Система полноцветного светодиодного дисплея

Система полноцветного светодиодного дисплея

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе полноцветного светодиодного дисплея, обеспечивающего отображение многоцветных многотоновых отображений путем комбинирования, например, светодиодных индикаторов трех основных тонов RGB (красного, зеленого, синего). Более конкретно, настоящее изобретение относится к системе, реализующей способ широтно-импульсной модуляции для включения и возбуждения светодиодного индикатора с использованием импульса возбуждения с широтно-импульсной модуляцией на основе данных градации для каждого цвета.

Предшествующий уровень техники

Основная структура системы полноцветного светодиодного дисплея

После разработки синих светодиодов высокой яркости широкое распространение получили системы полноцветных светодиодных дисплеев, объединяющих три основных цвета RGB. Пример технических характеристик типового устройства приведен ниже. Экран дисплея имеет размер 2,4 метра в высоту и 3,4 метра в ширину. В пределах этого экрана имеется всего 61 440 пиксельных индикаторов, упорядоченных в 480 строк по вертикали и 128 точек по горизонтали. Каждый из этих пиксельных индикаторов представляет собой многоцветный светодиодный индикатор, в котором плотно сгруппированы соответствующие светодиоды трех основных цветов RGB. Пиксельные данные для возбуждения одного пикселя состоят в целом из 24 битов, т.е. по 8 битов на каждый из цветов RGB. Градация отображения для каждого из цветов RGB составляет 256 тонов соответственно, следовательно, возможно полноцветное представление из 16777216 цветов.

В системе полноцветного светодиодного дисплея подобного типа можно использовать, в качестве его источника видеосигнала, видеосигнал стандарта NTCS, используемый в обычной системе телевизионного вещания или в видеомагнитофоне. Видеосигнал стандарта NTCS, вводимый в устройство управления дисплеем, подвергается аналого-цифровому преобразованию и преобразуется и обрабатывается в виде цифрового сигнала, состоящего в целом из 24 битов, по 8 битов соответственно на RGB. Данные изображения для одного экрана, содержащие (61440 × 24) битов, соответствующих 61440 пиксельным индикаторам, буферизуются в памяти кадра. Из этой памяти кадра данные изображения из 24 битов для одиночного пикселя соответственно распределяются на схему возбуждения каждого пиксельного индикатора и записываются в регистр в схеме возбуждения.

В схеме возбуждения пиксельного индикатора красные светодиоды возбуждаются и формируют излучение с тоном, соответствующим 8 битам данных красной составляющей, записанных в регистр. Аналогичным образом, зеленые светодиоды возбуждаются и формируют излучение с тоном, соответствующим 8 битам данных зеленой составляющей, и синие светодиоды возбуждаются и формируют излучение с тоном, соответствующим 8 битам данных синей составляющей.

Управление градацией тонов изображения с использованием способа широтно-импульсной модуляции

Данное управление градацией тонов изображения в принципе производится в соответствии с известным способом широтно-импульсной модуляции. Непрерывно генерируются тактовые импульсы достаточно высокой постоянной частоты; (2⁸)=8 - битовый счетчик получает приращение на каждый тактовый импульс; 8-битовое значение отсчета счетчика периодически изменяется с постоянным периодом Ts от значения, соответствующего всем “0”, до значения, соответствующего всем “1”. Результат сравнения, полученный с использованием цифрового компаратора, представляющий собой величину разности между 8-битовым вычисленным значением и 8-битовыми данными градации тонов изображения, записанными в регистр схемы возбуждения, т.е. импульс возбуждения с шириной Tw импульса, соответствующей 8-битовым данным градации тонов изображения, и с упомянутым периодом Ts выдается с выхода компаратора. Схема возбуждения пиксельных индикаторов подает постоянный ток на светодиоды и включает их на период времени, равный ширине Tw импульса возбуждения. Это импульсное включение светодиодов повторяется с периодом Ts.

Т.е. длительность Tw импульса возбуждения с периодом Ts определяется пропорционально двоичному значению 8-битовых данных градации тонов изображения, и яркость отображения, соответствующую 8-битовым данным градации тонов изображения, получают путем импульсного включения светодиодов при их запитке постоянным током на интервале времени Tw в течение периода Ts.

Гамма-коррекция телевизионных сигналов

Даже в настоящее время широко распространенными устройствами отображения телевизионных изображений являются телевизионные устройства на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ). Поскольку RGB-трехцветные флюоресцентные материалы телевизионных устройств на ЭЛТ излучают не пропорционально напряжению входного видеосигнала, соотношение между входным сигналом и выходным оптическим сигналом является нелинейным. Как хорошо известно, такая характеристика определяется показателем гамма. Если нелинейность (гамма) ЭЛТ корректируется в каждом телевизионном устройстве, то сложность и стоимость телевизионного устройства соответственно возрастают. Таким образом, в современных методах телевизионного вещания транслируют сигналы, скорректированные по показателю гамма на передающей стороне. Реальное значение гаммы становится совсем другим значением, соответствующим условиям измерения и методам измерения. В способе, соответствующем стандарту NTSC, гамма-коррекция осуществляется в предположении, что значение гаммы в устройстве отображения изображений должно быть равно 2,2.

Однако в системе на светоизлучающих диодах соотношение между входным сигналом и выходным оптическим сигналом является приближенно линейным, а не настолько нелинейным, как в случае показателя гамма для телевизионных устройств на ЭЛТ. Соотношение не является полностью нелинейным, однако характеристика существенно различается от показателя гамма для ЭЛТ.

Если гамма-скорректированный видеосигнал стандарта NTSC используется в качестве источника видеосигнала системы светодиодного дисплея, то было бы необходимо выполнять инверсную гамма-коррекцию средствами некоторого рода и выполнять управление градацией тонов изображения в соответствии с приближенно линейной характеристикой светодиодов, если необходимо реализовать высококачественное отображение изображения.

Управление градацией тонов посредством нелинейной широтно-импульсной модуляции

В опубликованной заявке на патент Японии (№7-306659) от 1995 г. раскрыт способ, относящийся к блоку многоцветного светодиодного дисплея, состоящий в следующем:

(1) Блок (экран) светодиодного дисплея образован размещением в предварительно определенном порядке множества светодиодов трех основных цветов RGB. В блоке установлена схема формирования излучения светодиодов, обеспечивающая свечение светодиодов и настройку цвета свечения и его яркость.

(2) Схема формирования излучения светодиодов содержит схему широтно-импульсной модуляции, которая выдает импульс возбуждения соответственно поданным на вход данным градации, и схему возбуждения светодиодов, которая подает на светодиод импульс возбуждения со схемы широтно-импульсной модуляции.

(3) Схема широтно-импульсной модуляции содержит нелинейный счетчик, в котором соотношение между временем и отсчитанным значением является нелинейным, и цифровой компаратор, который сравнивает величину отсчитанного значения нелинейного счетчика и данные градации, сохраненные в буферной памяти, для формирования вышеупомянутого импульса возбуждения.

(4) Нелинейный счетчик содержит генератор импульсов, который генерирует импульсы счета 16 типов, каждый из которых имеет отличающийся период, схему выбора, которая выбирает один из 16 типов импульсов счета, двоичный счетчик, который отсчитывает импульсы счета, выбранные вышеупомянутой схемой, и схему декодера, которая генерирует сигнал выбора для выбора из 16 типов импульсов счета из 4 старших битов отсчета двоичного счетчика.

(5) Если значение отсчета двоичного счетчика мало, то схема выбора выбирает импульс счета, имеющий короткий период в соответствии с сигналом выбора со схемы декодера, и поэтому значение отсчета двоичного счетчика быстро возрастает. Когда значение отсчета двоичного счетчика становится большим, сигнал выбора со схемы декодера изменяется, и схема выбора выбирает импульс отсчета, имеющий длинный период, и поэтому значение отсчета двоичного счетчика возрастает медленно.

(6) Данные градации последовательно передаются от внешнего устройства, такого как контроллер дисплея, на систему светодиодного дисплея и временно сохраняются в памяти. Данные градации, сохраненные в памяти, вводятся в цифровой компаратор через буферную память. Ширина Tw импульса возбуждения, которая выдается с цифрового компаратора, нелинейно модулируется согласно данным градации; в диапазоне, где данные градации имеют малое значение, скорость изменения ширины Tw импульса мала, а когда данные градации становятся большим значением, скорость изменения ширины Tw импульса становится большой.

В обычном блоке многоцветного светодиодного дисплея, как описано выше, путем реализации управления градацией в соответствии с нелинейной широтно-импульсной модуляцией, в случае, когда гамма-скорректированный видеосигнал стандарта NTSC получают от источника видеосигнала, можно выполнить инверсную гамма-коррекцию согласно аппроксимации, подобной линейному графику, которая согласована с приближенно линейной характеристикой светодиодов, для осуществления отображения изображения высокого качества.

Однако в этом известном способе, поскольку проводится инверсная гамма-коррекция согласно аппроксимации, подобной линейному графику, трудно выполнить инверсную гамма-коррекцию высокого качества с использованием простой схемной структуры, а также трудно реализовать приемлемым путем достаточно высокое качество изображения. Кроме того, поскольку схемная структура, которая реализует управление градацией путем нелинейной широтно-импульсной модуляции, установлена в блоке светодиодного дисплея, то возникают конструктивные проблемы, как описано ниже, с учетом адаптации к реализации, в особенности, устройств светодиодных дисплеев с большими экранами.

В настоящее время в деловых районах городов можно видеть множество полноцветных светодиодных дисплеев с большими экранами, установленных на стенах зданий. В такой системе используется конфигурация, в которой экранные модули, установленные на стене здания, соединены с модулями передачи данных, расположенными в помещениях здания, посредством кабелей передачи данных. Экранный модуль эквивалентен требуемому количеству блоков светодиодного дисплея, выполненного согласно вышеупомянутой публикации, соединенных между собой. Модуль передачи данных эквивалентен тому, что представлено в качестве внешнего устройства, такого как контроллер дисплея в вышеупомянутой известной публикации.

В системе полноцветного светодиодного дисплея, как описано выше, желательно улучшить качество изображения путем оптимизации характеристики управления градацией дисплея посредством различных факторов, таких как изменяемое подходящим образом управление характеристиками управления тонами изображения согласно характеристикам представления градации (характеристика гамма-коррекции телевизионного сигнала является одной из таких характеристик) данных изображения, которое должно быть отображено, или изменяемое подходящим образом управление характеристиками управления тонами изображения, чтобы учесть условия дневного времени, когда есть солнечный свет, и ночного времени, когда его нет.

Для реализации вышеупомянутой функции информация оптимизации для характеристики управления градацией дисплея должна быть передана от модуля передачи данных (компьютера для управления дисплеем), который вводит данные изображения в экранный модуль. В известном способе характеристика нелинейного счетчика, который установлен в блоке светодиодного дисплея (структурный компонент экранного модуля), должна последовательно изменяться посредством сигнала, вводимого от контроллера дисплея (модуль передачи данных).

Такую систему можно реализовать. Однако такие вопросы, как вид сигнала, который должен водиться из модуля передачи данных, в какую часть нелинейного счетчика в множестве блоков светодиодного дисплея, образующих экранный модуль, он должен вводиться, и каким образом его характеристики должны управляться изменяемым образом, - все это не входило в объем изобретения, раскрытого в вышеупомянутой публикации.

В вышеупомянутом известном документе описано, что генератор импульсов (генерирующий импульсы счета 16 типов), который является структурным компонентом нелинейного счетчика, может быть программируемым счетчиком, и что его установленное значение (значение для определения соответствующих периодов для 16 типов импульсов счета) может быть оптимизировано из внешней точки. Исходя из этого описания, можно представить себе систему управления, которая изменяет установленное значение генератора импульсов в составе нелинейного счетчика в множестве блоков светодиодного дисплея, образующих экранный модуль, по сигналам от модуля передачи данных, соединенного с экранным модулем с помощью кабеля передачи данных. Однако в таком случае система управления должна была бы иметь сложную и дорогостоящую схемную структуру, требующую множества линий передачи сигналов. Даже если принять такую сложную и дорогостоящую схемную структуру, то можно только выполнять управление градацией вышеупомянутых характеристик, подобных линейному графику, и выполнять чрезвычайно ограниченное изменение характеристик, модифицирующее наклон каждого из линейных сегментов линейного графика.

Необходимо рассмотреть систему управления, отличающуюся от системы вышеупомянутого типа. Например, в вышеописанном известном способе можно представить себе конфигурацию системы, в которой генератор импульсов, являющийся составной частью нелинейного счетчика, установлен вне модуля передачи данных; и импульсы счета 16 типов, которые выдаются с выхода генератора импульсов, передаются на экранный модуль по кабелю передачи данных и вводятся в схему выбора в нелинейном счетчике. Затем для изменения характеристики нелинейного счетчика характеристика импульсного генератора изменяемым образом устанавливается посредством компьютера модуля передачи данных, и период из 16 типов импульсов счета соответствующим образом модифицируется. Однако, как и в вышеупомянутой системе, эта система управления представляет собой сложную и дорогостоящую схемную структуру. Даже если принять такую сложную и дорогостоящую схемную структуру, то можно только выполнять управление градацией вышеупомянутых характеристик, подобных линейному графику, и выполнять чрезвычайно ограниченное изменение характеристик, модифицирующее наклон каждого из линейных сегментов линейного графика.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание такой конфигурации системы, которая в соответствии с характеристикой представления градации видеосигнала, подобного видеосигналу стандарта NTSC, используемому в качестве источника видеоданных, может простым способом выполнять соответствующую коррекцию такой характеристики, чтобы адаптировать ее к характеристике светодиода посредством простой схемы, и может осуществлять полноцветное отображение изображения высокого качества в системе полноцветного светодиодного дисплея, которая системным образом конфигурирована из экранного модуля и модуля передачи данных.

Первый вариант осуществления изобретения

Система полноцветного светодиодного дисплея, соответствующая первому варианту осуществления изобретения, определена следующими признаками (11)-(15), в соответствии с которыми:

(11) упомянутая система конфигурирована посредством экранного модуля для отображения многоцветного изображения на экране, на котором множество светодиодов первого цвета, светодиодов второго цвета и светодиодов третьего цвета расположены в предварительно определенном порядке, и модуля передачи данных, который соединен с экранным модулем через средство передачи данных, и который выдает управляющий сигнал и данные изображения, причем данные изображения представляют собой совокупность данных градации для каждого из цветов каждого из пикселей на экране;

(12) в экранном модуле установлены схемы управления градацией первого цвета, схемы управления градацией второго цвета и схемы управления градацией третьего цвета соответственно для каждого пикселя на экране для импульсного включения светодиодов; сдвиговые регистры переноса данных, предназначенные для выдачи данных градации на соответствующие схемы управления градацией первого цвета, схемы управления градацией второго цвета, схемы управления градацией третьего цвета; и одна или множество схем распределения данных для распределения данных градации, выданных из модуля передачи данных на сдвиговые регистры переноса данных;

при этом схема управления градацией первого цвета, схема управления градацией второго цвета, схема управления градацией третьего цвета содержат: n-битовый счетчик для отсчета высокоскоростных последовательностей импульсов, выданных из модуля передачи данных; регистр для фиксации данных градации, выданных из сдвигового регистра переноса данных; цифровой компаратор для сравнения по величине n-битового значения отсчета с n-битового счетчика и данных градации, зафиксированных в регистре; и возбудитель постоянного тока для включения и выключения прохождения тока на светодиод в соответствии с двоичным выходным сигналом цифрового компаратора;

(13) модуль передачи данных содержит память кадра для временного хранения данных изображения, предназначенных для отображения экранным модулем; средство для считывания данных изображения из памяти кадра и последовательной передачи на экранный модуль данных изображения в предварительно определенном порядке пикселей; средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов для первого цвета, средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов для второго цвета и средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов для третьего цвета для генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов, предназначенных для выдачи на соответствующую схему управления градацией первого цвета, схему управления градацией второго цвета и схему управления градацией третьего цвета; и средство для передачи к экранному модулю соответствующих высокоскоростных последовательностей импульсов для соответствующих первого цвета, второго цвета и третьего цвета;

(14) в экранном модуле данные градации для каждого из цветов каждого их пикселей, последовательно выдаваемые из модуля передачи данных, соответственно вводятся в регистр в схеме управления градацией для соответствующего цвета в соответствующем пикселе через сдвиговый регистр переноса данных и схему распределения данных; и высокоскоростные последовательности импульсов для первого цвета, высокоскоростные последовательности импульсов для второго цвета и высокоскоростные последовательности импульсов для третьего цвета, выданные из модуля передачи данных, соответственно подаются в качестве входного сигнала счета на n-битовый счетчик в схеме управления градацией для соответствующего цвета;

(15) средства генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов для первого цвета, второго цвета и третьего цвета в модуле передачи данных соответственно генерируют с постоянным периодом высокоскоростные последовательности импульсов в количестве (2ⁿ) или около этого числа, причем импульсные интервалы изменяются во времени соответственно изменяющейся характеристике, которая установлена; и содержат память формы сигнала для хранения цифровых данных, в которых последовательности импульсов выражены в виде статической структуры двоичной формы сигнала; и средство считывания данных из памяти для периодического формирования с постоянным периодом высокоскоростных последовательностей импульсов путем обращения для считывания к памяти формы сигнала с предварительно определенной скоростью и в предварительно определенном порядке, и выдачи последовательно цифровых данных структуры двоичной формы сигнала.

Второй вариант осуществления изобретения

Система полноцветного светодиодного дисплея, соответствующая второму варианту осуществления изобретения, характеризуется тем, что средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов для первого цвета, средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов для второго цвета и средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов для третьего цвета заменены одним системным средством генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов, которое совместно используется системами обработки для первого цвета, второго цвета и третьего цвета, и модуль передачи данных передает высокоскоростные последовательности импульсов одного системного средства в экранный модуль.

Третий вариант осуществления изобретения

Система полноцветного светодиодного дисплея, характеризуемая следующими признаками (21)-(26), в соответствии с которыми:

(21) упомянутая система конфигурирована посредством экранного модуля для отображения многоцветного изображения на экране, в котором множество светодиодов первого цвета, светодиодов второго цвета и светодиодов третьего цвета расположены в предварительно определенном порядке; и модуля передачи данных, который соединен с экранным модулем через средство передачи данных, и который выдает управляющий сигнал и данные изображения, причем данные изображения представляют собой совокупность данных градации для каждого из цветов каждого из пикселей на экране;

(22) на экранном модуле установлены: одна или множество схем выбора цвета для выбора светодиодов одного цвета из набора светодиодов первого цвета, светодиодов второго цвета и светодиодов третьего цвета, формирующих тот же самый пиксель на экране; схемы управления градацией, предназначенные соответственно для каждого набора из светодиодов первого цвета, светодиодов второго цвета и светодиодов третьего цвета, формирующих тот же самый пиксель на экране, для импульсного включения светодиодов с цветом, выбранным схемой выбора цвета; сдвиговые регистры переноса данных, предназначенные для выдачи данных градации на схемы управления градацией; и одна или множество схем распределения данных для распределения данных градации, выданных из модуля передачи данных на сдвиговые регистры переноса данных;

схема управления градацией содержит: n-битовый счетчик для отсчета высокоскоростных последовательностей импульсов, выданных из модуля передачи данных; регистр для фиксации данных градации, выданных со сдвигового регистра переноса данных; цифровой компаратор для сравнения по величине n-битового значения отсчета с n-битового счетчика и данных градации, зафиксированных в регистре; и возбудитель постоянного тока для включения и выключения прохождения тока на светодиод в соответствии с двоичным выходным сигналом цифрового компаратора; при этом светодиоды первого цвета, светодиоды второго цвета и светодиоды третьего цвета одного и того же пикселя подсоединены параллельно к возбудителю постоянного тока через схемы выбора;

(23) модуль передачи данных содержит: память кадра для временного хранения данных изображения, предназначенных для отображения экранным модулем; средство для считывания в заданном порядке данных градации первого цвета, данных градации второго цвета и данных градации третьего цвета в составе данных изображения из памяти кадра и последовательной передачи в экранный модуль данных изображения в предварительно определенном порядке пикселей; средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов, обеспечивающее генерирование высокоскоростных последовательностей импульсов, предназначенных для выдачи на схему управления градацией; и средство для передачи к экранному модулю высокоскоростных последовательностей импульсов;

(24) в экранном модуле данные градации для каждого из цветов каждого из пикселей, выдаваемые из модуля передачи данных, вводятся в регистр в схеме управления градацией для соответствующего пикселя через сдвиговый регистр переноса данных и схему распределения данных; и высокоскоростные последовательности импульсов, выданные из модуля передачи данных, подаются в качестве входного сигнала счета на n-битовый счетчик в схеме управления градацией;

(25) экранный модуль содержит средство для управления схемой выбора цвета синхронно с данными изображения, выдаваемыми из модуля передачи данных, и включения и возбуждения светодиодов первого цвета в соответствии с данными градации первого цвета в периоде возбуждения первого цвета, включения и возбуждения светодиодов второго цвета в соответствии с данными градации второго цвета в периоде возбуждения второго цвета и включения и возбуждения светодиодов третьего цвета в соответствии с данными градации третьего цвета в периоде возбуждения третьего цвета, причем разделенные по времени интервалы периода возбуждения первого цвета, периода возбуждения второго цвета и периода возбуждения третьего цвета установлены так, что имеют короткую длительность в такой степени, что органы зрения человека не обеспечивают разрешение включения трех цветов с разницей во времени;

(26) средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов представляет собой средство для генерирования в установленном порядке с постоянным периодом высокоскоростных последовательностей импульсов в количестве (2ⁿ) или около этого числа, причем импульсные интервалы изменяются во времени соответственно изменяющейся характеристике, отдельно установленной для каждого цвета, и для повторения этого в соответствующем периоде возбуждения первого цвета, периоде возбуждения второго цвета и периоде возбуждения третьего цвета; и содержит память формы сигнала для хранения цифровых данных, в которых последовательности импульсов выражены в виде статической структуры двоичной формы сигнала; и средство считывания данных из памяти для периодического формирования с постоянным периодом высокоскоростных последовательностей импульсов путем обращения для считывания к памяти формы сигнала с предварительно определенной скоростью и в предварительно определенном порядке, и выдачи последовательно цифровых данных структуры двоичной формы сигнала.

Четвертый вариант осуществления изобретения

Система полноцветного светодиодного дисплея, соответствующая четвертому варианту осуществления изобретения, характеризуется тем, что структура средства генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов в модуле передачи данных заменена средством функциональной арифметической операции, предназначенным для периодического формирования с постоянным периодом высокоскоростных последовательностей импульсов путем осуществления с высокой скоростью функциональной арифметической операции соответственно программе, при которой время до выдачи последовательно импульса Pi+1 после выдачи импульса Pi выражается как функция от i.

Пятый вариант осуществления изобретения

Система полноцветного светодиодного дисплея, соответствующая пятому варианту осуществления изобретения, характеризуется тем, что модуль передачи данных содержит средство изменения характеристики, обеспечивающее изменение изменяющейся характеристики высокоскоростных последовательностей импульсов путем изменения функции, запрограммированной для средства функциональной арифметической операции.

Шестой вариант осуществления изобретения

Система полноцветного светодиодного дисплея, соответствующая шестому варианту осуществления изобретения, характеризуется тем, что для группы светодиодов одного и того же цвета в множестве пикселей, сгруппированных рядом на экране, группа схем управления градацией для соответствующих светодиодов интегрирована в одну интегральную схему; и в группе схем управления градацией один n-битовый счетчик совместно используется соответствующими схемами управления градацией.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - структурная схема однопиксельного индикатора и его периферийных схем согласно примеру осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 - диаграмма, иллюстрирующая пример конфигурации RGB светодиодов в вышеупомянутом однопиксельном индикаторе;

Фиг.3 - схематичное представление структурной диаграммы системы распределения и переноса данных изображения согласно примеру осуществления настоящего изобретения;

Фиг.4 - график, иллюстрирующий характеристику импульсного интервала высокоскоростных последовательностей импульсов согласно примеру осуществления настоящего изобретения;

Фиг.5 - график, иллюстрирующий изменяющуюся во времени характеристику значения отсчета вышеупомянутых высокоскоростных последовательностей импульсов;

Фиг.6 - график, иллюстрирующий функциональную характеристику данных градации и ширину импульса возбуждения, основанную на вышеупомянутой высокоскоростной последовательности импульсов;

Фиг.7 - структурная диаграмма однопиксельного индикатора и его периферийных схем согласно другому примеру осуществления настоящего изобретения;

Фиг.8 - временная диаграмма, иллюстрирующая способ возбуждения пиксельного индикатора, соответствующего примеру осуществления, показанному на фиг.7.

Лучшие варианты осуществления изобретения

В качестве примера осуществления системы полноцветного светодиодного дисплея, соответствующего настоящему изобретению, ниже рассматривается экранный модуль с пиксельной конфигурацией из 480 строк по вертикали и 128 точек по горизонтали, как представлено в разделе, посвященном предшествующему уровню техники. Каждый из пиксельных индикаторов из общего их количества 61440 представляет собой светодиодный многоцветный индикатор, содержащий светодиоды трех основных цветов RGB в плотной компоновке. Пиксельные данные для возбуждения однопиксельного индикатора представляют собой 24-битовые данные, по 8 битов на каждый из основных цветов RGB. Таким образом, становится возможньм полноцветное представление из 16777216 цветов. Данные изображения для одного экрана состоят из (61440 × 24) битов. Источник данных изображения представляет собой видеосигнал стандарта NTSC. Аналого-цифровое преобразование аналогового видеосигнала в цифровые данные изображения выполняется для соответствующих цветов RGB в 8 битов. Данные сохраняются в памяти 2 кадров модуля 1 передачи данных.

Фиг.1 и 2 иллюстрируют конфигурацию однопиксельного индикатора. Однопиксельный индикатор 10 выполнен путем группирования и комбинации шести красных светодиодов 11, трех зеленых светодиодов 12 и трех синих светодиодов 13. На фиг.2 представлен пример конфигурации из 12 светодиодов, включенных в однопиксельный индикатор 10.

Как показано на фиг.1, красные светодиоды 11 подсоединены последовательно между источником питания Vcc и возбудителем 21 постоянного тока. Зеленые светодиоды 12 подсоединены последовательно между источником питания Vcc и возбудителем 22 постоянного тока. Синие светодиоды 12 подсоединены последовательно между источником питания Vcc и возбудителем 23 постоянного тока. Модуль передачи данных распределяет и переносит к 61440 элементам схем возбуждения пиксельных индикаторов (соответственно на схемы управления градацией) с высокой скоростью данные изображения для одного экрана, имеющиеся в памяти кадра. Сдвиговый регистр 30 (фиг.1) используется для переноса данных.

Модуль 1 передачи данных выдает последовательно и с высокой скоростью данные изображения для одного экрана, предусмотренные в памяти 2 кадра в предварительно определенном порядке на 8-битовой основе, и передает данные на схему 3 распределения данных. Схема 3 распределения данных распределяет данные изображения из числа данных для одного полного экрана соответственно на блок пиксельного индикатора соответствующих 480 строк, образующих экран дисплея. Блок индикатора одной строки состоит из 128 пиксельных индикаторов 10. Регистры 30 переноса данных в схемах возбуждения 128 пиксельных индикаторов соединены последовательно, и формируются строки переноса данных сдвиговых регистров емкостью 8 битов × 3 сегмента × 128.

Когда данные изображения (данные градации из 8 битов для каждого из цветов - красного, зеленого и синего), соответствующие каждому из 128 пиксельных индикаторов 10, компонуются в строку переноса данных, сигнал фиксации подается на регистры 31, 32, 33 в каждой из схем возбуждения пиксельных индикаторов от модуля 1 передачи данных, и данные для красного цвета, данные для зеленого цвета и данные для синего цвета, образованные соответственно из 8 битов и предусмотренные в сдвиговых регистрах 30 переноса данных, соответственно фиксируются в регистрах 31, 32, 33.

Управление возбуждением пиксельных индикаторов

Данные для красного цвета, данные для зеленого цвета и данные для синего цвета, содержащие соответственно по 8 битов и зафиксированные в соответствующих регистрах 31, 32, 33, принимаются в качестве данных для определения ширины импульса возбуждения для включения и возбуждения соответствующих красных светодиодов 11, зеленых светодиодов 12 и синих светодиодов 13 в пиксельном индикаторе 10. Поскольку система управления для каждого из соответствующих трех основных цветов работает одинаково, ниже приведено пояснение работы системы управления на примере красного цвета.

Значение 8-битовых данных А градации, зафиксированное в регистре 31, и 8-битовое значение В отсчета счетчика 41 сравниваются в цифровом компараторе 51. Если А≥В, то выходной сигнал компаратора 51 соответствует включению. Этот выходной сигнал компаратора 51 представляет собой импульс возбуждения для возбудителя 21 постоянного тока. В течение периода включения выходной транзистор возбудителя 21 постоянного тока отпирается, и постоянный ток проходит через последовательную цепь красных светодиодов 11, и светодиоды включаются.

Счетчик 41 представляет собой 8-битовый счетчик и его 8-битовое значение В отсчета изменяется от значения, равного всем “0”, до значения, равного всем “1”, периодически с постоянным периодом Ts. Таким образом, выходные импульсы возбуждения с компаратора 51 имеют период Ts. Ширина Tw импульса возбуждения определяется, как пояснено ниже, в соответствии с двоичным значением данных для красного цвета, зафиксированных в регистре 31. Отметим, что желательная частота (1/Ts) импульсов возбуждения имеет значение порядка нескольких кГц.

Высокоскоростная последовательность импульсов

Входной сигнал счета, который активизирует 8-битовый счетчик 41, представляет собой высокоскоростную последовательность импульсов, выдаваемую из памяти 40 формы сигнала. В памяти 40 формы сигнала сохранены цифровые данные, в которых 256 последовательностей импульсов, импульсные интервалы в которых изменяются во времени соответственно установленной изменяющейся характеристике, выражены как статическая структура формы двоичного сигнала. Область адресов памяти 41 формы сигнала периодически сканируется счетчиком 43 адреса, тактируемым тактовым сигналом с тактового генератора 42; при этом 256 последовательностей импульсов, импульсные интервалы в которых изменяются во времени соответственно предварительно определенной изменяющейся характеристике, периодически выдаются из памяти 40 формы сигнала с вышеупомянутым периодом Ts.

Импульсные интервалы в высокоскоростных последовательностях импульсов устанавливаются следующим образом. Структура 256 последовательностей импульсов, которые в установленном порядке выдаются из памяти 40 формы сигнала с периодом Ts, установлена таким образом, что импульсные интервалы становятся постепенно более длительными от начала к концу последовательностей. Эта хара