錄相應(yīng)的 圖形數(shù)據(jù);顯示時,圖形顯示部分讀取記錄的圖形數(shù)據(jù),控制LED還原掃 描的圖形。
圖l是本實施例掃描處理部分的結(jié)構(gòu)框圖,如圖所示,該掃描處理部分 包括依次連接的LED陣列11、掃描控制及處理單元12和圖形數(shù)據(jù)存儲單 元13。其中
LED陣列11至少包括排列在一列上的多個LED,本實施例中均以一列 為例進行說明,這里的"排列在一列,,是依照一般的習(xí)慣來描述,將其寫成 "排列在一行"或者"排列一條直線上"應(yīng)視之為完全等同的描述。
掃描控制及處理單元12用于控制各個光收發(fā)組依次循環(huán)掃描,每一光 收發(fā)組由列向上相鄰的至少兩個LED組成,光收發(fā)組每次掃描時,先對接 收LED充電,然后控制相鄰的一個發(fā)射LED發(fā)光并停止對接收LED充電,
檢測接收LED的放電時間并轉(zhuǎn)換為圖形塊灰度值,再將各圖形塊的灰度值 輸出到圖形數(shù)據(jù)存儲單元13 。
該單元可以進一步分為
掃描控制單元121,用于將LED陣列分為一個或多個掃描組,控制各掃 描組中的光收發(fā)組依次循環(huán)掃描, 一次循環(huán)即完成對一列圖形的掃描,每一 光收發(fā)組由列向上相鄰的至少兩個LED組成,且每一光收發(fā)組一次掃描時 只能有一個發(fā)射LED。每一次循環(huán)掃描中,控制一列上的各個光收發(fā)組依 次掃描,在光收發(fā)組的一次掃描過程中,先對組中的接收LED (可以有一 個或多個)加反向偏壓^f吏其充電,然后對該組的一個發(fā)射LED加正向偏壓 使其發(fā)光并取消在接收LED負極施加的電壓(如將其負極變?yōu)閼腋?、正極 電壓不變?nèi)鐬榈碗娖綍r,該低電平可以為一基準電壓如1/2Vcc),接收 LED將進行;改電。具體過程在下面的流程再詳細描述。
放電時間檢測單元122,用于檢測接收LED的放電時間,輸出到數(shù)據(jù)存 儲與轉(zhuǎn)換單元123。具體可以檢測接收LED負極的端電壓,計算從開始放 電(如從將接收LED負極設(shè)置為懸浮后開始計時,或者從給發(fā)射LED加正 向偏壓時開始計時,或以兩者中的后者為準),到接收LED負極電壓變化 到與正極相等的時間,即為》文電時間。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元123,保存有LED放電時間與圖像灰度之間的對應(yīng)關(guān)系信 息,用于將各接收LED的放電時間轉(zhuǎn)換為圖形塊的灰度值,并將各圖形塊 的灰度值輸出到圖形數(shù)據(jù)存儲單元13。該單元可以先暫存放電時間數(shù)據(jù), 對多個數(shù)據(jù)同時轉(zhuǎn)換,具體方式在下面的流程中再詳細描述。
圖形數(shù)據(jù)存儲單元13用于保存掃描圖形的灰度值,供圖形顯示部分讀 取和顯示。
至于LED圖形掃描顯示裝置中的圖形顯示部分,用于根據(jù)裝置的移動 速度,依次從所述圖形數(shù)據(jù)存儲單元讀取圖形數(shù)據(jù)并在所述LED陣列上顯 示,其功能與現(xiàn)有的圖形顯示部分一樣,無需詳細說明。
應(yīng)說明的是,以上的單元劃分及其名稱并不是唯一的,但只要是實現(xiàn)了 上述功能,均應(yīng)視為等同的裝置。
在一個示例中,上述掃描控制及處理單元可采用Generalplus(凌通^^司) 的GPC1系列芯片,圖形數(shù)據(jù)存儲單元采用Atmel公司24C256型號的 EEPROM。 LED陣列由排為一列的32個LED組成,LED間的間距約為1 毫米。
圖2是本實施例實現(xiàn)LED圖形掃描的方法的流程圖,包括以下步驟
步驟10:將一列上的LED分為一個或多個掃描組,確定每一掃描組中 要依次進行掃描的各個光收發(fā)組;
由于發(fā)射LED是正對其下的圖形塊發(fā)光的,其相鄰甚至更遠的LED都 可以收到該圖形塊的反射光。為了避免多個圖形塊反射光對同一接收LED 的干擾,同時工作的多個光發(fā)收組之間應(yīng)間隔足夠的距離。為此將一列LED 劃分為一個或多個掃描組,不同掃描組的光收發(fā)組可以同時進行掃描,但同 一掃描組中的光收發(fā)組只能依次進行掃描。在一個示例中,假定一列上有 32個LED,可以將上面16個劃為一個掃描組,下面的16個劃為一掃描組, 兩個掃描組的光收發(fā)組可以同時掃描。分組掃描可以加快掃描速度。
那么如何選擇LED組成光收發(fā)組呢?本實施例是將一列上的相鄰LED 兩兩組合為若干光收發(fā)組,16個LED組成的掃描組包括8個依次排列的光 收發(fā)組。光收發(fā)組除了兩兩組合這種方式外,也可以將3個連續(xù)LED作為 一個光收發(fā)組,掃描時中間的LED作為發(fā)射LED,與其相鄰的兩個LED作 為接收LED。在轉(zhuǎn)換時,可以取這兩個接收LED放電時間的均值來確定發(fā) 射LED所對圖形塊的灰度值。以上雖然列舉了光收發(fā)組組成的一些示例, 但并不用于限制本發(fā)明,例如在有多列LED時,也可以將兩列或更多列中 在LED陣列同一行上的至少兩個LED ( 2個或3個為佳)組成光收發(fā)組, 可以實現(xiàn)同樣的掃描功能。甚至,在LED較小的情況下,光收發(fā)組中的LED 也不是必須相鄰,也可以實現(xiàn)基本的掃描功能。
另一方面,不同光收發(fā)組包含的LED可以是獨立的,如本實施例那樣。 但在其它的實施方式中, 一個LED也可以屬的不同的光收發(fā)組。如上述3 個LED組成光收發(fā)組的情況,第一個光收發(fā)組可包含列向上的第1~3個 LED,第二個光收發(fā)組則包含第2 4個LED,即相鄰的兩個光收發(fā)組包含兩
個相同的LED,依此類推。即使由2個LED組成光收發(fā)組時,除了兩兩組 合的方式即將第1~2個LED為一組,第3~4個LED為一組,第5~6個LED 為一組,依此類推。也可以將第1~2個LED為一組,第2~3個LED為一組, 第3~4個LED為一組,依此類推,即相鄰的光收發(fā)組包含一個相同的LED, 并發(fā)射LED不同。
但不管如何選擇光收發(fā)組,為了保證掃描不遺漏,在一次循環(huán)中一列上 的每個LED都須做一次發(fā)射LED,以便得到其下方圖形塊的灰度值。
步驟20,將LED圖形掃描顯示裝置的LED陣列對準要掃描的圖形,啟 動掃描后同時控制各掃描組中的光收發(fā)組依次循環(huán)掃描,同時將該裝置從所 掃描圖形的一側(cè)移動到另一側(cè),即可完成掃描。
本發(fā)明所說的要掃描圖形即可以是一幅完整的圖,也可以是一幅圖中的 一部分,或者兩幅圖的拼合。同時LED裝置也可以相對圖形斜著進行掃描。 另為了保證良好的效果,需注意以下問題
A,移動速度不宜過快,過快會影響掃描的精度,速度越慢分辨率越高, 但會受到存儲空間大小的限制。
B,應(yīng)盡量保證勻速移動,否則圖形在重現(xiàn)時容易發(fā)生變形。
C, LED裝置與圖形的垂直距離介于0-5cm之間均可,以小于5mm為 佳,距離太大容易受到外界光線的干擾,且使得可同時掃描的光收發(fā)組減少, 每次循環(huán)的掃描時間加長。
可以在LED陣列所在表面的兩側(cè)或周邊設(shè)置突緣,超出LED發(fā)光面的 0.5 5mm的距離,這樣就可以將LED圖形掃描裝置貼著圖形移動,也可以 避免外界光線的干擾。
在一個示例中,兩個光收發(fā)組的掃描間隔在10ms左右,在一列有32 個LED且分成兩組同時掃描時,完成一次循環(huán)掃描的時間大約為0.2 s。如 果掃描圖形在LED垂直方向上的長度是5cm-20cm,控制圖形掃描時間在 ls-10s之間,每個掃描圖形可以存儲的列數(shù)據(jù)在5列-50列,掃描速度越慢 列數(shù)越多,分辨率越高。
啟動掃描后,控制各個光收發(fā)組依次循環(huán)掃描的處理流程如圖2B所示, 包括以下步驟
步驟202,啟動各個掃描組中的第一個光收發(fā)組開始掃描;
一般來說,可以將最上端或最下端的光收發(fā)組作為第一個開始掃描的光 收發(fā)組,但從中間位置的光收發(fā)組開始掃描也是可以的。較佳地,不同掃描 組中第一個開始掃描的光收發(fā)組在各自掃描組中的相對位置一致。
步驟204,控制第一個光收發(fā)組進行掃描;
光收發(fā)組的掃描過程都是一樣的。本實施例中,是先對接收LED加一 段時間的反向偏壓使其充電,然后對發(fā)射LED加正向偏壓使其發(fā)光并取消 在接收LED負極施加的電壓,檢測出接收LED的放電時間并保存,如此完 成一次掃描;之后,將發(fā)射LED和接收LED互換,按上述方式再進行一次 掃描,同樣保存接收LED的放電時間;
以上是基于將LED兩兩組成一個光收發(fā)組的情況,通過發(fā)射LED和接 收LED的互換,通過兩次掃描完成對該兩個LED下的圖形塊的掃描。在 其它編組的方式下,如3個LED編為一個光收發(fā)組,或者將第1~2、 2~3、 3 4個LED編為一組,或者將兩列上相鄰LED編為一個光收發(fā)組時,都不 需要進行上述互換, 一個光收發(fā)組只對發(fā)射LED下的圖形塊掃描一次,即 可啟動下一光收發(fā)組。
步驟206,依次啟動余下的光收發(fā)組完成掃描;
不需要在第一個光收發(fā)組放電完成后,再對第二個光收發(fā)組中的接收 LED進行充電,這樣將延長一次循環(huán)掃描的時間。本實施例在第一個光收 發(fā)組充電完成后,即可開始對第二個光收發(fā)組的接收LED進行充電,在第 一個光收發(fā)組的發(fā)射LED發(fā)光結(jié)束后,第二個光收發(fā)組的接收LED已完成 充電,可以立即控制第二個光收發(fā)組的發(fā)射LED發(fā)光。這樣可以加快掃描 過程,進而保證掃描的精度。當然不能同時對同一掃描組的兩個光收發(fā)組中 的發(fā)射LED籬加正向偏壓。
一般來說,下一掃描的光收發(fā)組與剛完成掃描的光收發(fā)組相鄰或者包含
有相同的LED,不過也不是必須如此。
步驟208,掃描組中所有光收發(fā)組均完成掃描后,將該次列掃描得到的 所有放電時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形塊的灰度值,并按序存儲;
圖3示出了接收LED充放電波形的一個示例。掃描處理部分利用微控 制器控制LED充電、發(fā)光和放電,通過識別放電時間來識別所掃描圖形反 射光的強度,從而判斷出該處的灰度。放電時間越長,則光強度越弱,該處 的灰度越暗,越偏向于黑色;放電時間越短,則光強度越強,該處的灰度越 亮,越偏向于白色。在實際應(yīng)用中,由于不同類型的LED對于相同強度的 光放電時間值基準不同,通常需要先打光給黑色以及白色記錄出黑色和白色 的放電時間值,并以此為基準在介于黑色值放電時間值和白色值放電時間之 間設(shè)置一閾值,將放電時間大于該閣值的判決為黑色,將放電時間小于該閾 值的判決為白色。本實施例的灰度只是區(qū)別為黑白兩色,用l個bit即可表 示。但不排除使用更多的灰度值,使用更多bit來保存的可能,此時顯示時 也可以控制LED以不同亮度來顯示。
本實施例中,是先暫存每次列掃描過程中M收LED的放電時間信息, 在完成一次循環(huán)掃描后,根據(jù)保存的放電時間與圖形灰度間的對應(yīng)關(guān)系,將 本次循環(huán)掃描得到的所有放電時間轉(zhuǎn)換為灰度值。但這只是一種方式,相對 而言,需要的緩存空間較少且CPU利用率較高。但本發(fā)明對該處的具體處 理方式不做限制,如也可以在整個圖形掃描完成后再對所有放電時間進行轉(zhuǎn) 換和保存,或者每次塊掃描后即對得到的放電時間進行轉(zhuǎn)換和保存等等。
在保存方式上,本實施例采用了比較簡單的按序存儲的方式,即按檢測 到放電時間的順序來相應(yīng)保存轉(zhuǎn)換后的灰度值。例如,這樣對于一個掃描組 掃描得到的一組灰度值,第M個灰度值即為第M個發(fā)光的LED下的圖形 塊的灰度值。對于一次循環(huán)掃描中,根據(jù)不同掃描組檢測的放電時間轉(zhuǎn)換后 的灰度值,在存儲時也較佳按掃描組在LED陣列上的排列順序依次存放。 上述一次循環(huán)掃描得到的按序存儲的灰度值實際上是所掃描圖形一列上的 各個圖形塊的灰度值,但按上述方式存儲后可以不必另外記錄灰度值所對應(yīng) 的圖形塊的位置,因為該灰度值的存儲順序與顯示時要對應(yīng)到的LED的排
列順序是一致的。當然從理論上,不按序存儲,而是記錄各個灰度值在顯示
時應(yīng)對應(yīng)到的LED標識如序號也是可以的。
步驟210, —次循環(huán)掃描完成后,按相同方式進行下一次的循環(huán)掃描, 直到使用者停止掃描,即得到所掃描圖形的全部數(shù)據(jù)。
各次循環(huán)掃描得到的各組灰度值之間也宜按序存儲。另外在掃描完成 后,可以統(tǒng)計一下循環(huán)掃描的次數(shù)N,用于顯示時的計算。以上介紹了利用 LED圖形掃描顯示裝置對圖形進行掃描處理的詳細方法。讀取圖形并顯示 的處理可以采用已有技術(shù)的方法,如利用現(xiàn)有搖搖棒的原理,將記錄的掃描 圖形數(shù)據(jù)循環(huán)讀出并進行顯示。
下面以一應(yīng)用的示例來說明本發(fā)明所述的LED圖形掃描顯示裝置及其 LED圖形掃描和顯示方法。
請參見圖4,是本示例LED圖形掃描顯示裝置進行圖形掃描的示意圖。 首先在一張白紙上用畫了一個黑色的"A"圖形,然后利用LED的感光特性 來記錄出此圖形的黑白色分布情況。當然所能識別的圖形有灰度的變化即能 引起光強度的變化均可,包括任何顏色的搭配。
在掃描時,將LED圖形掃描顯示裝置貼在紙上,與紙的垂直間距為1mm 左右為較佳,以最大限度的避免外界直射光的影響,保證對LED投射的反 射光的檢測效果。
將一列上的LED分為多個光收發(fā)組,每一發(fā)收組包括至少一個發(fā)射 LED和接收LED,該示例是將相鄰的LED兩兩編為一組。掃描時,記錄的 放電時間對應(yīng)于發(fā)射LED下方圖形塊的灰度。在完成一次掃描后,此兩者 會互換角色,這樣就可以檢測到位于該組LED下方的兩個圖形塊的灰度值。
本示例中,要掃描一個完整的"A"圖形,首先將LED陣列放置在該圖 形的最左端。按從上到下的順序?qū)ED排序為LED1 LED32。先將LEDl 作為發(fā)射LED, LED2作為接收LED,使此兩個LED完成單次掃描,記錄 下LED2的放電時間值,該值即對應(yīng)于LEDl下方的圖形塊灰度;再將LED2 作為發(fā)射LED, LEDl作為接收LED,完成單次掃描,并記錄下LEDl的放
電時間值,該值即對應(yīng)為LED2下方的圖形塊灰度。這樣完成了第一個光收 發(fā)組的掃描。再將LED3作為發(fā)射LED, LED4作為接收LED,完成單次掃 描,記錄下LED4的i文電時間值,該值即對應(yīng)為LED3下方的圖形塊灰度; 再將LED4作為發(fā)射LED, LED3作為接收LED,完成單次掃描,記錄下 LED3的放電時間值,該值即對應(yīng)為LED4下方的圖形塊灰度。
以此方式從上至下完成整個LED陣列的掃描后,即記錄下了 LED1 LED32的放電時間值,對應(yīng)于這些LED下方圖形塊的灰度情況,作 為一個樣本(sample)信息。將記錄下的各個LED的放電時間與這種LED 的黑白色區(qū)隔基準(即閾值)相比較,大于此值即為黑色,記錄為二進制中 的"1",小于此值即為白色,記錄為二進制中的"0,,。這樣就可以使用4 個Byte記錄下32個LED對應(yīng)的一列圖形塊的黑白色信息,每一 bit的值對 應(yīng)于一個LED下方圖形塊的灰度值,并按相同的順序排列。然后將此sample 信息存儲到Atmel公司24C256型號的EEPROM中。
因為啟動掃描后會將LED裝置向右移動,LED陣列每次循環(huán)掃描會對 應(yīng)到不同列上的圖形塊,得到對應(yīng)的一組新的sample信息,再次將此sample 信息存儲到Atmel公司24C256型號的EEPROM中。這樣,當從左至右動態(tài) 的平行移動LED列(盡量勻速)時,即可記錄"A"圖形的完整黑白信息即 完整的sample信息,將該記錄的sample信息存入到數(shù)據(jù)存儲器中。
LED光收發(fā)組單次掃描時,首先對接收LED負極加載高電平,然后控 制發(fā)射LED發(fā)光并將接收LED的負極設(shè)置為懸浮,掃描圖形的反射光使接 收LED的負極放電,高電平逐漸變化為低電平。白圖像的反射光強較強, 所以放電較快;黑圖像的反射光強較弱,所以放電較慢。
圖5是LED光收發(fā)組單次掃描的控制流程圖。包括以下步驟
步驟502,首先讓接收LED反向充電,即在該LED兩端添加反向偏置 電壓,充電一段時間(約10ms即可)后就會有一定量電荷的積累;
步驟504,將發(fā)射LED點亮,即在該LED兩端添加正向偏置電壓,此 時的發(fā)射LED作為一個光源,照射到下放的圖形上,而反射光會照射到接 收LED上;
在將發(fā)射LED點亮?xí)r,即可以開始對下一要掃描的發(fā)收發(fā)組中的接收 LED充電了。
步驟506,將接收LED的負極端設(shè)置為懸浮(Floating),此時發(fā)射LED 的反射光照射到接收LED上,會使接收LED的負極放電;
需說明的是,在該LED兩端添加正向偏置電壓和將接收LED的負極端 設(shè)置為懸浮這兩個操作基本是同時進行的,當然也可以稍有先后之別,步驟 中雖然將設(shè)置為懸浮寫在后一步驟,但并不表示這兩個操作一定要按這種順 序來執(zhí)行。
步驟508,檢測接收LED的放電時間,即可檢測出其接收的反射光強弱, 進而可得到發(fā)射LED下方圖形塊的灰度值,這里表示為黑白兩色。
因為 一個光收發(fā)組放電時可以對另 一光收發(fā)組充電,兩次掃描的間隔時 間一般較短,約為10ms左右。
請參見圖6,是本發(fā)明LED圖形掃描顯示裝置掃描圖形數(shù)據(jù)讀取周期的 計算流程。
本發(fā)明的LED圖形掃描顯示裝置的圖形顯示還包括一個擺動Sensor, 用于計算圖形顯示時圖形數(shù)據(jù)讀取的周期,該擺動Sensor與LED陣列固定 在一起,通過記錄擺動Sensor的擺動時間T即可檢測到LED陣列的擺動時 間T,進而根據(jù)圖形數(shù)據(jù)存儲單元中存儲的掃描圖形列的總數(shù)N (即等于循 環(huán)掃描次數(shù)),即可計算出讀取和顯示每列數(shù)據(jù)的時間即T/N。其中,除了 擺動Sensor,還可以采用其他器件檢測擺動時間。
在圖形顯示時,需要左右擺動LED陣列。首先記錄下LED從左端擺動 到右端的時間(Tl),然后記錄下從右端擺動到左端的時間(T2),如記 錄在EEPROM中的圖形數(shù)據(jù)的sample數(shù)總數(shù)為N。則再次檢測到從左至右 擺動時,會以Tl/N的單位時間去從EEPROM中按順序取出記錄的sample 信息。若為"1"則對應(yīng)為黑色,對應(yīng)處的LED設(shè)置為不點亮狀態(tài);若為"0" 則對應(yīng)為白色,對應(yīng)處的LED設(shè)置為點亮狀態(tài)。這樣一個sample信息就可
以還原成之前掃描時記錄的一列的黑白色狀況。以Tl/N的單位時間去不斷 從EEPROM中按順序取出新的記錄的sample信息并還原出新的陣列狀況。 而Tl/N的單位時間小于人的視覺暫留,因此就會形成一個動態(tài)的圖形。如 之前記錄的圖形為"A,,,那么從左至右擺動時,就會從左至右以Tl/N的 單位時間去顯示出"A"字圖形;從右至左擺動時,就會從右至左以T2/N 的單位時間去點亮出"A"字圖形。
由此可見,本發(fā)明所述的LED圖形掃描顯示裝置,利用LED的感光特 性,通過控制LED充電、發(fā)光和放電檢測掃描圖形反射光的強度,進而獲 取使用者需要顯示的圖形數(shù)據(jù),以實現(xiàn)動態(tài)掃描顯示,其顯示圖形根據(jù)使用 者的愛好靈活多變,且電路結(jié)構(gòu)簡單,成本低。
本發(fā)明在上述實施例的基礎(chǔ)上還可以有多種變換方式,根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思 作出的筒單變換也應(yīng)當屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
例如所述LED圖形掃描顯示裝置應(yīng)用廣泛,不僅可以作為搖搖棒應(yīng) 用于多種娛樂場所,還可以用于運動鞋Logo的設(shè)計以增加產(chǎn)品的功能?;?者應(yīng)用于任何需要利用LED陣列進行圖形掃描和顯示的場合。
又如,上述LED圖形掃描顯示裝置中的LED掃描處理部分可能與LED 圖形顯示部分分開,即LED掃描處理部分也可以做成獨立的產(chǎn)品,用于完 成對圖形的掃描和存儲。其可以進一步提供一個數(shù)據(jù)下載的接口。
又如,LED陣列也可以有多列LED,在掃描時可以只啟動一列上的LED 進行掃描處理。當然,也可以同時啟動多列進行同時掃描,各列的掃描處理 可以采用上述揭示的方法。但為了避免各列的發(fā)射光對接收產(chǎn)生相互干擾, 可以將不同LED列上同時掃描的光收發(fā)組的位置錯開,例如將不同位置上 的光收發(fā)組作為掃描組中的第 一個光收發(fā)組,然后順序掃描。在這種情況下, 一次循環(huán)掃描和處理可以得到多列LED下方的圖形塊的數(shù)據(jù),同樣將各列 的數(shù)據(jù)按列的順序存儲即可。在顯示時,不同列的LED使用該列LED掃描 得到的灰度數(shù)據(jù)進行顯示。
又如,當要掃描的圖形只有一列時,如一些條紋狀的圖案, 一列LED
依次掃描后即可得到所有圖形數(shù)據(jù),此時不必進行循環(huán)掃描。
權(quán)利要求
1、一種利用發(fā)光二極管陣列掃描圖形的裝置,包括發(fā)光二極管LED陣列和圖形數(shù)據(jù)存儲單元,所述LED陣列至少包括排為一列的多個LED,其特征在于,還包括與所述LED陣列和圖形數(shù)據(jù)存儲單元相連的一掃描控制及處理單元,所述掃描控制及處理單元用于控制由所述LED陣列上至少兩個LED組成的光收發(fā)組對圖形進行掃描,在光收發(fā)組一次掃描過程中,先對組中的一個或多個LED即接收LED充電,然后控制余下的一個LED即發(fā)射LED發(fā)光并停止對接收LED充電,檢測接收LED的放電時間,掃描過程檢測到的所述放電時間轉(zhuǎn)換為圖形塊灰度值后,保存到所述圖形數(shù)據(jù)存儲單元。
2、 如權(quán)利要求l所述的裝置,其特征在于所述掃描控制及處理單元進一步包括掃描控制單元、放電時間檢測單 元和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元,其中所述掃描控制單元,與所述LED陣列相連,用于將一列或多列上的LED 分為一個或多個掃描組,并將每一掃描組中的LED編為一個或多個光收發(fā) 組,控制一掃描組中的光收發(fā)組依次循環(huán)掃描,或在有多個掃描組時同時控 制各掃描組中的光收發(fā)組依次循環(huán)掃描;所述放電時間檢測單元,與所述LED陣列相連,用于檢測光收發(fā)組每 次掃描時接收LED的放電時間,輸出到數(shù)據(jù)存儲與轉(zhuǎn)換單元;所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元,保存有所述LED陣列所使用的LED的放電時間與 圖形灰度值之間的對應(yīng)關(guān)系信息,用于將所述放電時間轉(zhuǎn)換為圖形塊灰度 值,并將各圖形塊灰度值輸出到圖形數(shù)據(jù)存儲單元。
3、 如權(quán)利要求2所述的裝置,其特征在于所述掃描控制單元在光收發(fā)組的一次掃描過程中,先對組中的接收LED 加反向偏壓使其充電,然后對該組的發(fā)射LED加正向偏壓使其發(fā)光并取消 在接收LED負極施加的電壓。
4、 如權(quán)利要求3所述的裝置,其特征在于 所述掃描控制單元將各掃描組中的LED編為多個光收發(fā)組時,在對前 一掃描的光收發(fā)組中的發(fā)射LED加正向偏壓使其發(fā)光的同時,即可對下一 要掃描的光收發(fā)組中的接收LED加反向偏壓使其充電,但對同一掃描組的 兩個光收發(fā)組中的發(fā)射LED加正向偏壓的時間要錯開。
5、 如權(quán)利要求2所述的裝置,其特征在于所述掃描控制單元是將掃描組中相鄰的LED兩兩編為一個光收發(fā)組且 不同光收發(fā)組包含的LED不同, 一個光收發(fā)組的掃描過程包括二次掃描, 第一次掃描和第兩次掃描時將光收發(fā)組中的接收LED和發(fā)射LED互換;或 者所述掃描控制單元是將掃描組中相鄰的兩個LED編為一個光收發(fā)組, 相鄰兩個光收發(fā)組包含一個相同的LED, —個光收發(fā)組的掃描過程只包括 一次掃描且相鄰光收發(fā)組的發(fā)射LED不同;或者所述掃描控制單元是將掃描組中連續(xù)的3個LED編為一個光收發(fā)組, 掃描時以中間的那個LED為該光收發(fā)組的發(fā)射LED,其它兩個為接收LED, 且相鄰兩個光收發(fā)組包含二個相同的LED,所述放電時間檢測單元檢測兩 個接收LED的放電時間并取均值,所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所述放電時間的 均值來進行轉(zhuǎn)換;或者所述LED陣列包括多列LED,所述掃描控制單元將陣列同 一行上的屬 于不同列的至少2個LED編為一個光收發(fā)組,不同光收發(fā)組包含的LED不 同, 一個光收發(fā)組的掃描過程包括一次掃描,且組中的發(fā)射LED與所有接 收LED相鄰。
6、 如權(quán)利要求2所述的裝置,其特征在于所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元對同一掃描組,按檢測得到放電時間的順序來相應(yīng)保 存轉(zhuǎn)換后的灰度值,使得第M個灰度值即為第M個發(fā)光的發(fā)射LED下方 圖形塊的灰度值,M為掃描組包含的LED個數(shù);有多個掃描組時,不同掃 描組掃描得到的灰度值也按掃描組在LED陣列上的排列順序按序存放。
7、 如權(quán)利要求2或6所述的裝置,其特征在于 所迷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元先暫存一次循環(huán)掃描過程中各接收LED的放電時間 信息,在完成一次循環(huán)掃描后,再將本次循環(huán)掃描得到的所有放電時間轉(zhuǎn)換 為 一組灰度數(shù)據(jù)并保存到所述圖形數(shù)據(jù)存儲單元,且對各次循環(huán)得到的各組 灰度值依次存放。
8、 如權(quán)利要求2所述的裝置,其特征在于形灰度值之間的對應(yīng)關(guān)系信息包括一放電時間閾值,放電時間大于該閾值時 將其轉(zhuǎn)換為表示黑色的灰度值,放電時間小于該閾值時將其轉(zhuǎn)換為表示白色的灰度值,所述放電時間閾值介于對黑色圖形和白色圖形測試得到的放電時 間之間。
9、 如權(quán)利要求1或2所述的裝置,其特征在于所述LED陣列所在表面的兩側(cè)或周邊設(shè)置有超出LED發(fā)光面0.5 5rnrn 的距離的突緣。
10、 如權(quán)利要求1或2所述的裝置,其特征在于所述利用發(fā)光二極管陣列掃描圖形的裝置還包括圖形顯示部分,用于根 據(jù)裝置的移動速度,依次從所述圖形數(shù)據(jù)存儲單元讀取圖形數(shù)據(jù)并在所述 LED陣列上顯示。
11、 如權(quán)利要求1或2所述的裝置,其特征在于 所述利用發(fā)光二極管陣列掃描圖形的裝置為LED搖搖棒。
12、 如權(quán)利要求1或2所述的裝置,其特征在于所述LED陣列包括多列LED,所述掃描控制單元將其中的每一列,均 將該列上的LED分為一個或多個掃描組,各掃描組中的LED編為一個或多 個光收發(fā)組,同時控制各掃描組中的光收發(fā)組依次循環(huán)掃描,但是在每次循 環(huán)掃描時,控制各列上同時掃描的光收發(fā)組在列向上的位置錯開。
13、 一種利用發(fā)光二極管陣列掃描圖形的方法,應(yīng)用于包括發(fā)光二極管 LED陣列的裝置,包括以下步驟 U)將裝置上LED陣列中的LED編為一個或多個光收發(fā)組,每一光 收發(fā)組至少包括兩個LED;(b)將所述裝置的LED陣列對準要掃描的圖形,啟動掃描后控制所述 光收發(fā)組對圖形進行掃描,同時將所述裝置從掃描圖形的一側(cè)移動到另一 側(cè),在光收發(fā)組的一次掃描過程中,先對組中的一個或多個LED即接收LED 充電,然后控制余下的一個LED即發(fā)射LED發(fā)光并停止對接收LED充電, 檢測所述接收LED的放電時間;將掃描過程檢測到的所述放電時間轉(zhuǎn)換為 對應(yīng)的圖形塊灰度值并保存。
14、 如權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于步驟(a)還將一列或多列上的LED分為一個或多個掃描組,將每一掃 描組中的LED編為一個或多個光收發(fā)組;步驟(b)掃描時,控制一掃描組中的光收發(fā)組依次循環(huán)掃描,或在有 多個掃描組時同時控制各掃描組中的光收發(fā)組依次循環(huán)掃描。
15、 如權(quán)利要求13或14所述的方法,其特征在于步驟(b)在光收發(fā)組的一次掃描過程中,先對組中的接收LED加反向 偏壓使其充電,然后對該組的發(fā)射LED加正向偏壓使其發(fā)光并取消在接收 LED負極施加的電壓。
16、 如權(quán)利要求15所述的方法,其特征在于步驟(a)將掃描組中的LED編為多個光收發(fā)組,步驟(b)在對前一 掃描的光收發(fā)組中的發(fā)射LED加正向偏壓使其發(fā)光的同時,即可對下一要 掃描的光收發(fā)組中的接收LED加反向偏壓使其充電,但對同一掃描組的兩 個光收發(fā)組中的發(fā)射LED加正向偏壓的時間要錯開。
17、 如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于是將掃描組中相鄰的LED兩兩編為一個光收發(fā)組且不同光收發(fā)組包含 的LED不同, 一個光收發(fā)組的掃描過程包括二次掃描,第一次掃描和第兩 次掃描時將光收發(fā)組中的接收LED和發(fā)射LED互換;或者 是將掃描組中相鄰的兩個LED編為一個光收發(fā)組,相鄰兩個光收發(fā)組 包含一個相同的LED, 一個光收發(fā)組的掃描過程只包括一次掃描且相鄰光 收發(fā)組的發(fā)射LED不同;或者是將掃描組中連續(xù)的3個LED編為一個光收發(fā)組,掃描時以中間的那 個LED為該光收發(fā)組的發(fā)射LED,其它兩個為接收LED,且相鄰兩個光收 發(fā)組包含二個相同的LED,所述放電時間檢測單元檢測兩個接收LED的放 電時間并取均值,所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所述放電時間的均值來進行轉(zhuǎn)換; 或者所述LED陣列包括多列LED,將陣列同一行上的屬于不同列的至少2 個LED編為一個光收發(fā)組,不同光收發(fā)組包含的LED不同, 一個光收發(fā)組 的掃描過程包括一次掃描,且組中的發(fā)射LED與所有接收LED相鄰。
18、 如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于步驟(b)對同一掃描組,按檢測得到放電時間的順序來相應(yīng)保存轉(zhuǎn)換 后的灰度值,使得第M個灰度值即為第M個發(fā)光的發(fā)射LED下方圖形塊 的灰度值,M為掃描組包含的LED個數(shù);有多個掃描組時,不同掃描組掃 描得到的灰度值也按掃描組在LED陣列上的排列順序按序存放。
19、 如權(quán)利要求14或18所述的方法,其特征在于步驟(b)先暫存一次循環(huán)掃描過程中各接收LED的放電時間信息,在 完成一次循環(huán)掃描后,再將本次循環(huán)掃描得到的所有放電時間轉(zhuǎn)換為一組灰 度數(shù)據(jù)并保存到所述圖形數(shù)據(jù)存儲單元,且對各次循環(huán)得到的各組灰度值依 次存放。
20、 如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于步驟(b)是根據(jù)保存的一放電時間閾值來對放電時間進行轉(zhuǎn)換,放電 時間大于該閾值時將其轉(zhuǎn)換為表示黑色的灰度值,放電時間小于該閾值時將 其轉(zhuǎn)換為表示白色的灰度值,所述放電時間閾值介于對黑色圖形和白色圖形 測試得到的放電時間之間。
21、 如權(quán)利要求13或14所述的方法,其特征在于步驟(b)再將所述裝置的LED陣列對準要掃描的圖形時,使所述LED 陣列的發(fā)光面離所述圖形的距離為0.5~5mm。
22、如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于所述包括發(fā)光二極管LED 陣列的裝置為LED搖搖棒。
全文摘要
一種利用發(fā)光二極管陣列掃描圖形的裝置及其方法,包括發(fā)光二極管LED陣列、圖形數(shù)據(jù)存儲單元以及與所述LED陣列和圖形數(shù)據(jù)存儲單元相連的一掃描控制及處理單元,所述掃描控制及處理單元用于控制由所述LED陣列上至少兩個LED組成的光收發(fā)組對圖形進行掃描,在光收發(fā)組一次掃描過程中,先對組中的一個或多個LED即接收LED充電,然后控制余下的一個LED即發(fā)射LED發(fā)光并停止對接收LED充電,檢測接收LED的放電時間,掃描過程檢測到的所述放電時間轉(zhuǎn)換為圖形塊灰度值后,保存到所述圖形數(shù)據(jù)存儲單元。本發(fā)明可以實現(xiàn)圖形掃描和存儲,且電路結(jié)構(gòu)簡單,成本低。
文檔編號G09G3/32GK101188089SQ200710198969
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者柳 楊, 羅立聲 申請人:凌通科技股份有限公司;北京北陽電子技術(shù)有限公司