Матричний екран для відтворення напівтонових кольорових зображень

Корисна модель відноситься до техніки телебачення і може бути використана в інформаційному пристрої для відтворення напівтонових кольорових телевізійних зображень на великих екранах. Відомий пристрій для відтворення зображення [А.с. СССР, №1662016, опубл. в Б.И., 1991, №25, МПК H04N5/66], матричний екран для відтворення напівтонових кольорових зображень якого містить MxN комірок зображення, кожна ij-та комірка зображення містить зсувний регістр, вхід дозволу запису інформації, інформаційний вхід і тактовий вхід якого з'єднані відповідно з ij-тою горизонтальною, ij-тою вертикальною шинами і тактовою шиною запису інформації матричного екрану, n виходів ij-го зсувного регістру з'єднані з першими входами n ij-x схем І, другі входи яких з'єднані порозрядно у всіх комірок зображення і складають n входів формування напівтонів, виходи n ij-x схем І з'єднані з n входами ij-тої схеми АБО, вихід якої з'єднаний з ij-м світловипромінювальним елементом. Недоліком такого матричного екрану для відтворення напівтонових кольорових зображень є велика кількість виводів формування напівтонів (n), а також велика кількість і складність елементів комірки зображення, що суттєво ускладнює виконання такого пристрою в набірно-інтегральному варіанті. Найбільш близьким за технічною суттю до даної корисної моделі є пристрій для відтворення кольорового зображення [А.с. СССР, №1589429, опубл. в Б.И., 1990, №32, МПК H04N9/30], матричний екран для відтворення напівтонових кольорових зображень якого містить M×N комірок зображення, кожна ij-та комірка зображення містить паралельний n-розрядний регістр, тактові входи яких об'єднані за рядками і складають М горизонтальних шин, n×N інформаційних входів об'єднані за стовпчиками і складають n×N вертикальних шин, n виходів з'єднані з першими входами n ij-x схем І, другі входи яких з'єднані порозрядно у всіх комірок зображення і складають n входів формування напівтонів, виходи n ij-x схем І з'єднані з n входами ij-тої схеми АБО, вихід якої з'єднаний з входом ij-го елемента комутації, вихід якого з'єднаний з ij-м світловипромінювальним елементом. Недоліком такого матричного екрану для відтворення напівтонових кольорових зображень є велика кількість вертикальних шин (n×N), виводів формування напівтонів (n), а також велика кількість і складність елементів комірки зображення, що суттєво ускладнює виконання такого пристрою в набірно-інтегральному варіанті. В основу корисної моделі поставлено задачу створення матричного екрану для відтворення напівтонових кольорових зображень, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків досягається значне зменшення кількості зовнішніх виводів і зменшення кількості і складності елементів комірки зображення, що суттєво спрощує виконання такого пристрою в набірно-інтегральному варіанті. Поставлена задача вирішується тим, що в матричний екран для відтворення напівтонових кольорових зображень, який містить M×N комірок зображення, кожна ij-та комірка зображення містить елемент комутації, вихід якого з'єднаний з світловипромінювальним елементом, введено M×N D-тригерів, причому інформаційний вхід D і тактовий вхід С ij-го D-тригера з'єднані j-тою вертикальною шиною і з i-тою горизонтальною шиною відповідно, а вихід ij-го D-тригера з'єднаний з входом ij-го елемента комутації, крім того конструктивно кожні три комірки послідовно, починаючи з першої, кожного рядку утворюють повнокольоровий піксел з червонім, зеленим та синім кольорами випромінювання світловипромінювальних елементів, і крім цього з'єднані за стовпчиками і утворюють j-ті вертикальні шини саме інформаційні входи D D-тригерів ij-x комірок зображення однакового стовпчику та кольору випромінювання. На Фіг.1 - наведено структурну схему матричного екрану для відтворення напівтонових кольорових зображень, на Фіг.2 - варіант розташування комірок зображення на інформаційному полі матричного екрану. Матричний екран для відтворення напівтонових кольорових зображень (Фіг.1) містить M×N комірок зображення 1i.j. Кожна комірка зображення 1i.j містить D-тригер 2 з інформаційним входом D і тактовим входом С. Вихід Q D-тригера 2 з'єднаний зі входом елемента комутації 3, вихід якого з'єднаний з світловипромінювальним елементом 4. Входи комірок зображення 1i.j (входи D-тригерів 2) з'єднані наступним чином: тактові входи Ci.j з'єднані за рядками і утворюють горизонтальну шину 5i, інформаційні входи Di.j з'єднані за стовпчиками і утворюють вертикальну шину 6j. Конструктивно кожні три комірки зображення 1 i.j кожного рядку, починаючи з першої утворюють кольоровий піксел.Наприклад, комірки 11.1, 11.2, 11.3 утворюють перший піксел першого рядка пристрою, комірки 11.4, 11.5, 11.6 утворюють другий піксел першого рядка пристрою, комірки 12.1, 12.2, 12.3 утворюють перший піксел другого рядка пристрою і так далі до комірок 1M.N-2, 1M.N-1, 1M.N, які утворюють останній піксел останнього (М-го) рядку пристрою (Фіг.2). Тобто кількість комірок у рядку кратно числу три. Крім того кольори випромінювання світловипромінювальних елементів 4 кожного піксела є червоним, зеленим та синім, тобто піксел є повнокольоровим (повнокольоровий піксел, це піксел який відтворює повну гаму кольорів за рахунок відповідної суміші трьох основних кольорів, наприклад, червоного, зеленого та синього). З'єднані за стовпчиками і утворюють вертикальні шини 6j саме інформаційні входи D D-тригерів комірок 1, у однакового кольору. Таким чином матричний екран для відтворення напівтонових кольорових зображень містить M×N/3 повнокольорових пікселів зображення і має М горизонтальних (рядкових) шин та три групи по N/3 вертикальних (стовпчикових) шин (всього N шин). Всі шини з визначеної групи вертикальних шин з'єднані тільки з інформаційними входами D D-тригерів комірок 1i.j, які мають однаковий колір випромінювання. В якості світловипромінювальних елементів 4 найкраще використати світлодіоди, зокрема над'яскраві. Запропонований пристрій працює наступним чином. Будь який світловипромінювальний елемент 4 випромінює світловий сигнал визначеного кольору доки відповідний D-тригер 2 буде в стані логічної "1". Сигнал з виходу Q D-тригера 2 надходить до світловипромінювального елементу 4 через елемент комутації 3. D-тригер 2 встановлюється в стан логічної "1" або логічного "0", за відповідних сигналів на інформаційному вході D, при надходженні імпульсного сигналу на тактовий вхід С. Відтворення напівтонового кольорового зображення відбувається за рахунок n розгорток (полів) М рядків матричного екрану за період кадру Tк, тобто кожної розгортки на горизонтальні шини 5i по черзі від першої до останньої надходять імпульсні тактові сигнали. Синхронно з останніми, кожної розгортки на всі вертикальні шини 6j, надходять відповідні інформаційні сигнали логічної "1" або логічного "0". Період кадру Тк, складається з n полів, тривалість яких відповідає ряду 20:21:22:...:2n-1 (1:2:4:...:2n-1). Кількість градацій яскравості, таким чином, яку може відтворити комірка зображення є 2n. Кожна розгортка розпочинається з початком поля і займає тільки його частку, яка залежить від частоти розгортки. Частоту розгортки визначає тривалість першого найкоротшого поля. В цьому випадку розгортка займає всю тривалість поля. Найстарша градація яскравості відтворюється за рахунок випромінювання кожного поля, проміжні градації яскравості утворюються сумою відповідних полів, найменша градація яскравості (нульова) - за рахунок не випромінювання жодного поля. Даний матричний екран для відтворення напівтонових кольорових зображень з використанням світлодіодів найкраще виконати за інтегральною технологією. Кількість зовнішніх виводів у запропонованого пристрою є мінімальною (сума рядків та стовпчиків екрану та два виводи до джерела живлення), крім того значно зменшена кількість і спрощена структура елементів комірки зображення. Оскільки сучасний стан технології виготовлення світлодіодних матриць не досяг потрібної інтеграції (великих розмірів), тому можливе виконання запропонованого пристрою в набірно-інтегральному варіанті без втрати означених переваг.