СИСТЕМА ПОЛНОЦВЕТНОГО СВЕТОДИОДНОГО ДИСПЛЕЯ Российский патент 2005 года по МПК G09G3/32 G09F9/33 

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 характеристика показана на графике, представленном на фиг.4. Иными словами, в начальной части периода Ts высокоскоростных последовательностей импульсов частота генерации импульсов высока, в то время как в конечной части частота генерации импульсов постепенно становится более низкой.

Высокоскоростные последовательности импульсов с вышеупомянутой характеристикой принимаются в качестве входного сигнала счета 8-битового счетчика 41. Таким образом, изменяющаяся во времени характеристика 8-битового значения В счета счетчика 41 такова, как показано на фиг.5. В начальной части периода Ts скорость нарастания высока, а по мере продвижения к концу периода Ts скорость возрастания снижается.

Характеристика инверсной гамма-коррекции

Как упомянуто выше, хотя 8-битовое значение В отсчета счетчика 41 периодически изменяется от значения, равного всем “0”, до значения, равного всем “1”, с постоянным периодом Ts, скорость возрастания значения В не является постоянной, и в начальной части периода Ts значение изменяется с высокой скоростью возрастания, а по мере продвижения периода Ts к концу, скорость возрастания падает. Путем сравнения 8-битового значения В отсчета и 8-битовых данных А градации, зафиксированных в регистре 31, определяется ширина Tw импульса возбуждения. Таким образом, соотношение между двоичным значением А данных градации и шириной Tw импульса не будет иметь линейную пропорциональную характеристику.

Если А≥В, то импульс возбуждения включается. Таким образом, как показано на фиг.6, для изменяющейся характеристики ширины Tw импульса возбуждения с учетом двоичного значения А данных градации, в области, где двоичное значение А данных градации мало, скорость изменения ширины Tw импульса мала, а по мере того как значение А увеличивается, скорость изменения ширины Tw импульса также увеличивается. Эта нелинейность является аппроксимацией характеристики гамма телевизионного устройства на ЭЛТ и является характеристикой инверсной гамма-коррекции для компенсации характеристики гамма-коррекции, которая ранее применялась для видеосигнала стандарта NTSC.

Местоположение источника высокоскоростной последовательности импульсов

Как видно из приведенного выше пояснения, высокоскоростные последовательности импульсов, которые выдаются из памяти 40 формы сигнала, становятся общим сигналом для всех схем возбуждения пиксельных индикаторов экранного модуля. Память 40 формы сигнала, адресный счетчик 43 и тактовый генератор 42 установлены в модуле 1 передачи данных, показанном на фиг.3, в результате чего обеспечивается конфигурация, при которой высокоскоростные последовательности данных подаются на каждую из схем возбуждения пиксельных индикаторов через линию передачи данных, соединяющую модуль 1 передачи данных и экранный модуль.

В примере, показанном на фиг.1, высокоскоростная последовательность импульсов представляет собой единый системный сигнал, общий для каждого из цветов; в результате чего обеспечивается конфигурация, в которой 8-битовые значения отсчета, выданные с выхода 8-битового счетчика 41, который отсчитывает высокоскоростные последовательности импульсов, выдаются совместным образом на три цифровых компаратора 51, 52 и 53, предусмотренных для управления градацией для красного, зеленого и синего цветов. Поэтому то, что подается с модуля 1 передачи данных на экранный модуль, представляет собой только высокоскоростные последовательности импульсов одной системы; и, следовательно, для этого необходима только одна линия передачи данных. Следовательно, конфигурация схемы для передачи и приема сигналов и конфигурация линии передачи данных чрезвычайно просты и поэтому могут быть реализованы экономичным способом.

Заметим, что имеются варианты осуществления, в которых генерируются высокоскоростные последовательности импульсов, имеющие различные характеристики соответственно для красного, зеленого и синего цветов, и в них высокоскоростные последовательности импульсов для трех систем передаются параллельным способом от модуля 1 передачи данных к экранному модулю. Поскольку данный режим обеспечивает оптимальную нелинейную широтно-импульсную модуляцию для каждого из трех основных цветов, то можно реализовать более высокое качество сигнала. В этом случае также имеется необходимость выделять только три линии передачи данных для передачи параллельным способом высокоскоростных последовательностей импульсов для управления красным цветом, высокоскоростных последовательностей импульсов для управления зеленым цветом и высокоскоростных последовательностей импульсов для управления синим цветом; и, следовательно, конфигурация является простой, а ее реализация - экономичной.

Схема возбуждения пиксельного индикатора, выполненная по технологии интегральных схем (ИС)

Для вышеупомянутой схемы возбуждения пиксельного индикатора (схемы управления градацией) используется типовой вариант реализации в виде ИС. Как показано на фиг.1, типовая схема возбуждения ИС-типа представляет собой, например, схему, в которой интегрированы: сдвиговый регистр 30 для переноса данных для 16 пикселей; 16 регистров 31, 32, 33... для 16 пикселей; 16 компараторов 51, 52, 53... для 16 пикселей; 16 возбудителей 21, 22, 23... постоянного тока для 16 пикселей и один счетчик 41. Этот пример представляет собой предпочтительную схемную структуру для реализации одной схемы возбуждения, предназначенной для возбуждения одного цвета 16 пикселей, сгруппированных рядом в экранном модуле. Изготавливаются три вышеупомянутые ИС, соответствующие 16 пикселям; и эти три ИС используются отдельно соответственно для красного, зеленого и синего цветов. В этом случае, если высокоскоростные последовательности импульсов подаются на предварительно определенные входные выводы вышеупомянутой ИС, счетчик 41 в составе ИС отсчитывает высокоскоростные последовательности импульсов, и значение счета подается на соответствующий вход 16 цифровых компараторов в составе ИС.

Перезапись данных памяти 40 формы сигнала

Важная особенность настоящего изобретения состоит в том, что имеется возможность произвольно, изменяемым образом устанавливать функциональную характеристику данных А градации и ширину Tw импульса возбуждения посредством характеристики импульсного интервала структуры двоичной формы сигнала высокоскоростных последовательностей импульсов, сохраненных в памяти 40 формы сигнала. Поэтому настоящее изобретение не только обеспечивает эффективную компенсацию конкретной характеристики гамма-коррекции, ранее применявшейся для видеосигнала стандарта NTSC, но и представляет собой техническую концепцию, имеющую множество применений.

Например, одна из конфигураций создается таким образом, что память 40 формы сигнала предусматривается в модуле 1 передачи данных, и содержимое памяти 40 может свободно перезаписываться с помощью компьютера, входящего в состав устройства. Затем путем перезаписи данных в памяти 40 формы сигнала ввиду характеристики представления градации данных изображения, которые должны отображаться, можно реализовать высококачественное отображение посредством соответствующего управления градацией для каждого изображения. Кроме того, в случае, когда светодиодное дисплейное устройство предназначено для наружного размещения, путем перезаписи данных памяти 40 формы сигнала, ввиду изменений в периферийных условиях светового освещения, например, в дневное и ночное время или с учетом сезонов или климата, можно реализовать высококачественное отображение посредством соответствующего управления градацией с учетом указанных условий. В этих случаях в память 40 формы сигнала будет записываться множество различных данных, и эти данные будут использоваться селективным образом.

Кроме того, путем конкретного анализа используемых характеристик тока возбуждения и оптического выходного сигнала светодиодов можно с высокой точностью реализовать характеристику коррекции, которая точно согласована с анализируемыми характеристиками с помощью данных, сохраненных в памяти 40 формы сигнала. В этом случае может учитываться, что характеристика светимости может различаться для красных светодиодов, зеленых светодиодов и синих светодиодов. В этом случае будут предусматриваться отдельные блоки памяти 40 форм сигналов и счетчики 41 для соответствующих систем управления для каждого из цветов; и значения В счета, соответственно имеющие различные характеристики возрастания, будут генерироваться и подаваться на цифровые компараторы для каждого из цветов.

Выходной сигнал арифметической операции для высокоскоростной последовательности импульсов

В вышеприведенном примере (2ⁿ) высокоскоростных последовательностей импульсов, в которых импульсные интервалы изменяются во времени в соответствии с изменяемой предварительно определенным образом характеристикой, периодически генерируются с постоянным периодом Ts путем последовательного вывода с предварительно определенной скоростью цифровых данных, записанных в памяти 40 формы сигнала. Такая структура может быть заменена некоторым схемным средством следующим образом.

Чтобы определить характеристику импульсных интервалов высокоскоростных последовательностей импульсов, которые изменяются во времени, производится арифметическая операция, в которой время до вывода последующего импульса Pi+1 после вывода импульса Pi выражается как функция от i. В соответствии с этим арифметическим уравнением процесс периодической генерации (2ⁿ) высокоскоростных импульсных последовательностей с постоянным периодом Ts реализуется компьютерной программой. Например, после выдачи первого импульса значение импульсного интервала между первым и вторым импульсами, которое получают посредством арифметической операции, устанавливается и отсчитывается (путем обратного отсчета) таймером; затем, после того как это значение дошло до нуля, выдается второй импульс; затем значение импульсного интервала между вторым и третьим импульсами, которое получают посредством арифметической операции, устанавливается и отсчитывается таймером; и, после того как это значение дойдет до нуля, выдается третий импульс. Такая операция может реализовываться повторно путем программной процедуры. При использовании данного метода, подобно вышеописанному методу с использованием памяти формы сигнала, можно простым способом изменить настройку различных характеристик путем изменения вышеупомянутого арифметического уравнения. Разумеется, можно осуществлять эту процедуру вывода арифметической операции с помощью специализированной схемы.

Третий вариант осуществления изобретения

Фиг.7 и 8 иллюстрируют основные признаки третьего варианта осуществления изобретения. Подобно вышеупомянутому примеру, всего 61440 пиксельных индикаторов упорядочены в установленном порядке в экранном модуле. Один пиксельный индикатор 10 представляет собой совокупность из 6 красных светодиодов 11, трех зеленых светодиодов 12 и трех синих светодиодов 13, сгруппированных в плотной компоновке. Пиксельные данные для возбуждения одного пикселя представляют собой данные, состоящие всего из 24 битов, по 8 битов соответственно для каждого основного цвета RGB; и обеспечивается возможность полноцветного представления из 16777216 цветов. Данные изображения для одного полного экрана представляют собой данные из (61440 × 24) битов.

Как показано на фиг.7, шесть красных светодиодов 11, три зеленых светодиода 12 и три синих светодиода 13 в одном пиксельном индикаторе соединены последовательно на поцветовой основе. Катодные стороны последовательных соединений светодиодов для соответствующих цветов соединены с выходом разомкнутого коллектора возбудителя 21 постоянного тока через общее соединение. Анодные стороны последовательных соединений светодиодов для соответствующих цветов соединены с источником питания Vcc через переключатель 71 для красного цвета, переключатель 72 для зеленого цвета и переключатель 73 для синего цвета схемы 70 выбора цветов RGB. Возбудитель 20 постоянного тока и схема 70 выбора цветов RGB работают в соответствии с сигналом, полученным из модуля 1 передачи данных (фиг.3), и обеспечивают включение и возбуждение пиксельного индикатора 10.

На фиг.8 представлена временная диаграмма сигналов, поданных на схему возбуждения пиксельного источника экранного модуля и на схему 70 выбора цветов RGB из модуля 1 передачи сигналов.

На схему 70 выбора цветов RGB подаются сигнал выбора красного цвета, предназначенный для включения переключателя 71 для красного цвета, сигнал выбора зеленого цвета, предназначенный для включения переключателя 72 для зеленого цвета, сигнал выбора синего цвета, предназначенный для включения переключателя 73 для синего цвета. Эти сигналы выбора формируются в экранном модуле вышеупомянутым тактовым сигналом переноса данных или сигналом фиксации. Как явно видно из фиг.8, переключатель 31 для красного цвета, переключатель 32 для зеленого цвета и переключатель 33 для синего цвета соответственно включаются (замыкаются) на постоянное время селективно, в установленном порядке и периодически.

На 8-битовый регистр подается сигнал фиксации, синхронный с коммутацией сигналов выбора цветов RGB, и подаются данные изображения посредством сдвигового регистра 30 переноса данных. Непосредственно перед включением сигнала выбора красного цвета 8-битовые считанные данные переносятся и фиксируются в схеме 31 фиксации. 8-битовые считанные данные, выведенные из схемы 31 фиксации, вводятся в цифровой компаратор 51. На другой вход компаратора 51 подается 8-битовое значение счета 8-битового счетчика 41. В данном случае высокоскоростные последовательности импульсов, вводимые в счетчик 41 из модуля 1 передачи данных, являются последовательностями импульсов для управления градацией красного цвета, имеющего нелинейную характеристику. Выходной результат сравнения с компаратора 51 представляет собой импульс возбуждения, который подается на вход возбудителя 21 постоянного тока, и в ответ на импульс возбуждения формируется свечение красных светодиодов 11.

Затем непосредственно перед включением сигнала выбора зеленого цвета 8-битовые считанные данные переносятся и фиксируются в схеме 31 фиксации. В данном случае высокоскоростные последовательности импульсов, вводимые в счетчик 41 из модуля 1 передачи данных, являются последовательностями импульсов для управления градацией зеленого цвета, имеющего нелинейную характеристику. Выходной результат сравнения с компаратора 51 представляет собой импульс возбуждения, который подается на вход возбудителя 21 постоянного тока, и в ответ на импульс возбуждения формируется свечение зеленых светодиодов 12.

Затем непосредственно перед включением сигнала выбора синего цвета 8-битовые считанные данные переносятся и фиксируются в схеме 31 фиксации. В данном случае высокоскоростные последовательности импульсов, вводимые в счетчик 41 из модуля 1 передачи данных, являются последовательностями импульсов для управления градацией синего цвета, имеющего нелинейную характеристику. Выходной результат сравнения с компаратора 51 представляет собой импульс возбуждения, который подается на вход возбудителя 21 постоянного тока, и в ответ на импульс возбуждения формируется свечение синих светодиодов 13.

Вышеописанная операция повторяется с высокой скоростью. Например, период, за который реализуется цикл операции включения переключателя 71 для красного цвета, переключателя 72 для зеленого цвета и переключателя 73 синего цвета устанавливается равным 1/60 секунды. Т.е. время, в течение которого включается один переключатель, равно 1/180 секунды.

В одном пиксельном индикаторе, состоящем из группы красных светодиодов, зеленых светодиодов и синих светодиодов, даже при осуществлении способа, соответствующего настоящему изобретению, в котором время возбуждения красного цвета, время возбуждения зеленого цвета и время возбуждения синего цвета реализованы с разделением по времени с высокой скоростью, аддитивный цветовой процесс реализуется высокоэффективным способом, вследствие чего можно реализовать отображение изображения с достаточно высоким качеством с точки зрения характеристики во временной области по отношению к цветности. Заметим, что настоящее изобретение столь же эффективно, как и описанное выше в пиксельной конфигурации, в которой красные светодиоды, зеленые светодиоды и синие светодиоды равномерным образом распределены и упорядочены в пределах всей поверхности отображения экрана.

Что касается характеристики во временной области с учетом яркости, ниже представлено сравнение между способом 1/3-динамического возбуждения согласно представленному примеру и обычным способом 1/3-динамического возбуждения, соответствующим простой селекции строк. В способе, соответствующем настоящему изобретению, все пиксельные индикаторы, образующие дисплейный экран, включаются одновременно, в то время как в обычном способе пиксельные индикаторы, которые включены одновременно, составляют 1/3 от общего их числа. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает преимущество в смысле мерцания и разрешения. Что касается схемной структуры, то можно сделать вывод, что в принципе нет превосходства или более низкого качества, если сравнивать способ, соответствующий настоящему изобретению, и обычный способ, если имеется в виду один и тот же способ 1/3-динамического возбуждения. В соответствии с настоящим изобретением отображение изображения более высокого качества чем прежде, может быть реализовано практически при одинаковых затратах и одинаковой схемной структуре.

В аспекте схемной структуры, сравнение проведено между способом 1/3-динамического возбуждения, соответствующего представленному примеру, и обычным способом 1/3-динамического возбуждения, соответствующим простой строчной селекции. Предполагается, что белый цвет с высокой яркостью отображается на всем экране в обоих устройствах. Согласно способу, соответствующему настоящему изобретению, нет периода, в котором, например, красные светодиоды, зеленые светодиоды и синие светодиоды 128 пиксельных индикаторов, образующих одну строку, включаются одновременно, а в каждый данный момент времени включаются только светодиоды одного цвета из красного, зеленого и синего цветов. В противоположность этому, в обычном способе, даже если одна строка из трех строк включается в установленном порядке, красные светодиоды, зеленые светодиоды и синие светодиоды 128 пиксельных индикаторов, образующих включенную строку, все включаются одновременно.

Общая величина электрической мощности для возбуждения в обоих способах, разумеется одна и та же; однако с учетом мгновенного значения тока возбуждения, подаваемого к одной строке, ток в способе, соответствующем настоящему изобретению, равен 1/3 по сравнению с током в обычном способе. Это означает, что конфигурация устройства источника питания и системы подачи питания для каждой из строк в настоящем изобретении могут быть созданы с меньшей емкостью и более простой структурой. Это требование не очень важно в компактных светодиодных многоцветных дисплейных устройствах, но с учетом конфигурирования светодиодных многоцветных дисплейных устройств высокой яркости, предназначенных для наружного использования, имеющих экраны чрезвычайно больших размеров, данное требование становится весьма реальным и технически очень важным. Настоящее изобретение имеет превосходство в данном аспекте.

Кроме того, в примерах, показанных на фиг.7 и 8, временное разделение позволяет осуществлять передачу высокоскоростных последовательностей импульсов для управления градацией красного цвета, высокоскоростных последовательностей импульсов для управления градацией зеленого цвета и высокоскоростных последовательностей импульсов для управления градацией синего цвета с использованием линии передачи данных одной системной высокоскоростной последовательности импульсов. Таким образом, управление градацией с чрезвычайно высокой эффективностью может быть реализовано чрезвычайно простой конфигурацией.

Изобретение относится к визуализации полноцветных изображений при помощи светодиодных дисплеев. Его применение позволяет получить технический результат в виде быстрой визуализации с высоким качеством выходного изображения, достигаемой за счет адптации устройства к особенностям светодиода как источника излучения. Этот результат достигается благодаря тому, что устройство включает в себя сконфигурированные особым образом модуль передачи данных и экранный модуль. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Система полноцветного светодиодного дисплея, характеризуемая 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) на 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 с 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 упомянутом 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.2. Система по п.1, отличающаяся 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 выполнены в виде одного системного средства 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 упомянутого одного системного средства в экранный модуль.3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что структура средства генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов в модуле передачи данных выполнена в виде средства функциональной арифметической операции, предназначенного 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.4. Система по п.1 или 2, отличающаяся 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.5. 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, 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; (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.6. Система по п.5, отличающаяся тем, что структура средства генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов в модуле передачи данных выполнена в виде средства функциональной арифметической операции, предназначенного 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.7. Система по п.6, отличающаяся 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.