DE102004036686A1

DE102004036686A1 - Display unit e.g. light emitting diode, control device, has memory and driver unit that are connected with display unit e.g. diodes such that driver unit controls diodes in brightness and/or colors based on data stored in memory

Info

Publication number: DE102004036686A1
Application number: DE102004036686A
Authority: DE
Inventors: Manfred Kluth; Awksenti Grubstein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2006-03-23

Abstract

The device has a shift register with an input and an output for serial data, and a memory that is connected with the register, so that the data registered for a certain time in the register is transferred to the memory. The memory and a driver unit are connected with display unit e.g. light emitting diodes in such a way that the driver unit (D/A) controls the diodes in brightness and/or colors based on the data stored in the memory. Independent claims are also included for the following: (A) an application of a control device in a display, a monitor, a monitor segment and a large surface display (B) a method for controlling a display unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern von Anzeigemitteln und eine Vorrichtung zur Durchführung desselben, Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vielzahl derartiger miteinander verbundener Vorrichtungen und ein derart aufgebautes Display.The The invention relates to a method for driving display means and a device for implementation In particular, the invention relates to a variety of such interconnected devices and a display constructed in this way.

Anzeigemittel werden benutzt um unterschiedliche Farben oder Helligkeiten zu erzeugen, insbesondere derart, dass ein aus vielen derartigen Anzeigemitteln zusammengesetztes Display, beispielsweise Bildschirm, Anzeigetafel, Laufschrift und dergleichen, erzeugbar ist. Bekannte Anzeigemittel sind z. B. Glühlampen, Leuchtdioden, Leuchtstofflampen, Gasentladungslampen, in Transparenz oder Farbe beeinflussbare Elemente zum Durchleuchten, mechanische Elemente mit verschiedenen Flächen (Anzeigetafel mit mechanischen Elementen). Zur Anzeige eines Fernseher- oder Monitorbildes werden üblicherweise mindestens 180.000 Bildpunkte benötigt (ca. 300 Zeilen und 600 Spalten). Für einfache Displays können auch weniger Punkte benötigt werden. Insbesondere bei größeren Displays steigt der Verdrahtungsaufwand enorm, wie die folgenden Beispiele zeigen, die von einem Bildschirm mit 600 × 300 einfarbigen Bildpunkten bei einer Kantenlänge von 4 × 6 m ausgehen:
Bei einer matrixartigen Anordnung sind dabei 600 Spalten à 4 m und 300 Zeilen à 6 m durch eine matrixartige Verdrahtung herzustellen, wobei in jedem Kreuzungspunkt ein Anzeigemittel, beispielsweise eine Leuchtdiode, platziert ist. Zur Erzeugung eines Fernsehbildes ist es nicht möglich, alle Leuchtdioden gleichzeitig anzusteuern, vielmehr kann immer nur eine Zeile bzw. Spalte aktiv sein. Es kann also zu einem beliebigen Zeitpunkt immer nur ¹/₃₀₀ bzw. ¹/₆₀₀ des Bildschirms angesteuert werden. Dies wirkt sich nachteilig auf die Bildqualität, insbesondere durch Bildflimmern, und ganz besonders auf die Helligkeit aus. Besonders deutlich ist dieser Nachteil bei Leuchtdioden wegen deren geringen Trägheit, insbesondere wegen des mangelnden Nachleuchtens. Die Leuchtdioden scheinen nämlich wegen der Trägheit des Auges nur mit einer Helligkeit, die ¹/₃₀₀ bzw. ¹/₆₀₀ ihrer maximalen Helligkeit bei Dauerbetrieb entspricht. Die Verdrahtung errechnet sich wie folgt: 6 m × 300 Zeilen + 4 m × 600 Spalten = 4,2 km. Display means are used to produce different colors or brightnesses, in particular such that a display composed of many such display means, for example screen, display panel, marquee and the like, can be generated. Known display means are z. As incandescent lamps, light-emitting diodes, fluorescent lamps, gas discharge lamps, in transparency or color influenceable elements for transillumination, mechanical elements with different surfaces (scoreboard with mechanical elements). To display a television or monitor image usually at least 180,000 pixels are required (about 300 lines and 600 columns). For simple displays, fewer points may be needed. Especially with larger displays, the wiring complexity increases enormously, as the following examples show, starting from a screen with 600 × 300 monochrome pixels with an edge length of 4 × 6 m:
In the case of a matrix-type arrangement, 600 columns of 4 m and 300 lines of 6 m each are to be produced by a matrix-like wiring, with a display means, for example a light-emitting diode, being placed in each crossing point. To generate a television picture, it is not possible to control all the LEDs simultaneously, but only one line or column can be active. It can be activated at any one time only ^_1/300 or ^_1/600 of the screen. This has a detrimental effect on the picture quality, in particular due to picture flicker, and especially on the brightness. This disadvantage is particularly clear in light-emitting diodes because of their low inertia, in particular because of the lack of afterglow. The light-emitting diodes appear namely due to the inertia of the eye with a brightness that corresponds to the ^_1/300 or ^_1/600 of its maximum brightness during continuous operation. The wiring is calculated as follows: 6 m × 300 rows + 4 m × 600 columns = 4.2 km.

Für jede weitere Farbe erhöht sich der Verdrahtungsaufwand um 4 m × 600 = 2,4 km.For each additional Color increased the wiring effort by 4 m × 600 = 2.4 km.

Um eine bessere Lichtausbeute zu erzielen, kann ferner vorgesehen sein, dass jede Leuchtdiode direkt mit Spannung versorgt wird und an einer gemeinsamen Masse hängt. Der Verdrahtungsaufwand für die gemeinsame Masse wird bei der folgenden Betrachtung vernachlässigt. Zur direkten Verdrahtung ergibt sich folgender Aufwand:
In jeder Spalte sind 300 Leuchtdioden anzuschließen, wobei von einer mittleren Spaltenhöhe von ⁴ ^m/₂ = 2 m auszugehen ist. Bei 600 Spalten ergibt sich damit folgender Verdrahtungsaufwand: 600 Spalten × 2 m × 300 Zeilen = 360 km In order to achieve a better light output, it can further be provided that each light-emitting diode is supplied directly with voltage and is connected to a common ground. The wiring work for the common ground is neglected in the following consideration. For direct wiring results in the following effort:
In each column, 300 light emitting diodes are to be connected, assuming a mean column height of ⁴ ^m / ₂ = 2 m. With 600 columns, this results in the following wiring effort: 600 columns × 2 m × 300 rows = 360 km

Für jede weitere Farbe kommen weitere 360 km hinzu, sodass sich für die üblicherweise benötigten drei Farben ein Gesamtaufwand von 1.000 km ergibt. Ferner ist es möglich, adressierte Leuchtdioden zu verwenden, die an einem gemeinsamen Bus hängen. Dieser umfasst die Masse, Stromversorgung und Daten, also drei Adern. Der Verdrahtungsaufwand berechnet sich dann zu 3 × 6 m × 300 Zeilen = 5,4 km. For each additional color, another 360 km are added, resulting in a total cost of 1,000 km for the commonly required three colors. Furthermore, it is possible to use addressed light-emitting diodes which depend on a common bus. This includes the ground, power and data, so three wires. The wiring effort is then calculated to 3 × 6 m × 300 lines = 5.4 km.

Nachteilig ist der hohe Aufwand, da für jede Leuchtdiode ein adressierbarer Treiber benötigt und zudem zugeordnet werden muss, sowie die geringe Bildverarbeitungsgeschwindigkeit des Systems wegen der seriell zu übertragenden Daten. Vorteil ist dagegen, dass die Leuchtdiode permanent mit Strom versorgt werden kann und somit die Lichtausbeute des Systems steigt.adversely is the high effort, there for Each LED requires an addressable driver and are also assigned must, as well as the low image processing speed of the system because of the serial to be transmitted Dates. The advantage, on the other hand, is that the LED permanently supplies power can be and thus increases the luminous efficacy of the system.

Letzteres Verfahren ist im Bereich anspruchsvoller Beleuchtungstechnik, bei der eine zunehmende Anzahl von Leuchtmitteln in ihrer Helligkeit und oder Farbe zu regulieren sind, bekannt, beispielsweise in DALI- oder DSI-Beleuchtungssystemen, Elektronischen Vorschaltgeräte (EVG) für Leuchtstofflampen, Halogenlampen und dergleichen. Insbesondere im Bereich der Großflächenleuchten und ganz insbesondere bei farbig durchstimmbaren Großflächenleuchten, die eine Vielzahl unterschiedlicher farbiger Leuchtmittel aufweisen, die mittels additiver Farbmischung auf einem Diffusor oder Reflektor unterschiedliche Farben zu erzeugen vermögen, werden sehr viele Leuchtmittel gleichzeitig angesteuert. Ein langsamer Dimmvorgang erfordert sehr viele Einzelkommandos, nämlich einen für jede Zwischenhelligkeit.The latter Method is in the field of sophisticated lighting technology, at the an increasing number of bulbs in their brightness and or color are known, for example in DALI or DSI lighting systems, Electronic ballasts (ECG) for fluorescent lamps, Halogen lamps and the like. Especially in the field of large area lights and especially in color tunable large area lights that a variety have different colored bulbs, the means of additive Color mixing on a diffuser or reflector different Be able to create colors very many bulbs activated simultaneously. A slower Dimming process requires a lot of individual commands, namely one for every Between brightness.

Es ist demzufolge Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ansteuern von Anzeigemitteln und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen.It is therefore an object of the invention, a method for driving of display means and to provide a corresponding device.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren nach den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These Task is solved by a device or a method according to the main claims. advantageous Embodiments are the subject of the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass diese über ein Schieberegister, einen Speicher und Treiber zum Ansteuern der daran angeschlossenen Leuchtmittel verfügt. Das Schieberegister ist dabei so aufgebaut, dass beim Erreichen der Speichergrenze die ältesten Daten überschrieben werden und gleichzeitig die ältesten Daten an einem Ausgang des Schieberegisters zur Verfügung stehen. Ein solcher Speicher wird auch als FIFO-Speicher (First in – First out) bezeichnet. Dies ermöglicht die Hintereinanderschaltung zahlreicher Speicherregister, die gemeinsam ein größeres Speicherregister bilden, Es lassen sich dabei beliebig große Speicher aufbauen, ohne dass die Verarbeitungs- und Zugriffsgeschwindigkeit sinkt. Jede erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Schieberegister auf, sodass ein größerer Datensatz, der z. B. den Zustand aller Leuchtmittel beinhaltet, in viele kleinere Datensätze zerlegt wird, die auf mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen bzw. Schieberegister aufgeteilt werden. Der größere Datensatz beinhaltet somit die Informationen über die angestrebten Schaltzustände aller erfindungsgemäßen Vorrichtungen und kann seriell in die Schieberegister eingelesen werden. Demzufolge kann eine Anordnung von erfindungsgemäßen Vorrichtungen mit jeweils einer oder mehreren Leuchtmitteln geschaffen werden, wobei die erste Vorrichtung in der Kette fast den gesamten Datensatz weiterleitet.In the device according to the invention it is provided that it has a shift register, a memory and driver for driving the lamps connected thereto. The shift register is designed so that when it reaches the memory boundary is overwritten the oldest data and at the same time the oldest data is available at an output of the shift register. Such a memory is also referred to as FIFO memory (First in - First out). This makes it possible to connect numerous storage registers in series, which together form a larger storage register. It is thereby possible to build up any desired storage capacity without the processing and access speed dropping. Each device according to the invention has a shift register, so that a larger data set, the z. B. includes the state of all bulbs, is broken down into many smaller data sets, which are divided into several devices or shift registers according to the invention. The larger data set thus contains the information about the desired switching states of all devices according to the invention and can be read in serially in the shift registers. Accordingly, an arrangement of devices according to the invention can be provided with one or more light sources, wherein the first device in the chain forwards almost the entire data set.

In dem Moment, in dem der gesamte Datensatz auf alle Schieberegister der durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen gebildeten Anordnungen verteilt ist, wird der Schieberegisterinhalt in einen mit den jeweiligen Schieberegistern verbundenen Speicher übertragen. Dieser Speicher ist, ebenso wie das Schieberegister, Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Schieberegister und Speicher müssen also derart verbunden sein, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt die im Schieberegister registrierten Daten in den Speicher übertragen werden können und der Speicher diese Daten auch dann behält, wenn der Schieberegisterinhalt sich ändert, beispielsweise durch die Übertragung eines weiteren Datensatzes.In the moment in which the entire record is on all shift registers by the devices according to the invention is formed distributes the shift register contents transferred into a memory connected to the respective shift registers. This memory, like the shift register, is part of it the device according to the invention. Shift registers and memory need be so connected that at a certain time the Data registered in the shift register is transferred to memory can be and the memory retains this data even if the shift register contents changes, for example, through the transmission another record.

Die in den Speicher übertragenen und dort gehaltenen Daten mit Inhalten, die Informationen über das oder die Anzeigemittel bzw. Leuchtmittel der Vorrichtung entsprechen, werden benutzt um mittels eines geeigneten Treibers die Anzeigemittel, z. B. eine oder mehrere LEDs bzw. LCDs in der Helligkeit bzw. Kontrast zu steuern. In diesem Beispiel kann das Schieberegister ein 8-bit Schieberegister sein, ebenso wie der damit verbundene Speicher. Dadurch lassen sich 2⁸ = 256 verschiedene Zustände, hier insbesondere Helligkeitsstufen kodieren. Mittels eines geeigneten Treibers, beispielsweise einem Digital/Analog-Wandler (D/A) kann nun die Leuchtdiode in Abhängigkeit von den im Speicher gespeicherten Daten angesteuert werden, im vorliegenden Beispiel also der Zustand „an", "aus" und 254 verschiedene Helligkeitsstufen. Der Treiber kann dazu beispielsweise Strom oder Spannung entsprechend regeln. Speicher und Treiber müssen derart zusammenwirken, dass unabhängig vom sich ständig ändernden Inhalt des Schieberegisters die Ansteuerung des Leucht- bzw. Anzeigemittelns mit dem zuletzt in den Speicher übertragenen Wert möglich ist.The transmitted and held in the memory data with content that correspond to information about the one or more of the display means or lighting means of the device are used to by means of a suitable driver, the display means, for. B. one or more LEDs or LCDs in the brightness or contrast to control. In this example, the shift register may be an 8-bit shift register, as well as the associated memory. As a result, 2 ⁸ = 256 different states, in particular brightness levels, can be coded here. By means of a suitable driver, for example a digital / analogue converter (D / A), the light-emitting diode can now be activated as a function of the data stored in the memory, in the present example thus the status "on", "off" and 254 different brightness levels. For example, the driver can regulate current or voltage, and the memory and driver must cooperate in such a way that, irrespective of the constantly changing content of the shift register, it is possible to control the lighting or display means with the last value transferred to the memory.

Anzeigemittel im Sinn der Erfindung sind nicht nur Leuchtelemente, sondern beliebige Elemente, deren Anzeige veränderbar ist. Dazu gehören natürlich auch mechanische Elemente, wie Klappen, Segmentanzeigen (mechanische Bahnhofs-, Flughafen- und Autobahninformationssysteme). Es können beliebige, auch stufenlos veränderbare Zustände angezeigt werden, z. B. Hell/Dunkel, Lichtundurchlässig/-durchlässig, aber auch Informationen, z. B. eine 7-Segmentanzeige oder eine Matrix-Anzeige. Ein solches Element kann z. B. 128 verschiedene Zeichen anzeigen, wobei die Zeichenzuordnungstabelle im Element angelegt ist. Dazu müssen lediglich 7 Bit an das Element übertragen werden.display means in the sense of the invention are not only lighting elements, but arbitrary Elements whose display can be changed is. Of course that also includes mechanical elements, such as flaps, segment displays (mechanical Station, airport and motorway information systems). It can be any, also infinitely variable conditions are displayed, for. Light / dark, opaque / translucent, but also information, eg. B. a 7-segment display or a matrix display. Such an element may, for. B. 128 different Show characters, where the character assignment table in the element is created. To do this only 7 bits are transmitted to the element become.

Erfindungsgemäß ist natürlich auch umfasst, dass die zuvor genannten Bauteile integriert sind und keine unabhängigen Bauteile oder -gruppen bilden. Schieberegister, Speicher und Treiber können insbesondere auf einem einzigen integrierten Schaltkreis (IC) untergebracht sein. Auch kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine Vielzahl von Leuchtmitteln umfassen. In einer Einheit können beispielsweise viele Leuchtdioden untergebracht sein, denen einzelne Schieberegister/Speicher/Treiber oder lediglich gewisse Bereiche derselben zugeordnet sind.Of course, according to the invention as well includes that the aforementioned components are integrated and none independent Form components or groups. Shift registers, memory and drivers can in particular housed on a single integrated circuit (IC) be. Also, a device according to the invention a variety of bulbs. In one unit, for example, many light emitting diodes be housed, which individual shift registers / memory / drivers or only certain areas of the same are assigned.

Um in einer Vorrichtung drei Leuchtmittel mit 8 Bit anzusteuern, können demzufolge beispielsweise drei 8-bit Schieberegister und drei 8-bit Speicher oder ein einziges 24-bit Schieberegister und ein einziger 24-bit-Speicher vorgesehen sein.Around Accordingly, in one device, three 8-bit bulbs can be driven For example, three 8-bit shift registers and three 8-bit memories or a single 24-bit shift register and a single 24-bit memory provided be.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, mit denen der bestimmte Zeitpunkt zum Übertragen der im Schieberegister registrierten Daten in den Speicher festgestellt bzw. ausgelöst werden kann. Die Vorrichtung kann beispielsweise die Anzahl der bereits übertragenen Daten, insbesondere Bits selber überwachen und das Übertragen in den Speicher veranlassen. Der Zeitpunkt kann auch dadurch bestimmt werden, dass zusammen mit den seriell übertragenen Daten ein Auslösesignal übertragen wird, beispielsweise als Bit-Folge. Schließlich besteht die Möglichkeit, dass an der Vorrichtung, insbesondere beim Speicher, ein sogenannter Latch-Eingang vorgesehen ist, und ein Latch-Signal von einer zentralen Steuereinheit gesendet wird. Zentrale Steuereinheit ist diejenige Einheit, die die Steuerdaten bzw. Bilddaten aufbereitet und den Datenstrom in die Schieberegister steuert.It are different ways with which the specific time to transfer in the shift register registered data is recorded or triggered in the memory can. The device may, for example, the number of already transmitted Monitor data, especially bits and the transferring into the store. The time can also be determined by this be transmitted together with the serially transmitted data, a trigger signal is, for example, as a bit sequence. Finally, there is the possibility that at the device, in particular at the memory, a so-called Latch input provided is sent, and a latch signal from a central control unit becomes. Central control unit is the unit that controls the data or image data and the data stream into the shift registers controls.

Wenn eine erfindungsgemäße Anzeige aus 10.000 Vorrichtungen mit je einem Leuchtmittel, welches mit einer Tiefe von 8 Bit in seiner Helligkeit beeinflusst wird, verwendet wird, umfasst der an alle Vorrichtungen der Anzeige zu übertragende Datenstrom 10.000 × 8 Bit = 80.000 Bit. Nach dem Übertragen des 80.000sten Bit erhalten alle angeschlossenen Vorrichtungen z. B. über eine Busleitung, das Latch-Signal und übertragen die jeweils im Schieberegister befindlichen Daten an den Speicher, welcher über den Treiber die entsprechende Helligkeit der Leuchtmittel ansteuert. Es ist zu erkennen, dass die aus erfindungsgemäßen Vorrichtungen aufgebaute Anzeige lediglich fünf busartige Leitungen benötigt, nämlich für Masse, Stromversorgung, Taktgeber, Latch-Signal, und Daten. Der Taktgeber synchronisiert den Fluss der seriellen Daten und teilt allen angeschlossenen Schieberegistern mit, wann die Daten einzulesen und um einen Speicherplatz weiter zu verschieben sind. Die 5. Leitung ist die Datenleitung, welche als unterbrochener Bus ausgestaltet ist, d. h. sie ist derart ausgelegt, dass der Datenausgang jedes Schieberegisters mit dem Eingang des benachbarten, in Datenreihenfolge nächsten, Schieberegisters verbunden ist. Durch die Erfindung wird bewirkt, dass mit einer lediglich fünfadrigen Busverdrahtung eine Vielzahl von Leuchtmitteln mit sehr hoher Frequenz, hoher Auflösung einzeln und individuell in ihrer Helligkeit beeinflusst werden können und dabei eine hervorragende Lichtausbeute erzielt werden kann, da alle Leuchtmittel gleichzeitig aktiv leuchten können. Dies wird durch den Speicher ermöglicht. Folgendes Beispiel demonstriert die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Systems:
Eine Vorrichtung bestehe aus drei Leuchtdioden der Farbe rot, grün und blau, wobei jedes Leuchtmittel mit 8 Bit, d. h. 256 Helligkeitsstufen ansteuerbar ist. Damit ergeben sich 256³ = rund 17 Mio. Farben. Jede Vorrichtung benötigt daher Speicher und Schieberegister mit 3 × 8 Bit = 24 Bit. Um eine flüssige, d. h. flimmer- und ruckelfreie Anzeige zu erzeugen, werden 20 Bilder pro Sekunde benötigt, d. h. die Vorrichtung als farblich frei durchstimmbarer Bildpunkt (Pixel) benötigt 24 × 20 = 480 Bit pro Sekunde. Übliche Schieberegister können mit mindestens 16 Megabit betrieben werden, sodass 16 Megabit/480 Bit = 33.000 Pixel wie zuvor beschrieben betreibbar sind. Dies entspricht einem Bildschirm mit der Kantenlänge 182 Pixel. Ein Bild mit Fernsehqualität kann aus rund 6 derartigen Anzeigeeinheiten hergestellt werden. Für den in der Beschreibungseinleitung angesprochenen Bildschirm mit der Kantenlänge 4 × 6 m ergibt sich somit ein Verdrahtungsaufwand von 5 Leitungen × 6 m × 300 Zeilen = 9 km.If a display according to the invention of 10,000 devices, each with a light source, which be with a depth of 8 bits in its brightness be is used, the data stream to be transmitted to all devices of the display comprises 10,000 × 8 bits = 80,000 bits. After transferring the 80,000th bit all connected devices receive z. B. via a bus line, the latch signal and transfer each located in the shift register data to the memory, which drives the corresponding brightness of the lamps via the driver. It can be seen that the display constructed from devices according to the invention requires only five bus-type lines, namely for ground, power supply, clock, latch signal, and data. The clock synchronizes the flow of serial data and tells all connected shift registers when to read the data in and move it one space further. The 5th line is the data line, which is designed as an interrupted bus, ie it is designed such that the data output of each shift register is connected to the input of the adjacent next in the data sequence, shift register. The invention has the effect that with a merely five-wire bus wiring, a multiplicity of light sources with very high frequency, high resolution can be individually and individually influenced in their brightness and an excellent light output can be achieved, since all lamps can simultaneously be active. This is made possible by the memory. The following example demonstrates the performance of the system according to the invention:
A device consists of three light-emitting diodes of the color red, green and blue, each bulb with 8 bits, ie 256 levels of brightness can be controlled. This results in 256 ³ = around 17 million colors. Each device therefore requires 3x8 bit = 24 bit memories and shift registers. In order to produce a liquid, ie flicker and jitter-free display, 20 images per second are required, ie the device as a color-freely tunable pixel (pixel) requires 24 × 20 = 480 bits per second. Conventional shift registers can operate at least 16 megabits, so 16 megabits / 480 bits = 33,000 pixels are operable as previously described. This corresponds to a screen with the edge length 182 pixels. A TV quality image can be made from about 6 such display units. For the mentioned in the introduction of the description screen with the edge length 4 × 6 m thus results in a wiring of 5 lines × 6 m × 300 lines = 9 km.

Eine Ader kann eingespart werden, wenn des Latch- und/oder Takt-Signal über eine gemeinsame Leitung übertragen wird, wobei sich das Takt- von dem Latch-Signal in seiner Spannung, Dauer, Frequenz und/oder Form unterscheidet. Eine, oder sogar zwei Adern können eingespart werden, wenn des Latch- und/oder Takt-Signal auf die Masse oder die Stromversorgung geschaltet wird. In diesem Zusammenhang ist z. B. eine Modulation der Daten auf die Versorgungsspannung bekannt. Auch hier kann sich das Takt- von dem Latch-Signal in seiner Spannung, Dauer, Frequenz und/oder Form unterscheiden.A Core can be saved if the latch and / or clock signal via a transfer shared line with the clock of the latch signal in its voltage, Duration, frequency and / or shape is different. One, or even two Can veins be saved when the latch and / or clock signal on the Ground or the power supply is switched. In this context is z. B. a modulation of the data on the supply voltage known. Again, the clock of the latch signal in his Distinguish voltage, duration, frequency and / or shape.

Das Anliegen eines Taktes ermöglicht neben der Synchronisation des Datenflusses auch die Ermittlung und synchronisierte Aussendung des Latch-Signals zum Übertragen der Daten in den Speicher.The Concern of a tact allows in addition to the synchronization of the data flow, the determination and synchronized transmission of the latch signal for transmission the data in the memory.

Die Zuordnung eines Schieberegisters und eines Speichers zu jedem Leuchtmittel ermöglicht darüber hinaus die optimierte Auswahl der einzelnen Komponenten und deren Unterbringung sogar in einem kompakten Gehäuse. Als Ergebnis ergibt sich ein kompaktes Leuchtmittel mit allen notwendigen Komponenten, z.B. eine kompakte Leuchtdiode mit den genannten Komponenten.The Assignment of a shift register and a memory to each light source allows beyond that the optimized selection of the individual components and their placement even in a compact housing. The result is a compact lamp with all the necessary components, e.g. a compact LED with the mentioned components.

Wenn das Schieberegister eine derartige Größe aufweist, dass es genau der Größe des für die Vorrichtung bestimmten Datensatzes entspricht, beschleunigt sich der Datenfluss, da keine überflüssigen Daten, d. h. lediglich zur Füllung des Schieberegisters, übertragen werden müssen. Hierbei kann das kleinstmögliche Schieberegister verwendet werden.If the shift register has a size such that it is accurate the size of the device certain data set, the data flow speeds up, because no unnecessary data, d. H. only for filling of the shift register, transmitted Need to become. This can be the smallest possible Shift registers are used.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Schieberegister mehr Daten fassen kann, als für die Ansteuerung der Leuchtmittel notwendig sind. Dies ermöglicht die Übertragung zusätzlicher Informationen zur Fehlererkennung und gegebenenfalls Fehlerkorrektur. Bei der Übertragung von 8 Bit Helligkeitswerten ist es z.B. möglich weitere 2 Bit zur Übertragung einer Prüfsumme einzusetzen, wobei eine Übertragung in den Speicher nur dann stattfindet, wenn die Prüfsumme die Richtigkeit und Vollständigkeit der 8 Bit Daten anzeigt. Für die Betriebssicherheit des Systems ist die Fehlererkennung von fundamentaler Bedeutung, da bei Auslassen nur eines einzigen Bits eine Verschiebung der in allen Schieberegistern anliegenden Daten um eine Stelle stattfindet. Ein Fehler in der Datenübertragung führt also nicht dazu, dass lediglich einige Bildpunkte oder Zeilen fehlerhaft dargestellt werden, sondern zu einer für den Betrachter sehr auffälligen Fehlansteuerung des gesamten Systems.A Another embodiment provides that the shift register more data can take as for the Control of the bulbs are necessary. This allows the transmission additional Information about error detection and, if necessary, error correction. In the transmission of 8-bit brightness values, it is e.g. possible further 2 bits for transmission a checksum to use, with a transmission in the memory takes place only if the checksum the Accuracy and completeness indicating 8-bit data. For the reliability of the system is the fault detection of fundamental Meaning, because omitting only a single bit, a shift the data present in all shift registers takes place by one digit. One Error in the data transfer leads, then not that just a few pixels or rows are flawed be shown, but to a very conspicuous for the viewer mishit of the entire system.

Wenn Digital-Analog-Wandler als Treibermittel vorgesehen sind, können herkömmliche Leuchtmittel, beispielsweise Leuchtdioden oder Leuchtstofflampen besonders leicht angesteuert werden. Ein leuchtmittelseitiger Wandler, wie z.B. ein elektronisches Vorschaltgerät (EVG) für Leuchtstofflampen und dergleichen, ist dann nicht nötig, wodurch Produktions-, Verdrahtungs- und Installationskosten eingespart werden können. Digital-Analog-Wandler im Sinne der Erfindung sind diejenigen Geräte, die das Betreiben herkömmlicher Leucht- oder Anzeigemittel mit unterschiedlichen Helligkeits- bzw. Farbstufen ermöglichen. Auch hier kann dieser zum Ansteuern von Elementen, z. B. Buchstaben-Matrix- oder 7.-Segment-Anzeigen verwendet werden.If digital-to-analog converters are provided as driver means, conventional light sources, for example light-emitting diodes or fluorescent lamps, can be controlled particularly easily. A luminant-side converter, such as an electronic ballast (ECG) for fluorescent lamps and the like, is then not necessary, whereby production, wiring and installation costs can be saved. Digital-to-analog converters according to the invention are those devices that the Operate conventional lighting or display means with different brightness or color levels allow. Again, this can be used to control elements, eg. Letter-matrix or 7-segment displays.

Insbesondere anspruchsvolle Beleuchtungstechnik, wie z.B. im Bereich der großflächigen Leuchten oder ähnlichen komplexen Lichtsteuerungen, können besonders effektiv und flexibel installiert, programmiert und betrieben werden, wenn die Vorrichtung als elektronisches Vorschaltgerät ausgebildet ist und die Treibermittel dabei so ausgestaltet sind, dass sie die Leuchtstoffröhren, Glühlampen, Halogenstrahler und dergleichen in ihrer Helligkeit in Abhängigkeit von den in den Speicher übertragenen Daten beeinflussen können. Bei der bisherigen Haustechnik ist es nötig, mit jedem EVG eine gezielte Datenverbindung herzustellen oder adressierte EVG's einzusetzen. Die erste Lösung benötigt einen extremen Verdrahtungsaufwand und die zweite Lösung wird komplexen Lichtsteuerungen nicht gerecht, da die Daten seriell mit Adressen übertragen werden müssen. Dies wird besonders dann problematisch, wenn die einzelnen Leuchtmittel in kurzen Zeitabständen stufenlos gedimmt werden müssen. Eine stufenlose Dimmung benötigt typischerweise mindestens 200 solcher Stufen. Außerdem ist die einzelne Adressierung jedes EVGs und deren Erfassung und Zuordnung aufwendig.Especially sophisticated lighting technology, such as in the area of large-scale luminaires or similar complex lighting controls, can particularly effective and flexible installed, programmed and operated when the device is designed as an electronic ballast is and the driver means are designed so that they fluorescent tubes, Lightbulbs, Halogen lamps and the like in their brightness depending from those transferred to memory Can influence data. In the previous building services, it is necessary with each ECG a targeted Establish data connection or use addressed ECGs. The first solution needed an extreme amount of wiring and the second solution becomes complex Lighting controls do not do it justice, because the data is transmitted serially with addresses Need to become. This becomes particularly problematic when the individual bulbs infinitely variable at short intervals have to be dimmed. A stepless dimming needed typically at least 200 such stages. Besides, the single addressing is each ECG and their collection and assignment consuming.

Eine derartige Anlage kann besonders leicht montiert und installiert werden. Alle EVG's des Gebäudes werden an das Stromnetz angeschlossen. Anschließend wird lediglich eine Datenverbindung von EVG zu EVG gelegt, wobei der Ausgang eines EVG's mit dem Eingang des benachbarten nächsten EVG's verbunden wird.A Such system is particularly easy to install and install become. All ECGs of the building are connected to the mains. Subsequently, only a data connection of ECG to ECG, where the output of an ECG is connected to the input of the adjacent next ECG.

Eine besonders effektive Möglichkeit, die Leuchtmittel anzusteuern, ist die sogenannte Pulsweitenmodulation. Dabei wird mit einer für das menschliche Auge unsichtbaren Frequenz das Verhältnis der An- zu Auszeit der Leuchtmittel variiert. Dadurch können sehr präzise und mit nahezu beliebig vielen Zwischenstufen auch solche Leuchtmittel in ihrer Helligkeit reguliert werden, die normalerweise, beispielsweise durch Variation des Stromes, nicht dimmbar sind, wie z. B. Leuchtstofflampen. Leucht- und Laserdioden sind wegen ihrer extrem kurzen Schaltzeiten, die nahezu ein verzugsfreies Anschalten ermöglichen, besonders für die Pulsweitenmodulation geeignet.A particularly effective way to control the bulbs, is the so-called pulse width modulation. It is with a for invisible frequency the ratio of the human eye At off-time of the light source varies. This can be very precise and with almost any number of intermediates also such bulbs in their brightness are regulated, normally, for example by variation of the current, are not dimmable, such. B. fluorescent lamps. Light and laser diodes are due to their extremely short switching times, which allow almost a distortion-free turning on, especially for the pulse width modulation suitable.

Klassische A/D-Wandler benötigen relativ viel Zeit um einen Digitalwert in einen Analogwert zu verwandeln. Daher wird erfindungsgemäß die Pulsweitenmodulation vorgeschlagen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass ein Zähler schrittweise und wiederholt bis zu einem bestimmten Wert hoch zählt und ein Komparator den vom Zähler vorgegebenen Wert mit dem im Speicher abgelegten Wert (Sollhelligkeit) vergleicht, wie folgendes Beispiel zeigt: Im Speicher eines mit 8 Bit Genauigkeit anzusteuernden Leuchtmittels ist binär der Wert 25 hinterlegt. Ein Zähler zählt schrittweise ebenfalls binär wiederholt und mit hoher Frequenz von 0 bis 255 (8 Bit). Die Wiederholfrequenz des Zählers sollte dabei so schnell sein, dass die vom Auge wahrgenommene Bildwiederholfrequenz beim wiederholten An-/Ausschalten überschritten wird, falls die Vorrichtung als Bestandteil eines Displays dient. Der Komparator vergleicht kontinuierlich den Zählerwert mit dem Helligkeitssollwert und schaltet das Leuchtmittel nur dann an, wenn der Zählerwert kleiner gleich oder kleiner als der im Speicher hinterlegte Helligkeitssollwert von 25 ist. Somit ist das Leuchtmittel auf rund 25/255 = 10 % gedimmt. Dies entspricht allerdings nicht dem vom Auge empfundenen subjektiven Helligkeitswert, so dass vorzugsweise unter Berücksichtigung der logarithmischen bzw. e-Funktion eine Anpassung vorgenommen wird.Classical A / D converter need relatively much time to turn a digital value into an analogue value. Therefore, according to the invention, the pulse width modulation proposed. This can be done, for example, by a counter step by step and repeatedly counts up to a certain value and a comparator given by the counter Compares the value with the value stored in the memory (nominal brightness), As the following example shows: In memory one with 8 bit accuracy to be driven light source is the value 25 stored. One counter counts step by step also binary repeated and at high frequency from 0 to 255 (8 bits). The refresh rate of the meter should be so fast that the perceived by the eye image refresh rate is exceeded on repeated switching on / off, if the Device serves as part of a display. The comparator compares continuously the counter value with the brightness setpoint and only switches the light source on when the counter value less than or equal to the brightness setpoint stored in memory 25 is. Thus, the bulb is dimmed to around 25/255 = 10%. However, this does not correspond to the subjective perception of the eye Brightness value, so preferably taking into account the logarithmic or e-function an adjustment is made.

In einer optimalen Ausgestaltung zählt der Zähler immer nur bis zur maximal denkbaren Größe der im Speicher abgelegten Daten, die den Helligkeitssollwert bilden. Wenn der Speicher 10 Bit umfasst, wovon 2 Bit lediglich Prüfziffern darstellen, ist lediglich ein Hochzählen bis zu 8 Bit (255) sinnvoll. Die Prüfziffern bleiben natürlich außer Betracht.In an optimal design counts the counter always only up to the maximum conceivable size of the stored in the memory Data that form the brightness setpoint. When the memory 10 Bit includes, of which 2 bits are just check digits, is just a count up up to 8 bits (255) makes sense. Of course, the check digits are not considered.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Zähler im Takt des Taktgebers oder einem Teil (z. B. nach jedem 8. Takt) davon hoch zählt. Dadurch entfällt die Vorsehung eines eigenen Taktgebers für den Zähler des Treibers. Vielmehr wird der ohnehin anliegende Takt verwendet, so dass auch keine zusätzliche Verdrahtung notwendig ist.In A further advantageous embodiment provides that the counter in time with the clock or a part (eg every 8th bar) of which counts. This is eliminated the provision of a separate clock for the counter of the driver. Much more the already applied clock is used, so that no additional Wiring is necessary.

Eine optimale Ausnutzung aller Ressourcen wird dann erreicht, wenn ein Schieberegister, Speicher und Komparator gleicher Größe zugeordnet ist. Bei der Verwendung von Prüfsummen kann der Speicher und Komparator natürlich um die Anzahl der Prüfziffern vermindert ausfallen.A optimal use of all resources is achieved when a Shift register, memory and comparator of the same size assigned is. When using checksums Of course, the memory and comparator can be increased by the number of check digits be reduced.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass jede Vorrichtung unterschiedlich farbige Leuchtmittel aufweist, insbesondere derart ausgewählt, dass die Farb-Temperaturen mittels additiver Farbmischung frei bestimmbar sind. Eine geeignete Auswahl besteht beispielsweise aus den Farben Rot, Grün und Blau (RGB), was vom Fernsehbildschirm- bzw. Monitor-Pixel bekannt ist.A Another embodiment provides that each device is different Having colored bulbs, in particular selected such that the color temperatures freely determinable by means of additive color mixing are. A suitable choice consists for example of the colors Red Green and blue (RGB), which is known from the TV screen or monitor pixel is.

Erfindungsgemäß kann ein derartiger Bildpunkt wie folgt aufgebaut sein: Ein 24-Bit Schieberegister ist in drei Bereiche für die Farben Rot, Grün und Blau unterteilt, so dass pro Farbe 8 Bit (256 Helligkeitsstufen) zur Verfügung stehen. Dementsprechend sind für jede Farbe jeweils ein 8-Bit-Speicher und ein 8-Bit-Treibermittel vorgesehen. Die drei Schieberegister bzw. Speicher können entweder logisch oder physisch voneinander getrennt sein. Bei einer derartigen Anordnung verringert sich in jedem Fall der Verdrahtungsaufwand, da eine Vielzahl von Leuchtmitteln eine kompakte Einheit bilden, die lediglich fünf, gegebenenfalls sogar nur drei oder vier, Anschlüsse aufweist. Analog können ganze Blöcke mit Zeilen und Spalten bzw. ganze Zeilen oder Spalten als kompakte Einheit aufgebaut werden. Auch in diesem Fall verringert sich der Verdrahtungs- und Herstellungsaufwand, da zahlreiche Verbindungen bereits bei der Massenproduktion oder der IC-Herstellung bereits kostengünstig vorgenommen wurden. Falls der erfindungsgemäß vorgeschlagene Digital-Analog-Wandler mit Komparator und Zähler verwendet wird, besteht ein weiterer Vorteil darin, dass lediglich ein gemeinschaftlicher Zähler für alle Komparatoren notwendig ist. Dieser stellt einen Zählerausgang für alle, jedem Leuchtmittel zugeordneten, Komparatoren bereit.According to the invention, such a pixel can be constructed as follows: A 24-bit shift register is subdivided into three areas for the colors red, green and blue, so that 8 bits (256 Hel levels of competence). Accordingly, an 8-bit memory and an 8-bit driver are provided for each color. The three shift registers or memories may be either logically or physically separate. In such an arrangement, the wiring effort is reduced in each case, since a plurality of lighting means form a compact unit having only five, possibly even only three or four, terminals. Analogously, entire blocks with rows and columns or entire rows or columns can be constructed as a compact unit. Also in this case reduces the wiring and manufacturing costs, since many compounds have already been made at low cost in mass production or IC production. If the digital-to-analog converter with comparator and counter proposed according to the invention is used, another advantage is that only one common counter is necessary for all the comparators. This provides a counter output for all comparators associated with each lamp.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung hat darüber hinaus den Vorteil, dass es sich lediglich um einfachste Schaltlogik handelt, die einfach aus Standardteilen zusammengesetzt werden kann, störunanfällig ist, leicht zu konzipieren und zu planen ist und hervorragend in eine gemeinsame integrierte Schaltung (IC) zusammenfassbar ist. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die integrierte Schaltung und die Leuchtmittel zu einer gemeinsamen integrierten Schaltung zusammengefasst. Dies wird beispielhaft anhand der Leuchtdiode erläutert: Die aktive lumineszierende Fläche einer Leuchtdiode ist nur wenige Zehntel mm groß und kann auf eine integrierte Schaltung aufgetragen oder sogar in diese integriert werden. Zur Schaffung eines Farbbildschirm tauglichen Pixels werden drei farbige Lumineszenzflächen, wie sie z.B. von den RGB-Leuchtdioden bekannt sind, auf einen Träger zusammen mit den zu einer integrierten Schaltung zusammengefassten weiteren Komponenten (Schieberegister, Speicher, Treibermittel etc.) aufgebracht bzw. auf einem Chip integriert. Zur Anpassung an die wellenlängenabhängige Empfindlichkeit des Auges und/oder unterschiedliche wellenlängenabhängigen Wirkungsgraden der Leuchtmittel, können einzelne Farben, wie z. B. die rote Lumineszenzfläche, mehrfach vorgesehen werden, während Grün nur einmal nötig ist.The proposed according to the invention Arrangement has about it addition, the advantage that it is only the simplest switching logic which can simply be assembled from standard parts, is susceptible to interference, Easy to design and plan is great and in one common integrated circuit (IC) is summarized. In a Particularly advantageous embodiment, the integrated circuit and the bulbs to a common integrated circuit summarized. This is explained by way of example with reference to the light-emitting diode: The active luminescent surface a light-emitting diode is only a few tenths of a millimeter in size and can be integrated Circuit applied or even integrated into it. to Creation of a color image capable pixel become three colored luminescence surfaces, such as they e.g. from the RGB light-emitting diodes are known, together on a support with the further integrated into an integrated circuit Components (shift register, memory, driver means, etc.) applied or integrated on a chip. To adapt to the wavelength-dependent sensitivity the eye and / or different wavelength-dependent efficiencies of the bulbs, can individual colors, such. B. the red luminescent surface, several times be provided while Green only once needed is.

Wenn alle zuvor genannten Komponenten mit einem einzigen kompakten Gehäuse zusammengefasst sind, ist die Vorrichtung leicht montierbar, robust, klein und schwer zu beschädigen. Gerade bei der oben vorgeschlagenen gemeinsamen integrierten Schaltung kann somit optimalerweise eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Leuchtmitteln zu einem Leuchtdioden-typischen Gehäuse mit fünf Anschlüssen zusammengefasst werden. Sogenannte High-Power-Leuchtdioden verfügen schon jetzt über einen zu Kühlzwecken vergrößerten Grundkörper in Gestalt einer Platine. Auch hier ist problemlos die integrierte Schaltung einbaubar, ohne dass neue Technologien entwickelt werden müssen und/oder sich die Bauform ändert.If all the aforesaid components combined in a single compact housing are, the device is easy to assemble, robust, small and heavy to damage. Especially in the above-proposed common integrated circuit Thus, a device according to the invention with illuminants can optimally to a light-emitting diode-typical housing with five connections are summarized. So-called high-power LEDs already have one for cooling purposes enlarged body in shape a board. Again, there is no problem with the integrated circuit can be installed without the need to develop new technologies and / or the design changes.

Besonders vorteilhaft ist eine Anzeige aus den erfindungsgemäßen Vorrichtungen mit folgenden Merkmalen: Die Vorrichtung ist in einem kompakten Gehäuse untergebracht und hat verfügt über Steckkontakte für die Leitungen (Strom, Daten, etc.). Es existieren außerdem Steckverbinder, insbesondere in unterschiedlichen einheitlichen Größen. Diese Verbinder ermöglichen die elektrische und mechanische Verbindung der Vorrichtungen untereinander durch bloßes Ineinanderstecken. Der Aufbau einer Anzeigeeinheit ist somit flexibel, einfach und sicher mit einfachsten Handgriffen möglich. Durch die in unterschiedlichen Größen verfügbaren Steckverbinder lassen sich unterschiedliche Rastermaße realisieren. Außerdem können weitere Steckverbinder vorgesehen sein, die lediglich der mechanischen Verbindung dienen.Especially advantageous is a display of the devices according to the invention with the following features: The device is in a compact casing housed and has has plug contacts for the Lines (electricity, data, etc.). There are also connectors, in particular in different uniform sizes. These connectors allow the electrical and mechanical connection of the devices with each other Sheer Nesting. The structure of a display unit is thus flexible, easy and safe with the simplest of operations possible. By in different Sizes available connectors different grid dimensions realize. Furthermore can be provided further connectors, the only mechanical Serve connection.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen. Ebenso können die vorstehend genannten und noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsbeispiele sind nicht abschließend zu verstehen und haben beispielhaften Charakter.Further Advantages will become apparent from the following description and the accompanying drawings. As well can The above-mentioned and still further features according to the invention in each case be used individually or in any combination with each other. The mentioned embodiments are not exhaustive to understand and have exemplary character.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Zur besseren graphischen Darstellbarkeit wird dabei unrealistischerweise von einem Display mit lediglich zwei erfindungsgemäßen Vorrichtungen 11, 12 ausgegangen, die jeweils drei Leuchtmittel R1, G1, B1 bzw. R2, G2, B2 in den Farben Rot, Grün und Blau aufweisen. Durch die miteinander verbundenen Schieberegister läuft ein serieller Datenstrom SD1, SD2, SD1 bezeichnet in diesem Beispiel alle Informationen, die zur Darstellung eines ersten Bildes, bestehend aus den beiden Anzeigepunkten 11 und 12, benötigt werden. SD2 bezeichnet das danach darzustellende Bild.The inventive method is described below with reference to in 1 shown embodiment explained in more detail. For better graphic representability is unrealistically of a display with only two devices according to the invention 11 . 12 assumed, each having three bulbs R1, G1, B1 and R2, G2, B2 in the colors red, green and blue. Through the interconnected shift registers runs a serial data stream SD1, SD2, SD1 in this example denotes all information used to represent a first image consisting of the two display points 11 and 12 to be needed. SD2 denotes the image to be displayed thereafter.

Der Datensatz SD1 umfasst also die Gesamtheit aller Bildpunktdaten, umfasst also die Daten für jeden einzelnen Bildpunkt SD1a, SD1b eines Bildes. Vereinfachend wird im Beispiel davon ausgegangen, dass für jede einzelne Leuchtdiode R1, G1, B1 lediglich vier verschiedene Helligkeitswerte möglich sind, also pro Leuchtmittel 2 Bit benötigt werden. Die Leuchtdiode kann demzufolge lediglich mit den Binärwerten 00, 01, 10, 11, entsprechend den Helligkeitsstufen 0 %, 33 %, 66 %, 100 % Helligkeit angesteuert werden. Wegen der pro Vorrichtung 11, 12 vorgesehenen Leuchtmittel sind demzufolge Schieberegister FIFO und Speicher MEM nötig, die 3 × 2-Bit = 6 Bit aufnehmen können. Von einer nicht dargestellten Bildaufbereitungseinheit muss also zunächst ein serieller Datenstrom SD mit den einzelnen Datensätzen SD1, SD2, etc. bereitgestellt werden. Dieser wird im Takt eines Taktsignals SCK am Eingang SDin des Schieberegisters FIFO der ersten Vorrichtung 11 bereitgestellt. Nach sechs Takten liegt somit der für die zweite Vorrichtung 12 bestimmte Datensatz SD1b im Schieberegister der ersten Vorrichtung 11 an. Nach sechs weiteren Takten werden diese Daten in das Schieberegister der zweiten Vorrichtung 12 weiter gereicht, wobei der Ausgang SDout des ersten Schieberegisters mit dem Eingang SDin des zweiten Schieberegisters verbunden ist. Da nun in jedem Schieberegister die für die jeweilige Vorrichtung bestimmten Datensätze SD1a, SD1b vorliegen, kann eine Übertragung der Daten in die jeweiligen Speicher MEM erfolgen. Dazu ist ein sogenanntes Latch-Signal LATCH vorgesehen, welches gleichzeitig über eine separate Leitung alle Speicher MEM der Vorrichtungen 11, 12 erreicht. Im erläuterten Beispiel erfolgt das Latch-Signal somit nach 2 × 6 = 12 Takten. Allgemein lässt sich folgender Zusammenhang herleiten: das Latch-Signal erfolgt nach N Takten, wobei N wie folgt errechnet wird: Anzahl der Leuchtmittel × (max. Daten-Größe des Helligkeitswertes (z.B. Bit-Zahl) + Anzahl der Prüfziffern)oder Anzahl der Leuchtmittel × Anzahl der Speicherplätze aller Schieberegister The data set SD1 thus comprises the entirety of all pixel data, ie comprises the data for each individual pixel SD1a, SD1b of an image. For the sake of simplification, it is assumed in the example that only four different brightness values are possible for each individual light-emitting diode R1, G1, B1, ie 2 bits are required per light-emitting means. The LED can therefore only with the binary values 00, 01, 10, 11, according to the Hellig 0%, 33%, 66%, 100% brightness. Because of the per device 11 . 12 Accordingly provided light-emitting means are shift register FIFO and memory MEM necessary, which can accommodate 3 × 2-bit = 6 bits. From a picture processing unit, not shown, therefore, a serial data stream SD with the individual data sets SD1, SD2, etc. must first be provided. This is in the clock of a clock signal SCK at the input SDin of the shift register FIFO the first device 11 provided. After six cycles is thus for the second device 12 certain record SD1b in the shift register of the first device 11 at. After six more clocks, these data are transferred to the shift register of the second device 12 passed on, wherein the output SDout of the first shift register is connected to the input SDin of the second shift register. Since the data sets SD1a, SD1b intended for the respective device are present in each shift register, the data can be transferred to the respective memories MEM. For this purpose, a so-called latch signal LATCH is provided, which at the same time via a separate line all memory MEM of the devices 11 . 12 reached. In the illustrated example, the latch signal thus takes place after 2 × 6 = 12 clocks. In general, the following relationship can be derived: the latch signal occurs after N clocks, where N is calculated as follows: Number of lamps × (maximum data size of the brightness value (eg bit number) + number of check digits) or Number of lamps × number of memory locations of all shift registers

Wenngleich es grundsätzlich möglich ist, dass die Übertragung aus dem Schieberegister in den Speicher ebenfalls seriell erfolgt, ist eine parallele Übertragung wegen der besonders einfachen Ausgestaltung, hohen parallelen Verarbeitungsgeschwindigkeit und der geringen Störanfälligkeit bevorzugt. Beispielsweise wird ein 8-Bit-Schieberegister an seinen acht Ausgängen direkt mit den acht Eingängen eines entsprechenden Speichers verbunden.Although it basically possible is that transfer from the shift register into the memory also takes place serially, is a parallel transmission because of the particularly simple embodiment, high parallel processing speed and the low susceptibility to interference prefers. For example, an 8-bit shift register is attached to its eight outputs directly with the eight entrances connected to a corresponding memory.

Der Zeitpunkt, wann der Datensatz vollständig an das Schieberegister übertragen worden ist, kann beispielsweise durch Abzählen der Takte in der Vorrichtung erfolgen, Unter Umständen kann es dabei jedoch zu Synchronisierungsfehlern kommen. Daher ist ein sogenanntes Latch-Signal LATCH, welches separat an alle Vorrichtungen gleichzeitig übertragen wird, bevorzugt. Dieses kann beispielsweise von der separaten, nicht dargestellten Station, die die seriellen Daten SD erzeugt, geliefert werden, ebenso wie der Takt SCK. Der Verdrahtungsaufwand kann dann sinken, wenn auf ein separates Latch-Signal LATCH verzichtet wird. Zur besseren Synchronisation können beispielsweise mit jedem Einzeldatensatz SD1a1 charakteristische Latch-Daten, die jeder einzelnen Vorrichtung zugeordnet sind, übermittelt werden.Of the Time when the record is completely transferred to the shift register can, for example, by counting the clocks in the device take place, under circumstances However, this can lead to synchronization errors. thats why a so-called latch signal LATCH, which transmit separately to all devices simultaneously is preferred. This can be for example from the separate, not shown, which generates the serial data SD supplied become, as well as the clock SCK. The wiring can then decrease if a separate latch signal LATCH is omitted. For better synchronization can for example, characteristic with each individual data set SD1a1 Latch data associated with each device is transmitted become.

Die Verwendung von Binärdaten ist besonders bevorzugt, da diese besonders einfach und unkompliziert zu übertragen sind. Dennoch sind Kapazitätserhöhungen und damit Geschwindigkeitserhöhungen denkbar, wenn beispielsweise über die Datenleitung nicht lediglich 0 und 1 (z.B. 0 Volt und 5 Volt) übertragen werden, sondern Zwischenstufen, d. h. ein anders Zahlensystem, eingesetzt werden, wie z.B. 0, 1, 2 entsprechend 0 Volt, 2,5 Volt, 5 Volt. Eine besonders einfache und effektive Kapazitätserhöhung wird auch dadurch erreicht, dass parallel eine Vielzahl von Seriellen Datenleitungen eingesetzt werden, wobei jede Vorrichtung über eine Vielzahl parallel angeordneter Schieberegister verfügt. Statt des Binärsystems sind also auch andere Zahlensysteme einsetzbar.The Use of binary data is particularly preferred because these are particularly simple and straightforward transferred to are. Nevertheless, capacity increases and thus speed increases conceivable if, for example, over the data line is not merely transmitting 0 and 1 (e.g., 0 volts and 5 volts) but intermediates, d. H. a different number system, used be such. 0, 1, 2 corresponding to 0 volts, 2.5 volts, 5 volts. A particularly simple and effective capacity increase is also achieved by that used in parallel a variety of serial data lines be, with each device over a plurality of shift registers arranged in parallel. Instead of of the binary system Therefore, other number systems can be used.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. Ebenso können die vorstehend genannten und noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsbeispiele sind nicht abschließend zu verstehen und haben beispielhaften Charakter.Further Advantages will become apparent from the following description and the accompanying drawings. Likewise The above-mentioned and still further features according to the invention in each case be used individually or in any combination with each other. The mentioned embodiments are not exhaustive to understand and have exemplary character.

2 zeigt die vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei unterschiedlich farbigen Leuchtmitteln. 2 shows the simplified representation of a device according to the invention with three different colored bulbs.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 11 verfügt über drei unterschiedlich farbige LEDs in den Farben Rot, Grün und Blau. Durch additive Farbmischung lassen sich dadurch alle Farben, einschließlich der Zustände Weiß und Schwarz erzeugen. Das Pixel 11 verfügt über sechs Anschlüsse, nämlich Masse (nicht eingezeichnet), Stromversorgung (nicht eingezeichnet), Takteingang SCKin, Latch-Eingang LATCHin, Eingang für serielle Daten SDin und Ausgang für serielle Daten SDout. Der Eingang für serielle Daten SDin ist entweder mit dem nicht dargestellten Signalerzeuger, der z.B. ein Videobild in die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung benötigen seriellen Daten umwandelt, verbunden oder mit dem Ausgang für serielle Daten der benachbarten, davor liegenden Vorrichtung verbunden. Analog ist der Ausgang SDout der Vorrichtung 11 mit dem Eingang einer ebenfalls nicht dargestellten weiteren Vorrichtung verbunden. Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Vorrichtung vermag die Leuchtmittel RGB mit jeweils 16 Bit Genauigkeit, d.h. mit rund 65.000 Helligkeitsstufen anzusteuern.The device according to the invention 11 has three differently colored LEDs in red, green and blue. Through additive color mixing all colors, including the states white and black, can be generated. The pixel 11 has six terminals, ground (not shown), power supply (not shown), clock input SCKin, latch input LATCHin, input for serial data SDin and output for serial data SDout. The input for serial data SDin is either connected to the not-shown signal generator, which for example converts a video image into the serial data required by the device according to the invention, or connected to the output for serial data of the adjacent device lying in front of it. Analogously, the output is SDout of the device 11 connected to the input of a further device, also not shown. The device shown in the embodiment is able to drive the RGB illuminants with 16 bit accuracy, ie with approximately 65,000 brightness levels.

Das serielle Signal SD durchläuft die drei kaskadierten Schieberegister FIFO-R, FIFO-G, FIFO-B, die jeweils 16 Bit groß sind. Dabei ist zu erkennen, dass es nicht darauf ankommt, dass die Schieberegister genau dreimal vorgesehen sind. Es ist vielmehr ausreichend, dass der insgesamt zur Verfügung stehende Speicherregisterraum FIFO insgesamt 3 × 16 Bit = 48 Bit groß ist. Es spielt keine Rolle, wie die physische Aufteilung des Speicherraums erfolgt. Dies gilt sinngemäß auch für den Speicher MEM und den Komparator KOMP.The goes through serial signal SD the three cascaded shift registers FIFO-R, FIFO-G, FIFO-B, the each 16 bits are large. It can be seen that it does not matter that the shift registers are provided exactly three times. It is rather sufficient that the total available standing memory register space FIFO is 3 × 16 bits = 48 bits in total. It It does not matter how the physical distribution of memory space he follows. This applies mutatis mutandis to the memory MEM and the comparator KOMP.

Die nicht dargestellte Signalaufbereitungseinheit für die Bereitstellung der seriellen Daten SD liefert ein spezielles Signal, sobald jedes Schieberegister die für es bestimmten Daten erhalten hat. Dieses Signal, nachfolgend als Latch-Signal LATCH bezeichnet, liegt zur gegebenen Zeit am Latch-Eingang LATCHin an und veranlasst den Speicher MEM, der im Ausführungsbeispiel von den einzelnen Speichern MEM-R, MEM-G und MEM-B gebildet wird, die zum Zeitpunkt des Latch-Signals im Schieberegister FIFO gespeicherten Daten zu übernehmen. Der Speicherbaustein verfügt ebenfalls über 3 × 16 = 48 Bit und ist demzufolge über 3 × 16 = 48 Leitungen für jedes Bit mit dem Schieberegister verbunden. Nach Übernahme und Speicherung der Daten aus dem Schieberegister durchläuft der nächste Datensatz serieller Daten das Schieberegister, während der Speicher MEM die zuletzt übernommenen Daten hält. Jeder Speicher MEM-R, MEM-G und MEM-B erhält nunmehr einen 16-Bit-Zahlenwert zwischen 0 und rund 65.000, der der Sollhelligkeit des ihm zugeordneten Leuchtmittels R, G, B entspricht. Diese, im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Binärwerte vorliegenden Daten, müssen nun in Helligkeitswerte umgewandelt werden. Zu diesem Zweck wird ein Zähler COUNTER eingesetzt, der ebenfalls binär wiederholt von 0 bis rund 65.000 (16 Bit) hoch zählt. Ein besonderer Oszillator ist dazu nicht notwendig, da der Zähler COUNTER mit dem Takteingang SCKin verbunden ist und somit im Takt SCK der seriellen Daten SD hoch zählt. Der Komparator KOMP vergleicht kontinuierlich den Inhalt des jeder Farbe R, G, B zugeordneten Speichers MEM-R, MEM-G, MEM-B mit dem vom Zähler gelieferten Wert. Solange die Bedingung, dass der im Speicher hinterlegte Wert größer oder größer gleich wie der vom Counter gelieferte Wert ist, steuert der jeweilige Komparator KOMP-R, KOMP-G, KOMP-B das ihm zugeordnete Leuchtmittel R, G, B an. Wegen der hohen Taktzahl des Taktsignals SCK entsteht für das Auge kein flimmernder Eindruck, sondern lediglich ein mit dem Speicherinhalt korrelierender Helligkeits- und/oder Farbeindruck.The not shown signal conditioning unit for the provision of the serial Data SD provides a special signal as soon as each shift register the for it has received certain data. This signal, hereinafter as Latch Latch signal is at the given time at the latch input LATCHin and causes the memory MEM, which in the embodiment of the individual Memory MEM-R, MEM-G and MEM-B is formed at the time the latch signal in the shift register FIFO stored data. The memory module has also over 3 × 16 = 48 bits and is therefore over 3 × 16 = 48 lines for every bit connected to the shift register. After takeover and storing the data from the shift register passes through the next Serial data record the shift register, while the memory MEM the last adopted Data stops. Each memory MEM-R, MEM-G and MEM-B now receives a 16-bit numerical value between 0 and around 65,000, which is the target brightness of its associated Illuminant R, G, B corresponds. This, in the present embodiment as binary values available data now be converted into brightness values. For this purpose will be a counter COUNTER used, which is also binary repeats from 0 to around 65,000 (16 bits) tall. A special oscillator is not necessary because the counter COUNTER is connected to the clock input SCKin and thus in clock SCK the serial data SD counts up. The comparator KOMP continuously compares the content of each Color R, G, B associated memory MEM-R, MEM-G, MEM-B with the from the counter delivered value. As long as the condition that stored in the memory Value greater or greater than equal how the value provided by the counter is, controls the respective comparator KOMP-R, KOMP-G, KOMP-B the light source R, G, B assigned to it. Because of the high clock speed of the clock signal SCK is created for the eye no flickering impression, but only one with the memory contents correlating brightness and / or color impression.

Die im Ausführungsbeispiel erläuterte Verwendung eines Zählers und Komparators als Digital-Analog-Wandler hat den Vorteil, dass der Komparator und Zähler preiswert aufgebaut werden kann, Daten sehr schnell verarbeitet werden können und der ohnehin anliegende Takt SCK verwendet werden kann. Dabei entsteht eine Helligkeitssteuerung mittels Pulsmodulation der Leuchtmittel, R, G, B.The in the embodiment explained Using a counter and comparator as a digital-to-analog converter has the advantage that the comparator and counter can be constructed inexpensively, data processed very quickly can be and the already applied clock SCK can be used. there creates a brightness control by means of pulse modulation of the bulbs, R, G, B.

Das Ausführungsbeispiel beschreibt also einen dreifarbigen LED-Block, der auch als Pixel bezeichnet werden kann. Dabei handelt es sich um eine Drei-Kanal-Pulsweitenmodulationschaltung mit einem dreiadrigen synchronen seriellen Interface. Die seriellen Daten liegen am Eingang für serielle Daten SDin an. Bei fallender Flanke des Taktsignals SCK werden die Daten in die drei 16-Bit Schieberegister geschoben und diese Register sind zu einem 48-Bit Register kaskadiert, so dass die seriellen Daten SD durch sie hindurch zum Ausgang für serielle Daten SDout gelangen. Drei 16-Bit Speicher (MEM) zusammen mit drei 16-Bit Komparatoren und einem 16-Bit Zähler formen dabei den Drei-Kanal 16-Bit Pulsweitenmodulationsschaltkreis.The embodiment So describes a tri-color LED block, also called a pixel can be designated. This is a three-channel pulse width modulation circuit with a three-wire synchronous serial interface. The serial Data is at the entrance for serial data SDin on. With falling edge of the clock signal SCK pushed the data into the three 16-bit shift registers and these Registers are cascaded to a 48-bit register, so that the serial Data SD pass through them to the output for serial data SDout. Three 16-bit memories (MEM) along with three 16-bit comparators and a 16-bit counter form the three-channel 16-bit Pulse width modulation circuit.

Die Daten des seriellen Schieberegisters können in die drei 16-Bit Speicher bei einer fallenden Flanke des Latch-Signals LATCH geschrieben werden.The Serial shift register data can be stored in the three 16-bit memories be written on a falling edge of the latch signal LATCH.

Der 16-Bit Zähler COUNTER zählt bei jeder steigenden Flanke des Takts SCK um ein Bit hoch. Der Komparator steuert die angeschlossenen Leuchtmittel solange nicht an, wie der 16-Bit Speicherinhalt kleiner/kleiner-gleich als der vom Zähler gelieferte Wert ist. Der Komparator schaltet das Leuchtmittel dann an, wenn der Speicherwert größer/größer-gleich als der Zählerwert ist.Of the 16-bit counter COUNTER counts at each rising edge of the clock SCK by one bit high. The comparator does not activate the connected lamps as long as the 16-bit memory contents smaller / smaller than the one supplied by the counter Is worth. The comparator turns on the bulb when the memory value is greater / greater equal as the counter value is.

Vorteilhafterweise werden zur Fehlervermeidung und zur besseren Synchronisation Eingangspuffer bei den Eingängen SDin, SCKin und LATCHin verwendet, sowie Ausgangspuffer am Ausgang für serielle Daten SDout.advantageously, are used to avoid errors and for better synchronization input buffer at the entrances SDin, SCKin and LATCHin used, as well as output buffers at the output for serial Data SDout.

Claims

Device with in brightness and / or color influenced Lamps (R1, G1, B1, R2, G2, B2), with - one Shift register (FIFO) with one input (SDin) and one output (SDout) for serial data (SD, SD1, SD2); - one with the shift register such connected memory (MEM) that at a given time Data registered in the shift register (SD1a, SD1b) is transferred to the memory can be; - with the Memory and the lighting means connected driver means (D / A), in such a way that the driver means the lighting means (R1, G1, B1, R2, G2, B2) depending the data stored in the memory (SD1a, SD1b) in brightness and / or Can affect color.

Device according to one of the preceding claims characterized in that the memory (MEM) has a latch input (LATCHin) such that with a corresponding latch signal (LATCH) at the latch input the data registered in the shift register in the Transfer memory can be.

Device according to one of the preceding claims characterized in that a clock input (SCKin) with the shift register (FIFO) such that a clock applied to the clock input Clock (SCK) the flow of serial data (SD) in the shift register certainly.

Device according to one of the preceding claims characterized in that each light source is a shift register and a memory is assigned, in particular the shift register the same size or greater than the store is.

Device according to one of the preceding claims in that the driver means (D / A) comprise a digital-to-analogue converter.

Device according to one of the preceding claims in that the driving means (D / A) are fluorescent tubes, incandescent lamps, Halogen lamps and the like can affect their brightness and in particular, the device is designed as an electronic ballast.

Device according to one of the preceding claims in that the driver means (D / A) are such that they by means of pulse width modulation the bulbs are able to control.

Device according to one of the preceding claims characterized in that the driver means (D / A) comprises a comparator (COMP) and a counter (COUNTER), wherein for generating a pulse width modulation the lighting of the memory and the counter connected to the comparator are that - the Illuminant only lights up when the memory in the memory Data smaller, larger, smaller equal or greater equal than the one in the counter are generated data.

Device according to one of the preceding claims characterized in that the counter (COUNTER) is connected in such a way that it in the clock (SCK) or in its dependency counts.

Device according to one of the preceding claims characterized in that the counter is such is that he is up to the size of the Memory can be stored up can.

Device according to one of the preceding claims characterized in that each light source is a shift register, memory and comparator of the same size assigned is.

Device according to one of the preceding claims in that LEDs or laser diodes are provided as lighting means are.

Device according to one of the preceding claims in that the device has a plurality of illuminants, in particular different colored bulbs to form a means of additive Color mixing color tunable device, which has each - one Shift register or a portion thereof, - a memory or an area from that, - one Driver means or an area thereof, - If necessary, a comparator or an area thereof and collectively a counter is assigned.

Device according to one of the preceding claims characterized in that shift register, memory, driver means, if necessary Comparator and counter are combined in an integrated circuit (IC).

Device according to one of the preceding claims characterized in that the integrated circuit and the lighting means form a common integrated circuit.

Device according to one of the preceding claims in that the device is integrated in a compact housing is.

Several interconnected devices after one of the preceding claims, connected such that the inputs (SDin) for serial data (SD) of the shift register (FIFO) of a device with the outputs (SDout) of the shift register (FIFO) of the respective adjacent devices are.

Several devices according to the previous claim, characterized in that the power supply, the latch inputs (LATCHin) and the clock inputs (SCKin) of all devices are bus-connected together.

Use of the device according to one of the previous claims in a display, screen, screen segment, in particular large-area display with an edge length of at least 2 meters.

A method of driving display means (R1, G1, B1, R2, G2, B2) comprising the steps of: a) providing a record (SD1, SD1a, SD1b) corresponding to an intended state of the display means at a particular time; b) serial transmission of the data set into a shift register (FIFO) in time with a clock signal (SCK); c) copying the record from the shift register to a memory (MEM) when the record has been completely transferred to the shift register; d) driving the display means in dependence of the data record stored in the memory; e) repetition of the method from step b) with the next data record (SD2).

Method according to one of the preceding claims, wherein in step c) copying the record from the shift register in the memory takes place in parallel.

Method according to one of the preceding claims, wherein in step c) copying the record from the shift register is triggered into a memory by a latch signal (LATCH), which is then generated when the record is completely on transfer the shift register has been.

Method according to one of the preceding claims, wherein in step c) copying the record from the shift register is triggered into a memory by a latch signal (LATCH), which with the record, especially at the end of the record (SD1) or individual data record (SD1a, SD1b).

Method according to one of the preceding claims, wherein by means of the steps a) - e) a plurality of data sets (SD1, SD2), which correspond to the intended states of the Display means correspond to a plurality of specific times.

Method according to one of the preceding claims, wherein in step d) driving the display means in dependence of the data set stored in the memory by pulse width modulation he follows.

Method according to one of the preceding claims, wherein each data record (SD1) has a plurality of individual data (SD1 a1, SD1 a2, SD1 a3) which corresponds to an intended state of each individual display means (R1, G1, B1) at a certain time, the Pulse width modulation is implemented by the following steps: - repeated counting by a counter (COUNTER) up to the maximum possible Value of the individual data (SD1 a1, SD1 a2, SD1 a3); - To compare the counter displayed data with the individual data stored in the memory (MEM) (SD1 a1, SD1 a2, SD1 a3) by means of a comparator (COMP); - Activate the respective individual display means, if the existing memory Single data smaller, larger, smaller equal to or greater than equal than the one in the counter are generated data.

Method according to one of the preceding claims, wherein the counter in time with the clock signal (SCK) counts.

Method according to one of the preceding claims, wherein all data binary data are.