СВЕТОДИОДНОЕ (LED) УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ И ВОЗБУЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2019 года по МПК G09G3/32 G09G5/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к светодиодному (LED) устройству отображения, включающему в себя светодиодный (LED) дисплей, который включает в себя светодиоды (LED) и возбуждающее устройство, возбуждающее LED дисплей.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Светодиодные устройства отображения, включающие в себя светодиоды, широко используются для отображения, например, внутренней и наружной рекламы. Эти светодиодные устройства отображения использовались в качестве больших устройств отображения, имеющих шаг пикселей равный 3 мм или более, однако в последние годы светодиодные устройства отображения упали в цене и уменьшили шаг пикселей светодиодов, таким образом на рынок были выведены продукты, имеющие шаг пикселей 1.5 мм и 1.9 мм.

[0003] В соответствии с уменьшенным шагом пикселя, светодиод, составляющий один пиксель, сделан из очень маленького пакета, имеющего размер 1.0 мм × 1.0 мм или менее. Уменьшение размера пакета приводит к уменьшению продуктивности процесса пайки из-за уменьшения области площадки для пайки в зависимости от общего количества точек подключения, а также доставляет неприятности, такие как увеличение стоимости из-за сложного шаблона и увеличенного числа слоев в подложке. Широко используемым способом решения этих проблем является пакет с общим анодом, в котором аноды светодиодов красного, зеленого и синего цветов электрически соединены, так что в пакет включено минимальное число точек подключения.

[0004] Однако напряжение, подаваемое на каждый светодиод красного, зеленого и синего цвета, является общим на общем аноде, так что когда прямое напряжение на каждом светодиоде отличается друг от друга, электрическая энергия расточительно расходуется в соответствии с разностью прямых напряжений, таким образом возникает недостаток, такой как увеличение потребляемой мощности. Когда потребляемая мощность увеличивается, также увеличивается количество генерируемого тепла, таким образом также возникает такой недостаток, как уменьшение срока службы самого светодиода из-за увеличенной температуры светодиода. Соответственно, предложен способ управления общим катодом, в котором катоды светодиодов электрически соединены для обеспечения уменьшения потребляемой мощности в светодиоде и большого срока службы светодиода (например, Патентный документ 1).

Документы предшествующего уровня техники

Патентные документы

[0005] Патентный документ 1: Патентный бюллетень Японии № 3564359

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Проблема, которая должна быть решена с помощью изобретения

[0006] Однако имеется ограниченное количество производителей возбуждающих схем, соответствующих общему катоду, и эффективность благодаря объемам едва ли может быть получена с точки зрения стоимости, так что общий катод приводит к увеличению стоимости.

[0007] Поэтому было сделано настоящее изобретение для решения упомянутых выше проблем, и задачей настоящего изобретения является обеспечение методики, способной уменьшать энергопотребление светодиода.

Средство решения проблемы

[0008] Светодиодное устройство отображения в соответствии с настоящим изобретением включает в себя светодиодный дисплей, который включает в себя множество массивов светодиодов, сгруппированных во множество групп, подающие напряжение части, которые могут подавать множественные типы напряжений, отличающиеся друг от друга, и устройство возбуждения, которое возбуждает светодиодный дисплей с использованием множественных типов напряжений, которые могут подавать подающие напряжение части. Каждый из множества массивов светодиодов включает в себя множество светодиодов в матрице, в том числе множество светодиодов, которые имеют аноды или катоды, электрически соединенные друг с другом, и имеют различные длины волн излучения. Устройство возбуждения выполняет переключение комбинации массива светодиодов в целевой группе для включения, которая является одной из множества групп, которые должны быть включены, и множественных типов напряжений, которые должны подаваться параллельно с массивом светодиодов, с разделением по времени, и включает некоторые светодиоды, которые должны быть включены, с помощью одного из множественных типов напряжений, которые должны подаваться на массив светодиодов и которые дополнительно объединяются с длинами волны излучения в каждом ряду, в множестве рядов светодиодов, входящих в состав массива светодиодов в целевой группе для включения, синхронно с помощью переключения.

Эффекты изобретения

[0009] В соответствии с настоящим изобретением комбинация массива светодиодов в целевой группе для включения и множественных типов напряжений, которые должны подаваться параллельно с массивом светодиодов, переключаются с разделением по времени, и некоторые светодиоды, которые должны быть включены с помощью напряжений, которые должны подаваться на массив светодиодов, в множестве светодиодов, входящих в состав массива светодиодов в целевой группе для включения, включаются синхронно с помощью переключения. Поэтому может быть уменьшено потребление энергии светодиодом.

[0010] Эти и другие задачи, признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из следующего подробного описания настоящего изобретения, взятого в сочетании с прилагаемыми чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0011] Фиг. 1 является блок-схемой, изображающей конфигурацию светодиодного устройства отображения в соответствии с вариантом 1 осуществления.

Фиг. 2 является блок-схемой, изображающей конфигурацию светодиодного устройства отображения в соответствии с вариантом 1 осуществления.

Фиг. 3 является блок-схемой, изображающей аппаратную конфигурацию светодиодного устройства отображения в соответствии с вариантом 1 осуществления.

Фиг. 4 является принципиальной схемой, изображающей конфигурацию светодиодного устройства отображения в соответствии с вариантом 1 осуществления.

Фиг. 5 является схемой, изображающей пример взаимосвязи между приложенным напряжением и выходным током в схеме тока постоянной величины.

Фиг. 6 является временной диаграммой, изображающей работу светодиодного устройства отображения в соответствии с вариантом 1 осуществления.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТА(ОВ) ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0012] <Вариант 1 осуществления>

Фиг. 1 и фиг. 2 являются блок-схемами, изображающими конфигурацию светодиодного устройства отображения в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения. Светодиодное устройство отображения на фиг. 1 включает в себя светодиодный дисплей 1, входную точку 2 подключения, процессор 3 видеосигнала, блок 4 коррекции светимости и устройство 5 возбуждения, соответствующее возбуждающему устройству.

[0013] Вначале описывается аппаратное обеспечение каждого составляющего элемента. Панель светодиодного дисплея, например, применяется к светодиодному дисплею 1. Процессор 3 видеосигнала и блок 4 коррекции светимости (именуемый в дальнейшем «процессор 3 видеосигнала и т.д.») обеспечиваются, например, путем выполнения процессором 92 на фиг. 3 программ, сохраненных в памяти 91.

[0014] Память 91 включает в себя энергонезависимую или энергозависимую полупроводниковую память, такую как, например, RAM, ROM, флэш-память, EPROM или EEPROМ, магнитный диск, гибкий диск, оптический диск, компакт-диск, минидиск и DVD. Процессор 92 включает в себя, например, центральный процессор (CPU), блок обработки, арифметическое устройство, микропроцессор, микрокомпьютер, процессор и DSP. Упомянутые выше программы заставляют компьютер исполнять процедуры и способы, обеспечиваемые процессором 3 видеосигнала и т.д., они реализуются с помощью, например, программного обеспечения, микропрограммного обеспечения или комбинации программного обеспечения и микропрограммного обеспечения.

[0015] Не всегда требуется, чтобы конфигурация, включающая в себя процессор 3 видеосигнала и т.д., обеспечивалась с помощью работы, выполняемой в соответствии с программно-реализованными программами. Например, конфигурация может обеспечиваться с помощью схемы обработки сигналов, в которой работа выполняется электрической схемой аппаратного обеспечения. Альтернативно, конфигурация, включающая в себя процессор 3 видеосигнала и т.д., может быть комбинацией конфигурации, обеспечиваемой с помощью программно-реализованных программ, и конфигурации, обеспечиваемой с помощью аппаратного обеспечения. Аналогично, устройство 5 возбуждения может быть реализовано с помощью аппаратного обеспечения или комбинации программного обеспечения и аппаратного обеспечения.

[0016] Далее описывается каждый составляющий элемент светодиодного устройства отображения на фиг. 1 и фиг. 2.

[0017] Светодиодный дисплей 1 используется для отображения желаемого изображения, такого как символ и графическое изображение. Светодиодный дисплей 1 включает в себя множество массивов светодиодов, организованных в матрицу. В примере на фиг. 1, светодиодные массивы, вертикально и горизонтально организованные по четыре на четыре, что в итоге равно шестнадцати, организованы в матрицу.

[0018] Массив 100 светодиодов, который является одним из набора множества массивов светодиодов, имеет три светодиода: светодиод 100R красного (R) цвета, светодиод 100G зеленого (G) цвета и светодиод 100B синего (B) цвета, каждый из которых имеет различную длину волны излучения. Хотя это не показано на фиг. 1 и фиг. 2, другие массивы светодиодов также имеют аналогичную конфигурацию.

[0019] Входная точка 2 подключения принимает видеосигнал извне. В соответствии с видеосигналом, принятым входной точкой подключения 2, процессор 3 видеосигнала выбирает область, необходимую для выполнения отображения, и выполняет обработку, в том числе гамма-коррекцию. Блок 4 коррекции яркости корректирует яркость выходного сигнала процессора 3 видеосигнала. Устройство 5 возбуждения возбуждает светодиодный дисплей 1 на основании выходного сигнала, скорректированного блоком 4 коррекции яркости, тем самым выполняя, например, управление свечением (управление миганием) светодиода в светодиодном дисплее 1.

[0020] <Светодиодный дисплей 1 и устройство 5 возбуждения>

Фиг. 4 является принципиальной схемой, изображающей конфигурацию светодиодного дисплея 1 и устройства 5 возбуждения в соответствии с настоящим вариантом 1 осуществления.

[0021] Вначале описывается светодиодный дисплей 1. Несколько линий массивов светодиодов, как правило, сканируются за один раз в светодиодном устройстве отображения, имеющем уменьшенный шаг пикселя. Фиг. 4 изображает, в качестве примера этого, конфигурацию управления возбуждением для сканирования массивов светодиодов в двух рядах и четырех линиях за один раз.

[0022] В примере на фиг. 4 массивы 100 и 101 светодиодов являются массивами светодиодов в первой линии, массивы 110 и 111 светодиодов являются массивами светодиодов во второй линии, массивы 120 и 121 светодиодов являются массивами светодиодов в третьей линии, и массивы 130 и 131 светодиодов являются массивами светодиодов в четвертой линии. Массивы 100, 110, 120 и 130 светодиодов являются массивами светодиодов в первом ряду, а массивы 101, 111, 121 и 131 светодиодов являются массивами светодиодов во втором ряду. Общее количество рядов и линий не ограничивается этим, но, как правило, оно больше, чем в упомянутом выше примере.

[0023] Как было описано выше, массив 100 светодиодов включает в себя светодиоды 100R, 100G и 100B R, G и B цветов соответственно. Аноды светодиодов 100R, 100G и 100B являются точками подключения общих анодов и электрически соединены друг с другом. Аналогично, массив светодиодов 101 включает в себя светодиоды 101R, 101G и 101B R, G и B цветов соответственно, чьи аноды электрически соединены друг с другом. Массивы 110, 111, 120, 121, 130 и 131 светодиодов также имеют аналогичную конфигурацию.

[0024] Далее описывается устройство 5 возбуждения. Устройство 5 возбуждения включает в себя переключатели 20, 21, 22 и 23, схему 40 источника питания для зеленого и синего цветов, схему 50 источника питания для красного цвета, блоки 60 и 65 схемы тока постоянной величины, блоки 70 и 75 схемы включения-выключения и управляющую схему 80, коллективно управляющую упомянутыми выше составляющими элементами в устройстве 5 возбуждения.

[0025] В настоящем описании, каждая из схем: схема 40 источника питания для зеленого и синего цветов и схема 50 источника питания для красного цвета, которая имеет выходное напряжение, отличающееся от выходного напряжения схемы 40 источника питания для зеленого и синего цветов, составляет подающую напряжение часть (схему источника питания). Соответственно, подающие напряжение части (схемы источника питания) могут подавать множественные типы напряжений Vgb и Vr, отличающиеся друг от друга.

[0026] Устройство 5 возбуждения возбуждает светодиодный дисплей 1 с использованием множественных типов напряжений Vgb и Vr, которые могут подаваться от подающих напряжение частей (схемы 40 источника питания для зеленого и синего цветов и схемы 50 источника питания для красного цвета). В настоящем варианте 1 осуществления подающие напряжение части (схема 40 источника питания для зеленого и синего цветов и схема 50 источника питания для красного цвета) включены в состав устройства 5 возбуждения, но могут быть отдельны от устройства 5 возбуждения.

[0027] Далее описывается каждый составляющий элемент устройства 5 возбуждения.

[0028] Точки подключения общих анодов массивов 100 и 101 светодиодов соединены с переключателем 20. Когда переключатель 20 переключается на схему 40 источника питания для зеленого и синего цветов или схему 50 источника питания для красного цвета под управлением управляющей схемы 80, массивы 100 и 101 светодиодов включаются, и светодиоды в массивах светодиодов 100 и 101 могут быть включены. Между тем, когда переключатель 20 переключается ни на схему40 источника питания для зеленого и синего цветов, ни на схему 50 источника питания для красного цвета под управлением управляющей схемы 80, светодиоды в массивах 100 и 101 светодиодов выключаются.

[0029] Аналогично точки подключения общих анодов массивов 110 и 111 светодиодов соединяются с переключателем 21. Когда переключатель 21 переключается на схему 40 источника питания для зеленого и синего цветов или схему 50 источника питания для красного цвета под управлением управляющей схемы 80, массивы 110 и 111 светодиодов включаются, и светодиоды в массивах 110 и 111 светодиодов могут быть включены. Межу тем, когда переключатель 21 переключается ни на схему40 источника питания для зеленого и синего цветов, ни на схему 50 источника питания для красного цвета под управлением управляющей схемы 80, светодиоды в массивах 110 и 111 светодиодов выключаются.

[0030] Аналогично, точки подключения общих анодов массивов 120 и 121 светодиодов соединяются с переключателем 22, и точки подключения общих анодов массивов 130 и 131 светодиодов соединяются с переключателем 23.

[0031] Как описывается ниже, массивы 100, 101, 110, 111, 120, 121, 130 и 131 светодиодов сгруппированы в две группы: массивы 100, 101, 110 и 111 светодиодов первой группы (также называемую в дальнейшем «первой группой 100-111») и массивы 120, 121, 130 и 131 светодиодов второй группы (также называемые в дальнейшем «второй группой 120-131»).

[0032] Когда первая группа 100-111 является целевой группой для включения (группой, которая должна быть включена), один из переключателей 20 и 21 переключается на схему 40 источника питания для зеленого и синего цветов, а другой переключается на схему 50 источника питания для красного цвета. В результате светодиоды в первой группе 100-111 могут быть включены. В упомянутом выше случае переключатели 22 и 23 переключены на напряжение выключенного состояния. В результате светодиоды во второй группе 120-131 выключены.

[0033] Между тем, когда вторая группа 120-131 является целевой группой для включения, один из переключателей 22 и 23 переключается на схему 40 источника питания для зеленого и синего цветов, а другой переключается на схему 50 источника питания для красного цвета. В результате светодиоды во второй группе 120-131 могут быть включены. В упомянутом выше случае переключатели 20 и 21 переключены на напряжение выключенного состояния. В результате светодиоды в первой группе 100-111 выключены.

[0034] Блок 60 схемы тока постоянной величины включает в себя схему 61R тока постоянной величины, схему 61G тока постоянной величины, схему 61B тока постоянной величины, схему 62R тока постоянной величины, схему 62G тока постоянной величины и схему 62B тока постоянной величины.

[0035] Схема 61R тока постоянной величины электрически соединена с катодами светодиода 100R в первой линии и светодиода 120R в третьей линии, схема 61G тока постоянной величины электрически соединена c катодами светодиода 110G во второй линии и светодиода 130G в четвертой линии, и схема 61B тока постоянной величины электрически соединена с катодами светодиода 110B во второй линии и светодиода 130B в четвертой линии. Схема 62R тока постоянной величины электрически соединена с катодами светодиода 101R в первой линии и светодиода 121R в третьей линии, схема 62G тока постоянной величины электрически соединена с катодами светодиода 111G во второй линии и светодиода 131G в четвертой линии, и схема 62B тока постоянной величины электрически соединена с катодами светодиода 111B во второй линии и светодиода 131B в четвертой линии.

[0036] Блок 65 схемы тока постоянной величины включает в себя схему 66R тока постоянной величины, схему 66G тока постоянной величины, схему 66B тока постоянной величины, схему 67R тока постоянной величины, схему 67G тока постоянной величины и схему 67B тока постоянной величины.

[0037] Схема 66R тока постоянной величины электрически соединена с катодами светодиода 110R во второй линии и светодиода 130R в четвертой линии, схема 66G тока постоянной величины электрически соединена с катодами светодиода 100G в первой линии и светодиода 120G в третьей линии, и схема 66B тока постоянной величины электрически соединена с катодами светодиода 100B в первой линии и светодиода 120B в третьей линии. Схема 67R тока постоянной величины электрически соединена с катодами светодиода 111R во второй линии и светодиода 131R в четвертой линии, схема 67G тока постоянной величины электрически соединена с катодами светодиода 101G в первой линии и светодиода 121G в третьей линии, и схема 67B тока постоянной величины электрически соединена с катодами светодиода 101B в первой линии и светодиода 121B в третьей линии.

[0038] Блок 70 схемы включения-выключения включает в себя схемы 71R, 71G, 71B, 72R, 72G и 72B включения-выключения.

[0039] Схема 71R включения-выключения электрически соединена с катодами светодиодов 100R и 120R через схему 61R тока постоянной величины, схема 71G включения-выключения электрически соединена с катодами светодиодов 110G и 130G через схему 61G тока постоянной величины, и схема 71B включения-выключения электрически соединена с катодами светодиодов 110B и 130B через схему 61B тока постоянной величины. Аналогично упомянутой выше конфигурации, схемы 72R, 72G и 72B включения-выключения электрически соединены с катодами светодиодов красного, зеленого и синего цветов через схемы 62R, 62G и 62B тока постоянной величины. Схемы 71R, 71G, 71B, 72R, 72G и 72B включения-выключения, описанные выше, включают и выключают электрическое соединение под управлением управляющей схемы 80.

[0040] Блок 75 схемы включения-выключения включает в себя схемы 76R, 76G, 76B, 77R, 77G и 77B включения-выключения.

[0041] Схема 76R включения-выключения электрически соединена с катодами светодиодов 110R и 130R через схему 66R тока постоянной величины, схема 76G включения-выключения электрически соединена с катодами светодиодов 100G и 120G через схему 66G тока постоянной величины, и схема 76B включения-выключения электрически соединена с катодами светодиодов 100B и 120B через схему 66B тока постоянной величины. Аналогично упомянутой выше конфигурации, схемы 77R, 77G и 77B включения-выключения электрически соединены с катодами светодиодов красного, зеленого и синего цветов через схемы 67R, 67G и 67B тока постоянной величины. Схемы 76R, 76G, 76B, 77R, 77G и 77B включения-выключения, описанные выше, включают и выключают электрическое соединение под управлением управляющей схемы 80.

[0042] Управляющая схема 80 управляет переключением переключателей 20, 21, 22 и 23 с разделением по времени. Управляющая схема 80 индивидуально выполняет управление включением и выключением схем 71R, 71G, 71B, 72R, 72G, 72B, 76R, 76G, 76B, 77R, 77G и 77B включения-выключения, синхронно с помощью переключения, тем самым индивидуально управляя включением и выключением тока, текущего в светодиоде, и затем включая и выключая светодиод.

[0043] В настоящем варианте 1 осуществления управляющая схема 80 выполняет управление свечением светодиода путем управления широтно-импульсной модуляцией (PWM) с использованием коэффициента заполнения (отношения периода включения к периоду импульса). Таким образом, управление свечением светодиода, выполняемое управляющей схемой 80, является в точном смысле управлением миганием светодиода, однако так как период импульсов очень мал, человеческие глаза воспринимают мигание светодиода как свечение светодиода. При таком управлении с помощью PWM отношение периода включения увеличивается по мере того, как коэффициент заполнения становится больше, таким образом яркость светодиода, воспринимаемая человеческими глазами, увеличивается.

[0044] Управляющая схема 80 выполняет не только управление, описанное выше, но также и управление переключением переключателей 20, 21, 22 и 23.

[0045] Устройство 5 возбуждения, имеющее приведенную выше конфигурацию, управляет переключением переключателей 20, 21, 22 и 23 с разделением по времени, тем самым переключая комбинацию массива светодиодов в целевой группе для включения и множественных типов напряжений Vgb и Vr, которые должны подаваться параллельно с массивом светодиодов, с разделением по времени. В описании далее эта комбинация описывается как <массив светодиодов в целевой группе для включения, напряжение, которое должно быть подано на массив светодиодов>.

[0046] Хотя это подробно описывается ниже, в качестве примера такого переключения устройство 5 возбуждения в соответствии с настоящим вариантом 1 осуществления переключает комбинацию на <массив 100 светодиодов и массив 101 светодиодов, Vr> и <массив 110 светодиодов и массив 111 светодиодов, Vgb>, а затем переключает комбинацию на <массив 100 светодиодов и массив 101 светодиодов, Vgb> и <массив 110 светодиодов и массив 111 светодиодов, Vr>. Затем устройство 5 возбуждения в соответствии с настоящим вариантом 1 осуществления выполняет переключение комбинации, аналогичной комбинации, описанной выше, за исключением того, что массивы 100, 101, 110 и 111 светодиодов заменены светодиодами 120, 121, 130 и 131.

[0047] Затем устройство 5 возбуждения включает некоторые светодиоды, которые должны быть включены, с помощью напряжения, которое должно быть подано на массив светодиодов, из множества светодиодов, входящих в состав массива светодиодов в целевой группе для включения, синхронно с помощью переключения, при этом выполняя переключение, описанное выше. Когда напряжение, которое должно быть подано на массив светодиодов, является напряжением Vr схемы 50 источника питания для красного цвета, устройство 5 возбуждения в соответствии с настоящим вариантом 1 осуществления включает светодиоды красного цвета в массиве светодиодов как некоторые светодиоды, описанные выше. Когда напряжение, которое должно быть подано на массив светодиодов, является напряжением Vgb схемы 40 источника питания для зеленого и синего цветов, устройство 5 возбуждения в соответствии с настоящим вариантом 1 осуществления включает светодиоды зеленого и синего цветов в массиве светодиодов как некоторые светодиоды, описанные выше. Далее подробно описывается управление свечением светодиодов.

[0048] <Напряжение в подающей напряжение части>

Описываются напряжения Vgb и Vr в подающих напряжение частях (схема 40 источника питания для зеленого и синего цветов и схема 50 источника питания для красного цвета). Пример материалов светодиодов R, G и B цветов в соответствии с настоящим вариантом 1 осуществления и прямые напряжения описываются в Таблице 1.

[0049] [Таблица 1]

Материал Прямое напряжение (В) Красный (R) цвет AlGaInP 2.4 (при 10мA) Зеленый (G) цвет InGaN 3.4 (при 10мA) Синий (B) цвет InGaN 3.4 (при 10мA)

[0050] Как показано в Таблице 1, прямое напряжение на светодиоде зеленого (G) цвета и прямое напряжение на светодиоде синего (B) цвета приблизительно одинаковы, однако, имеется разность напряжений приблизительно в 1.0 В между прямым напряжением на светодиоде красного (R) цвета и прямыми напряжениями на светодиоде зеленого (G) цвета и светодиоде синего (B) цвета. Эта разность напряжений вызывает потерю мощности во время подключения с общим анодом. Ввиду изложенного выше факта в настоящем варианте 1 осуществления для того, чтобы включить желаемый светодиод R цвета, управляющая схема 80 переключает соответствующий переключатель на схему 50 источника питания для красного цвета и подает его напряжение на желаемый светодиод R цвета. В то время как для того, чтобы включить желаемые светодиоды G и B цветов, управляющая схема 80 переключает соответствующий переключатель на схему 40 источника питания для зеленого и синего цветов и подает его напряжения на желаемые светодиоды G и B цветов.

[0051] Фиг. 5 является схемой, изображающей пример взаимосвязи между приложенным напряжением и выходным током в схемах 61R, 62R, 66R и 67R тока постоянной величины. Схема 61R и т.п. тока постоянной величины имеет функцию обеспечения заданного тока (тока, который задан) независимо от приложенного напряжения. Однако приложенное напряжение схемы 61R и т.п. тока постоянной величины должно быть равно или больше некоторого напряжения (0.5В в случае фиг. 5), называемого напряжением излома, которое зависит от схемы 61 и т.п. тока постоянной величины, как изображено на фиг. 5, чтобы упомянутая выше функция была эффективна. Таким образом, в конфигурации, в которой течет ток 10мA в светодиоде R цвета, например, напряжение 2.9В или более, в котором напряжение излома добавляется к прямому напряжению 2.4В, применяется в качестве напряжения Vr схемы 50 источника питания для красного цвета. Однако, например, напряжение немного более 2.9В предпочтительно подается в качестве напряжения Vr ввиду отклонений.

[0052] По аналогичной причине в конфигурации, в которой течет ток 10mA в светодиодах G и B цветом, например, напряжение 3.9В или более, в котором напряжение излома 0.5В добавляется к прямому напряжению 3.4В, применяется в качестве напряжения Vgb схемы 40 источника питания для зеленого и синего цветов. Однако, например, напряжение немного более 3.9В предпочтительно подается в качестве напряжение Vgb ввиду отклонений.

[0053] Как было описано выше, в настоящем варианте 1 осуществления множественные типы напряжений, которые могут подаваться от подающих напряжение частей, включают в себя напряжение Vgb в качестве второго напряжения и напряжение Vr в качестве первого напряжения, которое меньше, чем второе напряжение.

[0054] <Управление свечением светодиода>

Фиг. 6 является временной диаграммой, изображающей переключение переключателя и управление свечением светодиода в соответствии с настоящим вариантом 1 осуществления. Фиг. 6 изображает подаваемые напряжения, подаваемые от подающих напряжение частей на светодиоды через переключатели 20-23, и светодиоды, которые включаются. Каждый из переключателей 20-23 может подавать одно из трех напряжений (напряжение Vr схемы 50 источника питания для красного цвета, напряжение Vgb схемы 40 источника питания для зеленого и синего цветов и напряжение выключенного состояния) на массив светодиодов в качестве подаваемого напряжения.

[0055] Управляющая схема 80 выполняет управление таким образом, что массивы 100-131 светодиодов, сгруппированные во множество групп, последовательно излучают свет с разделением по времени в соответствии с изображенной на фиг. 5 временной диаграммой.

[0056] Сначала в период t1-t2 управляющая схема 80 применяет массивы 100, 101, 110 и 111 светодиодов первой группы в качестве целевой группы для включения, и переключает комбинацию на <массив 100 светодиодов и массив 101 светодиодов, Vr> и <массив 110 светодиодов и массив 111 светодиодов, Vgb>.

[0057] В частности, переключатель 20 переключается на напряжение Vr, переключатель 21 переключается на напряжение Vgb, а переключатели 22 и 23 переключаются на напряжение выключенного состояния. Управляющая схема 80 выполняет управление PWM над схемами 71R и 72R включения-выключения, а также выполняет управление PWM над схемами 61R и 62R тока постоянной величины. В результате включаются светодиоды 100R и 101R. Аналогично управляющая схема 80 выполняет управление PWM над схемами 71G, 72G, 71B и 72B включения-выключения, а также выполняет управление PWM над схемами 61G, 62G, 61B и 62B тока постоянной величины. В результате включаются светодиоды 110G, 111G, 110B и 111B.

[0058] В это время управляющая схема 80 (устройство 5 возбуждения) выключает схемы 76G, 76B, 77G и 77B включения-выключения, тем самым выключая светодиоды 100G и 100B, кроме светодиода 100R, в массиве 100 светодиодов и светодиоды 101G и 101B, кроме светодиода 101R, в массиве 101 светодиодов. Аналогично управляющая схема 80 (устройство 5 возбуждения) выключает схемы 76R и 77R включения-выключения, тем самым выключая светодиод 110R, кроме светодиодов 110G и 110B, в массиве 110 светодиодов и светодиод 111R, кроме светодиодов 111G и 111B, в массиве 111 светодиодов. Так как переключатели 22 и 23 переключены на напряжение выключенного состояния, светодиоды в массивах 120, 121, 130 и 131 светодиодов второй группы находятся в выключенном состоянии.

[0059] Затем, в период t2-t3, управляющая схема 80 применяет массивы 100, 101, 110 и 111 светодиодов первой группы в качестве целевой группы для включения, и переключает комбинацию на <массив 100 светодиодов и массив 101 светодиодов, Vgb> и <массив 110 светодиодов и массив 111 светодиодов, Vr>.

[0060] В частности, переключатель 20 переключается на напряжение Vgb, переключатель 21 переключается на напряжение Vr, а переключатели 22 и 23 остаются в напряжении выключенного состояния. Управляющая схема 80 выполняет управление PWM над схемами 76R и 77R включения-выключения, а также выполняет управление PWM над схемами 66R и 67R тока постоянной величины. В результате включаются светодиоды 110R и 111R. Аналогично управляющая схема 80 выполняет управление PWM над схемами 76G, 77G, 76B и 77B включения-выключения, а также выполняет управление PWM над схемами 66G, 67G, 66B и 67B тока постоянной величины. В результате включаются светодиоды 100G, 101G, 100B и 101B.

[0061] В это время управляющая схема 80 (устройство 5 возбуждения) выключает схемы 71G, 71B, 72G и 72B включения-выключения, тем самым выключая светодиоды 110G и 110B, кроме светодиода 110R, в массиве 110 светодиодов и светодиоды 111G и 111B, кроме светодиода 111R, в массиве 111 светодиодов. Аналогично управляющая схема 80 (устройство 5 возбуждения) выключает схемы 71R и 72R включения-выключения, тем самым выключая светодиод 100R, кроме светодиодов 100G и 100B, в массиве 100 светодиодов и светодиод 101R, кроме светодиодов 101G и 101B, в массиве 101 светодиодов. Так как переключатели 22 и 23 переключены на напряжение выключенного состояния, светодиоды в массивах 120, 121, 130 и 131 светодиодов второй группы находятся в выключенном состоянии.

[0062] Затем, в период t3-t4, управляющая схема 80 применяет массивы 120, 121, 130 и 131 светодиодов второй группы в качестве целевой группы для включения и переключает комбинацию на <массив 120 светодиодов и массив 121 светодиодов, Vr> и <массив 130 светодиодов и массив 131 светодиодов, Vgb>.

[0063] В частности, переключатель 22 переключается на напряжение Vr, переключатель 23 переключается на напряжение Vgb, а переключатели 20 и 21 переключаются на напряжение выключенного состояния. Управляющая схема 80 выполняет управление PWM над схемами 71R и 72R включения-выключения, а также выполняет управление PWM над схемами 61R и 62R тока постоянной величины. В результате включаются светодиоды 120R и 121R. Аналогично управляющая схема 80 выполняет управление PWM над схемами 71G, 72G, 71B и 72B включения-выключения, а также выполняет управление PWM над схемами 61G, 62G, 61B и 62B тока постоянной величины. В результате включаются светодиоды 130 G, 131 G, 130B и 131B.

[0064] В это время управляющая схема 80 (устройство 5 возбуждения) выключает схемы 76G, 76B, 77G и 77B включения-выключения, тем самым выключая светодиоды 120G и 120B, кроме светодиода 120R, в массиве 120 светодиодов и светодиоды 121G и 121B, кроме светодиода 121R, в массиве 121 светодиодов. Аналогично управляющая схема 80 (устройство 5 возбуждения) выключает схемы 76R и 77R включения-выключения, тем самым выключая светодиод 130R, кроме светодиодов 130G и 130B, в массиве 130 светодиодов и светодиод 131R, кроме светодиодов 131G и 131B, в массиве 131 светодиодов. Так как переключатели 20 и 21 переключены на напряжение выключенного состояния, светодиоды в массивах 100, 101, 110 и 111 светодиодов первой группы находятся в выключенном состоянии.

[0065] Затем, в период t4-t5, управляющая схема 80 применяет массивы 120, 121, 130 и 131 светодиодов второй группы в качестве целевой группы для включения, и переключает комбинацию на <массив 120 светодиодов и массив 121 светодиодов, Vgb> и <массив 130 светодиодов и массив 131 светодиодов, Vr>.

[0066] В частности, переключатель 22 переключается на напряжение Vgb, переключатель 23 переключается на напряжение Vr, а переключатели 20 и 21 остаются на напряжении выключенного состояния. Затем, управляющая схема 80 выполняет управление PWM над схемами 76R и 77R включения-выключения, а также выполняет управление PWM над схемами 66R и 67R тока постоянной величины. В результате включаются светодиоды 130R и 131R. Аналогично управляющая схема 80 выполняет управление PWM над схемами 76G, 77G, 76B и 77B включения-выключения, а также выполняет управление PWM над схемами 66G, 67G, 66B и 67B тока постоянной величины. В результате включаются светодиоды 120G, 121G, 120B и 121B.

[0067] В это время управляющая схема 80 (устройство 5 возбуждения) выключает схемы 71G, 71B, 72G и 72B включения-выключения, тем самым выключая светодиоды 130G и 130B, кроме светодиода 130R, в массиве 130 светодиодов и светодиоды 131G и 131B, кроме светодиода 131R, в массиве 131 светодиодов. Аналогично управляющая схема 80 (устройство 5 возбуждения) выключает схемы 71R и 72R включения-выключения, тем самым выключая светодиод 120R, кроме светодиодов 120G и 120B, в массиве 120 светодиодов и светодиод 121R, кроме светодиодов 121G и 121B, в массиве 121 светодиодов. Так как переключатели 20 и 21 переключены на напряжение выключенного состояния, светодиоды в массивах 100, 101, 110 и 111 светодиодов первой группы находятся в выключенном состоянии.

[0068] Управление, аналогичное приведенному выше описанию, многократно выполняется в период t5 и последующие периоды. Таким образом, включение светодиодов 100R, 101R, 110G, 111G, 110B и 111B, включение светодиодов 110R, 111R, 100G, 101G, 100B и 101B, включение светодиодов 120R, 121R, 130G, 131G, 130B и 131B, и включение светодиодов 130R, 131R, 120G, 121G, 120B и 121B выполняется многократно и последовательно. Светимость при включении находится под контролем PWM, и желаемое видео отображается на светодиодном дисплее 1.

[0069] В настоящем описании потребляемая мощность сравнивается между традиционным светодиодным устройством отображения с общим анодом и светодиодным устройством отображения в соответствии с настоящим вариантом 1 осуществления. Потребляемая мощность в светодиодном устройстве отображения в соответствии с настоящим вариантом 1 осуществления меньше, чем в традиционном светодиодном устройстве отображения, на величину электрической мощности, по существу равную значению, полученному с помощью выражения: разность напряжения источников питания 1(В)×10(мА)×коэффициент заполнения управления PWM×число пикселей. В настоящем описании, когда, например, коэффициент заполнения, равный 0.25, и число пикселей, равное двум миллионам или более, ввиду полной высокой четкости, подставляются в упомянутое выше выражение, светодиодное устройство отображения в соответствии с настоящим вариантом 1 осуществления может уменьшить потребляемую мощность приблизительно на 5 киловатт.

[0070] <Заключение для варианта 1 осуществления>

Светодиодное устройство отображения в соответствии с настоящим вариантом 1 осуществления, описанное выше, включает некоторые светодиоды, которые должны быть включены, с помощью напряжения, которое должно быть подано на массив светодиодов, в множестве светодиодов, входящих в состав массива светодиодов в целевой группе для включения. Соответственно, подходящее напряжение может быть подано на каждый из светодиодов R, G и B цветов, тем самым может быть уменьшен расточительный расход энергии, и может быть уменьшена потребляемая мощность. Например, может быть подавлена генерация тепла в управляющей схеме 80 (устройстве 5 возбуждения), тем самым может быть продлен срок службы светодиода и увеличена надежность. Массивы светодиодов сгруппированы во множество групп (две группы в приведенном выше описании), тем самым светодиоды могут параллельно включаться в различных массивах светодиодов. Соответственно, число светодиодов, включаемых с разделением по времени, может поддерживаться постоянным, тем самым, например, также может быть подавлено явление мерцания.

[0071] Как было описано выше, настоящее изобретение может быть применено к схеме возбуждения светодиодов с общим анодом, которую продают многие производители, таким образом это также выгодно в плане доступности и стоимости. Однако даже когда конфигурация, аналогичная конфигурации в приведенном выше описании, применяется к схеме возбуждения светодиодов с общим катодом, в которой катоды светодиодов R, G и B цветов электрически соединены друг с другом, может быть получен эффект, аналогичный эффекту в приведенном выше описании.

[0072] В варианте 1 осуществления, описанном выше, два типа схем источника питания (схема 40 источника питания для зеленого и синего цветов и схема 50 источника питания для красного цвета) применяются к подающей напряжение части. Однако эти два типа схем источника питания не являются необходимыми, могут применяться три типа схем источника питания в подающей напряжение части, так что три типа напряжений могут индивидуально подаваться, чтобы соответствовать R, G и B цветам. Хотя комбинация числа массивов светодиодов представляет собой 2×4 на фиг. 4, комбинация не ограничивается только этим, может применяться комбинация из опционального числа. В конфигурации фиг. 4 управление с разделением по времени (обработка с разделения по времени) выполняется для излучения света светодиодами в четырех линиях массивов светодиодов за один раз. Однако конфигурация не ограничивается только этим, управление с разделением по времени (обработка с разделением по времени) может выполняться для светодиодов в опциональном числе линий (например, 32 линии) за один раз, чтобы соответствовать числу светодиодов, составляющих светодиодную панель.

[0073] В соответствии с настоящим изобретением приведенные выше варианты осуществления могут быть должным образом изменены или опущены в рамках объема изобретения.

[0074] Настоящее изобретение было подробно показано и описано, приведенное выше описание во всех аспектах является иллюстративным, а не ограничивающим. Поэтому понятно, что могут быть разработаны многочисленные модификации и вариации, не отступая от объема изобретения.

Расшифровка ссылочных позиций

[0075] 1 светодиодный дисплей, 5 устройство возбуждения, 40 схема источника питания для зеленого и синего цветов, 50 схема источника питания для красного цвета, 100, 101, 110, 111, 120, 121, 130, 131 массив светодиодов, 100R-100B, 101R-101B, 110R-110B, 111R-111B, 120R-120B, 121R-121B, 130R-130B, 131R-131B светодиоды

Изобретение относится к светодиодному (LED) устройству отображения. Технический результат заключается в обеспечении методики, способной уменьшать энергопотребление светодиода. Светодиодное устройство отображения, содержащее светодиодный дисплей, подающие напряжение части которого могут подавать множественные типы напряжений, и устройство возбуждения, возбуждающее упомянутый светодиодный дисплей с использованием упомянутых множественных типов напряжений, которые могут подавать упомянутые подающие напряжение части, при этом упомянутое устройство возбуждения выполняет переключение комбинации упомянутого массива светодиодов в целевой группе для включения и упомянутое устройство возбуждения включает некоторые светодиоды, которые должны быть включены, с помощью одного из упомянутых множественных типов напряжений. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

1. Светодиодное устройство отображения, содержащее:

светодиодный дисплей, включающий в себя множество массивов светодиодов, сгруппированных во множество групп;

подающие напряжение части, которые могут подавать множественные типы напряжений, отличающиеся друг от друга; и

устройство возбуждения, возбуждающее упомянутый светодиодный дисплей с использованием упомянутых множественных типов напряжений, которые могут подавать упомянутые подающие напряжение части, при этом

каждый из упомянутого множества массивов светодиодов включает в себя множество светодиодов в матрице, которые имеют аноды или катоды, электрически соединенные друг с другом, и имеют разные длины волн излучения,

упомянутое устройство возбуждения выполняет переключение комбинации упомянутого массива светодиодов в целевой группе для включения, которая является одной из упомянутого множества групп, которая должна быть включена, и упомянутых множественных типов напряжений, которые должны подаваться параллельно с упомянутым массивом светодиодов с разделением по времени, и

упомянутое устройство возбуждения включает некоторые светодиоды, которые должны быть включены, с помощью одного из упомянутых множественных типов напряжений, которые должны подаваться на упомянутый массив светодиодов и которые дополнительно объединяются с длинами волны излучения в каждом ряду, в множестве рядов светодиодов, входящих в состав упомянутого массива светодиодов в упомянутой целевой группе для включения синхронно с помощью упомянутого переключения.

2. Светодиодное устройство отображения по п. 1, в котором

упомянутое множество светодиодов включает в себя светодиоды красного, зеленого и синего цветов.

3. Светодиодное устройство отображения по п. 2, в котором

упомянутые множественные типы напряжений включают в себя первое напряжение и второе напряжение и

упомянутое устройство возбуждения включает упомянутые светодиоды красного цвета, входящие в состав упомянутого массива светодиодов в качестве упомянутых некоторых светодиодов, когда упомянутое напряжение, которое должно подаваться на упомянутый массив светодиодов, является упомянутым первым напряжением, и включает упомянутые светодиоды зеленого и синего цветов, входящие в состав упомянутого массива светодиодов, в качестве упомянутых некоторых светодиодов, когда упомянутое напряжение, которое должно подаваться на упомянутый массив светодиодов, является упомянутым вторым напряжением.

4. Светодиодное устройство отображения по любому из пп. 1-3, в котором

упомянутое устройство возбуждения выключает светодиоды, кроме упомянутых некоторых светодиодов, из упомянутого множества светодиодов, входящих в состав упомянутого массива светодиодов в упомянутой целевой группе для включения.

5. Возбуждающее устройство, которое возбуждает с использованием множественных типов напряжений, отличающихся друг от друга, светодиодный дисплей, включающий в себя множество массивов светодиодов, сгруппированных во множество групп, при этом

каждый из упомянутого множества массивов светодиодов включает в себя множество светодиодов, которые имеют аноды или катоды, электрически соединенные друг с другом, и имеют разные длины волн излучения,

упомянутое возбуждающее устройство выполняет переключение комбинации упомянутого массива светодиодов в целевой группе для включения, которая является одной из упомянутого множества групп, которая должна быть включена, и упомянутых множественных типов напряжений, которые должны подаваться параллельно с упомянутым массивом светодиодов с разделением по времени, и

упомянутое возбуждающее устройство включает некоторые светодиоды, которые должны быть включены, с помощью упомянутых напряжений, которые должны подаваться на упомянутый массив светодиодов, в упомянутом множестве светодиодов, входящих в состав упомянутого массива светодиодов в упомянутой целевой группе для включения синхронно с помощью упомянутого переключения.