CN110168628A

CN110168628A - 构造用于显示彩色图像的矩阵屏幕的具有准静态特性的寻址模式和原理

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Publication number: CN110168628A
Application number: CN201680091983.1A
Authority: CN
Inventors: 蒂埃里·勒鲁
Original assignee: Lrx Investment Co
Current assignee: Lrx Investment Co
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2019-08-23
Anticipated expiration: 2036-12-01
Also published as: WO2018100252A1; US20190304390A1; EP3549124B1; US10825410B2; CN110168628B; EP3549124C0; EP3549124A1

Abstract

本发明涉及一种用于显示彩色图像的复用矩阵屏幕。根据本发明，所述屏幕包括多个选择模块(10，11，12)，每个选择模块连接至至少一个色彩源，每个选择模块包括不同选择端子(S1‑S9)，并且发射相同色彩的屏幕的光电子装置被分布在不同组中，并且符合以下特征：‑相同组的光电子装置都连接至与相同选择模块对应的相同色彩选择端子；每个族的组的选择端子可以同时被激活，以便调用发射所有可能色彩的光电子装置。

Description

构造用于显示彩色图像的矩阵屏幕的具有准静态特性的寻址模式和原理

技术领域

本发明涉及用于构造扁平大尺寸彩色矩阵显示器的寻址模式和原理，并且提供与实现和寻址这些显示器的当前处理有关的若干缺点的解决方案，所述缺点主要在随时间而顺序地执行所述显示器的图像元素(以常用语言：像素)的寻址时观察到，所述显示器被称为是复用的。

现在有许多制造平板显示器的技术。这些平板显示器中有：最常见的的液晶显示器、等离子显示器、有机发光二极管显示器。

这些平板显示技术相对于较旧的技术(使用阴极射线管的屏幕)的主要优点是：从几毫米到几厘米的它们的厚度极少取决于屏幕的尺寸，而主要取决于所使用的技术。

上述技术使用集中制造方法，构成屏幕的所有像素都被制造在单个基板上，该基板通常是玻璃，并且其尺寸现在在实践中被限制于几米的对角测量。

发光二极管显示器克服了这种限制，并且通常使用与其控制电子元件相关联的单元部件在印刷电路板上的组装。当前可以达到25dm²的尺寸的这样构成的子集或模块然后被组合以形成非常大的模块化屏幕。另一方面，这些模块以及因此使用这些模块的屏幕的分辨率受限于用于生产它们的部件的尺寸，该尺寸以目前技术是至少几毫米。

作为指示，文献US 2013/0234175[4]和US 2007/0262334[5]描述了在不限制设计者可以做出的选择的情况下，可以用于制造这种类型的显示器的LED部件。

后一种技术用于生产通常从较大距离观察的例如城市的大屏幕或广告显示板。

本发明特别地但并非排他地适用于该最新的屏幕构造技术。

背景技术

在技术文献以及例如在Avago Technologies出版的文献[1]“Introduction todriving LED Matrices,AV02-3697EN-2013年7月11日”中充分地描述了通过组装子组件或模块来生产大屏幕。

在文献[1]的图17和本文献的图1中描述了广泛用于创建和控制这些模块的不同像素的结构。这描述了作为示例的四行的两个色彩像素1，每个色彩像素1由三个子像素红色1A、绿色1B和蓝色1C组成，在这种情况下由红色、绿色和蓝色发光二极管(LED)制成，并且使得能够获得任何色彩的图像。根据需要将该结构重复多次以达到期望的行数、列数以及因此像素数。

由于图像本身的矩阵组织，像素行和列中的矩阵组织特别适合于显示图像和视频内容。值得注意的是，本文档中使用的行和列的概念仍然是纯形式的。在不改变寻址模式的原理和下面描述的实现原理的情况下，可以交换行和列的作用，如这些术语在下面使用的一样。

·空间复用

这种结构的寻址模式使用单个电路或模块来选择行2，以随时间连续地激活它们。在图1中的示例中，在选择所示出的第一像素行的情况下，相同行的LED阳极被互连并且在相关行的开关闭合的情况下接收由子组件3产生的相同的正控制电压。

相同列的子像素的LED的阴极彼此连接并且连接至从针对三种可能的子像素色彩即红色4A、绿色4B和蓝色4C的三种可能输出中选择的控制电路的相同输出。在由行选择电路2选择LED所属的行的情况下并且在由每个色彩的子像素的控制电路选择该LED所属的列的情况下，流入该LED的电流以及该LED发出的光的量因此可以独立于该LED本身行中的其他LED并且独立于未选择行中的其他LED来控制。由于选择电路2顺序地选择屏幕行，因此使得可以构造并且显示任何图像，在这种情况下由四个连续子帧上的相同行的像素的所有子像素的叠加产生白色图像。

取决于所选择的实现方式，在无差别且不改变操作原理的情况下，如图1中所描述的每个LED色彩可以有一个这样的控制电路4A、4B或4C，或者例如对于6个LED列仅有一个电路。许多制造商提供合适的电路，所述电路通常具有16个输出并且能够临时调节流过LED的电流并且因此产生具有非常大的数量的色阶的图像。由子组件5根据所使用的控制电路的制造商要求的规格产生要显示的数据。

所示出的4行的屏幕部分随时间被连续选择，或者，在这种技术中，所示出的4行的屏幕部分被复用，其具有以下结果：

取决于构成模块化屏幕的显示模块的屏幕上的行的数量，在多个子帧上形成所显示的图像。人眼的视觉暂留使得每行的LED发出的4个子图像在视觉上叠加以产生完整的图像。

仅需要一组控制电路4来控制4行。

图2中针对屏幕的4×4的像素1的一部分描述了由该寻址模式产生的4个子图像的视觉呈现，所述视觉呈现针对4个子帧T1至T4中的每一个来指定，所述子帧T1至T4是显示由传送至控制电路4并且包含在控制电路4中的信息的内容确定的状态和色彩的所选择的像素6并且是未选择的像素7。

由此产生的子图像序列必须足够快以使人眼感知不到独立的子图像。需要至少大于25Hz的重复频率。

认为这种结构由于创建完整图像所需的子帧数量而具有复用率N＝4。在LED显示器中遇到的最常见的复用率是2、4以及较为少见的8。

相对于N组不同像素产生N个子图像，每组像素由一行像素构成，复用被称为空间的。

可以看出，这种布置具有仅需要比子像素组少N倍的控制输出的经济优势。

另一方面，这种布置具有以下缺点，对于相同的视觉效果，需要每个控制输出的高出N倍的瞬时电流。然而，由于该电流应用于少了N倍的像素，所以每个子帧的电流保持不变。

另外，由于图像显示是动态的并且由N个单独且连续的子图像组成，如果利用其曝光时间与子帧的持续时间具有相同数量级的装置(电影相机或照相机)拍摄屏幕的照片，则所获得的图像可以是子图像的并且不代表所显示的完整图像。这种现象在这种屏幕的图像出现在例如体育赛事的镜头或视频记录中的情况下是非常不利的。

·时分复用

还可以考虑色彩的时分复用，其中表示显示屏幕的不同色彩分量的相同像素的红色、绿色和蓝色子像素被顺序显示以产生最终图像。

文献[2]US 5,812,105和文献[3]US 6,734,875提供了这种寻址模式。

根据图3，这种类型的显示器具有布置成矩阵的像素1，并且每个像素1由不同类型的光电子装置1A、1B、1C组成，所述不同类型的光电子装置1A、1B、1C在被施加电激励的情况下分别能够漫射不同的基色(红色、绿色、蓝色)，每个光电子装置1A、1B、1C一方面连接至与其漫射的色彩对应的被称为色彩源3A、3B、3C的电激励源，另一方面连接至控制装置以使得能够改变对应色彩的漫射强度。

更确切地说，漫射相同色彩(在这种情况下，对于被标记为1A、1D、1E的LED是红色)的光电子装置1A、1D、1E通过其阳极经由单个选择模块2(参见图26至图31)连接至对应的色彩源3A(在这种情况下为VRED)。构成相同像素1的三个子像素红色1A、绿色1B和蓝色1C的三个LED的阴极彼此连接并且由色彩选择模块的单个3A色彩源控制。因此，图像的显示由对应于三个不同类型或族的红色、绿色和蓝色三个分量的时间叠加组成。图4针对3个子帧T1、T2和T3中的每一个描述了在图3中描述的屏幕的4×4像素部分的视觉方面，以便在三个子帧的末尾显示由红色、然后绿色和然后蓝色屏幕的叠加组成白色屏幕。因此，每个所选像素连续呈现红色6A色彩、绿色6B色彩或蓝色6C色彩，所述色彩的强度由传送至图3的控制电路4中并且包含在图3的控制电路4中的信息的内容确定，每个色彩分量的子像素由选择电路2连续选择。

其中子像素被分组为尽可能多的基色“C”(在这种情况下为3)即相同色彩的子像素的组的这种色彩复用的主要优点在于所需的控制输出的数量除以C，C通常等于3，子像素或色彩LED的数量构成基本像素。

其缺点与空间复用所遇到的那些缺点类似。事实上：

-显示彩色图像所需的瞬时电流将比不使用色彩复用时的瞬时电流大C倍。与前面的情况不同，每个子像素族被连续寻址，并且每个子帧的必要电流不是恒定的，如图6中的表中可见。

-图像显示是动态的，并且在操作期间在屏幕上所取的任何镜头都可以突出显示所产生的色彩分量中之一。例如，在三色屏幕(红色、绿色和蓝色)的情况下，曝光时间短的镜头可能会产生完全绿色、红色或蓝色的图像。

文献[3]也关注以下事实：即LED的工作电压通常取决于发出的色彩，并且为了优化屏幕的能量消耗，优选的是规划与每个子像素族或子像素组相关联的每组的不同电源电压。

在这种情况下，文献[2]和文献[3]中描述的色彩的时间复用导致针对每个组选择不同的电压源。图3示出了所产生的操作图。这些电压源中的每一个所需的峰值电流比不应用色彩复用时的峰值电流高出C倍，而平均电流保持不变。这种约束导致需要特大尺寸的这些电压源并且使用更强功能且更昂贵的部件。

可以将文献中发现的这两种类型的复用总结如下。

在N值空间复用的情况下：

-所有像素以及因此子像素被分组为在N个子帧期间被连续激活的N个组，以产生完整图像的N个子图像，由于视网膜暂留现象而使得能够再现所述完整图像。

-控制电路4的每个输出使得N组子像素能够被控制。

-选择电路2具有N组输出，每组输出与子帧相关联。

在C个不同色彩分量的时间复用的情况下：

-所有子像素被分成在C个子帧期间被连续激活的C组，以产生例如完整图像的C个色彩分量，由于视网膜暂留现象而使得能够再现所述完整图像。

-控制电路4的每个输出控制C个子像素。

上述两种类型的空间和时间复用具有以下主要缺点，与不执行复用时相比，需要更多的瞬时电流，并且在利用具有短曝光时间的相机拍摄该屏幕的情况下显示具有视觉伪影的图像。

发明内容

本发明的目的是弥补上述已知实现方法的缺点。

本发明适用于其像素由发光二极管(LED)部件制成的显示器，但也可以适用于任何矩阵显示器，不论基于电致发光还是可借助于电激励来改变不透明度、折射率、吸收、发光或任何其他光学性质的任何其他电光效应。

更准确地说，本发明的目的是一种复用的彩色图像显示矩阵屏幕，该屏幕由布置成矩阵的像素组成并且每个像素由不同类型的光电子装置组成，所述不同类型的光电子装置在被施加电激励的情况下分别能够漫射不同的基色，每个光电子装置一方面连接至与该光电子装置漫射的色彩对应的被称为色彩源的电激励源，另一方面连接至控制装置以使得能够改变对应色彩的发射强度，漫射相同的色彩的光电子装置经由用于选择色彩源的至少一个选择模块而连接至对应的色彩源。

根据本发明，屏幕包括若干个选择模块，每个选择模块被连接至至少一个色彩源，每个选择模块包括不同的选择端子，每个选择模块的仅一个选择端子在相同的屏幕操作阶段或子帧期间被激活，并且属于相同色彩族，即漫射相同色彩的屏幕的光电子装置分布在不同的组中，并且满足以下特征：

-相同组的光电子装置都连接至相同选择模块的对应的相同色彩选择端子，

-每个色彩族的组的选择端子可以在相同子帧期间同时被激活，以便激活漫射所有可能的色彩的光电子装置。

本发明还可以提供以下方面中的一个方面和/或另外的方面：

-相同像素的属于不同组的光电子装置连接至相同的控制装置。

-对于基色的数量C，C是正整数，以及对于复用率N，N是正整数，数量N个像素的光电子装置连接至相同的控制装置。

-其中，对于基色的数量C，C是正整数，以及对于复用率N，N是正整数，屏幕具有其中分布有屏幕的光电子装置的总数N*C²个组以及分别连接至N*C²个组并且分布在数量C*N个选择模块中的总数N*C²个选择端子。

-其中，相同组的连接至相同选择端子的光电子装置根据构成矩阵屏幕的像素矩阵的列或行来布置，连接至在相同子帧期间同时被激活的那些选择端子中的两个不同选择端子并且属于两个不同族的光电子装置沿两个相邻的列或行来布置。

-连接至在相同子帧期间同时被激活的那些选择端子中的不同选择端子的不同组的光电子装置沿着构成屏幕的矩阵的列和/或行从一组至另一组周期性交替地布置。

-沿着屏幕的行的像素的水平间距HP和沿着屏幕的列的像素的垂直间距VP使得并且使得3个相邻像素的任何分组形成等边三角形。

-屏幕的基色为3个，C＝3，并且分别为红色、绿色和蓝色。

-屏幕的基色为4个，C＝4，并且分别为红色、绿色、蓝色和白色。

-光电子装置是其阳极连接至对应的选择端子并且阴极连接至对应的控制装置的发光二极管。

本发明还涉及一种显示装置，其包括组装在一起以形成该显示装置的一个或更多个屏幕，所述屏幕如上所定义。

本发明还涉及一种制造如上所述的用于显示复用的彩色图像的矩阵屏幕的方法。

根据本发明，该方法包括以下步骤：

-将若干个选择模块各自布线至至少一个色彩源，

-将光电子装置布线至相同选择模块的对应的相同色彩选择端子，这些装置连接至相同选择端子以形成组，

-配置可以在相同子帧期间同时被激活以便激活漫射所有可能色彩的光电子装置的每个族的组的选择端子。

根据优选实施方式，对于基色的数量C，C是正整数，以及对于复用率N，N是正整数，构成总数N*C²个光电子组，并且相同组的装置连接至相同端子，屏幕被定制成具有总数N*C²个选择端子和总数C*N个选择模块。

根据本发明的装置还可以具有以下特征中的一个特征和/或另外的特征：

-子像素组G_X,Y,Z在空间上被组织成使得：对于考虑的任何子帧T_Y,Z，沿着行考虑的连续N.C个像素的任何分组和/或沿着屏幕的列考虑的连续N.C个像素的任何分组精确地包含C个像素，所述C个像素中的一个子像素被选择并且被显示，C个子像素中的每个像素选自屏幕上的C个子像素族之中的不同族Fx中。

对于在可能的N.C.中考虑的任何子帧T_Y,Z，子像素组G_X,Y,Z在空间上被组织成使得：沿着屏幕的行或列或者屏幕的行和列，在选择并且显示C个子像素族Fx中的代表的任何像素之后是不选择子像素中任一个的N-1个像素。

-子像素组G_X,Y,Z在时间上被组织成使得：在所考虑的子帧期间选择并且显示C个子像素族Fx中的代表的任何像素不具有在随后N-1个子帧期间选择并且显示的子像素。

在C＝3&N＝1的特定情况下，以下实施方式具有特定的优点：

-沿水平间距HP分布的相同行中的所有像素从前一行或下一行的像素水平偏移半间距HP/2，

-9个子像素组G_X,Y，其中1≤X≤3且1≤Y≤3，在空间上被组织成使得：无论所考虑的子帧T_Y如何，3个相邻像素的任何分组都显示屏幕上的3个子像素族中的每一个的代表。

这也可以根据：沿着屏幕行的像素的水平间距HP和沿着屏幕列的像素的垂直间距VP是否使得并且3个相邻像素的任何分组是否形成等边三角形来修改。

根据任何前述实施方式并且如果C＝3，则有利的是：F₁族、F₂族&F₃族的子像素分别是红色、绿色和蓝色。

以相同的方式，如果C＝4：F₁族、F₂族、F₃族和F₄族的子像素可以有利地分别被着色为红色、绿色、蓝色和白色。

本发明特别适用于由发光二极管制造的显示器。在这种情况下：

-构成相同组G_X,Y,Z的子像素的发光二极管的所有阳极彼此连接，

-控制电路的每个输出连接至构成N个不同像素的C.N个子像素的发光二极管的C.N个阴极，每个子像素属于不同的G_X,Y,Z组，所述不同的G_X,Y,Z组的特征在于1≤Y≤C和1≤Z≤N。

附图说明

图1描述了在现有文献中可以找到的构建空间复用屏幕的原理。

图2描述了根据图1的原理的屏幕的针对不同子帧的4×4像素区域的视觉方面。

图3描述了在现有文献中可以找到的用于以色彩分量构造复用屏幕的原理。

图4描述了根据图3的原理的屏幕的针对不同子帧的4×4像素区域的像素的视觉方面。

图5描述了使用本发明的寻址方法、由子像素组激活的像素的百分比并且针对C＝3且N＝1的三色屏幕的一部分。

图6描述了使用图3和图4的现有技术的方法的相同情况。

图7描述了在C＝3且N＝2的情况下对于特定子帧如何组合3组子像素以产生在该子帧期间显示的子图像。

图8描述了根据本发明的特定实施方式的在C＝3且N＝1的情况下在3个子帧期间子像素的可能组织。

图9描述了在C＝3且N＝1的情况下的这些实施方式的变型。

图10描述了在C＝3且N＝2的情况下对于6个所需帧的子像素的可能组织。

图11描述了在C＝3且N＝1的情况下的特定实施方式。

图12描述了在C＝3且N＝2并且子像素由发光二极管构成的情况下的本发明的实施方式的示例。

图13结合图10&图12描述了如何沿着屏幕行&列&所考虑的族来组织子像素组的示例。

图14示意性地示出了其子帧在图8中示出的屏幕的针对其表示也在图15中示出的子帧T1的像素的布线。

图16和图17针对子帧T2与图14和图15类似。

图18和图19针对子帧T3与图14和图15类似。

图20至图25在它们被产生用于根据本发明的图9中的屏幕的像素布线方面与图14至图19类似。

图26至图31在它们被产生用于根据现有技术的图4中的屏幕的像素布线方面与图14至图19类似。

图32至图34在它们被设计用于说明用于在屏幕上显示任何图像的控制装置的配置方面与图14至图19类似。

定义

子像素：能够在被施加电激励的情况下以更大或更小的强度漫射可见光谱的色彩的光电子装置；这在本文中将被称为无差别的子像素或电子装置、发光二极管或LED。

子帧：产生劣化图像(其中，与要显示的图像相比的较少的像素被启用)的复用矩阵屏幕的操作阶段。对于复用率N，将需要数量N个连续子帧来重构要显示的所述图像。

具体实施方式

本发明涉及一种矩阵屏幕，该矩阵屏幕在由具有短曝光时间的相机拍摄或捕获的情况下具有比现有技术屏幕更少视觉伪影并且需要比已知复用屏幕更少的瞬时电流。

这个目标通过屏幕子像素的创新布线来实现，所述屏幕子像素被组织成不同的组使得在每个子帧期间屏幕的所有基色的子像素被激活并且平均而言在每个子帧期间1/3的子像素被激活。

在下文中，参照图14，将针对实施方式的示例C＝3、N＝1详细描述根据本发明的创新布线：

以传统方式，屏幕1的每个像素由分别漫射屏幕的基色的几个子像素组成。在该示例中，有三种基色：红色、绿色和蓝色，其中，该数字被标记为C。对于所表示的每个像素，红色、绿色和蓝色子像素按此顺序布置。

数量N由色彩数量C决定，使得能够构成完整图像的子帧数量等于C*N或对于所示示例是三个子帧。

根据本发明，如图14所示，屏幕包括多个选择模块10、11、12，每个选择模块连接至至少一个VRED、VGREEN、VBLUE色彩源。在图14的示例中，每个选择模块连接至所有三个色彩源。在图12的示例中，每个选择模块2连接至单个色彩源。

每个选择模块10、11、12包括不同的选择端子13，每个选择端子13通过开关连接至色彩源。

子像素组的概念

子像素(在所示示例中是发光二极管)是由不同色彩的正方形和/或图案表示的不同色彩族(红色族F1、绿色族F2、蓝色族F3)的一部分。

通过，相同族的子像素被划分成不同的组，所述不同的组能够通过属于相同组的子像素连接至相同连接端子的事实来组织。

根据本发明，子像素组的数量取决于屏幕上的基色C的数量，所述基色C的数量在所示的示例中为三个(红色、绿色和蓝色)，并且正整数N表示复用率，所述复用率在所示的示例中为1。

更确切地说，子像素组的数量是N*C²或9个子像素组，每个子像素组分别连接至N*C²个选择端子，每个色彩族包括数量C*N个或三个相同色彩的子像素组。

换言之，在所示的示例中，每个色彩族有三个子像素组。

因此，存在三个红色的子像素组(字幕的第一行中的阴影正方形)，每个子像素组链接至选择模块内的与色彩对应的选择端子：

-第一组G1由第一像素列和第四像素列(以及该周期后的屏幕的所有后续列，未示出)的红色子像素组成，这些子像素都连接至选择端子S1，选择端子S1连接至第一选择模块10中的红色源。

-第二组G2由第二像素列(以及相同周期后的屏幕的所有后续列，未示出)的红色子像素组成，这些子像素都连接至端子S4，端子S4连接至第二模块中的红色源。

-第三组G3由第三像素列(以及相同周期后的屏幕的所有后续列，未示出)的红色子像素组成，这些子像素都连接至端子S4，端子S4连接至第二模块中的红色源。

类似地，存在三组绿色子像素HI、H2和H3，其由分别存在于以下列中的绿色子像素组成：

-从第1开始的四列中的一列(标记为H1的子像素)，所述子像素都连接至选择端子S2。

-从第2开始的四列中的一列(标记为H2的子像素)，所述子像素都连接至选择端子S5。

从第3开始的四列中的一列(标记为H3的子像素)，所述子像素都连接至选择端子S8。

最后，存在三组蓝色子像素(剩余的子像素被部分地标记为I)，其由分别存在于以下列中的蓝色子像素组成：

-从第1开始的四列中的一列(部分地被标记为I1的子像素)，所述子像素都连接至选择端子S3。

-从第2开始的四列中的一列(部分地被标记为I2的子像素)，所述子像素都连接至选择端子S6。

-从第3开始的四列中的一列(部分地被标记为I3的子像素)，所述子像素都连接至选择端子S9。

根据本发明的屏幕包括控制每个子帧处的每个选择模块的一个开关的闭合的控制盒，并且因此在知道其闭合受到控制的开关连接至不同的色彩源的情况下将子像素组的S端子连接至相应的色彩源，使得在每个子帧处所有色彩同时被漫射。

因此，在每个子帧处，每个族的组的选择端子可以同时被激活，以便激活漫射所有可能色彩的光电子装置。

在以下子帧中，其他子像素组的选择端子被激活，仍然确保三个色彩族的组同时被连接。

在这种情况下，如图14所示，对于帧T1，连接至端子S1、S5和S9(分别连接至红色源、绿色源和蓝色源)的开关闭合，使得红色G1、绿色H2和蓝色I3子像素组能够连接至它们各自的色彩源。

在下一个子帧T2中，如图16所示，端子S2、S6和S7的开关闭合，以连接绿色子像素组H2、蓝色子像素组I2、红色子像素组G3。

并且在下一个子帧T3中，如图16所示，端子S3、S4和S8的开关闭合以连接绿色子像素组H3、蓝色子像素组I1、红色子像素组G2。

显然，在每个子帧处，分布在整个屏幕上的不同色彩的子像素(并且不再是相同色彩的一些子像素行)是潜在地可激活的。

为了控制其激活，提供了控制装置。每个子像素与其选择端子相对地连接至控制装置的输出，该控制装置可以在0和100％之间调节该特定子像素的光漫射强度。

由于相同像素的子像素不会同时被激活，因此相同的控制装置输出可以控制相同像素的子像素。这是图14中的控制装置14至17的单独输出的情况，控制装置14至17的单独输出分别连接至相同像素的子像素，从而调制在所考虑的子帧期间激活的子像素的强度。

根据本发明，如将针对N＝2的情况进行解释的，对于N>1的情况，相同的控制装置可以有利地控制未被连接至在相同子帧期间激活的选择端子的数量N个像素的子像素。

图15、图17和图19表示图像的三个子帧，示出了在控制输出控制活跃子像素使得所述活跃子像素都以100％漫射相应的色彩的情况下屏幕的显示。

在这三个子帧结束时，获得白色屏幕，这是由每个像素连续显示的三种色彩的叠加产生的。

在根据本发明的屏幕上形成任何图像

相反，为了显示任何图像，例如图32至图34的顶部中所示的图像，控制装置将控制其选择端子在所考虑的子帧期间被激活并且其色彩和在像素矩阵中的位置与相应位置处的图像色彩一致的子像素以100％的强度漫射，并且控制其选择端子在该子帧期间被激活但其色彩和在矩阵中的位置不对应的其他子像素以0％的强度漫射。

子像素组的分布

在上面描述的附图的示例中，连接至在相同子帧期间同时被激活的那些选择端子中的两个不同选择端子并且属于两个不同族的的子像素被布置在两个相邻列中(因此在子帧T1期间，组G1的红色子像素按列布置并与组H2的绿色子像素相邻)，以便通过矩阵的像素分配每种色彩。

为了优化该分布，有利地规定，在子帧期间被激活的相同组的子像素也按行和列分布，使得它们的最近邻居具有不同的色彩族。

本发明提供了用于图20、22、24中所示的这些优化屏幕的相应布线，该布线遵循与上述那些原理相同的一般原理。

在该优化屏幕中，在所考虑的子帧期间可以被激活的子像素的行和列中的直接邻居是其他色彩中的一个和另一个。

针对任何数量N和C的根据本发明的屏幕操作方法的描述

这里应当提醒的是，本发明适用于由以行和列布置的像素组成的任何矩阵屏幕，这些像素中的每一个由属于被标记为F₁至F_C的C个不同族的C个子像素或不同特征和/或色彩的子像素的组构成。

根据本发明的原理，屏幕子像素的每个族F_X，其中1≤x≤C，被再分为N.C个不同的组，从而构成N.C²个子像素组G_X,Y,Z，其中N≥1，1≤Y≤C且1≤Z≤N，组G_X,Y,Z的所有子像素属于相同族F_X，并且每个组与共同选择装置S_X,Y,S相关联。

在N.C个连续子帧期间顺序选择和显示这些组，C个组G_1,Y,Z、G_2,Y,Z......G_C,Y,Z通过选择装置S_1,Y,Z、S_2,Y,Z......S_C,Y,Z同时被选择并且在子帧T_Y,Z期间进行显示。

由属于N.C个组G_X,Y,Z例如1≤Y≤C且1≤Z≤N的N.C个子像素组成的屏幕的N个像素的每个子集与控制装置相关联，使得属于组G_X,Y,Z的子像素的状态能够在子帧T_Y,Z期间被独立控制。

在N＝1时，可以以简化方式将G_C,Y,Z标记为G_C,Y，将T_Y,Z标记为T_Y。

为了阐明子像素族或子像素组的概念，下面给出一些示例。

如果考虑由红色、绿色和蓝色3种子像素组成的像素自身组成的三色屏幕，则可以考虑例如：

–基于子像素的色彩构成3个族；一个族用于红色子像素，另一个族用于绿色子像素，最后一个族用于蓝色子像素。

或者基于子像素的工作电压或者针对基于使用LED的技术，在一侧上使用红色子像素，在另一侧上使用需要更高的供电电压的绿色子像素和蓝色子像素来创建2个族。

如果考虑基于使用由4个子像素红色、绿色、蓝色和白色组成的像素的屏幕，则可以形成基于这些子像素的色彩的4个族。

最后，如果考虑基于使用由例如4个子像素构成的像素的屏幕，所述4个子像素中2个是红色、一个是绿色并且一个是蓝色，则可以考虑以下内容：

-形成与子像素一样多的族，即四个。

-将两个红色子像素分组为单独的族，从而构成它们中的三个。

也可以将子像素分组到相同族中，以便由此形成的每个族的平均消耗是相似的。

图5a示出了本发明的第一个优点，图5a描述了红色、绿色和蓝色三色屏幕的特性，该三色屏幕中的每个像素由这些相同色彩的子像素组成，并且其中C＝3和N＝1。

在这个示例中，存在3个子像素族，所述三个子像素族的特征在于显示的色彩为红色、绿色或蓝色并且分别被标注为F₁、F₂和F₃。

根据本发明并且对于该示例，子像素被组织成9个组：

-针对红色子像素的3个组；G_1,1、G_1,2和G_1,3，其在子帧T₁、T₂和T₃期间显示，

-类似地，针对绿色子像素的3个组；G_2,l、G_2,2&G_2,3，

-以及针对蓝色子像素的3个组；G_3,1、G_3,2和G_3,3。

图5中的表格示出了针对9个组中的每一组的取决于子帧T₁、T₂或T₃的显示的子像素的百分比以及相同族F₁、F₂或F₃内的这些百分比的总和。

除了图5以外，图8示出了这些子像素组的可能布置。从该图中可以看出，在三个子帧期间，每个像素的每个子像素将被选择和显示，从而使得能够组成完整的图像。

图6中的表格呈现了与先前在图3和图4中描述的现有技术的色彩分量复用方法相同的结果。

图4示出了与图6中的表格相关的屏幕像素状态的分布和演变。

可以看出，如果对于先前已知的寻址模式和实现原理以及对于具有相同特征的屏幕，在给定族中显示的子像素的百分比不是恒定的，而是在单个子帧期间是最大的且是100％，则本发明的寻址模式使得无论所考虑的子帧如何都能够保证该相同百分比保持恒定且等于1/3。

如果考虑C个不同的族，该百分比将是1/C。与现有技术的方法相比，根据本发明的方法的这种特殊性质带来了若干优点：

-为每个族供电所需的峰值功率除以C，这使得其峰值功率低了C倍的供电是足够的。

-对于给定的显示图像，每个族所需的功率以及每个族所需的电流和/或电压随着时间保持静止，这使得在无需使用不必要的滤波装置的情况下更容易测量并且改善所用电子部件的使用寿命。

图7示出了不同组如何组合以显示在子帧期间显示的子像素图案的示例。更确切地说，详细说明了N＝1&C＝3的屏幕的一部分，示出了：

-相对于F₁、F₂&F₃族的组G_1,1,1和G_2,1,1和G3,1,1的组成，

-在子帧T_1,1期间选择和显示这些子像素组的结果。

在该图中可以看出，对于N＝2，仅选择和显示一半像素，这根据以下事实容易地被推断出：根据本发明，在C.N个子帧期间显示所有的C个子像素族。因此，在每个子帧期间仅选择并显示所有像素的1/N部分。

图10示出了与图7中详述的T_1,1帧相关联的5个其他子帧T_1,2、T_2,1、T_2,2、T_3,1和T_3,2。以与后者示出组如何组合的方式相同的方式，为这些子帧实现的组可以根据图10容易地推导出来，因为这些组针对每个子帧由与构成这些组的每个族相关联的3个子像素组构成。

前面的讨论未考虑帧期间子像素组的空间分布。然而，根据图8、图9和图10的考察而明显的是，以特定于本发明原理的方式这样做是有利的。

因此，子像素组G_X,Y,Z可以在空间上被组织成使得：对于考虑的任何子帧T_Y,Z，沿着行考虑的连续N.C个像素的任何分组和/或沿着屏幕的列考虑的连续N.C个像素的任何分组，精确地包含其中一个子像素被选择和显示的C个像素，C个像素中的每个像素选自屏幕上的C个子像素族中的不同族Fx中。

图8示出了作为第一示例的在C＝3且N＝1的情况下的可能分布，并且示出了对于每个子帧的取决于是显示第一子像素族F₁、第二子像素族F₂还是第三子像素族F₃的代表的屏幕像素的状态。

在所示出的情况下，沿着屏幕行评估上述像素分组8，所有屏幕行具有相同的组织。

图9示出了作为第二示例的在C＝3且N＝1的情况下的另一可能分布，其中像素分组8沿着屏幕的行和列进行评估。

最后，图10以举例的方式示出了在C＝3且N＝2的情况下的可能分布。

在这三幅图中可以看到本发明原理的另一个优点。实际上，子像素组的空间分布确保了对于所显示的任何子帧，所显示信息的局部平均值仍然代表完整图像。

因此，例如，任何具有短曝光时间的三色屏幕的拍摄，即使其可能不反映与完整图像相同的质量，但是也不会产生如已知方法通常可以观察到的单个屏幕色彩的图像。即使在若干个个子帧上动态显示图像，但是任何即时图像仍然代表完整图像并且因此本发明的寻址方法可以描述为准静态。

以有利的方式，特别是在N>1的情况下，对于在可能的N.C中考虑的任何子帧T_Y,Z，子像素组G_X,Y,Z被组织成使得：沿着屏幕的行或列或行和列，选择并且显示C个子像素族Fx中的代表中的任何像素之后是不选择任何子像素的N-1个像素。

不同子像素组的特定组织还使得可以以有利的方式在时间上分布所述像素组。因此，根据该特定实施方式，子像素组G_X,Y,Z被组织成使得：在随后的N-1个子帧期间不显示在给定子帧期间选择并显示C个子像素族Fx中的代表中的任何像素。

图10示出了在C＝3且N＝2的情况下这些优选实施方式的可能布置，第一标准沿着屏幕的行和列被应用。

在传统矩阵组织的情况下，每个像素被8个临近像素包围，如例如图9和图10所示。

在C＝3&N＝1的情况下，特定实施方式使得能够在本发明的框架内带来另外的特定优点。这由图11描述。屏幕的行和列在空间上被组织成使得：特定行的像素相对于前一行的像素在每个像素HP之间偏移1/2水平间距。

在这种配置中，每个像素被6个最近临近像素包围。9个子像素组G_X,Y在空间上被组织成使得：对于任何给定的子帧T_Y，3个相邻像素的任何分组在屏幕上显示3个子像素族中的每一个的代表。

图11描述了第一种可能的组织，第二种可能的组织也是通过改变同一图中的F2族和F3族来描述的。

在该特定实施方式中，有利的是设置每列像素之间的水平间距HP与每行像素之间的垂直间距VP之间的精确比率。实际上，如果同一行的两个像素之间的距离由HP给出，则像素与相邻行的相邻像素之间的距离R由下式给出：

如果则可以使该距离R等于HP。

在该特定配置中，像素以正六边形图案布置，其中任意3个相邻像素形成等边三角形。

然后，像素的密度D_H由下式给出：

为了进行比较，传统矩阵组织的像素之间的平均距离R由下式给出：

P等于像素之间的垂直和水平间距。

然后表示为R的函数的像素的密度D_R由下式给出：

因此，对于像素之间的相同平均距离，比率D_H/D_R等于：

换言之，这表示为了获得像素之间的相同平均距离，可以按比例减小像素密度，从而降低屏幕的总成本。

综上所述，构成F₁族、F₂族，......F_C族的子像素的性质可以是任意的，并且可以根据这些子像素的色彩、技术、工作电压或任何其他特性组合这些子像素。

本发明在按色彩实现该C个族的分布的情况下具有特定的应用。本发明的寻址原理的实施方式的两个特定情况在下面的情况下具有实际意义：

-在C＝3并且族F₁、F₂&F₃的子像素分别是红色、绿色和蓝色的情况下。因此，该配置使得能够显示任何彩色图像。

-在C＝4并且族F₁、F₂、F₃、F₄的子像素分别是红色、绿色、蓝色和白色的情况下。该配置也使得能够显示任何彩色图像，并且能够通过在要显示的图像允许时添加白光来提高屏幕的整体亮度和性能。

在基于LED的屏幕的情况下，本发明还具有特别有利的应用。

在这种情况下，每个像素由如下所连接的发光二极管组成的子像素组成：

-构成相同组G_X,Y,Z的子像素的发光二极管的所有阳极彼此连接并且连接至总数N.C²个选择装置2的相同输出端，使得能够在N.C个连续子帧期间以子帧T_Y,Z的C个不同组G_1,Y,Z、G_2,Y,Z...G_C,Y,Z的速率顺序地选择这些组。

-控制电路4的每个输出使得能够控制在与该输出连接的二极管中流动的电流，该输出还连接至构成N个不同像素的C.N个子像素的发光二极管的C.N个阴极，每个子像素属于不同的G_X,Y,Z组，该G_X,Y,Z组特征在于1≤Y≤C且1≤Z≤N。

图12提供了在N＝2且C＝3的情况下的这种布置的更好的理解。图12描述了这种LED屏幕的2行6像素1部分。相应的图将根据需要在垂直和水平方向上重复多次，以构建屏幕模块，从而构建完整的屏幕。

图10描述了对于6像素的6行的一部分的在各个子帧期间子像素的状态。

参照图10对更好地理解图12的图是有用的。

图13中的表格还示出了每个族F1、F2和F3以及屏幕的相关区域中的每个像素，不同子像素属于哪个组。

存在2.3²个或18个组，其中，每个子像素族有2.3个或6个组。因此，图12中的3个选择电路2具有标记为S_X,Y,Z的18个输出，3个输出S_1,Y,Z、S_2,Y,Z和S_3,Y,Z在帧T_Y,Z期间同时被激活，因此，使得能够借助于控制电路4控制其阳极连接至控制电路4的LED。

根据装置的这种特殊情况而清楚的是，本发明的原理使得在先前已知的装置中分别针对N和C使用N.C²个选择装置。

从构成子像素的LED的阴极的观点来看，采用特定示例以更好地理解可以如何应用本发明的原理是有用的。例如，属于第一行&第一列因此属于组G_1,1,2、G_2,2,1&G_3,3,1的像素的3个子像素的3个阴极，以及因此属于组G_1,1,2、G_2,2,2&G_3,3,2的相邻像素的3个子像素的3个阴极被连接在一起，并且由控制电路4的单个输出控制。

因此，控制电路4的单个输出使得可以控制N.C个子像素。

Claims

1.一种用于彩色图像的复用显示的矩阵屏幕，所述屏幕由布置成矩阵的像素构成，每个像素由不同类型的光电装置构成，所述不同类型的光电装置分别能够在被施加电激励的情况下漫射不同基色，每个光电装置一方面连接至与该光电装置所漫射的色彩相对应的、称为色源的电激励源，并且另一方面连接至使得能够改变对应色彩的漫射强度的控制装置，漫射相同色彩的光电装置经由至少一个色源选择模块而连接至对应色源，其特征在于：所述矩阵屏幕包括多个选择模块(2，10，11，12)，每个选择模块连接至至少一个色源(3)，其特征还在于，每个选择模块包括不同的选择端子(Si)，每个选择模块的单个选择端子在相同的屏幕工作阶段或子帧期间被激活，并且其特征还在于，所述屏幕的属于相同色族、即漫射相同色彩的光电装置分布在不同的组中，并且满足以下特征：

-相同组的光电装置都连接至相同选择模块的对应的相同色彩选择端子，

-每个色族的组的选择端子能够在相同子帧期间同时被激活，以便激活漫射所有可能的色彩的光电装置。

2.根据前述权利要求所述的装置，其中，相同像素的属于不同组的光电装置被连接至相同的控制装置(4，14-17)。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，对于基色的数量C，其中C是正整数，以及对于复用率N，其中N是正整数，数量为N个像素的光电装置被连接至相同的控制装置。

4.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中，对于基色的数量C，其中C是正整数，以及对于复用率N，其中N是正整数，所述屏幕包括其中分布有所述屏幕的光电装置的总数为N*C²个组，以及分别被连接至所述N*C²个组并且分布在数量为C*N个选择模块中的总数为N*C²个选择端子。

5.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中，相同组的被连接至相同选择端子的光电装置沿着构成所述矩阵屏幕的像素矩阵的列或行来布置，被连接至在相同子帧期间同时被激活的那些选择端子之中的两个不同选择端子并且属于两个不同族的光电装置沿着两个相邻的列或行来布置。

6.根据权利要求1至4中的一项所述的装置，其中，被连接至在相同子帧期间同时被激活的那些选择端子之中的不同选择端子的不同组的光电装置沿着构成所述屏幕的矩阵的列和/或行从一组至另一组周期性交替布置。

7.根据前述权利要求中的一项所述的矩阵屏幕，使得沿着所述屏幕的行的像素的水平间距HP和沿着所述屏幕的列的像素的垂直间距VP满足并且使得任何3个相邻像素的组合形成等边三角形。

8.根据前述权利要求中的一项所述的矩阵屏幕，其中，所述屏幕的基色的数量为3个，C＝3，并且分别为红色、绿色和蓝色。

9.根据前述权利要求中的一项所述的矩阵屏幕，其中，所述屏幕的基色的数量为4个，C＝4，并且分别为红色、绿色、蓝色和白色。

10.根据前述权利要求中任一项所述的矩阵屏幕，其中，光电子装置是其阳极被连接至对应的选择端子并且其阴极被连接至对应的控制装置的电致发光二极管。

11.一种显示装置，包括组装在一起以构成所述显示装置的一个或更多个屏幕，所述屏幕是根据前述权利要求中任一项制造的。

12.一种制造根据权利要求1至10中任一项所述的用于彩色图像的复用显示的矩阵屏幕的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-将多个选择模块每个接线至至少一个色源，

-将光电装置接线至相同选择模块的对应的相同色彩选择端子，这些装置被连接至相同选择端子以形成组，

-配置能够在相同子帧期间同时被激活以便激活漫射所有可能色彩的光电装置的每个族的组的选择端子。

13.根据前一权利要求所述的方法，其中，对于基色的数量C，其中C是正整数，以及对于复用率N，其中N是正整数，构成总数为N*C²个组的光电装置，并且将相同组的光电装置连接至相同端子，所述屏幕的尺寸是按照总数为N*C²个选择端子和数量为C*N个选择模块来被调整的。