EA005964B1 - Способ и устройство для управления цифровым дисплеем - Google Patents

Способ и устройство для управления цифровым дисплеем Download PDF

Info

Publication number
EA005964B1
EA005964B1 EA200201021A EA200201021A EA005964B1 EA 005964 B1 EA005964 B1 EA 005964B1 EA 200201021 A EA200201021 A EA 200201021A EA 200201021 A EA200201021 A EA 200201021A EA 005964 B1 EA005964 B1 EA 005964B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
pulse
signals
time period
bit
digital display
Prior art date
Application number
EA200201021A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200201021A1 (ru
Inventor
Энтони Ван Де Вен
Original Assignee
Лайтхаус Текнолоджиз Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лайтхаус Текнолоджиз Лтд. filed Critical Лайтхаус Текнолоджиз Лтд.
Publication of EA200201021A1 publication Critical patent/EA200201021A1/ru
Publication of EA005964B1 publication Critical patent/EA005964B1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/2007—Display of intermediate tones
    • G09G3/2018—Display of intermediate tones by time modulation using two or more time intervals
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/04—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions
    • G09G3/06—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions using controlled light sources
    • G09G3/12—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of a single character by selection from a plurality of characters, or by composing the character by combination of individual elements, e.g. segments using a combination of such display devices for composing words, rows or the like, in a frame with fixed character positions using controlled light sources using electroluminescent elements
    • G09G3/14—Semiconductor devices, e.g. diodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0261—Improving the quality of display appearance in the context of movement of objects on the screen or movement of the observer relative to the screen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Control Of El Displays (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

Данное изобретение обеспечивает способ и устройство для распределения импульсов сигнала с широтно-импульсной модуляцией по временному периоду. При применении к цифровому дисплею изобретение обеспечивает сигнал, представляющий цифровые данные, содержащие множество меньших импульсов, распределённых по временному периоду обновления, для управления элементом дисплея. Предусматривается логическая схема для генерирования множества комбинируемых сигналов, чтобы поступающие данные могли комбинироваться с сигналами для определения смеси сигналов, генерируемой в качестве конечного выхода. Отдельные сигналы генерируются путём идентификации активного бита самого низкого порядка счётчика, то есть подразделения подходящего временного периода на меньшие временные подразделения, и генерирования импульса на одном из множества выходов, при этом каждый уникальный идентифицированный бит самого низкого порядка выводится на отдельный выход, а последующие идентифицированные общие биты самого низкого порядка генерируют импульсы на том же выходе.

Description

Изобретение относится к способу и устройству для управления цифровым дисплеем путём распределения импульсов широтно-импульсной модуляции во времени. В частности, хотя это не обязательно является единственным вариантом, такие способ и устройство могут быть реализованы в области таких цифровых дисплейных экранов, как светодиодные и жидкокристаллические экраны или проекторы, плазменные телевизоры или прочие дисплейные экраны, использующие цифровую информацию.
Существующий уровень техники
Цифровые дисплейные экраны стали более распространёнными в последнее время. Они существуют в различных формах, и, хотя изобретение будет в целом описано со ссылкой на светодиодные экраны, следует учитывать, что те же самые соображения применимы к прочим цифровым дисплейным системам.
Пример светодиодного экрана может быть рассмотрен как экран, содержащий множество пикселов. Каждый пиксел может содержать множество светодиодных элементов разного цвета для обеспечения желательного цветового диапазона. Опять же, обычно они могут содержать красный, зелёный и синий светодиодный элемент.
Для обеспечения конкретного цвета пиксела на заданном промежутке времени цветовой диапазон можно получить путём обеспечения различных индивидуальных интенсивностей излучения красного, зелёного и синего элементов.
При использовании цифровых дисплеев варьирование интенсивности каждого светодиодного элемента обычно достигается относительным процентом времени, в течение которого в каждый элемент подаётся энергия.
Такие цифровые дисплеи могут работать с различными частотами обновления. Обычной частотой является приблизительно 60 Гц, что обеспечивает относительно непрерывный для человеческого глаза визуальный сигнал. При частоте 60 Гц каждый пиксел должен отображать желательный цвет и обеспечивать подходящие уровни энергии каждого светодиодного элемента в течение периода в 1/60-ю долю секунды.
Поскольку данные подаются на светодиоды в цифровой форме, а светодиоды работают практически мгновенно, вариация уровня энергии за период обновления обеспечивается только излучением светодиодного элемента в течение подходящей части данного периода обновления. Для цифровых дисплеев элементами в целом не манипулируют за счёт обеспечения более высоких или более низких уровней энергии за этот период времени, а, вместо этого, за счёт обеспечения установленного уровня мощности для излучения элемента только той части периода обновления, которая необходима для обеспечения релевантного процента интенсивности этого цвета в среднем за период. Часто может иметь место нелинейный отклик на изменения тока, поданного на такие элементы. Поэтому обычно более желательно варьировать количество времени, в течение которого на элемент подаётся энергия, и не варьировать подаваемый мгновенный ток, а поддерживать это в течение всего периода.
В предположении, что период обновления является временем, обозначаемым как Т, различные степени интенсивности каждого цвета обеспечиваются путём излучения подходящего элемента в течение подходящей требуемой части Т.
Возможно, самым простым способом выполнения данной функции является переключение элемента в начале периода Т и подача энергии на этот элемент в течение подходящей части периода до выключения элемента. Например, если желательно иметь цвет, содержащий 50% интенсивности красного, на красный элемент может подаваться энергия в течение первой половины периода времени Т. Различные интенсивности обеспечиваются путём изменения части временного периода Т от начала периода.
При использовании такой системы появляется частный визуальный эффект. Этот визуальный эффект называется мерцанием.
Хотя механизмы данного визуального эффекта понятны не полностью, предполагается, что этот эффект возникает из-за неравномерного распределения энергии в период времени Т.
Как указано в предыдущем примере, 50%-ная интенсивность может обеспечивать подачу энергии на элемент только в течение первой половины временного периода Т. Если изображение является статическим, подача энергии в следующий период времени Т осуществляется подобным же образом, и среднее распределение не создаёт визуальных искажений. Однако, если на экран проецируется движущееся изображение, пикселам на границе этого движущегося изображения требуется значительное изменение интенсивности между последовательными циклами обновления.
Если мы представим ситуацию, когда элемент питается энергией в течение 50% одного цикла и 25% следующего цикла, простое срабатывание элемента в течение первой половины первого периода обновления и первой четвёрти следующего периода обновления обеспечивает правильную среднюю энергию для каждого отдельного периода обновления. Однако начало и конец периода обновления не синхронизировано с мышлением наблюдателя. Если рассмотреть несколько больший период времени, такой как период Т плюс 25%, начиная с начала первого из двух циклов, оба периода подачи энергии 50% Т и 25% Т происходят в рамках одного временного периода 1,25 Т. Это приводит к среднему распределению энергии за период 1,25 Т, равному 60%. Ясно, что эта интенсивность на увеличенном периоде времени больше, чем даже интенсивность для первого временного периода Т, и тем более интенсив
- 1 005964 ность уменьшенного последующего периода Т.
Этот визуальный эффект мерцания создаёт яркую или тёмную линию, возникающую за движущимися изображениями на экране.
В целом для преодоления данного эффекта использовалось два подхода.
Первым подходом является существенное укорочение цикла обновления. Хотя это не устраняет появление эффекта, значительно более частые циклы обновления могут уменьшить восприятие эффекта человеческим глазом. Обычно этот эффект становится заметным для более быстро движущихся по экрану изображений. Трудность, связанная с данным предложением, заключается в том, что уменьшение цикла обновления значительно увеличивает обработку, необходимую для отображения, и усложняет требуемое аппаратное обеспечение, увеличивая стоимость. Наиболее экономно периоды обновления сменяются чуть быстрее скорости восприятия человеческого глаза.
Таким образом, описанная система использует широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) сигнала для обеспечения требуемой интенсивности. Как описано ранее, в простейшем виде это реализуется в большей степени путём подбора длины одного импульса к желательной процентной части временного периода Т.
Из-за сложностей, связанных со стоимостью увеличения цикла обновления и борьбы с проблемой мерцания, использовались другие способы для преобразования требуемой длины импульса за период Т в последовательность импульсов, распределённых в этом временном периоде. Это усреднение импульсов по временному периоду Т решает проблему.
Один из простых способов выполнения данной функции разбивает временной период Т на последовательность дискретных временных интервалов. Эти временные интервалы могут представлять блок периода Т, представляющий 50% периода Т, второй блок, представляющий 25% периода Т, следующий блок, представляющий 12,5% периода Т, и т.д.
Поскольку эти временные периоды дискретно распределены по периоду Т, если желательно обеспечить интенсивность 5/8 доступной полной интенсивности, для обеспечения этого значения могут быть использованы дискретные временные интервалы 50% и 12,5%. Если это несмежные временные интервалы во всём временном периоде, появляется некоторое усреднение. Обычно 50%-ный временной интервал может быть смежным с одним из концов временного периода Т, 25%-ный временной интервал смежен с этим 50%-ным интервалом, 12,5%-ный интервал смежен с 25%-ным интервалом и удалён от 50%-ного интервала и т.д. Интенсивность 5/8, или 62,5%, обеспечивают два временных блока, в течение которых такой элемент дисплея, как светодиод, светится, разделенные 25%-ным временным интервалом, в течение которого на элемент не подаётся энергия.
В зависимости от количества сегментов, на которые разделён временной период Т, могут быть обеспечены более сложные компоновки.
Однако этот тип систем все равно доставляет трудности, если интенсивность пиксела достигает одной из границ дискретного периода времени. Например, если интенсивность должна составлять 50%, она все равно обеспечивается за счёт одного импульса на одном конце временного периода Т. Подобным образом, процент интенсивности, немного превышающий значение 50%, будет представлен одним 50%-ным импульсом и небольшим дополнительным импульсом, обычно обеспечиваемым на другом конце временного периода Т. Это слабо помогает усреднению импульса по всему временному периоду Т, когда значение интенсивности близко к таким конкретным границам временного блока.
Для обеспечения лучшего решения недавние продукты содержат встроенную память в виде СНИЗУ (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство). СППЗУ содержат просмотровые таблицы для обеспечения требуемых усредненных сигналов.
Типичное устройство для реализации этого схематически показано на фиг. 1. Часть отдельных строк памяти в СППЗУ, показанных для обычных размещений памяти 128 и 64, показаны на фиг. 2 в целях объяснения.
На фиг. 1 показана упрощённая часть устройства для управления одним светодиодным элементом 1.
В целом, видеосигнал или подобный сигнал может приниматься всей системой в аналоговом виде и преобразовываться в цифровой формат. В случае дисплея, содержащего красные, синие и зелёные отдельные элементы в пределах пиксела, данные выражаются в виде цифрового числа, представляющего степень интенсивности данного конкретного светодиода в данном цикле обновления.
Как показано для объяснения в этой упрощённой версии, данные могут предоставляться в качестве цифрового сигнала 2 в виде 8-битового двоичного числа. Количество битов в двоичном цифровом сигнале определяет количество градаций интенсивности для каждого элемента. 8-битовый сигнал обеспечивает 256 дискретных двоичных чисел, которые могут представлять 256 отдельных степеней интенсивности для светодиодного элемента 1 за временной период Т. Эта ситуация может меняться по желанию, и следует отметить, что, по меньшей мере, при обеспечении сигнала для пиксельного экрана, содержащего красные, синие и зелёные компоненты, конечный цвет пиксела определяется смешанным соотношением каждого из этих трёх элементов. Поэтому 256 градаций для каждого из трёх цветов обеспечивает общий диапазон из более, чем 16,7 миллионов цветов для конечного пиксела.
Как показано для данного существующего в уровне техники примера, сигнал данных подаётся в
- 2 005964
СНИЗУ 3. Обычно СНИЗУ 3 будет содержать по меньшей мере 256 дискретных ячеек памяти, по одной для каждой возможной степени интенсивности, желательных для поступающих данных.
К СППЗУ присоединён счётчик 4, который в данном выполнении известного устройства является сравнивающим 8-битовым счётчиком. Таймер 5 управляет счётчиком 4. Как объясняется далее в данном описании, количество битов для счётчика не обязательно должно совпадать с количеством битов данных и по желанию может быть увеличено. Маловероятно, чтобы количество битов было уменьшено, поскольку это уменьшит некоторые дискретные степени интенсивности, доступные для светодиода 1.
Таймер 5 управляет счётчиком так, что цикл обновления Т разбивается на несколько дискретных меньших по времени частей. В случае 8-битового счётчика 4 он будет содержать 256 дискретных временных частей, каждая из которых представлена последующим двоичным числом из счётчика 4.
В рамках одной ячейки памяти в СППЗУ эта ячейка памяти подобным же образом может содержать последовательность битов, причём длина этой последовательности определяется количеством дискретных значений, выработанных счётчиком 4. В данном конкретном примере, показанном на фиг. 1, каждая ячейка памяти в СППЗУ может содержать строку из 256 отдельных битов.
Для объяснения действия данного выполнения известного устройства можно сделать ссылку на фиг. 2, на которой показана часть ячеек памяти для ячеек памяти, представляющих вход данных 128 и 64. Это наиболее типичные части ячеек памяти, помогающие объяснить данное известное устройство.
Если данные 2 желают управлять светодиодом 1 в течение 50% времени, данные 2 могут подаваться в виде двоичного числа, эквивалентного 128 или 256 возможным двоичным числам 8-битового представления. Ячейка памяти 128, показанная на фиг. 2, показывает первые 16 из 256 битов в ячейке памяти 128.
Когда счётчик 4 проходит цикл по каждому из своих 256 дискретных чисел под управлением таймера 5, рассматривается последующий бит в адресе памяти 128. Как показано для этих первых 16 битов, каждый второй бит в адресе 128 содержит 1 для излучения светодиода 1.
Результатом является то, что выход 6 СППЗУ 3 содержит 128 отдельных импульсов, которые в сумме составляют 50% всего временного периода Т.
По отношению к ячейке памяти в СППЗУ 3, представляющей данные 2 в виде двоичного представления числа 64, можно видеть по первым 16 битам, показанным на фиг. 2, что каждый четвёртый бит содержит 1, за счёт чего выход 6 содержит 64 дискретно распределённых импульса, в сумме составляющих 25% доступного времени.
Как показано в данном известном устройстве, СППЗУ успешно распределяет импульсы по временному периоду Т для каждого дискретного поступающего сигнала данных.
На практике такие СППЗУ способны вырабатывать сигналы для множества отдельных светодиодных элементов. Поэтому не нужно обеспечивать отдельное СППЗУ для каждого светодиодного элемента. Реальное количество светодиодных элементов 1, к которым может обращаться каждое СППЗУ 3, более чем просто определяется скоростью СППЗУ 3, но также и способностью обеспечивать тракт связи со светодиодным элементом 1, который также работает с достаточной скоростью.
При современном уровне технологии всё ещё необходимо обеспечивать множество СППЗУ для управления любым реалистичным сегментом дисплейного экрана. Обычная существующая система может использовать 6 СППЗУ на панели управления для участка из 512 пикселов, каждый из которых содержит три светодиодных элемента.
Хотя данное известное устройство и решает проблему мерцания, использование СППЗУ и их соединение с управляющими схемами для светодиодов дорогостоящи. Хотя количество требующихся СППЗУ может быть уменьшено путём встраивания перемножителей или с помощью иной технологии, чтобы позволить СППЗУ обращаться в среднем к ещё большему количеству светодиодов, такие перемножители также увеличивают общую стоимость.
Цель изобретения
Цель настоящего изобретения состоит в обеспечении способа и устройства для управления цифровым дисплеем посредством распределения ШИМ сигнала во времени, что может преодолеть некоторые недостатки известного из уровня техники устройства путём обеспечения некоторого усреднения импульсов во времени, с одновременным уменьшением необходимости в таких дорогих устройствах, как СППЗУ и тому подобное.
Сущность изобретения
Соответственно, в первом аспекте можно сказать, что изобретение может быть в широком смысле описано, как состоящее в способе управления цифровым дисплеем путём распределения широтноимпульсного модулированного сигнала по временному периоду, предусматривающем следующие стадии:
генерирование множества импульсных сигналов за период времени Т;
каждый из упомянутого множества импульсных сигналов обеспечивает по меньшей мере один отдельный импульс за временной период Т;
каждый импульс из множества импульсных сигналов генерируется на дискретном временном интервале в рамках временного периода Т по отношению к любому другому импульсу в рамках любого из упомянутого множества импульсных сигналов; и
- 3 005964 комбинирование упомянутых импульсных сигналов в соответствии с данными для генерировании выходного сигнала, содержащего распределённые импульсы, которые суммарно представляют часть временного периода Т, назначенную поступающими данными.
Соответственно во втором аспекте можно сказать, что изобретение может быть в широком смысле описано как состоящее в устройстве для управления цифровым дисплеем посредством распределения сигнала с широтно-импульсной модуляцией на временном периоде Т, содержащем:
по меньшей мере один генератор сигнала для генерирования множества импульсных сигналов, в котором каждый из упомянутых сигналов содержит распределение отдельных импульсов, при этом каждый из упомянутых отдельных импульсов обеспечивается на дискретном временном периоде в рамках общего периода Т по отношению к отдельным импульсам всех импульсных сигналов;
средство выполнения операции логического И для комбинирования битов поступающего сигнала данных с упомянутым множеством импульсных сигналов для выбора тех упомянутых импульсных сигналов, которые должны комбинироваться для представления поступающего сигнала данных; и средство выполнения операции логического ИЛИ для комбинирования упомянутого множества выбранных сигналов в одну последовательность распределённых по временному периоду Т импульсов, представляющую поступающие данные.
Соответственно в третьем аспекте можно сказать, что изобретение может быть в широком смысле описано, как состоящее в способе для управления цифровым дисплеем посредством генерирования множества дискретных во времени импульсных сигналов, подходящих для последующего комбинирования, предусматривающем:
генерирование последовательности двоичных чисел, подразделяющих желательный временной период;
идентификацию порядка самого нижнего активного бита выработанной последовательности двоичных чисел для вывода последовательности чисел, каждое для одного подразделения временного периода, идентифицирующих бит самого низкого порядка; и генерирование выходного импульса на одном из множества комбинируемых выходов при генерировании отдельного импульса для каждого подразделения временного периода, а импульсов, генерированных идентификаторами бита общего самого низкого порядка, на общем выходе.
Соответственно в четвёртом аспекте можно сказать, что изобретение может быть в широком смысле описано как состоящее в устройстве для управления цифровым дисплеем посредством генерирования множества комбинируемых импульсных сигналов за временной период, содержащем:
счётчик для генерирования последовательности двоичных чисел для подразделения временного периода;
идентификатор бита самого низкого порядка для идентификации самого низкого активного бита в двоичной последовательности, выходящей из счётчика, и для выведения последовательности сигналов, представляющих самый низкий активный бит, по одному сигналу для каждого упомянутого временного подраздела; и импульсный генератор для активации импульса на дискретном выходе для каждого уникального идентифицированного бита самого низкого порядка, и для генерирования последовательных импульсов для общих битов самого низкого порядка на общем выходе.
Краткое описание чертежей
Предпочтительный вариант выполнения изобретения будет описан далее со ссылкой на следующие чертежи, на которых фиг. 1 показывает известное из уровня техники устройство для обеспечения распределённого во времени сигнала с широтно-импульсной модуляцией;
фиг. 2 показывает части представительного адреса памяти СППЗУ в соответствии с устройством по фиг. 1;
фиг. 3 показывает условную схему предпочтительного варианта выполнения по настоящему изобретению;
фиг. 4 показывает множество импульсных сигналов в соответствии с упрощённым вариантом выполнения изобретения; и фиг. 5 является диаграммным представлением возможного выхода упрощённой версии изобретения.
Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения
Данное изобретение относится к способу и устройству для управления цифровым дисплеем путём распределения импульсов с широтно-импульсной модуляцией на временном периоде.
В данном предпочтительном виде изобретение воплощается в форме дисплейного экрана, который отображает цифровой сигнал 2 данных. Для целей данного описания дисплейный экран может быть представлен одним светодиодным элементом 1. Разумеется, на практике изобретение воплощается посредством управления множеством таких светодиодных элементов 1, сформированных в отдельные пикселы.
Более того, изобретение не ограничено светодиодными элементами, поскольку цифровые данные
- 4 005964 для прочих дисплейных систем, таких как плазменное телевидение, ЖК-проекторы, ЖКД-экраны и подобные устройства, страдают от тех же самых присущих им проблем и нуждаются в распределении сигнала с широтно-импульсной модуляцией в цикле обновления.
В целях упрощения предпочтительный вариант выполнения, показанный на фиг. 3, показывает выполнение для управления одним светодиодом 1 с помощью сигнала 6 с широтно-импульсной модуляцией.
По фиг. 3 устройство будет описано со ссылкой на обеспечение распределённого сигнала с широтно-импульсной модуляцией, представляющего один 8-битовый участок данных 2. Хотя данное устройство описывается со ссылкой на 8-битовые цифровые данные, это делается в большей степени из-за того, что 8-битовые цифровые данные являются относительно стандартными в отрасли. Возможны и существуют вариации на эту тему.
В данном выполнении изобретение обеспечивает генератор 7 сигнала, который выдает множество импульсных сигналов 8. Каждый из импульсных сигналов 8 может комбинироваться с любым одним или несколькими прочими импульсными сигналами 8 для обеспечения различных распределений импульсов по всему временному периоду.
Как показано на фиг. 3, данные 2 могут комбинироваться с этими отдельными импульсными сигналами 8 для определения смеси сигналов, необходимой для корректного представления данных 2. Затем она подаётся в виде импульсного сигнала 6 в совокупном виде на светодиод 1.
Генератор 7 сигналов для обеспечения множества сигналов пытается обеспечить сигналы, которые могут просто комбинироваться для обеспечения множества диапазонов, необходимых для представления различных градаций цифровых данных. Более того, желательно, чтобы сигналы были способны комбинироваться так, чтобы импульсы обеспечивали различные проценты временного периода, покрываемые импульсами, по сравнению с временным периодом без каких-либо импульсов. Они не предназначены комбинироваться для увеличения амплитуды отдельных импульсов. С этой точки зрения множество импульсных сигналов 8 в идеале состоит из импульсных сигналов, в которых любой отдельный импульс любого сигнала покрывает дискретный временной период по сравнению с импульсами прочих сигналов, с которыми он может комбинироваться. В любой конкретный момент в рамках временного периода импульс может обеспечиваться только одним из множества импульсных сигналов 8.
Изобретение пытается воплотить изобретение с помощью логической схемы для генерирования этих импульсов и для действия в качестве генератора 7 сигналов. Схема в данном предпочтительном выполнении содержит таймер 5, счётчик 4, приоритетный кодер 9 и декодер 10.
Если рассмотреть пример, показанный в данном предпочтительном выполнении, с 8-битовыми цифровыми данными 2, эти данные могут содержать любое из 256 двоичных чисел, представляющих десятичные числа от 0 до 255.
Несмотря на отсутствие строгой необходимости, данное предпочтительное выполнение использует таймер 5 и 8-битовый счётчик 4, такие, чтобы период времени Т, совпадающий с циклом обновления, мог быть разделён на множество меньших временных подразделений. Использование 8-битового счётчика 4 разбивает временной период Т обновления на 256 меньших временных периодов, каждый из которых представлен последовательным двоичным выходом счётчика 4.
Следует заметить, что подобно обсуждавшемуся со ссылкой на фиг. 1 известному устройству, количество временных подразделений, на которые разбивается цикл обновления, не обязательно должно совпадать с количеством градаций, возможных для цифровых данных. В данном примере, когда цифровые данные содержат 8-битовый сигнал, данная предпочтительная форма подбирает данные в соответствии с 8-битовым счётчиком 4 в целях полной обработки данных и ясного объяснения. Однако счётчик 4 может быть большего размера, таким как 10-битовый счётчик с увеличением количества битов, используемых в прочих целях.
Альтернативно возможен также счётчик 4, использующий сигнал с меньшим количеством битов, такой как 6-битовый сигнал, хотя это уменьшило бы возможные комбинации и не полностью использовало бы все градации, доступные для 8-битового цифрового сигнала.
По отношению к генератору 7 сигналов следует учитывать, что счётчик 4 вырабатывает 256 цифровых двоичных сигналов в пределах временного периода Т. Каждый из 8 выходных битов, обозначаемых как О0-О7 в счётчике 4, отображаются на входные биты в приоритетном кодере 9.
Приоритетный кодер пытается определить порядок поступающего двоичного числа. Приоритетные кодеры в целом идентифицируют самый верхний активный бит в 8-битовой комбинации.
Для генерирования желательного множества выходных сигналов 8, следует учесть, что предпочтительные сигналы содержат сигнал, имеющий импульс, покрывающий каждое второе из 256 временных подразделений, ещё один сигнал, имеющий импульс для каждого четвёртого временного подразделения, ещё один сигнал, имеющий импульс для каждого восьмого временного подразделения, и т.д., и импульсы не перекрываются друг с другом. Частота этих импульсов совпадает с частотой появления активности битов из счётчика 4. Импульсные сигналы содержат сигналы, имеющие импульсы по практически 1/2пТ, где п = 1, 2, 3, ... и т.д. Максимальное значение п будет совпадать с двоичным порядком общего количества временных подразделений. В данном примере 256 временных подразделений составляют 28, поэто
- 5 005964 му последовательность заканчивается при η = 8.
Если мы рассмотрим счётчик 4, отображаемый непосредственно в приоритетный кодер 9, то следует учитывать, что распределение сигналов, относящихся к самому верхнему активному биту, неравномерно распределено во времени. Например, выходной бит О- является самым верхним активным битом в течение 50%-ного временного периода, являясь самым верхним активным битом для половины чисел, выработанных счётчиком 4. Однако он является самым верхним активным битом только для последних 50% выработанных чисел, и рассмотрение его в качестве возможного источника генерирования сигнала привело бы к импульсному сигналу, который, хотя представляет половину доступного временного периода, сконцентрирован на последних 50% временного периода и не распределён по всему временному периоду.
Напротив, изобретение определяет, что желательное распределение импульсов вырабатывается не самым верхним активным битом, а самым низким активным битом из счётчика 4.
При генерировании 256 уникальных двоичных чисел счётчиком 4 бит О,, будет самым низким активным битом для каждого второго из 256 двоичных чисел. Напротив, выходной бит является самым низким активным битом только для двоичного числа 10000000. Это единственный случай.
С помощью данной методологии приоритетный кодер 9 соединяется со счётчиком 4 так, что вместо распознавания самого верхнего активного бита он на самом деле распознаёт самый низкий активный бит из счётчика 4. Это легко достигается путём реверсирования отображения выходных и входных битов между соединением так, что самый низкий выходной бит счётчика 4, являющийся битом О,,, отображается в самый верхний входной бит 17 приоритетного кодера 9. Это показано соединениями 11, как показано на фиг. 3.
Выход приоритетного кодера 9 содержит 256 последовательных двоичных чисел, каждое из которых является 3-битовым числом, представляющим десятичные числа от О до 7, указывающие на самый верхний активный бит, распознанный входом приоритетного кодера 9. Эта последовательность 3-битовых чисел может передаваться по связям 12 в декодер 10.
Сигнал по связи 12 в декодер 10 содержит последовательность чисел в общем виде в форме последовательности: 7, 6, 7, 5, 7, 6, 7, 4,7....
Декодер 10 пытается транслировать эти 256 отдельных чисел в 8 импульсных сигналов. Они являются выходами декодера 10 из выходных битов от Р7 до Ро.
Декодер 10 после приёма входного сигнала, представляющего десятичное число 7, выдает импульс на выходе Р7. Подобным же образом, приём входа, представляющего десятичное число 4, создаст импульс на выходе Р4 и т. д.
Частота появления десятичного числа 7 на выходе приоритетного кодера 9 такова, что оно возникает в каждом втором из 256 дискретных выходов. Следовательно, выход декодера 10 на выходе Р7 является импульсом для каждого второго из 256 отдельных временных сегментов.
Упрощённая версия выхода возможного выполнения показана на фиг. 4 и 5.
На фиг. 4 показан представительный выход 3-битовой системы. С помощью той же самой методологии выход из декодера 3-битового генератора будет содержать импульсный сигнал Р2, когда импульс вырабатывается на каждом втором импульсе, сигнал Р1, когда импульс вырабатывается на каждом четвёртом временном подразделении, и сигнал Р0, содержащий один импульс. Они могут комбинироваться по желанию, представляя 8 дискретных сигналов, как показано числами от 0 до 7. Следует отметить, что число 0 представлено путём исключения всех импульсов.
На фиг. 5 показан совокупный выход, представляющий комбинацию сигналов Р2 и Р0. Он обеспечивает пять импульсов, распределённых по периоду времени Т.
Для данных вариантов выполнения следует отметить, что импульсы распределены по временному периоду Т не самым равномерным образом для всех комбинаций. Как показано на фиг. 5, пять отдельных импульсов распределены как один импульс, блок из трёх импульсов и ещё один импульс. Когда мы имеем дело с цифровыми данными, генерирование импульсов в ходе 8 дискретных меньших временных подразделений общего периода Т не позволяет получить идеально равномерное распределение, если начальные и конечные точки меньших временных подразделений Т сами не могут быть синхронизированы.
Хотя это и приводит к меньшему, чем идеальное, распределению в 3-битовом сигнале, при увеличении количества битов комбинация последовательности из трёх последовательных импульсов, показанная на фиг. 5, оказывает меньшее общее воздействие на распределение.
Возвращаясь к 8-битовому выполнению, показанному на фиг. 3, можно увидеть, что данные 2 могут комбинироваться с каждым из множества сигналов 8 посредством обеспечения вентиля 14 И.
Данные 2 содержат двоичные числа от 0 до 255. Если рассматривать пример, число 128 представлено в двоичном виде как 10000000. Как показано на фиг. 3, данные 2 могут предоставляться с помощью буфера или тому подобного 15, а выход сигнала, такого как число 128, даст 1 на выходе β7. Все остальные выходы будут равны нулю.
Над битом данных 2 выполняется операция И с сигналом Р7 из декодера 10. Как отмечалось ранее, сигнал Р7 содержит 128 отдельных импульсов, приходящихся на каждое второе из меньших времен
- 6 005964 ных подразделений. Появление 1 в бите данных О- и её внедрение с помощью вентиля И приводит к выходу 16 сигнала Р7. Остальные биты 0о-06 данных являются нулями, и их внедрение с помощью вентиля И в сигналы Ро-Р6 соответственно будет подавлять все остальные импульсные сигналы на выходах из вентиля И. В результате выход 6, подаваемый на светодиод 1, является просто выходом Р7 декодера 10.
Ещё один пример может быть рассмотрен, если данные 2 являются двоичным представлением числа 129. В двоичном виде выход из буфера 15 создаст 1 в бите О- и 1 в бите О,,. Следовательно, после вентиля И существуют только выходы Р7 и Ро декодера 10. Все остальные импульсные сигналы подавляются. Эти два сигнала комбинируются с помощью вентиля 17 ИЛИ, чтобы выход 6 содержал 129 импульсов. Это импульсный сигнал Р7 плюс дополнительный импульс в середине, который создаст блок из трёх последовательных импульсов в середине временного периода. Эта ситуация значительно ближе к равномерному распределению, чтобы преодолеть эффекты мерцания, как описано ранее.
Таким образом, можно видеть, что изобретение обеспечивает как способ, так и устройство, которые вырабатывают последовательность импульсов, распределённых по временному периоду, представляя различные уровни энергии, которые следует подавать на дисплейный элемент 1. Изобретение выполняет это без необходимости в дорогостоящих СППЗУ, использующих таблицы соответствий или адресные сегменты памяти, а вместо этого использует логическую схему.
Логическая схема использует частоту появления бита самого низкого порядка из счётчика для генерирования требуемых сигналов для последующего комбинирования с поступающими данными.
Дополнительные аспекты настоящего изобретения могут стать очевидными для специалистов после чтения описания. Описание предпочтительного варианта выполнения не следует рассматривать в качестве ограничения изобретения, оно является главным образом иллюстрацией предпочтительного варианта выполнения и применения изобретения.
Конкретные целые числа, упомянутые в описании, могут быть заменены функциональными эквивалентами.

Claims (16)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ управления цифровым дисплеем путём распределения сигнала с широтно-импульсной модуляцией по временному периоду, предусматривающий генерирование множества импульсных сигналов на временном периоде Т;
    каждый из упомянутого множества импульсных сигналов обеспечивает по меньшей мере один отдельный импульс на временном периоде Т;
    каждый импульс из множества импульсных сигналов генерируется на дискретном временном интервале в рамках периода Т по отношению к любому другому импульсу в рамках любого из упомянутого множества импульсных сигналов и комбинирование упомянутых импульсных сигналов в соответствии с данными для генерирования выходного сигнала, содержащего распределённые импульсы, которые в сумме представляют часть временного периода Т, назначенную поступающими данными.
  2. 2. Способ управления цифровым дисплеем по п.1, отличающийся тем, что число в упомянутом множестве импульсных сигналов равно числу двоичных цифр, необходимых для представления наибольшего количества упомянутых данных.
  3. 3. Способ управления цифровым дисплеем по п.1, отличающийся тем, что упомянутое множество импульсных сигналов включает в себя сигналы, содержащие импульсы практически на 1/2п Т временного периода Т, где п = 1, 2, 3 и т.д., а максимальное п равно порядку числа дискретных временных интервалов, на которые подразделяется период Т.
  4. 4. Способ управления цифровым дисплеем по п.1, отличающийся тем, что упомянутое комбинирование упомянутых импульсных сигналов с данными содержит выбор упомянутых импульсных сигналов при помощи упомянутых данных, а затем комбинирование выбранных сигналов в один пробный сигнал.
  5. 5. Способ управления цифровым дисплеем по п.4, отличающийся тем, что упомянутый выбор выполняется путём подбора активного бита в поступающем значении двоичных данных для импульсного сигнала для выбора этого сигнала для комбинирования.
  6. 6. Устройство для управления цифровым дисплеем путём распределения сигнала с широтноимпульсной модуляцией по временному периоду Т, содержащее по меньшей мере один генератор сигнала для генерирования множества импульсных сигналов, каждый из которых содержит распределение отдельных импульсов, при котором каждый из упомянутых отдельных импульсов обеспечивается на дискретном временном периоде в рамках общего периода Т по отношению к отдельным импульсам всех импульсных сигналов;
    средство выполнения логической операции И для комбинирования битов поступающего сигнала данных с упомянутым множеством импульсных сигналов для выбора того упомянутого импульсного сигнала, который следует комбинировать для представления поступающего сигнала данных; и средство выполнения логической операции ИЛИ для комбинирования упомянутого множества вы
    - 7 005964 бранных сигналов в одну последовательность распределённых по периоду Т импульсов, представляющих поступающие данные.
  7. 7. Устройство для управления цифровым дисплеем Т по п.6, отличающееся тем, что упомянутое множество импульсных сигналов содержит импульсный сигнал для каждого двоичного бита упомянутого поступающего сигнала данных.
  8. 8. Устройство для управления цифровым дисплеем путём распределения сигнала с широтноимпульсной модуляцией по временному периоду Т по п.6, отличающееся тем, что упомянутое множество импульсных сигналов включает в себя сигналы, содержащие импульсы практически на 1/2п Т временного периода Т, где п = 1, 2, 3 и т.д., а максимальное п равно двоичному порядку числа дискретных временных интервалов, на которые подразделяется общий период Т.
  9. 9. Устройство для управления цифровым дисплеем Т по п.6, отличающееся тем, что упомянутый генератор сигналов содержит управляемый таймером счётчик для генерирования последовательности двоичных чисел, представляющих подразделения периода Т, кодер для идентификации самого низкого активного бита упомянутого счётчика и генерирования последовательности сигналов по одному для каждого временного подразделения, идентифицирующих самый низкий активный бит, и декодер для генерирования выходного импульса на дискретном выходе для каждого уникального самого низкого активного бита и последующего импульса на том же выходе для каждого идентифицированного общего самого низкого активного бита.
  10. 10. Способ управления цифровым дисплеем путём генерирования множества дискретных во времени импульсных сигналов, пригодных для последующего комбинирования, предусматривающий генерирование последовательности двоичных чисел, подразделяющих желательный временной период;
    идентификацию порядка самого низкого активного бита генерированной последовательности двоичных чисел для вывода последовательности чисел, каждое из которых предназначено для одного подразделения временного периода, идентифицирующих бит самого низкого порядка; и генерирование выходного импульса на одном из множества комбинируемых выходов с помощью отдельного импульса, генерируемого для каждого подразделения временного периода, и импульсов, генерированных общими идентификаторами бита самого низкого порядка, генерируемых на общем выходе.
  11. 11. Способ управления цифровым дисплеем по п.10, отличающийся тем, что упомянутые выходные импульсы генерируются на уникальном выходе для каждого уникального идентифицированного бита самого низкого порядка.
  12. 12. Устройство для управления цифровым дисплеем путём генерирования множества комбинируемых импульсных сигналов за временной период, содержащее счётчик для генерирования последовательности двоичных чисел для подразделения временного периода;
    идентификатор бита самого низкого порядка для идентификации самого низкого активного бита в двоичной последовательности, выходящей из счётчика, и для вывода последовательности сигналов, представляющих самый низкий активный бит, по одному такому сигналу для каждого упомянутого временного подразделения; и импульсный генератор для активизации импульса на дискретном выходе для каждого уникального идентифицированного бита самого низкого порядка и последовательных импульсов для общих битов самого низкого порядка, которые должны генерироваться на общем выходе.
  13. 13. Устройство для управления цифровым дисплеем по п.12, отличающееся тем, что упомянутый идентификатор бита самого низкого порядка содержит приоритетный кодер, соединённый с упомянутым счётчиком так, чтобы вход наивысшего порядка упомянутого кодера соединялся с выходом самого низкого порядка упомянутого счётчика.
  14. 14. Устройство для управления цифровым дисплеем по п.13, отличающееся тем, что упомянутый импульсный генератор включает в себя декодер для приёма сигналов из упомянутого приоритетного кодера.
  15. 15. Устройство для управления цифровым дисплеем по п.12, отличающееся тем, что упомянутый счётчик управляется так, чтобы генерировать упомянутую последовательность двоичных чисел и подразделять временной период посредством таймера.
  16. 16. Устройство для управления цифровым дисплеем по п.12, отличающееся тем, что упомянутое множество комбинируемых сигналов содержит п сигналов, где п является порядком двоичного числа, представляющего количество временных подразделений из счётчика.
EA200201021A 2000-03-27 2001-03-26 Способ и устройство для управления цифровым дисплеем EA005964B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US53552800A 2000-03-27 2000-03-27
PCT/IB2001/000477 WO2001073736A1 (en) 2000-03-27 2001-03-26 Method and apparatus for driving a digital display by distributing pwm pulses over time

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200201021A1 EA200201021A1 (ru) 2003-02-27
EA005964B1 true EA005964B1 (ru) 2005-08-25

Family

ID=24134633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200201021A EA005964B1 (ru) 2000-03-27 2001-03-26 Способ и устройство для управления цифровым дисплеем

Country Status (12)

Country Link
EP (1) EP1269455B1 (ru)
JP (1) JP2003529100A (ru)
KR (1) KR20020093011A (ru)
CN (1) CN1272757C (ru)
AT (1) ATE534984T1 (ru)
AU (1) AU779338B2 (ru)
CA (1) CA2403939C (ru)
EA (1) EA005964B1 (ru)
HK (1) HK1052789B (ru)
MY (1) MY126157A (ru)
TW (1) TW581999B (ru)
WO (1) WO2001073736A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3923341B2 (ja) 2002-03-06 2007-05-30 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体集積回路およびその駆動方法
GB2403841B (en) * 2003-07-07 2006-08-09 Pelikon Ltd Control of Electroluminescent displays
JP4016942B2 (ja) * 2003-12-10 2007-12-05 セイコーエプソン株式会社 Ｐｗｍ信号生成回路及び表示ドライバ
KR100718962B1 (ko) * 2004-12-28 2007-05-16 엘지전자 주식회사 프로젝션 디스플레이 구동 장치
WO2012022235A1 (zh) * 2010-08-19 2012-02-23 深圳市明微电子股份有限公司 显示控制的倍频方法及装置
EP3622502A1 (en) * 2017-05-08 2020-03-18 Compound Photonics Limited Drive techniques for modulation devices
CN112985325B (zh) * 2021-04-21 2021-08-17 天津飞旋科技股份有限公司 正余弦编码器的位置解码方法、装置及计算机可读介质

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03246592A (ja) 1990-02-23 1991-11-01 Seiko Instr Inc 表示装置の階調表示回路
JP3500899B2 (ja) 1997-03-27 2004-02-23 三菱電機株式会社 画像表示方法及び画像表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001073736A1 (en) 2001-10-04
CA2403939A1 (en) 2001-10-04
EP1269455A1 (en) 2003-01-02
AU4268001A (en) 2001-10-08
ATE534984T1 (de) 2011-12-15
HK1052789A1 (en) 2003-09-26
TW581999B (en) 2004-04-01
EP1269455B1 (en) 2011-11-23
AU779338B2 (en) 2005-01-20
CA2403939C (en) 2012-03-27
MY126157A (en) 2006-09-29
KR20020093011A (ko) 2002-12-12
JP2003529100A (ja) 2003-09-30
EA200201021A1 (ru) 2003-02-27
CN1421028A (zh) 2003-05-28
HK1052789B (zh) 2012-03-09
CN1272757C (zh) 2006-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11295657B2 (en) Method and system for switched display of grayscale of multi-line scan led
US5122791A (en) Display device incorporating brightness control and a method of operating such a display
JP3266288B2 (ja) 表示装置およびその動作方法
KR0147296B1 (ko) 액정 디스플레이에 상이한 색조의 회색을 디스플레이하기 위한 장치 및 그 방법
US5986640A (en) Display device using time division modulation to display grey scale
US5298915A (en) System and method for producing a palette of many colors on a display screen having digitally-commanded pixels
US20070064008A1 (en) Image display system and method
US20210020101A1 (en) Driver for led display
US5153568A (en) Liquid crystal display panel system and method of using same
JP2008542808A (ja) クロストークが低減されたスペクトル・シーケンシャル・ディスプレイ
US5400044A (en) Method and apparatus for producing grey levels on a raster scan video display device
US6275271B1 (en) Tone display method
US20070076019A1 (en) Modulating images for display
WO1995027970A1 (en) Display device
US7928944B2 (en) Color-sequential display device
EA005964B1 (ru) Способ и устройство для управления цифровым дисплеем
JPH02291521A (ja) 中間調表示方式および中間調表示制御装置
US8947475B2 (en) Spatially multiplexed pulse width modulation
US20080217509A1 (en) Increased color depth modulation using fast response light sources
US20170206822A1 (en) Projector for projecting images
US20090278870A1 (en) Method of Displaying Pixels Using Fractional Pulse Width Modulation
CA2071847A1 (en) Liquid crystal display panel system and method of using same
JP2016045393A (ja) 画像処理装置、表示装置、および表示方法
US9082347B2 (en) Illumination modulation technique for microdisplays
JPH0279092A (ja) 階調表示制御回路

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU