DE102007028613A1 - Pixel carrier with decentralized operating current modulation - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Bildpunktträger, umfassend eine ebene Gitterstruktur (1), welche aus einer Mehrzahl von sich in Knoten (2) kreuzenden Stäben (3) gebildet ist, und eine Mehrzahl von Bildpunkten (5), die auf der Gitterstruktur angeordnet sind, wobei jeder Bildpunkt (5) aus mindestens einer Leuchtdiode (8) gebildet wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lichtleistung des Bildpunktträgers so zu steigern, dass das dargestellte Bild auch bei direkter Sonneneinstrahlung erkennbar ist. Trotz gesteigerter elektrischer Leistung soll außerdem die elektromagnetische Verträglichkeit und eine effiziente Wärmeabfuhr gewährleistet bleiben. Gelöst wird diese Aufgabe durch dezentrale Betriebsstrom-Modulierung. Diese erfordert benachbart zu jedem Bildpunkt (5) einen Verstärker (17), welcher die den Bildpunkten (5) zugeführte Betriebs-Gleichspannung (11) gemäß einem individuellen Steuersignal (15) in einen modulierten Diodenstrom (18) umsetzt, der über Diodenleitungen (19) zu den Dioden (8) geführt wird.The invention relates to a pixel carrier comprising a planar lattice structure (1) which is formed from a plurality of bars (3) crossing in node (2), and a plurality of pixels (5) arranged on the lattice structure each pixel (5) is formed from at least one light-emitting diode (8). The invention has for its object to increase the light output of the pixel carrier so that the image shown can be seen even in direct sunlight. Despite increased electrical power, the electromagnetic compatibility and efficient heat dissipation should also be ensured. This task is solved by decentralized operating current modulation. This requires adjacent to each pixel (5) an amplifier (17) which converts the pixels (5) supplied DC operating voltage (11) according to an individual control signal (15) in a modulated diode current (18) via diode lines (19 ) is guided to the diodes (8).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bildpunktträger, umfassend eine ebene Gitterstruktur, welche aus einer Mehrzahl sich in Knoten kreuzenden Stäben gebildet ist, und eine Mehrzahl von auf der Gitterstruktur angeordneten Bildpunkten, wobei jeder Bildpunkt aus mindestens einer Leuchtdiode gebildet wird.The The present invention relates to a pixel carrier comprising a flat lattice structure, which consists of a plurality in nodes intersecting rods is formed, and a plurality of on the Grid structure arranged pixels, each pixel off at least one light emitting diode is formed.
Bekannt
ist ein derartiger Bildpunktträger aus der deutschen Offenlegungsschrift
Bildpunktträger der eingangs genannten Art dienen dazu, großformatige LED-Rückwände für Konzertbühnen zu bilden, großflächige Messedisplays zu realisieren und werden auch in moderner Architekturbeleuchtung eingesetzt. Das auf mehreren zusammengesetzten Bildpunktträger erscheinende Bild setzt sich aus der Gesamtheit der einzelnen Bildpunkte zusammen. Das Bild ist in seiner Gesamtheit nur in einer entsprechenden Entfernung zu erkennen, unmittelbar vor dem Bildpunktträgern kann der Betrachter durch die Gitterstruktur hindurch sehen und dahinter angeordnete Objekte betrachten. Da die LED nur nach vorne abstrahlen, kann die Gitterstruktur von hinten auch aus größeren Entfernungen durchschaut werden.Pixel carrier The type mentioned above serve to large-sized LED back panels for concert stages to form, large-scale Messedisplays realize and are also used in modern architectural lighting used. The on several composite pixel carrier appearing image consists of the totality of the individual pixels together. The picture is in its entirety only in a corresponding Detect distance, immediately in front of the pixel carrier the viewer can see through the grid structure and look at objects placed behind them. Because the LED only forward can radiate the lattice structure from the rear even from larger Distances are seen through.
Um die Durchsichtigkeit des Bildpunktträgers im Nahbereich von vorn bzw. von hinten zu gewährleisten, ist ein angemessener Rasterabstand der Bildpunkte notwendig, da mit steigender Knotenanzahl die Durchlässigkeit sinkt. Je größer der Durchlass, desto besser die Durchsichtigkeit. Allerdings verliert das Gesamtbild mit steigendem Bildpunktabstand an Schärfe und vor allen Dingen an Leuchtdichte.Around the transparency of the pixel carrier at close range to ensure from the front or from behind, is a reasonable Grid spacing of the pixels necessary because with increasing number of nodes the permeability decreases. The bigger the passage, the better the transparency. However, loses the overall picture with increasing pixel spacing in sharpness and above all, luminance.
Die eingangs genannte Offenlegungsschrift beschreibt einen Bildpunktträger, der bevorzugt zum Einsatz im Bereich der Architekturbeleuchtung bestimmt ist. Zudem dient er zur Abfuhr von Wärme, die im Gebäude entsteht. Es wird vorgeschlagen, die einzelnen Bildpunkte mit einer autarken Stromversorgung, insbesondere einer Photovoltaikanlage auszurüsten. Um ein tageslichttaugliches Großbild zu generieren, also einen visuellen Effekt, der selbst bei direkter Sonneneinstrahlung auf den Bildpunktträger sichtbar ist, ist eine hohe Leuchtdichte erforderlich, die leuchtstarke Lichtquellen in den Bildpunkten notwendig macht. Die Leistungsfähigkeit heutiger Solarzellen genügt nicht, auf geringer Fläche Leuchtdioden mit genügend elektrischer Energie zu versorgen. Solarzellen benötigen stets Fläche, was der angestrebten Transparenz des Bildpunktträgers zuwider läuft. Eine tageslichttaugliche Leuchtstärke ist zur Zeit nur mit elektrischer Energie aus dem Netz realisierbar.The The published patent application describes a pixel carrier, the preferred for use in the field of architectural lighting is determined. He also serves to dissipate heat in the Building is created. It is suggested the individual Pixels with a self-sufficient power supply, in particular one Equip photovoltaic system. To a daylight suitable Generate large image, so a visual effect that even visible in direct sunlight on the pixel carrier is, a high luminance is required, the bright light sources necessary in the pixels. The efficiency Today's solar cell is not enough, in a small area Light emitting diodes to provide enough electrical energy. solar cells always need area, what the desired transparency the pixel carrier runs counter. A daylight suitable Luminosity is currently only with electrical energy can be realized from the grid.
Die
europäische Patentschrift
Ein weiterer Nachteil ist die in dieser Schrift praktizierte Matrix-Verschaltung der Bildpunkte. Diese ermöglicht die Bestromung von lediglich einem Bildpunkt pro Zeile, sodass Grafikbetrieb nur im Wege einer Zeilen-Ansteuerung erlaubt ist. Die Zeilen-Ansteuerung führt aber eine komplizierte Verschaltung der Bildpunktträger mit sich. Außerdem besteht bei Kamera-Aufnahmen auf der Bühne, die direkt auf den Großbildschirm übertragen werden, aufgrund der Zeilen-Ansteuerung die Gefahr von Bildfehlern, wenn die Kamera das Bild des Bildschirms einfängt.One Another disadvantage is practiced in this document matrix interconnection of the pixels. This allows the energization of only one pixel per line, so that graphics operation only by way of a Line control is allowed. The line control leads but a complicated interconnection of the pixel carrier with himself. There is also camera shots on the Stage, which transferred directly to the large screen be due to the line control the risk of image defects, when the camera captures the image of the screen.
Ein
grundsätzliches Problem, welches bei der Verwendung von
Hochleistungs-LED auftritt, liegt im Bereich der Wärmeentwicklung.
Obwohl LED einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad aufweisen, entwickeln
sie Wärme, welche sicher abgeführt werden muss,
um eine Beschädigung der Leuchtdioden zu vermeiden. Aus
der
Im Hinblick auf diesen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Bildpunktträger so weiter zu bilden, dass der Bildträger im Nahbereich sowie von hinten transparent ist, dass er eine Leuchtstärke erreicht, die eine Betrachtung des Bildes selbst bei direkter Sonneneinstrahlung ermöglicht, dass eine Beschädigung der Leuchtdioden durch Abwärme ausgeschlossen ist, und dass die elektromagnetische Verträglichkeit des Bildtpunktträgers gesichert ist.In view of this prior art, the object of the present invention is to further develop a pixel carrier such that the image carrier is transparent at close range and from the rear, so that it achieves a luminous intensity which allows the image to be viewed even in direct sunlight. that damage to the LEDs is excluded by waste heat, and that the electromagnetic compatibility of the Bildtpunktträgers is secured.
Gelöst wird dieses Problem durch einen Bildpunktträger der eingangs genannten Art, der zusätzlich die Merkmale c bis g des Anspruch 1 aufweist.Solved This problem is caused by a pixel carrier of the beginning mentioned type, in addition to the features c to g of Claim 1.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die elektromagnetische Verträglichkeit des Bildpunktträgers nur dann gewährleistet sein kann, wenn die modulierten Ströme, die zum Betrieb der LED notwendig sind, nur über einen äußerst kurzen Weg geführt werden. Die „Antennenwirkung" der Diodenleitungen, welche die LED mit hochfrequent moduliertem Strom versorgen, wird dadurch minimal. Um dies zu erreichen, schlägt die Erfindung vor, Energie und Signal auf getrenntem Wege zu den Bildpunkten zu führen und erst vor Ort, in einem unmittelbar zum Bildpunkt benachbarten Verstärker umzusetzen, so dass erst dort der modulierte Diodenstrom entsteht. Dieses Konzept wird hier als dezentrale Betriebsstrom-Modulierung bezeichnet. Die von dem Netzgerät bereit gestellte Energie in Gestalt des Betriebs-Gleichstroms wird demnach zunächst unmoduliert über die Energieleitungen zu den einzelnen Bildpunkten transportiert, so dass noch keine elektromagnetische Strahlung entsteht. Die Modulation der Betriebsgleichspannung entsprechend dem Signal erfolgt unmittelbar am Bildpunkt, so dass die Antennenlänge der Diodenleitung äußerst gering ist. Aufgrund der geringen Antennenlänge ist die von der Diodenleitung emittierte elektromagnetische Strahlung trotz der hohen Ströme und der hohen Frequenz gering. Die geringe Abstrahlung wirkt sich nicht nur auf die EMV, sondern auch auf das gegenseitige Übersprechen der Signalleitungen aus. Eine aufwändige Abschirmung der Leitungen ist nicht mehr erforderlich.The The present invention is based on the recognition that the electromagnetic Compatibility of the pixel carrier only then can be ensured if the modulated currents, which are necessary for the operation of the LED, only one extremely short path. The "antenna effect" the diode lines, which the LED with high frequency modulated Power supply, thereby minimal. To achieve this, beats the invention before, energy and signal in a separate way to the To lead pixels and only on site, in a direct implement to the pixel adjacent amplifier, so that only there does the modulated diode current arise. This concept will referred to here as decentralized operating current modulation. The of the power supply provided in the form of the operating DC power is therefore initially unmodulated via the power lines transported to the individual pixels, so that still no electromagnetic Radiation arises. The modulation of the DC operating voltage accordingly the signal takes place directly at the pixel, so that the antenna length the diode line is extremely low. by virtue of the small antenna length is that of the diode line emitted electromagnetic radiation despite the high currents and the high frequency low. The low radiation affects not only on the EMC, but also on the mutual crosstalk of the signal lines. An elaborate shielding of the Lines is no longer required.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass jeweils ein Bildpunkt in jeweils einem Knoten angeordnet ist, dass jeder Verstärker in demselben Knoten angeordnet ist, in welchem sich auch der ihm zugeordnete Bildpunkt befindet, und dass die den modulierten Diodenstrom übertragende Diodenleitung sich innerhalb desselben Knotens erstreckt, in dem auch Verstärker und Bildpunkt angeordnet sind. Gemäß dieser Weiterbildung werden sowohl die Bildpunkte als auch die Verstärker in den Knoten der Gitterstruktur angeordnet. Die Diodenleitung, die Verstärker und Leuchtdiode verbindet, erstreckt sich folglich ebenfalls innerhalb des Knotens. Die Anordnung der Bildpunkte und Verstärker in den Knoten wirkt sich positiv auf die Wärmeabfuhr aus: In jedem Knoten entspringen mindestens vier Stäbe, sodass die im Knoten entstehende Wärme über vier Wärmeleitungen fortgeführt wird. Würde man die Bildpunkte und die Verstärker außerhalb der Knoten auf den Stäben platzieren, gingen von dieser Stelle hingegen nur zwei Wärmeleitungen ab.A Particularly preferred embodiment of the invention provides that one pixel each is arranged in each case a node that each amplifier is located in the same node, in which is also its associated pixel, and that the diode current carrying the modulated diode current extends within the same node, in which also amplifiers and pixel are arranged. According to this training both the pixels and the amplifiers in the nodes arranged the grid structure. The diode line, the amplifier and light emitting diode thus also extends within of the node. The arrangement of pixels and amplifiers in the knot has a positive effect on the heat dissipation: At least four bars spring from each node, so the heat generated in the node via four heat pipes is continued. Would you use the pixels and the amplifiers outside the nodes on the bars place, however, only two heat pipes went from this place from.
Die dezentrale Modulierung des Betriebsstroms in den jeweiligen Knoten bzw. Bildpunkten wirkt sich auch positiv auf das Wärmeverhalten des Bildpunktträgers aus. Durch die Vielzahl der Verstärker und deren räumliche Spreizung entsteht die von den Verstärkern umgesetzte Wärme dezentral und über eine große Fläche verteilt. Eine Wärmeabgabe an die Luft oder ein eigens vorgesehenes Kühlmedium wird dadurch signifikant erleichtert.The decentralized modulation of the operating current in the respective node or pixels also has a positive effect on the thermal behavior of the pixel carrier. Due to the large number of amplifiers and their spatial spread arises from that of the amplifiers converted heat decentralized and over a large Distributed area. A heat transfer to the air or a dedicated cooling medium becomes significant facilitated.
Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Bildpunktträgers besteht in der simultanen Beschaltung der Bildpunkte. Bisher wurden derartige Bildpunktträger mit einer Matrixschaltung angesteuert, so dass pro Bildpunktträger jeweils nur ein Bildpunkt bestromt werden kann. Infolge dessen muss das Bild eines aus mehreren Bildpunktträgern zusammen gesetzten Großbildmonitors aus in einzelnen Bildzeilen aufgebaut werden, was eine komplexe Verschaltung der einzelnen Bildpunktträger erfordert. Da bei dem vorliegenden Bildpunktträger alle Bildpunkte gleichzeitig leuchten können, ist ein zeilenweiser Aufbau des Gesamtbildes nicht mehr erforderlich. Das Gesamtbild kann vielmehr in eine der Anzahl der Bildpunktträger entsprechenden Teilbilder zerlegt werden, die Darstellung jedes Teilbildes besorgt der Signalprozessor des jeweiligen Bildpunktträgers selbst.A Another special feature of the pixel carrier according to the invention consists in the simultaneous wiring of the pixels. So far have been such pixel carrier is driven by a matrix circuit, so that only one pixel is energized per pixel carrier can be. As a result, the image must be one of several pixel carriers composite large screen monitor in individual image lines be built, what a complex interconnection of the individual pixel carrier requires. Since in the present pixel carrier all Can light pixels simultaneously, is a line by line Construction of the overall picture is no longer necessary. The overall picture rather, it may correspond to one of the number of pixel carriers Partial images are decomposed, the representation of each partial image worried the signal processor of the respective pixel carrier itself.
Monochrome Bildpunktträger kommen mit einer LED, also einer Farbe pro Bildpunkt aus. Zur Farbdarstellung werden in jedem Bildpunkt drei LED in rot, grün und blau gebündelt. Bei Verwendung von farbigen Bildpunkten ist die Signalleitung und der Verstärker jeweils dreikanalig auszulegen. Jeder Kanal überträgt dann die Information über die Helligkeit einer Farbe. Alternativ kann über die Signalleitung nur die Information über Helligkeit und Farbe des Bildpunktes selbst übertragen werden, die Aufspaltung in die Farbinformationen übernimmt dann der Verstärker. Eine bevorzugte Signalübertragung erfolgt seriell: Die Information über Helligkeit der einzelnen Farben wird nacheinander, seriell entlang einer einkanaligen Signalleitung übertragen. Die Aufteilung der Helligkeitsinformationen auf die einzelnen Farben übernimmt dann der Verstärker.monochrome Pixel carrier come with an LED, so a color per pixel. For color representation are in each pixel three LED bundled in red, green and blue. at Use of colored pixels is the signal line and the amplifier each three-channel design. Each channel transmits then the information about the brightness of a color. alternative can only communicate the information via the signal line Transfer brightness and color of the pixel itself which splits into the color information then the amplifier. A preferred signal transmission is serial: The information about brightness of each Colors are transmitted sequentially, serially along a single-channel signal line. The distribution of the brightness information on the individual colors takes over then the amplifier.
Die erfindungsgemäße Trennung von Signal und Energie und die dezentrale Verstärkung in den einzelnen Knoten macht es erstmalig möglich, in Bildpunktträgern Hochleistungsdioden einzusetzen, deren Diodenstrom über 100 mA, bevorzugt jedoch bei mindestens 350 mA liegt. Die im Stand der Technik in Bildpunktträgeren verwendeten Leuchtdioden erreichen allenfalls einen Diodenstrom in Höhe von 20 mA. Die hier zur Rede stehenden Hochleistungs-LED erreichen bei einer Nenn-Betriebsspannung von 5 Volt eine Einzelleistung von 1 Watt pro Farbe. Sofern der Bildpunktträger auch zur Farbdarstellung genutzt werden soll, sind in jedem Bildpunkt drei gebündelte LED in den Farben rot, grün und blau erforderlich, so dass jeder Bildpunkt eine Lichtleistung von 3 Watt erreicht. Der Diodenstrom für alle drei Kanäle beträgt dann insgesamt etwa 1 Ampere.The separation of signal and energy according to the invention and the decentralized amplification in the individual nodes makes it possible for the first time to use high power diodes in pixel carriers whose diode current is above 100 mA, but preferably at least 350 mA. The light-emitting diodes used in the prior art in pixel carriers achieve at best a diode current of 20 mA. The high-performance LEDs under discussion reach a single power of 1 Watt per color at a nominal operating voltage of 5 volts. If the pixel carrier is also to be used for color representation, three pixels are bundled in each pixel LED in the colors red, green and blue required, so that each pixel reaches a light output of 3 watts. The diode current for all three channels is then about 1 ampere in total.
Bei einer erfindungsgemäß angestrebten Leuchtleistung von 3 Watt pro Bildpunkt beträgt der Abstand der Bildpunkte idealerweise 100 mm. Bei diesem Maß und dieser Leistung ist die Leuchtstärke des Gesamtbildes so hoch, dass das Bild selbst bei Sonneneinstrahlung noch gut erkennbar ist. Ein geringerer Abstand der Bildpunkte würde die Leuchtdichte so stark erhöhen, dass sie für den Betrachter unangenehm wird. Der Abstand der Bildpunkte kann auch größer oder kleiner als 100 mm gewählt werden, sofern es der Einsatzzweck erfordert. Die Paarung eines Abstand von 100 mm mit einer Lichtleistung von 3 Watt pro Bildpunkt hat sich aber für viele Zwecke als besonders gelungene Abstimmung hervor getan.at an inventively desired luminous power of 3 watts per pixel is the distance of the pixels ideally 100 mm. With this measure and this achievement is the luminosity of the overall picture so high that the Picture is still clearly visible even in direct sunlight. A lesser one Distance of the pixels would make the luminance so strong increase that they are uncomfortable for the viewer becomes. The distance of the pixels can also be larger or less than 100 mm, provided it is the intended use requires. Mating a distance of 100 mm with a light output of 3 watts per pixel has been used for many purposes as a particularly successful vote.
Die Gitterstruktur des Bildpunktträgers wird bevorzugt aus sich rechtwinkelig schneidenden Stäben gebildet, deren Rastermaß im Abstand der Bildpunkte entspricht. Bei dieser Konstellation entspricht die Anzahl der Knoten der Anzahl der Bildpunkte, so dass in jedem Knoten der Gitterstruktur genau ein Bildpunkt angeordnet ist.The Lattice structure of the pixel carrier is preferably made formed at right angles cutting bars whose Pitch corresponds to the distance of the pixels. At this Constellation corresponds to the number of nodes of the number of pixels, so that in each node of the grid structure exactly one pixel is arranged is.
Weiter bevorzugt wird die Gitterstruktur aus genau acht Stäben gebildet, die in zwei Gruppen von jeweils vier parallel zueinander verlaufenden Stäben aufgeteilt sind. Demnach verlaufen vier Stäbe horizontal und vier Stäbe vertikal. Jeweils zwei benachbarte, parallele Stäbe werden endseitig mit einem senkrecht zu ihnen verlaufenden Querstab miteinander verbunden, wobei der Abstand der Querstäbe zum jeweils nächstliegenden, parallelen Stab dem halben Rastermaß entspricht. Eine so gestaltete Gitterstruktur weist 16 Knoten, bzw. Bildpunkte auf, die quadratisch angeordnet sind. Die Außenkanten des Bildpunktträgers werden durch die Querstäbe definiert, so dass der gesamte Bildpunktträger quadratisch mit einer Kantenlänge des vierfachen Bildpunktabstandes entsteht. Auf diese Weise können eine Mehrzahl von Bildpunktträgern zu einem Großbildmonitor zusammen gesetzt werden, dessen Bildpunktabstand über die Grenzen der einzelnen Bildpunktträger hinweg nicht variiert.Further Preferably, the lattice structure of exactly eight rods formed into two groups of four parallel to each other are divided extending bars. Accordingly, run four bars horizontally and four bars vertically. Two adjacent, parallel bars become each end connected to each other with a transverse bar extending perpendicularly to them, wherein the distance between the cross bars to the nearest, parallel rod corresponds to half the pitch. One like that designed grid structure has 16 nodes or pixels, which are arranged square. The outer edges of the pixel carrier are defined by the cross bars, so that the entire Pixel carrier square with one edge length of four times the pixel distance arises. That way you can a plurality of pixel carriers to a large screen monitor be set together, whose pixel spacing on the The boundaries of the individual pixel carriers are not varied.
Jeder Knoten des Bildpunktträgers hat eine mechanische, elektrische und thermodynamische Funktion zu erfüllen. Zunächst hat er die sich in den Knoten kreuzenden Stäbe miteinander zu verbinden, so dass insgesamt eine in sich weitestgehend steife Struktur entsteht, welche die Konstanz des Bildpunktabstands auch unter mechanischer Last wahrt. Hierzu umfasst jeder Knoten bevorzugt ein Knotenblech, welches die kreuzenden Stäbe aneinander fixiert. Sofern metallische Stäbe oder Knotenbleche verwendet werden, erfolgt die Verbindung durch Schweißen oder Löten. Die elektronischen Komponenten eines jeden Knotens, nämlich die Bauteile des Verstärkers und die LED, werden bevorzugt auf eine gemeinsame Leiterplatte platziert, die auf dem Knotenblech angeordnet wird. Die Diodenleitungen zwischen dem Verstärker und den LED werden folglich in die Leiterplatte integriert. Die Leiterplatte wird Wärme übertragend auf dem Knotenblech angeordnet, insbesondere wird sie mit Wärmeleitpaste oder Wärmeleitfolie aufgeklebt. Unter Wärmeleitfolie ist ein doppelseitiges Klebeband zu verstehen, welches zwar elektrisch isoliert aber hoch wärmeleitfähig ist. Durch die Wärmebrücke zwischen Leiterplatte und Knotenblech wird der Knoten seinen thermodynamischen Anforderungen gerecht, die in dem Verstärker und der Leuchtdiode entstehende Wärme in die Stäbe abzuleiten. Die Wärmeübertragung erfolgt von der Leiterplatte über die von Wärmeleitpaste oder Wärmeleitfolie gebildete Wärmebrücke auf das Knotenblech, von dort in die Stäbe und von diesen an die Luft.Everyone Node of the pixel carrier has a mechanical, electrical and to fulfill thermodynamic function. First he has the rods crossing each other in the knot to connect, so that overall a largely rigid structure arises, which the constancy of the pixel pitch also under mechanical Last holds. For this purpose, each node preferably comprises a gusset plate, which fixes the crossing bars together. Provided Metallic rods or gusset plates are used, takes place the connection by welding or soldering. The electronic components of each node, namely the components of the amplifier and the LED are preferred placed on a common circuit board, which is on the gusset plate is arranged. The diode lines between the amplifier and the LED are thus integrated into the circuit board. The Printed circuit board is transferring heat on the gusset plate arranged, in particular, it is with thermal paste or Wärmeleitfolie glued. Under heat-conducting foil is a double-sided To understand tape, which is electrically isolated but high is thermally conductive. Through the thermal bridge between the circuit board and gusset plate, the node becomes its thermodynamic Requirements in the amplifier and the LED dissipate the resulting heat into the bars. The Heat transfer occurs from the circuit board over the formed by thermal paste or thermal foil Thermal bridge on the gusset plate, from there into the Rods and from these to the air.
Vorzugsweise wird an die Gitterstruktur ein Gehäuse angebunden, welches das Netzteil und/oder den Signalprozessor beherbergt. Das Gehäuse überträgt die in dem Netzgerät und dem Signalprozessor entstehende Wärme ebenfalls auf die Stäbe der Gitterstruktur, so dass auch hier eine effiziente Wärmeabgabe gewährleistet ist. Die Tatsache, dass jeder Bildpunktträger ein eigenes Netzteil und einen eigenen Signalprozessor verfügt, ermöglicht eine hohe Modularität. So müssen die Netzteile der einen Großbildschirm bildenden Bildpunktträger lediglich hintereinander geschaltet werden, das Steuersignal wird von Signalprozessor zu Signalprozessor durchgeschliffen. Falls ein einzelnes Modul ausfällt, kann es einfach ersetzt werden, ohne dass der Austausch Einfluss auf die anderen Bildpunktträger nimmt.Preferably is attached to the grid structure, a housing which the power supply and / or the signal processor accommodates. The housing transmits the resulting in the power supply and the signal processor Heat also on the bars of the grid structure, so that also ensures an efficient heat dissipation is. The fact that every pixel carrier has its own Power supply and its own signal processor, allows a high modularity. So have the power supplies of the one Large-screen image carrier only be connected in series, the control signal is from signal processor looped through to signal processor. If a single module fails, It can be easily replaced without affecting the exchange takes on the other pixel carrier.
Die Stäbe und ggf. auch die Knotenbleche bestehen aus einem hoch wärmeleitfähigen Werkstoff wie Kupfer, Aluminium oder wärmeleitfähigem Kunststoff. Da die Spannungsversorgung der Bildpunkte über separate Energieleitungen erfolgt, kommt es auf eine hohe elektrische Leitfähigkeit der Stäbe nicht an. Entscheidend ist allein eine hohe Wärmeleitfähigkeit.The Bars and possibly also the gusset plates consist of a highly thermally conductive material such as copper, aluminum or thermally conductive plastic. Because the power supply the pixels takes place via separate power lines comes it on a high electrical conductivity of the rods not on. Decisive is only a high thermal conductivity.
Falls die Lichtleistung der einzelnen Bildpunkte noch weiter gesteigert werden soll, oder die Umgebungstemperaturen sehr hoch sind, ist es ggf. erforderlich, eine Flüssigkeitskühlung des Bildpunktträgers vorzusehen. Kühlleitungen führen dann ein Kühlmedium entlang der Stäbe. Die Pumpe und der Wärmetauscher der Flüssigkeitskühlung kann dann in dem Gehäuse angeordnet werden, in welchem sich auch Netzteil und/oder Signalprozessor befinden. Alternativ kann eine zentrale Pumpe vorgesehen werden, welche mehrere Bildpunktträger mit einem Kühlmedium versorgt.If the light output of the individual pixels is to be increased even further, or the ambient temperatures are very high, it may be necessary to provide liquid cooling of the pixel carrier. Cooling pipes then lead a cooling medium along the rods. The pump and the heat exchanger of the liquid cooling can then be arranged in the housing, in which there are also power supply and / or signal processor. Alternatively, a central pump can vorgese hen, which supplies a plurality of pixel carrier with a cooling medium.
Zum Koppeln von mehreren Bildpunktträgern aneinander empfiehlt es sich, an den Seitenkanten der Gitterstruktur Verbindungsmittel vorzusehen, mittels derer mehrere Bildpunktträger aneinander fixierbar sind. Sofern hier flexible oder abgewinkelte Verbindungsmittel verwendet werden, ist es grundsätzlich möglich, aus einer Mehrzahl von ebenen, in sich steifen Bildpunktträgern einen insgesamt gekrümmten Großbildschirm zusammen zu setzen. Alternativ kann die Gitterstruktur verwindungsweich ausgeführt sein.To the Coupling of several pixel carriers to each other is recommended it is, at the side edges of the grid structure connecting means provide, by means of which several pixel carrier to each other can be fixed. If here flexible or angled connection means used, it is basically possible from a plurality of flat, inherently rigid pixel carriers an overall curved large screen together to put. Alternatively, the lattice structure can be twisted be.
Die vorliegende Erfindung soll nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Hierfür zeigen:The The present invention will now be described with reference to a preferred embodiment be explained in more detail. For this show:
Der
mechanische Aufbau des erfindungsgemäßen Bildpunktträgers
geht aus
In
jedem der sechzehn Knoten
Der Durchlass eines Bildträgers beträgt etwa 80%, so dass er von hinten, bzw. von vorne in unmittelbarer Nähe durchsichtig ist. Somit ist es möglich, die Bildpunktträger an der Fassade eines Gebäudes anzubringen, ohne dass der Blick aus dem Gebäude nach draußen merklich eingeschränkt wird. Es ist auch denkbar, den Bildpunktträgern in Schaufenstern anzuordnen, so dass ein Blick auf die ausgestellte Ware hierdurch nicht verstellt wird. Der gesamte Bildpunktträger ist in der Schutzart IP 65 ausgeführt und kann daher im Innen- und Außenbereich angewandt werden. Zum Schutz vor UV- und IR-Strahlung werden die LED der Bildpunkte mit Schutzfiltern bestückt. Die Kunststoffe der LED sind nämlich anfällig für infrarote und ultraviolette Strahlung der Sonne. Die Filter sind als transluzente Folie ausgeführt, die auf die Bildpunkte aufgeklebt wird. Die Filterfolie lässt das sichtbare Licht der LED durch, blockt die schädliche Sonnenstrahlung von außen ab.Of the Transmission of an image carrier is about 80%, so that he from behind, or from the front in the immediate vicinity is transparent. Thus, it is possible the pixel carrier to attach to the facade of a building without the View from the building to the outside noticeably limited becomes. It is also conceivable to arrange the pixel carriers in shop windows, so that a look at the goods displayed hereby not adjusted becomes. The entire pixel carrier is in the degree of protection IP 65 designed and can therefore indoor and outdoor be applied. For protection against UV and IR radiation, the LED of the pixels equipped with protective filters. The plastics the LEDs are vulnerable to infrared and ultraviolet rays of the sun. The filters are translucent Foil that is glued to the pixels. The filter foil lets the visible light of the LED through, Blocks the harmful solar radiation from outside from.
Nicht
dargestellt sind an den Querstäben
Zu
Ein
dem Bildpunktträger zugeführtes Bildsignal
In
jedem Knoten befindet sich neben dem Bildpunkt
Jeder
Verstärker
Die dezentrale Anordnung der Verstärker führt zu einer sehr guten Wärmespreizung. Die Anordnung der Leistungselektronik direkt bei den LED im Knoten führt zu einer guten Wärmeverteilung innerhalb der Struktur und zu minimalen elektromagnetischen Störungen. Die individuellen Netzteile der einzelnen Bildpunktträger erlaubt eine Verkabelung in Reihe, wodurch ein schneller Auf- und Abbau dank minimalem Verkabelungsaufwand entsteht. Bei im Stand der Technik bekannten Bildpunktträgern wurde dagegen eine sternförmige Verkabelung praktiziert, welche dem entgegensteht.The decentralized arrangement of the amplifier leads to a very good heat spreading. The arrangement of power electronics directly at the LED in the node leads to a good heat distribution within the structure and to minimal electromagnetic interference. The individual power supplies of each pixel carrier allows cabling in series, allowing faster up and down Dismantling thanks to minimal cabling effort. In the state the art known pixel carriers, however, was a practiced star-shaped wiring, which precludes this.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 102005051841 A1 [0002, 0008] DE 102005051841 A1 [0002, 0008]
- - EP 1074013 B1 [0006, 0006] - EP 1074013 B1 [0006, 0006]
- - US 7105858 B2 [0008] - US 7105858 B2 [0008]
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