RU2249858C2

RU2249858C2 - Full color light-diode display system

Info

Publication number: RU2249858C2
Application number: RU2001128663/09A
Authority: RU
Inventors: Тойотаро ТОКИМОТО (JP); Тойотаро ТОКИМОТО; Масатоси ОХИСИ (JP); Масатоси ОХИСИ
Original assignee: Эвикс Инк.
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2005-04-10

Abstract

FIELD: light diode displays.

SUBSTANCE: device has specially configured data transfer module and screen module.

EFFECT: higher speed of operation and higher quality.

2 cl, 8 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к системе полноцветного светодиодного дисплея, обеспечивающего отображение многоцветных многотоновых отображений путем комбинирования, например, светодиодных индикаторов трех основных тонов RGB (красного, зеленого, синего). Более конкретно, настоящее изобретение относится к системе, реализующей способ широтно-импульсной модуляции для включения и возбуждения светодиодного индикатора с использованием импульса возбуждения с широтно-импульсной модуляцией на основе данных градации для каждого цвета.The present invention relates to a full-color LED display system for displaying multi-color multi-tone displays by combining, for example, LEDs of three basic RGB tones (red, green, blue). More specifically, the present invention relates to a system that implements a pulse width modulation method for turning on and driving an LED indicator using a pulse width pulse width modulation excitation based on gradation data for each color.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Основная структура системы полноцветного светодиодного дисплеяThe basic structure of a full color LED display system

После разработки синих светодиодов высокой яркости широкое распространение получили системы полноцветных светодиодных дисплеев, объединяющих три основных цвета RGB. Пример технических характеристик типового устройства приведен ниже. Экран дисплея имеет размер 2,4 метра в высоту и 3,4 метра в ширину. В пределах этого экрана имеется всего 61 440 пиксельных индикаторов, упорядоченных в 480 строк по вертикали и 128 точек по горизонтали. Каждый из этих пиксельных индикаторов представляет собой многоцветный светодиодный индикатор, в котором плотно сгруппированы соответствующие светодиоды трех основных цветов RGB. Пиксельные данные для возбуждения одного пикселя состоят в целом из 24 битов, т.е. по 8 битов на каждый из цветов RGB. Градация отображения для каждого из цветов RGB составляет 256 тонов соответственно, следовательно, возможно полноцветное представление из 16777216 цветов.After developing blue high-brightness LEDs, full-color LED display systems combining the three primary RGB colors were widely used. An example of the technical characteristics of a typical device is given below. The display screen is 2.4 meters high and 3.4 meters wide. Within this screen, there are a total of 61,440 pixel indicators arranged in 480 lines vertically and 128 points horizontally. Each of these pixel indicators is a multi-color LED indicator in which the corresponding LEDs of the three primary RGB colors are tightly grouped. The pixel data for driving one pixel consists of a total of 24 bits, i.e. 8 bits for each of the RGB colors. The display gradation for each of the RGB colors is 256 tones, respectively, therefore, a full-color representation of 16777216 colors is possible.

В системе полноцветного светодиодного дисплея подобного типа можно использовать, в качестве его источника видеосигнала, видеосигнал стандарта NTCS, используемый в обычной системе телевизионного вещания или в видеомагнитофоне. Видеосигнал стандарта NTCS, вводимый в устройство управления дисплеем, подвергается аналого-цифровому преобразованию и преобразуется и обрабатывается в виде цифрового сигнала, состоящего в целом из 24 битов, по 8 битов соответственно на RGB. Данные изображения для одного экрана, содержащие (61440 × 24) битов, соответствующих 61440 пиксельным индикаторам, буферизуются в памяти кадра. Из этой памяти кадра данные изображения из 24 битов для одиночного пикселя соответственно распределяются на схему возбуждения каждого пиксельного индикатора и записываются в регистр в схеме возбуждения.In a system of a full-color LED display of this type, you can use, as its source of video signal, a video signal of the NTCS standard, used in a conventional television broadcasting system or in a VCR. An NTCS video signal input to the display control device is subjected to analog-to-digital conversion and is converted and processed as a digital signal, consisting of a total of 24 bits, 8 bits each, respectively, to RGB. Image data for a single screen containing (61440 × 24) bits corresponding to 61440 pixel indicators is buffered in the frame memory. From this frame memory, image data of 24 bits for a single pixel is respectively allocated to the excitation circuit of each pixel indicator and recorded in a register in the excitation circuit.

В схеме возбуждения пиксельного индикатора красные светодиоды возбуждаются и формируют излучение с тоном, соответствующим 8 битам данных красной составляющей, записанных в регистр. Аналогичным образом, зеленые светодиоды возбуждаются и формируют излучение с тоном, соответствующим 8 битам данных зеленой составляющей, и синие светодиоды возбуждаются и формируют излучение с тоном, соответствующим 8 битам данных синей составляющей.In the driving circuit of the pixel indicator, red LEDs are excited and generate radiation with a tone corresponding to 8 bits of red component data recorded in the register. Similarly, green LEDs are excited and generate radiation with a tone corresponding to 8 data bits of the green component, and blue LEDs are excited and generate radiation with a tone corresponding to 8 data bits of the blue component.

Управление градацией тонов изображения с использованием способа широтно-импульсной модуляцииControlling gradation of image tones using a pulse width modulation method

Данное управление градацией тонов изображения в принципе производится в соответствии с известным способом широтно-импульсной модуляции. Непрерывно генерируются тактовые импульсы достаточно высокой постоянной частоты; (2⁸)=8 - битовый счетчик получает приращение на каждый тактовый импульс; 8-битовое значение отсчета счетчика периодически изменяется с постоянным периодом Ts от значения, соответствующего всем “0”, до значения, соответствующего всем “1”. Результат сравнения, полученный с использованием цифрового компаратора, представляющий собой величину разности между 8-битовым вычисленным значением и 8-битовыми данными градации тонов изображения, записанными в регистр схемы возбуждения, т.е. импульс возбуждения с шириной Tw импульса, соответствующей 8-битовым данным градации тонов изображения, и с упомянутым периодом Ts выдается с выхода компаратора. Схема возбуждения пиксельных индикаторов подает постоянный ток на светодиоды и включает их на период времени, равный ширине Tw импульса возбуждения. Это импульсное включение светодиодов повторяется с периодом Ts.This control of gradation of image tones is in principle carried out in accordance with the known method of pulse width modulation. Clock pulses of a sufficiently high constant frequency are continuously generated; (2 ⁸ ) = 8 - the bit counter receives an increment for each clock pulse; The 8-bit counter reading value periodically changes with a constant period Ts from the value corresponding to all “0” to the value corresponding to all “1”. The comparison result obtained using the digital comparator, which is the difference between the 8-bit calculated value and the 8-bit gradation data of the image tones recorded in the drive circuit register, i.e. an excitation pulse with a pulse width Tw corresponding to 8-bit tonal data of the image tones and with said period Ts is output from the output of the comparator. The excitation circuit of the pixel indicators delivers direct current to the LEDs and turns them on for a period of time equal to the width Tw of the excitation pulse. This pulsed inclusion of LEDs is repeated with a period Ts.

Т.е. длительность Tw импульса возбуждения с периодом Ts определяется пропорционально двоичному значению 8-битовых данных градации тонов изображения, и яркость отображения, соответствующую 8-битовым данным градации тонов изображения, получают путем импульсного включения светодиодов при их запитке постоянным током на интервале времени Tw в течение периода Ts.Those. the duration Tw of the excitation pulse with a period Ts is determined in proportion to the binary value of the 8-bit image tone gradation data, and the display brightness corresponding to the 8-bit image tone gradation data is obtained by pulsing the LEDs on when they are energized with constant current over the time interval Tw during the period Ts .

Гамма-коррекция телевизионных сигналовGamma correction of television signals

Даже в настоящее время широко распространенными устройствами отображения телевизионных изображений являются телевизионные устройства на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ). Поскольку RGB-трехцветные флюоресцентные материалы телевизионных устройств на ЭЛТ излучают не пропорционально напряжению входного видеосигнала, соотношение между входным сигналом и выходным оптическим сигналом является нелинейным. Как хорошо известно, такая характеристика определяется показателем гамма. Если нелинейность (гамма) ЭЛТ корректируется в каждом телевизионном устройстве, то сложность и стоимость телевизионного устройства соответственно возрастают. Таким образом, в современных методах телевизионного вещания транслируют сигналы, скорректированные по показателю гамма на передающей стороне. Реальное значение гаммы становится совсем другим значением, соответствующим условиям измерения и методам измерения. В способе, соответствующем стандарту NTSC, гамма-коррекция осуществляется в предположении, что значение гаммы в устройстве отображения изображений должно быть равно 2,2.Even nowadays, widespread television image display devices are cathode ray tube (CRT) devices. Since the RGB three-color fluorescent materials of CRT television devices emit not proportional to the voltage of the input video signal, the ratio between the input signal and the output optical signal is non-linear. As is well known, such a characteristic is determined by the gamma indicator. If the nonlinearity (gamma) of a CRT is adjusted in each television device, then the complexity and cost of the television device increases accordingly. Thus, in modern methods of television broadcasting broadcast signals adjusted for gamma on the transmitting side. The actual gamma value becomes a completely different value, corresponding to the measurement conditions and measurement methods. In an NTSC compliant method, gamma correction is performed under the assumption that the gamma value in the image display device should be 2.2.

Однако в системе на светоизлучающих диодах соотношение между входным сигналом и выходным оптическим сигналом является приближенно линейным, а не настолько нелинейным, как в случае показателя гамма для телевизионных устройств на ЭЛТ. Соотношение не является полностью нелинейным, однако характеристика существенно различается от показателя гамма для ЭЛТ.However, in a system with light-emitting diodes, the ratio between the input signal and the output optical signal is approximately linear, and not as non-linear as in the case of the gamma index for CRT television devices. The ratio is not completely non-linear, however, the characteristic differs significantly from the gamma indicator for CRT.

Если гамма-скорректированный видеосигнал стандарта NTSC используется в качестве источника видеосигнала системы светодиодного дисплея, то было бы необходимо выполнять инверсную гамма-коррекцию средствами некоторого рода и выполнять управление градацией тонов изображения в соответствии с приближенно линейной характеристикой светодиодов, если необходимо реализовать высококачественное отображение изображения.If the NTSC standard gamma-corrected video signal is used as the video signal source of the LED display system, it would be necessary to perform inverse gamma correction by some means and control the gradation of the image tones in accordance with an approximately linear characteristic of the LEDs if it is necessary to realize high-quality image display.

Управление градацией тонов посредством нелинейной широтно-импульсной модуляцииControl tone gradation through non-linear pulse width modulation

В опубликованной заявке на патент Японии (№7-306659) от 1995 г. раскрыт способ, относящийся к блоку многоцветного светодиодного дисплея, состоящий в следующем:A published Japanese Patent Application (No. 7-306659) of 1995 discloses a method related to a multi-color LED display unit, comprising the following:

(1) Блок (экран) светодиодного дисплея образован размещением в предварительно определенном порядке множества светодиодов трех основных цветов RGB. В блоке установлена схема формирования излучения светодиодов, обеспечивающая свечение светодиодов и настройку цвета свечения и его яркость.(1) The block (screen) of the LED display is formed by placing in a predetermined order a plurality of LEDs of the three primary RGB colors. The block is equipped with a LED radiation generation circuit that provides LEDs glow and adjusts the color of the glow and its brightness.

(2) Схема формирования излучения светодиодов содержит схему широтно-импульсной модуляции, которая выдает импульс возбуждения соответственно поданным на вход данным градации, и схему возбуждения светодиодов, которая подает на светодиод импульс возбуждения со схемы широтно-импульсной модуляции.(2) The LED emission generating circuit includes a pulse width modulation circuit that provides an excitation pulse according to gradation data respectively inputted, and an LED driving circuit that supplies an excitation pulse to the LED from a pulse width modulation circuit.

(3) Схема широтно-импульсной модуляции содержит нелинейный счетчик, в котором соотношение между временем и отсчитанным значением является нелинейным, и цифровой компаратор, который сравнивает величину отсчитанного значения нелинейного счетчика и данные градации, сохраненные в буферной памяти, для формирования вышеупомянутого импульса возбуждения.(3) A pulse width modulation circuit includes a non-linear counter in which the relationship between time and the read value is non-linear, and a digital comparator that compares the value of the read value of the non-linear counter and the gradation data stored in the buffer memory to generate the aforementioned excitation pulse.

(4) Нелинейный счетчик содержит генератор импульсов, который генерирует импульсы счета 16 типов, каждый из которых имеет отличающийся период, схему выбора, которая выбирает один из 16 типов импульсов счета, двоичный счетчик, который отсчитывает импульсы счета, выбранные вышеупомянутой схемой, и схему декодера, которая генерирует сигнал выбора для выбора из 16 типов импульсов счета из 4 старших битов отсчета двоичного счетчика.(4) The non-linear counter contains a pulse generator that generates counting pulses of 16 types, each of which has a different period, a selection circuit that selects one of 16 types of counting pulses, a binary counter that counts counting pulses selected by the aforementioned circuit, and a decoder circuit , which generates a selection signal for selecting from 16 types of count pulses from the 4 highest bits of the binary counter.

(5) Если значение отсчета двоичного счетчика мало, то схема выбора выбирает импульс счета, имеющий короткий период в соответствии с сигналом выбора со схемы декодера, и поэтому значение отсчета двоичного счетчика быстро возрастает. Когда значение отсчета двоичного счетчика становится большим, сигнал выбора со схемы декодера изменяется, и схема выбора выбирает импульс отсчета, имеющий длинный период, и поэтому значение отсчета двоичного счетчика возрастает медленно.(5) If the reading value of the binary counter is small, then the selection circuit selects a counting pulse having a short period in accordance with the selection signal from the decoder circuit, and therefore, the reading value of the binary counter increases rapidly. When the count value of the binary counter becomes large, the selection signal from the decoder circuit changes, and the selection circuit selects a count pulse having a long period, and therefore, the count value of the binary counter increases slowly.

(6) Данные градации последовательно передаются от внешнего устройства, такого как контроллер дисплея, на систему светодиодного дисплея и временно сохраняются в памяти. Данные градации, сохраненные в памяти, вводятся в цифровой компаратор через буферную память. Ширина Tw импульса возбуждения, которая выдается с цифрового компаратора, нелинейно модулируется согласно данным градации; в диапазоне, где данные градации имеют малое значение, скорость изменения ширины Tw импульса мала, а когда данные градации становятся большим значением, скорость изменения ширины Tw импульса становится большой.(6) The gradation data is sequentially transmitted from an external device, such as a display controller, to the LED display system and temporarily stored in memory. The gradation data stored in the memory is entered into the digital comparator via the buffer memory. The width Tw of the excitation pulse, which is output from the digital comparator, is non-linearly modulated according to the gradation data; in the range where the gradation data is small, the rate of change of the pulse width Tw is small, and when the gradation data becomes large, the rate of change of the pulse width Tw becomes large.

В обычном блоке многоцветного светодиодного дисплея, как описано выше, путем реализации управления градацией в соответствии с нелинейной широтно-импульсной модуляцией, в случае, когда гамма-скорректированный видеосигнал стандарта NTSC получают от источника видеосигнала, можно выполнить инверсную гамма-коррекцию согласно аппроксимации, подобной линейному графику, которая согласована с приближенно линейной характеристикой светодиодов, для осуществления отображения изображения высокого качества.In a conventional multi-color LED display unit, as described above, by implementing gradation control in accordance with non-linear pulse width modulation, in the case where the NTSC standard gamma-corrected signal is received from the video source, inverse gamma correction can be performed according to an approximation similar to linear graphics that are consistent with the approximately linear characteristics of the LEDs to display high quality images.

Однако в этом известном способе, поскольку проводится инверсная гамма-коррекция согласно аппроксимации, подобной линейному графику, трудно выполнить инверсную гамма-коррекцию высокого качества с использованием простой схемной структуры, а также трудно реализовать приемлемым путем достаточно высокое качество изображения. Кроме того, поскольку схемная структура, которая реализует управление градацией путем нелинейной широтно-импульсной модуляции, установлена в блоке светодиодного дисплея, то возникают конструктивные проблемы, как описано ниже, с учетом адаптации к реализации, в особенности, устройств светодиодных дисплеев с большими экранами.However, in this known method, since an inverse gamma correction is carried out according to an approximation similar to a linear graph, it is difficult to perform inverse gamma correction of high quality using a simple circuit structure, and it is also difficult to implement a fairly high image quality in an acceptable way. In addition, since the circuit structure that implements gradation control by non-linear pulse width modulation is installed in the LED display unit, structural problems arise, as described below, taking into account adaptation to the implementation, in particular, of LED display devices with large screens.

В настоящее время в деловых районах городов можно видеть множество полноцветных светодиодных дисплеев с большими экранами, установленных на стенах зданий. В такой системе используется конфигурация, в которой экранные модули, установленные на стене здания, соединены с модулями передачи данных, расположенными в помещениях здания, посредством кабелей передачи данных. Экранный модуль эквивалентен требуемому количеству блоков светодиодного дисплея, выполненного согласно вышеупомянутой публикации, соединенных между собой. Модуль передачи данных эквивалентен тому, что представлено в качестве внешнего устройства, такого как контроллер дисплея в вышеупомянутой известной публикации.Currently, in the business districts of cities, you can see many full-color LED displays with large screens mounted on the walls of buildings. Such a system utilizes a configuration in which screen modules mounted on a building wall are connected to data transmission modules located in the building’s premises via data transmission cables. The screen module is equivalent to the required number of LED display units made according to the aforementioned publication, interconnected. The data transfer module is equivalent to what is presented as an external device, such as a display controller in the aforementioned known publication.

В системе полноцветного светодиодного дисплея, как описано выше, желательно улучшить качество изображения путем оптимизации характеристики управления градацией дисплея посредством различных факторов, таких как изменяемое подходящим образом управление характеристиками управления тонами изображения согласно характеристикам представления градации (характеристика гамма-коррекции телевизионного сигнала является одной из таких характеристик) данных изображения, которое должно быть отображено, или изменяемое подходящим образом управление характеристиками управления тонами изображения, чтобы учесть условия дневного времени, когда есть солнечный свет, и ночного времени, когда его нет.In a full-color LED display system, as described above, it is desirable to improve image quality by optimizing the gradation control characteristics of the display by various factors, such as suitably modifying the control of the image tone control characteristics according to the gradation presentation characteristics (the gamma correction characteristic of a television signal is one such characteristic ) image data to be displayed, or modified appropriately by characteristics of the control of image tones to take into account the conditions of daytime when there is sunlight, and nighttime when there is none.

Для реализации вышеупомянутой функции информация оптимизации для характеристики управления градацией дисплея должна быть передана от модуля передачи данных (компьютера для управления дисплеем), который вводит данные изображения в экранный модуль. В известном способе характеристика нелинейного счетчика, который установлен в блоке светодиодного дисплея (структурный компонент экранного модуля), должна последовательно изменяться посредством сигнала, вводимого от контроллера дисплея (модуль передачи данных).To implement the aforementioned function, optimization information for a display gradation control characteristic must be transmitted from a data transmission unit (a display control computer) that inputs image data into the screen module. In the known method, the characteristic of the non-linear counter, which is installed in the LED display unit (structural component of the screen module), must be sequentially changed by a signal input from the display controller (data transmission module).

Такую систему можно реализовать. Однако такие вопросы, как вид сигнала, который должен водиться из модуля передачи данных, в какую часть нелинейного счетчика в множестве блоков светодиодного дисплея, образующих экранный модуль, он должен вводиться, и каким образом его характеристики должны управляться изменяемым образом, - все это не входило в объем изобретения, раскрытого в вышеупомянутой публикации.Such a system can be implemented. However, such questions as the type of signal that should be driven from the data transmission module, to which part of the non-linear counter in the set of LED display blocks forming the screen module, it should be entered, and how its characteristics should be controlled in a variable way, all this did not enter to the scope of the invention disclosed in the above publication.

В вышеупомянутом известном документе описано, что генератор импульсов (генерирующий импульсы счета 16 типов), который является структурным компонентом нелинейного счетчика, может быть программируемым счетчиком, и что его установленное значение (значение для определения соответствующих периодов для 16 типов импульсов счета) может быть оптимизировано из внешней точки. Исходя из этого описания, можно представить себе систему управления, которая изменяет установленное значение генератора импульсов в составе нелинейного счетчика в множестве блоков светодиодного дисплея, образующих экранный модуль, по сигналам от модуля передачи данных, соединенного с экранным модулем с помощью кабеля передачи данных. Однако в таком случае система управления должна была бы иметь сложную и дорогостоящую схемную структуру, требующую множества линий передачи сигналов. Даже если принять такую сложную и дорогостоящую схемную структуру, то можно только выполнять управление градацией вышеупомянутых характеристик, подобных линейному графику, и выполнять чрезвычайно ограниченное изменение характеристик, модифицирующее наклон каждого из линейных сегментов линейного графика.In the aforementioned known document, it is described that a pulse generator (generating pulse counts of 16 types), which is a structural component of a non-linear counter, can be a programmable counter, and that its set value (a value for determining the corresponding periods for 16 types of pulse counts) can be optimized from outside point. Based on this description, one can imagine a control system that changes the set value of the pulse generator as part of a nonlinear counter in a plurality of LED display units forming a screen module, based on signals from a data transmission module connected to the screen module using a data cable. However, in this case, the control system would have to have a complex and expensive circuit structure requiring multiple signal transmission lines. Even if such a complex and expensive circuit structure is adopted, it is only possible to control the gradation of the aforementioned characteristics similar to a line graph and to perform an extremely limited change in characteristics modifying the slope of each of the linear segments of the line graph.

Необходимо рассмотреть систему управления, отличающуюся от системы вышеупомянутого типа. Например, в вышеописанном известном способе можно представить себе конфигурацию системы, в которой генератор импульсов, являющийся составной частью нелинейного счетчика, установлен вне модуля передачи данных; и импульсы счета 16 типов, которые выдаются с выхода генератора импульсов, передаются на экранный модуль по кабелю передачи данных и вводятся в схему выбора в нелинейном счетчике. Затем для изменения характеристики нелинейного счетчика характеристика импульсного генератора изменяемым образом устанавливается посредством компьютера модуля передачи данных, и период из 16 типов импульсов счета соответствующим образом модифицируется. Однако, как и в вышеупомянутой системе, эта система управления представляет собой сложную и дорогостоящую схемную структуру. Даже если принять такую сложную и дорогостоящую схемную структуру, то можно только выполнять управление градацией вышеупомянутых характеристик, подобных линейному графику, и выполнять чрезвычайно ограниченное изменение характеристик, модифицирующее наклон каждого из линейных сегментов линейного графика.It is necessary to consider a control system different from the system of the above type. For example, in the above-described known method, one can imagine a system configuration in which a pulse generator, which is an integral part of a non-linear counter, is installed outside the data transmission module; and counting pulses of 16 types, which are output from the output of the pulse generator, are transmitted to the screen module via a data cable and are entered into the selection circuit in a non-linear counter. Then, to change the characteristics of the non-linear counter, the characteristic of the pulse generator is set in a variable manner by the computer of the data transmission module, and the period of 16 types of count pulses is modified accordingly. However, as in the aforementioned system, this control system is a complex and expensive circuit structure. Even if such a complex and expensive circuit structure is adopted, it is only possible to control the gradation of the aforementioned characteristics similar to a line graph and to perform an extremely limited change in characteristics modifying the slope of each of the linear segments of the line graph.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является создание такой конфигурации системы, которая в соответствии с характеристикой представления градации видеосигнала, подобного видеосигналу стандарта NTSC, используемому в качестве источника видеоданных, может простым способом выполнять соответствующую коррекцию такой характеристики, чтобы адаптировать ее к характеристике светодиода посредством простой схемы, и может осуществлять полноцветное отображение изображения высокого качества в системе полноцветного светодиодного дисплея, которая системным образом конфигурирована из экранного модуля и модуля передачи данных.It is an object of the present invention to provide such a system configuration that, in accordance with a characteristic for representing a gradation of a video signal, similar to an NTSC video signal used as a video source, can easily perform such correction of such a characteristic to adapt it to the LED characteristic by a simple circuit, and can to carry out full-color display of high quality images in a full-color LED display system, which dark way is configured from a display module and data transmission module.

Первый вариант осуществления изобретенияFirst Embodiment

Система полноцветного светодиодного дисплея, соответствующая первому варианту осуществления изобретения, определена следующими признаками (11)-(15), в соответствии с которыми:The full-color LED display system corresponding to the first embodiment of the invention is defined by the following features (11) to (15), in accordance with which:

(11) упомянутая система конфигурирована посредством экранного модуля для отображения многоцветного изображения на экране, на котором множество светодиодов первого цвета, светодиодов второго цвета и светодиодов третьего цвета расположены в предварительно определенном порядке, и модуля передачи данных, который соединен с экранным модулем через средство передачи данных, и который выдает управляющий сигнал и данные изображения, причем данные изображения представляют собой совокупность данных градации для каждого из цветов каждого из пикселей на экране;(11) said system is configured by a screen module to display a multi-color image on a screen on which a plurality of first-color LEDs, second-color LEDs, and third-color LEDs are arranged in a predetermined order, and a data transmission module that is connected to the screen module through data transmission means and which provides a control signal and image data, wherein the image data is a combination of gradation data for each of the colors of each peak mudflows on the screen;

(12) в экранном модуле установлены схемы управления градацией первого цвета, схемы управления градацией второго цвета и схемы управления градацией третьего цвета соответственно для каждого пикселя на экране для импульсного включения светодиодов; сдвиговые регистры переноса данных, предназначенные для выдачи данных градации на соответствующие схемы управления градацией первого цвета, схемы управления градацией второго цвета, схемы управления градацией третьего цвета; и одна или множество схем распределения данных для распределения данных градации, выданных из модуля передачи данных на сдвиговые регистры переноса данных;(12) the first color gradation control circuits, the second color gradation control circuits and the third color gradation control circuits, respectively, for each pixel on the screen for pulse switching on the LEDs are installed in the screen module; shift data transfer registers for outputting gradation data to respective gradation control schemes of a first color, gradation control schemes of a second color, gradation control schemes of a third color; and one or a plurality of data distribution schemes for distributing gradation data issued from the data transmission unit to the shift data transfer registers;

при этом схема управления градацией первого цвета, схема управления градацией второго цвета, схема управления градацией третьего цвета содержат: n-битовый счетчик для отсчета высокоскоростных последовательностей импульсов, выданных из модуля передачи данных; регистр для фиксации данных градации, выданных из сдвигового регистра переноса данных; цифровой компаратор для сравнения по величине n-битового значения отсчета с n-битового счетчика и данных градации, зафиксированных в регистре; и возбудитель постоянного тока для включения и выключения прохождения тока на светодиод в соответствии с двоичным выходным сигналом цифрового компаратора;wherein the first color gradation control circuit, the second color gradation control circuit, the third color gradation control circuit comprise: an n-bit counter for counting high-speed pulse sequences issued from the data transmission module; a register for fixing gradation data issued from the shift data transfer register; a digital comparator for comparing the value of the n-bit count value from the n-bit counter and the gradation data recorded in the register; and a direct current driver for turning on and off the passage of current to the LED in accordance with the binary output signal of the digital comparator;

(13) модуль передачи данных содержит память кадра для временного хранения данных изображения, предназначенных для отображения экранным модулем; средство для считывания данных изображения из памяти кадра и последовательной передачи на экранный модуль данных изображения в предварительно определенном порядке пикселей; средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов для первого цвета, средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов для второго цвета и средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов для третьего цвета для генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов, предназначенных для выдачи на соответствующую схему управления градацией первого цвета, схему управления градацией второго цвета и схему управления градацией третьего цвета; и средство для передачи к экранному модулю соответствующих высокоскоростных последовательностей импульсов для соответствующих первого цвета, второго цвета и третьего цвета;(13) the data transmission module comprises a frame memory for temporarily storing image data intended for display by the screen module; means for reading image data from the frame memory and sequentially transmitting image data in a predetermined pixel order to the screen module; means for generating high-speed pulse sequences for the first color, means for generating high-speed pulse sequences for the second color, and means for generating high-speed pulse sequences for the third color for generating high-speed pulse sequences for outputting to the corresponding first color gradation control circuit, a second color gradation control circuit and a circuit third grade gradation control; and means for transmitting to the screen module the corresponding high speed pulse sequences for the respective first color, second color, and third color;

(14) в экранном модуле данные градации для каждого из цветов каждого их пикселей, последовательно выдаваемые из модуля передачи данных, соответственно вводятся в регистр в схеме управления градацией для соответствующего цвета в соответствующем пикселе через сдвиговый регистр переноса данных и схему распределения данных; и высокоскоростные последовательности импульсов для первого цвета, высокоскоростные последовательности импульсов для второго цвета и высокоскоростные последовательности импульсов для третьего цвета, выданные из модуля передачи данных, соответственно подаются в качестве входного сигнала счета на n-битовый счетчик в схеме управления градацией для соответствующего цвета;(14) in the screen module, the gradation data for each of the colors of each of their pixels, sequentially output from the data transmission module, are respectively entered into a register in the gradation control scheme for the corresponding color in the corresponding pixel through the shift data transfer register and the data distribution scheme; and high-speed pulse sequences for the first color, high-speed pulse sequences for the second color, and high-speed pulse sequences for the third color output from the data transmission module are respectively supplied as a count input to an n-bit counter in the gradation control circuit for the corresponding color;

(15) средства генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов для первого цвета, второго цвета и третьего цвета в модуле передачи данных соответственно генерируют с постоянным периодом высокоскоростные последовательности импульсов в количестве (2ⁿ) или около этого числа, причем импульсные интервалы изменяются во времени соответственно изменяющейся характеристике, которая установлена; и содержат память формы сигнала для хранения цифровых данных, в которых последовательности импульсов выражены в виде статической структуры двоичной формы сигнала; и средство считывания данных из памяти для периодического формирования с постоянным периодом высокоскоростных последовательностей импульсов путем обращения для считывания к памяти формы сигнала с предварительно определенной скоростью и в предварительно определенном порядке, и выдачи последовательно цифровых данных структуры двоичной формы сигнала.(15) means for generating high-speed pulse sequences for the first color, second color and third color in the data transmission module, respectively, generate high-speed pulse sequences in an amount of (2 ⁿ ) or about this number with a constant period, the pulse intervals varying in time according to a changing characteristic, which is installed; and comprise a waveform memory for storing digital data in which pulse sequences are expressed as a static structure of a binary waveform; and means for reading data from the memory for periodically generating, with a constant period, high-speed pulse sequences by accessing the waveform for reading to the memory at a predetermined speed and in a predetermined order, and issuing sequentially digital data of the binary waveform structure.

Второй вариант осуществления изобретенияSecond Embodiment

Система полноцветного светодиодного дисплея, соответствующая второму варианту осуществления изобретения, характеризуется тем, что средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов для первого цвета, средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов для второго цвета и средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов для третьего цвета заменены одним системным средством генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов, которое совместно используется системами обработки для первого цвета, второго цвета и третьего цвета, и модуль передачи данных передает высокоскоростные последовательности импульсов одного системного средства в экранный модуль.The full-color LED display system according to the second embodiment of the invention is characterized in that the means for generating high-speed pulse sequences for the first color, the means for generating high-speed pulse sequences for the second color and the means for generating high-speed pulse sequences for the third color are replaced by one system means for generating high-speed pulse sequences, which is shared Istemi processing for the first color, second color and third color, and a data transmission unit transmits high-speed pulse sequence means one system to the display unit.

Третий вариант осуществления изобретенияThird Embodiment

Система полноцветного светодиодного дисплея, характеризуемая следующими признаками (21)-(26), в соответствии с которыми:A full-color LED display system characterized by the following features (21) - (26), in accordance with which:

(21) упомянутая система конфигурирована посредством экранного модуля для отображения многоцветного изображения на экране, в котором множество светодиодов первого цвета, светодиодов второго цвета и светодиодов третьего цвета расположены в предварительно определенном порядке; и модуля передачи данных, который соединен с экранным модулем через средство передачи данных, и который выдает управляющий сигнал и данные изображения, причем данные изображения представляют собой совокупность данных градации для каждого из цветов каждого из пикселей на экране;(21) said system is configured by a screen module to display a multi-color image on a screen in which a plurality of first-color LEDs, second-color LEDs, and third-color LEDs are arranged in a predetermined order; and a data transmission module that is connected to the screen module via data transmission means and which provides a control signal and image data, wherein the image data is a combination of gradation data for each of the colors of each of the pixels on the screen;

(22) на экранном модуле установлены: одна или множество схем выбора цвета для выбора светодиодов одного цвета из набора светодиодов первого цвета, светодиодов второго цвета и светодиодов третьего цвета, формирующих тот же самый пиксель на экране; схемы управления градацией, предназначенные соответственно для каждого набора из светодиодов первого цвета, светодиодов второго цвета и светодиодов третьего цвета, формирующих тот же самый пиксель на экране, для импульсного включения светодиодов с цветом, выбранным схемой выбора цвета; сдвиговые регистры переноса данных, предназначенные для выдачи данных градации на схемы управления градацией; и одна или множество схем распределения данных для распределения данных градации, выданных из модуля передачи данных на сдвиговые регистры переноса данных;(22) on the screen module are installed: one or a plurality of color selection circuits for selecting one color LEDs from a set of first color LEDs, second color LEDs and third color LEDs forming the same pixel on the screen; gradation control circuits for each set of first-color LEDs, second-color LEDs, and third-color LEDs forming the same pixel on the screen, respectively, for switching on the LEDs with the color selected by the color picker; shift data transfer registers for outputting gradation data to gradation control circuits; and one or a plurality of data distribution schemes for distributing gradation data issued from the data transmission unit to the shift data transfer registers;

схема управления градацией содержит: n-битовый счетчик для отсчета высокоскоростных последовательностей импульсов, выданных из модуля передачи данных; регистр для фиксации данных градации, выданных со сдвигового регистра переноса данных; цифровой компаратор для сравнения по величине n-битового значения отсчета с n-битового счетчика и данных градации, зафиксированных в регистре; и возбудитель постоянного тока для включения и выключения прохождения тока на светодиод в соответствии с двоичным выходным сигналом цифрового компаратора; при этом светодиоды первого цвета, светодиоды второго цвета и светодиоды третьего цвета одного и того же пикселя подсоединены параллельно к возбудителю постоянного тока через схемы выбора;the gradation control circuit comprises: an n-bit counter for counting high-speed pulse sequences issued from the data transmission module; a register for fixing gradation data issued from a shift data transfer register; a digital comparator for comparing the value of the n-bit count value from the n-bit counter and the gradation data recorded in the register; and a direct current driver for turning on and off the passage of current to the LED in accordance with the binary output signal of the digital comparator; wherein the LEDs of the first color, the LEDs of the second color and the LEDs of the third color of the same pixel are connected in parallel to the direct current exciter through the selection circuit;

(23) модуль передачи данных содержит: память кадра для временного хранения данных изображения, предназначенных для отображения экранным модулем; средство для считывания в заданном порядке данных градации первого цвета, данных градации второго цвета и данных градации третьего цвета в составе данных изображения из памяти кадра и последовательной передачи в экранный модуль данных изображения в предварительно определенном порядке пикселей; средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов, обеспечивающее генерирование высокоскоростных последовательностей импульсов, предназначенных для выдачи на схему управления градацией; и средство для передачи к экранному модулю высокоскоростных последовательностей импульсов;(23) the data transmission module comprises: a frame memory for temporarily storing image data intended for display by the screen module; means for reading in a predetermined order gradation data of the first color, gradation data of the second color and gradation data of the third color in the image data from the frame memory and sequentially transmitting image data to the screen unit in a predetermined pixel order; means for generating high-speed pulse sequences, providing the generation of high-speed pulse sequences for outputting to a gradation control circuit; and means for transmitting high-speed pulse sequences to the screen module;

(24) в экранном модуле данные градации для каждого из цветов каждого из пикселей, выдаваемые из модуля передачи данных, вводятся в регистр в схеме управления градацией для соответствующего пикселя через сдвиговый регистр переноса данных и схему распределения данных; и высокоскоростные последовательности импульсов, выданные из модуля передачи данных, подаются в качестве входного сигнала счета на n-битовый счетчик в схеме управления градацией;(24) in the screen module, gradation data for each of the colors of each of the pixels output from the data transmission module is entered into a register in the gradation control circuit for the corresponding pixel through the shift data transfer register and the data distribution circuit; and high-speed pulse sequences issued from the data transmission module are supplied as input to the n-bit counter in the gradation control circuit;

(25) экранный модуль содержит средство для управления схемой выбора цвета синхронно с данными изображения, выдаваемыми из модуля передачи данных, и включения и возбуждения светодиодов первого цвета в соответствии с данными градации первого цвета в периоде возбуждения первого цвета, включения и возбуждения светодиодов второго цвета в соответствии с данными градации второго цвета в периоде возбуждения второго цвета и включения и возбуждения светодиодов третьего цвета в соответствии с данными градации третьего цвета в периоде возбуждения третьего цвета, причем разделенные по времени интервалы периода возбуждения первого цвета, периода возбуждения второго цвета и периода возбуждения третьего цвета установлены так, что имеют короткую длительность в такой степени, что органы зрения человека не обеспечивают разрешение включения трех цветов с разницей во времени;(25) the screen module comprises means for controlling the color selection circuit synchronously with the image data output from the data transmission unit and for turning on and driving the first color LEDs in accordance with the gradation data of the first color in the period of driving the first color, turning on and driving the second color LEDs in in accordance with the data of the gradation of the second color in the period of excitation of the second color and the inclusion and excitation of the LEDs of the third color in accordance with the data of the gradation of the third color in the period of excitation third color, and separated by time intervals of the excitation period of the first color, the second color drive period and the excitation period of a third color are mounted so that they have a short duration to such an extent that the organs of the human vision does not permit inclusion provide three colors with time difference;

(26) средство генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов представляет собой средство для генерирования в установленном порядке с постоянным периодом высокоскоростных последовательностей импульсов в количестве (2ⁿ) или около этого числа, причем импульсные интервалы изменяются во времени соответственно изменяющейся характеристике, отдельно установленной для каждого цвета, и для повторения этого в соответствующем периоде возбуждения первого цвета, периоде возбуждения второго цвета и периоде возбуждения третьего цвета; и содержит память формы сигнала для хранения цифровых данных, в которых последовательности импульсов выражены в виде статической структуры двоичной формы сигнала; и средство считывания данных из памяти для периодического формирования с постоянным периодом высокоскоростных последовательностей импульсов путем обращения для считывания к памяти формы сигнала с предварительно определенной скоростью и в предварительно определенном порядке, и выдачи последовательно цифровых данных структуры двоичной формы сигнала.(26) the means for generating high-speed pulse sequences is a means for generating in the prescribed manner with a constant period of high-speed pulse sequences in an amount of (2 ⁿ ) or about this number, and the pulse intervals vary in time according to a changing characteristic set separately for each color, and to repeat this in the corresponding excitation period of the first color, the excitation period of the second color and the excitation period of the third color that; and comprises a waveform memory for storing digital data in which pulse sequences are expressed as a static structure of a binary waveform; and means for reading data from the memory for periodically generating, with a constant period, high-speed pulse sequences by accessing the waveform for reading to the memory at a predetermined speed and in a predetermined order, and issuing sequentially digital data of the binary waveform structure.

Четвертый вариант осуществления изобретенияFourth Embodiment

Система полноцветного светодиодного дисплея, соответствующая четвертому варианту осуществления изобретения, характеризуется тем, что структура средства генерирования высокоскоростных последовательностей импульсов в модуле передачи данных заменена средством функциональной арифметической операции, предназначенным для периодического формирования с постоянным периодом высокоскоростных последовательностей импульсов путем осуществления с высокой скоростью функциональной арифметической операции соответственно программе, при которой время до выдачи последовательно импульса Pi+1 после выдачи импульса Pi выражается как функция от i.The full-color LED display system according to the fourth embodiment of the invention is characterized in that the structure of the means for generating high-speed pulse sequences in the data transmission module is replaced by means of a functional arithmetic operation designed to periodically generate a constant period of high-speed pulse sequences by performing a high-speed functional arithmetic operation, respectively program, with a cat swarm time series to output pulse Pi + 1 Pi after the issuance of the pulse is expressed as a function of i.

Пятый вариант осуществления изобретенияFifth Embodiment

Система полноцветного светодиодного дисплея, соответствующая пятому варианту осуществления изобретения, характеризуется тем, что модуль передачи данных содержит средство изменения характеристики, обеспечивающее изменение изменяющейся характеристики высокоскоростных последовательностей импульсов путем изменения функции, запрограммированной для средства функциональной арифметической операции.The full-color LED display system according to the fifth embodiment of the invention is characterized in that the data transmission module comprises means for changing characteristics, providing a change in the changing characteristic of high-speed pulse sequences by changing the function programmed for the means of functional arithmetic operation.

Шестой вариант осуществления изобретенияSixth Embodiment

Система полноцветного светодиодного дисплея, соответствующая шестому варианту осуществления изобретения, характеризуется тем, что для группы светодиодов одного и того же цвета в множестве пикселей, сгруппированных рядом на экране, группа схем управления градацией для соответствующих светодиодов интегрирована в одну интегральную схему; и в группе схем управления градацией один n-битовый счетчик совместно используется соответствующими схемами управления градацией.A full-color LED display system according to a sixth embodiment of the invention is characterized in that for a group of LEDs of the same color in a plurality of pixels grouped side by side on a screen, a group of gradation control circuits for the respective LEDs are integrated into one integrated circuit; and in the group of gradation control schemes, one n-bit counter is shared by respective gradation control schemes.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 - структурная схема однопиксельного индикатора и его периферийных схем согласно примеру осуществления настоящего изобретения;Figure 1 is a structural diagram of a single-pixel indicator and its peripheral circuits according to an embodiment of the present invention;

Фиг.2 - диаграмма, иллюстрирующая пример конфигурации RGB светодиодов в вышеупомянутом однопиксельном индикаторе;2 is a diagram illustrating an example configuration of RGB LEDs in the aforementioned single-pixel display;

Фиг.3 - схематичное представление структурной диаграммы системы распределения и переноса данных изображения согласно примеру осуществления настоящего изобретения;Figure 3 is a schematic structural diagram of a system for distributing and transferring image data according to an embodiment of the present invention;

Фиг.4 - график, иллюстрирующий характеристику импульсного интервала высокоскоростных последовательностей импульсов согласно примеру осуществления настоящего изобретения;4 is a graph illustrating a characteristic of a pulse interval of high speed pulse sequences according to an embodiment of the present invention;

Фиг.5 - график, иллюстрирующий изменяющуюся во времени характеристику значения отсчета вышеупомянутых высокоскоростных последовательностей импульсов;5 is a graph illustrating a time-varying characteristic of a count value of the aforementioned high speed pulse sequences;

Фиг.6 - график, иллюстрирующий функциональную характеристику данных градации и ширину импульса возбуждения, основанную на вышеупомянутой высокоскоростной последовательности импульсов;6 is a graph illustrating a functional characteristic of gradation data and an excitation pulse width based on the aforementioned high speed pulse sequence;

Фиг.7 - структурная диаграмма однопиксельного индикатора и его периферийных схем согласно другому примеру осуществления настоящего изобретения;7 is a structural diagram of a single-pixel indicator and its peripheral circuits according to another embodiment of the present invention;

Фиг.8 - временная диаграмма, иллюстрирующая способ возбуждения пиксельного индикатора, соответствующего примеру осуществления, показанному на фиг.7.Fig. 8 is a timing chart illustrating a method of driving a pixel indicator according to the embodiment shown in Fig. 7.

Лучшие варианты осуществления изобретенияThe best embodiments of the invention

В качестве примера осуществления системы полноцветного светодиодного дисплея, соответствующего настоящему изобретению, ниже рассматривается экранный модуль с пиксельной конфигурацией из 480 строк по вертикали и 128 точек по горизонтали, как представлено в разделе, посвященном предшествующему уровню техники. Каждый из пиксельных индикаторов из общего их количества 61440 представляет собой светодиодный многоцветный индикатор, содержащий светодиоды трех основных цветов RGB в плотной компоновке. Пиксельные данные для возбуждения однопиксельного индикатора представляют собой 24-битовые данные, по 8 битов на каждый из основных цветов RGB. Таким образом, становится возможньм полноцветное представление из 16777216 цветов. Данные изображения для одного экрана состоят из (61440 × 24) битов. Источник данных изображения представляет собой видеосигнал стандарта NTSC. Аналого-цифровое преобразование аналогового видеосигнала в цифровые данные изображения выполняется для соответствующих цветов RGB в 8 битов. Данные сохраняются в памяти 2 кадров модуля 1 передачи данных.As an example implementation of the full-color LED display system of the present invention, a screen module with a pixel configuration of 480 vertical lines and 128 horizontal pixels is described below, as described in the prior art section. Each of the pixel indicators out of a total of 61440 is an LED multicolor indicator containing LEDs of the three primary RGB colors in a dense layout. The pixel data for driving a single pixel indicator is 24-bit data, 8 bits for each of the primary RGB colors. Thus, a full-color representation of 16777216 colors becomes possible. The image data for one screen consists of (61440 × 24) bits. The image data source is an NTSC video signal. An analog-to-digital conversion of the analog video signal to digital image data is performed for the corresponding 8-bit RGB colors. The data is stored in the memory 2 frames of the module 1 data transmission.

Фиг.1 и 2 иллюстрируют конфигурацию однопиксельного индикатора. Однопиксельный индикатор 10 выполнен путем группирования и комбинации шести красных светодиодов 11, трех зеленых светодиодов 12 и трех синих светодиодов 13. На фиг.2 представлен пример конфигурации из 12 светодиодов, включенных в однопиксельный индикатор 10.1 and 2 illustrate the configuration of a single-pixel indicator. The single-pixel indicator 10 is made by grouping and combining six red LEDs 11, three green LEDs 12, and three blue LEDs 13. Figure 2 shows an example configuration of 12 LEDs included in the single-pixel indicator 10.

Как показано на фиг.1, красные светодиоды 11 подсоединены последовательно между источником питания Vcc и возбудителем 21 постоянного тока. Зеленые светодиоды 12 подсоединены последовательно между источником питания Vcc и возбудителем 22 постоянного тока. Синие светодиоды 12 подсоединены последовательно между источником питания Vcc и возбудителем 23 постоянного тока. Модуль передачи данных распределяет и переносит к 61440 элементам схем возбуждения пиксельных индикаторов (соответственно на схемы управления градацией) с высокой скоростью данные изображения для одного экрана, имеющиеся в памяти кадра. Сдвиговый регистр 30 (фиг.1) используется для переноса данных.As shown in FIG. 1, the red LEDs 11 are connected in series between the power supply Vcc and the direct current driver 21. The green LEDs 12 are connected in series between the Vcc power supply and the DC driver 22. The blue LEDs 12 are connected in series between the power supply Vcc and the direct current driver 23. The data transmission module distributes and transfers to 61440 elements of the driving circuit of pixel indicators (respectively, to the gradation control circuit) with high speed image data for a single screen, available in the frame memory. The shift register 30 (FIG. 1) is used to transfer data.

Модуль 1 передачи данных выдает последовательно и с высокой скоростью данные изображения для одного экрана, предусмотренные в памяти 2 кадра в предварительно определенном порядке на 8-битовой основе, и передает данные на схему 3 распределения данных. Схема 3 распределения данных распределяет данные изображения из числа данных для одного полного экрана соответственно на блок пиксельного индикатора соответствующих 480 строк, образующих экран дисплея. Блок индикатора одной строки состоит из 128 пиксельных индикаторов 10. Регистры 30 переноса данных в схемах возбуждения 128 пиксельных индикаторов соединены последовательно, и формируются строки переноса данных сдвиговых регистров емкостью 8 битов × 3 сегмента × 128.The data transmission unit 1 outputs sequentially and at high speed image data for one screen provided in the frame memory 2 in a predetermined order on an 8-bit basis, and transmits the data to the data distribution circuit 3. The data distribution circuit 3 distributes image data from among the data for one full screen, respectively, to the pixel indicator block of the corresponding 480 lines forming the display screen. The one-line indicator block consists of 128 pixel indicators 10. Data transfer registers 30 in the excitation circuits of 128 pixel indicators are connected in series, and data transfer lines of shift registers with a capacity of 8 bits × 3 segments × 128 are formed.

Когда данные изображения (данные градации из 8 битов для каждого из цветов - красного, зеленого и синего), соответствующие каждому из 128 пиксельных индикаторов 10, компонуются в строку переноса данных, сигнал фиксации подается на регистры 31, 32, 33 в каждой из схем возбуждения пиксельных индикаторов от модуля 1 передачи данных, и данные для красного цвета, данные для зеленого цвета и данные для синего цвета, образованные соответственно из 8 битов и предусмотренные в сдвиговых регистрах 30 переноса данных, соответственно фиксируются в регистрах 31, 32, 33.When the image data (gradation data of 8 bits for each of the colors red, green and blue) corresponding to each of the 128 pixel indicators 10 are arranged in a data transfer line, a latch signal is supplied to the registers 31, 32, 33 in each of the drive circuits pixel indicators from the data transmission unit 1, and data for red, data for green and data for blue, formed of 8 bits, respectively, and provided in the shift data transfer registers 30, respectively, are recorded in the registers 31, 3 2, 33.

Управление возбуждением пиксельных индикаторовPixel Excitation Control

Данные для красного цвета, данные для зеленого цвета и данные для синего цвета, содержащие соответственно по 8 битов и зафиксированные в соответствующих регистрах 31, 32, 33, принимаются в качестве данных для определения ширины импульса возбуждения для включения и возбуждения соответствующих красных светодиодов 11, зеленых светодиодов 12 и синих светодиодов 13 в пиксельном индикаторе 10. Поскольку система управления для каждого из соответствующих трех основных цветов работает одинаково, ниже приведено пояснение работы системы управления на примере красного цвета.The data for red, data for green and data for blue, each containing 8 bits respectively and recorded in the corresponding registers 31, 32, 33, are accepted as data for determining the excitation pulse width for switching on and exciting the corresponding red LEDs 11, green LEDs 12 and blue LEDs 13 in the pixel indicator 10. Since the control system works the same for each of the three primary colors, the following is an explanation of the operation of the control system on Imere red.

Значение 8-битовых данных А градации, зафиксированное в регистре 31, и 8-битовое значение В отсчета счетчика 41 сравниваются в цифровом компараторе 51. Если А≥В, то выходной сигнал компаратора 51 соответствует включению. Этот выходной сигнал компаратора 51 представляет собой импульс возбуждения для возбудителя 21 постоянного тока. В течение периода включения выходной транзистор возбудителя 21 постоянного тока отпирается, и постоянный ток проходит через последовательную цепь красных светодиодов 11, и светодиоды включаются.The value of the 8-bit gradation data A recorded in the register 31 and the 8-bit value B of the counter 41 are compared in the digital comparator 51. If A≥B, then the output signal of the comparator 51 corresponds to switching on. This output signal of the comparator 51 is a drive pulse for the direct current driver 21. During the turn-on period, the output transistor of the DC driver 21 is unlocked, and the direct current passes through a series of red LEDs 11, and the LEDs turn on.

Счетчик 41 представляет собой 8-битовый счетчик и его 8-битовое значение В отсчета изменяется от значения, равного всем “0”, до значения, равного всем “1”, периодически с постоянным периодом Ts. Таким образом, выходные импульсы возбуждения с компаратора 51 имеют период Ts. Ширина Tw импульса возбуждения определяется, как пояснено ниже, в соответствии с двоичным значением данных для красного цвета, зафиксированных в регистре 31. Отметим, что желательная частота (1/Ts) импульсов возбуждения имеет значение порядка нескольких кГц.Counter 41 is an 8-bit counter and its 8-bit count value B changes from a value equal to all “0” to a value equal to all “1” periodically with a constant period Ts. Thus, the output excitation pulses from the comparator 51 have a period Ts. The width Tw of the excitation pulse is determined, as explained below, in accordance with the binary data value for the red color recorded in the register 31. Note that the desired frequency (1 / Ts) of the excitation pulses has a value of the order of several kHz.

Высокоскоростная последовательность импульсовHigh speed pulse train

Входной сигнал счета, который активизирует 8-битовый счетчик 41, представляет собой высокоскоростную последовательность импульсов, выдаваемую из памяти 40 формы сигнала. В памяти 40 формы сигнала сохранены цифровые данные, в которых 256 последовательностей импульсов, импульсные интервалы в которых изменяются во времени соответственно установленной изменяющейся характеристике, выражены как статическая структура формы двоичного сигнала. Область адресов памяти 41 формы сигнала периодически сканируется счетчиком 43 адреса, тактируемым тактовым сигналом с тактового генератора 42; при этом 256 последовательностей импульсов, импульсные интервалы в которых изменяются во времени соответственно предварительно определенной изменяющейся характеристике, периодически выдаются из памяти 40 формы сигнала с вышеупомянутым периодом Ts.The count input, which activates the 8-bit counter 41, is a high speed pulse train outputted from the waveform memory 40. In the waveform memory 40, digital data is stored in which 256 sequences of pulses, the pulse intervals in which vary in time according to the set changing characteristic, are expressed as the static structure of the binary waveform. The address area of the waveform memory 41 is periodically scanned by the address counter 43, the clock signal from the clock generator 42; however, 256 sequences of pulses, the pulse intervals in which vary in time according to a predetermined changing characteristic, are periodically issued from the waveform memory 40 with the aforementioned period Ts.

Импульсные интервалы в высокоскоростных последовательностях импульсов устанавливаются следующим образом. Структура 256 последовательностей импульсов, которые в установленном порядке выдаются из памяти 40 формы сигнала с периодом Ts, установлена таким образом, что импульсные интервалы становятся постепенно более длительными от начала к концу последовательностей. Эта характеристика показана на графике, представленном на фиг.4. Иными словами, в начальной части периода Ts высокоскоростных последовательностей импульсов частота генерации импульсов высока, в то время как в конечной части частота генерации импульсов постепенно становится более низкой.Pulse intervals in high-speed pulse sequences are set as follows. The structure of 256 sequences of pulses, which are issued in the prescribed manner from the waveform memory 40 with a period Ts, is set in such a way that the pulse intervals become gradually longer from the beginning to the end of the sequences. This characteristic is shown in the graph presented in figure 4. In other words, in the initial part of the period Ts of high-speed pulse sequences, the pulse generation frequency is high, while in the final part the pulse generation frequency gradually becomes lower.

Высокоскоростные последовательности импульсов с вышеупомянутой характеристикой принимаются в качестве входного сигнала счета 8-битового счетчика 41. Таким образом, изменяющаяся во времени характеристика 8-битового значения В счета счетчика 41 такова, как показано на фиг.5. В начальной части периода Ts скорость нарастания высока, а по мере продвижения к концу периода Ts скорость возрастания снижается.High speed pulse sequences with the aforementioned characteristic are received as the input signal of the count of the 8-bit counter 41. Thus, the time-varying characteristic of the 8-bit count value B of the counter 41 is as shown in FIG. In the initial part of the period Ts, the growth rate is high, and as it moves toward the end of the period Ts, the growth rate decreases.

Характеристика инверсной гамма-коррекцииInverse gamma correction characteristic

Как упомянуто выше, хотя 8-битовое значение В отсчета счетчика 41 периодически изменяется от значения, равного всем “0”, до значения, равного всем “1”, с постоянным периодом Ts, скорость возрастания значения В не является постоянной, и в начальной части периода Ts значение изменяется с высокой скоростью возрастания, а по мере продвижения периода Ts к концу, скорость возрастания падает. Путем сравнения 8-битового значения В отсчета и 8-битовых данных А градации, зафиксированных в регистре 31, определяется ширина Tw импульса возбуждения. Таким образом, соотношение между двоичным значением А данных градации и шириной Tw импульса не будет иметь линейную пропорциональную характеристику.As mentioned above, although the 8-bit value B of the counter 41 periodically changes from a value equal to all “0” to a value equal to all “1”, with a constant period Ts, the rate of increase of the value of B is not constant, and in the initial part period Ts, the value changes with a high rate of increase, and as the period Ts moves towards the end, the rate of increase decreases. By comparing the 8-bit count value B and the 8-bit gradation data A recorded in the register 31, the width Tw of the drive pulse is determined. Thus, the relationship between the binary value A of the gradation data and the pulse width Tw will not have a linear proportional characteristic.

Если А≥В, то импульс возбуждения включается. Таким образом, как показано на фиг.6, для изменяющейся характеристики ширины Tw импульса возбуждения с учетом двоичного значения А данных градации, в области, где двоичное значение А данных градации мало, скорость изменения ширины Tw импульса мала, а по мере того как значение А увеличивается, скорость изменения ширины Tw импульса также увеличивается. Эта нелинейность является аппроксимацией характеристики гамма телевизионного устройства на ЭЛТ и является характеристикой инверсной гамма-коррекции для компенсации характеристики гамма-коррекции, которая ранее применялась для видеосигнала стандарта NTSC.If A≥B, then the excitation pulse is turned on. Thus, as shown in FIG. 6, for a variable characteristic of the width of the excitation pulse Tw taking into account the binary value A of the gradation data, in the region where the binary value A of the gradation data is small, the rate of change of the pulse width Tw is small, and as the value A increases, the rate of change of the pulse width Tw also increases. This nonlinearity is an approximation of the gamma characteristic of a CRT television device and is the inverse gamma correction characteristic to compensate for the gamma correction characteristic that was previously used for the NTSC video signal.

Местоположение источника высокоскоростной последовательности импульсовHigh Speed Pulse Source Location

Как видно из приведенного выше пояснения, высокоскоростные последовательности импульсов, которые выдаются из памяти 40 формы сигнала, становятся общим сигналом для всех схем возбуждения пиксельных индикаторов экранного модуля. Память 40 формы сигнала, адресный счетчик 43 и тактовый генератор 42 установлены в модуле 1 передачи данных, показанном на фиг.3, в результате чего обеспечивается конфигурация, при которой высокоскоростные последовательности данных подаются на каждую из схем возбуждения пиксельных индикаторов через линию передачи данных, соединяющую модуль 1 передачи данных и экранный модуль.As can be seen from the above explanation, the high-speed pulse sequences that are output from the waveform memory 40 become a common signal for all the driver circuitry of the pixel indicators of the screen module. The waveform memory 40, the address counter 43, and the clock 42 are installed in the data transmission unit 1 shown in FIG. 3, thereby providing a configuration in which high-speed data sequences are supplied to each of the pixel indicator drive circuits via a data line connecting data transmission module 1 and a screen module.

В примере, показанном на фиг.1, высокоскоростная последовательность импульсов представляет собой единый системный сигнал, общий для каждого из цветов; в результате чего обеспечивается конфигурация, в которой 8-битовые значения отсчета, выданные с выхода 8-битового счетчика 41, который отсчитывает высокоскоростные последовательности импульсов, выдаются совместным образом на три цифровых компаратора 51, 52 и 53, предусмотренных для управления градацией для красного, зеленого и синего цветов. Поэтому то, что подается с модуля 1 передачи данных на экранный модуль, представляет собой только высокоскоростные последовательности импульсов одной системы; и, следовательно, для этого необходима только одна линия передачи данных. Следовательно, конфигурация схемы для передачи и приема сигналов и конфигурация линии передачи данных чрезвычайно просты и поэтому могут быть реализованы экономичным способом.In the example shown in FIG. 1, a high-speed pulse train is a single system signal common to each color; as a result, a configuration is provided in which 8-bit count values issued from the output of an 8-bit counter 41, which counts high-speed pulse sequences, are jointly output to three digital comparators 51, 52, and 53 provided for controlling gradation for red, green and blue flowers. Therefore, what is supplied from the data transmission module 1 to the screen module is only high-speed pulse sequences of one system; and therefore, only one data link is needed for this. Therefore, the configuration of the circuit for transmitting and receiving signals and the configuration of the data line are extremely simple and therefore can be implemented in an economical way.

Заметим, что имеются варианты осуществления, в которых генерируются высокоскоростные последовательности импульсов, имеющие различные характеристики соответственно для красного, зеленого и синего цветов, и в них высокоскоростные последовательности импульсов для трех систем передаются параллельным способом от модуля 1 передачи данных к экранному модулю. Поскольку данный режим обеспечивает оптимальную нелинейную широтно-импульсную модуляцию для каждого из трех основных цветов, то можно реализовать более высокое качество сигнала. В этом случае также имеется необходимость выделять только три линии передачи данных для передачи параллельным способом высокоскоростных последовательностей импульсов для управления красным цветом, высокоскоростных последовательностей импульсов для управления зеленым цветом и высокоскоростных последовательностей импульсов для управления синим цветом; и, следовательно, конфигурация является простой, а ее реализация - экономичной.Note that there are embodiments in which high-speed pulse sequences are generated having different characteristics for red, green, and blue, respectively, and in which high-speed pulse sequences for three systems are transmitted in parallel from the data transmission module 1 to the screen module. Since this mode provides optimal non-linear pulse-width modulation for each of the three primary colors, it is possible to realize a higher signal quality. In this case, there is also the need to allocate only three data lines for parallel transmission of high-speed pulse sequences for controlling red, high-speed pulse sequences for controlling green and high-speed pulse sequences for controlling blue; and therefore, the configuration is simple, and its implementation is economical.

Схема возбуждения пиксельного индикатора, выполненная по технологии интегральных схем (ИС)Pixel indicator drive circuit made using integrated circuit (IC) technology

Для вышеупомянутой схемы возбуждения пиксельного индикатора (схемы управления градацией) используется типовой вариант реализации в виде ИС. Как показано на фиг.1, типовая схема возбуждения ИС-типа представляет собой, например, схему, в которой интегрированы: сдвиговый регистр 30 для переноса данных для 16 пикселей; 16 регистров 31, 32, 33... для 16 пикселей; 16 компараторов 51, 52, 53... для 16 пикселей; 16 возбудителей 21, 22, 23... постоянного тока для 16 пикселей и один счетчик 41. Этот пример представляет собой предпочтительную схемную структуру для реализации одной схемы возбуждения, предназначенной для возбуждения одного цвета 16 пикселей, сгруппированных рядом в экранном модуле. Изготавливаются три вышеупомянутые ИС, соответствующие 16 пикселям; и эти три ИС используются отдельно соответственно для красного, зеленого и синего цветов. В этом случае, если высокоскоростные последовательности импульсов подаются на предварительно определенные входные выводы вышеупомянутой ИС, счетчик 41 в составе ИС отсчитывает высокоскоростные последовательности импульсов, и значение счета подается на соответствующий вход 16 цифровых компараторов в составе ИС.For the above-mentioned driving circuit of the pixel indicator (gradation control circuit), a typical implementation in the form of an IC is used. As shown in FIG. 1, a typical IC-type drive circuit is, for example, a circuit in which are integrated: a shift register 30 for transferring data for 16 pixels; 16 registers 31, 32, 33 ... for 16 pixels; 16 comparators 51, 52, 53 ... for 16 pixels; 16 direct current drivers 21, 22, 23 ... for 16 pixels and one counter 41. This example is a preferred circuit structure for implementing a single drive circuit designed to drive a single color of 16 pixels grouped side by side in a screen module. The three aforementioned ICs corresponding to 16 pixels are made; and these three IPs are used separately for red, green, and blue, respectively. In this case, if high-speed pulse sequences are supplied to the predetermined input terminals of the aforementioned IC, the counter 41 in the IC counts the high-speed pulse sequences, and the count value is supplied to the corresponding input 16 of the digital comparators in the IC.

Перезапись данных памяти 40 формы сигналаOverwriting waveform memory 40 data

Важная особенность настоящего изобретения состоит в том, что имеется возможность произвольно, изменяемым образом устанавливать функциональную характеристику данных А градации и ширину Tw импульса возбуждения посредством характеристики импульсного интервала структуры двоичной формы сигнала высокоскоростных последовательностей импульсов, сохраненных в памяти 40 формы сигнала. Поэтому настоящее изобретение не только обеспечивает эффективную компенсацию конкретной характеристики гамма-коррекции, ранее применявшейся для видеосигнала стандарта NTSC, но и представляет собой техническую концепцию, имеющую множество применений.An important feature of the present invention is that it is possible to arbitrarily, in a variable way, set the functional characteristic of the gradation data A and the excitation pulse width Tw by characterizing the pulse interval of the binary waveform structure of high-speed pulse sequences stored in the waveform memory 40. Therefore, the present invention not only provides effective compensation for a specific gamma correction characteristic previously used for an NTSC video signal, but also represents a technical concept that has many uses.

Например, одна из конфигураций создается таким образом, что память 40 формы сигнала предусматривается в модуле 1 передачи данных, и содержимое памяти 40 может свободно перезаписываться с помощью компьютера, входящего в состав устройства. Затем путем перезаписи данных в памяти 40 формы сигнала ввиду характеристики представления градации данных изображения, которые должны отображаться, можно реализовать высококачественное отображение посредством соответствующего управления градацией для каждого изображения. Кроме того, в случае, когда светодиодное дисплейное устройство предназначено для наружного размещения, путем перезаписи данных памяти 40 формы сигнала, ввиду изменений в периферийных условиях светового освещения, например, в дневное и ночное время или с учетом сезонов или климата, можно реализовать высококачественное отображение посредством соответствующего управления градацией с учетом указанных условий. В этих случаях в память 40 формы сигнала будет записываться множество различных данных, и эти данные будут использоваться селективным образом.For example, one of the configurations is created in such a way that the waveform memory 40 is provided in the data transmission unit 1, and the contents of the memory 40 can be freely overwritten by the computer included in the device. Then, by overwriting the data in the waveform memory 40 due to the gradation representation of the image data to be displayed, it is possible to realize high-quality display by appropriate gradation control for each image. In addition, in the case where the LED display device is intended for outdoor use, by overwriting the waveform memory 40, due to changes in the peripheral conditions of light illumination, for example, during the day and night or taking into account seasons or climate, it is possible to realize high-quality display by appropriate gradation management, taking into account these conditions. In these cases, a plurality of different data will be recorded in the waveform memory 40, and this data will be used selectively.

Кроме того, путем конкретного анализа используемых характеристик тока возбуждения и оптического выходного сигнала светодиодов можно с высокой точностью реализовать характеристику коррекции, которая точно согласована с анализируемыми характеристиками с помощью данных, сохраненных в памяти 40 формы сигнала. В этом случае может учитываться, что характеристика светимости может различаться для красных светодиодов, зеленых светодиодов и синих светодиодов. В этом случае будут предусматриваться отдельные блоки памяти 40 форм сигналов и счетчики 41 для соответствующих систем управления для каждого из цветов; и значения В счета, соответственно имеющие различные характеристики возрастания, будут генерироваться и подаваться на цифровые компараторы для каждого из цветов.In addition, through a specific analysis of the used characteristics of the excitation current and the optical output signal of the LEDs, it is possible to realize with high accuracy a correction characteristic that is precisely matched with the analyzed characteristics using data stored in the waveform memory 40. In this case, it may be taken into account that the luminosity characteristic may differ for red LEDs, green LEDs and blue LEDs. In this case, separate waveform memory blocks 40 and counters 41 for respective control systems for each color will be provided; and count values B, respectively, having different ascending characteristics, will be generated and fed to digital comparators for each of the colors.

Выходной сигнал арифметической операции для высокоскоростной последовательности импульсовArithmetic operation output for high speed pulse train

В вышеприведенном примере (2ⁿ) высокоскоростных последовательностей импульсов, в которых импульсные интервалы изменяются во времени в соответствии с изменяемой предварительно определенным образом характеристикой, периодически генерируются с постоянным периодом Ts путем последовательного вывода с предварительно определенной скоростью цифровых данных, записанных в памяти 40 формы сигнала. Такая структура может быть заменена некоторым схемным средством следующим образом.In the above example (2 ⁿ ) of high-speed pulse sequences in which the pulse intervals change in time in accordance with a characteristic that is changed in a predetermined manner, periodically generated with a constant period Ts by sequentially outputting at a predetermined speed digital data stored in the waveform memory 40. Such a structure can be replaced by some circuit means as follows.

Чтобы определить характеристику импульсных интервалов высокоскоростных последовательностей импульсов, которые изменяются во времени, производится арифметическая операция, в которой время до вывода последующего импульса Pi+1 после вывода импульса Pi выражается как функция от i. В соответствии с этим арифметическим уравнением процесс периодической генерации (2ⁿ) высокоскоростных импульсных последовательностей с постоянным периодом Ts реализуется компьютерной программой. Например, после выдачи первого импульса значение импульсного интервала между первым и вторым импульсами, которое получают посредством арифметической операции, устанавливается и отсчитывается (путем обратного отсчета) таймером; затем, после того как это значение дошло до нуля, выдается второй импульс; затем значение импульсного интервала между вторым и третьим импульсами, которое получают посредством арифметической операции, устанавливается и отсчитывается таймером; и, после того как это значение дойдет до нуля, выдается третий импульс. Такая операция может реализовываться повторно путем программной процедуры. При использовании данного метода, подобно вышеописанному методу с использованием памяти формы сигнала, можно простым способом изменить настройку различных характеристик путем изменения вышеупомянутого арифметического уравнения. Разумеется, можно осуществлять эту процедуру вывода арифметической операции с помощью специализированной схемы.To determine the characteristic of the pulse intervals of high-speed sequences of pulses that change in time, an arithmetic operation is performed in which the time before the output of the next pulse Pi + 1 after the output of the pulse Pi is expressed as a function of i. In accordance with this arithmetic equation, the process of periodic generation (2 ⁿ ) of high-speed pulse sequences with a constant period Ts is implemented by a computer program. For example, after issuing the first pulse, the value of the pulse interval between the first and second pulses, which is obtained through an arithmetic operation, is set and counted (by counting down) by a timer; then, after this value has reached zero, a second pulse is issued; then the value of the pulse interval between the second and third pulses, which is obtained by arithmetic operations, is set and counted by a timer; and, after this value reaches zero, a third impulse is issued. Such an operation may be repeated using a software procedure. When using this method, similar to the method described above using waveform memory, you can easily change the setting of various characteristics by changing the aforementioned arithmetic equation. Of course, it is possible to carry out this procedure for deriving an arithmetic operation using a specialized scheme.

Фиг.7 и 8 иллюстрируют основные признаки третьего варианта осуществления изобретения. Подобно вышеупомянутому примеру, всего 61440 пиксельных индикаторов упорядочены в установленном порядке в экранном модуле. Один пиксельный индикатор 10 представляет собой совокупность из 6 красных светодиодов 11, трех зеленых светодиодов 12 и трех синих светодиодов 13, сгруппированных в плотной компоновке. Пиксельные данные для возбуждения одного пикселя представляют собой данные, состоящие всего из 24 битов, по 8 битов соответственно для каждого основного цвета RGB; и обеспечивается возможность полноцветного представления из 16777216 цветов. Данные изображения для одного полного экрана представляют собой данные из (61440 × 24) битов.7 and 8 illustrate the main features of the third variant embodiment of the invention. Like the above example, a total of 61440 pixel indicators are ordered in the established order in the screen module. One pixel indicator 10 is a combination of 6 red LEDs 11, three green LEDs 12 and three blue LEDs 13, grouped in a tight arrangement. The pixel data for driving one pixel is data consisting of a total of 24 bits, 8 bits respectively for each primary RGB color; and the possibility of full-color representation of 16777216 colors is provided. Image data for one full screen is data from (61440 × 24) bits.

Как показано на фиг.7, шесть красных светодиодов 11, три зеленых светодиода 12 и три синих светодиода 13 в одном пиксельном индикаторе соединены последовательно на поцветовой основе. Катодные стороны последовательных соединений светодиодов для соответствующих цветов соединены с выходом разомкнутого коллектора возбудителя 21 постоянного тока через общее соединение. Анодные стороны последовательных соединений светодиодов для соответствующих цветов соединены с источником питания Vcc через переключатель 71 для красного цвета, переключатель 72 для зеленого цвета и переключатель 73 для синего цвета схемы 70 выбора цветов RGB. Возбудитель 20 постоянного тока и схема 70 выбора цветов RGB работают в соответствии с сигналом, полученным из модуля 1 передачи данных (фиг.3), и обеспечивают включение и возбуждение пиксельного индикатора 10.As shown in Fig. 7, six red LEDs 11, three green LEDs 12, and three blue LEDs 13 in one pixel display are connected in series on a color basis. The cathode sides of the LED series connections for the respective colors are connected to the output of the open collector of the DC driver 21 through a common connection. The anode sides of the LED series connections for the respective colors are connected to the Vcc power supply through a switch 71 for red, a switch 72 for green, and a switch 73 for blue for the RGB color picker 70. The DC driver 20 and the RGB color picker 70 operate in accordance with a signal obtained from the data transmission unit 1 (FIG. 3), and enable and activate the pixel indicator 10.

На фиг.8 представлена временная диаграмма сигналов, поданных на схему возбуждения пиксельного источника экранного модуля и на схему 70 выбора цветов RGB из модуля 1 передачи сигналов.On Fig presents a timing diagram of the signals supplied to the excitation circuit of the pixel source of the screen module and the circuit 70 of the selection of RGB colors from the module 1 signal transmission.

На схему 70 выбора цветов RGB подаются сигнал выбора красного цвета, предназначенный для включения переключателя 71 для красного цвета, сигнал выбора зеленого цвета, предназначенный для включения переключателя 72 для зеленого цвета, сигнал выбора синего цвета, предназначенный для включения переключателя 73 для синего цвета. Эти сигналы выбора формируются в экранном модуле вышеупомянутым тактовым сигналом переноса данных или сигналом фиксации. Как явно видно из фиг.8, переключатель 31 для красного цвета, переключатель 32 для зеленого цвета и переключатель 33 для синего цвета соответственно включаются (замыкаются) на постоянное время селективно, в установленном порядке и периодически.To the RGB color selection circuit 70, a red selection signal is provided to enable the switch 71 for red, a green selection signal is used to turn on the switch 72 for green, a blue selection signal is used to turn on the switch 73 for blue. These selection signals are generated in the screen module by the aforementioned data transfer clock signal or latch signal. As can be clearly seen from Fig. 8, the switch 31 for red, the switch 32 for green and the switch 33 for blue, respectively, are switched on (closed) for a constant time selectively, in the prescribed manner and periodically.

На 8-битовый регистр подается сигнал фиксации, синхронный с коммутацией сигналов выбора цветов RGB, и подаются данные изображения посредством сдвигового регистра 30 переноса данных. Непосредственно перед включением сигнала выбора красного цвета 8-битовые считанные данные переносятся и фиксируются в схеме 31 фиксации. 8-битовые считанные данные, выведенные из схемы 31 фиксации, вводятся в цифровой компаратор 51. На другой вход компаратора 51 подается 8-битовое значение счета 8-битового счетчика 41. В данном случае высокоскоростные последовательности импульсов, вводимые в счетчик 41 из модуля 1 передачи данных, являются последовательностями импульсов для управления градацией красного цвета, имеющего нелинейную характеристику. Выходной результат сравнения с компаратора 51 представляет собой импульс возбуждения, который подается на вход возбудителя 21 постоянного тока, и в ответ на импульс возбуждения формируется свечение красных светодиодов 11.An latch signal synchronous with the switching of RGB color selection signals is supplied to the 8-bit register, and image data is supplied by the shift data transfer register 30. Immediately before turning on the red selection signal, the 8-bit read data is transferred and recorded in the latch circuit 31. The 8-bit read data output from the latch circuit 31 is input to the digital comparator 51. An 8-bit count value of the 8-bit counter 41 is supplied to the other input of the comparator 51. In this case, high-speed pulse sequences input to the counter 41 from the transmission unit 1 data are pulse sequences for controlling a gradation of red color having a non-linear characteristic. The output of the comparison with the comparator 51 is an excitation pulse, which is supplied to the input of the direct current exciter 21, and in response to the excitation pulse, a glow of red LEDs 11 is formed.

Затем непосредственно перед включением сигнала выбора зеленого цвета 8-битовые считанные данные переносятся и фиксируются в схеме 31 фиксации. В данном случае высокоскоростные последовательности импульсов, вводимые в счетчик 41 из модуля 1 передачи данных, являются последовательностями импульсов для управления градацией зеленого цвета, имеющего нелинейную характеристику. Выходной результат сравнения с компаратора 51 представляет собой импульс возбуждения, который подается на вход возбудителя 21 постоянного тока, и в ответ на импульс возбуждения формируется свечение зеленых светодиодов 12.Then, immediately before turning on the green selection signal, the 8-bit read data is transferred and fixed in the latch circuit 31. In this case, the high-speed pulse sequences input to the counter 41 from the data transmission unit 1 are pulse sequences for controlling a green gradation having a non-linear characteristic. The output of the comparison with the comparator 51 is an excitation pulse, which is fed to the input of a direct current exciter 21, and in response to the excitation pulse, a glow of green LEDs 12 is formed.

Затем непосредственно перед включением сигнала выбора синего цвета 8-битовые считанные данные переносятся и фиксируются в схеме 31 фиксации. В данном случае высокоскоростные последовательности импульсов, вводимые в счетчик 41 из модуля 1 передачи данных, являются последовательностями импульсов для управления градацией синего цвета, имеющего нелинейную характеристику. Выходной результат сравнения с компаратора 51 представляет собой импульс возбуждения, который подается на вход возбудителя 21 постоянного тока, и в ответ на импульс возбуждения формируется свечение синих светодиодов 13.Then, immediately before the blue selection signal is turned on, the 8-bit read data is transferred and fixed in the latch circuit 31. In this case, the high-speed pulse sequences input to the counter 41 from the data transmission unit 1 are pulse sequences for controlling a blue gradation having a non-linear characteristic. The output of the comparison with the comparator 51 is an excitation pulse, which is supplied to the input of the direct current exciter 21, and in response to the excitation pulse, a glow of blue LEDs 13 is formed.

Вышеописанная операция повторяется с высокой скоростью. Например, период, за который реализуется цикл операции включения переключателя 71 для красного цвета, переключателя 72 для зеленого цвета и переключателя 73 синего цвета устанавливается равным 1/60 секунды. Т.е. время, в течение которого включается один переключатель, равно 1/180 секунды.The above operation is repeated at high speed. For example, the period during which the operation of turning on the switch 71 for red, the switch 72 for green, and the switch 73 blue is set to 1/60 of a second. Those. the time during which one switch is turned on is 1/180 second.

В одном пиксельном индикаторе, состоящем из группы красных светодиодов, зеленых светодиодов и синих светодиодов, даже при осуществлении способа, соответствующего настоящему изобретению, в котором время возбуждения красного цвета, время возбуждения зеленого цвета и время возбуждения синего цвета реализованы с разделением по времени с высокой скоростью, аддитивный цветовой процесс реализуется высокоэффективным способом, вследствие чего можно реализовать отображение изображения с достаточно высоким качеством с точки зрения характеристики во временной области по отношению к цветности. Заметим, что настоящее изобретение столь же эффективно, как и описанное выше в пиксельной конфигурации, в которой красные светодиоды, зеленые светодиоды и синие светодиоды равномерным образом распределены и упорядочены в пределах всей поверхности отображения экрана.In one pixel display consisting of a group of red LEDs, green LEDs and blue LEDs, even when implementing the method according to the present invention, in which the excitation time is red, the excitation time is green and the excitation time is blue with time-division with high speed , the additive color process is implemented in a highly efficient way, as a result of which it is possible to realize image display with a sufficiently high quality from the point of view of tics in the time domain with respect to the chroma. Note that the present invention is as effective as described above in a pixel configuration in which the red LEDs, green LEDs and blue LEDs are uniformly distributed and arranged throughout the entire display surface of the screen.

Что касается характеристики во временной области с учетом яркости, ниже представлено сравнение между способом 1/3-динамического возбуждения согласно представленному примеру и обычным способом 1/3-динамического возбуждения, соответствующим простой селекции строк. В способе, соответствующем настоящему изобретению, все пиксельные индикаторы, образующие дисплейный экран, включаются одновременно, в то время как в обычном способе пиксельные индикаторы, которые включены одновременно, составляют 1/3 от общего их числа. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает преимущество в смысле мерцания и разрешения. Что касается схемной структуры, то можно сделать вывод, что в принципе нет превосходства или более низкого качества, если сравнивать способ, соответствующий настоящему изобретению, и обычный способ, если имеется в виду один и тот же способ 1/3-динамического возбуждения. В соответствии с настоящим изобретением отображение изображения более высокого качества чем прежде, может быть реализовано практически при одинаковых затратах и одинаковой схемной структуре.Regarding the time-domain characteristic with regard to brightness, the following is a comparison between the 1/3-dynamic excitation method according to the presented example and the usual 1/3-dynamic excitation method corresponding to simple string selection. In the method corresponding to the present invention, all of the pixel indicators forming the display screen turn on simultaneously, while in the conventional method, the pixel indicators that turn on simultaneously comprise 1/3 of their total. Thus, the present invention provides an advantage in the sense of flicker and resolution. As for the circuit structure, it can be concluded that, in principle, there is no superiority or lower quality if we compare the method corresponding to the present invention and the conventional method, if we mean the same method of 1/3-dynamic excitation. In accordance with the present invention, displaying an image of higher quality than before can be realized at almost the same cost and the same circuit structure.

В аспекте схемной структуры, сравнение проведено между способом 1/3-динамического возбуждения, соответствующего представленному примеру, и обычным способом 1/3-динамического возбуждения, соответствующим простой строчной селекции. Предполагается, что белый цвет с высокой яркостью отображается на всем экране в обоих устройствах. Согласно способу, соответствующему настоящему изобретению, нет периода, в котором, например, красные светодиоды, зеленые светодиоды и синие светодиоды 128 пиксельных индикаторов, образующих одну строку, включаются одновременно, а в каждый данный момент времени включаются только светодиоды одного цвета из красного, зеленого и синего цветов. В противоположность этому, в обычном способе, даже если одна строка из трех строк включается в установленном порядке, красные светодиоды, зеленые светодиоды и синие светодиоды 128 пиксельных индикаторов, образующих включенную строку, все включаются одновременно.In an aspect of the circuit structure, a comparison is made between the 1/3-dynamic excitation method corresponding to the presented example and the usual 1/3-dynamic excitation method corresponding to simple line selection. It is assumed that white with high brightness is displayed on the entire screen in both devices. According to the method of the present invention, there is no period in which, for example, red LEDs, green LEDs and blue LEDs of 128 pixel indicators forming one row turn on simultaneously, and at any given time only LEDs of the same color of red, green and blue flowers. In contrast, in the conventional method, even if one row of three lines is turned on in the established order, the red LEDs, green LEDs and blue LEDs of the 128 pixel indicators forming the included line all turn on at the same time.

Общая величина электрической мощности для возбуждения в обоих способах, разумеется одна и та же; однако с учетом мгновенного значения тока возбуждения, подаваемого к одной строке, ток в способе, соответствующем настоящему изобретению, равен 1/3 по сравнению с током в обычном способе. Это означает, что конфигурация устройства источника питания и системы подачи питания для каждой из строк в настоящем изобретении могут быть созданы с меньшей емкостью и более простой структурой. Это требование не очень важно в компактных светодиодных многоцветных дисплейных устройствах, но с учетом конфигурирования светодиодных многоцветных дисплейных устройств высокой яркости, предназначенных для наружного использования, имеющих экраны чрезвычайно больших размеров, данное требование становится весьма реальным и технически очень важным. Настоящее изобретение имеет превосходство в данном аспекте.The total amount of electric power for excitation in both methods is, of course, the same; however, taking into account the instantaneous value of the drive current supplied to one line, the current in the method corresponding to the present invention is 1/3 compared to the current in the conventional method. This means that the configuration of the power supply device and the power supply system for each of the rows in the present invention can be created with a smaller capacity and simpler structure. This requirement is not very important in compact LED multi-color display devices, but given the configuration of high-brightness LED multi-color display devices designed for outdoor use with extremely large screens, this requirement becomes very real and technically very important. The present invention is superior in this aspect.

Кроме того, в примерах, показанных на фиг.7 и 8, временное разделение позволяет осуществлять передачу высокоскоростных последовательностей импульсов для управления градацией красного цвета, высокоскоростных последовательностей импульсов для управления градацией зеленого цвета и высокоскоростных последовательностей импульсов для управления градацией синего цвета с использованием линии передачи данных одной системной высокоскоростной последовательности импульсов. Таким образом, управление градацией с чрезвычайно высокой эффективностью может быть реализовано чрезвычайно простой конфигурацией.In addition, in the examples shown in FIGS. 7 and 8, time division allows high-speed pulse sequences to control red gradation, high-speed pulse sequences to control green gradation, and high-speed pulse sequences to control blue gradation using a data line single system high speed pulse train. Thus, the gradation control with extremely high efficiency can be realized by an extremely simple configuration.

Claims

1. A full-color LED display system, characterized by the following features (11) to (15), according to which: (11) said system is configured by a screen module to display a multi-color image on a screen on which a plurality of first-color LEDs, second-color LEDs and third-color LEDs are arranged in a predetermined order; and a data transmission module that is connected to the screen module via data transmission means and which provides a control signal and image data, wherein the image data is a combination of gradation data for each of the colors of each of the pixels on the screen; (12) the first color gradation control circuits, the second color gradation control circuits and the third color gradation control circuits, respectively, for each pixel on the screen for pulse switching on the LEDs are installed on the screen module; shift data transfer registers for outputting gradation data to respective gradation control schemes of a first color, gradation control schemes of a second color, gradation control schemes of a third color; and one or a plurality of data distribution schemes for distributing gradation data issued from the data transmission unit to the shift data transfer registers; wherein the first color gradation control circuit, the second color gradation control circuit, the third color gradation control circuit comprise an n-bit counter for counting high-speed pulse sequences issued from the data transmission unit; a register for fixing gradation data issued from the shift data transfer register; a digital comparator for comparing the value of the n-bit count value from the n-bit counter and the gradation data recorded in said register; and a direct current driver for turning on and off the passage of current to the LED in accordance with the binary output signal of the digital comparator; (13) the data transmission module comprises a frame memory for temporarily storing image data intended for display by the screen module; means for reading image data from the frame memory and sequentially transmitting image data in a predetermined pixel order to the screen module; means for generating high-speed pulse sequences for the first color, means for generating high-speed pulse sequences for the second color, and means for generating high-speed pulse sequences for the third color for generating high-speed pulse sequences for outputting to the corresponding first color gradation control circuit, a second color gradation control circuit and a circuit third grade gradation control; and means for transmitting to the screen module the corresponding high speed pulse sequences for the respective first color, second color, and third color; (14) in the screen module, the gradation data for each of the colors of each of their pixels, sequentially output from the data transmission module, are respectively entered into a register in the gradation control scheme for the corresponding color in the corresponding pixel through the shift data transfer register and the data distribution scheme; and high-speed pulse sequences for the first color, high-speed pulse sequences for the second color, and high-speed pulse sequences for the third color output from the data transmission module are respectively supplied as a count input to an n-bit counter in the gradation control circuit for the corresponding color; (15) means for generating high-speed pulse sequences for the first color, second color and third color in the data transmission module, respectively, generate high-speed pulse sequences in an amount of (2 ⁿ ) or about this number with a constant period, the pulse intervals varying in time according to a changing characteristic, which is installed; and comprise a waveform memory for storing digital data in which pulse sequences are expressed as a static structure of a binary waveform; and means for reading data from the memory for periodically generating, with a constant period, high-speed pulse sequences by accessing the waveform for reading to the memory at a predetermined speed and in a predetermined order, and issuing sequentially digital data of the binary waveform structure.

2. The system according to claim 1, characterized in that the means for generating high-speed pulse sequences for the first color, the means for generating high-speed pulse sequences for the second color and the means for generating high-speed pulse sequences for the third color are made as one system means for generating high-speed pulse sequences, which shared by processing systems for first color, second color and third color, and gear module transmits high-speed data pulses of said sequence of system resources in a display module.

3. The system according to claim 1 or 2, characterized in that the structure of the means for generating high-speed pulse sequences in the data transmission module is made in the form of functional arithmetic operations designed to periodically generate a high-speed pulse sequences with a constant period by performing a high-speed functional arithmetic operation according to the program, in which the time until the pulse Pi + 1 is sequentially issued after the pulse Pi is issued is expressed as k function of i.

4. The system according to claim 1 or 2, characterized in that for a group of LEDs of the same color in a plurality of pixels grouped side by side on the screen, a group of gradation control circuits for the corresponding LEDs are integrated into one integrated circuit; and in the group of gradation control schemes, one n-bit counter is shared by respective gradation control schemes.

5. A full-color LED display system, characterized by the following features (21) - (26), according to which: (21) said system is configured by a screen module to display a multi-color image on a screen on which a plurality of first-color LEDs, second-color LEDs and third-color LEDs are arranged in a predetermined order; and a data transmission module that is connected to the screen module via data transmission means and which provides a control signal and image data, wherein the image data is a combination of gradation data for each of the colors of each of the pixels on the screen; (22) one or a plurality of color selection circuits are installed on the screen module for selecting one color LEDs from a set of first color LEDs, second color LEDs, and third color LEDs forming the same pixel on the screen; gradation control circuits for each set of first-color LEDs, second-color LEDs, and third-color LEDs forming the same pixel on the screen, respectively, for switching on the LEDs with the color selected by the color picker; shift data transfer registers for outputting gradation data to gradation control circuits; and one or a plurality of data distribution schemes for distributing gradation data issued from the data transmission unit to the shift data transfer registers; the gradation control circuit comprises an n-bit counter for counting high-speed pulse sequences issued from the data transmission module; a register for fixing gradation data issued from a shift data transfer register; a digital comparator for comparing the value of the n-bit count value from the n-bit counter and the gradation data recorded in the register; and a direct current driver for turning on and off the passage of current to the LED in accordance with the binary output signal of the digital comparator; wherein the LEDs of the first color, the LEDs of the second color and the LEDs of the third color of the same pixel are connected in parallel to the direct current exciter through the selection circuit; (23) the data transmission module comprises a frame memory for temporarily storing image data intended for display by the screen module; means for reading in a predetermined order gradation data of the first color, gradation data of the second color and gradation data of the third color in the image data from the frame memory and sequentially transmitting image data to the screen unit in a predetermined pixel order; means for generating high-speed pulse sequences, providing the generation of high-speed pulse sequences for outputting to a gradation control circuit; and means for transmitting high-speed pulse sequences to the screen module; (24) in the screen module, gradation data for each of the colors of each of the pixels output from the data transmission module is entered into a register in the gradation control circuit for the corresponding pixel through the shift data transfer register and the data distribution circuit; and high-speed pulse sequences issued from the data transmission module are supplied as input to the n-bit counter in the gradation control circuit; (25) the screen module comprises means for controlling the color selection circuit synchronously with the image data output from the data transmission unit and for turning on and driving the first color LEDs in accordance with the gradation data of the first color in the period of driving the first color, turning on and driving the second color LEDs in in accordance with the data of the gradation of the second color in the period of excitation of the second color and the inclusion and excitation of the LEDs of the third color in accordance with the data of the gradation of the third color in the period of excitation third color, and separated by time intervals of the excitation period of the first color, the second color drive period and the excitation period of a third color are mounted so that they have a short duration to such an extent that the organs of the human vision does not permit inclusion provide three colors with time difference; (26) the means for generating high-speed pulse sequences is a means for generating in the prescribed manner with a constant period of high-speed pulse sequences in an amount of (2 ⁿ ) or about this number, and the pulse intervals vary in time according to a changing characteristic set separately for each color, and to repeat this in the corresponding excitation period of the first color, the excitation period of the second color and the excitation period of the third color that; and comprises a waveform memory for storing digital data in which pulse sequences are expressed as a static structure of a binary waveform; and means for reading data from the memory for periodically generating, with a constant period, high-speed pulse sequences by accessing the waveform for reading to the memory at a predetermined speed and in a predetermined order, and issuing sequentially digital data of the binary waveform structure.

6. The system according to claim 5, characterized in that the structure of the means for generating high-speed pulse sequences in the data transmission module is made in the form of functional arithmetic operations designed to periodically generate high-speed pulse sequences with a constant period by performing high-speed functional arithmetic operations according to the program at which the time until the pulse Pi + 1 is sequentially issued after the pulse Pi is issued is expressed as fun ktsiya from i.

7. The system according to claim 6, characterized in that the data transmission module comprises means for changing the characteristics, providing for changing the changing characteristics of high-speed pulse sequences by changing the function programmed for the means of functional arithmetic operations.