(57)【要約】      （修正有）【課題】個別のピクセルを制御して、ソフトウェア構成可能な大領域ディスプレイシステムを提供する。【解決手段】複数のサブディスプレイを有し、各サブディスプレイがピクセル222の配列を含むディスプレイ114を備え、さらに、ディスプレイシステム100を制御し、制御データとディスプレイ114上に表示すべきビデオ信号とを生成するためのソフトウェアを含む中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110、制御データとビデオ信号とをディスプレイ114に適合するディジタル信号に変換するディジタイザー112、を有し、ここで、ディジタル化制御信号とビデオ信号とが一つのサブディスプレイから次のものへ送られ、またここで、各サブディスプレイが制御ユニット116であって、制御ユニット116が、制御ユニット116のそれぞれのピクセル222を、ピクセルのディスプレイ114内での位置と、受信制御データおよびビデオ信号との関数として制御する構成とする。【選択図】      図１
2005122125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブディスプレイを有し、各サブディスプレイがピクセル(222)の配列を含むディスプレイ(114)を備えた構成可能な大領域ディスプレイシステムであって、さらに、
ディスプレイシステム(100)を制御し、制御データとディスプレイ(114)上に表示すべきビデオ信号とを生成するためのソフトウェアを含む中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック(110)と、
前記制御データとビデオ信号とを前記ディスプレイ(114)に適合するディジタル信号に変換するディジタイザー(112)と、
を有し、
ここで、ディジタル化制御信号とビデオ信号とが一つのサブディスプレイから次のものへ送られ、またここで、各サブディスプレイが制御ユニット(116)であって、該制御ユニット(116)が、該制御ユニット(116)のそれぞれのピクセル(222)を、該ピクセルのディスプレイ(114)内での位置と、受信制御データおよびビデオ信号との関数として制御することができる、
ことを特徴とする構成可能な大領域ディスプレイシステム。
【請求項２】
中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック(110)が、標準的なRS-232接続(111)により、ディジタイザー(112)に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の構成可能な大領域ディスプレイシステム。
【請求項３】
ディジタイザー(112)が、ファイバーリンク(113)によってディスプレイ(114)に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の構成可能な大領域ディスプレイシステム。
【請求項４】
二つの隣接する制御ユニット(116)間の距離が所定の距離を上回る場合に、中間リシンサー(118)を前記二つの制御ユニット(116)の間に使用して、該リシンサーが制御データとビデオ信号を受信して再送信することを特徴とする請求項１に記載の構成可能な大領域ディスプレイシステム。
【請求項５】
各制御ユニット(116)が、さらに、ACをDCに変換する電源(210)、データを受信・送信するリシンクロナイザーユニット(212)、EEPROM(224)、および複数のピクセルクラスター(218)を駆動する制御器(216)を有し、各ピクセルクラスターが複数のモジュール(220)を有していて、この各モジュールが発光ピクセル要素(222)の配列を含むことを特徴とする請求項１に記載の構成可能な大領域ディスプレイシステム。
【請求項６】
EEPROM(224)が製造データと工場光出力測定値、およびモジュール(220)内の各ピクセル(222)の色座標を保持することを特徴とする請求項５に記載の構成可能な大領域ディスプレイシステム。
【請求項７】
制御器(216)が、受信した制御データとビデオ信号を、ディスプレイシステム(100)の当該制御ユニット(116)内のそれぞれのモジュール(220)の位置に対応するそれぞれのパケットに分解するためのアルゴリズムを備えていることを特徴とする請求項５に記載の構成可能な大領域ディスプレイシステム。
【請求項８】
制御器(216)が、各モジュール(220)のピクセル(222)を駆動するためのパルス幅変調を実行するための手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載の構成可能な大領域ディスプレイシステム。
【請求項９】
前記制御ユニットが四つのピクセルクラスター(218)から成り、各ピクセルクラスター(218)が32個のモジュール(220)を有し、これらのモジュールがデイジーチェーン信号分配のために適当に相互接続されていることを特徴とする請求項５に記載の構成可能な大領域ディスプレイシステム。
【請求項１０】
各モジュール(220)が2×2ピクセル(222)配列を有することを特徴とする請求項５に記載の構成可能な大領域ディスプレイシステム。
【請求項１１】
ピクセル(222)が発光ダイオード(LED)であることを特徴とする請求項１に記載の構成可能な大領域ディスプレイシステム。
【請求項１２】
モジュール(220)の寸法が割合に小さく、したがってこれらのモジュールを組み合わせて任意の2Dまたは3D形状を有するディスプレイを作ることができることを特徴とする請求項１に記載の構成可能な大領域ディスプレイシステム。
【請求項１３】
ディスプレイ(114)のモジュール(220)がスタンドアローン形式に配置され、したがってディスプレイ(114)が見かけ上透明な構造を有することを特徴とする請求項１に記載の構成可能な大領域ディスプレイシステム。
【請求項１４】
請求項１から１３の中のいずれか１つに記載の構成可能な大領域ディスプレイシステムで使用するための制御ユニットであって、
複数のピクセルクラスター(218)を有するサブディスプレイとして構成され、各クラスターが、順次に相互接続された複数のピクセルモジュール(220)から成り、該モジュールが発光ピクセル要素(122)の配列を含む、
ことを特徴とする制御ユニット。
【請求項１５】
さらに、ACをDCに変換する電源(210)、制御データとビデオ信号を受信・送信するリシンクロナイザーユニット(212)、リシンクロナイザーユニット(212)に接続され、モジュール(220)およびクラスター(218)に含まれるピクセル(222)を駆動する制御器(216)、ならびに制御器(216)に接続されたEEPROM(224)、を有することを特徴とする請求項１４に記載の制御ユニット。
【請求項１６】
EEPROM(224)が製造データと工場光出力測定値、およびモジュール(220)内の各ピクセル(222)の色座標を保持することを特徴とする請求項１５に記載の制御ユニット。
【請求項１７】
制御器(216)が、受信した制御データとビデオ信号を、ディスプレイシステム(100)の当該制御ユニット(116)内のそれぞれのモジュール(220)の位置に対応するそれぞれのパケットに分解するためのアルゴリズムを備えていることを特徴とする請求項１５に記載の制御ユニット。
【請求項１８】
制御器(216)が、各モジュール(220)のピクセル(222)を駆動するためのパルス幅変調を実行するための手段を備えていることを特徴とする請求項１４に記載の制御ユニット。
【請求項１９】
ピクセル(222)が発光ダイオード(LED)であることを特徴とする請求項１４に記載の制御ユニット。
【請求項２０】
請求項１から１３の中のいずれか１つに記載の大領域ディスプレイシステムを動作させる方法であって、
ディスプレイ(114)に電力を供給し、
ディスプレイ(114)を構成または再構成すべきかどうかを決定し、
ハードウェア構成を決定し、
画素(222)の必要間隔を設定し、
EEPROM(224)から、記憶されている製造データと工場光出力測定値、およびモジュール(220)内の各ピクセル(222)の色座標を読み出し、
映像信号と制御データをディスプレイに送信・分配し、
ビデオデータを分解して、ビデオデータストリームをピクセルクラスター(218)に送信する、
各ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
必要間隔に応じて、必要間隔よりも小さな間隔で配置されたいくつかの中間ピクセル(222)を使用しないことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構成可能な大領域ディスプレイシステムに関する。より詳しくは、本発明は、任意のアドレス指定可能なディスプレイ技術、たとえば発光ダイオード(LED)技術その他を使用して、二次元または三次元ディスプレイを作りあげる大領域ディスプレイシステムに関する。
【０００２】
また、本発明は、前記ディスプレイシステムで使用する制御ユニット、および前記ディスプレイを動作させる方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの大規模な商用および公共標示板の照明には、長年にわたって、通常の白熱電球、蛍光灯、およびネオン管が使用されている。しかし、現在、市場は、これらの旧式の技術では実現できない、寸法と色を要求に合わせることのできる柔軟性を有する大型のディスプレイを要求している。その結果、現在では、多くのディスプレイがその要素としてLEDを使用している。LEDは従来の光源に比して電気エネルギーの消費が小さく、また小さな保守費用でずっと長い寿命を有するからである。
【０００４】
現在、LED技術は、大規模ディスプレイ用途、たとえば屋外または屋内競技場ディスプレイ、大型の販売広告ディスプレイ、および公衆のための情報ディスプレイに使用されている。これらの大規模用途の多くのものは、コンピュータ制御により、動的に再構成することができる。さらに、現在では、ビデオ映像を表示することのできる大規模動画ディスプレイがいくつか製造されている。
【０００５】
さらに、市場においては、二次元(2D)ディスプレイばかりでなく、三次元(3D)ディスプレイに対する要求がある。いろいろな2Dまたは3D形状を作り上げる柔軟性を有するディスプレイシステムを作り、またそのようなシステムの制御装置を提供するための技術的挑戦がなされている。必要なものは、2Dまたは3D形状を有するLEDディスプレイを作りあげるために構成することのできる個別画素から成るシステムである。さらに、それぞれの用途のための、物理的なディスプレイ配置における必要な変更は、一般にディスプレイの再設計を必要とし、これは費用と時間のかかることである。必要なものは可変ピクセル間距離を有する個別画素から成るシステムであり、それによって、ディスプレイ再設計なしでソフトウェアによって構成可能なディスプレイを提供することである。
【０００６】
構成可能な大領域ディスプレイの例は、ヨーロッパ特許第1,057,220号明細書(標題“Tiled electronic display structure(タイル化電子ディスプレイ構造)”)に記載されている。該特許明細書には、タイルの端まで定義された画素(ピクセル)位置を有するディスプレイタイルから成るタイル化ディスプレイ装置が記載されている。各ピクセル位置は、ピクセル領域の約25%を占める有機発光ダイオード(OLED)能動領域を有する。各タイルは、ディスプレイデータを記憶するメモリと、該タイル上のピクセルの走査と発光とを制御するピクセル駆動回路とを有する。このピクセル駆動回路は、タイルの裏面に配置され、タイルの表面のピクセル電極への接続は、能動ピクセル材料によって占められていないピクセル領域のうち選択されたものの部分を貫通する接続路(via)によってなされる。タイルは、二つの部分、すなわちエレクトロニクス部分とディスプレイ部分とから成る。各タイルは該タイルの前面にガラス基板を有する。ブラックマトリックスラインがガラス基板の前面に形成されている。タイルは、ブラックマトリックスラインと同じ外見を有するマリオンによって連結されている。
【０００７】
EP 1,057,220号明細書は、タイル化配列から成る構成可能な大領域ディスプレイについて述べているが、個々のタイルの寸法が大きすぎて、3D形状を含めて、形状を要求に合わせることができない。さらに、EP 1,057,220号明細書のタイル化ディスプレイの制御システムは、個々の画素を制御して再構成するのに適当でない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、個別のタイルではなく個別のピクセルを制御するためのディスプレイシステムを提供することである。
【０００９】
本発明のもう一つの目的は、可変ピクセル間距離を有し、したがってソフトウェア構成可能で、それぞれの幾何学的に異なるデザインに対して再設計する必要のないディスプレイを与えるディスプレイシステムを提供することである。
【００１０】
本発明のもう一つの目的は、個々のピクセルのあらかじめ定めた位置または一定間隔の位置を必要としないディスプレイシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的のために、本発明は、
複数のサブディスプレイを有し、各サブディスプレイがピクセルの配列を含むディスプレイを備えた構成可能な大領域ディスプレイシステムであって、さらに、
ディスプレイシステムを制御し、制御データとディスプレイ上に表示すべきビデオ信号とを生成するためのソフトウェアを含む中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロックと、
前記制御データとビデオ信号とを前記ディスプレイに適合するディジタル信号に変換するディジタイザーと、
を有し、
ここで、ディジタル化制御信号とビデオ信号とが一つのサブディスプレイから次のものへ送られ、またここで、各サブディスプレイが制御ユニットであって、該制御ユニットが、該制御ユニットのそれぞれのピクセルを、該ピクセルのディスプレイ内での位置と、受信制御データおよびビデオ信号との関数として制御することができる、
ことを特徴とする構成可能な大領域ディスプレイシステム、
を提供する。
【００１２】
ピクセルは個別に制御することができるので、本発明のディスプレイは、ディスプレイの再設計の必要なしで、適当なソフトウェアアプリケーションの使用により、構成することができる。
【００１３】
さらに、ビデオ信号はディスプレイ内の制御ユニットの位置の関数として、したがって各ピクセルの関数として制御されるので、あらかじめ定めた、または一定間隔のピクセル配置は必ずしも必要でない。
【００１４】
好ましくは、ピクセルは、いくつかのピクセルを含み、割合に小さな寸法を有するモジュール上に配置されるので、これらのモジュールを、任意の2Dまたは3D形状を有するディスプレイとなるように集成することができる。
【００１５】
また、ディスプレイのモジュールは、十分離してスタンドアローン形式に(in a standalone manner)配置し、電気接続だけでディスプレイを一つの全体とすることができ、ディスプレイが透明であるかのような外観を与えることができる。
【００１６】
そのような透明ディスプレイ構造は、たとえば、窓をふさがないことが望ましく、また風に対する抵抗が小さいことが望ましい場合に、建物の側壁に取りつけるのに有用である。すなわち、風荷重を低下させることができ、美術作品または構造物とディスプレイを、ディスプレイのスイッチが切ってあるときには前記美術作品／構造物の外見または外観を損なうことなく一体化することができ、静置してある既存の背景にディスプレイを重ねることができ、物体がディスプレイを貫通するようにすることができ、またその他のことができる。
【００１７】
本発明は、また、本発明による大領域ディスプレイシステムを動作させる方法であって、
ディスプレイに電力を供給し、
ディスプレイを構成または再構成すべきかどうかを決定し、
ハードウェア構成を決定し、
画素の必要間隔を設定し、
EEPROMから、記憶されている製造データと工場光出力測定値、およびモジュール内の各ピクセルの色座標を読み出し、
映像信号と制御データをディスプレイに送信・分配し、
ビデオデータを分解して、ビデオデータストリームをピクセルクラスターに送信する、
各ステップを含むことを特徴とする方法、
にも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の特徴をさらに十分に示すために、限定を意図しない例として、本発明によるピクセルモジュールおよび該ピクセルモジュールを有するディスプレイの好ましい実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１は本発明による構成可能な大領域LEDディスプレイシステム100の機能ブロック図である。本発明のディスプレイコンセプトの特定実施形態をLEDディスプレイシステム100の使用によって示すが、任意の種類のアドレス可能なディスプレイ技術、たとえば、りん光、エレクトロルミネッセント、有機／無機発光、反射、その他の公知のディスプレイ技術を使用することができる。
【００２０】
LEDディスプレイシステム100は中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110、ディジタイザー112、およびディスプレイ114を有する。ディスプレイ114は、さらに、複数の制御ユニット116、たとえば制御ユニット116a~116n、および複数のリシンクロナイザー(リシンサー)ユニット118、たとえばリシンサーユニット118a~118xを有する。
【００２１】
この説明においては、nは不定の数を示す。外部リシンサーユニットは、二つの制御ユニット間の距離が大きすぎる場合にのみ使用される。ここで、xはnよりも小さな任意の値とすることができる。
【００２２】
中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110は、LEDディスプレイシステム100を動作させるためのシステム制御ソフトウェアを実行することのできる任意の標準的な処理装置、たとえばパーソナルコンピュータ、ラップトップまたはホストコンピュータである。中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110は、LEDディスプレイシステム100のシステムレベルでの制御器として機能する。LEDディスプレイシステム100を制御するためのソフトウェアは、中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110に常駐する。中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110は、標準的なRS-232接続111によってディジタイザー112に電気的に接続され、それによって通信リンクが確立される。
【００２３】
ディジタイザー112は、任意のビデオ信号を、LEDディスプレイシステム100が表示できるディジタルフォーマットに変換する周知の装置である。ディジタイザー112はディスプレイ114に対する“入力管理者”として作用する。ディスプレイ114に表示すべき信号を与えるいろいろなビデオソース、たとえば中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110からのものを、ディジタイザー112に接続することができる。ディジタイザー112は、これらの入力信号を、ディスプレイ114に適合するディジタル信号に変換する。
【００２４】
ディジタイザー112とディスプレイ114の制御ユニット116aとの間の通信リンク113は、たとえば、ディジタルファイバーオプティック伝送システムであるファイバーリンクによるものである。このファイバーリンクは、非常に長い距離にわたることができ、また非常に大きな帯域幅を有する。このファイバーリンクは、ビデオ信号ばかりでなくディスプレイ114への通信をも送信する。
【００２５】
ディスプレイ114は、サブディスプレイすなわち制御ユニット116の集まりからなる任意のモジュール式のユーザー構成可能なLEDディスプレイである。ディスプレイ114は、任意の特定用途に対して独自にユーザーが定める所望のディスプレイ構造を実現するために、制御ユニット116を追加または除去することによって、任意の大きさ、寸法、または形状に合わせることができる。
【００２６】
各制御ユニット116は、いくつかの制御ユニット116の集まりからなる、ユーザーが定めるディスプレイ114全体を作るためのサブアセンブリとして使用される。各制御ユニット116は、一つ以上の構成可能なピクセルクラスター(図1には示さず)を有し、該クラスターは、いろいろな二次元または三次元形状に集合配置することができる。制御ユニット116のさらなる詳細は図２を参照することによって理解される。
【００２７】
LEDディスプレイシステム100は、信号分配のデイジーチェーン法たとえば直列ビデオおよび制御データを使用し、これはリシンサーユニット118によって容易になる。リシンサーユニット118は、一つの制御ユニット116から次の制御ユニット116に直列ビデオおよび直列制御データを受信・再送信するための装置である。各リシンサーユニット118は、一つの制御ユニット116と順次配置の次の制御ユニット116との間の物理的距離に応じて随意に使用する。リシンサーユニット118は、一つの制御ユニット116と次の制御ユニット116との間の間隔が所定の距離たとえば5メートルを超えた場合に、必要である。リシンサーユニット118の使用により、すべてのデータバス信号に対して確実に最小信号強度が維持される。図１には制御ユニット116とリシンサーユニット118との間の1対1対応が示されているが、これは単に説明のためだけのものである。ディスプレイ114内のすべての制御ユニット116は、等間隔でなくても良く、リシンサーユニット118は、制御ユニット116間の間隔が所定の距離を越えた場合にのみ必要になる。したがって、リシンサーユニット118はディスプレイ114内に存在する制御ユニット116よりも少ないことがある。各リシンサーユニット118は、対応するそれぞれの制御ユニット116から信号と電力を受けとる。
【００２８】
リシンサーユニット118を使用するLEDディスプレイシステム100の信号分配のデイジーチェーン法の一例は、次のようである。ディジタイザー112からのデータ入力信号が制御ユニット116aの入力に送られる。次に、制御ユニット116aからのデータ出力信号がリシンサーユニット118aのデータ入力となる。次に、リシンサーユニット118aのデータ出力信号が制御ユニット116bのデータ入力となる。次に、制御ユニット116bからのデータ出力信号がリシンサーユニット118bのデータ入力となる。次に、リシンサーユニット118bのデータ出力信号が制御ユニット116cのデータ入力となり、制御ユニット116nにいたるまでこれが続く。
【００２９】
図２は、本発明の大領域LEDディスプレイシステム100で使用するための制御ユニット116の機能ブロック図である。制御ユニット116は、ACからDCへの(AC/DC)コンバータ210、リシンサーユニット212、および複数のピクセルクラスター218を駆動する制御器216を有している。各ピクセルクラスター218は、複数の発光素子すなわち複数のピクセル222を有し、これらのピクセルは、複数のモジュール220内に配置され、各モジュールは4個のピクセル222を備えている。たとえば、次のようである。ピクセルクラスター218aは、32個のモジュール220、すなわちモジュール220-00~220-31を有し、これらのモジュールはそれぞれ4個のピクセル222を有する。ピクセルクラスター218bは、32個のモジュール220、すなわちモジュール220-00~220-31を有し、これらのモジュールはそれぞれ4個のピクセル222を有する。ピクセルクラスター218cは、32個のモジュール220、すなわちモジュール220-00~220-31を有し、これらのモジュールはそれぞれ4個のピクセル222を有する。さらに、ピクセルクラスター218dは、32個のモジュール220、すなわちモジュール220-00~220-31を有し、これらのモジュールはそれぞれ4個のピクセル222を有する。
【００３０】
最後に、制御ユニット116はEEPROM 224を有している。
【００３１】
AC/DC 24V電源210は、常用のAC入力範囲、およびたとえば24V DC出力で最大出力電流たとえば4Aを有する任意の標準的なAC/DC電源である。AC/DC 24V電源210の例としては、力率補正を行う切り換え方式(switch mode)の電源たとえばHitron モデルHVP103-240042がある。220V ACバスは、すべての制御ユニット116のすべてのAC/DC 24V電源210の入力に共通である。各制御ユニット116に属する一つ以上のAC/DC 24V電源210が存在する。各制御ユニット116に属するAC/DC 24V電源210の数は、該制御ユニット116内のピクセルクラスター218の数による。AC/DC 24V電源210は、DCからDCへのダウンコンバーションを行うモジュール220に電力を供給する。モジュール220の電気的機能のより詳細な説明については、本件と同じ出願人の別の特許出願明細書を参照されたい。また、モジュール220の物理的なハードウェア実施形態のより詳細な説明に関しては、本件と同じ出願人のさらに別の特許出願明細書を参照されたい。
【００３２】
リシンサーユニット212は、機能においては、リシンサーユニット118と同じであるが、制御ユニット116の外部ではなく内部に配置されている。リシンサーユニット212は、一つの制御ユニット116から次の制御ユニット116へ、これらの間隔が所定の距離よりも小さい場合には、直接に、直列ビデオおよび直列制御データを受信・再送信する装置である。もっと具体的に言うと、リシンサーユニット212は、直列ビデオおよび直列制御データであるDATABUS IN信号を受信し、該データをDATABUS OUT信号により、次の装置に順次に送信する。直列ビデオデータは、制御ユニット116上に表示すべき最新のビデオフレーム情報を含む赤、緑、および青のデータである。また、直列制御データは、制御ユニット116に、制御情報、たとえば色温度、ガンマおよび結像情報信号たとえばDATABUS INおよびDATABUS OUTで使用するディジタルビデオインタフェース(DVI)プロトコルおよびRS-232プロトコルによるもの、を与える。
【００３３】
制御器216は、標準的なマイクロプロセッサー装置、たとえばPhilips 8051 8ビットマイクロコントローラーまたはMotorola 6816 16ビットマイクロコントローラー、あるいは現場でプログラムできるゲートアレイ(FPGA)装置内に備えられたカスタムコントローラーである。制御器216は、DATA INを受信して、LEDディスプレイシステム100の各制御ユニット116の各モジュール220の位置に対応するそれぞれのパケットに分解することによって、ビデオデータを管理し、分配する。制御器216で実行されるアルゴリズムは、LEDディスプレイシステム100内の当該物理的位置に属する直列DATA IN信号の部分を識別するプロセスを容易にする。また、制御器216は各モジュール220のピクセル222
の駆動のためのパルス幅変調(PWM)を行う。たとえば、PWMサイクルの完了後のデッドタイムがフレームの終わりに全部存在すること(これは、見る人にとっては“ちらつき”の形で感じられうる)を許容することなく、制御器216は、このデッドタイムをPWMサイクル全体にわたって分配し、したがってこのデッドタイムが見る人に気づかれないようにする。(注意:フレームというのは、周知のように、像の列に含まれる単一の像のことである。)さらに、中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110のソフトウェア制御のもとに、制御器216は、LEDディスプレイシステム100の特定用途のためのモジュール220間スペースがあるかどうかを調べる。たとえば、像は、ディスプレイ114内で一つ以上の物理モジュール220を単にとばすだけでひとつの直線の方向に“引き延ばす”ことができる。たとえば、各制御器216は、とばしの効果を与えるように、すなわち表示される像から特定モジュール220を省くようにビデオデータストリームが分配されるようにプログラムすることができる。制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110は、また、ガンマ補正およびコントラスト設定のための操作をも行う。
【００３４】
モジュール220は、それぞれ、ユーザーが定めたピッチで配置されたピクセル222の(k×n)配列を有する。たとえば、図２には、ピクセル222の2×2配列が示してある。ピクセル222は、任意のアドレス指定可能なディスプレイ技術による装置、たとえば標準的なLEDまたは有機発光ダイオード(OLED)装置である。また、各ピクセル222は、周知のように、赤、緑、および青のサブピクセルから成る。各モジュール220は、モジュール220に電力を供給するために24V DC入力電圧を5V DC出力電圧(0.250 A以下)に変換するDC/DCコンバータ(図示せず)を有する。各モジュール220は、また、それに属するピクセル222を駆動するために、一組の定電流ドライバー(図示せず)を有する。また、各モジュール220は、局所記憶装置(図示せず)たとえばEEPROMを有し、該記憶装置は、製造データと工場光出力測定値を記憶しており、またモジュール220内の各ピクセル222の色座標を(x,y,Y)の形で記憶している。ここで、xとｙは主発光体(primary emitter)の座標であり、Yは輝度である。検量時に、すべての値が各モジュール220内のEEPROM(図示せず)から読み出され、補正値の計算に使用される。それから、これらの計算値は制御ユニット116のEEPROM 224に記憶される。EEPROM 224は、情報を広く記憶するための、電子的に消去できる任意の記憶媒体である。たとえば、EEPROM 224は、XicorまたはAtmel モデル24C16または24C164とすることができる。
【００３５】
図２に示す実施形態の場合、ピクセルクラスター218aのモジュール220-00~220-31、およびピクセルクラスター218bのモジュール220-00~220-31が、左から右へ物理配置され、64個の画素から成る第一の連続列を形成している。この第一の列の下には、ピクセルクラスター218cのモジュール220-00~220-31、およびピクセルクラスター218dのモジュール220-00~220-31が、左から右へ物理配置され、64個の画素から成る第二の連続列を形成している。このようにして、モジュール220の64×2配列が形成される。また、各モジュール220がピクセル222の2×2配列を有するので、結果は、制御ユニット116がピクセル222の128×4配列を有するということになる。モジュール220の物理配列は、要求に合わせて任意の大きさ、寸法、または形状とすることができ、特定の用途に合わせてユーザーが独自に定めることのできる所望のディスプレイ構造たとえば3Dディスプレイが実現できる。
【００３６】
どの場合にも、モジュール220-00~220-31は、制御器216によって与えられる適当なビデオデータを一つのモジュール220から次のものにわたすために、デイジーチェーン方式で接続されている。ビデオデータ制御は、制御ユニット116内の各モジュール220のｘおよびｙ色座標によってなされる。この色座標は、ディスプレイ114全体に対する、各モジュール220によって表示される像の境界を定める。もっと具体的に言えば、制御器216の第一の出力は直列ビデオデータストリームをピクセルクラスター218aのモジュール220-31に送り、次に該データストリームは、モジュール220-00がそのビデオデータを受信するまで、ピクセルクラスター218aのモジュール220に沿って順次に送られる。制御器216の第二の出力は直列ビデオデータストリームをピクセルクラスター218bのモジュール220-00に送り、次に該データストリームは、モジュール220-31がそのビデオデータを受信するまで、ピクセルクラスター218bのモジュール220に沿って順次に送られる。同様に、制御器216の第三の出力は直列ビデオデータストリームをピクセルクラスター218cのモジュール220-31に送り、次に該データストリームは、モジュール220-00がそのビデオデータを受信するまで、ピクセルクラスター218cのモジュール220に沿って順次に送られる。最後に、制御器216の第四の出力は直列ビデオデータストリームをピクセルクラスター218dのモジュール220-00に送り、次に該データストリームは、モジュール220-31がそのビデオデータを受信するまで、ピクセルクラスター218dのモジュール220に沿って順次に送られる。どの場合にも、制御器216は、ピクセルクラスター218aおよび218cの場合のように、モジュール220-31からモジュール220-00に送られるか、あるいはピクセルクラスター218bおよび218dの場合のように、モジュール220-00からモジュール220-31に送られるか、に応じて、正しい順序で直列ビデオデータストリームを送らなければならない。これは、すべて対応するxおよびy色座標にもとづいて実行される。
【００３７】
図１と２において、LEDディスプレイシステム100の動作は下記の通りである。ディスプレイ114のすべての制御ユニット116には、AC/DC 24V電源210によって、電力が供給される。中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110は、各モジュール220の各EEPROMからの読みとりを行い、ディスプレイ114内の接続されているハードウェアを正しく決定する。この実施形態において、機械的な距離は中央ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110によって自動検出することはできないので、ディスプレイ114内の画素の間隔は、ユーザーが中央ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110に設定する。また、ディスプレイ像の生成において、モジュール220の“とばし”または引き延ばし(また、何個のピクセルをそうするか)をする必要があるかを、ユーザーが中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110に設定する。するとそれに応じて、中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110は、ビデオおよび制御データを、ディジタイザー112によってディスプレイ114に送る。直列ビデオおよび制御データは、一つの制御ユニット116から次のものに、各内部リシンサーユニット212のDATABUS INおよびDATABUS OUTにより、または図１に示す随意の外部リシンサーユニット118のDATABUS INおよびDATABUS OUTにより、送られる。
【００３８】
LEDディスプレイシステム100内の各制御ユニット116の制御器216は、ビデオデータストリームを受信して、この情報を、ディスプレイ114全体に対する各制御器216の位置に対応するそれぞれのパケットに分解する。制御器216で実行されるアルゴリズムは、ディスプレイ114の当該物理部分に属する直列DATABUS IN信号の部分を識別するプロセスを容易にする。次に、各制御器216は、適当な直列ビデオデータストリームを、それに対応するピクセルクラスター218、それからモジュール220、最後にそれぞれのxおよびy色座標に応じてピクセル222に分配する。このビデオデータ伝送操作は、LEDディスプレイシステム100の中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110の制御下で、各ビデオフレームに対して実行され、それによってディスプレイ114に表示される像が生成される。
【００３９】
ピクセルクラスター218と該クラスター内のモジュール220との配列は、図２に示されるものには限定されない。ディスプレイ114内のピクセルクラスター218の配向は、図２に示すように、水平とすることができるが、あるいはまた垂直とすることができる。どちらの場合にも、生成されるデータは制御器216により常に左から右へ配列されるので、各制御器216のソフトウェアアルゴリズムによりビデオデータストリームを各ピクセルクラスター218の特定配向に合わせる。
【００４０】
また、ピクセルクラスター218および／またはモジュール220の数は、図２に示すものには限定されない。当業者には容易にわかるように、ピクセルクラスター218および／またはモジュール220の最大数はいろいろな設計パラメータに応じて変えることができる。
【００４１】
設計において第一に考慮すべきことは、たとえば、電力分配システム、すなわち、ディスプレイ114内に複数のモジュール220を有する複数の制御ユニット116の物理的実施形態に対応する電力ケーブルおよびコネクターの最大電流定格である。電力分配システムの電流定格は、ピクセルクラスター218および／またはモジュール220の許容最大数に対する制限要因となる。
【００４２】
設計において第二に考慮すべき、ピクセルクラスター218および／またはモジュール220の許容最大数に影響を与える要因は、モジュール220のピクセル222を駆動するための対応するPWMに関係するものである。ビデオデータストリームの長さ、すなわちそれぞれの制御ユニット116内のモジュール220の数は、それぞれのフレームの許容時間内におさまるように適度に短くなければならない。各モジュール220は、この制限された時間間隔内にアドレス指定して、次のフレームと重なるのを避けるようにしなければならない。PWMに関係する変数としては、周知のように、モジュール220内の定電流ドライバーの数、データおよび／またはグレースケールクロックの周波数、ならびに分解能がある。
【００４３】
図３は、本発明によるLEDディスプレイシステム100を動作させる方法300の流れ図である。方法300は下記のステップを含む。
【００４４】
ステップ310:ディスプレイに電力を供給
このステップにおいては、中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110の制御のもとに、AC/DC 24V電源210により、ディスプレイ114のすべての制御ユニット116に、電力が供給される。方法300はステップ312に進む。
【００４５】
ステップ312:ディスプレイを構成または再構成?
この判断ステップにおいては、ディスプレイ114が構成されているかどうかを判断する。ディスプレイ114がまだ構成されていないか、またはユーザーがディスプレイ114を再構成することを選択する(たとえば、像を別様に引き延ばすか、または像を引き延ばさないようにすることを選択する)と、方法300はステップ314に進む。あるいは、ディスプレイ114がすでに構成されており、ユーザーがディスプレイ114の再構成を望まない場合には、方法300はステップ318に進む。
【００４６】
ステップ314:ハードウェア構成を決める
このステップにおいては、中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110が、何個の制御ユニット116がディジタイザー112に接続されているかを調べる。各制御ユニット116は、アドレスを受信する。また、各制御ユニット116は、垂直および水平開始位置(たとえば、データのカットアウト(cutout)を定める)をも受信する。これらの設定値は、各制御ユニット116のEEPROM 224に記憶される。方法300はステップ316に進む。
【００４７】
ステップ316:画素の間隔を設定する
このステップにおいては、中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110により、ユーザーが画素の間隔すなわち引き延ばしまたはとばしを設定する。とばしを選択した場合、ユーザーはとばすピクセルの数を設定する。これらの設定値は制御器216のEEPROM 224に記憶される。方法300はステップ318に進む。
【００４８】
ステップ318:EEPROMからの読み出し
このステップにおいては、ハードウェア構成と画素の間隔とが、中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110によって制御器216のEEPROM 224から読み出される。方法300はステップ320に進む。
【００４９】
ステップ320:データをディスプレイに送信・分配する
このステップにおいては、中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110が、すでに決定されているハードウェア構成と間隔に応じて、ディジタイザー112を通じて、ディスプレイ114に像と制御データを送信する。直列ビデオおよび制御データが、一つの制御ユニット116から、各内部リシンサーユニット212のDATABUS INおよびDATABUS OUTにより、あるいは図１に示すように、随意の各外部リシンサーユニット118のDATABUS INおよびDATABUS OUTにより、次の制御ユニットに送られる。方法300はステップ322に進む。
【００５０】
ステップ322:ビデオデータを分解する
このステップにおいては、LEDディスプレイシステム100内の各制御ユニット116の制御器216が、ビデオデータストリームを受信し、この情報を、ディスプレイ114全体に対するそれぞれの制御器216の位置に対応するそれぞれのパケットに分解する。制御器216で実行されるアルゴリズムは、ディスプレイ114の当該物理的位置に属する直列DATABUS IN信号の部分を識別するプロセスを容易にする。方法300はステップ324に進む。
【００５１】
ステップ324:ビデオデータストリームをピクセルクラスターに送信する
このステップにおいては、各制御器216が適当な直列ビデオデータストリームを対応するピクセルクラスター218に分配し、次にモジュール220、さらに各色座標xおよびyに応じてピクセル222に分配する。もっと詳しく言えば、各制御器216が直列ビデオデータストリームをピクセルクラスター218aのモジュール220-31に送り、次に該データストリームは、順次にモジュール220の列の下流に、ピクセルクラスター218aのモジュール220-00がそのビデオデータを受信するまで、送られる。次に、各制御器216が直列ビデオデータストリームをピクセルクラスター218bのモジュール220-00に送り、次に該データストリームは、順次にモジュール220の列の下流に、ピクセルクラスター218bのモジュール220-31がそのビデオデータを受信するまで、送られる。同様に、各制御器216が直列ビデオデータストリームをピクセルクラスター218cのモジュール220-31に送り、次に該データストリームは、順次にモジュール220の列の下流に、ピクセルクラスター218cのモジュール220-00がそのビデオデータを受信するまで、送られる。最後に、各制御器216が直列ビデオデータストリームをピクセルクラスター218dのモジュール220-00に送り、次に該データストリームは、順次にモジュール220の列の下流に、ピクセルクラスター218dのモジュール220-31がそのビデオデータを受信するまで、送られる。どの場合にも、制御器216は、ピクセルクラスター218aおよび218cの場合のように、モジュール220-31からモジュール220-00に送られるか、あるいはピクセルクラスター218bおよび218dの場合のように、モジュール220-00からモジュール220-31に送られるか、に応じて、正しい順序で直列ビデオデータストリームを送らなければならない。これは、すべて対応するxおよびy色座標にもとづいて実行される。方法300は終了する。
【００５２】
容易にわかるように、ステップ320から324のビデオデータ伝送操作は、各ビデオフレームに関して、LEDディスプレイシステム100の中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック110の制御のもとに行われ、それによってディスプレイ114上に表示される像が生成される。
【００５３】
以上をまとめると、本発明の構成可能な大領域LEDディスプレイシステム100は、2Dまたは3D形状を構成するように物理的に配置することのできる、小さな個別の画素すなわち各制御ユニット116のモジュール220およびピクセル222を制御する。
【００５４】
また、本発明のLEDディスプレイシステム100は、ディスプレイの再設計なしで、各制御ユニット116のモジュール220およびピクセル222の間隔が変えられるようにソフトウェア構成することができる。もっと具体的に言えば、本発明のLEDディスプレイシステム100は、個々の画素に関して、あらかじめ定めた位置または一定間隔の位置を必要としない。
【００５５】
最後に、低分解能ディスプレイ用途の場合、LEDディスプレイシステム100の小さな個別画素すなわち各制御ユニット116のモジュール220を、十分離して配置して、透明構造であるような外観を有するようにすることができる。その場合、各モジュール220は孤立的に物理取りつけして、電気的接続のみによってディスプレイ114の全体が形成されるようにする。
【００５６】
本発明は、決して、例として説明し、図面に示した実施形態に限定されるものではなく、本発明によるそのようなディスプレイシステムおよび制御ユニットは、本発明の範囲を逸脱することなく、いろいろな形で具体化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による構成可能な大領域LEDディスプレイシステムの機能ブロック図である。
【図２】本発明の構成可能な大領域LEDディスプレイシステムで使用するための制御ユニットの機能ブロック図である。
【図３】本発明の構成可能な大領域LEDディスプレイシステムを動作させる方法の流れ図である。
【符号の説明】
【００５８】
100  LEDディスプレイシステム
110  中央制御器ハードウェアおよびソフトウェアのブロック
111  RS-232接続
112  ディジタイザー
113  通信リンク
114  ディスプレイ
116(a~n)  制御ユニット
118(a~x)  リシンクロナイザー(リシンサー)ユニット
210  AC/DC 24V 電源
212  リシンサーユニット
216  制御器
218(a~d)  ピクセルクラスター
220(-00~-31)  モジュール
222  ピクセル
224  EEPROM
【図１】
2005122125.tif 000003
【図２】
2005122125.tif 000004
【図３】
2005122125.tif 000005