CN85101857A - 视频显示系统 - Google Patents

Abstract

视频显示系统包括：

一组按X-Y矩阵排列的显示单元；

一用于提供数字视频信号器视频信号源相连的脉冲宽度调制器；该脉冲宽度调制也可根据数字视频信号的亮度等级推导出所需的脉冲宽度调制(PWM)信号。脉冲宽度调制器包括一个以数字视频信号作为数据信号的计数器和一个为计数器提供时钟信号的时钟信号产生器。

一个与脉冲宽度调制器相连的信号传送电路，该信号传送电路用于为显示装置提供PWM信号，以便在所述的显示装置上显示图象。

Description

概括地来说，本发明与视频显示装置有关;具体地来说，本发明是关于这样一种视频显示系统，在该显示系统中，显示单元是按二维形式或者说是按X-Y矩阵形式排列的，为显示所需的图象，上述的显示单元分别被所要求的数据（视频信号）所激励。

这样的视频显示装置已被提出来应用，即显示装置中的显示单元是按X-Y矩阵形式排列的，为显示所需的图象，这些显示单元分别被所要求的数据所激励。

同一个申请人提出了下叙的显示单元可被用于上述的视频显示装置。

参考附图1至附图4，它们分别是荧光显示单元的前视图、沿A-A线切断的剖面图、沿B-B线切断的剖面图和显示单元部分切开后的透视图。在这些图中，数码1表示显示的玻璃封表，它们是由前板1A、后盖1B、和侧墙1C所构成的。在玻璃封装1里面装有一组荧光显示点2（2R、2G、2B）、有一组与上述的荧光显示点相对应的阴极K（KR、KG、KB）和一组对应的第一栅极G1（GRR、GIG、GIB），以及一个公用第二栅极（加速电极）G2，显示点上的每一个单点都是由涂在玻璃前板1A内壁上的荧光物质层构成的。在内壁上共有三个显示单点2R、2G、和2B，它们分别对应于红、绿、兰三个荧光单点，下面参考附图5做更详细的描述，碳敷层3是导电层，它是以边框的形式被印刷在前板1A的内壁上，再用红色、绿色、兰色的荧光物质采用印制的方法涂敷在碳敷层3所形成的边框内以形成显示点。荧光物质层也部分地重叠于碳敷层3上，上述的荧光物质层又通过一层胶膜被金属底层（即敷铝层）所复盖。

此外，对应着上述荧光物质层所构成的显示单点2R、2G、2B在后盖1B内壁上布有线状阴极KR、KG、KB和第一栅极GIR、GIG和GIB。在同一后盖IB的内壁上，还布有对应于第一栅极GIR、GI

、GIB的公共第二栅极G2。举例来说，每个线状阴极的构造是这样的，即是在一根加热钨丝上涂敷一层能够发射电子的物质一碳酸盐。每个线状阴极又是被崩紧地架于异电支架6和7之间，支架6和7分别地布于后盖1B的两侧。每个线状阴极的一端固定于导电支架6上，而在另一导电支架7上做有弹性支柱7A，每个线状阴性的另一端则是固定于7A上，根据上述的结构，由于温度升高而造成的线状阴极伸匀伸长的问题，因有了弹性支柱7A的补偿而得到了解决，因而上述的线状阴极不会松弛。第一栅极GIR、GIG和GIB都是做成半园筒形的，园筒的柱面对着各相对应的线状阴极，在上述的柱面上，又按予定的间距纵向地刻有许多狭长切槽8，狭长切槽8的作用是能使从线状阴极发射出来的电子穿过切槽被传送。在第二栅极对应着第一栅极GIR、GIG、GIB的那部分被做成带有狭长切槽的柱面，每个切槽的位置都正对着第一栅极狭长切槽的位置，根据上述的介绍，第二栅极的狭长柱面切槽9R、9G、9B的结构如下代述，即它们的柱面与各对应的第一栅极GIR、GIG、GIB是处于同一园心上。按上述的结构，就能使由线状阴极发射的电子束笔直地穿过第一栅极和第二栅极的切槽8和9，并沿着切槽的方向扩散开来，从另一方面来讲，如果第二栅极上做有狭长柱面切槽那分不是被做成柱面形状的，而是被做成平面形状（如附图6所示）。在这种情形下，由阴极发射的电子束在穿过第二栅极后，虽也是沿着切槽的方向扩散开来，但是其扩散所形成的曲线向内弯曲（如图中虚线30′所示）。

另一方面，在显示单点（或显示象素）2R、2G和2B的周围排列了由导电材料构成的隔离罩10。隔离罩的作用不仅可屏蔽二次发射电子引，以免落到相邻显示象素的荧光物质上，（见附图6），而且也可以构成扩散透镜。上述的二次发射电子包括由于阴极发射的电子束碰撞第一栅极和第二栅极G1和G2后所产生的二次发射电子。扩散透镜的作用是使由每个线状阴极K所发射的电子束扩散开来，以使电子束复盖住整个相应的显示点2。此外，隔离罩10也被用作为提供10千伏高压的供电装置。从装配结构上来看，隔离罩10是立于玻璃封装1的前板1A和侧墙1C之间，并用玻璃原料烧结的方法组合在一起。隔离罩更详细的图解如图7所示，隔离罩10是由三个并排排列的框架所构成的，每个框架围绕着对应的显示单点。在框架的一对侧架的上端，对称地做有向外凸出支脚11，而在另一对侧架的上端则做有阳极引脚12。该引脚是用于引入高压（阳极电压）的，此外，在隔离罩10的两侧做有向外弯曲并富有弹性的定位脚13。当隔离罩10由上往下地沿着玻璃封装侧墙1C装入时（如附图8所示），支脚11紧贴于侧墙1C的上端面，从而支撑着整个隔离罩10。而弯曲状的定位脚13紧靠侧墙1C的内侧面以使隔离罩10处于中心位置。隔离罩10的侧架上端也对称地做有向内弯曲的突耳14，在每个突耳的上面都有凸点15。在隔离罩装入侧墙1C内后，再将玻璃前板1A置于侧墙1C上面，并密封起来。突点15的作用是保证隔离罩与碳涂层3以及与金属底层5有良好的接触（如附图9所示）。结果，显示单点2R、2G、2B所需的高压就从阳极引脚12公共地引入。在装配阶段，引入高压的阳极脚12是从前板1A和侧墙上端面1C之间的封接部分向外伸出的。而线状阴极K、第一栅极G1和第二栅极G2的引脚是从后盖1B和侧墙1C之间的封接部分向外伸出的。阴极K、第一栅极G1和第二栅极G2的引脚共同地从一个方向引出还起到了支撑的作用。例如，每个第一栅极GIR、GIG和GIB都在玻璃封装的两侧引出两个引脚，如附图4中所示的引脚16G1、17G1和18G1，至于第二栅极G2有四个引脚16G2从后盖1B的四个角上引出。阴级的引脚20F从两侧支撑架6和7处向左、向右成成组地引出。阴极引脚20F公共地与每侧支架6和7相连。同样，对应于每个第一栅极G1和第二栅极G2，相应的引脚也是公共地相连接的。

借助于玻璃烧接材料22（如图9所示），把前板1A、侧墙1C和后盖1B相互地封装成一体就形成了玻璃封装1。后盖1B上有一排气切孔21，也是用玻璃烧接材料封住的。

现在开始叙述具有上述结构的显示单元的工作原理。阳极电压（即10千伏的高压）是通过阳极引脚12加至红色的、绿色的和兰色的显示单点2R、2G和2B。加至第一栅极的电压是0至30伏的电压，而加至第二栅极的电压300伏。每根线状阴极KR、KG和KB的消耗功率大约为60至70毫瓦。按上述结构，阴极和第二栅极G2的供给电压是不变的，而第一栅极G1的供给电压是个变量，以便可选择性地控制每个显示点的开启和关闭。更具体地说，当第一栅极的供给电压为0伏时，由阴极发射的电子束被切断，因而其相应的显示单点不发光。而当第一栅极G1的供电电压为30伏时，由阴极发射的电子束穿过第一栅极G1后，又被第二栅极G2加速，最后碰撞于相应的显示点2的荧光物质上，以使它发光。此时，显示点的荧光亮度是通过控制加至第一栅极G1电压（30伏）的脉冲宽度（持续时间）来控制的。此外，如附图6所示的那样，电阴极发射的电子束因隔离罩10的作用而扩展开来，所以整个显示点2的荧光面都被电子束所复盖。当由阴极发射的电子束碰撞在第一栅极和第二栅极上时，就在两个栅极的碰撞处产生二次电子发射31，但二次发射的电子受到隔离罩10的阻挡，所以它们不会碰撞相邻的显示点上。按此方法，通过选择地控制加至第一栅极的供电电压，显示单点2R、2G和2B就被有选择地发出较强的荧光。

这种荧光显示单元40，就一个整体来说，它的结构具有较薄的形式。除此之外，低供给电压的引脚（例如阴极和第一栅极的引脚和第二栅极的引脚）是从玻璃封装1的后盖的边上引出的，而高压端的阳极引脚12则是从玻璃封装1的前板1A端引出。由于高电压引脚和低电压引脚分别从两边引出，因而就避免了放电期间或接线间可能造成的危险，这样也就保证了显示单元能提供稳定的荧光显示。

除此之外，由于给围绕在每个显示点2周围的隔离罩10引入了阳极高压，隔离罩10就组成了一组扩散透镜。因此，即使只是第一栅极G1的形状是柱面弯曲的，而第二栅极G2是平面的（如附图6所示），由阴极K发射的电子束仍是横向地扩展开来（沿切槽的方向），并复盖住显示体2的整个荧光表面。同时，由第一栅极和第二栅极因碰撞面产生的二次电子发射也被隔离罩10所阻挡，所以被隔离开的相邻的显示点不会因被二次发射的电子所激励而发光。

在彩色显示的情况下（例如在9300°K白色映象的情况），荧光的混和比是：7%左右为蓝光、13%左右为红光以及80%左右为绿光。在应用线状阴极作为电子发射源的情况时，在许多应用领域场合，为了使被应用的线状阴极能有预定的工作寿命，它们的工作温度有一定的限制范围。因而使绿荧光阴极（下面称为绿阴极）所产生的荧光辉度要高于其它的阴极所产生的荧光辉度的问题可以通过增加绿阴极的个数得以解决。例如：可以应用两个绿阴极KG，而只用一个红阴极KR和一个蓝阴极KB。结果，产生绿色荧光的电子总数量要比产生红色荧光和蓝色荧光的电子数量多，致使有可能影响显示的彩色。在谈到增加绿阴极来解决上述问题时，并没有要求同样地增加红阴极和蓝阴极的个数，但增加红阴极和蓝阴极的个数，对于延长它们的工作寿命也是有效的。所以，通过增加阴极个数的方法，但绿阴极增加的个数比其它阴极增加的个数要多，这对加强绿色荧光的辉度和为获取好的白光平衡是可取的方法。因此，所应用的阴极不会形成过载现象，荧光显示单元的寿命就能被延长。实际上，两个绿阴极相互之间排列的间距为0.8至1毫米。至于两个绿阴极发射的电子总量，由于电子散射效应，发射电子增加量尽管不是单个绿阴极发射电子数量的一倍，但可以预期70%至80%的增加量。另一个办法，绿色荧光的辉度也可以通过使绿色荧光层的面积制作得比红色和蓝色荧光层的面积大些的方法来增强。

由于线状阴极是在所规定的温度限制范围内工作的，就是为了避免氧化物阴极被烧红，氧化物阴极的荷载量定为其最大允许荷载量的十分之一到十分之几，因此每根线状阴极的电子数量是较少的。一个解决上述问题的方法可以充分地加大氧化物的表面积，如螺旋形地绕制钨丝。但是，就一个长螺旋而言，多半会发生阴极松弛或振动的毛病。考虑到这一点，建议采用如附图10和11所示的结构。

在建议的例子中，心线35是由耐高温材料制成的，例如用钨或钼那样的材料。心线的表面涂有像AL₂O₃那样的绝缘材料36。被用来作为加热器的钨丝螺旋形地绕在心线的外面，然后将电子发射材料38（如碳酸化合物）用喷涂或电镀的方法粘合在螺旋体外面，直热式阴极就制作成了。用点焊或其它合适的连接方法，心线35的一端被固定在支架6上，而另一端则被固定在支架7的弹性支柱7A上。心线35是拉直地紧固于支架6和弹性支柱7A之间。而螺旋形的钨丝也是用点焊或其它合适的连接方法固定在支架6和另一侧的第二个支架6′之间。

因而，按上述的结构形式，即阴极的外层涂有绝缘材料36、螺旋形地绕在心线35的外面。心线35借助于弹性支柱的弹力被拉紧，这样诸如螺旋体内部相邻两螺旋卷之间的短路问题和螺旋的热变形问题可以被排除。除此之外，氧化物表面积被充分地增大了，而且由于阴极两端与其中央部分的温差变小了，阴极上的均匀温度分布范围就变宽了。结果，由阴极发射的电子数增多了。就整体而言，每个阴极最大允许加热电流就可能增加了。附图11中所示的曲线Ⅰ代表了温度分布曲线。

这样，荧光显示单元就被做成了。在本实例中，在多个显示单点的周围定位地安装隔离罩，由于隔离罩上所带的高压就是加至显示体上的同一高压，因而在显示单点的周围形成了扩散透镜，由阴极发射的电子束就沿横向方向扩展开来将每个显示单点C或显示象素）的整个荧光表面都复盖住，因而就有可能获取高亮度的显示。此外，隔离罩的作用也能屏障由控制栅极或加速电极上因碰撞而产生的二次发射电子，不致于落到相邻被屏障的显示单点的荧光层上，因而不会影响稳定的荧光显示。

当图像显示装置是利用上述的荧光显示单元来构成的话，就需采用下述的装配方法。

那就是许多荧光显示单元40（例如显示单元的个数为：6（行）×4（排）＝24）要被组装在一个显示部件合41内，以构成一个如图12所示的微示组合部件。在将这么多的显示单元组装在显示部件合41内的过程中，显示单元40是通过树脂胶或类似的胶合剂粘敷的方法固定在显示部件合41上。然而，由于显示单元40的阳极高压高达10千伏左右。所以假如安装得不坚固，在接通高压电源的时候或应用液体清洁剂去除显示部件粘合面上的污渍之类的脏物时，显示单元40就会从粘合面上脱落下来。同样在使用条件发生变化时，也会导致显示单元脱落的问题。因此必需将显示单元牢靠在固装在显示部件合上。为达到此目的，每个显示单元应按下述的形状制作，就是玻璃封装1的前板1A应向外伸出于侧墙1C。在本实例中，前板1A可以如附图13A那样地从四侧伸出于侧墙外，或者可以如附图13A那样地从两侧伸出于侧墙外。从另一方面来说，显示部件合41应制作成如附图14所示的那样，就是显示部件合41的前面板42对应于固定显示单元40的位置上应做成多个窗孔43（本图解装置中为24个），每个窗孔边缘的背面做有台阶44，台阶的尺寸与每个显示单元40前板的边缘部分应是相配合的。显示单元40是从前面板的背面装上去的，以致前板1A是正面地朝向窗孔43，然后再用诸如树脂胶一类的粘固剂涂敷在前面板的背面将显示单元固定住。在本实例中，由于前板1A有向外伸出部分50，它被夹手粘固剂45和显示部件合41的前面板之间，这样整个显示单元就被牢靠地固定在显示部件合上。如果必要的话，可以象附图15和16所示的那样，在组装时再增加一紧固片53，该固定片可以绕轴52转动，以便将前板伸出部分50夹在它和显示部件合41的前面板之间。然后再用树脂胶一类的粘固剂将它们粘在一起，以保证显示单元被固定得更牢靠。由于在显示单元上要发出很强的光，在前板1A涂敷荧光层那一面的温度很容易升得很高，因此有必要采取冷却措施使其冷却。例如用液态冷却液。为了实现这个措施，在将每个显示单元固装在显示部件合上的时候，垫圈54（如硅橡胶垫圈）应被夹在显示部件部件合41的前面板52的台阶部分44与显示单元前板1A之间，再在它们的上面装上一块由聚碳酸脂一类的透明材料做成的透明板55，这样就可以在由透明板55、前板1A和显示部件合窗孔43所形成的空间内注入冷却液56。在本实例中，在显示部件合41的前面板42上做有与窗孔43连通的冷却液注入槽57。如果不用冷却液冷却的方式，也可采用一风扇对显示单位进行空气冷却。

在完成上述显示部件的组装后，就将许多上述的显示部件按X-Y矩阵方式进行排列，例如按7（行）×5（排）＝35的方式排列以组成一显示组件，再将5组显示组件横向地排列以形式一显示器的子模块。然后再将许多上述的子模块按X-Y点阵方式组合起来，例如按9（行）×4（排）＝36的方式进行组合以构成总装模板。再将若干块上述的总装模板总装在一起，一个巨型图像显示管（例如25米高×40米宽）就制作成功了。在本实例中，一块总装模板上的显示单元的总数是：

36×5×35×24＝151200

而显示体的总数则是显示单元的三倍，因而大约为450000。

图17A和图17B分别是建成后的带有巨型图像显示装置建筑物的前视图和侧视图。例如此带有图像显示装置的建筑物的尺寸为42米高、47米宽。建有图像装置建筑物的上部为图像显示部分，它是分九层建成的，每一层的高度为2，688米。每一层的横向方向上共有4块总装模板。在此建筑物的下部建有进行演出活动用的舞台、休息室和操作、管理图像显示装置和舞台设施用的中央控制室。

通过上述途径，图像显示装置就建成了。在本实例中，由于装配的过程为：先是将24个显示单元组成为一显示部件，然后再将若干个显示部件总装在一起构成一完整的图像显示装置，因而显示装置就变得便于操作和维护，也便于安装。在本实例中（即上述的例子中）所制作的显示部件的形状是一个高和宽都为40厘米的正方形。

顺便应指出，对上述这种图像显示装置来说，当对应于每一个显示单元的显示信号要被传送时，不可能同时并行地将显示信号传送给大约450000个图像显示单体（或称作象素）。所以信号的传送只能用扫描的方式实现，然而在本实例中，显示设备是采用显示部件装配而成的，如果要应用已知的行程序扫描的方式，则横向排列的各相邻显示部件之间的接线工作量是很大的，因此整个图像显示装置的安装就变得很复杂。

此外，由于显示装置是如前面所述的那种巨型图像显示装置，如果信号的传送按照模拟信号传送方式来进行的话，就很容易引起象交叉错位，定时基准错误等图像显示误差。因而可以考虑按数字信号的形式来传送信号。然而如果象通常那样的扁平电缆被用来作为信号传输线，最高的信号传送速度不会超过300千赫左右。从另一方面来考虑，传送整幅图像信号的时间又应短于三十分之一秒。

然而，就上述的显示装置而言，显示装置通常是安装在室外的，这样的话，装置的适宜的显示亮度随应用条件的不同而不同，例如是在晚上应用还是在白天应用、是在晴天、是在阴天、还是在下雨天的天气条件下应用，例如在背景光线很强的大晴天应用条件下，适宜的显示亮度调整好了，但在晚间已调好的显示亮度就变得太强了，以至被显示的图像不可能被满意地观看。因此显示装置的辉度控制应按前述的方法来实现，则装置显示亮度之级差也随着背景光线变弱而减小，这样就不可能期望获得高质量的图像显示。

本发明的一个目标是要提供一种便于传送信号的视频显示系统。

本发明的另一个目标是要提供一种视频显示装置，该显示装置中图像显示辉度能够用较容易的方法来控制。

从本发明的一个方面来叙述，本发明所提供的视频显示系统应包括：

一个具有许多按X-Y矩阵方式排列的显示单元;

一个用于提供数字视频信号的视频信号源;

一个与所述的视频信号源相连接的脉冲宽度调制器，该调制器能提供对应于所述数字视频信号不同亮度等级的不同宽度的脉冲调制信号，所述的脉冲宽度调制的内有一个计数器和一个时钟信号发生的，计数器的数据信号就是数字视频信号而计数器的时钟信号则来自所述的时钟信号发生器。

还有一个与所述的脉冲宽度调制器相连接的传送装置，该传送装置为所述的显示装置提供脉冲宽度调制信号以便在显示装置上显示出图像;本发明装置的特征在于：

有一个与所述的时钟信号发生器相连接的控制装置，该控制装置可以控制送至计数器去的时钟信号频率，从而也可以控制显示装置上图像显示的亮度。

本发明的其他目标、特点及其优越性，通过下面结合着附图的叙述将会是显而易见。在所有的附图中，对于相同的元件和部件都是采用相同的参考标志。

图1为本发明所应用的荧光显示单元的前视图;

图2为图1中荧光显示单元沿A-A线切断后的剖面图;

图3为图1中荧光显示单元沿B-B线切断后的剖面图;

图4为图1中的荧光显示单元之部分切开后的透视图;

图5为显示点之放大剖面图;

图6为说明隔离罩工作原理的剖面图;

图7为隔离罩之透视图;

图8为隔离罩装入封装中的平面图;

图9为显示点和部分隔离罩的剖面图;

图10为表示另一种线状阴极的剖面图;

图11为图10所示的线状阴极在装配阶段的透视图;

图12为由多个显示单元组装用的显示部件之前视图;

图13A和图13B分别表示其他形式显示单元的透视图;

图14为图12中的显示部件沿C-C线切断后的剖面图;

图15为表示显示部件的另一种组装方法的剖面图;

图16为图15所示显示部件组装方法的底视图;

图17A和图17B分别为一个带有巨型显示装置建筑物的前视图和剖面图;

图18为本发明所提供的视频信号显示系统的方块原理图;

图19和图21分别为表示本发明所提供的信号供给系统的示意图;

图20A至图20G分别为本发明所提供的视频显示系统中有关部分的信号波形图;

图22为本发明所应用的脉宽调剂激励电路的原理示意图;

图23为本发明所应用的定时信号器的实际电路的方框原理图。

现在我们参考着附图对本发明作一描叙。

图18是张系统方框原理图，该原理图用来说明本发明所提出的视频显示系统的一个实际例子。在该实例中，视频信号可来自电视摄像机101、录音机（VTR）102或调谐装置103等输入设备。通过选择开关104可选择其中任一输入设备作为视频信号的输入设备。由上述输入设备提供的视频信号都属于合成视频信号，例如平衡正交调制（NTSC）制的合成视频信号。由选择开关104输入的视频信号首先送至解码器105，该解码器将送来的合成视频信号进行解码，由此可得红色、绿色和蓝色三种颜色的信号分量。这三种颜色的信号分量又分别地接至各自对应的模数转换器（A/D转换器）106R、106G和106B，在所述的A/D转换器中，三种颜色的信号分量分别地被转换成8位的并行数字信号。

所述的并行数字信号交替地送至存贮器组171（171R、171G、171B）和存贮器组172（172R、172G    172B），每个存贮器都具有半帧图像显示所需的存贮容量。上述存贮器组171和172中的每一个存贮器也都成为一个扫描转换器每个扫描转换器可将5行输入信号转换成4行输出信号。此外，又在经转换后的每半帧图像的扫描信号中选取189行为显示图像的水平行信号，再对每三行所述的水平行信号进行组合而得到一组扫描转换器输出信号，那么对显示每半帧图像来说，总共有63组（×8位并行）扫描转换器输出信号。

在本实例中，扫描转换器输出信号的次序是特定的，这就是在向一个显示部件（如前所述）传送信号的过程完成之后，向下一个（或者说是相邻的）显示部件传送信号的过程才开始进行。附图19给出了两个相邻的显示部件U₁和U₂信号传送过程的示意图，图中每个小方块代表相应的显示单元，在半帧映象时间里显示单元所需的数字化数据是由一个存贮的提供，送出数据的次序是按图中所表示的数字次序，在左边那个显示部件中的三行显示单元201至204、205至208和209至212的象素数据完全从存贮器里送出后，再送对应于右边那个显示部件的三行显示单位213至216、217至220和221至224的象素数据。存贮器一个接一个地送出右边相邻显示部件中那三行显示单元所需的象素数据。附图19中用右上撇“’”所标志的各行显示单元所需的象素数据，在下一半帧隔行扫描的映象时间里由另一个存贮器提供。

这些象素数据同时分别地由各自对应的存贮器171和172提供。从存贮器送出上述象素数据的过程是这样的，就是对应于每三行的63组数据是同时送出的。所送出的数据接至数据选择器108，在每半帧映象时间里选择器108逐点地将红色、绿色和蓝色的象素数据从存贮器送来的数据中选择出来，以便组成新的63组（×8位并行）数据信号。被选的存贮器不能同时进行写操作。多路转换器109将来自选择器108的8位并行信号转换成对应的串行数据信号。光信号转换器110又将来自多路转换器的串行数据信号转换成对应的光信号。

每三行水平信号所对应的63组光信号数据通过滤波光缆301、302、……363分别送至横向排列的部件组电路401、402……463的中心部分，横向部件组电路代表显示装置中横向排列所有显示部件所对应的激励电路。

例如在显示装置中最上面一排显示部件所对应的横向部件组电路401中，光电转换器将由滤波光缆301送来的光信号又转换成相应的电信号。这个串行电信号被馈送到信号分离器112中去，分离器将送来的串行信号再转换成8位的并行数据信号。该并行数据信号经数据总线113并行地同时与100行个横向排列的部件电路114₁114₂、……114₁₀₀相连。

来自光电转换器111的并行数据信号同时送至同步分离器1115在分离器中通过预定的测视图案发生器等电路的作用形成所需的同步信号。该同步信号被接至定时信号形成电路1116。定时信号形成电路能分别地形成下述定时信号：帧频脉冲信号FP，该信号是每半帧映象时间倒相一次（如附图20A所示）;部件时钟信号UCK，该信号在每半帧时间里共有255个（如附图20B所示）;象素时钟信号FCK，在每两个部件时钟信号的周期内共形成38个这样的象素时钟信号（如附图20C所示），以及起始脉冲SSP，该起始脉冲的脉冲宽度为一个象素时钟信号的宽度，它是在帧频脉冲信号倒相时刻形成的（如附图20D所示）。上述的帧频脉冲信号、部件时钟信号、象素时钟信号和前面所述的数据信号都是通过数据总线113并行地送至各自对应的部件电路114₁、114₂、……114₁₀₀）而起始脉冲是单独地送至第一个部件电路114₁的。

63个横向部件组电路（401、402、……463）中的每一个部件组电路的工作过程都是相同的。

横向部件组电路中的任一部件电路的信号转换电路的构成如附图21所示。在附图21中，121代表一个有38级移位的移位寄存器。在本实例中，来自定时信号形成电路116的象素时钟信号是经数据总线113加至移位寄存器的时钟输入端的。这样，在象素时钟信号的作用下，对应于不同的移位时钟信号，移位寄存器连接地送出移位信号S₁、S₂、……S₃₈）如附图20E所示）。移位信号中的S₁至S₃₆分别接至各自对应的显示单元201至212的象素电路201R、201G、201B、202R、202G、202B、……至212R、212G、212B和对应的显示单元201'至212'的象素电路201'R、201'B、201'G、202'B……212'R、212'G、212'B。在附图21中用点划中心线所表示的方框代表一部件组电路，它们都具有相同的电路结构。

来自数据总线113的数据信号并行地接至所有的象素电路201R至212'B（如附图20F所示）。

帧频脉冲信号FP送至201R至212'B，而帧频脉冲信号经反相器122反相后的信号送至201'R至212'B。

来自移位寄存器121的移位信号S₃₈被送至D触发器123，该D触发器又形成一起始脉冲SSP'（如附图20G所示），该起始脉冲SSP'接至下一个相邻的部件电路。

用于激励每个象素发光的象素电路的构成如附图22所示。在附图22中，131表示一个8位的闩锁电路，该闩锁电路被用来作为接收来自数据总线113的数据信号的数据输入电路。与门电路132有两个输入端，一个输入端输入帧频脉冲信号FP或它的反相信号FP，另一个输入端与S₁至S₃₆中某一移位信号相连。与门电路的输出信号则用作为闩锁电路的控制信号。附图22中的133表示一个倒数计数器，该计数器的数据予置端与闩锁电路131的输出端相连。计数器选通端的选端脉冲来自移位寄存器121的移位信号C₃₈而计数器的时钟信号就是来自数据总线113上的部件时钟信号UCK。当计数器133处于全零以外的状态时，它始终产生输出信号，该输出信号被接至前面提及的每个显示单元的栅极。计数器133的输出信号经反相器134反相后加至它自己的计数停止端。

因此在每个部件电路的象素电路中，对应于移位信号S₁至S₃₆特定时刻，闩锁电路锁住并保持来自数据总线113的数据信号，被保持的数据信号作为计数器的予置数据在移位信号S₃₈的时刻上选入计数器133。然后倒数计数器133开始计数，当计数器处于全零状态时就停止计数，这样在计数器的输出端就得到一个与数据信号相对应的脉冲宽度调制信号。在本实例中，计数器133是随着部件时钟信号UCK对予置的数据倒着计数的。由于在半帧映象时间里共有255周期的部件时钟信号，所以当数据信号为最大值时，对应的显示象素始终被激励，而当数据信号为最小值时，对应的显示象素没有被激励。这样显示象素的显示辉度可以被分为256个等级，每一个显示单元象素的第一栅极都被所述的脉冲调度调制信号PWM所激励。

此外，在移位信号S₃₈的形成时刻，下一个相邻的部件电路的起始脉冲信号同时产生了。100个横向排列的部件电路一个接着一个地重复着上述的激励显示象素的过程。每个部件电路中闩锁数据所需的时间为两个部件时钟信号UCK的周期，那么100个横向排列的部件电路重复地完成上述的闩锁数据的时间就需要200个部件时钟信号UCK的周期。这样，在半帧映像时间里还余下的55个UCK周期可以完成诸如同步信号等特殊信号的传送。

由于下一半帧映像的帧频脉冲信号FP是上一半帧映像帧频脉冲信号的反相信号，另一半间行扫描的显示单元之激励过程与前面所述的显示单元之激励过程相同。这时候，选通脉冲再次送至产生上一半帧映像的象素电路中去，所以在连续两个半帧的映像时间内每个显示象素重复两次地完成相同的显示。

上面叙述了横向排列的100个显示部件上如何显示图像的过程是同时并行的进行的，由此整幅图像的显示也就完成了。

所述的显示装置中，定时信号形成电路116的实际组成如附图23所示。在附图23中参考振荡器501是一晶体振荡器，其振荡频率是4、646549兆赫，此振荡信号被送到4个串连的二分频的分频器502至505中去分频，由分频器505送出的信号频率大约为300千赫，它与闩锁电路506相连。由参考振荡器501和分频器502至504各自的输出信号通过开关507经19分频的分频器508和二分频的分频器509接至闩锁电路506，而分频器505的输出信号经19分频的分频器510、255分频的分频器511和二分频的分频器512接至闩锁电路506。来自同步分离器115的同步信号接至闩锁电路506中去实现同步。

在上述定时信号形成电路116中，大约为300千赫的象素时钟信号是来自分频器505，该象素时钟信号又接至闩锁电路506，在506中与同步信号同步后再送至接点513。帧频脉冲信号FP的周期是来自分频器512的象素时钟信号周期的255×38倍，该帧频脉冲信号与信号同步后送至接点515。

当动点式转换开关最上面那个触点接通时，分频器905所形成的部件时钟信号的周期为象素时钟信号周期的19倍。该部件时钟信号在闩锁电路506中与同步信号同步后送至接点514，当动点式转换开关507的接通触点的位置向下转换时，部件时钟信号的频率也跟着变为分频器509所对应的部件时钟信号频率的两倍、四倍和八倍。

当这些时钟信号接至前述的倒数计数器133的时钟信号输入端时，随着频率的增加脉冲宽度调制（PWM）信号的宽度也随着变为原PWM信号宽度的1/2、1/4和1/8倍。

因此，图象显示的辉度得到控制，即辉度可相应地变为则辉度的1/2、1/4和1/8倍时，此时，脉冲宽度调制信号控制的辉度范围仍有0-255辉度级的变化，这将就有可能避免由于辉度控制而引起的辉度等级减少。

因而25米（列）×40米（行）的巨型图象显示出来了。按上述结构的图象显示系统，由于映象数据是一个显示部件接着一个显示部件的方式传送的，下一个显示部件的显像数据的传送。是要在上一个显示部件映像数据传送过程完成后才开始进行的，所以说图象显示过程是逐部件地进行的。结果相邻部件电路之间的连接只需要一根连线以便将上一个部件电路的起始脉冲信号SSP′传送给下一个部件电路。因此显示部件之间的连接变得十分简单。来自数据总线的数据信号的连接可采用接点接插件实现。因而当显示部件相互连接好后，若再改变它们之间连接的工作变成简单了，显示设备的装配和维修工作也同样是十分容易的。例如，当有一个显示部件出了毛病，只需要用一个好的显示部件来更换那个有故障的显示部件就行了。在更换时，由于电气连线的数量很少，所以能快速、方便地实现更换工作。由于连线较少，所以可以减少因接点不通或接触不良而造成的设备故障。

还需指示的是，下述方法可以作为维修设备的应急措施，就是在故障显示部件起始脉冲的输中端和输出端之间接入一个38进位的计数器，然后故障的显示部件就可被取走。采取了上述应急措施，并不会对其他的显示部件产生不良影响。此外，当需要对某个显示部件的内部电路进行检查时，由于各种信号的形式和传送都是在部件内部来实现的，所以对一个显示部件的检修也变得十分容易。

由于图象显示的数据是并行地传送给各横向排列的显示部件的，所以数据的传送可以低速地进行。也就是说，在所述的图象显示装置中数据传送的速率可用下式算得：

60×255×38/2＝290、7（千赫）

该传送速率低于扁平电缆（数据总线）的最大允许传送速率，所以就可能应用常规的扁平电缆传送数据。

上述图象显示装置的映象数据的传送是按下述方式进行的，就是在一帧频映像时间里传送两个半帧间行扫描的数据信号，因而在一帧映像时间内图象数据只需在每个象素电路上重写一次。然而图象显示在接连的二次半帧扫描时间里重复显示一次，而图象显示重复频率为60赫兹，所以图象显示的闪烁现象可以被排除。

此外，在上述显示装置中，通过改变脉冲宽度调制电路中时钟信号的频率，就可以很容易地来控制图象显示的辉度，因而不管是在什么样的天气条件下应用该显示装置，总可以获得适宜的图象显示辉度，而显示辉度的辉度级差也不会因此而减少。

根据本发明的上述装置，信号的传送变得简单了，而且图象显示的辉度控制也容易实现。

以上的描述是基于对本发明所提出的单个图象显示装置的实例的基础上进行的。但这是显而易见的，就是一个熟练的技术人员可按照本发明所提出的新颖概念的精神或范围对上述的装置进行修改，所以本发明的专利范围只应按后附的专利要求书来决定。

Claims (5)

1、本发明的视频显示系统具有：

一个由许多按照X-Y矩阵形式排列的显示单元所组成的显示装置；

一个用于提供数字视频信号的视频信号源；

一个与所述的视频信号源相连的脉冲宽度调制器，该脉冲宽度调制器所提供的脉冲宽度调制信号与所述的数字视频信号的亮度等级相对应，所述的脉冲宽度调制器包括一个计数器和一个时钟信号发生器，计数器利用所述的数字视频信号作为它的数据信号，计数器的时钟信号由时钟信号发生器提供；

和一个与所述的脉冲宽度调制器相连的传送装置，该传送装置将所述的脉冲宽度调制信号传送给所述的显示装置以致在该显示装置上显示图象。

本发明的视频显示系统的特征在于：

有一控制装置与所述的时钟信号发生器相连接，该控制装置可以改变提供给计数器的时钟信号的频率以便能够控制在显示装置上显示图象的亮度。

2、按权项1所述的视频显示系统，其中所述的控制装置包括许多串连的分频器和开关装置，串连分频器是与时钟信号相连的而开关装置是用于选择多级分频器的分频输出并将该分频输出作为时钟信号提供给所述的计数器。

3、按权项1所述的视频显示系统，其中所述的计数器是倒数所提供的时钟信号的。

4、按权项1所述的视频显示系统，其中所述的脉冲宽度调制的包括闩锁装置和传送装置，闩锁装置用于锁住来自所述视频信号源的数字视频信号，传送装置用于将被锁的视频信号传送给所述的计数器作为予置数据。

5、按权项1所述的视频显示系统，其中所述的视频信号源有一模数转换电路，该模数转换电路用于将输入的模拟视频信号转换为数字视频信号。

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