陈一函，黄慧雯，卫 宏

(南京林业大学，江苏 南京 210037)

1 原理分析

人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。视觉暂留(Persistence of vision)现象是光对视网膜所产生的视觉在光停止作用后，仍保留一段时间的现象，对于中等亮度的光刺激，视觉暂留时间约为0.1～0.4 s[1]。

本设计就是利用了此原理。在此，以比较常见的时钟显示为例，进行原理的简要说明。如图1(a)为一列共12个排序整齐的LED，以最下方LED为圆心高速旋转，从下至上将LED分别编号为1-12，则当LED12点亮时，则肉眼可见如图1(b)所示的圆环，如果将余下11个LED全部点亮，则会出现一个实心圆，为了达到图1(c)的效果，即出现稳定的指针，则需要在点亮LED后瞬间熄灭，在旋转一周或几周回到同一位置时再次点亮。只要LED熄灭的时间小于人肉眼所能反应光信号变化的时间，那么即使LED位置发生变化或者闪烁，在人的感知中，它仍旧在同一个位置被点亮。1-11号LED作为秒针，每过1 s，将顺时针旋转360°÷60=6°，所以，为了展现指针的运动，只需在同一秒内使之在同一位置点亮，然后在下一秒，使之在顺时针的位置点亮即可。同理，我们将1-9号LED作为分针，1-6号LED作为时针，分针每分钟顺时针转过360°÷60=6°，时针每小时顺时针转过360°÷12=30°。这样，在某一时刻，就能形成图1(d)所示的简单表面。当然，转速越快，LED越多，形成的图像分辨率就越高。

图1 指针经高速旋转的成像过程

至于计时器，相似地，首先使时针停留在预设的时间处，比如图1(d)所示位置，计时开始后，使指针逆时针旋转至0时0分0秒的位置(即为图1 (c)所示位置)，即完成一次计时。……