Способ формирования изображения на светодиодном экране

Способ формирования изображения на светодиодном экране

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к области проектирования и производства видеоэкранов, в частности светодиодных экранов больших размеров группового пользования для визуального отображения текстовой, графической и видеоинформации в рекламных и иных целях.

Уровень техники

Известен способ формирования изображения при помощи трех источников свечения: красного, зеленого и синего, формируемых, например, при помощи электронно-лучевой трубки на экране телевизоров или проекционных аппаратов. Однако для экранов больших размеров такой способ формирования изображения является неэффективным из-за снижения разрешающей способности, что снижает качество воспроизводимого изображения.

Наиболее близким аналогом является способ формирования изображения, реализованный в модели экрана HATA 420. RQY/32×112 компании «НАТА-ИНФО». Способ включает формирование экрана в виде матрицы светодиодов, деление матрицы на полноцветные точки - пиксели, каждая из которых состоит, по крайней мере, из четырех разноцветных светодиодов, соединение каждого светодиода с источником питания с возможностью индивидуально изменять ток, протекающий через каждый светодиод, и управлять яркостью свечения каждого светодиода с возможностью получения всего спектра цветов видимого глазом человека, подачу на матрицу кадра изображения, каждый фрагмент которого воспроизводится на экране соответствующей полноцветной точкой - пикселем - светоизлучающей матрицы.

При этом каждая полноцветная точка - пиксель - формируется, по крайней мере, из четырех светодиодов: 2 красных, 1 зеленого и 1 синего. Разрешающая способность таких экранов определяется количеством пикселей по горизонтали и вертикали экрана, воспроизводящих один и тот же фрагмент изображения. Экран примерно содержит 320 пикселей по вертикали и 240 пикселей по горизонтали, что составляет 307200 светодиодов. Увеличение разрешающей способности экрана для улучшения качества воспроизводимого изображения, например, в 4 раза потребует увеличения количества используемых светодиодов соответственно в 4 раза. Т.е. улучшение качества воспроизводимого на экране изображения пропорционально увеличивает количество используемых светодиодов, что в свою очередь увеличивает габариты экрана, стоимость и потребляемую мощность.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является создание способа формирования изображения, который позволяет увеличить разрешающую способность светодиодного экрана без увеличения площади экрана и количества используемых светодиодов и, соответственно, без увеличения затрат на электроэнергию и стоимости производства.

Указанный результат достигается тем, что способ формирования изображения на светодиодном экране включает формирование экрана в виде матрицы светодиодов, деление матрицы на полноцветные точки, каждая из которых состоит, по крайней мере, из нескольких разноцветных светодиодов, соединение каждого светодиода с источником питания с возможностью индивидуально изменять ток, протекающий через каждый светодиод, и управлять яркостью свечения каждого светодиода с возможностью получения всего спектра цветов видимого глазом человека, подачу на матрицу кадра изображения, каждый фрагмент которого воспроизводится на экране соответствующей полноцветной точкой светодиодной матрицы. При этом каждый кадр изображения предварительно раскладывают на четыре субкадра, первый из которых содержит фрагменты, воспроизводимые нечетными полноцветными точками, расположенными по горизонтали и вертикали матрицы, второй содержит фрагменты, воспроизводимые четными полноцветными точками, расположенными по горизонтали, и нечетными полноцветными точками, расположенными по вертикали матрицы, третий содержит фрагменты, воспроизводимые нечетными полноцветными точками, расположенным по горизонтали, и четными полноцветными точками, расположенными по вертикали матрицы, четвертый содержит фрагменты, воспроизводимые четными полноцветным точками, расположенными по горизонтали и вертикали матрицы, подают на матрицу в произвольном порядке последовательно во времени субкадры, один из которых накладывается на матрицу без смещения, другой накладывается на матрицу со смещением вправо на одну вертикальную линейку светодиодов, третий накладывается на матрицу со смещением вниз на одну горизонтальную линейку светодиодов, четвертый накладывается на матрицу со смещением вправо на одну вертикальную и вниз на одну горизонтальную линейку светодиодов. Причем светодиоды располагают в полноцветной точке в виде матрицы, по крайней мере, 2×2 светодиода.

Такие усовершенствования способа формирования изображения позволяют увеличить разрешающую способность светодиодного экрана без увеличения площади экрана и количества используемых светодиодов и, соответственно, без увеличения затрат на электроэнергию и стоимости производства.

Перечень фигур чертежей

Фиг.1 - пример расположения полноцветных точек в светодиодной матрице.

Фиг.2 - пример управления светодиодами в матрице.

Фиг.3 - результат наложения субкадров в матрице.

Фиг.4 - адресация полноцветных точек в матрице 8×8.

Фиг.5 - функциональная схема устройства, реализующего способ формирования изображения.

Пример выполнения изобретения

В основу способа положено расположение светодиодов в полноцветной точке и в матрице (фиг.1). Максимальная яркость в полноцветной точке, образованной двумя красными, зеленым и синим светодиодами, получается в ее центре. Шаг, который также определяет разрешающую способность светодиодного экрана, равен расстоянию между светодиодами одинакового цвета, например, между двумя синими светодиодами, расположенными в двух соседних полноцветных точках.

Для получения изображения по технологии DL4X, согласно изобретению, возьмем для примера матрицу, состоящую из 8 вертикальных и 8 горизонтальных полноцветных точек (фиг.2). Предварительно кадр воспроизводимого изображения раскладывается на четыре субкадра (фиг.3), каждый из которых запоминается. Первый субкадр содержит фрагменты изображения, которые должны были воспроизводиться на нечетных по вертикали и горизонтали полноцветных точках матрицы. Второй субкадр содержит фрагменты изображения, которые должны были воспроизводиться на четных по горизонтали и нечетных по вертикали полноцветных точках матрицы. Третий субкадр содержит фрагменты изображения, которые должны были воспроизводиться на нечетных по горизонтали и четных по вертикали полноцветных точках матрицы. Четвертый субкадр содержит фрагменты изображения, которые должны были воспроизводиться на четных по вертикали и горизонтали полноцветных точках матрицы. Затем подают на матрицу в произвольном порядке последовательно во времени предварительно запомненные субкадры воспроизводимого кадра изображения. Причем один субкадр накладывается на матрицу без смещения, другой накладывается на матрицу со смещением вправо на одну вертикальную линейку светодиодов, третий накладывается на матрицу со смещением вниз на одну горизонтальную линейку светодиодов, четвертый накладывается на матрицу со смещением вправо на одну вертикальную и вниз на одну горизонтальную линейку светодиодов. В результате такого способа (фиг.4) воспроизведения изображения на матрице, состоящей из 64 светодиодов, получается 64 полноцветных точки, в то время как при традиционном способе воспроизведения изображения можно получить только 16 полноцветных точек. Таким образом, не изменяя шаг расположения светодиодов и сохраняя их количество, получается четырехкратное увеличение разрешающей способности светодиодного экрана.

Способ, согласно изобретению, может быть реализован при помощи устройства (фиг.5), состоящего из управляющего компьютера 1, микропроцессора 2, блока питания 3 и матрицы 4, состоящей из светодиодов с управляемыми токовыми ключами 5. Предварительно каждый кадр воспроизводимого изображения, полученный от управляющего компьютера 1, записывается в память микропроцессора 2, где он раскладывается по вышеописанному принципу на четыре субкадра. После чего микропроцессор 2 поочередно выдает управляющие токовые сигналы на светодиодную матрицу 4 для воспроизведения в произвольной очередности последовательно во времени каждого из четырех субкадров воспроизводимого кадра изображения. Частота управляющих токовых сигналов составляет 400 субкадров в секунду, что необходимо для получения изображения с частотой 100 кадров в секунду. При данной частоте кадров формируется изображение с высокой четкостью без мерцаний.

Промышленная применимость

Изобретение может быть использовано в области проектирования и производства видеоэкранов, в частности светодиодных экранов больших размеров группового пользования, для визуального отображения текстовой, графической и видеоинформации в рекламных и иных целях.

1. Способ формирования изображения на светодиодном экране, включающий формирование экрана в виде матрицы светодиодов, деление матрицы на полноцветные точки, каждая из которых состоит, по крайней мере, из нескольких разноцветных светодиодов, соединение каждого светодиода с источником питания с возможностью индивидуально изменять ток, протекающий через каждый светодиод, и управлять яркостью свечения каждого светодиода с возможностью получения всего спектра цветов видимого глазом человека, подачу на матрицу кадра изображения, каждый фрагмент которого воспроизводится на экране соответствующей полноцветной точкой светодиодной матрицы, отличающийся тем, что предварительно раскладывают каждый кадр изображения на четыре запоминаемых субкадра, первый из которых содержит фрагменты, воспроизводимые нечетными полноцветными точками, расположенными по горизонтали и вертикали матрицы, второй содержит фрагменты, воспроизводимые четными полноцветными точками, расположенными по горизонтали, и нечетными полноцветными точками, расположенными по вертикали матрицы, третий содержит фрагменты, воспроизводимые нечетными полноцветными точками, расположенным по горизонтали, и четными полноцветными точками, расположенными по вертикали матрицы, четвертый содержит фрагменты, воспроизводимые четными полноцветными точками расположенными по горизонтали и вертикали матрицы, подают на матрицу в произвольном порядке последовательно во времени субкадры, один из которых накладывается на матрицу без смещения, другой накладывается на матрицу со смещением вправо на одну вертикальную линейку светодиодов, третий накладывается на матрицу со смещением вниз на одну горизонтальную линейку светодиодов, четвертый накладывается на матрицу со смещением вправо на одну вертикальную и вниз на одну горизонтальную линейку светодиодов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что располагают светодиоды в полноцветной точке в виде матрицы, по крайней мере 2×2.