Світлодіодний екран для відображення графічної інформації

УКРАЇНА (19) UA (11,9307 (із, U (51,7HO4N9/OO МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ видається під відповідальність власника патенту (54, СВІТЛОДІОДНИЙ ЕКРАН ДЛЯ ВІДОБРАЖЕННЯ ГРАФІЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ (21,и200502420 (22) 17.03 2005 (24)15.09.2005 (46) 15.09.2005, Бюл. № 9, 2005 р. (72, Службін Юрій Олександрович (73, Службін Юрій Олександрович {57, 1. Світлодіодний екран для відображення графічної інформації, що містить матрицю св'пподюдів і схему керування, який відрізняється тим, що кожний елемент світлодіодного екрана підклю чений до виходу ВІДПОВІДНОГО йому керованого цифровим кодом широтно-імпульсного модулятора. 2 Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що широтно-імпульсні модулятори виконані на основі мікроконтролера. 3. Пристрій за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що широтно-імпульсні модулятори з'єднані між собою цифровим каналом зв'язку. Корисна модель стосується телебачення, а більш конкретно світлодіодних екранів і може використовуватися як у моніторах з підвищеною яскравістю зображення, так і у великих екранах колективного користування. Відомий світлодіодний екран для відображення графічної інформації [В.И.Иванов, А.И.Аксенов, А.М Юшин. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы: Справочник. Москва, Энергоатом и здат, 1989, с 240], що містить матрицю світлодіодів і схему керування, що забезпечує сканування екрана по рядках і стовпцям. Загальними ознаками аналога І даного рішення є використання матриці світлодіодів для відображення графічної інформації. Однак відображення графічної інформації відомим пристроєм недостатньо ефективно, тому що можливе відтворення по кожнім елементі екрана тільки двох градацій яскравості, по типі включене - виключене. Крім того, цьому пристрою присуще зниження яскравості світіння елементів екрана, обумовлене тим, що звертання до них відбувається зі шпаруватістю, рівної 1/п, де п - число стовпців у світлодіодній матриці. Найбільш близьким по технічній суті і результатам, що досягаються, до пропонованого пристрою, є пристрій для керування TFT-панеллю [С.Семененко, А Сергеев. Дисплеи I-SFT1 основные характеристики и особенности подключения. Журнал СТА, - 2003, - №1, - с.80]. Пристрій містить у собі схему керування, що перетворить цифровий код про рівні яскравості елементів графічного зображення в аналогові рівні напруги на виходах шин, підключених до рядків елементів екрана, а також виробляє сигнали сканування екрана по рядках і стовпцям. Пристрій дозволяє відображати графічну Інформацію з великою кількістю градацій яскравості. Загальними ознаками прототипу і даного рішення є можливість відображення графічної інформації з великою кількістю градацій яскравості. У той же час, відомий пристрій не може ефективно використовуватися для відображення графічної інформації на світлодіодному екрані, що володіє підвищеної, у порівнянні з TFT-панеллю, яскравістю Це зв'язано з тим, що робота в режимі постійного сканування екрана приводить до зниження яскравості світіння, прямо пропорційної числу елементів світлодіодного екрана, через відсутність у світлодіодів післясвітіння, властивим елементам TFT-панелі В основу корисної моделі покладена задача удосконалення світлодіодного екрана для відображення графічної інформації з метою підвищення яскравості його світіння і кількості градацій яскравості Поставлена задача вирішується таким чином. Світлодіодний екран для відображення графічної інформації, що містить у собі матрицю світлодіодів і схему керування, виконай так, що кожний елемент світлодіодного екрана підключений до виходу відповідного йому керованого цифровим кодом широтно - імпульсного модулятора (ШІМ), широтно - Імпульсні модулятори можуть бути виконані на основі мікроконтролера та з'єднані між собою цифровим каналом зв'язку. со О) ш 9307 На Фіг.1 представлена функціональна схема світлодіодного екрана із широтно-імпульсними модуляторами. На Фіг.2 представлена функціональна схема світлодіодного екрана з мікроконтролером. У світлодіодному екрані 1, Фіг. 1, для відображення графічної інформації кожен елемент 2 (світлодіод) світлодіодного екрана 1 підключений до виходу відповідного йому ШІМ 3. Таким чином, світлодюдній матриці ставиться у відповідність матриця ШІМ. Усі ШІМ зв'язані між собою цифровим каналом зв'язку 4, Цифровий код на вході кожного ШІМ задає шпаруватість вироблюваних модулятором імпульсів, що однозначно визначає яскравість підключеного до цього ШІМ 3 елемента 2 екрана 1. Так, наприклад,при шпаруватості рівної 1, елемент екрана 2 (світлодіод) включений постійно, тобто світиться максимально яскраво, а при шпаруватості 0.1 світлодіод включений протягом 0.1 перЮДУ ПОВТОреННЯ ІМПУЛЬСІВ ШІМ Тщім, тобто світиться в 10 разів слабкіше. Таким чином, після запису цифрової інформації у матрицю ШІМ З, на світлодіоднім екрані 1 відображається статична графічна інформація з кількістю градацій яскравості, обумовлених розрядністю коду на вході ШІМ 3 (тобто числом градацій шпаруватості). Зміна зображення на екрані 1 здійснюється шляхом перезапису цифрових кодів ШІМ 3 один раз за час Кадру Ткадр. Найбільше зручно з технічної сторони реалізувати ШІМ шляхом використання мікроконтролера, наприклад, C8051F32O, Фіг.2. У цьому випадку кожен елемент 2 світлодіодного екрана 1 з'єднується з мікроконтролером 5, що зв'язаний з цифровим каналом зв'язку 4. При цьому кількість ШІМ, реалізованих на одному мікроконтролері, і кількість елементів 2 світлодіодного екрана 1 підключених до нього визначається кількістю вихідних ліній мікроконтролера 5, обсягом його пам'яті, швидкодією і може коливатися в межах від одиниць до декількох десятків. Такий пристрій дозволяє зберігати індивідуальні настроювання кожного ШІМ у пам'яті мікроконтролера й оперативно їх змінювати. Запис цифрової інформації у кожен елемент матриці ШІМ може здійснюватися по відомих цифрових каналах зв'язку, наприклад, шині USB, інтерфейсу 1394 іт.д Таким чином у запропонованому світлодіодному екрані кожен світлодіод світиться упродовж всього часу кадру без сканування, тобто без втрати яскравості, а кількість градацій яскравості залежить від розрядності цифрового коду, яким керується кожен ШІМ, що дозволяє відтворювати до декількох мільйонів відтінків кольору. У L \ -\ і 2 N 5 7J \ 7J 5 7J рс 2» Фіг. Фіг. 1 Комп'ютерна верстка В. Мацело Підписне 2 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601