JP4236291B2

JP4236291B2 - Display system

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Publication number: JP4236291B2
Application number: JP20033496A
Authority: JP
Inventors: ハッサン・パッディ・アブデル・サラム
Original assignee: ユニスプレイ・エス・アー
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: JPH1078766A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各画素がＬＥＤランプを具備しているディスプレイマトリックスの外観を増強することに関する。それはまた、白熱フィラメントランプ等の別のタイプのランプを使用するマトリックスディスプレイに適用することができ、また、均一な方法で配置される必要のないランプを使用するディスプレイパネルに適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤランプマトリックスを設計する際の問題は、全てのランプが同じ光出力を与えるように均一性を達成することである。所定の温度における新しいＬＥＤの光出力は、単位電流における光強度として測定されたその光の効率と、動作電流とに依存している。また、ＬＥＤは、長期間の使用によって、フェーディング等の強度の低下を受ける。
【０００３】
ほとんどのタイプのＬＥＤランプの場合、しばしば２０ｍＡにおける発光強度の形態で表される光の効率は、サンプルからサンプルへ約５：１の比率で変化することができる。幾つかのタイプの場合、ダイオードは、サンプルからサンプルへの最大の光効率対最小の光効率が例えば２：１等の低い比率になるように生産ラインから選別される。
【０００４】
多重化駆動されるＬＥＤマトリックスにおいて、電流は、通常ＬＥＤがオンにされたときにそれと直列になる抵抗によって各ＬＥＤにおいて制限され、マトリックスは、ＬＥＤの逆方向ブレイクダウンを避け、電力の消費を低く維持するために５ボルトの供給電源から駆動されることが好ましい。そのような場合において選択されたＬＥＤにおける電流Ｉは、以下のように与えられ、
Ｉ＝（５−Ｖ_L）÷Ｒ_s
ここにおいて、Ｖ_Lは、ＬＥＤの順方向電圧降下であり、Ｒ_sは、限流抵抗器の抵抗値である。Ｖ_Lは、幾つかのタイプのＬＥＤに対しては１．８ボルトから３ボルトに変化することができ、そのようなタイプのＬＥＤを使用して電流Ｉは、最大の値３．２／Ｒ_sから最小の値２／Ｒ_sに変化することができ、すなわち、３．２：２の比率である。従って、初期の光効率が２：１だけ変化する場合、光出力は３．２：１だけ変化することができる。これに加えて、時間と共に強度の低下が変化し、また、電流をＬＥＤに導くスイッチの電圧降下における差によっも変化する。
【０００５】
ＬＥＤディスプレイマトリックスの均一性に影響を及ぼすさらに別の要因は、ＬＥＤの接合部の全てが同じ温度ではないことである。オン状態であるＬＥＤあるいは先程までオン状態であったＬＥＤは、オフであったものよりも熱い。任意の一時点における最も熱い接合部と最も冷たい接合部の間の温度の差は、５０℃程度である。ＬＥＤの光強度は１℃につき１％だけ低下するので、これは強度においてさらに２：１の不整合を表す。この影響はダイナミックである。接合部の温度の変化の時定数は、ＬＥＤそれ自体に対しては１秒程度のものであり、典型的にその印刷回路板である熱シンクに対しては数十秒程度である。
【０００６】
強度における不整合の影響があるだけでなく、カラー不整合の影響もある。ＬＥＤランプは、製造業者から受取られたときに、幾つかの緑色のＬＥＤの波長において１１ナノメートル程度のカラーにおいて最初に不整合がある。さらに、ＬＥＤは、ランプのダイナミックな温度の不整合のためにダイナミックなカラーの不整合を受ける。さらに、ＬＥＤは、カラーの劣化、すなわち長期間に渡る使用によるカラーの変化を受け、それは、それ自体でカラー不整合の原因となり、その理由は、ランプが均一に使用されないからであり、いずれにせよ、同じ比率で劣化することは保証されない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
テレビジョンおよび写真の技術において、緑色のカラー不整合が０．７ナノメートルであるときに、１．０５：１の強度不整合の比率が認識できるものとして確立される。ＬＥＤの動作における上述の変化はより幅広く、従って、ＬＥＤマトリックスで高品質の画像を達成することを妨害する。本発明の目的は、全てのランプが同じ光出力を与え、強度ならびにカラーにおいても整合され、ダイナミックな効果の影響を受けないＬＥＤディスプレイマトリックスを提供し、また、これらの結果を低コストのマトリックス駆動システムによって達成することである。本発明の別の目的は、ＬＥＤの製造業者によって特定された最大の電流および接合部温度の定格内に維持しながら、ディスプレイが白昼においても可能な限り明るくなるように構成することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ビデオもしくはデジタルカメラの補助によって幾つかの実施形態において、ランプの特性が測定され、ランプに当たる周囲光を測定し、ランプの周囲温度も測定する制御システムを提供することによって前述の目的を達成する。これらの測定結果は、ディスプレイの外観を最適にするために制御システムによって使用される。１つの実施形態において、ランプ間の光出力における差は、全ての周囲光の強度に対して所定の限界まで最小にされる。このランプの均一性の限界を超過すると、照明は、最大輝度を達成するために部分的あるいは全体的に犠牲にされる。制御システムは、ランプを選択するレジスタのビットが設定される時間の比率を変更することによって個々に各ランプの輝度を変更する。１実施形態において、ランプの輝度はまた、ランプの周囲温度に依存する電流をランプに送る定電流回路に依存する。
【０００９】
別の実施形態において、ディスプレイの各画素に対して、画素の第１のランプのカラーは、第２の異なる色の画素のランプをオン状態にすることによって調整され、それによって、カラーにおいて全ての画素が整合される。本発明の別の実施形態において、電流等の電気特性が各ランプに対して表示中に連続的に測定される。この測定結果は、ランプの不均衡な温度のために生じる輝度およびカラーにおけるランプ間の不整合を減少するために使用される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１および２において、ランプＬのｍ行およびｎ列を有しているディスプレイマトリックスを具備している本発明の１実施形態が示されている。ランプＬは、図３のａに示されているように、その陽極が行導体Ｒに接続され、陰極が列導体Ｃに接続されている発光ダイオードを具備している。ランプＬが点灯されたとき、それは発光領域を構成する。ランプＬが点灯されていないときには、それは発光領域とは対照的に暗領域を構成する。ランプは、図示されていない１以上のパネル上に設置される。
【００１１】
情報は、短い期間Ｔ_Rの間、順に各行Ｒを駆動させることによってマトリックス上に表示され、駆動は、１，２，３，…ｍ、１，２，３，…ｍ、１，２，…等の順番で連続的に反復される。１つの行が駆動されている期間Ｔ_R内に、行内の選択されたランプＬは、それらの関連した行導体ＣのトランジスタＳＣをオン状態にすることによって照明される。Ｔ_Rは、約０．１ミリ秒である。
【００１２】
１つの行は、並列ラッチレジスタ2 内のその関連したビットを低レベルに設定し、残りのビットを高レベル設定することによって選択され、それによって、その行のためのトランジスタスイッチがオン状態にされる。レジスタ2 におけるデータはマイクロプロセッサ3 によって設定され、そのマイクロプロセッサ3 は、最初にデータを直列入力並列出力シフトレジスタ1 にロードし、その後、端子6 にパルスを与えることによってそれをレジスタ2 にストローブする。データは、その直列データ入力4 およびクロック入力5 によってレジスタ1 中にロードされる。レジスタ1 および2 は、それぞれｍビットである。
【００１３】
列の選択もまた、マイクロプロセッサ3 の制御の下で行われる。マイクロプロセッサ3 は、データ入力9 およびクロック入力10のそれぞれによって直列入力並列出力レジスタ7 にデータをロードし、その後、レジスタ7 におけるデータをストローブ端子11へのパルスによって並列ラッチレジスタ8 へ移動させる。列は、レジスタ8 におけるその関連したビットが高レベルのときに、そのトランジスタスイッチＳＣによって選択される。電流は、選択された行からランプＬを通って列スイッチＳＣへ通り、その後、閉じられたスイッチ20を介して接地点へ流れる。レジスタ8 は接地端子（図示されていない）を有しており、それは、接地点あるいはトランジスタＳＣのエミッタのいずれかに接続されることができる。
【００１４】
行選択期間Ｔ_R中、マイクロプロセッサ3 は、レジスタ8 をＴ_A秒毎に１回の割合で連続的に２５６回設定し、そこにおいてＴ_A＝Ｔ_R／２５６である。これによって、観察者によって認められるように、各ランプの輝度は２５６の異なる値の任意の１つに設定されることができる。ランプが設定される輝度は、そのランプに特有のマイクロプロセッサメモリにおける位置Ｈに保持されたランプに特定のパラメータＧの値に依存している。値Ｇの範囲は、１乃至２５５である。Ｇ＝２５５である場合、ランプは、列選択期間Ｔ_R全体にわたってオン状態にされるように最大の輝度でオン状態にされる。Ｇ＝１である場合、ランプは最小の輝度でオン状態にされる。
【００１５】
一般的に、マイクロプロセッサ3 は、行ｘの選択期間中にＧ_x,yの連続した期間Ｔ_Aだけレジスタ8 のビットｙを高レベルに設定することによってランプＬ_x,y（すなわち、行ｘ、列ｙにおけるランプ）の輝度を制御し、ここにおいて、Ｇ_x,yは、ランプＬ_x,yのメモリ位置Ｈ_x,yに記憶されたＧの値である。従って、ランプを選択するためにレジスタ8 におけるビットが設定される時間の割合によって、そのランプの輝度が決定される。
【００１６】
説明されたディスプレイモードにおける動作とは別に、図１および２のディスプレイはまた、光感知ユニット21の能力に依存して２つの初期設定モードの１つに設定されることができる。そのようなユニットが使用された場合、スイッチ26は位置27に設定され、スイッチ20は閉じられたままである。光感知ユニット21は、ランプＬのマトリックスに向けられたビデオカメラであってもよい。ランプＬは、全てのランプに対してＧを２５５に等しく設定することによって全てが最大の輝度でオン状態にされる。ランプは、それらを加熱しないように０．１秒以下の短い期間オン状態にされる。ビデオカメラ21の出力はマイクロプロセッサ3 に伝送され、マトリックスの画像はメモリに記憶される。カメラ21からマイクロプロセッサ3 への伝送は、アナログ−デジタル変換器22および赤外線送信機23の補助によって行われ、赤外線送信機23は、デジタル化された画像データを光学通路24を通じて赤外線受信機25に伝送する。受信機25は、マトリックスを収容しているキャビネットに取付けられている。送信機23は、カメラもしくはその三脚に取付けられ、受信機に指向されている。カメラ21は、変換器22が必要でない場合にはデジタル式の静止した（スチール）カメラである。記憶された画像は、全てのランプの輝度読取りを得るためにマイクロプロセッサ3 によって解析される。輝度読取りはマイクロプロセッサ3 によって走査され、それによって、どのランプＬの輝度が最も小さいかを決定し、この最も弱いランプの輝度が基準の輝度とされる。これに続いて、各ランプの輝度読取りは、そのメモリ位置ＨにあるランプのＧの値を設定するためにマイクロプロセッサ3 によって使用される。Ｇの値は、次の式によって与えられる。
【００１７】
Ｇ＝（２５５×基準輝度）÷（ランプの輝度読取り値）
Ｇの値は、四捨五入されて最も近い整数にされる。これによって、初期設定処理が完了する。カメラは省くことができ、システムは、全てのランプが実質的に等しい輝度を有しているように見える状態で表示する準備ができている。弱いランプは、均一性を得るために強いランプよりも多くの電力を得る。ランプがオン状態にされ、それ故にそれに電力が与えられる時間の割合は、ランプのＧの値に比例する。
【００１８】
使用によるＬＥＤランプの不均衡なフェーディングを補償するために、初期設定は例えば毎年１回等周期的に実行されることができる。カメラから受信された情報を解析するソフトウェアを簡単化するために、各ランプがそれ自体で順番にオン状態になり、ランプがオンであるときにカメラによって画像が撮影されるように測定方法を変更することができる。画像は、１秒につき数枚の割合で撮られることができる。その方法は、カメラの分解能が低い場合に、カメラが一時にマトリックスの１／４だけに向けられるように変更されることができる。画素を読取る際にサインの表面からの反射として現れる周囲光の効果を排除するために、システムは、それがオンであるときおよびオフであるときの両方に画素からの光を測定し、真の読取りのときとの差を得るように構成されることができる。
【００１９】
別の方法として、カメラ21は、ラップトップコンピュータに接続されることができ、そのラップトップコンピュータのディスプレイスクリーンは、カメラによって見られた画像を示す。ラップトップコンピュータは、画素の光強度を解析し、後にメモリコンパートメントＨに記憶されるためにディスプレイに送られるＧの値を計算するために使用される。Ｇの値の伝送は、実質的にメモリＨである媒体上にそれらを記録することによって行われることができる。
【００２０】
別の選択肢として、通常のフィルムのカメラもしくはポラロイドカメラがＧの値の設定に使用されることができる。２枚の写真が撮られ、１枚はランプが全てオンであり、もう１枚はそれらがオフの状態で撮られたものである。写真は、それらを読取るためのスキャナと、２枚の写真の間の差を算定し、Ｇの値を計算するためのパーソナルコンピュータとを使用して解析される。Ｇの値は、続いて非揮発性のタイプであることが好ましいメモリＨに送られる。
【００２１】
ディスプレイマトリックスはカラー用であり、そこにおいて、画素領域は幅広い範囲の異なったカラーの任意の１つに設定されることができる。この場合において、１つは赤、１つは緑、１つは青である３個のＬＥＤが画素に対して使用される。３個のＬＥＤは、共通のディフューザの後方に設けられることができる。その代りに、それらは近くに一緒に設けられることができ、それによって、一定の距離をおいて見られたときに、画素領域は３色の発光されたカラーが組合わされた１色のものであると眼が感じる。カラーマトリックスの行１の画素１に対して、３つの異なるカラーのＬＥＤがＬ_1,1、Ｌ_1,2、Ｌ_1,3として行に沿って配線され、行１の画素２に対して、それらはＬ_1,4、Ｌ_1,5、Ｌ_1,6として配線される。前方の行２は、同じ原理を使用して配線される。画素の付勢の期間中、レジスタ8 におけるその３つの関連したビットが設定される期間は、Ｇの値だけでなく、画素に対して要求される色調を達成するために必要な３個の画素ランプの関連した強度を決定するメモリにおいて保持されている別の値にも依存して設けられる。従って、画素に対して要求される光出力Ｕ_rgbは、その３個のＬＥＤランプを以下のように駆動することによって達成される。
【００２２】
赤ランプ：Ｎ_r＝Ｇ_r・Ｐ_r
緑ランプ：Ｎ_g＝Ｇ_g・Ｐ_g
青ランプ：Ｎ_b＝Ｇ_b・Ｐ_b
ここにおいて、Ｎ_r、Ｎ_g、Ｎ_bは、赤、緑、および青のランプがそれぞれ駆動されるＴ_Rの期間中の時間Ｔ_Aの数であり、Ｇ_r、Ｇ_g、Ｇ_bは、赤、緑、および青のランプのそれぞれのＧの値であり、Ｐ_r、Ｐ_g、Ｐ_bは、それぞれが１以下であり、メモリにおいて保持され、カラー画素を発生するために必要とされる赤、緑、青の光の量をそれぞれ決定する。例えば、カラー画素が最大の強度の青緑色の光を発生するために要求された場合、Ｐ_r＝０、Ｐ_g＝１、Ｐ_b＝１である。これまでは、赤ランプはカラーにおいて同一であり、同様に、緑ランプおよび青ランプにおいてもそうであると仮定されてきた。３色のランプの１以上のランプがカラーおよび強度の両方において不整合である場合について、後に説明される。
【００２３】
初期設定期間中、カメラを光センサ21として使用する代りに、光電池を使用することが可能である。この場合において、各ランプは、光電池が光を受取ることによって順にオンにされ、ランプ光のデジタル読取りは、マイクロプロセッサのメモリに記録される。
【００２４】
カメラあるいは光電池を使用した初期設定の代りに、光出力ではなくＬＥＤの電流を測定することができる。この場合において、スイッチ20は開かれ、スイッチ26は端子28に設定される。各ランプＬは、その行導体および列導体を選択することによって順にオンにされ、その電流の測定は、例えば１オームである抵抗30と、増幅器31と、アナログ−デジタル変換器32の補助によって行われる。測定結果は、ランプに関連したマイクロプロセッサ3 のメモリの位置に記憶される。全てのランプの電流が測定および記憶された後、どのランプが最も弱い電流を有しているかを決定するために測定結果が走査される。この最も弱い電流は、基準電流として確立される。その後、マイクロプロセッサは、以下のように与えられるＧの値を供給するために使用される。
【００２５】
Ｇ＝（２５５×基準電流）÷（ランプの測定された電流値）
Ｇの値が与えられた後、スイッチ20は閉じ位置に戻され、表示の準備ができる。この状態において、システムは、ランプの不均衡な電圧降下およびトランジスタの電圧降下における変化によって生じたランプの輝度の変化を補償する。
【００２６】
図２におけるシステムは、周囲光が弱くなったときに全てのランプを暗くするように構成されている。デジタル出力を有する光センサ40は、周囲光を測定し、そのデジタル値をマイクロプロセッサ3 に伝送するように構成されている。例えば、夕暮れあるいは夜等において感知された周囲光の低い値に対して、マイクロプロセッサ3 は、各行とその次の行の駆動の間に時間遅延を導入する。これによってディスプレイの光出力は減少するが、ランプの関連した輝度を変更することはなく、それは依然としてＧの値によって制御されている。
【００２７】
図１および２におけるランプＬは、より電力を与えるために直列に一緒に接続された幾つかのＬＥＤをそれぞれ具備している。その代りに、それらは、ＬＥＤとは異なるタイプであってもよい。例えば、それらはタングステンフィラメントランプであってもよい。タングステンランプを選択する簡単な方法は、図３のｂにおいて図示されているように、そのそれぞれに通常のダイオードＤを直列に提供することである。タングステンランプの光出力は、時間と共に徐々に弱まる。これは、長期にわたって使用した後にバルブの内部表面上に黒い被覆が形成されるからであり、しばしばオン状態にされていたバルブは、そうでないバルブよりも暗くなる。
【００２８】
図４において、本発明の別の実施形態が示されている。光学手段によるランプの整合に関連したこの動作は、図２のものと同じである。ここにおけるランプは定電流で駆動され、その大きさは、温度センサ41の出力に従って変化するように構成されている。温度センサ41はディスプレイ上に設けられ、それによって、ＬＥＤと同じ周囲温度をさらされる。ＬＥＤの周囲温度は、ＬＥＤあるいはその近隣に電力が与えられないときのＬＥＤの温度のことである。デジタルで示されることができる温度センサ41の出力は、マイクロプロセッサ3 に供給される。
【００２９】
マイクロプロセッサ3 は、測定された温度ｔ_aに従って４ビットのレジスタ54を設定するように構成される。ｔ_aが、例えば５０℃等の所定のしきい温度ｔ_c以下であるとき、レジスタ52における値は１５に設定される。測定された温度ｔ_aがｔ_c以上に上昇すると、１５よりも低い値がマイクロプロセッサ3 によってレジスタ52に設定される。レジスタ52の出力はデジタル−アナログ変換器53に供給され、その出力は順に利得が１の電力増幅器54に供給される。従って、トランジスタＣＣのベースに与えられた電圧は、マイクロプロセッサ3 によって制御される。列Ｃが選択されたとき、そのトランジスタＣＣは、ＬＥＤの電圧降下とは関係なく、増幅器54の出力電圧に依存し、それによって、感知された温度ｔ_aに従って調整される定電流を関連した抵抗50と共に選択されたＬＥＤに配る定電流装置として機能する。抵抗50の値は、レジスタ52が１５に設定されたときに、ＬＥＤ電流がＬＥＤの製造業者によって許容され得る限りにおいて最大の大きさになるように選択される。ｔ_c以上の感知された温度に対して、レジスタ52における値は、ＬＥＤ接合部の温度が所定の制限ｔ_u以上に上昇せず、ＬＥＤ製造業者によって定められた最大の接合部温度の定格（典型的に１１０℃）を超過しないように選択された最も高い値に設定される。この方法において、サインの日中の輝度は、一方ではＬＥＤ製造業者による最大の電流および温度の定格内に維持されながら自動的に最大にされる。１例として、マイクロプロセッサ3 は、ｔ_aがｔ_cを超過したときに、次の式に従ってレジスタ52の内容Ｙを設定するように構成されることができる。
【００３０】
Ｙ＝１５−ａ・（ｔ_a−ｔ_c）
ここにおいてａは、０．２５程度の定数である。
【００３１】
カメラ21を使用して、図４の構成は、図２に関連して説明されたものと同じ方法で全てのランプに等しい光出力を与えるように設定されることができる。この構成は、列から列への定電流の変化の影響、異なるＬＥＤの初期の光の効率による変化の影響、および劣化のために生じる変化の影響を補償する。
【００３２】
図２の構成において、ランプがＬＥＤタイプである場合、マイクロプロセッサ3 は、センサ41によって感知された温度が高いときにランプＬがオン状態にされる時間の割合を減少し、それによってＬＥＤ接合部の温度が製造業者の定格を超過することを防ぐように構成されることができる。時間の割合の減少は、夜間にディスプレイを暗くすることに関連して前述されたように、ある行の駆動と次の行の駆動との間に遅延を導入することによって達成されることができる。
【００３３】
図２および図４の両方に適用可能な本発明の別の実施形態において、マイクロプロセッサ3 は、辺りが暗くなるにつれてサインの輝度を暗くするだけでなく、サインの表面上に直接強力な日光が当たる等の極端な周囲光の状況の下でサインの全体の輝度を増加させるために光センサ40を使用するように構成される。マイクロプロセッサ3 は、強力な周囲光を検出する際に、ランプが等しい光出力を有するようにランプを駆動するのを止め、その代りに、ランプの最大の輝度を達成するために期間Ｔ_R全体にわたって各ランプを駆動するか、あるいはランプの輝度が例えば２等の所定の係数だけ他の任意のランプの輝度を超過しない最大の期間にわたって各ランプを駆動するように構成される。この場合において、均一性は、最大の全体輝度のために完全にあるいは部分的に犠牲にされるが、それは周囲光が極端な場合だけである。周囲光が低下したとき、マイクロプロセッサ3 は、ランプの輝度が等しくなるように設定し始める。
【００３４】
図２および図４の構成におけるランプは、ディスプレイマトリックスのランプである必要はない。それらは計器ディスプレイパネルのランプであってもよい。計器パネルのランプは、各グループがそのグループに特有の輝度に設定されたランプを有している異なったグループであることもある。カメラ21を使用して第１のグループのランプを初期設定する期間中の場合において、最高の輝度を有することを要求されたグループは、最大の輝度でオン状態にされ、グループ内のどのランプが最も弱いかを決定し、その輝度は、前述されたように基準輝度とされる。その後、グループ内のランプのＧの値は、ランプに等しい輝度を与えるように設定される。これに続いて、残りのそれぞれのグループに対してグループ内の各ランプは、次の式によって与えられたＧの値を割当てられる。
【００３５】
Ｇ＝［（２５５×基準輝度）÷（ランプの輝度読取り値）］×ＲＢ_n
ここにおいて、ＲＢ_nは、基準輝度に関するグループｎのランプの輝度の要求された割合である。ＲＢ₁、ＲＢ₂、ＲＢ₃等の定数の値は、メモリにおいて永久的に保持され、計器パネルの設計者によって最初に選択される。設計者はまた、各ランプがどのグループであるかを特定し、この情報はメモリに永久的に記録される。
【００３６】
計器パネルは、点灯されたときにディフューザ上にプリントして可視状態にする後方ランプをそれぞれが設けられた予めプリントされた光ディフューザを含んでいる。この場合において、全ての後背照明されたディフューザは１つのグループとして扱われることができ、初期設定の結果として、全てのディフューザが別のグループの輝度に関して予め定められた等しい輝度を有することができる。パネルのランプは、全てが同じタイプである必要はなく、それらは、全てが同じ値の限流抵抗器を有している必要はない。
【００３７】
また別の実施形態において、図２および４の構成のいずれかを使用して、本発明は、それ自体はカラーにおいて整合されていないＬＥＤランプを使用してカラーが整合されている画素を有するディスプレイを提供するように構成されている。この実施形態は、緑のＬＥＤランプがカラーにおいて整合されていないということに基づいて、ＲＧＢカラーディスプレイマトリックスに関して説明される。この実施形態において、強度係数がＰ_gである緑色だけがカラー画素に対して必要とされるとき、緑色のＬＥＤランプをオンにする代りに、
Ｎ_g＝Ｇ_g・Ｐ_g期間Ｔ_A
とし、前述のように行選択時間Ｔ_Rの期間中、制御によって赤ランプもまたオン状態にされて
Ｎ_rgs＝Ｇ_r・Ｐ_g・Ｚ_rg期間Ｔ_A
となり、ここにおいて、Ｚ_rgは、緑色のＬＥＤランプのカラー補正係数であり、全ての画素に対して同じ主波長（すなわち、同じ感知された色）の緑色を達成するために緑色のＬＥＤランプによって放射された光に加えられなければならない赤い光の割合を特定するものであり、非揮発性メモリに保持されている。このような方法で赤い光を加えて全ての画素に整合させるために、それらのランプが同じ温度であるときには、それらが緑色にオンされたときに同じ外見的な色を有する。
【００３８】
準備の期間中、カラーカメラ21はディスプレイに向けられ、画素に対するＧ_rの値は、光の測定のためのカメラの赤のチャンネルを使用して設定される。同様に、Ｇ_gの値は緑のチャンネルを使用して設定され、Ｇ_bの値は青のチャンネルを使用して設定される。ランプの強度を均一にした後、画素に対するＺ_rgの値は以下のように設定される。緑色のＬＥＤランプは、同じ光強度Ｗ_geで一時に１個、一時に数個、あるいは同時に全てがオンにされる。各画素に対して、緑色のＬＥＤランプから発せられる赤い光の強度Ｗ_rgがカメラの赤チャンネルを使用して測定され、記録される。その後、Ｗ_rgの値が走査され、緑色のＬＥＤランプが最も赤い光を発生する画素に対応してＷ_rg（ｍａｘ）を捜す。このランプのカラーは、基準カラーと見なされる。各画素に対して、Ｚ_rgの値は、
Ｚ_rg＝［Ｗ_rg（ｍａｘ）−Ｗ_rg］／Ｗ_ge
によって評価され、その後、それは非揮発性メモリに記憶される。この式によって、緑色にオンされた全ての画素は、基準カラーの赤のランプ対緑のランプの比率と同じ比率Ｗ_rg（ｍａｘ）／Ｗ_geを有する光を放射する。
【００３９】
青は、カラーにおいて緑色のランプを整合するために赤の代りに使用されることができる。選択的に、青は、選択された量以上の赤を有する緑色のランプを修正するために使用されることができ、赤は、緑色のランプの残りを訂正するために使用されることができる。画素の整合において、マトリックスのランプと同じ手段によって測定された基準強度および基準カラーのランプは、選択されたランプのマトリックスを基準として使用する代りに、ランプのマトリックスが設定される基準として使用されることができる。この方法で、製作された全てのディスプレイが共通の基準に整合されることができる。カラーの整合は、それぞれの場合において緑を使用して、赤のランプおよび青のランプに適用されることができる。
【００４０】
上に説明されたカラー修正システムは、モノクロームディスプレイの画素のカラーを整合するために使用されることもできる。すなわち、例えば、黄色のＬＥＤ単色ディスプレイの画素は、多数の黄色のＬＥＤによって囲まれた赤のＬＥＤをそれぞれ設けられ、赤のＬＥＤは、上述の方法で画素の色調を標準化するために使用され、一定の距離を隔てて見たときに全ての画素が黄色の同じ明確なシェードになるようにする。
【００４１】
ＬＥＤランプがカラーの劣化、すなわち、使用によるカラーの変化を受けた場合、ランプは一定時間の後にカラーを適切に整合することを中止する。カラーの劣化によるカラーの不整合は、ときどき再度準備することによって減少されることができる。
【００４２】
ＬＥＤマトリックスは、ランプの強度において、表示されたメッセージが変わる際の過渡的な熱効果によって生じたダイナミックな変化を受ける。温度が上昇するにつれて、光出力は係数Ｊだけ低下する。Ｊは、あるＬＥＤに対して１℃につき．０１程度である。
【００４３】
本発明のさらに別の実施形態として、ディスプレイシステムは、以下のように温度依存のダイナミックな強度係数によって各ＬＥＤランプへの駆動を変更することによってダイナミックな変化を修正するように構成される。
【００４４】
Ｅ＝１／（１−Ｊ・Δｔ）
ここにおいて、Δｔはランプの温度ｔの変化である。ランプの温度は、その接合部における温度である。
【００４５】
図２における基本的な構成を使用して、各ランプに対するＥの値は、準備期間中におけるランプが全て同じ温度ｔｐであるときと、表示の期間中におけるランプが異なる温度であるときの両方において電流Ｉを測定することによって決定される。これは以下に説明される。スイッチＳＲ，ＳＣが、例えば無視できる程度の“オン”抵抗を有するＭＯＳ電界効果トランジスタ等の理想的なスイッチであると仮定し、抵抗30の測定の影響を考慮しないと、選択されたランプの電流Ｉは、次式により与えられ、
Ｉ＝（Ｖ_D−Ｖ_L）／Ｒ_S
ここにおいて、Ｖ_Lは、ランプの両端の電圧である。Ｖ_DおよびＲ_Sの値は、温度とは関係なく、それによって、ランプの温度の変化Δｔによるランプの電流の変化Δｌは、次式によって与えられる。
【００４６】
Δｌ／Δｔ＝−（ΔＶ_L／Δｔ）／Ｒ_S
ＬＥＤランプに対して、（ΔＶ_L／Δｔ）は定数Ｂ（１℃につき約−．００２ボルトに等しい）であるので、
Δｌ／Δｔ＝−Ｂ／Ｒ_S
となり、この式から、
Δｔ＝Δｌ・Ｒ_S／Ｂ
となり、Ｅに対する式においてこれを置換すると、次のようになる。
【００４７】
Ｅ＝１／（１＋Δｌ・Ｒ_S・Ｊ／Ｂ） …………………………（１）
図２における構成を使用して各ランプに対する補正係数Ｅを評価および使用する方法が以下のように行われる。準備に先行して、ディスプレイは、全てのランプＬが同じ一定の温度ｔ_pに到達することができるように１分以上の時間消灯される。その後、Ｇの値は、例えば前述のようにカメラ21を使用し、ランプの温度を変えないように短い間だけランプが駆動されるように注意して設定される。Ｇの値が設定された後、スイッチ20は開かれ、スイッチ26は位置28に設定され、各ランプＬはその温度を変えないように短い間だけ順にオンにされ、その電流Ｉ_pは測定されて非揮発性メモリに記録される。ディスプレイの準備が実行された温度ｔ_pは、センサ21から読取られ、非揮発性メモリに記録される。スイッチ20は、ＭＯＳ電界効果タイプであることが好ましい。
【００４８】
表示の期間中、スイッチ26は位置28に設定され、行Ｒが選択される度に以下の方法が実行される。
【００４９】
ａ）スイッチ20が開かれ、行の各ランプの電流Ｉが急速に測定され、一時的に記録される。これは、レジスタ8 に沿って“１”をシフトして行われる。測定が急速であるために、ランプからの結果的な光は非常に弱く見ることができない。
【００５０】
ｂ）行における各ランプに対して、Ｅの値がマイクロプロセッサ3 によって以下の式から計算され、
Ｅ＝１／｛１＋［Ｉ−Ｉ_p］・Ｒ_s・Ｊ／Ｂ｝………………………（２）
一時的に記憶される。この式は、式（１）から得られる。
【００５１】
ｃ）スイッチ20がマイクロプロセッサ3 によって閉じられ、行は、表示するために、Ｇの代りに使用される値Ａ・Ｅ・Ｇで各ランプに対して駆動される。係数Ｅを含むことによって、ランプ間の温度差による輝度の不整合は排除される。係数Ａは、全てのランプに対して同じである。Ａは、Ａ・Ｅが１を超えないように選択される。例えば、それは０．５になるように選択されることができる。
【００５２】
上述のプロセスによって、光出力は、周囲温度およびランプ間の温度差の両方とは関係がなくなる。
【００５３】
所定のＬＥＤに対するＪ／Ｂの値は、温度ｔ_pにおけるランプの電流Ｉ_pおよび輝度Ｗ_pを測定し、その後、ランプがその（接合部）温度をある未知の値ｔ_uに上昇させるように数秒間強力にランプを駆動し、その後、その未知の温度における電流Ｉ_uおよび輝度Ｗ_uを測定することによって準備の終わりにおいて決定されることができる。値は、以下のように相関しており、
１−Ｗ_u／Ｗ_p＝Ｊ・（ｔ_u−ｔ_p）
（ｌ_u−ｌ_p）・Ｒ_s＝Ｂ・（ｔ_u−ｔ_p）
これから、
Ｊ／Ｂ＝（１−Ｗ_u／Ｗ_p）／（ｌ_u−ｌ_p）・Ｒ_s
となる。
【００５４】
Ｊ／Ｂに対する値は、この最後の式から計算される。Ｊ／Ｂは、各ランプに対して個々に決定および記憶されることができる。
【００５５】
上述のプロセスの変形として、ランプの温度の差のために生じるランプの輝度の変化を排除しながら、ディスプレイの輝度を周囲温度の上昇と共に減少させることが可能である。この場合において、以下の値Ｅ' が、上述のステップ（ｂ）におけるＥの代りに使用され、
Ｅ' ＝
１／｛１＋［ｌ−ｌ_p＋（ｔ_a−ｔ_p）・Ｂ／Ｒ_s］Ｒ_s・Ｊ／Ｂ｝…（３）ここにおいて、ｔ_aは、表示の期間中にセンサ41から読取られた周囲温度値である。［ｌ−ｌ_p＋（ｔ_a−ｔ_p）・Ｂ／Ｒ_s］における第３項は、ディスプレイの周囲温度がｔ_pからｔ_aへ変化したときのランプの電流への影響を示している。
【００５６】
ＬＥＤマトリックスは、ダイナミックな接合部の温度の変化によって生じたランプのカラーのダイナミックな変化を受ける。この効果は、緑および黄色のランプではより顕著に現れる。これらによって、温度が上昇するに従ってそれらのカラーが赤に変わる。
【００５７】
強度の整合、ダイナミックな強度整合、カラー整合、およびダイナミックなカラーの整合を提供する本発明の１実施形態が、１つのカラー画素につき、１色に１つずつ、合計３個のＬＥＤを有する図２の構成を使用してＲＧＢディスプレイに関して以下に説明される。カラー整合は、緑のランプに対してのみ必要とされると仮定される。この場合において、カラー画素は以下のように駆動され、
Ｎ_r＝Ｅ_r・Ａ・［Ｇ_r・Ｐ_g］・［１＋Ｚ_rg＋Ｚ_rgd］
Ｎ_g＝Ｅ_g・Ａ・［Ｇ_g・Ｐ_g］
Ｎ_b＝Ｅ_b・Ａ・［Ｇ_b・Ｐ_b］
ここにおいて、Ｅ_r、Ｅ_g、Ｅ_bは、画素の赤、緑、および青のランプのそれぞれに対するＥの値である。新しい項Ｚ_rgdは、ダイナミックなカラー補正係数であり、以下のように与えられる。
【００５８】
Ｚ_rgd＝（ｔ_a＋ｔ_mr−ｔ）・Ｑ
ここにおいて、ｔ_mrは、接合部の温度の最大の予測された温度の上昇が周囲温度ｔ_aを超過した場合のための例えば５０℃等の設計上の許容誤差であり、ここにおいてｔは、前述のように、ランプの温度である。Ｑは、その温度が１℃上昇したときに生じる、緑のランプによって発生された緑の光に対する赤の光の割合の変化を定める定数である。その温度ｔが上昇するにつれ、緑色のランプはより赤の成分を発生するが、Ｚ_rgdによって、赤いランプはより少なくなり、温度に関係なく赤対緑の全体の比率を維持する。Ｚ_rgdは、以下のように示される。
【００５９】
Ｚ_rgd＝［（ｔ_a−ｔ_p＋ｔ_mr）−（ｔ−ｔ_p）］・Ｑ
ランプの温度の変化Δｔは、ランプの電流の変化Δｌに関連しているので、
Δｔ＝Δｌ・Ｒ_s／Ｂ
となり、従って、（ｔ−ｔ_p）は置き換えられることができ、
Ｚ_rgd＝（ｔ_a−ｔ_p＋ｔ_mr）・Ｑ−（Ｉ−Ｉ_p）Ｑ・Ｒ_s／Ｂ
となり、そこから、
Ｚ_rgd＝
［（ｔ_a−ｔ_p＋ｔ_mr）・Ｓ・Ｂ／Ｒ_s］−（Ｉ−Ｉ_p）・Ｓ …（４）
となり、ここにおいて、
Ｓ＝Ｑ・Ｒ_s／Ｂ
である。
【００６０】
画素に対するＳの値は、その接合部の温度がｔ_pであるときのその電流Ｉ_p、その緑色の光Ｗ_gp、およびその赤の光Ｗ_rgpを準備時間に決定するために緑のランプを点灯することによって決定されることができ、その後、接合部が高い温度ｔ_uであるときのその電流Ｉ_u、その緑色の光Ｗ_gu、およびその赤の光Ｗ_rguを決定することができる。Ｓの値は、
Ｓ＝［Ｗ_rgu／Ｗ_gu−Ｗ_rgp／Ｗ_gp］／（ｌ_gu−ｌ_gp）
の式から計算され、非揮発性メモリに記憶される。式中の［Ｗ_rgu／Ｗ_gu−Ｗ_rgp／Ｗ_gp］は、２組の測定結果の間の赤い光対緑の光の比率における変化である。
【００６１】
画素に対するＺ_rgdの値は、式（４）から計算される。式（４）における［（ｔ_a−ｔ_p＋ｔ_mr）・Ｓ・Ｂ／Ｒ_s］中の係数は徐々に変化するため、１分に１度評価されることができる。別の係数（Ｉ−Ｉ_p）・Ｓは１０ミリ秒毎に計算され、それはＺ_rgdの値である。
【００６２】
その代りに、温度と共に減少する赤い光を加える代りに、温度と共に増加する青い光を画素に加えることによって、緑のダイナミックなカラー訂正が行われることができる。
【００６３】
ＲＧＢ表示は、強度の劣化による不均衡と同様に、カラーの劣化による不均衡を減少するために、例えば１年に１度、再準備されることができる。
【００６４】
今まで説明されてきたダイナミックな補償は、ある準備時間と次の準備時間との間に生じる劣化のためにランプの電圧−電流特性が著しく変化することのないディスプレイに適用することができる。
【００６５】
低下と共に電圧−電流特性の著しい変化を示すタイプのランプが使用された場合、頻繁に準備することなくダイナミックな補償の正確度における低下の影響を最小にするために、システムは、例えば１日に１回午前３時にそれ自体で反復的に試験するように構成される。この時に、ディスプレイは、全てのランプが温度センサ41によって与えられた同じ温度ｔ_mに冷却されるように１分以上消灯される。温度ｔ_mは記録され、各ランプ毎にランプ電流Ｉ_mが測定および記録される。続く表示期間中、ダイナミックな強度補正のステップ（ｂ）において、Ｉ_mが式（２）あるいは選択的に式（３）のＩ_pの代りに使用される。Ｉ_mはまた、ダイナミックなカラー補正係数Ｚ_rgdのために式（４）においてもＩ_pの代りに使用される。特典として、システムは、この場合において再度準備せずにランプにおける劣化を検出することができる。システムは、Ｉ_mをＩ_pと比較し、
Ｉ_m＜［Ｉ_p＋（Ｂ／Ｒ）・（ｔ_m−ｔ_p）］
である場合、ランプの内部抵抗は増加しており、劣化を表す。ランプの劣化の不均衡によって生じるランプの輝度の差を減少するために、ランプの輝度は、式の両側の間の差に依存した量だけシステムによって強められることができる。
【００６６】
ΔＶ＝−Δｌ・Ｒ_sであるので、ランプの電流の代りにランプの電圧を測定することによってダイナミックな補償を行うことが可能である。図４の構成において、ランプを駆動し、その列のスイッチＳＳを閉じることによって、増幅器31およびアナログ−デジタル変換器32を介してランプ電圧を読取ることができる。スイッチＳＲおよびＳＳは、この場合において、最小な電圧降下を有するＭＯＳ電界効果タイプであることが好ましい。
【００６７】
図２および図４の構成のそれぞれに対して、カメラセンサ21をフォトトランジスタ等の単一のフォトセンサと置換することができ、その出力は、１メガサイクルの水晶等の同調された回路に供給され、それは、復調器に供給する。この場合において、準備期間中の測定において、ランプＬは、１秒につき１００万パルスのパルス列で一時にそれぞれ１個ずつ点灯される。
【００６８】
ランプＬは、一緒に接合されたタイル上に設けられ、各タイルは、例えばランプの１６×１６のマトリックスを有している。図５において図示されているタイル60は、印刷回路板61の背面にはんだ付けされたランプＬと、板の前面に設けられた半透明の光ガイドシート62とを含んでいる。シート62は、各ランプＬと向かい合った光拡散部63と、シート62からの光を受けるためにタイルの中心に設けられたフォトトランジスタ64に向かい合った光拡散部65とを有している。拡散部63,65 は、シート62においてファセット、溝、あるいは粗面によって構成されている。フォトセンサ64の出力は、適切な電子装置を介して１メガサイクルだけ通過させるフィルタに供給される。毎日午前３時に、システムは、１秒につき１００万パルスで順に各ランプを点灯（付勢）し、そのような点灯（付勢）期間中にフィルタ回路の出力を測定し、測定結果を記録し、同じ方法で行われた先行する測定に関して、劣化によってランプの光出力が変化したか否かを確定し、光の検出された変化を補正するように構成される。センサ64は、タイルから全てのタイルに共通であるセンサに光を伝送する光ファイバガイドと置換されることもできる。代りに、各タイルは、それに近くないタイル上のランプを感知するためにそれぞれ使用される２つの光ファイバガイドを設けられることもできる。この手段によって、各ランプ拡散部63を適切に個々に調整することができるだけでなく、タイル上のランプ位置とは関係なくランプの感知を達成することができ、それよって、ランプと拡散部65との間の光伝送における差を補償するための異なる増倍係数を使用せずに初期設定するように感知システムを使用することができる。全ての光ファイバガイドのための共通のセンサは、赤、緑、および青の光の成分を別個に測定するように構成された１個の装置であってもよい。
【００６９】
シフトレジスタ1 および7 は、マイクロプロセッサ3 もしくはそれに接続された任意の外部メモリからの直接のバイトあるいはワードで駆動レジスタ2 および8 を迅速に負荷するように構成されたゲートに置換されることができる。
【００７０】
表示のために必要な画素を特定するＰ_r、Ｐ_g、Ｐ_b等の情報は、ここでは指令情報として分類される。対照的に、温度、電流、Ｇの値、Ｂの値、Ｚ_rgの値、Ｅの値等のランプの特性に関する情報あるいはパラメータは、本明細書では物理的情報として分類される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるランプマトリックスディスプレイの構成を示す図。
【図２】ディスプレイの制御回路図。
【図３】ディスプレイにおいて使用できる２種類のランプの概略図。
【図４】ディスプレイの別の制御回路図。
【図５】ランプからの光を感知するための構造の断面図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to enhancing the appearance of a display matrix in which each pixel comprises an LED lamp. It can also be applied to matrix displays that use other types of lamps, such as incandescent filament lamps, and also to display panels that use lamps that do not need to be arranged in a uniform manner.
[0002]
[Prior art]
The problem in designing the LED lamp matrix is to achieve uniformity so that all lamps give the same light output. The light output of a new LED at a given temperature depends on its light efficiency measured as light intensity in unit current and the operating current. Further, the LED is subjected to a decrease in strength such as fading due to long-term use.
[0003]
For most types of LED lamps, the efficiency of light, often expressed in the form of emission intensity at 20 mA, can vary from sample to sample in a ratio of about 5: 1. For some types, the diodes are screened from the production line such that the maximum light efficiency from sample to sample versus the minimum light efficiency is a low ratio, such as 2: 1.
[0004]
In a multiplex driven LED matrix, the current is normally limited in each LED by a resistor in series with the LED when it is turned on, and the matrix avoids reverse breakdown of the LED and reduces power consumption. It is preferably driven from a 5 volt supply to maintain. The current I in the selected LED in such a case is given by
I = (5-V_L) ÷ R_s
Where V_LIs the forward voltage drop of the LED and R_sIs the resistance value of the current limiting resistor. V_LCan vary from 1.8 volts to 3 volts for some types of LEDs, and using such types of LEDs, the current I is the maximum value 3.2 / R_sTo the smallest value 2 / R_sI.e. a ratio of 3.2: 2. Thus, if the initial light efficiency changes by 2: 1, the light output can change by 3.2: 1. In addition to this, the drop in intensity changes over time and also due to the difference in the voltage drop across the switch that conducts current to the LED.
[0005]
Yet another factor affecting the uniformity of the LED display matrix is that not all of the LED junctions are at the same temperature. An LED that is on or previously on is hotter than one that was off. The temperature difference between the hottest and coldest joints at any one time is on the order of 50 ° C. This represents a further 2: 1 mismatch in intensity, as the light intensity of the LED drops by 1% per 1 ° C. This effect is dynamic. The time constant of the temperature change at the junction is on the order of 1 second for the LED itself and typically on the order of tens of seconds for the heat sink that is the printed circuit board.
[0006]
Not only is there a mismatch effect in intensity, but there is also a color mismatch effect. LED lamps are initially mismatched in colors on the order of 11 nanometers at some green LED wavelengths when received from the manufacturer. Further, the LEDs are subject to dynamic color mismatch due to the lamp dynamic temperature mismatch. Furthermore, LEDs are subject to color degradation, i.e. color changes due to long-term use, which itself causes color mismatch, because the lamp is not used uniformly, In any case, it is not guaranteed to deteriorate at the same rate.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In television and photographic technology, a 1.05: 1 intensity mismatch ratio is established as recognizable when the green color mismatch is 0.7 nanometers. The above changes in LED operation are more widespread, thus preventing achieving high quality images with the LED matrix. It is an object of the present invention to provide an LED display matrix in which all lamps give the same light output, are matched in intensity and color, and are not affected by dynamic effects, and these results are reduced to a low cost matrix drive. Is achieved by the system. Another object of the present invention is to configure the display to be as bright as possible during daylight while maintaining within the maximum current and junction temperature ratings specified by the LED manufacturer.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a control system for measuring the characteristics of a lamp, measuring ambient light striking the lamp, and also measuring the ambient temperature of the lamp in some embodiments with the aid of a video or digital camera. To achieve. These measurement results are used by the control system to optimize the appearance of the display. In one embodiment, the difference in light output between lamps is minimized to a predetermined limit for all ambient light intensities. Exceeding this lamp uniformity limit, lighting is partially or totally sacrificed to achieve maximum brightness. The control system changes the brightness of each lamp individually by changing the ratio of the time that the bits of the register that selects the lamp are set. In one embodiment, the brightness of the lamp also depends on a constant current circuit that sends a current to the lamp that depends on the ambient temperature of the lamp.
[0009]
In another embodiment, for each pixel of the display, the color of the first lamp of the pixel is adjusted by turning on the lamp of the second different color pixel, so that all in color Pixels are aligned. In another embodiment of the invention, electrical characteristics such as current are continuously measured during display for each lamp. This measurement result is used to reduce lamp-to-lamp mismatch in brightness and color resulting from lamp imbalance temperature.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIGS. 1 and 2, an embodiment of the present invention is shown comprising a display matrix having m rows and n columns of lamps L. FIG. The lamp L comprises a light emitting diode whose anode is connected to the row conductor R and whose cathode is connected to the column conductor C, as shown in FIG. When the lamp L is lit, it constitutes a light emitting area. When the lamp L is not lit, it constitutes a dark area as opposed to a light emitting area. The lamp is installed on one or more panels not shown.
[0011]
Information is short period T_RAre displayed on the matrix by sequentially driving each row R, and the driving is continuously performed in the order of 1, 2, 3,... M, 1, 2, 3,. Repeated. The period T during which one row is driven_RWithin, the selected lamps L in the row are illuminated by turning on the transistors SC of their associated row conductor C. T_RIs about 0.1 milliseconds.
[0012]
A row is selected by setting its associated bit in parallel latch register 2 low and the remaining bits high, thereby turning on the transistor switch for that row. The The data in register 2 is set by microprocessor 3, which first loads the data into serial input parallel output shift register 1 and then strobes it into register 2 by pulsing terminal 6 . Data is loaded into register 1 by its serial data input 4 and clock input 5. Registers 1 and 2 are each m bits.
[0013]
Column selection is also made under the control of the microprocessor 3. The microprocessor 3 loads data into the serial input parallel output register 7 by each of the data input 9 and the clock input 10, and then moves the data in the register 7 to the parallel latch register 8 by a pulse to the strobe terminal 11. A column is selected by its transistor switch SC when its associated bit in register 8 is high. Current flows from the selected row through the lamp L to the column switch SC and then flows to ground via the closed switch 20. Resistor 8 has a ground terminal (not shown), which can be connected either to ground or to the emitter of transistor SC.
[0014]
Row selection period T_RMicroprocessor 3 sets register 8 to T_ASet 256 times continuously at a rate of once per second, where T_A= T_R/ 256. This allows the brightness of each lamp to be set to any one of 256 different values, as recognized by the observer. The brightness at which the lamp is set depends on the value of the parameter G specific to the lamp held at position H in the microprocessor memory specific to that lamp. The range of the value G is 1 to 255. If G = 255, the lamp is in the column selection period T_RIt is turned on at maximum brightness so that it is turned on throughout. If G = 1, the lamp is turned on with minimal brightness.
[0015]
In general, the microprocessor 3 uses G during the selection period of row x._{x, y}Continuous period T of_AOnly by setting the bit y of register 8 to a high level the ramp L_{x, y}Controlling the brightness of the lamp (ie the lamp in row x, column y), where G_{x, y}Is the lamp L_{x, y}Memory location H_{x, y}Is the value of G stored in Accordingly, the brightness of the lamp is determined by the percentage of time that the bit in register 8 is set to select the lamp.
[0016]
Apart from operating in the described display mode, the display of FIGS. 1 and 2 can also be set to one of two default modes depending on the capabilities of the light sensing unit 21. When such a unit is used, switch 26 is set to position 27 and switch 20 remains closed. The light sensing unit 21 may be a video camera aimed at the matrix of lamps L. Lamps L are all turned on with maximum brightness by setting G equal to 255 for all lamps. The lamps are turned on for a short period of less than 0.1 seconds so as not to heat them. The output of the video camera 21 is transmitted to the microprocessor 3, and the matrix image is stored in the memory. Transmission from the camera 21 to the microprocessor 3 is performed with the aid of an analog-to-digital converter 22 and an infrared transmitter 23. The infrared transmitter 23 transmits the digitized image data to the infrared receiver 25 through the optical path 24. To transmit. The receiver 25 is attached to a cabinet that houses the matrix. The transmitter 23 is attached to the camera or its tripod and is directed to the receiver. The camera 21 is a digital stationary (steel) camera when the transducer 22 is not needed. The stored image is analyzed by the microprocessor 3 to obtain brightness readings for all lamps. The brightness reading is scanned by the microprocessor 3 to determine which lamp L has the lowest brightness, and the brightness of this weakest lamp is taken as the reference brightness. Following this, the brightness reading of each lamp is used by the microprocessor 3 to set the G value of the lamp at its memory location H. The value of G is given by:
[0017]
G = (255 × reference brightness) ÷ (lamp brightness reading)
The value of G is rounded to the nearest integer. Thereby, the initial setting process is completed. The camera can be omitted and the system is ready to display with all lamps appearing to have substantially equal brightness. A weak lamp gets more power than a strong lamp to achieve uniformity. The percentage of time that the lamp is turned on and is therefore powered is proportional to the G value of the lamp.
[0018]
In order to compensate for the unbalanced fading of the LED lamps due to use, the initial setting can be carried out, for example, once a year on a regular basis. To simplify software that analyzes information received from the camera, the measurement method has been changed so that each lamp is turned on in turn and the camera takes an image when the lamp is on. can do. Images can be taken at a rate of several per second. The method can be modified so that when the camera resolution is low, the camera is directed to only a quarter of the matrix at a time. To eliminate the effect of ambient light that appears as reflections from the surface of the sign when reading the pixel, the system measures the light from the pixel both when it is on and when it is true It can be configured to obtain the difference from when reading.
[0019]
Alternatively, the camera 21 can be connected to a laptop computer, and the display screen of the laptop computer shows the image viewed by the camera. The laptop computer is used to analyze the light intensity of the pixels and calculate the value of G that is sent to the display for later storage in the memory compartment H. Transmission of the value of G can be done by recording them on a medium that is essentially a memory H.
[0020]
Alternatively, a normal film camera or polaroid camera can be used to set the G value. Two pictures were taken, one with all the lamps on and the other with them off. The photos are analyzed using a scanner for reading them and a personal computer for calculating the difference between the two photos and calculating the value of G. The value of G is then sent to the memory H, which is preferably a non-volatile type.
[0021]
The display matrix is for color, where the pixel area can be set to any one of a wide range of different colors. In this case, three LEDs are used for the pixel, one red, one green and one blue. Three LEDs can be provided behind a common diffuser. Instead, they can be placed close together so that when viewed at a certain distance, the pixel area is of one color combined with three emitted colors. The eyes feel when there is. For pixel 1 in row 1 of the color matrix, three different colored LEDs are L_1,1, L_1,2, L_1,3For the pixel 2 in row 1, they are L_1,4, L_1,5, L_1,6Wired as The front row 2 is wired using the same principle. During the activation of the pixel, the period during which its three associated bits in register 8 are set is not only the value of G, but also the three pixels required to achieve the required tone for the pixel. It is also provided as a function of another value held in the memory that determines the associated intensity of the lamp. Therefore, the required light output U for the pixel_rgbIs achieved by driving the three LED lamps as follows.
[0022]
Red lamp: N_r= G_r・ P_r
Green lamp: N_g= G_g・ P_g
Blue lamp: N_b= G_b・ P_b
Where N_r, N_g, N_bT, where the red, green and blue lamps are respectively driven_RTime T during the period_AThe number of G_r, G_g, G_bIs the value of G for each of the red, green and blue lamps and P_r, P_g, P_bAre each 1 or less and determine the amount of red, green, and blue light, respectively, that is held in memory and is required to generate a color pixel. For example, if a color pixel is required to generate blue-green light of maximum intensity, P_r= 0, P_g= 1, P_b= 1. So far it has been assumed that red lamps are identical in color, as well as green and blue lamps. The case where one or more of the three color lamps are mismatched in both color and intensity will be described later.
[0023]
Instead of using the camera as the photosensor 21 during the initial setting period, a photocell can be used. In this case, each lamp is turned on in turn as the photovoltaic cell receives light, and a digital reading of the lamp light is recorded in the memory of the microprocessor.
[0024]
Instead of the initial setting using a camera or photocell, the LED current can be measured rather than the light output. In this case, switch 20 is opened and switch 26 is set to terminal 28. Each lamp L is turned on in turn by selecting its row and column conductors, and its current measurement is performed with the aid of a resistor 30, for example 1 ohm, an amplifier 31, and an analog-to-digital converter 32. Is called. The measurement result is stored in the memory location of the microprocessor 3 associated with the lamp. After all lamp currents have been measured and stored, the measurement results are scanned to determine which lamp has the weakest current. This weakest current is established as a reference current. The microprocessor is then used to supply the value of G given as follows:
[0025]
G = (255 × reference current) ÷ (measured current value of the lamp)
After the value of G is given, the switch 20 is returned to the closed position and is ready for display. In this state, the system compensates for changes in lamp brightness caused by lamp unbalance voltage drop and changes in transistor voltage drop.
[0026]
The system in FIG. 2 is configured to darken all lamps when ambient light is weakened. The optical sensor 40 having a digital output is configured to measure ambient light and transmit the digital value to the microprocessor 3. For example, for low values of ambient light sensed at dusk or night, the microprocessor 3 introduces a time delay between driving each row and the next row. This reduces the light output of the display, but does not change the associated brightness of the lamp, which is still controlled by the value of G.
[0027]
The lamps L in FIGS. 1 and 2 each comprise several LEDs connected together in series to provide more power. Alternatively, they may be of a different type than the LED. For example, they may be tungsten filament lamps. A simple way to select a tungsten lamp is to provide a normal diode D in series with each one, as illustrated in FIG. 3b. The light output of the tungsten lamp gradually decreases with time. This is because after a long period of use, a black coating is formed on the internal surface of the bulb, and valves that are often turned on are darker than those that are not.
[0028]
In FIG. 4, another embodiment of the present invention is shown. This operation related to the alignment of the lamp by the optical means is the same as that of FIG. The lamp here is driven by a constant current, and the size thereof is configured to change according to the output of the temperature sensor 41. A temperature sensor 41 is provided on the display, thereby exposing the same ambient temperature as the LED. The ambient temperature of the LED is the temperature of the LED when no power is supplied to the LED or its vicinity. The output of the temperature sensor 41, which can be shown digitally, is supplied to the microprocessor 3.
[0029]
The microprocessor 3 measures the measured temperature t_aIs configured to set the 4-bit register 54 according to t_aIs, for example, a predetermined threshold temperature t such as 50 ° C._cThe value in register 52 is set to 15 when: Measured temperature t_aIs t_cWhen rising above, a value lower than 15 is set in the register 52 by the microprocessor 3. The output of the register 52 is supplied to a digital-analog converter 53, and the output is supplied to a power amplifier 54 having a gain of 1 in order. Therefore, the voltage applied to the base of the transistor CC is controlled by the microprocessor 3. When column C is selected, its transistor CC depends on the output voltage of the amplifier 54, independent of the LED voltage drop, so that the sensed temperature t_aIt functions as a constant current device that distributes a constant current adjusted according to the selected LED together with an associated resistor 50. The value of resistor 50 is selected such that when resistor 52 is set to 15, the LED current is maximized as long as it can be tolerated by the LED manufacturer. t_cFor the above sensed temperature, the value in register 52 indicates that the LED junction temperature is a predetermined limit t._uIt is set to the highest value selected so that it does not rise above and does not exceed the maximum junction temperature rating (typically 110 ° C.) defined by the LED manufacturer. In this way, the daytime brightness of the sign is automatically maximized while maintaining within the maximum current and temperature ratings by the LED manufacturer. As an example, the microprocessor 3 is t_aIs t_cCan be configured to set the contents Y of the register 52 according to the following equation:
[0030]
Y = 15−a · (t_a-T_c)
Here, a is a constant of about 0.25.
[0031]
Using the camera 21, the configuration of FIG. 4 can be set to provide equal light output to all lamps in the same manner as described in connection with FIG. This configuration compensates for the effects of constant current changes from column to column, the effects of changes due to the initial light efficiency of different LEDs, and the effects of changes resulting from degradation.
[0032]
In the configuration of FIG. 2, if the lamp is of the LED type, the microprocessor 3 reduces the percentage of time that the lamp L is turned on when the temperature sensed by the sensor 41 is high, thereby causing the LED junction Can be configured to prevent the temperature of the battery from exceeding the manufacturer's rating. The reduction in the percentage of time can be achieved by introducing a delay between driving one row and driving the next row, as described above in connection with dimming the display at night. .
[0033]
In another embodiment of the invention applicable to both FIG. 2 and FIG. 4, the microprocessor 3 not only dims the brightness of the sign as it darkens, but also has strong sunlight directly on the surface of the sign. It is configured to use the light sensor 40 to increase the overall brightness of the sign under extreme ambient light conditions such as hitting. When the microprocessor 3 detects strong ambient light, it stops driving the lamp so that the lamp has equal light output, and instead it has a period T to achieve the maximum brightness of the lamp._REach lamp is driven throughout, or is configured to drive each lamp for a maximum period in which the lamp brightness does not exceed the brightness of any other lamp by a predetermined factor, such as 2, for example. In this case, uniformity is sacrificed completely or partially for maximum overall brightness, but only when the ambient light is extreme. When the ambient light drops, the microprocessor 3 starts to set the lamp brightness to be equal.
[0034]
The lamps in the configurations of FIGS. 2 and 4 need not be display matrix lamps. They may be instrument display panel lamps. The lamps on the instrument panel may be different groups, with each group having a lamp set to a brightness specific to that group. In the case of initializing lamps of the first group using the camera 21, the group that is required to have the highest brightness is turned on with the highest brightness, and which lamp in the group It is determined whether it is the weakest, and its luminance is set as the reference luminance as described above. Thereafter, the G values of the lamps in the group are set to give the lamps equal brightness. Following this, for each remaining group, each lamp in the group is assigned a value of G given by:
[0035]
G = [(255 × reference luminance) ÷ (lamp luminance reading)] × RB_n
Where RB_nIs the required percentage of the brightness of the group n lamps with respect to the reference brightness. RB₁, RB₂, RB_ThreeThe constant values such as are kept permanently in memory and are initially selected by the instrument panel designer. The designer also identifies which group each lamp is in and this information is permanently recorded in memory.
[0036]
The instrument panel includes pre-printed light diffusers each provided with a rear lamp that, when lit, prints on the diffuser to make it visible. In this case, all back illuminated diffusers can be treated as one group, and as a result of the initialization, all diffusers can have a predetermined equal brightness with respect to the brightness of another group. The panel lamps need not all be of the same type and they need not all have current limiting resistors of the same value.
[0037]
In yet another embodiment, using any of the configurations of FIGS. 2 and 4, the present invention provides a display having pixels that are color-matched using LED lamps that are not themselves color-matched. Configured to provide. This embodiment is described with respect to an RGB color display matrix based on the fact that green LED lamps are not matched in color. In this embodiment, the intensity factor is P_gInstead of turning on the green LED lamp when only green is needed for color pixels,
N_g= G_g・ P_gPeriod T_A
And row selection time T as described above_RDuring this period, the red lamp is also turned on by the control.
N_rgs= G_r・ P_g・ Z_rgPeriod T_A
Where Z_rgIs the color correction factor of the green LED lamp and is added to the light emitted by the green LED lamp to achieve the same dominant wavelength (ie the same perceived color) green for all pixels. It specifies the percentage of red light that must be kept in non-volatile memory. To add red light in this way to match all pixels, when the lamps are at the same temperature, they have the same appearance color when they are turned on in green.
[0038]
During the preparation period, the color camera 21 is directed to the display and the pixel G_rThe value of is set using the camera's red channel for light measurement. Similarly, G_gThe value of is set using the green channel and G_bThe value of is set using the blue channel. After equalizing the lamp intensity, Z_rgThe value of is set as follows. The green LED lamp has the same light intensity W_geTo turn on one at a time, several at a time, or all at the same time. For each pixel, the intensity W of red light emitted from the green LED lamp_rgIs measured and recorded using the camera's red channel. Then W_rgIs scanned and the green LED lamp corresponds to the pixel that produces the most red light._rgSearch for (max). This lamp color is considered the reference color. For each pixel, Z_rgThe value of
Z_rg= [W_rg(Max) -W_rg] / W_ge
Is then stored in non-volatile memory. According to this equation, all pixels turned on green will have the same ratio W as the ratio of the reference color red lamp to the green lamp._rg(Max) / W_geEmits light having
[0039]
Blue can be used instead of red to match a green lamp in color. Optionally, blue can be used to correct a green lamp that has more than a selected amount of red, and red can be used to correct the rest of the green lamp . In pixel matching, the reference intensity and reference color lamps measured by the same means as the matrix lamps are used as the basis for which the lamp matrix is set, instead of using the selected lamp matrix as a reference. be able to. In this way, all manufactured displays can be matched to a common standard. Color matching can be applied to the red and blue lamps using green in each case.
[0040]
The color correction system described above can also be used to match the color of the pixels of a monochrome display. That is, for example, the pixels of a yellow LED monochromatic display are each provided with a red LED surrounded by a number of yellow LEDs, and the red LED is used to standardize the color of the pixel in the manner described above, All pixels should have the same clear shade of yellow when viewed at a certain distance.
[0041]
If the LED lamp undergoes color degradation, i.e., a color change due to use, the lamp stops properly aligning the color after a certain time. Color mismatch due to color degradation can be reduced from time to time by preparing again.
[0042]
The LED matrix undergoes dynamic changes in lamp intensity caused by transient thermal effects as the displayed message changes. As the temperature increases, the light output decreases by a factor J. J for each LED at 1 ° C. It is about 01.
[0043]
As yet another embodiment of the present invention, the display system is configured to correct for dynamic changes by changing the drive to each LED lamp with a temperature dependent dynamic intensity factor as follows.
[0044]
E = 1 / (1-J · Δt)
Here, Δt is a change in the lamp temperature t. The lamp temperature is the temperature at the junction.
[0045]
Using the basic configuration in FIG. 2, the value of E for each lamp is both when the lamps are all at the same temperature tp during the preparation period and when the lamps are at different temperatures during the display period. Determined by measuring the current I. This is explained below. Assuming that the switches SR, SC are ideal switches, such as MOS field effect transistors having negligible “on” resistance, for example, the current of the selected lamp is considered without taking into account the measurement effect of the resistance 30. I is given by:
I = (V_D-V_L) / R_S
Where V_LIs the voltage across the lamp. V_DAnd R_SThe value of is independent of temperature, so that the change in lamp current Δl due to the change in lamp temperature Δt is given by:
[0046]
Δl / Δt = − (ΔV_L/ Δt) / R_S
For LED lamps, (ΔV_L/ Δt) is a constant B (equal to about -.002 volts per degree Celsius),
Δl / Δt = −B / R_S
From this equation,
Δt = Δl · R_S/ B
And substituting this in the equation for E yields:
[0047]
E = 1 / (1 + Δl · R_S・ J / B) ………………………… (1)
A method of evaluating and using the correction factor E for each lamp using the configuration in FIG. 2 is performed as follows. Prior to preparation, the display is a constant temperature t where all lamps L are the same._pIt is turned off for more than 1 minute so that it can reach Thereafter, the value of G is set with care, for example, using the camera 21 as described above so that the lamp is driven only for a short time so as not to change the temperature of the lamp. After the value of G has been set, switch 20 is opened, switch 26 is set to position 28, and each lamp L is turned on in a short period of time so as not to change its temperature, and its current I_pIs measured and recorded in non-volatile memory. Temperature t at which display preparation was performed_pIs read from the sensor 21 and recorded in a non-volatile memory. Switch 20 is preferably a MOS field effect type.
[0048]
During the display period, switch 26 is set to position 28 and the following method is performed each time row R is selected.
[0049]
a) The switch 20 is opened and the current I of each lamp in the row is rapidly measured and recorded temporarily. This is done by shifting "1" along register 8. Due to the rapid measurement, the resulting light from the lamp is very weak and cannot be seen.
[0050]
b) For each lamp in the row, the value of E is calculated by the microprocessor 3 from the following equation:
E = 1 / {1+ [I−I_p] ・ R_s・ J / B} ………………………… (2)
Temporarily stored. This equation is obtained from equation (1).
[0051]
c) The switch 20 is closed by the microprocessor 3 and the row is driven for each lamp with the values A, E, G used instead of G for display. By including the factor E, luminance mismatch due to temperature differences between the lamps is eliminated. The coefficient A is the same for all lamps. A is selected such that A · E does not exceed 1. For example, it can be selected to be 0.5.
[0052]
With the process described above, the light output is independent of both the ambient temperature and the temperature difference between the lamps.
[0053]
The value of J / B for a given LED is the temperature t_pLamp current I at_pAnd brightness W_pAnd then the lamp gives its (junction) temperature a certain unknown value t_uThe lamp is driven strongly for a few seconds to increase to the current I_uAnd brightness W_uCan be determined at the end of preparation by measuring. The values are correlated as follows:
1-W_u/ W_p= J ・ (t_u-T_p)
(L_u-L_p) ・ R_s= B ・ (t_u-T_p)
from now on,
J / B = (1-W_u/ W_p) / (L_u-L_p) ・ R_s
It becomes.
[0054]
The value for J / B is calculated from this last equation. J / B can be determined and stored individually for each lamp.
[0055]
As a variation of the above-described process, it is possible to reduce the brightness of the display with increasing ambient temperature while eliminating the change in lamp brightness caused by the difference in lamp temperature. In this case, the following value E ′ is used instead of E in step (b) above:
E '=
1 / {1+ [l-l_p+ (T_a-T_p) ・ B / R_s] R_sJ / B} (3) where t_aIs the ambient temperature value read from the sensor 41 during the display period. [L-l_p+ (T_a-T_p) ・ B / R_sThe third term in the table shows that the ambient temperature of the display is t_pTo t_aIt shows the influence on the lamp current when changing to.
[0056]
The LED matrix undergoes a dynamic change in lamp color caused by a dynamic junction temperature change. This effect is more pronounced with green and yellow lamps. These change their color to red as the temperature increases.
[0057]
One embodiment of the present invention that provides intensity matching, dynamic intensity matching, color matching, and dynamic color matching has a total of three LEDs, one for each color pixel. This is described below for an RGB display using two configurations. It is assumed that color matching is only required for green lamps. In this case, the color pixels are driven as follows:
N_r= E_r・ A ・ [G_r・ P_g] ・ [1 + Z_rg+ Z_rgd]
N_g= E_g・ A ・ [G_g・ P_g]
N_b= E_b・ A ・ [G_b・ P_b]
Where E_r, E_g, E_bIs the value of E for each of the red, green and blue lamps of the pixel. New term Z_rgdIs a dynamic color correction coefficient and is given as follows.
[0058]
Z_rgd= (T_a+ T_mr-T) ・ Q
Where t_mrIs the maximum predicted temperature increase of the junction temperature is the ambient temperature t_aIs a design tolerance, such as 50 ° C., for example, where t is the lamp temperature, as described above. Q is a constant that determines the change in the ratio of red light to green light generated by the green lamp that occurs when the temperature rises by 1 ° C. As the temperature t rises, the green lamp produces a more red component, but Z_rgdWith less red lamps, the overall ratio of red to green is maintained regardless of temperature. Z_rgdIs shown as follows.
[0059]
Z_rgd= [(T_a-T_p+ T_mr)-(T-t_p]] ・ Q
Since the lamp temperature change Δt is related to the lamp current change Δl,
Δt = Δl · R_s/ B
Therefore, (t−t_p) Can be replaced,
Z_rgd= (T_a-T_p+ T_mr) ・ Q- (I-I_p) Q ・ R_s/ B
From there,
Z_rgd=
[(T_a-T_p+ T_mr) ・ S ・ B / R_s]-(I-I_p) ・ S (4)
Where
S = Q ・ R_s/ B
It is.
[0060]
The value of S for a pixel is that the temperature of the junction is t_pIts current I when_p, That green light W_gp, And its red light W_rgpCan be determined by illuminating the green lamp to determine the preparation time, after which the junction has a high temperature t_uIts current I when_u, That green light W_gu, And its red light W_rguCan be determined. The value of S is
S = [W_rgu/ W_gu-W_rgp/ W_gp] / (L_gu-L_gp)
And is stored in non-volatile memory. [W in the formula_rgu/ W_gu-W_rgp/ W_gp] Is the change in the ratio of red light to green light between the two sets of measurement results.
[0061]
Z for pixel_rgdIs calculated from equation (4). [(T_a-T_p+ T_mr) ・ S ・ B / R_sThe coefficient in [] changes gradually and can be evaluated once per minute. Another coefficient (I-I_p) ・ S is calculated every 10 milliseconds, which is Z_rgdIs the value of
[0062]
Instead, instead of adding red light that decreases with temperature, green dynamic color correction can be performed by adding blue light that increases with temperature to the pixel.
[0063]
The RGB display can be re-prepared, for example, once a year, to reduce imbalance due to color degradation, as well as imbalance due to intensity degradation.
[0064]
The dynamic compensation described so far can be applied to displays in which the voltage-current characteristics of the lamp do not change significantly due to degradation that occurs between one and the next preparation time.
[0065]
When a type of lamp is used that exhibits a significant change in voltage-current characteristics with a decrease, the system can be used, for example, to minimize the effects of a decrease in dynamic compensation accuracy without frequent preparation. It is configured to test repeatedly on its own at 3 am. At this time, the display shows that all lamps have the same temperature t given by the temperature sensor 41._mIt is turned off for 1 minute or more so that it is cooled. Temperature t_mIs recorded, and for each lamp, the lamp current I_mIs measured and recorded. During the subsequent display period, in step (b) of dynamic intensity correction, I_mIn the formula (2) or optionally in the formula (3)_pUsed instead of. I_mIs also a dynamic color correction factor Z_rgdTherefore, in formula (4), I_pUsed instead of. As a benefit, the system can detect the deterioration in the lamp without preparing again in this case. The system is I_mI_pCompared to
I_m<[I_p+ (B / R) · (t_m-T_p]]
, The internal resistance of the lamp is increasing, indicating degradation. In order to reduce the difference in lamp brightness caused by the lamp degradation imbalance, the lamp brightness can be enhanced by the system by an amount that depends on the difference between the two sides of the equation.
[0066]
ΔV = −Δl · R_sThus, it is possible to perform dynamic compensation by measuring the lamp voltage instead of the lamp current. In the configuration of FIG. 4, the lamp voltage can be read through amplifier 31 and analog-to-digital converter 32 by driving the lamp and closing switch SS in that column. The switches SR and SS are in this case preferably of the MOS field effect type with the smallest voltage drop.
[0067]
For each of the configurations of FIGS. 2 and 4, the camera sensor 21 can be replaced with a single photosensor, such as a phototransistor, whose output is fed to a tuned circuit, such as a 1 megacycle crystal. It feeds the demodulator. In this case, in the measurement during the preparation period, one lamp L is lit at a time with a pulse train of 1 million pulses per second.
[0068]
The lamps L are provided on tiles joined together, and each tile has, for example, a 16 × 16 matrix of lamps. The tile 60 illustrated in FIG. 5 includes a lamp L soldered to the back of the printed circuit board 61 and a translucent light guide sheet 62 provided on the front of the board. The sheet 62 includes a light diffusing portion 63 that faces each lamp L, and a light diffusing portion 65 that faces a phototransistor 64 provided at the center of the tile to receive light from the sheet 62. The diffusion parts 63 and 65 are configured by facets, grooves, or rough surfaces in the sheet 62. The output of the photosensor 64 is fed through a suitable electronic device to a filter that passes only 1 megacycle. At 3 am every day, the system turns on (energizes) each lamp in turn at 1 million pulses per second, measures the output of the filter circuit during such lighting (energization) period, and records the measurement results. With respect to previous measurements made in the same way, it is configured to determine whether the light output of the lamp has changed due to degradation and to correct the detected change in light. The sensor 64 can also be replaced with a fiber optic guide that transmits light from the tile to a sensor that is common to all tiles. Alternatively, each tile can be provided with two fiber optic guides, each used to sense a lamp on a tile that is not close to it. By this means, not only can each lamp diffuser 63 be appropriately adjusted individually, but also lamp sensing can be achieved regardless of the lamp position on the tile, so that the lamp and diffuser 65 The sensing system can be used to initialize without using different multiplication factors to compensate for differences in optical transmission between the two. A common sensor for all fiber optic guides may be a single device configured to measure the red, green, and blue light components separately.
[0069]
Shift registers 1 and 7 can be replaced by gates configured to quickly load drive registers 2 and 8 with a direct byte or word from microprocessor 3 or any external memory connected to it .
[0070]
P that identifies the pixels required for display_r, P_g, P_bSuch information is classified here as command information. In contrast, temperature, current, G value, B value, Z_rgInformation or parameters relating to the characteristics of the lamp, such as the value of E, the value of E, are classified as physical information in this specification.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a lamp matrix display according to the present invention.
FIG. 2 is a control circuit diagram of a display.
FIG. 3 is a schematic diagram of two types of lamps that can be used in a display.
FIG. 4 is another control circuit diagram of the display.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a structure for sensing light from a lamp.

Claims

A display system having a display matrix,
A plurality of first LED light sources in the matrix, each generating a first nominal color light, and a plurality of neighboring second LEDs, each for generating a second nominal color light The first LED light source has a difference in the actual color of the generated light,
The actual color of the first to the LED light source thus generated light storing first information for modifying the nominal color, memory associated with each one-to-one relationship between the first LED light source When,
Including a drive for energizing the first and second LED light sources, wherein the first nominal color display light is required from any given one of the first LED light sources; A control system provided such that the display light of the light source is modified by a change in light from the neighboring second LED light source, wherein the light change is for each of the first LED light sources Based on the first information and the requested amount of display light,
A display system that serves to reduce the apparent color mismatch in the matrix caused by the light change.

A memory for storing second information for each of the first LED light sources, the second information of the second LED light sources included in the color light emitted from the first LED light sources; The display system according to claim 1, wherein the display system is dependent on a component of light .

The display system of claim 1, wherein the first LED light source generates green light and the second LED light source generates red light.

2. The transistor of claim 1, comprising a transistor that drives one of a microprocessor, a register , and the second LED light source, the register receiving a series of data strings from the microprocessor and driving the transistor. Display system.

2. The apparent color mismatch in the matrix caused by the difference in actual colors is substantially reduced when the first nominal color only image is displayed. Display system.

The display system according to claim 1, comprising means for assessing for at least one LED light source a decrease in light output of the LED light source caused by a change in the internal temperature of the LED light source.

The display system according to claim 1, wherein the first information is obtained using a camera.

The display system of claim 1, wherein the first information is changed by a re-preparation operation during the useful life of the display matrix.

The display system according to claim 1, wherein the display system measures at least one of a current flowing through the first LED light source and a voltage drop due to the first LED light source for each of the first LED light sources. .