CN101073103A - 形成可活动矩阵图像的方法及发光二极管滚动字符装置 - Google Patents

Abstract

本组发明涉及显示工程并用于显示彩色字母数字及图形信息，用于设计及研发外置的或内置的目标上不同的市场信息节目显示装置。所述发明通过优化列的信息面板中光组件的结构设计及排列，并当形成视场像时，确定需要的信息面板大小及它们之间的距离，能改进显示信息的质量、显示信息的操作可靠性、和降低成本。

Description

形成可活动矩阵图像的方法及发光二极管滚动字符装置

技术领域

本组发明涉及显示技术，并能在户内和户外物体上设计用于公众消息的显示装置时使用，该显示装置以发光二极管滚动字符形式，显示彩色字母数字、图形信息、和有一定色标的动态图像。

背景技术

用于形成点矩阵图像和信息的显示装置，已有熟知的方法，其中已经利用基于发光二极管制成的显示快速运动时，人眼中出现的“残留图像”效应(1)。

当把已知方法应用于形成矩阵图像及装置时，妨碍获得需要的技术成果的原因之一，是该方法不允许产生例如用于滚动的信息线的显示装置。

已有熟知的方法，用于形成可活动矩阵图像和借助显示条产生的显示装置，这些显示条包括在显示信息时，实现“残留图像”效应的发光二极管(2)。

当把已知方法应用于形成可活动矩阵图像及装置时，妨碍获得需要的技术成果的原因之一，是在显示器上借助相同方法，线单元和可活动图像的行由非彩色发光二极管形成，因此显示一种颜色的信息。

对已发表的在显示器上形成可活动矩阵图像的方法，有相同目标的最接近的方法，是包括“n”条信息条，这些信息条包含像素并按不小于信息条宽度平行排列，为的是用信息条形成可活动矩阵图像，其中的像线单元由红色、蓝色、和绿色三种发光二极管的像素形成，依次沿信息条宽度排列，而像线单元由沿信息条长度方向排列的相邻像素形成(3)。

当把已知方法应用于形成可活动矩阵图像作为原型机时，妨碍获得需要的技术成果的原因之一，是该方法借助未优化的手段来排列色像素的发光二极管，形成可活动矩阵图像中的线和行的单元，但这样做，分别不允许增加显示信息的分辨率和可活动矩阵图像的质量。

对已发表的一组有相同目标的最接近的装置，是包括“n”条在它们自身间平行的有公共电源的信息条，在显示的信息视场中，利用“残留图像”效应的可活动矩阵图像的列，借助信息条形成，每一信息条包括线的光簇，每一光簇以色像素的形式产生，色像素包含红色、绿色、和蓝色的发光色二极管，并沿行的线直线地排列，而像素长度与信息条发光列的宽度对齐(3)。

当把已知装置应用于字母数字及图形信息显示器作为原型机时，妨碍获得需要的技术成果的原因之一，在于该装置的信息条中包含色的显示单元，以三色发光二极管的形式产生，借助依次沿显示像线的长度方向排列，形成视场图像的列，在结构上没有优化，该装置分别不允许增加显示信息的分辨率和显示的图像的视场质量。

当把已知装置应用于字母数字及图形信息显示器作为原型机时，妨碍获得需要的技术成果的原因之一，在于该装置的信息条中包含色的显示单元，以三色发光二极管的形式产生，借助依次沿显示的图像的列排列，形成视场图像的列，在结构上没有优化，该装置分别不允许增加显示信息的分辨率和在显示装置中显示的图像的视场质量。

发明内容

本发明的性质如下：公开的一组发明，解决了建立一种形成可活动矩阵图像的方法，和用发光二极管滚动字符显示字母数字信息的装置，该装置包括形成图像的列的“n”条平行信息条。

当实施本发明时，由于在显示的图像视场中列的分辨率的调整、光簇(light cluster)像素中发光二极管的最佳排列、和发光二极管总数的缩减，可以获得下面一致的技术成果-显示信息的质量改进、操作可靠性的增加、和装置成本的降低。

所述技术成果，当在一组以此为目标的发明中付诸实施时-可以借助已知技术中在显示器上形成可活动矩阵图像的方法达到，该方法包括“n”条信息条，这些信息条包含像素并按不小信息条宽度平行排列，为的是借助信息条，形成利用“残留图像”效应的可活动矩阵图像，其中的像线单元由红色、蓝色、和绿色三种发光二极管的像素形成，依次沿信息条宽度排列，而像线单元由沿信息条长度方向排列的相邻像素形成。

借助图像的行信息条，用这些行信息条形成可活动矩阵图像，其中像线单元由两个相邻像素形成，其中的发光二极管在它们自身间排列，以形成三角形图。在三角形相邻转角的上端，这些像素设置三种发光色、从而是发光色三角形中的一种发光色的一个公共发光二极管，三角形的边平行于图像的行信息条的宽度，而在这些边的转角中，排列一种发光色的发光二极管，形成沿线的长度方向相邻的像素。

其边平行于图像的行信息条长度的三角形，在这些边形成的转角中，排列不同发光色的发光二极管，形成沿线或沿图像的行长度方向的相邻像素。图像的行信息条之间的距离，被设为沿线单元长度的相邻像素公共长度的倍数。在像的线单元中，相邻像素有等边三角形的图，在两个相邻像素中，设置公共的蓝的发光色二极管，在两个相邻像素中，设置公共的绿的发光色二极管，在两个相邻像素中，设置公共的红的发光色二极管。为形成可活动的矩阵图像，可以借助线的每一单元的信息条，用两个有公共发光二极管的相邻像素形成，这样能缩减行信息条中发光二极管的数量。在形成三角形图和在这些三角形相邻转角上端保有公共发光二极管的像素中，发光二极管的排列，能在有关线和行的像素中，产生各种发光二极管排列配置的相邻像素，这样借助具有显示信息分辨率调整的信息条，能形成活动的矩阵图像。在显示单元相邻像素中，设置不同发光色的公共发光二极管的可能性，允许实现不同类型的显示信息。

所述技术成果，当在一组以此为目标的发明中付诸实施时-用于显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符的第一种变化的装置，可以借助已知的显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符装置达到，该装置包括“n”条在它们自身间平行的信息条，这些信息条有公共电源，在显示的信息视场中借助信息条形成利用“残留图像”效应的可活动矩阵图像的列，每一信息条包括线的光簇，每一光簇以色像素的形式产生，色像素由红的、绿的、和蓝的发光色二极管构成，沿行的线的长度直线地排列，而像素长度与信息条发光列的宽度对齐。在信息条中，线的每一光簇按几何矩形的形式产生，其对顶线长度等于最小边长度的两倍，该最小边在长度上平行于列信息条的长度排列。在矩形中通过横过的对顶线，形成等边的相邻三角形，在三角形的转角中是色发光二极管，借此形成线光簇的两个相邻像素。由此，在色像素三角形的相邻转角中，有三种发光色的发光二极管之一的公共二极管，光簇的宽度与矩形最小边对齐。光簇沿信息条的长度方向，按等于光簇宽度的距离排列。光簇矩形平行于信息条的边，包含红和绿的发光色发光二极管，而相邻像素的公共发光二极管，是蓝的发光色发光二极管。光簇矩形平行于信息条的边，包含蓝和绿的发光色发光二极管，而相邻像素的公共发光二极管，是红的发光色发光二极管。光簇矩形平行于信息条的边，包含红和蓝的发光色发光二极管，而相邻像素的公共发光二极管，是绿的发光色发光二极管。图像的列信息条，在它们自身间接信息条光簇的宽度的倍数距离排列。列信息条的线的光簇，以正方形形式产生，在正方形的中心，是来自红色、绿色、和蓝色的发光色二极管之一的颜色，而在正方形的转角中，是其他的发光色二极管。在提供的发光二极管滚动字符装置的信息条中，光簇以不同发光色发光二极管形成的相邻像素形式产生。发光二极管在像素中以等边三角形的形式排列，像素通过转角的上端邻接，其中的公共发光二极管排列并配置在三角形边的转角中，平行于不同发光色发光二极管的信息条长度，这样能实现视场显示图像的分辨率调整，并优化信息条之间的距离，达到需要的光强等级，该光强等级改进图像的细部设计的麻烦，并能实现图像的平滑色调。

所述技术成果，当在一组以此为目标的发明中付诸实施时-用于显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符的第二种变化的装置，可以借助已知的显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符装置达到，该装置包括“n”条在它们自身间平行的信息条，这些信息条有公共电源，在显示的信息视场中借助信息条形成利用“残留图像”效应的可活动矩阵图像的列。每一信息条包含光簇，这些光簇以包括红、绿、和蓝发光色二极管的色像素的形式产生，并沿行的线直线地排列，而像素长度与信息条发光列的宽度对齐。在显示的信息视场中，信息条各列之间的距离，根据如下比值指定：R＝(5÷15)L，这里R是信息条之间的距离；L是光簇的长度，由此，根据以下比值选择列信息条的长度：S＝L×m，这里S是列信息条的长度；L是光簇的长度；m是视场的列信息条中光簇数；而信息条的宽度根据下面的比值指定：Lp＝(2÷4)L，这里Lp是信息条宽度；L是光簇的长度。显示的信息视场从72条信息条产生，信息条组合成包括9条信息条的组，每一组的列信息条连接到分开的电源，而为了把信号输入，信息条依次地沿视场中图像扫描方向在信息条自身间排列，由此，图像扫描开始的第一列信息条的信号输入，连接到控制器的输出，控制器的输入连接到闪存卡。

考虑到色显示单元长度而建议的信息条之间距离的选择，能提供视场必须的亮度，而考虑到信息条色单元宽度而选择的信息条长度，提供显示的图像最佳的分辨率和从不同距离观看显示的信息所需要的总体尺寸。此外，显示装置是用缩减数量的单元产生，缩减数量的单元降低它的成本，而信息条组合成有分开电源的组，减小为装置的发光二极管供电的干线中电流脉冲的幅值，减小的幅值降低发光二极管驱动电路中噪声出现的可能性，增强发光滚动字符装置的操作的可靠性和控制。

为校验发表的一组发明符合创造性水平的要求，已经完成已知方案的附加检索，目的是从已发表的发明中选出各个不同的原型机，揭示一致的属性。结果表明，从已发表的一组发明的每一变化，没有为明显从已知技术水平来的专家模仿，原因在于没有揭示任何技术方案，在该方案中，借助信息条产生利用“残留图像”效应的发光二极管滚动字符装置，这些信息条具有两个相邻像素形成色显示单元，该两个相邻像素有三种发光色二极管之一的公共发光二极管。由此，像素的发光二极管以等边三角形图的形式排列，这种排列使像素能根据显示的信息类型而调整分辨率，以及增加光强。

附图说明

提供的显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符，将通过附图说明。

图1画出原型机图像的列信息条显示单元的像素。

图2画出在提供的显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符中，光簇形式的信息条显示单元，这里的图像的视场，是借助光簇性能的不同几何图，用图中有不同发光二极管像素排列的列信息条形成。

图3画出显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符装置的方框图，其中由电源供电的信息条，被组合成组。

在原型机中利用“残留图像”效应形成的可活动图像，是借助有图像1(图1)的视场边界的显示装置产生的，该装置包括图像的列2₁、2₂、和2_n的“n”条信息条。有S长度的每一图像的列信息条，包含长度L的线3的色显示单元，其中每一像素包括三个色二极管：红-R，绿-G，和蓝-B，水平地沿线的长度方向排列。在视场1的显示器上，图像2的列信息条平行并按R距离排列，R距离不小于列2信息条线3光簇的长度。

图2a画出有边界1的图像视场，由提供的显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符显示。该视场由按R距离放置的列2的“n”条信息条形成，该R距离是根据比值R/L＝1、2、3、...m选择的线3光簇的L长度的倍数。m的最大值由需要的整个场的图像亮度指定。

图2b画出光簇3，以几何的矩形形式产生，在该矩形中，每一对顶线长度(diagonal length)等于最小边长，并当它们交叉时，形成等边三角形，三角形中的转角，排列色发光二极管B、G、R。这是顺时针旋转的等边三角形RBG和等边三角形BRG。这些等边三角形形成两个相邻的像素4和5，有公共的发光二极管B。这个光簇能在列中沿水平方向和竖直方向修改图像的分辨率。

图2c、2d、2e、2f画出信息条2的光簇3例子，在相邻像素中有不同色的发光二极管排列，而图2g画出以正方形形式产生的光簇。

图3画出显示字母数字信息的发光二极管滚动字符的方框图。

具体实施方式

显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符的工作原理，是基于“残留图像”效应形成的可活动矩阵图像，该“残留图像”效应，由人眼视力对记忆图像并把记忆图像重叠在目前瞬间显示的一个图像上的具体质量规定。人眼追随图像，把目前图像应用到以前的一个图像上，作为结果，出现联合的图像的幻觉，虽然实际上它包含一定数量的片段。片段包含线和行单元，它们都由信息线形成。在图2a中，画出图像2的行信息条间线6的想象单元。在“发光二极管滚动字符”产品中实现提供的装置，用于显示色字母数字及图形信息的《INCOTEX-Display System》LOR CLO-1204×54-16-00，而在每一信息条(图2)的方框图(图3)中，光簇3的长度等于16mm，54mm是按照比值Lp＝(2÷4)L的信息条宽度，和装置信息条的长度S，等于比值S＝L×m＝16×64＝1024mm，这里64是光簇数。显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符的方框图(图3)表明，它包括形成视场的2图像列的72条信息条。信息条被组合成8组，每一组包括9条CLO-1024-54-16型信息条。信息条的每一组被连接到电源Ps(1-8)。R是列信息条之间和信息条组之间的距离，选择R等于176mm，与比值R＝(5÷15)L对应。比值11对应于选择的R＝176mm。信息条经信息信号输入，依次从右到左连接(图3)。在第一信息条Bar1中，信息信号输入连接到控制器的信号输出，控制器连接到闪存卡。信息沿视场以约5km/s的速率运动。

因此，提供的该组发明，缩减了发光二极管数。该数整体地降低信息显示装置的成本，从而能形成性质上动态的图像，该图像有从64到高达4096色调的色标。

参考文件：

1.专利U.S.5670971，cl.G09G 3/20 23.09.1997

2.专利U.S.6069595，cl.G09G 3/06 30.05.2000

3.专利U.S.6072446，cl.G09G 3/20 06.06.2000

Claims (14)

1.一种在显示屏上形成可活动矩阵图像的方法，它包括含有像素的“n”个图像行信息条，图像行信息条以不小于图像行信息条宽度的距离平行排列，而图像行信息条最小宽度与像素长度一致，作用在于借助图像行信息条，形成利用“残留图像”效应的可活动矩阵图像，其中像线单元，由三色发光二极管顺着图像行信息条宽度依次排列的像素形成，而图像行由图像行像素形成，其特征在于，借助图像行信息条，这些像素形成可活动的矩阵图像，其中，这些像素借助两个相邻像素而形成像线单元，其中，这些像素把发光二极管排列在它们自身之间，形成三角形的图，并在三角形相邻转角的上端，这些像素设置三种发光色、从而是发光色三角形中一种发光色的一个公共发光二极管，三角形的边平行于图像行信息条的宽度，而在这些边的转角中，排列一种发光色的发光二极管，形成沿线的长度方向的相邻像素和其边平行于图像行信息条长度的三角形，并在三角形边的转角中，排列不同颜色的发光二极管，形成沿线或图像行长度方向的相邻像素，图像行信息条之间的距离，被设为沿线单元相邻像素公共长度的倍数。

2.按照权利要求1的形成矩阵图像的方法，其特征在于，在线像的单元中，相邻像素有等边三角形的图。

3.按照权利要求1、2的形成矩阵图像的方法，其特征在于，在两个相邻像素中，该两个相邻像素设置一个蓝发光色的公共二极管。

4.按照权利要求1、2的形成矩阵图像的方法，特征在于，在两个相邻像素中，该两个相邻像素设置一个绿发光色的公共二极管。

5.按照权利要求1、2的形成矩阵图像的方法，其特征在于，在两个相邻像素中，该两个相邻像素设置一个红发光色的公共二极管。

6.显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符，包括在显示的信息视场中的“n”条在它们自身之间平行的信息条，该“n”条平行信息条在显示的信息视场中有公共电源，利用“残留图像”效应的可活动矩阵像的列，由信息条形成，每一信息条包括线的光簇，每一光簇以色像素的形式产生，色像素由红的、绿的、和蓝的发光色的发光二极管构成，沿行线的长度直线地排列，而像素长度与信息条发光列的宽度组合，其特征在于，在信息条中，线的每一光簇按几何矩形的形式产生，其对顶线长度等于有最小长度的边长度的两倍，该最小边长度上平行于列信息条的长度排列，在矩形中通过横过的对顶线，形成等边的相邻三角形，在三角形的转角中，排列形成线光簇的两个相邻像素的色发光二极管，这样，在色像素三角形的相邻转角中，有三种发光色之一的一个公共发光二极管，光簇的宽度与矩形最小边对齐，且光簇沿信息条的长度方向，按等于光簇宽度的距离排列。

7.按照权利要求6的显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符，其特征在于，平行于信息条长度的光簇矩形的边，包括红的和绿的发光色的发光二极管，而相邻像素的公共二极管则为蓝发光色的发光二极管。

8.按照权利要求6的显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符，其特征在于，平行于信息条长度的光簇矩形的边，包括蓝的和绿的发光色的发光二极管，而相邻像素的公共二极管则为红发光色的发光二极管。

9.按照权利要求6的显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符，其特征在于，平行于信息条长度的光簇矩形的边，包括红的和蓝的发光色的发光二极管，而相邻像素的公共二极管则为绿发光色的发光二极管。

10.按照权利要求6的显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符，其特征在于，图像列信息条按信息条光簇的宽度的倍数距离，在图像列信息条自身之间排列。

11.按照权利要求6的显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符，其特征在于，列信息条的线光簇，是按正方形形式产生的，在正方形的中心，是红色、绿色、和蓝色发光色之一的发光二极管，而在正方形的转角中，排列其他的发光色二极管。

12.显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符，包括在显示的视场中的“n”条信息条，平行排列在它们自身之间，有公共电源，借助这些信息条，形成利用“残留图像”效应的可活动矩阵图像的列，每一信息条包括光簇，以色像素的形式产生，色像素由红的、绿的、和蓝的发光色的发光二极管构成，并沿行线的长度方向直线地排列，而像素长度与信息条发光列的宽度对齐，其特征在于，在显示的信息视场中，列信息条之间的距离，根据如下比值规定：

R＝(5÷15)L，这里R是信息条之间的距离；L是光簇的长度，由此，根据以下比值选择列信息条的长度：S＝L×m，这里S是列信息条的长度，L是光簇的长度，m是像视场的列信息条中光簇数；而信息条的宽度根据下面的比值规定：Lp＝(2÷4)L，这里Lp是信息条宽度，L是光簇的长度。

13.按照权利要求12的显示字母数字及图形信息的发光二极管滚动字符，其特征在于，显示的信息视场是从72条信息条产生，该72条信息条组合成9个信息列的组，每一组的列信息条，连接到分开的电源，而为了把信号输入，信息条依次地沿视场中图像扫描方向在信息条间排列，由此，图像扫描开始的第一列信息条的信号输入，连接到控制器的输出，控制器的输入连接到闪存卡。

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