Die
Erfindung betrifft ein Bildschirmgerät, insbesondere Großbildschirmgerät, für die Darstellung
von Bildern, mit folgenden Merkmalen:
- a) das
Bildschirmgerät
hat einen Bildschirm;
- b) der Bildschirm setzt sich aus einer Vielzahl von Bildelementen
zusammen;
- c) jedes Bildelement weist zumindest ein Leuchtmittel auf;
- d) die Bildelemente (6) sind an einer Vielzahl von biegsamen
Strängen
(2, 3, 4) befestigt, die zwischen Trägern gespannt
sind.
The invention relates to a screen device, in particular large screen device, for the display of images, having the following features: - a) the display device has a screen;
- b) the screen is composed of a plurality of picture elements;
- c) each picture element has at least one light source;
- d) the picture elements ( 6 ) are on a variety of flexible strands ( 2 . 3 . 4 ), which are stretched between straps.
Für die Darstellung
von Bildern in Außenbereichen
sind Großbildschirmgeräte bekannt,
die einen Bildschirm aufweisen, der sich aus einer Vielzahl einzelner
Bildelemen te zusammensetzt, welche jeweils mit zumindest einem Leuchtmittel
versehen sind. Beispiele solcher Großbildschirmgeräte sind der US 5,900,850 A1 , EP 0 709 818 A1 , US 2003/0058191 A1 , DE 103 94 278 T5 , US 2004/0233125 A1 und US 2003/0222893 A1 zu
entnehmen. Als Leuchtmittel kommen dabei vornehmlich Leuchtdioden
(LEDs) zum Einsatz, wobei pro Bildelement in der Regel zumindest
drei, manchmal auch vier, unterschiedliche Farben emittierende LEDs
gruppiert sind. Vornehmlich werden dabei eine rote, eine grüne und eine
blaue LED zu einer LED-Einheit zusammengefasst. Dabei kann ein Bildelement
auch mehrere solcher LED-Einheiten aufweisen.For the display of images in outdoor areas large-screen devices are known which have a screen which is composed of a plurality of individual Bildelemen te, which are each provided with at least one light source. Examples of such large-screen devices are the US 5,900,850 A1 . EP 0 709 818 A1 . US 2003/0058191 A1 . DE 103 94 278 T5 . US 2004/0233125 A1 and US 2003/0222893 A1 refer to. In this case, light-emitting diodes (LEDs) are predominantly used as light-emitting means, with at least three, and sometimes also four, LEDs emitting different colors being grouped per pixel as a rule. Notably, a red, a green and a blue LED are combined to form an LED unit. In this case, a picture element also have a plurality of such LED units.
Die
Bildschirmgeräte
weisen zumindest eine elektronische Bildsignalverarbeitungseinrichtung
auf, die eine Eingangsschnittstelle für die Einspeisung von Bildsignalen
aus einer Bildsignalquelle, beispielsweise einer Videokamera oder
einer DVD oder einem PC, auf. Die Bildsignale können schon in der Bildsignalquelle
so aufgearbeitet sein, dass die für ein Bildelement vorgesehenen
Bildsignale zu einer Bildsignaleinheit zusammengestellt sind, die
die notwendigen Informationen für
die Steuerung eines Bildelementes zwecks Darstellung einer bestimmten Farbe
aufweisen, beispielsweise in Form eines RGB-Signals. Sofern die
eingehenden Bildsignale in dieser Form noch nicht aufbereitet sind,
weist die Bildsignalverarbeitungseinrichtung eine oder mehrere Umwandlungseinrichtungen
auf, in der die Bildsignale in Bildsignaleinheiten umgewandelt werden.
Jeweils eine bestimmte Anzahl von Bildsignaleinheiten werden zu
einem Farbdatenpaket aufgereiht und zusammengefaßt. Die Farbdatenpakete werden
dann nacheinander und beabstandet in serielle Bilddatenbusse eingespeist,
wobei jeweils eine Gruppe von Bildelementen über einen Bilddatenbus verbunden sind.
Jedes Farbdatenpaket repräsentiert
ein bestimmtes Bild.The
screen devices
have at least one electronic image signal processing device
which provides an input interface for the input of image signals
from an image signal source, such as a video camera or
a DVD or a PC. The picture signals can already be found in the picture signal source
be worked up so that provided for a picture element
Picture signals are assembled into an image signal unit, the
the necessary information for
the control of a picture element for the purpose of representing a particular color
have, for example in the form of an RGB signal. Unless the
incoming image signals are not yet processed in this form,
the image signal processing device has one or more conversion devices
on, in which the image signals are converted into image signal units.
In each case, a certain number of image signal units become
a color data packet lined up and summarized. The color data packets are
then sequentially and spaced fed into serial image data buses,
wherein each one group of picture elements are connected via an image data bus.
Each color data packet represents
a specific picture.
Um
eine schnelle Bildverarbeitung zu ermöglichen, ist der Bildschirm
in mehrere, meist eine Vielzahl von Bildelementgruppen aufgeteilt,
die jeweils mittels eines Bilddatenbusses verbunden sind. In der Bildsignalverarbeitungseinrichtung
werden die Bildsignaleinheiten entsprechend der Anzahl der Bildelementgruppen
aufgeteilt und dann zu Farbdatenpaketen formatiert.Around
To enable fast image processing is the screen
divided into several, usually a plurality of picture element groups,
each connected by means of an image data bus. In the image signal processing device
the picture signal units become corresponding to the number of picture element groups
split and then formatted into color data packages.
Die
Bildelemente weisen jeweils einen Bildelementkontroller auf, mittels
denen die Bildelemente Farbdatenpakete empfangen, die für das jeweilige Bildelement
bestimmte Bildsignaleinheit identifiziert und für die Darstellung der Farbe
genutzt sowie das Farbdatenpaket zum nächsten Bildelement versendet
wird. Damit eine Identifizierung der für das jeweilige Bildelement
bestimmten Bildsignaleinheit möglich
ist, wird jede Bildsignaleinheit zusätzlich mit einer bildelementspezifischen
Adresse versehen (vgl. DE 103
94 278 T5 ). Der Bildelementkontroller ist so programmiert,
dass er nur diejenige Bildsignaleinheit liest, die eine für das jeweilige
Bildelement vorgesehene Adresse hat.The picture elements each have a picture element controller, by means of which the picture elements receive color data packets, identify the picture signal unit intended for the respective picture element and use them to display the color and send the color data packet to the next picture element. In order to enable identification of the image signal unit intended for the respective picture element, each picture signal unit is additionally provided with a picture element-specific address (cf. DE 103 94 278 T5 ). The pixel controller is programmed to read only that image signal unit which has an address provided for the respective pixel.
Die
bekannten Großbildschirmgeräte sind meist
als starre Konstruktionen ausgebildet und damit relativ schwer (vgl. US 2003/0058191 A1 ).
Sie können
deshalb auch nicht an architektonische oder andere Anforderungen
angepasst werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind Großbildschirmgeräte entwickelt
worden, bei denen die Bildelemente an biegsamen Strängen, beispielsweise
Gurten oder Streifen, angebracht sind ( US 5,900,850 A1 ; EP 0 709 818 A1 , 7B). Die Stränge sind zwischen rahmenartigen
Trägern
verspannt. Solche Bildschirmgeräte
haben geringe Windangriffsflächen
und lassen sich für
den Transport zusammenrollen oder -falten.The known large-screen devices are usually designed as rigid structures and thus relatively difficult (see. US 2003/0058191 A1 ). Therefore, they can not be adapted to architectural or other requirements. In order to avoid this disadvantage, large-screen devices have been developed in which the picture elements are attached to flexible strands, for example straps or strips ( US 5,900,850 A1 ; EP 0 709 818 A1 . 7B ). The strands are braced between frame-like straps. Such VDUs have low windage surfaces and can be rolled up or folded for transport.
Auch
diese vorbekannten Bildschirme haben immer noch ein relativ hohes
Gewicht und bieten trotz der freien Zwischenräume zwischen den Strängen eine
nicht unerhebliche Windangriffsfläche. Außerdem muss die Stromversorgung
zu den Bildelementen über
besondere Stromkabel aus mit einer Isolierummantelung versehenen
Kupferdrähten
erfolgen. Diese Kupferdrähte
haben ein relativ hohes Gewicht, weil sie wegen der geringen Spannung
zur Versorgung der meist als LEDs ausgebildeten Leuchtmittel – in der
Regel 12 V oder 24 V – einen großen Querschnitt
zur Verfügung
stellen müssen.Also
these prior art screens still have a relatively high
Weight and provide a despite the free spaces between the strands
not insignificant wind attack surface. In addition, the power supply must be
over to the picture elements
special power cables with an insulating sheath provided
copper wires
respectively. These copper wires
have a relatively high weight because they are low voltage
to supply the usually designed as LEDs bulbs - in the
Rule 12V or 24V - a large cross section
to disposal
have to ask.
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Halterung für die Bildelemente
möglichst
einfach und insbesondere derart zu gestalten, dass sie bei hoher
Festigkeit ein geringes Gewicht hat und gleichwohl eine möglichst
hohe Durchsichtigkeit und damit eine kleine Windangriffsfläche bietet.Of the
Invention is based on the object, the holder for the picture elements
preferably
simple and in particular to be designed so that they are at high
Strength has a low weight and nevertheless one possible
high transparency and thus a small windage surface offers.
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Bildelemente an Drähten und/oder
Drahtseilen, vorzugsweise an einem Drahtnetz aus sich kreuzenden
Drähten
und/oder Drahtseilen, befestigt sind, wobei das Drahtnetz zweckmäßigerweise
aus senkrechten und waagerechten Drähten bzw. Drahtseilen besteht.
Eine besonders stabile Befestigung der Bildelemente ergibt sich dann,
wenn die Bildelemente an Kreuzungspunkten der Drähte bzw. Drahtseile befestigt
sind. Die Drähte bzw.
Drahtseile haben eine hohe Festigkeit bei geringem Durchmesser und
Gewicht. Sie fallen optisch kaum auf und haben eine geringe Windangriffsfläche. Der
Bildschirm stört
auch kaum den Durchblick durch Fenster, wenn er über eine Fensterfront aufgespannt wird.
Außerdem
kann der Bildschirm flexibel an die jeweiligen architektonischen
Gegebenheiten angepaßt,
beispielsweise auch in gebogener Form ausgebildet werden. Außerdem gestalten
sich Montage und Ersatz einzelner Teile einfach und unproblematisch.
Zudem ist der Raumaufwand beim Transport gering.This object is achieved in that the picture elements on wires and / or wire ropes, preferably on a wire net of intersecting wires and / or wire ropes, are fixed, wherein the wire mesh expediently consists of vertical and horizontal wires or wire ropes. A particularly stable attachment of the picture elements results when the picture elements are attached to crossing points of the wires or wire ropes. The wires or wire ropes have a high strength with small diameter and weight. They are visually hardly noticeable and have a low windage surface. The screen also hardly disturbs the view through windows when it is stretched over a window front. In addition, the screen can be flexibly adapted to the respective architectural conditions, for example, be formed in a curved shape. In addition, assembly and replacement of individual parts are simple and straightforward. In addition, the space required for transport is low.
Die
Drähte
bzw. Drahtseile können,
wenn sie elektrisch leitfähig,
beispielsweise als Stahldrähte bzw.
Stahldrahtseile ausgebildet sind, zur Übertragung des elektrischen
Stroms zu den Bildelementen verwendet werden. In diesem Fall werden
die Drähte bzw.
Drahtseile an eine Niedervolt-Stromquelle angeschlossen. Die Bildelemente werden
dann mit den Drähten
bzw. Drahtseilen derart verbunden, dass sie mit elektrischem Strom
aus den Drähten
bzw. Drahtseilen versorgt werden. Es versteht sich, dass die Drähte bzw.
Drahtseile untereinander elektrisch isoliert sein müssen, insbesondere
an den Kreuzungspunkten. Bei dieser Art der Stromführung entfallen gesonderte
Stromkabel. Dabei ist zu berücksichtigen,
dass die Niedervoltspannung zu hohen Strömen führt und dadurch ein Stromkabel
einen großen Querschnitt
haben muss, wodurch es ein entsprechendes Gewicht hat. Es versteht
sich, dass durch den Wegfall gesonderter Stromkabel die Montage und
Reparatur wesentlich erleichtert wird sowie Material eingespart
wird.The
wires
or wire ropes,
if they are electrically conductive,
For example, as steel wires or
Steel wire ropes are formed, for transmitting the electrical
Electricity can be used to the picture elements. In this case will be
the wires or
Wire cables connected to a low voltage power source. The picture elements become
then with the wires
or wire cables connected in such a way that they are connected to electricity
from the wires
or wire cables are supplied. It is understood that the wires or
Wire ropes must be electrically isolated from each other, in particular
at the crossroads. This type of power management accounts for separate
Power cable. It is important to take into account
that the low voltage leads to high currents and thereby a power cable
a big cross section
must have, so it has a corresponding weight. It understands
itself that by eliminating separate power cables assembly and
Repair is much easier and saved material
becomes.
Für die erfindungsgemäße Ausbildung
des Bildschirmgeräts
ist es unerheblich, welche Leuchtmittel zum Einsatz kommen. Für den Einsatz
an den Großbildschirmen
eignen sich aber insbesondere Leuchtdioden, wobei es zweckmäßig ist,
dass jedes Bildelement zumindest drei LEDs mit unterschiedlichen
Farbemissionen, vorzugsweise rot, grün und blau, aufweisen. Mit
solchen Gruppen von LEDs können
nahezu sämtliche
Farben durch Steuerung von deren Helligkeit erzeugt werden.For the inventive training
of the display device
it does not matter which lamps are used. For use
on the big screens
but are particularly light emitting diodes, where it is appropriate
that each pixel at least three LEDs with different
Color emissions, preferably red, green and blue, have. With
such groups of LEDs can
almost all
Colors are generated by controlling their brightness.
In
der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher veranschaulicht.
Es zeigen:In
the drawing, the invention is based on an embodiment
illustrated in more detail.
Show it:
1 eine
Draufsicht auf einen Ausschnitt des Bildschirms des erfindungsgemäßen Bildschirmgeräts; 1 a plan view of a section of the screen of the display device according to the invention;
2 ein
Blockdiagramm der Bildsignalverarbeitungseinrichtung des erfindungsgemäßen Bildschirmgerätes und 2 a block diagram of the image signal processing means of the display device according to the invention and
3 ein
Diagramm zur Darstellung der Farbdatenpakete in einem Datenbus. 3 a diagram illustrating the color data packets in a data bus.
Der
in 1 zu sehende Ausschnitt eines Bildschirms 1 lässt ein
Drahtnetz 2 mit waagrecht verlaufenden Drahtseilen – beispielhaft
mit 3 bezeichnet – und
senkrecht verlaufenden Drahtseilen – beispielhaft mit 4 bezeichnet – erkennen.
Das Drahtnetz 2 erstreckt sich über die gesamte Fläche des Bildschirms 1 und
ist außenseitig
von einem hier nicht näher
dargestellten Rahmen umgeben, an dem die Drahtseile 3, 4 befestigt
sind. Die Drahtseile 3, 4 bestehen aus elektrisch
leitfähigem
Metall, beispielsweise Stahl. An den Kreuzungspunkten – beispielhaft mit 5 bezeichnet – sind die
sich dort kreuzenden Drahtseile 3, 4 elektrisch
isoliert, indem dort zumindest eines der beiden Drahtseile 3, 4 mit
einer Isolationsschicht ummantelt ist.The in 1 to see a section of a screen 1 leaves a wire net 2 with horizontal wire ropes - exemplified with 3 designated - and vertically extending wire ropes - exemplified with 4 designated - recognize. The wire net 2 extends over the entire area of the screen 1 and is surrounded on the outside by a frame not shown here, on which the wire ropes 3 . 4 are attached. The wire ropes 3 . 4 consist of electrically conductive metal, such as steel. At the crossing points - exemplified with 5 referred to - are the crossing there wire ropes 3 . 4 electrically isolated by there at least one of the two wire ropes 3 . 4 is sheathed with an insulating layer.
Auf
den Kreuzungspunkten 5 aufgebracht und dort an den sich
kreuzenden Drahtseilen 3, 4 befestigt sind Bildelemente – beispielhaft
mit 6 bezeichnet –,
die ein Gehäuse – beispielhaft
mit 7 bezeichnet – aufweisen,
an deren den Drahtseilen 3, 4 abgewandten Seite,
also der Frontseite, mehrere LEDs – beispielhaft mit 8 bezeichnet – angeordnet
sind. Die LEDs haben zumindest drei Grundfarben (rot, grün und blau),
mit denen durch Steuerung der Leuchtintensität der LEDs 8 infolge
Farbmischung beliebige Farben dargestellt werden können.At the crossroads 5 applied and there at the crossing wire ropes 3 . 4 attached are picture elements - exemplified with 6 denotes - a housing - exemplified with 7 designated - have, at the wire ropes 3 . 4 opposite side, so the front, several LEDs - exemplified with 8th designated - are arranged. The LEDs have at least three primary colors (red, green and blue), with which by controlling the luminous intensity of the LEDs 8th due to color mixing any colors can be displayed.
Die
Bildelemente 6 werden über
das Drahtnetz 2 mit elektrischem Strom versorgt. Hierzu
sind die Drahtseile 3, 4 an Spannungsquellen – beispielhaft
mit 9 bzw. 10 bezeichnet – angeschlossen. Die Spannungsquellen 9, 10 sind
niederspanning, haben also eine Spannung von beispielsweise 12 oder
24 Volt. Über
Abzweigleitungen, – beispielhaft
mit 11 bzw. 12 bezeichnet – erfolgt jeweils die Stromversorgung
von den Drahtseilen 3, 4 in ein Bildelement 6.The picture elements 6 be over the wire net 2 supplied with electricity. These are the wire ropes 3 . 4 at voltage sources - exemplarily with 9 respectively. 10 designated - connected. The voltage sources 9 . 10 are low-voltage, so have a voltage of, for example, 12 or 24 volts. Via branch lines, - with example 11 respectively. 12 indicated - takes place in each case the power supply from the wire ropes 3 . 4 in a picture element 6 ,
Parallel
zu den waagerechten Drahtseilen 3 sind die Bildelemente 6 durch
jeweils einen Lichtwellenleiter – beispielhaft mit 14 bezeichnet – verbunden,
die an den Drahtseilen 3 befestigt sind. Die Lichtwellenleiter 14 dienen
als Bilddatenbusse für
die Übertrag
von Farbdatenpaketen und weiteren Informationen, beispielsweise
Befehlsdatenpakten, die im Bildelement 6 mit Hilfe eines
darin vorgesehenen Bildelementkontrollers so verarbeitet werden,
dass die LEDs 8 die jeweils gewünschte Farbe darstellen.Parallel to the horizontal wire ropes 3 are the picture elements 6 by in each case an optical waveguide - with example 14 designated - connected to the wire ropes 3 are attached. The optical fibers 14 serve as image data buses for the transfer of color data packets and other information, such as command data packets, in the pixel 6 be processed using a picture element controller provided therein so that the LEDs 8th represent the desired color.
In 2 ist
der Aufbau einer zum Bildschirm 1 gehörenden Bildsignalverarbeitungseinrichtung 15 im
Zusammenhang mit den zu den einzelnen Bildelementen 6 gehörenden Bildelementkontrollern
dargestellt. Die Bildsignalverarbeitungseinrichtung hat eine Eingangsschnittstelle 16 in
Form einer DVI, LVDS, TTL oder auch VGA-Videoschnittstelle, an die eine Videoquelle 17,
beispielsweise ein PC, angeschlossen ist. An die Eingangsschnittstelle 16 schließen sich
Bildausschnittkontroller 18, 19, 20 an,
mit denen das gesamte Bild in Teilbilder aufgeteilt wird. Die Bildausschnittkontroller 18, 19, 20 befinden
sich in der Nähe
der Videoquelle 17, um eine hohe Datenübertragungsrate zwischen beiden
zu gewährleisten.
Der von den Bildausschnittkontrollern 18, 19, 20 produzierte
Bildausschnitt hat eine typische Pixelauflösung von 192 × 144 Pixel,
die aber nach Bedarf angepaßt werden
kann. Der Informationsumfang eines Bildausschnittes beträgt dann
27648 Pixel. Der LED-Bildschirm 1 hat meist eine niedrigere
Pixelauflösung (z.B.
384 × 288)
als die angeschlossene Videoquelle (z.B. 1280 × 1024), häufig auch ein anderes oder
gar spezifisches Seitenverhältnis
(z.B. 720 × 36).In 2 is the construction of a to screen 1 associated image signal processing device 15 related to the to the individual picture elements 6 belonging picture element controllers Darge provides. The image signal processing device has an input interface 16 in the form of a DVI, LVDS, TTL or even VGA video interface to which a video source 17 , for example a PC, is connected. To the input interface 16 close up image section controller 18 . 19 . 20 on, with which the entire picture is divided into partial pictures. The image detail controller 18 . 19 . 20 are near the video source 17 to ensure a high data transfer rate between the two. The one of the image section controllers 18 . 19 . 20 produced image section has a typical pixel resolution of 192 × 144 pixels, but which can be adapted as needed. The information content of a picture section is then 27648 pixels. The LED screen 1 usually has a lower pixel resolution (eg 384 × 288) than the connected video source (eg 1280 × 1024), often a different or even specific aspect ratio (eg 720 × 36).
Von
jedem Bildausschnittkontroller 18, 19, 20 gehen
serielle Busleitungen aus, wobei in dem hier gezeigten Ausschnitt
nur die von dem Bildausschnittkontroller 20 ausgehende
Busleitung 21 dargestellt ist. Aufgrund der Aufteilung
des Gesamtbildes sendet jeder Bildausschnittkontroller 18, 19, 20 nur
einen relativ kleinen Umfang von Informationen, was die Datenübertragung
mit einer relativ niedrigen Rate und dementsprechend über große Entfernungen
ermöglicht.
Eine typische Datenübertragungsrate
beträgt
12 bis 16 Mbit/s bei einer Leitungslänge der Busleitung 21 von
bis zu 50 m.From each frame controller 18 . 19 . 20 go out serial bus lines, which in the section shown here only those of the image detail controller 20 outgoing bus line 21 is shown. Due to the division of the overall picture, each image section controller sends 18 . 19 . 20 only a relatively small amount of information, allowing for data transmission at a relatively low rate and, accordingly, over long distances. A typical data transfer rate is 12 to 16 Mbit / s for one bus line length 21 from up to 50 m.
Ein
Bildausschnittkontroller 18, 19, 20 kann beispielsweise
mit folgenden Bauteilen realisiert werden:
- – Videoschnittstelle
mit DVI-Empfänger
von Texas Instruments TFP201 oder LVDS-Empfänger von National Semiconductor
DS90CR288;
- – Datenbearbeitung
mit FGPA von Actel A3P250;
- – Parametrieren
und Steuerung des FPGA mittels Microkontroller von SiLabs C8051F133;
- – Datenübertragung über die
Busleitungen 21 mittels RS-485 Kontroller von Maxim MAX3062 oder Lichtwellenleitersender
von Avago Vesatile Link-Serie.
An image detail controller 18 . 19 . 20 can be realized, for example, with the following components: - - Video Interface with Texas Instruments TFP201 DVI Receiver or National Semiconductor DS90CR288 LVDS Receiver;
- Data processing with FGPA from Actel A3P250;
- - Parameterization and control of the FPGA by means of microcontroller from SiLabs C8051F133;
- - Data transmission via the bus lines 21 using Maxim MAX3062 RS-485 controller or Avago Vesatile Link series fiber optic transmitter.
Über die
Busleitung 21 – wie über weitere, hier
nicht dargestellte Busleitungen – erfolgt die Datenübertragung
seriell an eine Reihe von Bildfragmentkontrollern, von denen hier
beispielhaft nur drei Bildfragmentkontroller 22, 23, 24 dargestellt
sind. Die Bildfragmentkontroller 22, 23, 24 empfangen
einen Bildausschnitt des Bildausschnittkontrollers 20 und teilen
diesen Bildausschnitt auf mehrere, kleinere Bildfragmente auf. Dies
können
50 bis 100 Bildfragmente sein.Over the bus line 21 - As over other, not shown here bus lines - the data transfer takes place serially to a number of image fragment controllers, of which only three image fragment controller example 22 . 23 . 24 are shown. The image fragment controllers 22 . 23 . 24 receive a picture detail of the image detail controller 20 and split this image section on several, smaller image fragments. This can be 50 to 100 image fragments.
Die
Bildfragmentkontroller 22, 23, 24 enthalten
Umwandlungseinrichtungen, über
die die vom Bildausschnittkontroller 20 kommenden Bildsignale in
Bildsignaleinheiten umgewandelt werden, sofern eine solche Umwandlung
nicht schon in der Videoquelle 17 stattgefunden hat. Die
Bildsignaleinheiten bestehen aus Daten (Informationen), die in den
Bildelementen 6 so verarbeitet werden, dass deren LEDs 8 einen
bestimmten Farbpunkt erzeugen. Die Bildfragmentkontroller 22, 23, 24 haben
zudem eine Formatierungseinrichtung, über die jeweils mehrere Bildsignaleinheiten
zu einem Farbdatenpaket zusammengefaßt und in diesem Farbdatenpaket
in einer bestimmten Reihenfolge aufgereiht werden.The image fragment controllers 22 . 23 . 24 contain conversion facilities, via which the image detail controller 20 coming image signals are converted into image signal units, if such a conversion is not already in the video source 17 took place. The image signal units consist of data (information) contained in the picture elements 6 be processed so that their LEDs 8th create a specific color point. The image fragment controllers 22 . 23 . 24 In addition, a formatting device, via which several image signal units are combined to form a color data packet and lined up in this color data packet in a specific sequence.
Die
Funktion eines Bildfragmentkontrollers lässt sich beispielsweise mit
folgenden Bauteilen realisieren:
- – Bearbeitung
der Bildsignalinformationen mittels Mikrokontoller von SiLabs C8051F33;
- – Empfangen
der Informationen von dem Bildausschnittkontroller 20 und
Datenübertragung
an die Bildelemente 6 mittels RS-485 Kontroller von Maxim
MAX3062 oder Lichtwellenleiterempfänger bzw. -sender Avago Versatile
Link.
The function of a picture fragment controller can be realized, for example, with the following components: - Processing of image signal information by microcontroller of SiLabs C8051F33;
- Receiving the information from the image detail controller 20 and data transmission to the picture elements 6 using the Maxim-MAX3062 RS-485 controller or the Avago Versatile Link fiber-optic receiver / transmitter.
Von
den Bildfragmentkontrollern 22, 23, 24 gehen
ein oder mehrere Bilddatenbusse aus, wobei in 2 der
Verlauf zweier Bilddatenbusse 25, 26 dargestellt
ist, die von dem mittleren Bildfragmentkontroller 23 ausgehen.
Die Bilddatenbusse 25, 26 sind als Lichtwellenleiter
ausgebildet, wie sie als Lichtwellenleiter 14 in 1 zu
sehen sind. Optokoppler an den Bildfragmentkontrollern 22, 23, 24 wandeln
die Informationen in den Farbdatenpaketen in Lichtsignale um, die
dann durch die Bilddatenbusse 25, 26 gesendet
werden.From the image fragment controllers 22 . 23 . 24 one or more image data buses go out, in 2 the course of two image data buses 25 . 26 represented by the middle image fragment controller 23 out. The image data buses 25 . 26 are designed as optical waveguides, as they are as optical waveguides 14 in 1 you can see. Optocouplers on the image fragment controllers 22 . 23 . 24 convert the information in the color data packets into light signals, which then pass through the image data buses 25 . 26 be sent.
Die
seriellen Bilddatenbusse 25, 26 verbinden jeweils
eine Vielzahl von Bildelementkontrollern bzw. Bildelementen 6,
von denen hier lediglich drei Bildelementkontroller 27, 28, 29 bzw. 30, 31, 32 pro Datenbus 25, 26 dargestellt
sind. In jedes Bildelement 6 ist ein eigener Bildelementkontroller 27 bis 32 eingebaut.
Die Bildelementkontroller 27 bis 32 gewährleisten
eine konstante Stromstärke
mit einem vom Hersteller der LEDs 8 spezifizierten Wert
und steuern die Leuchtintensität
der einzelnen LEDs 8 mit der sogenannten Pulsbreitenmodulation
(Puls Width Modulation), die den Strom in einzelne Pulse variabler
Länge aufteilt.The serial picture data buses 25 . 26 each connect a plurality of pixel controllers or pixels 6 , of which only three pixel controllers 27 . 28 . 29 respectively. 30 . 31 . 32 per data bus 25 . 26 are shown. In every picture element 6 is a separate picture element controller 27 to 32 built-in. The picture element controllers 27 to 32 ensure a constant current with one from the manufacturer of the LEDs 8th specified value and control the luminous intensity of each LED 8th with the so-called pulse width modulation, which divides the current into individual pulses of variable length.
Die
Bildelementkontroller 27 bis 32 weisen Empfänger auf,
die das ankommende Farbdatenpaket empfangen und die darin enthaltenen
Information in Form von Lichtpulsen in elektrische Steuersignale umwandeln,
die dann die Pulsbreitenmodulation bewirken. In der Darstellung
gemäß 2 sind
jedem Bildelementkontroller 27 bis 32 jeweils
drei LEDs – beispielhaft
mit 33, 34, 35 bezeichnet – zugeordnet, die
als rote, grüne
und blaue LEDs 33, 34, 35 ausgebildet
sind. Diese LEDs 33, 34, 35 werden durch
Einstellung der Leuchtintensität
mittels der Bildelementkontroller 27 bis 32 so
angesteuert, dass sich eine bestimmte (Misch)-Farbe einstellt, die
bei entfernter Wahrnehmung als einzelner Farbpunkt (Pixel) wahrgenommen
wird.The picture element controllers 27 to 32 have receivers that receive the incoming color data packet and convert the information contained therein in the form of light pulses in electrical control signals, which then cause the pulse width modulation. In the illustration according to 2 are each pixel controller 27 to 32 three LEDs each - exemplarily with 33 . 34 . 35 designated - assigned as red, green and blue LEDs 33 . 34 . 35 are formed. These LEDs 33 . 34 . 35 be through one position of the luminous intensity by means of the pixel controller 27 to 32 so controlled that a certain (mixed) color sets in, which is perceived as a single color point (pixel) when perception is removed.
Ein
Bildelementkontroller 27 bis 32 kann mit Hilfe
fester Logik oder auch eines Mikroprozessors realisiert werden.
Im letzteren Fall können
mit Hilfe der Bildelementkontroller 27 bis 32 auch
einige Funktionen übernommen
werden, die ansonsten von den Bildfragmentkontrollern 22, 23, 24 durchgeführt werden,
z.B. Gamma-Korrektur, Weißabgleich
etc. Ein Bildelementkontroller 27 bis 32 kann
beispielsweise mit folgenden Bauteilen realisiert werden:
- – Empfangen
der Informationen und Datenübertragung
an die weiteren Bildelementkontroller 27 bis 32 mittels
RS-485 Kontroller von Maxim MAX3062 oder Lichtwellenleiterempfänger bzw. -sender
Avago Versatile Link;
- – Datenbearbeitung
und/oder Empfang der Informationen mittels Mikrokontroller von Philips P89LPC932;
- – Gewährleistung
konstanten Stroms und PWM-Ansteuerung mittels Micrel MIC5400 oder Texas
Instruments TLC 5941 oder Microkontroller Philips P89LPC932.
A picture element controller 27 to 32 can be realized with the help of fixed logic or even a microprocessor. In the latter case, with the help of the pixel controller 27 to 32 Also, some functions are taken over by the image fragment controllers 22 . 23 . 24 be performed, for example, gamma correction, white balance, etc. A pixel controller 27 to 32 can be realized, for example, with the following components: - - Receiving the information and data transfer to the other pixel controller 27 to 32 using Maxim MAX3062 RS-485 controller or Avago Versatile Link fiber optic receiver / transmitter;
- - Data processing and / or reception of the information by means of microcontroller from Philips P89LPC932;
- - Constant current and PWM control via Micrel MIC5400 or Texas Instruments TLC 5941 or Microcontroller Philips P89LPC932.
In 3 ist
die Datenübertragung
vom Bildfragmentkontroller 23 bis zu den Bildelementen 6 mittels
des Bilddatenbusses 25 dargestellt. Im Bildfragmentkontroller 23 werden
die Bildsignale – soweit
erforderlich – in
einzelne, jeweils für
ein einziges Bildelement 6 bestimmte Informationen in Form
von Bildsignaleinheiten umgewandelt, die in diskreten Farbdatenpaketen
zusammengefasst und innerhalb eines Farbdatenpaketes in der Reihenfolge
der Bildelemente 6 aufgereiht werden. Im dargestellten
Beispiel verlässt
den Bildfragmentkontroller 23 ein so zusammengestelltes
Farbdatenpaket 36 mit einer ersten Bildsignaleinheit 37,
einer zweiten Bildsignaleinheit 38, einer dritten Bildsignaleinheit 39 sowie
dazwischenliegenden Bildsignaleinheiten mit schließlich der
vorletzten Farbsignaleinheit 40 und der letzten Bildsignaleinheit 41.
Die Anzahl der Bildsignaleinheiten 37 bis 41 entspricht
der Anzahl der Bildelemente 6, die in den Bilddatenbus 25 integriert
sind.In 3 is the data transfer from the image fragment controller 23 up to the picture elements 6 by means of the image data bus 25 shown. In the image fragment controller 23 the image signals are - if necessary - in individual, each for a single pixel 6 converted certain information in the form of image signal units, which are summarized in discrete color data packets and within a color data packet in the order of the picture elements 6 be lined up. In the example shown, the image fragment controller exits 23 such a compiled color data package 36 with a first image signal unit 37 , a second image signal unit 38 , a third image signal unit 39 and intermediate image signal units with finally the penultimate color signal unit 40 and the last image signal unit 41 , The number of image signal units 37 to 41 corresponds to the number of picture elements 6 that in the image data bus 25 are integrated.
Das
Farbdatenpaket 36 wird vom ersten Bildelementkontroller 27 empfangen.
Dieser ist so programmiert, dass er nur die an erster Position stehende
Bildsignaleinheit 37 liest und die anderen Bildsignaleinheiten 38 bis 41 unbeachtet
lässt.
Die Bildsignaleinheit 37 hat alle Informationen, um die
dem Bildelementkontroller 27 zugeordneten LEDs 33, 34, 35 in
einer bestimmten Farbkonfiguration aufleuchten zu lassen. Mittels
einer Formatierungseinheit des Bildelementkontrollers 27 wird
dann die erste Bild signaleinheit 37 aus dem Farbdatenpaket 36 entfernt,
und die nachfolgenden Bildsignaleinheiten 38 bis 41 rücken um
eine Position vor, so dass die zweite Bildsignaleinheit 38 an
die erste Position rückt.The color data package 36 is from the first pixel controller 27 receive. This is programmed so that it only the image signal unit in the first position 37 reads and the other video signal units 38 to 41 ignored. The image signal unit 37 has all the information to the the pixel controller 27 associated LEDs 33 . 34 . 35 to light up in a specific color configuration. By means of a formatting unit of the picture element controller 27 then becomes the first image signal unit 37 from the color data package 36 removed, and the subsequent image signal units 38 to 41 move forward by one position so that the second image signal unit 38 moves to the first position.
Das
derart um die erste Bildsignaleinheit 37 reduzierte Farbdatenpaket 42 wird
von dem Bildelementkontroller 27 versendet und gelangt über den Bilddatenbus 25 zum
Bildelementkontroller 28 des nächsten Bildelements 6.
Dort geschieht das Gleiche wie in dem Bildelementkontroller 27,
d.h. der Bildelementkontroller 28 entnimmt die nunmehr
an erster Stelle stehende Bildsignaleinheit 38 zum Ansteuern der
zugehörigen
Leuchtdioden 8, und das Farbdatenpaket 42 wird
nach Reduzierung um die Bildsignaleinheit 38 derart formatiert,
dass die dritte Bildsignaleinheit 39 an die erste Stelle
rückt,
jeweils unter Nachrükken
der danach aufgereihten Bildsignaleinheiten 40, 41.
Dieses Farbdatenpaket 43 wird versendet und gelangt über den
Bilddatenbus 25 zum Bildelementkontroller 29,
wo sich der vorgenannte Vorgang analog wiederholt.This is the case for the first image signal unit 37 reduced color data package 42 is from the pixel controller 27 sent and passes over the image data bus 25 to the pixel controller 28 of the next picture element 6 , There, the same thing happens as in the pixel controller 27 ie the pixel controller 28 removes the video signal unit now in the first place 38 for driving the associated light-emitting diodes 8th , and the color data package 42 becomes after reduction around the image signal unit 38 formatted such that the third image signal unit 39 moves to the first position, each with Nachrükken the then lined up image signal units 40 . 41 , This color data package 43 is sent and gets over the image data bus 25 to the pixel controller 29 where the above process is repeated analogously.
In
nachfolgenden, hier nicht näher
dargestellten Bildelementkontrollern wird entsprechend verfahren,
bis das danach dargestellte Farbdatenpaket 44 übrig bleibt,
das nur noch aus der vorletzten Bildsignaleinheit 40 und
der letzten Bildsignaleinheit 41 besteht. Dieses Farbdatenpaket 44 gelangt
zu dem vorletzten Bildelementkontroller 45, wo die Bildsignaleinheit 40 gelesen
und aus dem Datenpaket 44 entfernt wird, so dass der Bildelementkon troller 45 ein
Datenpaket 46 versendet, das lediglich aus der letzten
Bildsignaleinheit 41 besteht und vom letzten Bildelementkontroller 47 empfangen
und für
die Darstellung einer Farbe genutzt wird. Hierdurch entsteht ein
bestimmtes Bild, dem durch jeweils nachfolgende Farbdatenpakete
bewirkte Bilder folgen.In subsequent picture element controllers, not shown here, a procedure is followed accordingly until the color data packet represented thereafter 44 remains, that only from the penultimate image signal unit 40 and the last image signal unit 41 consists. This color data package 44 arrives at the penultimate pixel controller 45 where the image signal unit 40 read and from the data packet 44 is removed so that the Bildelementkon troller 45 a data packet 46 sent, that only from the last image signal unit 41 exists and the last pixel controller 47 received and used for the representation of a color. This results in a specific image, followed by each successive color data packets caused images.
In
die Bildsignalverarbeitungseinrichtung 15 ist zusätzlich eine
hier nicht näher
dargestellte Befehlssignaleinrichtung integriert, mittels der Befehlssignale
erzeugt und/oder versendet werden können. Die Befehlssignale dienen
dazu, die Leuchtintensität der
LEDs 33, 34, 35 zu korrigieren, wenn
dies beispielsweise zwecks Einstellung des Weißabgleichs notwendig ist. Die
Befehlssignale können über die Bildsignalquelle 17 in
die Bildsignalverarbeitungseinrichtung 15 eingespeist werden.
Die Befehlssignaleinrichtung kann jedoch auch Verbindung zu Zustandssensoren
haben, die Zustandssignale an die Befehlssignaleinrichtung senden
und dort bestimmte Befehlssignale erzeugen.In the image signal processing device 15 In addition, a command signal device, not shown here, is additionally integrated, by means of which the command signals can be generated and / or sent. The command signals are used to control the luminous intensity of the LEDs 33 . 34 . 35 to correct, for example, when setting the white balance is necessary. The command signals can be transmitted through the image signal source 17 in the image signal processing device 15 be fed. However, the command signal device may also have connection to state sensors that send state signals to the command signal device and generate certain command signals there.
Die
Befehlssignale werden in dem dargestellten Beispiel genauso bearbeitet
wie die Bildsignale, d.h. es werden aus Befehlssignalen, die für ein bestimmtes
Bildelement 6 vorgesehen sind, um dort eine Korrektur zu
bewirken, zu Befehlssignaleinheiten – analog zu den Bildsignaleinheiten 37 bis 41 – zusammengefaßt, und
aus den Befehlssignaleinheiten werden Befehlsdatenpakete – analog
zu den Farbdatenpaketen 36, 42, 43, 44, 46 – gebildet.
Die Be fehlsdatenpakete haben dann die gleiche Struktur wie die Farbdatenpakete 36, 42, 43, 44, 46 gemäß 3.
Sie werden über
die Bildfragmentkontroller 22, 23, 24 in
die Bilddatenbusse 25, 26 eingespeist, indem sie
in die Zwischenräume
zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Farbdatenpakete 36 plaziert
werden. Die Bildschirmkontroller 27 bis 42 sind so
ausgebildet, dass sie die ihnen jeweils zugedachte Befehlssignaleinheit
an einer vorbestimmten Position – analog zu den Bildsignaleinheiten 37 bis 41 – vorfinden
und lesen können.
Auch hier bedarf es keiner Adressierung, allenfalls einer vorangestellten
Präambel,
die die Befehlssignaleinheiten von den Bildsignaleinheiten 37 bis 41 unterscheidbar
machen. Es versteht sich, dass innerhalb eines Befehlsdatenpakets
auch Befehlssignaleinheiten vorhanden sein können, die nicht zu einer Korrektur
der Leuchtintensität
führen,
so dass eine Korrektur nur bei einem solchen Bildelement 6 vorgenommen
wird, das der Korrektur bedarf.In the example shown, the command signals are processed the same way as the image signals, ie they are converted from command signals for a specific picture element 6 are provided there to effect a correction to command signal units - analogous to the image signal units 37 to 41 - summarized, and from the command signal units command data packets - analogous to the Color data packets 36 . 42 . 43 . 44 . 46 - educated. The command data packets then have the same structure as the color data packets 36 . 42 . 43 . 44 . 46 according to 3 , They are about the image fragment controller 22 . 23 . 24 into the image data buses 25 . 26 fed by placing them in the spaces between each two consecutive color data packets 36 be placed. The screen controller 27 to 42 are formed so that they have their respective intended command signal unit at a predetermined position - analogous to the image signal units 37 to 41 - find and read. Again, there is no addressing, possibly a leading preamble, the command signal units of the image signal units 37 to 41 distinguishable. It is understood that within a command data packet also command signal units may be present which do not lead to a correction of the luminous intensity, so that a correction only in such a pixel 6 is made, which requires the correction.
Alternativ
kann die Befehlssignaleinrichtung auch so in die Bildsignalverarbeitungseinrichtung 15 integriert
sein, dass die darin erzeugten Bildsignale schon vor ihrer Versendung
in den Bilddatenbussen 25, 26 korrigiert werden.
In diesem Fall bedarf es keiner weiteren Aufarbeitung und anschließenden Versendung
der Befehlssignale zu den Bildelementkontrollern 27 bis 32.Alternatively, the command signal means may also be incorporated in the image signal processing means 15 be integrated, that the image signals generated therein even before they are sent in the image data buses 25 . 26 Getting corrected. In this case, there is no further processing and subsequent sending of the command signals to the pixel controllers 27 to 32 ,
Die
Bildelemente 6 sind zusätzlich
mit jeweils einem hier nicht näher
dargestellten Temperatursensor versehen, der die Temperatur des
jeweiligen Bildelements 6 erfasst. Die Temperatursensoren
sind mit den Bildelementkontrollern 27 bis 32 so
verbunden, dass über
die Pulsbreitenmodulation Einfluss auf die Leuchtintensität der LEDs 8, 33, 34, 35 genommen
werden kann. Dies geschieht in der Weise, dass bei Überschreiten
eines oberen Schwellenwertes der Temperatur die Lichtintensität durch
entsprechende Stromsteuerung reduziert wird, um die Wärmeentwicklung
der LEDs 8, 33, 34, 35 zu verringern und
damit auch deren Temperatur. Bei tiefen Außentemperaturen, d.h. bei Unterschreiten
eines bestimmten Schwellenwerts der Temperatur, beispielsweise –40°C, geschieht
das Umgekehrte. Über
die Bildelementkontroller 27 bis 32 wird die Pulsbreitenmodulation
derart beeinflusst, dass die Leuchtintensität der LEDs 8, 33, 34, 35 erhöht wird.
Auf diese Weise erwärmen
sich die Bildelemente 6 selbst und werden deshalb vor Zerstörung geschützt.The picture elements 6 are additionally provided with a respective temperature sensor, not shown here, the temperature of the respective pixel 6 detected. The temperature sensors are with the pixel controllers 27 to 32 connected so that influence on the luminous intensity of the LEDs via the pulse width modulation 8th . 33 . 34 . 35 can be taken. This is done in such a way that when exceeding an upper threshold of the temperature, the light intensity is reduced by appropriate current control to the heat generation of the LEDs 8th . 33 . 34 . 35 to reduce and thus their temperature. At low outside temperatures, ie falling below a certain threshold temperature, for example -40 ° C, the reverse happens. About the picture element controller 27 to 32 the pulse width modulation is influenced such that the luminous intensity of the LEDs 8th . 33 . 34 . 35 is increased. In this way, the picture elements heat up 6 themselves and are therefore protected from destruction.
Statt
einer direkten Korrektur innerhalb des Bildelements 6 kann
auch vorgesehen sein, dass die von den Temperatursensoren erzeugten
Temperatursignale nach entsprechender Aufarbeitung in den Bildelementkontrollern 27 bis 32 in
die Bilddatenbusse 25, 26 eingespeist werden,
vorzugsweise in die Zwischenräume
zwischen die Farbdatenpakete 36, 42, 43, 44, 46,
und an die Bildsignalverarbeitungseinrichtung 15 gesendet
werden. In diesem Fall schließen sich
an die Bilddatenbusse 25, 26 nach dem jeweils letzten
Bildelement 6 in 2 gestrichelt
dargestellte Zustandsdatenbusse 48, 49 an, die
die Temperatursignale zu den Bildfragmentkontrollern 22, 23, 24 zurückzuführen. Über diese
Zustandsdatenbusse 48, 49 gelangen die Temperatursignale
in eine hier nicht näher
dargestellte Auswerteeinrichtung, wo sie auf verschiedene Art verwendet
werden können,
beispielsweise für
eine Temperaturanzeige oder – bei Erreichen
von Temperaturschwellenwerten – zur Alarmgabe.
Alternativ dazu oder in Kombination damit ist die Auswerteeinrichtung
mit der schon oben beschriebenen Befehlssignaleinrichtung dergestalt verbunden,
dass aus den Temperatursignalen entsprechende Befehlssignale und
aus diesen Befehlssignaleinheiten, aus diesen wiederum Befehlsdatenpakete
erzeugt werden, die dann in der oben beschriebenen Weise über die
Bilddatenbusse 25, 26 zu den Bildelementkontrollern 27 bis 32 gelangen. Dort
werden die jeweils zugedachten Befehlssignaleinheiten gelesen mit
der Folge, dass über
diesen Weg die gleiche Leuchtintensitätkorrektur vorgenommen wird
wie bei der direkten Korrektur innerhalb der Bildelemente 6.Instead of a direct correction within the picture element 6 can also be provided that the temperature signals generated by the temperature sensors after appropriate processing in the Bildelementkontrollern 27 to 32 into the image data buses 25 . 26 are fed, preferably in the spaces between the color data packets 36 . 42 . 43 . 44 . 46 , and the image signal processing device 15 be sent. In this case, connect to the image data buses 25 . 26 after the last picture element 6 in 2 Dashed state data buses shown 48 . 49 indicating the temperature signals to the image fragment controllers 22 . 23 . 24 due. About these status data buses 48 . 49 reach the temperature signals in an evaluation not shown here, where they can be used in various ways, for example, for a temperature display or - when temperature thresholds - to alarm. Alternatively or in combination with this, the evaluation device is connected to the command signal device described above in such a way that command data signals are generated from the temperature signals and command data packets are generated from these command signal units, which are then transmitted via the image data buses in the manner described above 25 . 26 to the picture element controllers 27 to 32 reach. There, the respectively intended command signal units are read, with the result that the same luminous intensity correction is made via this path as in the case of the direct correction within the picture elements 6 ,
