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Technischer
Bereich
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein vollfarbiges LED-Anzeigesystem,
welches abstufungsreiche, mehrfarbige Bilder durch Kombinieren von
beispielsweise LED-Lampen von drei Primärfarben von RGB (Rot, Grün und Blau)
kombiniert. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein System
eines Pulsbreitenmodulationsverfahrens zum Erhellen und Aktivieren
einer LED-Lampe durch einen Aktivierungspuls, der auf der Grundlage
von Abstufungsdaten für
jede Farbe pulsbreitenmoduliert wurde.
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Technischer
Hintergrund
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Grundlegender
Aufbau eines vollfarbigen LED-Anzeigesystems
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Die
Entwicklung von hochlumineszenten blauen LEDs (Licht-emittierenden
Dioden) folgend beginnen vollfarbige LED-Anzeigesysteme, welche die
drei Primärfarben
RGB kombinieren, populär
zu werden. Ein Beispiel einer Spezifikation einer typischen Einrichtung
ist wie folgt. Ein Anzeigeschirm ist in großer Größe von 2,4 Meter Höhe und 3,4
Meter Breite vorgesehen. Eine Gesamtheit von 61 440 Pixellampen
von 480 Linien mit 128 Punkten (Dots) pro Linie sind in diesem Bildschirm
aufgestellt. Jede der Pixellampen ist eine zusammengesetzte LED-Mehrfarblampe,
in welcher jeweilige LEDs in den drei Primärfarben RGB dicht versammel
sind. Pixeldaten zum Betrieb eines Pixels besteht aus einer Gesamtheit
von 24 Bits, das heißt,
8 Bits jeweils für
jedes RGB. Die Anzeigeabstufung für jede der Farben RGB ist jeweils
256 Töne,
und somit wird ein vollfarbiger Ausdruck von 16 777 216 Farben ermöglicht.
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In
dieser Art von Vollfarb-LED-Anzeigesystem ist es möglich, ein
NTSC-Videosignal als die Videoquelle des Systems zu verwenden, das
in einem regulären
Fernsehsendungssystem oder einem VTR verwendet wird. Ein NTSC-Videosignal,
welches einer Anzeigesteuereinrichtung eingegeben wurde, wird A/D-gewandelt,
und wird in digitale Signale einer Gesamtheit von 24 Bits von jeweils
8 Bits für
RGB gewandelt und verarbeitet. Bilddaten für einen Bildschirm, enthaltend
(61 440 × 24)
Bits entsprechend den 61 440 Pixellampen, werden in einem Datenübertragungsblockspeicher
zwischengespeichert. Aus diesem Datenübertragungsblockspeicher werden Bilddaten
von 24 Bits für
ein einziges Pixel jeweils zu einem Aktivierungsschaltkreis von
jeder Pixellampe herausgegeben und in einem Register in dem Aktivierungsschaltkreis
gehalten.
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In
dem Pixellampenaktivierungsschaltkreis werden die roten LEDs aktiviert
und mit einem Farbton erhellt, der den 8 Bits von Rotdaten entspricht, der
in dem Register gehalten wird. Ähnlich
werden die grünen
LEDs mit einem Ton aktiviert und erhellt, der den 8 Bits von Gründaten entspricht,
und die blauen LEDs werden aktiviert und erhellt mit einem Ton entsprechend
den 8 Bits von Blaudaten.
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Abstufungssteuerung
mit Pulsbreitenmodulationsverfahren
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Eine
solche Abstufungssteuerung wird allgemein durch ein bekanntes Pulsbreitenmodulationsverfahren
durchgeführt.
Ein Taktpuls einer hinreichend hohen konstanten Frequenz wird kontinuierlich
erzeugt; ein (28) = 8-Bit-Zähler wird
durch den Taktpuls inkrementiert; und ein 8-Bit-Zählwert des Zählers wird
jeweils mit konstanter Periode Ts von alle "0" zu
alle "1" geändert. Durch
Vergleich mittels eines Digitalvergleichers des Betrags zwischen
diesem 8-Bit-Wert und dem in dem Register des Aktivierungsschaltkreises
gehaltenen 8-Bit-Abstufungsdaten wird ein Aktivierungspuls mit einer
Pulsbreite Tw entsprechend den 8-Bit-Abstufungsdaten und mit der vorstehend
genannten Zeitperiode Ts aus dem Vergleicher ausgegeben. Der Pixellampen-Aktivierungsschaltkreis
führt einen
konstanten Strom durch die LED und erhellt diese für eine Zeitperiode
der Pulsbreite Tw des Aktivierungspulses. Dieses Puls-Erhellen wird
mit einer Periode Ts wiederholt.
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Die
Pulsbreite Tw des Aktivierungspulses mit einer Periode Ts wird proportional
zu dem binären Wert
der 8-Bit-Abstufungsdaten bestimmt, und eine Anzeigelumineszenz
entsprechend den 8-Bit-Abstufungsdaten wird durch Puls-Erhellen
der LED mit einem konstanten Strom für eine Zeit Tw während der Periode
Ts erhalten.
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Gamma-Korrektur
von TV-Signalen
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Heutzutage
sind selbst die Mainstream-Fernsehbildanzeigeeinrichtungen CRT-Fernsehgeräte. Da die
RGB-Dreifarb-Fluoreszenzmaterialien der CRT-Fernsehgeräte nicht
proportional zur Spannung des Eingangsvideosignals leuchten, ist das
Verhältnis
zwischen dem Eingangssignal und dem optischen Ausgang nichtlinear.
Bekanntlich wird eine solche Eigenschaft bzw. Kennlinie als GAMMA bezeichnet.
Wenn die Nicht-Linearität
(gamma) des CRT in einem solchen Fernsehgerät korrigiert wird, wird das
Fernsehgerät
kompliziert und kostspielig. Daher werden bei dem derzeitigen Fernsehverfahren Signale
gesendet, welche senderseitig gamma-korrigiert wurden. Der tatsächliche
gamma-Wert wird ein erheblich unterschiedlicher Wert entsprechend Messbedingungen
und Messverfahren. In dem NTSC-Verfahren wird gamma-Korrektur unter
der Annahme durchgeführt,
dass der gamma-Wert der Bildanzeigeeinrichtung 2,2 ist.
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Jedoch
ist in einem LED-Anzeigesystem das Verhältnis zwischen dem Eingangssignal
und dem optischen Ausgang annähernd
linear, und es ist nicht nicht-linear wie von einem gamma eines
CRT-Fernsehgeräts.
Das Verhältnis
ist nicht vollständig
nicht-linear, sondern die Kennlinie ist signifikant unterschiedlich
von dem gamma eines CRT.
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Wenn
ein gamma-korrigiertes NTSC-Videosignal als eine Videoquelle eines
LED-Anzeigesystems
verwendet wird, wäre
es notwendig, eine Invers-gamma-Korrektur mit einem Mittel auszuführen, und
Abstufungssteuerung gemäß der annähernd linearen
Kennlinie des LEDS auszuführen,
wenn eine Bildanzeige von hoher Qualität realisiert werden soll.
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Abstufungssteuerung
durch nicht-lineare Pulsbreitenmodulation
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In
der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift (Nr. 7-306659),
die 1995 herausgegeben wurde, wurde folgende Technik hinsichtlich
einer Mehrfarb-LED-Anzeigeeinheit
offenbart:
- (1) Eine LED-Anzeigeeinheit (Bildschirm)
wird durch geordnetes Aufstellen einer Mehrheit von LEDs in den
drei Primärfarben
RGB ausgebildet. Ein LED-Erhellungsschaltkreis zum Erhellen jeder der
LEDs und Einstellen der Erhellungsfarbe und Helligkeit derselben
ist an der Einheit angebracht.
- (2) Der LED-Erhellungsschaltkreis umfasst: einen Pulsbreitenmodulationsschaltkreis,
welcher einen Aktivierungspuls entsprechend eingegebenen Abstufungsdaten
ausgibt; und einen LED-Aktivierungsschaltkreis, welcher die LED
mit dem Aktivierungspuls aus dem Pulsbreitenmodulationsschaltkreis
erhellt.
- (3) Der Pulsbreitenmodulationsschaltkreis umfasst: einen Nicht-Linear-Zähler, in
welchem das Verhältnis
zwischen Zeit und einem Zählwert
eine nicht-lineare Wirkung annimmt; und einen Digitalvergleicher,
welcher dem Betrag zwischen dem Zählwert des Nicht-Linear-Zählers und
den Abstufungsdaten vergleicht, die in einem Zwischenspeicher gespeichert
sind, um den vorstehend genannten Aktivierungspuls zu erzeugen.
- (4) Der Nicht-Linear-Zähler
umfasst: einen Pulsgenerator, der einen Zählpuls von 16 Arten erzeugt,
wobei jeder eine andere Zeitperiode aufweist; einen Auswählschaltkreis,
welcher eine Art von Zählpuls
aus den 16 Arten auswählt;
einen Binärzähler, welcher
den Zählpuls
zählt,
der durch den vorstehend genannten Schaltkreis ausgewählt ist;
und einen Decoder-Schaltkreis, der ein Auswahlsignal zur Auswahl
der 16 Arten von Zählpulsen
aus den 4 Bits höherer
Ordnung des Binärzählers erzeugt.
- (5) Wenn der Zählwert
des Binärzählers klein
ist, hat der Auswählschaltkreis
einen Zählpuls
mit einer kurzen Periode gemäß dem Auswählsignal aus
dem Decoder-Schaltkreis
ausgewählt,
und somit steigt der Zählwert
des Binärzählers rapide an.
Wenn der Zählwert
des Binärzählers groß wird, ändert sich
das Auswählsignal
aus dem Decoder-Schaltkreis, und der Auswählschaltkreis wählt einen
Zählpuls
mit einer langen Periode aus, und somit steigt der Zählwert des
Binärzählers langsam
an.
- (6) Abstufungsdaten werden erfolgreich aus einer externen Einrichtung
gesendet, wie einem Anzeigesteuergerät, wie zu dem LED-Anzeigesystem, und
wird zeitweilig in einem Speicher gespeichert. Die in dem Speicher
gespeicherten Abstufungsdaten werden dem Digitalvergleicher über den Zwischenspeicher
eingegeben. Die Pulsbreite Tw des Aktivierungspulses, der aus dem
Digitalvergleicher ausgegeben wird, ist mit Blick auf die Abstufungsdaten
nicht-linear moduliert; in einem Bereich, in welchem die Abstufungsdaten
klein sind, ist die Änderungsrate
der Pulsbreite Tw klein, und sowie die Abstufungsdaten groß werden,
wird die Änderungsrate
der Pulsbreite Tw größer.
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In
der herkömmlichen
Mehrfarb-LED-Anzeigeeinheit, wie sie vorstehend beschrieben ist,
ist es durch Anwenden von Abstufungssteuerung gemäß nicht-linearer
Pulsbreitenmodulation in dem Fall, in welchem ein gamma-korrigiertes
NTSC-Videosignal als
eine Videoquelle verwendet wird, möglich, eine Invers-gamma-Korrektur einer Liniengraph-ähnlichen
Approximation auszuführen,
welche zur annähernd
linearen Kennlinie der LED passt, um Bildanzeigen von höherer Qualität auszuführen.
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Jedoch
ist es bei dieser bekannten Technik, da eine Invers-gamma-Korrektur
einer Liniengraph-ähnlichen
Approximation ausgeführt
wird, schwierig, eine Invers-gamma-Korrektur
von hoher Qualität
mit einem einfachen Schaltkreisaufbau auszuführen, und es ist ebenso schwierig,
eine überlegene
Bildqualität,
die hinreichend zufrieden stellt, zu realisieren. Ferner lagen,
da ein Schaltkreisaufbau, der Abstufungssteuerung durch nicht-lineare
Pulsbreitenmodifikation ausführt,
an der LED-Anzeigeeinheit angebaut ist, strukturelle Probleme vor,
wie sie nachfolgend beschrieben sind, wenn Anpassung an eine Ausführungsform
mit insbesondere einer LED-Anzeigeeinrichtung mit großem Bildschirm
betrachtet wird.
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In
einem Zentrumsbereich einer Stadt sind viele Vollfarb-LED-Anzeigen
mit großen
Bildschirmen zu sehen, die auf Wänden
von Gebäuden
angebracht sind. In einem solchen System ist eine Ausgestaltung,
in welcher Bildschirmmodule, die etwa auf einer Gebäudewand
angebracht sind, mit Datensendemodulen verbunden, die innerhalb
eines Gebäuderaums durch
Datenübertragungskabel
angeordnet sind, angewandt. Ein Bildschirmmodul ist äquivalent
zu einer erforderlichen Anzahl von LED-Anzeigeeinheiten des vorstehend
genannten bekannten Dokuments, welche miteinander verbunden sind.
Ein Datensendemodul ist äquivalent
zu dem, was als die externe Einrichtung repräsentiert wird, wie das Anzeigesteuergerät in dem
vorstehend genannten bekannten Dokument.
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In
dem Vollfarb-LED-Anzeigesystem, wie es vorstehend beschrieben wurde,
ist es erwünscht,
die Bildqualität
durch Optimieren einer Anzeigeabstufungssteuerkennlinie durch verschiedene
Faktoren zu optimieren, wie variables Steuern in geeigneter Weise
von Steuerkennlinien von Anzeigetönen, in Übereinstimmung mit einer Abstufungsausdruckkennlinie
(gamma-Korrekturkennlinie eines TV-Signals ist eine solche Kennlinie)
von Bilddaten, die anzuzeigen sind, oder variables Steuern in geeigneter Weise
der Steuerkennlinien von Anzeigetönen in Übereinstimmung dessen, ob es
Tag ist, wenn die Sonne scheint, oder Nacht, wenn dies nicht der
Fall ist.
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Um
die vorstehend genannte Funktion zu realisieren, wurde eine Optimierungsinformation
für die
Anzeigeabstufungssteuerkennlinie von dem Datensendemodul (einem
Computer zum Steuern der Anzeige) gesendet, welcher Bilddaten in
das Bildschirmmodul zuführt.
Bei der bekannten Technik wurde die Kennlinie des Nicht-Linear-Zählers, welcher an
der LED-Anzeigeeinheit (der strukturellen Komponente des Bildschirmmoduls)
angebaut ist, nacheinander durch ein Signal geändert, das aus dem Anzeigesteuergerät (dem Datensendemodul)
zugeführt wird.
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Es
ist möglich,
ein solches Schaltkreissystem zu realisieren. Jedoch waren Gegenstände, wie welche
Art von Signal aus dem Datensendemodul zu welchem Teil des Nicht-Linear-Zählers in
der Vielfachheit der LED-Anzeigeeinheiten zuzuführen ist, welche das Bildschirmmodul
aufbauen, und wie ihre Kennlinie variabel zu steuern ist, war nicht
das Thema in der in dem vorstehend genannten bekannten Dokument
offenbarten Erfindung.
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In
dem vorstehend bekannten Dokument wird beschrieben, dass der Pulsgenerator
(der die 16 Arten von Zählpulsen
erzeugt), welcher eine strukturelle Komponente des Nicht-Linear-Zählers ist,
ein Programmzähler
sein kann, und dass sein eingestellter Wert (ein Wert zum Bestimmen
der jeweiligen Perioden der 16 Arten von Zählpulsen) von einem externen
Punkt aus optimiert werden kann. Für diese Beschreibung ist es
möglich,
an ein Steuersystem zu denken, welches den eingestellten Wert des
Pulsgenerators in dem Nicht-Linear-Zähler in der Vielzahl von LED-Anzeigeeinheiten,
welche das Bildschirmmodul aufbauen, durch Signale aus dem Datensendemodul,
das an dem Bildschirmmodul über
das Datenübertragungskabel
angeschlossen ist, ändert.
Jedoch würde
in einem solchen Fall das Steuersystem einen komplizierten und kostspieligen
Schaltaufbau aufweisen, der eine Vielzahl von Signalsendeleitungen
erfordern würde.
Selbst wenn ein solcher komplizierter und kostspieliger Schaltkreisaufbau
verwendet würde,
ist es nur möglich,
Abstufungssteuerung der vorstehend genannten Liniengraph-ähnlichen Kennlinien
auszuführen,
und eine extrem begrenzte Änderung
der Kennlinien der Modifizierung der Neigung von jedem der Liniensegmente
des Liniengraphs auszuführen.
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Ein
Steuersystem außer
dem der vorstehend genannten Art ist zu betrachten. Zum Beispiel
ist es in der vorstehend beschriebenen bekannten Technik möglich, an
eine Systemausgestaltung zu denken, in welcher: der Pulsgenerator,
der eine strukturelle Komponente des Nicht-Linear-Zählers ist,
ist an der Seite des Daten sendemoduls angebaut. Und die Zählpulse
von 16 Arten, welche aus dem Pulsgenerator ausgegeben werden, werden
zu dem Bildschirmmodul über
das Datenübertragungskabel übertragen,
und werden dem Auswählschaltkreis
in dem Nicht-Linear-Zähler eingegeben.
Dann wird, um die Kennlinie des Nicht-Linear-Zählers zu ändern, die Kennlinie des Pulsgenerators
variabel durch den Computer des Datensendemoduls eingestellt, und die
Periode der 16 Arten der Zählpulse
wird geeignet modifiziert. Jedoch wird dieses Steuersystem, ähnlich dem
vorstehend genannten System, ein komplizierter und kostspieliger
Schaltkreisaufbau. Selbst wenn solch ein komplizierter und kostspieliger Schaltkreisaufbau
angewandt würde,
ist es nur möglich,
Abstufungssteuerung der vorstehend genannten Liniengraph-ähnlichen
Kennlinien auszuführen,
und nur eine extrem begrenzte Kennlinienänderung der Modifikation der
Neigung von jedem der Liniensegmente des Liniengraphs auszuführen.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Systemausgestaltung
bereitzustellen, in welcher in Übereinstimmung
mit einer Abstufungsausdruckkennlinie von etwas wie einem NTSC-Videosignal
zur Verwendung als eine Videoquelle, eine geeignete Korrektur von
einer solchen Kennlinie einfach ausführen kann, um die Kennlinie
einer LED mittels eines einfachen Schaltkreissystems anzupassen, und
welches Vollfarbbildanzeige hoher Qualität ausführen kann, dies in einem Vollfarb-LED-Anzeigesystem,
welches aus einem Bildschirmmodul und einem Datensendemodulsystem
konfiguriert ist.
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Erste Ausführungsform
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen ein vollfarbiges LED-Anzeigesystem,
wobei das System umfasst:
- – ein Bildschirmmodul zum Anzeigen
eines Mehrfarbbilds auf einem Bildschirm, in welchem eine Vielzahl
von Pixellampen (10) angeordnet sind, wobei jede Pixellampe
aus einer Mehrzahl von Erstfarb-LEDs (11), Zweitfarb-LEDs
(12) und Drittfarb-LEDs (13) hergestellt ist;
- – und
ein Datensendemodul (1), welches mit dem Bildschirmmodul über Datesendemittel
verbunden ist, und welches ein Steuersignal sowie Bilddaten gibt,
wobei die Bilddaten eine Zusammenstellung von Abstufungsdaten für jede Farbe
von jeder Pixellampe (10) auf dem Bildschirm ist;
wobei
das Bildschirmmodul ferner umfasst: - – Erstfarb-Abstufungssteuerschaltkreise,
Zweitfarb-Abstufungssteuerschaltkreise und Drittfarb-Abstufungssteuerschaltkreise
jeweils für
jede Pixellampe (10) auf dem Bildschirm für pulsierendes
Blitzen der LEDs;
- – Datenübertragungs-Schieberegister
(30) zur Übergabe
der Abstufungsdaten an jeweils die Erstfarb-Abstufungssteuerschaltkreise,
Zweitfarb-Abstufungssteuerschaltkreise
und Drittfarb-Abstufungssteuerschaltkreise; und einen oder eine
Mehrzahl von Datenverteilungsschaltkreisen (3) zur Verteilung
der Abstufungsdaten, die von dem Datensendemodul (1) zu
dem Datenübertragungs-Schieberegister (30)
gegeben werden;
wobei die Erstfarb-Abstufungssteuerschaltkreise, Zweitfarb-Abstufungssteuerschaltkreise
und Drittfarb-Abstufungssteuerschaltkreise ferner umfassen: - – einen
n-Bit-Zähler
(41) zum Zählen
von Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen,
die aus dem Datensendemodul (1) ausgegeben werden;
- – ein
Auffangregister (31–33)
zum Halten der Abstufungsdaten, die aus dem Datenübertragungs-Schieberegister
(30) ausgegeben werden;
- – einen
Digitalvergleicher (51–53)
zum Vergleichen des Betrags zwischen einem n-Bit-Zählwert aus
dem n-Bit-Zähler
und den bei dem Register gehaltenten Abstufungsdaten;
- – und
einen Konstantstromtreiber (21–23) zum EIN- und
AUS-Schalten eines zu dem LED fließenden Stroms in Übereinstimmung
mit einer binären
Ausgabe des digitalen Vergleichers (51–53);
wobei
das Datensendemodul (1) ferner umfasst: - – einen
Blockspeicher (2) zum zeitweiligen Speichern von Bilddaten,
die durch das Bildschirmmodul anzuzeigen sind;
- – Mittel
zum Auslesen der Bilddaten aus dem Blockspeicher und zum aufeinander
folgenden Senden zu dem Bildschirmmodul der Bilddaten in einer vorbestimmten
Pixellampen-Reihenfolge;
- – Erstfarb-Hochgeschwindigkeits-Pulszugerzeugungsmittel,
Zweitfarb-Hochgeschwindigkeits-Pulszugerzeugungsmittel
und Drittfarb-Hochgeschwindigkeits-Pulszugerzeugungsmittel zum Erzeugen
von Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen,
die zu den jeweiligen Erstfarb-Abstufungssteuerschaltkreisen, Zweitfarb-Abstufungssteuerschaltkreisen
und Drittfarb-Abstufungssteuerschaltkreisen auszugeben sind;
- – und
Mittel zum Senden der jeweiligen Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen
für die
jeweilige erste Farbe, zweite Farbe und dritte Farbe zu dem Bildschirmmodul
hin;
so dass das Bildschirmmodul geeignet ist, die nachfolgenden
Schritte auszuführen: - – die
Abstufungsdaten für
jede Farbe jeder Pixellampe (10), die nacheinander aus
dem Datensendemodul (1) gegeben werden, werden jeweils
zu dem Auffangregister (31–33) in dem Abstufungssteuerschaltkreis
für die
entsprechende Farbe in der entsprechenden Pixellampe (10) über das
Datenübertragungs-Schieberegister (30)
und den Datenverteilungsschaltkreis (3) zugeführt;
- – und
die Erstfarb-Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen, die Zweitfarb-Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen
und die Drittfarb-Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen, die aus dem Datensendemodul
ausgegeben werden, werden jeweils als eine Zähleingabe in den n-Bit-Zähler (41)
in dem Abstufungssteuerschaltkreis der entsprechenden Farbe zugeführt;
und
wobei das Hochgeschwindigkeits-Pulszugerzeugungsmittel für die erste
Farbe, die zweite Farbe und die dritte Farbe in dem Datensendemodul
(1) ferner umfasst: - – einen
Wellenformspeicher (40), der Digitaldaten speichert, in
welchem die Pulszüge
als ein statisches binäres
Wellenformmuster ausgedrückt werden;
- – und
Speicherdatenlesemittel zum wiederholten Erzeugen mit einer konstanten
Periode der Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen durch Lesezugriff auf
den Wellenformspeicher mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in
einer vorbestimmten Reihenfolge und serielles Ausgeben der Digitaldaten
des binären
Wellenformmusters;
wobei die Hochgeschwindigkeits-Pulszugerzeugungsmittel
dahingehend angeordnet sind, wiederholt Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen
gemäß vorbestimmten
Zyklen zu erzeugen, wobei ein Zyklus von jedem Hochgeschwindigkeits-Pulszug
durch 2n unterschiedliche Pulsbreiten gebildet
wird und wobei die Intervalle zwischen den Pulsen in einem Zyklus von
jedem Hochgeschwindigkeits-Pulszug in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten
Puls-Intervall-Variationskennlinie variieren.
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Zweite Ausführungsform
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Ein
Vollfarb-LED-Anzeigesystem gemäß der zweiten
Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, dass:
das Erstfarb-Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen-Erzeugungsmittel,
das Zweitfarb-Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen-Erzeugungsmittel
und das Drittfarb-Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen-Erzeugungsmittel
durch ein Einzelsystem-Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen-Erzeugungsmittel
ersetzt ist, welches auch die Prozesssysteme für die erste Farbe, die zweite
Farbe und die dritte Farbe aufgeteilt ist; und dass
das Datensendemodul
die Einzelsystem-Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen zu dem Bildschirmmodul sendet.
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Dritte Ausführungsform
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen ein vollfarbiges LED-Anzeigesystem, wobei
das System umfasst:
- – ein Bildschirmmodul zum Anzeigen
eines Mehrfarbbildes auf einem Bildschirm, in welchem eine Vielzahl
von Pixellampen (10) angeordnet ist, wobei jede Pixellampe
aus einer Mehrzahl von Erstfarb-LEDs (11), Zweitfarb-LEDs
(12) und Drittfarb-LEDs (13) hergestellt ist;
- – und
ein Datensendemodul (1), welches mit einem Bildschirmmodul über Datensendemittel
verbunden ist, und welches ein Steuersignal sowie Bilddaten ausgibt,
wobei die Bilddaten eine Zusammenstellung von Abstufungsdaten für jede Farbe
von jeder Pixellampe (10) auf dem Bildschirm ist;
wobei
das Bildschirmmodul ferner umfasst: - – einen
oder mehrere Farbauswhlschaltkreise (70) zur Auswahl von
LEDs einer Farbe aus einem Satz von Erstfarb-LEDs, Zweitfarb-LEDs
und Drittfarb-LEDs;
- – Abstufungssteuerschaltkreise,
welche jeweils jeder Pixellampe (10) auf dem Bildschirm
zugewiesen sind für
pulsierendes Blitzen der LEDs mittels der durch einen Farbauswahlschaltkreis
(70) ausgewählte
Farbe;
- – Datenübertragungs-Schieberegister
(30) zum Ausgeben der Abstufungsdaten zu den Abstufungssteuerschaltkreisen;
und einen oder eine Mehrzahl von Datenverteilungsschaltkreisen (3) zum
Verteilen der Abstufungsdaten, die aus dem Datensendemodul (1)
zu den Datenübertragungs-Schieberegistern
(30) ausgegeben werden;
wobei jeder Abstufungssteuerschaltkreis
ferner umfasst: - – einen n-Bit-Zähler (41)
zum Zählen
von Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen,
die aus dem Datensendemodul (1) ausgegeben werden,
- – ein
Auffangregister (31) zum Halten der Abstufungsdaten, die
aus dem Datenübertragungs-Schieberegister
(30) gegeben werden;
- – einen
Digitalvergleicher (51) zum Vergleichen eines Betrags zwischen
einem n-Bit-Zählwert
aus dem n-Bit-Zähler
(41) und den bei dem Register gehaltenten Abstufungsdaten;
- – und
einen Konstantstromtreiber (21) zum EIN- und AUS-Schalten
eines zu der LED fließenden Stroms
in Übereinstimmung
mit einer binären Ausgabe
des Digitalvergleichers (51);
wobei die Erstfarb-LEDs
(11), die Zweitfarb-LEDs (12) und die Drittfarb-LEDs
(13) desselben Pixels parallel an dem Konstantstromtreiber über den
Auswahlschaltkreis (70) angeschlossen sind;
wobei
das Datensendemodul (1) ferner umfasst: - – einen
Blockspeicher (2) zum zeitweiligen Speichern von Bilddaten,
die durch das Bildschirmmodul anzuzeigen sind;
- – Mittel
zum geordneten Auslesen von Erstfarb-Abstufungsdaten, Zweitfarb-Abstufungsdaten
und Drittfarb-Abstufungsdaten innerhalb der Bilddaten aus dem Blockspeicher
(2) und zum aufeinander folgenden Senden zu dem Bildschirmmodul
der Daten in einer vorbestimmten Pixellampen-Reihenfolge;
- – Hochgeschwindigkeits-Pulszugerzeugungsmittel
zum Erzeugen von Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen, die zu den Abstufungs-Steuerschaltkreisen
auszugeben sind;
- – und
Mittel zum Senden der Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen zu dem Bildschirmmodul;
so
dass das Bildschirmmodul geeignet ist, die nachfolgenden Verfahrensschritte
auszuführen: - – die
Abstufungsdaten, welche für
jede Farbe für jede
Pixellampe ist, die aus dem Datensendemodul (1) ausgegeben
wird, wird zu dem Auffangregister (31) in dem Abstufungssteuerschaltkreis
für die
entsprechende Pixellampe (10) über das Datenübertragungs-Schieberegister
(30) und den Datenverteilungs-Schaltkreis (3) gegeben;
- – und
die Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen, die aus dem Datensendemodul
ausgegeben werden, werden als eine Zähleingabe dem n-Bit-Zähler (41)
in dem Abstufungssteuerschaltkreis zugeführt;
wobei das Bildschirmmodul
ferner Mittel umfasst, die angeordnet sind zum: - – Steuern
des Farbauswahl-Schaltkreises (70) synchron mit den Bilddaten,
die aus dem Datensendemodul (1) ausgegeben werden, so dass
Aktivieren der Erstfarb-LEDs in Übereinstimmung mit
den Erstfarb-Abstufungsdaten in einer Erstfarb-Aktivierungsperiode,
dann Aktivieren der Zweitfarb-LEDs in Übereinstimmung mit den Zweitfarb-Abstufungsdaten
in einer Zweitfarb-Aktivierungsperiode und Aktivieren der Drittfarb-LEDs
in Übereinstimmung
mit den Drittfarb-Abstufungsdaten in einer Drittfarb-Aktivierungsperiode
ausgeführt
wird,
- – Anwenden
unterteilter Zeitintervalle der Erstfarb-Aktivierungsperiode, der
Zweitfarb-Aktivierungsperiode und der Drittfarb-Aktivierungsperiode;
und
dadurch gekennzeichnet, dass das Hochgeschwindigkeits-Pulszugerzeugungsmittel
ferner umfasst: - – einen Wellenformspeicher
(40) zum Speichern von Digitaldaten, in welchem die Pulsdaten
als ein statisches binäres
Wellenformmuster ausgedrückt
werden;
- – und
Speicherdatenlesemittel zum wiederholten Erzeugen mit einer konstanten
Periode der Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen durch Lesezugriff auf
den Wellenformspeicher mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in
einer vorbestimmten Reihenfolge und serielles Ausgeben der Digitaldaten
des binären
Wellenformmusters;
wobei die Hochgeschwindigkeits-Pulszugerzeugungsmittel
dahingehend angeordnet sind, wiederholt Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen
in Übereinstimmung
mit vorbestimmten Zyklen und in Reihenfolge während jeder der Erstfarb-Aktivierungsperiode,
der Zweitfarb-Aktivierungsperiode und der Drittfarb-Aktivierungsperiode
zu erzeugen, wobei ein Zyklus von jedem Hochgeschwindigkeits-Pulszug
aus 2n unterschiedlichen Pulsbreiten gebildet
wird und wobei die Intervalle zwischen den Pulsen in einem Zyklus
von jedem Hochgeschwindigkeits-Pulszug
in Übereinstimmung
mit einer vorbestimmten Pulsintervall-Variationskennlinie variieren, die jeweils
für jede der
ersten Farbe, der zweiten Farbe und der dritten Farbe vorgesehen
ist.
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Vierte Ausführungsform
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Ein
Vollfarb-LED-Anzeigesystem gemäß der vierten
Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen-Erzeugungsmittel
in dem Datensendemodul durch ein Funktions-Arithmetik-Operationsmittel
zum wiederholten Erzeugen der Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen mit
konstanter Periode durch Ausführen
mit hoher Geschwindigkeit einer funktions-arithmetischen Operation
in Übereinstimmung
mit einem Programm ersetzt ist, in welchem eine Zeit, bis ein darauf
folgender Puls Pi + 1 ausgegeben wird, nachdem ein Puls Pi ausgegeben
wurde, als eine Funktion von i ausgedrückt wird.
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Fünfte Ausführungsform
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Ein
Vollfarb-LED-Anzeigesystem gemäß der fünften Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Datensendemodul ein Kennlinienvariationsmittel
umfasst zum Ändern
der Kennlinie der Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen durch Ändern der Funktion,
welche in dem Funktion-Arithmetik-Operationsmittel programmiert
wurde.
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Sechste Ausführungsform
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Ein
Vollfarb-LED-Anzeigesystem gemäß der sechsten
Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, dass als Gruppe der LEDs mit der gleichen
Farbe in einer Mehrzahl von Pixeln, die benachbart auf dem Bildschirm
angeordnet sind, eine Gruppe von Abstufungssteuerschaltkreisen für die jeweiligen LEDs
in einen integrierten Schaltkreis integriert sind; und dass in der
Gruppe der Abstufungssteuerschaltkreis ein n-Bit-Zähler von
den jeweiligen Abstufungssteuerschaltkreisen geteilt wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Strukturdiagramm von einer Pixellampe und ihren peripheren Schaltkreisen
gemäß einem
Beispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein Diagramm, welches ein Anordnungsbeispiel von jeder von RGB LEDs
in der vorstehend genannten einen Pixellampe zeigt;
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3 ist
ein schematisches Strukturdiagramm von einem Verteilungs- und Übertragungssystem
von Bilddaten gemäß einem
Beispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
ein Graph, der eine Pulsintervallkennlinie von Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen gemäß einem
Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist
ein Graph, der eine Zeitvariationskennlinie von Zählwerten
der vorstehend genannten Hochgeschwindigkeits-Pulsfolge zeigt;
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6 ist
ein Graph, der eine funktionelle Kennlinie von Abstufungsdaten und
eine Aktivierungspulsbreite auf der Grundlage der vorstehend genannten
Hochgeschwindigkeits-Pulsfolge zeigt;
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7 ist
ein Strukturdiagramm von einer Pixellampe und ihren peripheren Schaltkreisen
gemäß einem
weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung; und
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8 ist
ein Zeitablaufdiagramm, welches ein Pixellampenaktivierungsverfahren
gemäß dem Beispiel
von 7 zeigt.
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Beste Weise
der Ausführung
der Hauptausführungsform
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Als
ein Beispiel eines Vollfarb-LED-Anzeigesystems gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Erläuterung
hinsichtlich eines Bildschirmmoduls mit einer Pixelkonfiguration
von 480 Linien mit 128 Punkten pro Linie ausgeführt, wie in dem Hintergrund
der Technik beispielhaft angegeben wurde. Jede der Pixellampen von
einer Gesamtzahl von 61 440 Stück ist
eine zusammengesetzte LED-Multicolorlampe
mit dicht versammelten LEDs in den drei Primärfarben RGB. Pixeldaten zur
Aktivierung einer Pixellampe wird aus Daten einer Gesamtzahl von
24 Bits, 8 Bits jeweils für
jedes RGB, hergestellt. Somit wird ein Gesamtfarbausdruck in 16
777 216 Farben ermöglicht. Bilddaten
für einen
Bildschirm werden aus Daten von (61 440 × 24) Bits hergestellt. Die
Bilddatenquelle ist ein NTSC-Videosignal.
A/D-Umwandlung des analogen Videosignals in digitale Bilddaten wird
für die
jeweiligen RGB-Farben in 8 Bits durchgeführt. Die Daten werden in einem
Datenübertragungsblockspeicher
(frame memory) 2 eines Datensendemoduls 1 gespeichert.
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Pixellampen
und Datenverteilung
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1, 2 und 3 zeigen
eine Ausgestaltung hinsichtlich einer Pixellampe. Eine Pixellampe 10 wird
durch Versammeln und Mischen von sechs Stück von roten LEDs 11,
drei Stück
von grünen
LEDs 12 und drei Stück
von blauen LEDs 13 hergestellt. 2 zeigt
ein Anordnungsbeispiel der zwölf
LEDs, die in einer Pixellampe 10 enthalten sind.
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Wie
in 1 gezeigt ist, sind die roten LEDs 11 in
Reihen zwischen einer Stromquelle Vcc und einem Konstantstromtreiber 21 angeschlossen.
Die grünen
LEDs 12 sind in Reihe zwischen der Stromquelle Vcc und
einem Konstantstromtreiber 22 angeschlossen. Die blauen
LEDs 13 sind in Reihe zwischen der Stromquelle Vcc und
einem Konstantstromtreiber 23 angeschlossen. Das Datensendemodul
verteilt und überträgt die 61
440 Stück
von Pixellampen-Aktivierungsschaltkreisen (entsprechend der Abstufungssteuerungsschaltkreise,
die vorstehend beschrieben wurden), dies bei hoher Geschwindigkeit,
die Bilddaten für
einen Bildschirm, der in dem Datenübertragungsblockspeicher bereitgestellt
sind. Ein Schieberegister in 1 wird für den Datenübertrag
verwendet.
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Das
Datensendemodul 1 gibt die Bilddaten für einen Bildschirm, die in
dem Datenübertragungsblockspeicher 2 bereitgestellt
werden, in einer vorbestimmten Reihenfolge auf einer 8 Bit-Basis
in Reihe und mit hoher Geschwindigkeit aus, und sendet die Daten
an den Datenverteilungsschaltkreis 3. Der Datenverteilungsschaltkreis 3 verteilt
Bilddaten unter den Bilddaten eines Bildschirms, entsprechend einem
Pixellampenaufbau der jeweiligen 480 Linien, welche den Anzeige-Bildschirm bilden.
Der Lampenaufbau von einer Linie besteht aus 128 Stück von Pixellampen 10.
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Datenübertragungs-Schieberegister 30 in den
Aktivierungsschaltkreisen der 128 Stück von Pixellampen sind in
Reihe verbunden, und eine Datenübertragungslinie
von Schieberegistern mit 8 Bits × 3 Segmenten × 128 Stück ist aufgebaut.
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Wenn
Bilddaten (Abstufungsdaten von 8 Bits für jede rote, grüne und blaue
Farbe) entsprechend zu jedem der 128 Stück von Pixellampen 10 in
die Datenübertragungsleitung
gepackt wird, wird ein Auffangsignal auf die Register 31, 32, 33 in
jedem Pixellampenaktivierungsschaltkreis aus dem Datensendemodul 1 angelegt,
und die Rotdaten, Gründaten
und Blaudaten, jeweils umfasst von 8 Bits und in den Datenübertragungsschieberegistern 30 vorgesehen, werden
jeweils an den Registern 31, 32, 33 gehalten.
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Aktivierungssteuerung
von Pixellampe
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Die
Rotdaten, Gründaten
und Blaudaten, umfassen jeweils 8 Bits und, gehalten durch jeweils die
Register 31, 32, 33, werden sie als Daten
zum Bestimmen einer Pulsbreite eines Aktivierungsimpulses zum Erhellen
und Aktivieren jeweiliger roter LEDs 11, grüner LEDs 12 und
blauer LEDs 13 in einer Pixellampe 10 genommen
bzw. verwendet. Da das Steuersystem für die jeweiligen drei Farben
RGB gemäß exakt
dem gleichen Mechanismus arbeiten, wird eine Erläuterung des Steuersystems nachfolgend
repräsentativ
für Rot
ausgeführt.
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Der
Betrag der 8 Bit-Abstufungsdaten A, die in dem Register 31 gehalten
sind, und ein 8 Bit-Zählwert
B von einem Zähler 41 werden
in einem Digitalvergleicher 41 verglichen. Wenn A ≥ B, schaltet
der Ausgang des Vergleichers 51 auf EIN. Dieser Ausgang
aus dem Vergleicher 51 wird der Aktivierungspuls für einen
Konstantstromtreiber 21. Während der EIN-Zeitperiode schaltet
ein Ausgangstransistor des Konstantstromtreibers 21 EIN,
und ein Konstantstrom wird durch einen Reihenschaltkreis der roten LEDs 11 hindurchgeleitet
und die LEDs erhellt.
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Der
Zähler 41 ist
ein 8 Bit-Zähler,
und sein 8 Bit-Zählwert
B ändert
sich von alle "0" zu alle "1" mit einer konstanten Periode Ts wiederholt.
Somit hat der Aktivierungspulsausgang aus dem Vergleicher 51 eine
Zeitperiode von Ts. Die Pulsbreite Tw des Aktivierungspulses wird
bestimmt, wie nachfolgend erläutert,
in Übereinstimmung
mit dem Binärwert
der Rotdaten, die in dem Register 31 gehalten sind.
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Es
ist zu bemerken, dass eine wünschenswerte
Frequenz (1/Ts) des Aktivierungspulses etwa einige kHz beträgt.
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Hochgeschwindigkeits-Pulsfolge
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Der
Zähleingang,
welcher den 8 Bit-Zähler 41 aktiviert,
ist eine Hochgeschwindigkeits-Pulsfolge, die von einem Wellenformspeicher 40 ausgegeben wird.
In dem Wellenformspeicher 40 sind Digitaldaten gespeichert,
in welchen die 256 Pulsfolgen, deren Impulsintervalle sich mit der
Zeit gemäß einer
variierenden Kennlinie, die eingestellt wurde, ändert, als ein statisches binäres Wellenformmuster
ausgedrückt.
Ein Adressraum des Wellenformspeichers 41 wird wiederholt
durch einen Adresszähler 43 abgetastet,
der durch einen Takt aus einem Taktgenerator 42 abgestuft
ist; wodurch die 256 Pulsfolgen, von denen die Impulsintervalle
mit der Zeitgemäß einer
vorbestimmten Variationskennlinie variiert werden, wiederholt aus
dem Wellenformspeicher 40 mit der zuvor genannten Zeitperiode
Ts ausgegeben werden.
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Die
Impulsintervalle der Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen werden wie
folgt eingestellt. Das Muster der 256 Pulsfolgen, welche geordnet
aus dem Wellenformspeicher 40 mit der Zeitperiode Ts ausgegeben
werden, wird derart eingestellt, dass die Pulsintervalle allmählich länger von
der Spitze zu dem Ende der Folgen hin werden. Diese Kennlinie wird
als ein Graph in 4 gezeigt. Mit anderen Worten,
ist in dem Anfangsabschnitt der Zeitperiode Ts der Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen die Pulserzeugungsfrequenz
hoch, wohingegen in dem Endabschnitt die Pulserzeugungsfrequenz
allmählich niedriger
wird.
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Die
Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen mit der vorstehend genannten Kennlinie
werden als der Zähleingang
des 8 Bit-Zählers 41 genommen.
Somit ist die Kennlinie der Variation mit der Zeit des 8 Bit-Zählwerts
B des Zählers 41 so,
wie in 5 gezeigt ist. In dem Anfangsabschnitt der Zeitperiode
Ts ist die Anstiegsrate hoch, und sowie die Zeitperiode Ts zu dem
Ende hin führt,
fällt die
Anstiegsrate ab.
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Invers-gamma-Korrekturkennlinie
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Wie
vorstehend erwähnt,
ist, obwohl der 8 Bit-Zählwert
B des Zählers 41 sich
wiederholt von alle "0" zu alle "1" mit einer konstanten Zeitperiode Ts,
ist die Anstiegsrate des Werts B nicht konstant, und in dem Anfangsabschnitt
der Zeitperiode Ts ändert
sich der Wert mit einer hohen Anstiegsrate, und sowie die Zeitperiode
Ts zu dem Ende hin führt,
fällt die
Anstiegsrate ab. Durch Betragsvergleich zwischen dem 8 Bit-Zählwert B
und den 8 Bit-Abstufungsdaten A, die in dem Register 31 gehalten
sind, wird die Pulsbreite Tw des Aktivierungspulses bestimmt. Somit wird
das Verhältnis
zwischen dem Binärwert
A der Abstufungsdaten und der Pulsbreite Tw keine lineare, proportionale
Kennlinie aufweisen.
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Wenn
A ≥ B, schaltet
der Aktivierungsimpuls EIN. Somit ist, wie in 6 gezeigt
ist; wie für
die Variationskennlinie der Aktivierungspulsbreite Tw mit Blick
auf den Binärwert
A der Abstufungsdaten in einem Bereich, in welchem der Binärwert A
der Abstufungsdaten klein ist, die Variationsrate der Pulsbreite Tw
klein, und sowie der Wert A größer wird,
wird auch die Variationsrate der Pulsbreite Tw größer. Diese Nicht-Linearität ist eine
Kennlinie annähernd
der gamma-Kennlinie eines CRT-Fernsehgeräts, und ist die Invers-gamma-Korrekturkennlinie
zum Aufheben der gamma-Korrekturkennlinie, die zuvor auf ein NTSC-Videosignal
angewandt wurde.
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Ort der Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgenquelle
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Wie
aus der vorstehenden Erläuterung
ersichtlich ist, werden die Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen, welche
aus dem Wellenformspeicher 40 ausgegeben werden, zu einem
gemeinsamen Signal für alle
der Pixellampen-Aktivierungsschaltkreise des Bildschirmmoduls. Der
Wellenformspeicher 40, der Adresszähler 43 und der Taktgenerator 42 sind
an dem Datensendemodul 1 angebaut, das in 3 gezeigt
ist, und es ist eine Ausgestaltung vorgesehen, in welcher die Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen
zu jedem der Pixellampenaktivierungsschaltkreise durch die Da tensendeleitung
zugeführt
werden, welche das Datensendemodul 1 und das Bildschirmmodul
verbindet.
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In
dem Beispiel von 1 ist die Hochgeschwindigkeits-Pulsfolge
ein Einzelsystemsignal, das für
jede der Farben gemeinsam ist; und es ist eine Ausgestaltung vorgesehen,
in welcher die 8 Bit-Zählwerte,
welche aus dem 8 Bit-Zähler 41 ausgegeben werden,
der die Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen zählt, werden in gemeinsamer
Weise den drei digitalen Vergleichern 51, 52, 53 gegeben,
die für
Abstufungssteuerung von roten, grünen und blauen Farben vorgesehen
sind. Daher ist das, was aus dem Datensendemodul 1 zu dem
Bildschirmmodul zugeführt
wird, nur die Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen eines Einzelsystems;
und somit muss nur eine Datensendeleitung hierfür ausgezeichnet werden. Demzufolge
sind die Ausgestaltung des Schaltkreises des zum Senden und Empfangen
von Signalen, und die Ausgestaltung der Datensendeleitung extrem
einfach, und diese können
kostengünstig
implementiert werden.
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Es
ist zu bemerken, dass es Ausführungsformen
gibt, in welchen die Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen, welche unterschiedliche
Kennlinien für
die rote, grüne
bzw. blaue Farbe aufweisen, erzeugt werden, und in welchen die Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen
in drei Systemen in einer parallelen Weise von dem Datensendemodul 1 zu
dem Bildschirmmodul gesendet werden. Da diese Betriebsart eine optimale,
Nicht-Linearpulsbreitenmodulation für jede der drei Primärfarben
bereitstellt, ist es möglich,
eine überlegenere
Bildqualität
zu realisieren. In diesem Fall gibt es auch nur den Bedarf des Auszeichnens von
drei Datensendeleitungen zum Senden in paralleler Weise der Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen
für Steuerung
roter Farbe, der Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen für Steuerung
grüner
Farbe, und de Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen für Steuerung blauer Farbe; und
somit ist die Ausgestaltung einfach und die Implementierung kostengünstig.
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Pixellampenaktivierungsschaltkreis,
der im IC hergestellt ist
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Als
der vorstehend genannte Pixellampenaktivierungsschaltkreis (Abstufungssteuerschaltkreis) wird
ein typisches Produkt verwendet, das in einem IC hergestellt ist.
Unter Bezugnahme auf 1 ist der typische IC-Aktivierungsschaltkreis
beispielsweise ein Schaltkreis, in dem integriert ist: ein Datenübertragungs-Schieberegister 30 für 16 Pixel;
16 Stück
von Registern 31, 32, 33 ... für die 16
Pixel; 16 Stück
von Vergleichern 51, 52, 53 ... für die 16
Pixel; 16 Stück
von Konstantstromtreibern 21, 22, 23 ...
für die
16 Pixel; und ein Zähler 41.
Dieses Beispiel ist ein bevorzugter Schaltkreisaufbau zur Installation
eines Aktivierungsschaltkreises zum Aktivieren einer Farbe der 16
Pixel, die auf dem Bildschirmmodul benachbart angeordnet sind. Drei
der vorstehend genannten ICs sind dahingehend hergestellt, den 16
Pixeln zu entsprechen, und die drei ICs werden separat für die jeweiligen
roten; grünen
und blauen Farben verwendet. In diesem Fall zählt, wenn die Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen
einem vorbestimmten Eingangsanschluss des zuvor genannten ICs eingegeben
werden, der Zähler 41 in
dem IC die Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen, und der Zählwert wird
den 16 Digitalvergleichern in dem IC eingegeben.
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Datenüberschreiben des Wellenformspeichers 40
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Ein
bezeichnendes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass es möglich ist,
die funktionale Kennlinie der Abstufungsdaten A und der Aktivierungsimpulsbreite
Tw dank der Impulsintervallkennlinie des Binärwellenmusters der Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen,
die in dem Wellenformspeicher 40 gespeichert sind, in freier
Weise variabel einzustellen. Daher ist die vorliegende Erfindung
nicht nur vorteilhaft zum Löschen
einer speziellen gamma-Korrekturkennlinie, die zuvor auf ein NTSC-Videosignal angewandt
wurde, sondern ist eine technische Idee mit vielfältigen Anwendungen.
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Zum
Beispiel ist eine Ausgestaltung so vorgesehen, dass der Wellenformspeicher 40 in
dem Datensendemodul 1 vorgesehen ist, und dass die Inhalte
des Speichers 40 frei durch einen Computer in der Einrichtung
neu geschrieben werden können. Dann
wird durch das Neuschreiben der Daten in den Wellenformspeicher 40 mit
Blick auf die Abstufungsausdruckskennlinie von anzuzeigenden Bilddaten
es möglich,
Hochqualitätsanzeige
durch zweckmäßige Abstufungssteuerung
für jedes
Bild zu realisieren. Ferner ist es in dem Fall möglich, in welchem eine LED-Anzeigeeinrichtung
außerhalb
angeordnet ist, durch Neuschreiben der Daten des Wellenformspeichers 40 mit
Blick auf Änderung
hinsichtlich der Umgebungs-Lichtstrahlbedingungen, die zwischen
Tageszeit und Nachtzeit oder entsprechend Jahreszeiten oder Klima,
Hochqualitätsanzeige
durch zweckmäßige Abstufungssteuerung
gemäß den Umständen zu
realisieren. In diesen Fällen
werden viele unterschiedliche Daten, die in den Wellenformspeicher 40 zu
schreiben sind, bereitgestellt, und diese Daten werden selektiv
verwendet.
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Ferner
ist es durch spezielles Analysieren der Kennlinien eines Aktivierungsstroms
und eines optischen Ausgangs der verwendeten LEDs möglich, durch
die Daten des Wellenformspeichers 40 eine Korrekturkennlinie
genau zu realisieren, welche exakt zu den analysierten Kennlinien
passt. Hier kann in Betracht gezogen werden, dass die Erhellungskennlinie
zwischen der roten LED, der grünen
LED und der blauen LED unterschiedlich sein kann. In diesem Fall
werden separate Speicher 40 und Zähler 41 für jeweilige
Steuersysteme für
jede der Farben bereitgestellt, und Zählwerte B, die jeweils unterschiedliche
Anstiegskennlinien aufweisen, werden erzeugt und in die Digitalvergleicher
für jede
der Farben eingeleitet.
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Arithmetik-Operationsausgang
von Hochgeschwindigkeits-Pulsfolge
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In
dem vorstehenden Beispiel werden (2n) Stück von Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen, von welchen
die Pulsintervalle mit der Zeit gemäß einervorbestimmten Variationskennlinie
variiert werden, wiederholt mit einer konstanten Zeitperiode Ts
durch Ausgabe, in Serie und mit vorbestimmter Geschwindigkeit, von
Digitaldaten erzeugt, die in dem Wellenformspeicher 40 aufgezeichnet
sind. Ein solcher Aufbau kann durch ein Schaltkreismittel wie folgt
ersetzt werden.
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Um
eine Kennlinie von Pulsintervallen der Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen,
welche mit der Zeit variiert werden, zu definieren, wird eine arithmetische
Gleichung hergestellt, in welcher eine Zeit, bis ein darauf folgender
Impuls Pi + 1 ausgegeben wird, nachdem ein Puls Pi ausgegeben wurde,
als eine Funktion von i ausgedrückt
wird. Gemäß dieser
arithmetischen Gleichung wird ein Vorgang von wiederholtem Erzeugen
von (2n) Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen
mit einer konstanten Zeitperiode Ts durch ein Computerprogramm realisiert.
Zum Beispiel wird nach Ausgabe eines ersten Pulses ein Pulsintervallwert
zwischen den ersten und zweiten Pulsen, welcher durch arithmetische
Operation erhalten wird, auf einen Zeitgeber gesetzt und von diesem heruntergezählt; dann
wird, nachdem dieser Wert auf Null gesunken ist, der zweite Puls
ausgegeben; und dann wird ein Pulsintervallwert zwischen dem zweiten
und dem dritten Puls, der durch arithmetische Operation erhalten
wird, auf einen Zeitgeber gesetzt und durch diesen heruntergezählt; und
nachdem dieser Wert auf Null herabgesunken ist, wird der dritte Puls
ausgegeben. Eine solche Operation kann wiederholt durch einen Programmprozess
implementiert werden. Wenn ein solches Verfahren angewandt wird,
ist es, ähnlich
dem vorstehend genannten Wellenformspeicherverfahren möglich, die
Einstellung von verschiedenen Kennlinien durch Ändern der zuvor genannten arithmetischen
Gleichung einfach zu ändern.
Es ist selbstverständlich
möglich,
diesen Arithmetikoperations-Ausgangsprozess
durch einen zugeordneten Schaltkreis auszuführen.
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Ausführungsform
der dritten Erfindung
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7 und 8 zeigen
die Hauptpunkte eine Ausführungsform
der dritten Erfindung. Ähnlich wie
bei dem vorstehend genannten Beispiel sind eine Gesamtzahl von 61
440 Stück
von Pixellampen geordnet in einem Bildschirmmodul aufgestellt. Eine
Pixellampe 10 ist eine zusammengebaute Lampe, in welcher
sechs rote LEDs 11, drei grüne LEDs 12 und drei
blaue LEDs 13 dicht versammelt sind. Pixeldaten zum Betreiben
eines Pixels sind Daten, die aus Gesamtzahl von 24 Bits bestehen,
8 Bits jeweils für
jedes RGB; und ein Vollfarbausdruck von 16 777 216 Farben wird ermöglicht.
Die Bilddaten für
den gesamten Bildschirm sind Daten von (61 440 × 24) Bits.
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Wie
in 7 gezeigt ist, sind sechs rote LEDs 11,
drei grüne
LEDs 12 und drei blaue LEDs 13 in einer Pixellampe 10 seriell
auf einer Farbe-für-Farbe-Basis
angeschlossen. Die Kathodenseiten der LED-Reihenverbindungen für die jeweiligen
Farben sind an einem Open-Kollektor-Ausgang eines Konstantstromtreibers 21 über einen
gemeinsamen Anschluss angeschlossen. Die Anodenseiten der LED-Reihenverbindungen
für die
jeweiligen Farben sind an eine Stromquelle Vcc über einen Rotschalter 71,
einen Grünschalter 72 und
einen Blauschalter 73 eines RGB-Auswahlschaltkreises 70 angeschlossen. Der
Konstantstromtreiber 20 und der RGB-Auswahlschaltkreis 70 arbeiten,
wie folgt, gemäß einem
Signal, das von dem Datensendemodul 1 (siehe 3) ausgegeben
wird, und erhellt und aktiviert die Pixellampe 10.
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8 zeigt
ein Zeiteinteilungsverhältnis
von Signalen, die an den Pixellampen-Aktivierungsschaltkreis des Bildschirmmoduls
und den RGB-Auswahlschaltkreis 70 aus dem Datensendemodul 1 gegeben
werden.
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Dem
RGB-Auswahlschaltkreis 70 werden ein Rot-Auswahlsignal
zum EIN-Schalten des Rotschalters 71, ein Grün-Auswahlsignal
zum EIN-Schalten des Grünschalters 71 und
ein Blau-Auswahlsignal zum EIN-Schalten des Blauschalters 73 eingegeben.
Diese Auswahlsignale werden in den Bildschirmmodul durch den zuvor
genannten Datentransfertakt oder das Auffangsignal bewirkt. Wie
klar in 8 gezeigt ist, werden der Rotschalter 31,
der Grünschalter 32 und
der Blauschalter 33 selektiv, geordnet und wiederholt,
jeweils für
eine konstante Zeit EIN-geschaltet.
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An
das 8 Bit-Register wird ein Auffangsignal gegeben, welches mit dem
Schalten der RGB-Auswahlsignale synchronisiert ist, und werden Bilddaten über das
Datenübertragungs-Schieberegister 30 gegeben.
Unmittelbar bevor sich das Rot-Auswahlsignal
EIN-schaltet, werden 8 Bit-Rotdaten übertragen und in einem Auffangschaltkreis 31 gehalten.
Die 8 Bit-Rotdaten, die aus dem Auffangschaltkreis 31 ausgegeben
werden, werden dem Digitalvergleicher 51 eingegeben. An
dem anderen Eingang des Vergleichers 51 wird ein 8 Bit-Zählwert aus
einem 8 Bit-Zähler 41 angelegt.
Hier sind die Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen, die dem Zähler 41 aus
dem Datensendemodul 1 eingegeben werden, Pulsfolgen für Rotabstufungssteuerung
mit nicht-linearer Kennlinie. Der Vergleichsausgang des Vergleichers 51 ist
ein Aktivierungspuls, welcher dem Konstantstromtreiber 21 eingegeben
wird, und die roten LEDs 11 werden in Antwort auf den Aktivierungspuls
erhellt.
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Als
nächstes
wird unmittelbar bevor das Grün-Auswahlsignal
EIN-schaltet, 8 Bit-Gründaten übertragen
und in den Auffangschaltkreis 31 gehalten. Hier sind die
Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen, die dem Zähler 41 von dem Datensendemodul 1 eingegeben
werden, Pulsfolgen für
Grünabstufungssteuerung
mit einer nichtlinearen Kennlinie. Der Vergleichsausgang des Vergleichers 51 ist
ein Aktivierungspuls; welcher dem Konstantstromtreiber 21 eingegeben
wird, und die grünen
LEDs 12 werden in Antwort auf den Aktivierungspuls erhellt.
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Als
nächstes
werden, unmittelbar bevor das Blau-Auswahlsignal EIN-schaltet, 8
Bit-Blaudaten übertragen
und in dem Auffangschaltkreis 31 gehalten. Hier sind die
Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen, die dem Zähler 41 aus dem Datensendemodul 1 eingegeben
werden, Pulsfolgen für
Blauabstufungssteuerung mit einer nichtlinearen Kennlinie. Der Vergleichsausgang
des Vergleichers 51 ist ein Aktivierungspuls, in welchen
der Konstantstromtreiber 21 einzugeben ist, und die blauen
LEDs 13 werden in Antwort auf den Aktivierungspuls erhellt.
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Der
vorstehend genannte Betrieb wird mit hoher Geschwindigkeit wiederholt.
Zum Beispiel ist eine Periode, in welcher ein EIN-Schaltbetrieb
des Rotschalters 71, Grünschalters 72 und
Blauschalters 73 eine Umdrehung ausführt, auf 1/60 Sekunde eingestellt.
Das heißt,
die Zeit, in welcher ein Schalter eingeschaltet wird, ist 1/180
Sekunde.
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In
einer Pixellampe, die durch Versammeln von roten LEDs, grünen LEDs
und blauen LEDs umfasst ist, werden selbst mit dem Verfahren der
vorliegenden Er findung, in welchem die Rotaktivierungszeit, die
Grünaktivierungszeit
und die Blauaktivierungszeit zeitgeteilt bei hoher Geschwindigkeit
sind, der Zusatzfarbprozess in überlegener
Weise durchgeführt,
und es ist möglich,
eine Bildanzeige von hinreichend hoher Qualität zu realisieren, dies vom Standpunkt
der Zeit-Raum-Kennlinie
in Bezug auf der Chromatizität
aus betrachtet. Es ist zu bemerken, dass die vorliegende Erfindung ähnlich wirkt
wie die vorstehende Beschreibung hinsichtlich der Pixelkonfiguration,
in welcher die roten LEDs, die grünen LEDs und die blauen LEDs
gleichmäßig verteilt
und über
die gesamte Anzeigeoberfläche
des Bildschirms angeordnet sind.
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Hinsichtlich
der Zeit-Raum-Kennlinie mit Blick auf die Lumineszenz, wird ein
Vergleich zwischen dem 1/3-Dynamik-Aktivierungsverfahren des vorliegenden
Beispiels und einem herkömmlichen 1/3-Dynamik-Aktivierungsverfahren
gemäß einer Einzelleitungsauswahl
durchgeführt.
In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung werden alle Pixellampen,
welche den Anzeigebildschirm aufbauen, gleichzeitig erhellt, wohingegen
in dem konventionellen Verfahren die Pixellampen, die gleichzeitig
erhellt werden, 1/3 der Gesamtzahl sind. Somit ist die vorliegende
Erfindung hinsichtlich Flimmerempfindung und Auflösung vorteilhaft.
Bezugnehmend auf den Schaltkreisaufbau kann gesagt werden, dass
im Grunde keine Überlegenheit
oder Unterlegenheit zwischen dem Verfahren des vorliegenden Beispiels und
dem herkömmlichen
Verfahren besteht, falls es das gleiche 1/3-Dynamik-Aktivierungsverfahren
ist. Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann eine Bildanzeige von höherer Qualität als zuvor
mit fast dem gleichen Aufwand hinsichtlich des Schaltkreisaufbaus
realisiert werden.
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Hinsichtlich
des Schaltkreisaufbaus wird ein Vergleich zwischen dem 1/3-Dynamik-Aktivierungsverfahren
des vorliegenden Beispiels, und einem herkömmlichen 1/3-Dynamik-Aktivierungsverfahren gemäß einer
Einzelleitungsauswahl durchgeführt. Eine
Annahme wird gemacht, dass eine weiße Farbe mit hoher Lumineszenz
auf dem gesamten Bildschirm beider Einrichtungen angezeigt wird.
Gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung gibt es keine Zeitperiode, in welcher
zum Beispiel die roten LEDs, grünen
LEDs und blauen LEDs der 128 Stück von
Pixellampen, die eine Linie bilden, gemeinsam erhellt werden, und
nur die LEDs von einer Farbe von Rot, Grün und Blau werden in einem
Moment erhellt. Dahingegen werden in den herkömmlichen Verfahren, obwohl
eine Linie von drei Linien geordnet erhellt wird, die roten LEDs,
die grünen
LEDs und die blauen LEDs der 128 Stück von Pixellampen, welche
die erhellte Linie ausbilden, alle gemeinsam (in unison) erhellt.
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Die
Gesamtmenge von elektrischer Energie zur Aktivierung beider Verfahren
ist selbstverständlich
die gleiche; wenn jedoch der momentane Wert des Aktivierungsstroms
betrachtet wird, der in eine Leitung eingeleitet wird, ist der Strom
für das
Verfahren der vorliegenden Erfindung 1/3 im Vergleich zu dem des
herkömmlichen
Verfahrens. Dies bezeichnet, dass die Ausgestaltung einer Stromquelleneinrichtung
und eines Stromquellenzufuhrsystems für jede der Leitungen in der
vorliegenden Erfindung mit einer kleinen Kapazität und einem einfachen Aufbau erzielt
werden kann. Dieses Erfordernis ist in kompakten LED-Mehrfarb-Anzeigeeinrichtungen
nicht so wichtig, aber wenn eine hochlumineszente LED-Mehrfarb-Anzeigeeinrichtung
für Verwendung im
Freien mit einem supergroßen
Bildschirm gestaltet wird, wird es ein extrem realistisches und
wichtiges technisches Erfordernis. Die vorliegende Erfindung ist
in dieser Hinsicht überlegen.
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Ferner
wird in den Beispielen, die in 7 und 8 gezeigt
werden, da zeitgeteilte Übertragung
von Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen für Rotabstufungssteuerung, Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen
für Grünabstufungssteuerung
und Hochgeschwindigkeits-Pulsfolgen für Blauabstufungssteuerung unter
Verwendung einer Datensendeleitung einer Einzelsystem, Hochgeschwindigkeits-Pulsfolge durchgeführt wird.
Somit kann Abstufungssteuerung einer extrem hohen Leistungsfähigkeit
durch eine extrem einfache Ausgestaltung realisiert werden.