调制电路、使用该调制电路的图像显示器和调制方法技术

减少位长的同时还能够进行高分辨率脉宽调制的调制电路以及设有该调制电路的图像显示器。借助Ａ／Ｄ转换器４，被转换成具有预设位长的二进制码的视频信号Ｓｖ由控制器３从最高有效位至最低有效位分成多个二进制码。对应于这样获得的多个分割二进制码，生成串行数据，用于产生根据该二进制码的值确定的脉宽和电流值的脉冲电流，并将该串行数据输出到与控制器３串联的脉宽调制电路１。该脉宽调制电路给像素的ＬＥＤ３提供具有对应于所述串行数据的脉宽和电流值的脉冲电流。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于在预定周期内生成和输出多个脉冲信号的调制电路，和使用该调制电路的图像显示器和调制方法，更具体地说，涉及用作发光二极管(LED)或有机电致发光(EL)元件驱动信号的调制电路，以及包含LED或有机EL元件的图像显示器。自从专利技术了蓝色LED，采用LED发射三原色以按像素形成图像的LED彩色显示器已经被广泛并大量制造。由于LED的高度耐用性，使其可半永久性地使用，因而适于在户外长期使用。因此，LED已被广泛用于运动场和事件场合的大规模显示器，以及用于在建筑物的侧面或火车站内的信息显示板或广告。近年来，随着蓝色LED亮度的增加和价格的降低，这种LED彩色显示器迅速普及。附图说明图1是构成LED显示器像素的一个LED的驱动电路的示图。在图1中，数标100表示驱动电路，200表示一个LED。另外，Spx和Id分别表示施加到单个像素上的视频信号和流经LED200的电流。驱动电路100根据视频信号Spx输出电流给LED200，LED200则根据所提供的电流发光。LED显示器具有与像素数量完全相同数量的构成驱动电路100的电路和LED，如图6所示。通过使像素的LED根据施加到该像素上的视频信号Spx确定发光亮度，可使观看该屏幕的人能够识别出图像。施加到每个像素上的视频信号Spx一般是以一定数位的数字值输入给驱动电路100的。图2是流经图1LED200的电流的波形图。在图2中，纵坐标指示通过LED200的电流的相对值，而横坐标指示时间的相对值。另外，Ipulse指示通过LED的脉冲形状电流波形的峰值，tw是脉冲部分的时间宽度，T是波形周期。如图2所示，通过构成LED显示器像素的LED的电流具有周期性脉冲状波形。亮度是通过脉冲宽度调制来控制的，以使得脉冲宽度tw可调。原则上讲，通过LED的电流是直流电。可以根据视频信号Spx改变电流值以调节亮度，但是在这种情况下，需要通过驱动电路精确地控制电流值。其不利之处在于用于该控制的电路导致部件数目的增加。增加时间的分辨率比增加电流值的分辨率容易，所以，一般采用如图2的电流波形所示的脉冲宽度调制系统。由于人类感官的固有特性，光的亮度以小于1/60秒的点亮方式闪烁，人感觉到的亮度是恒定的。因此，即使LED由图2所示波形的电流驱动，如果该电流周期T短于前面所述的时间，那么从LED发出的闪烁光也可被人们的视觉感觉成恒定亮度的光。另外，一般情况下，人们的感官接收到的LED亮度的大小与在一定时间内平均通过LED的电流成正比。因此，亮度随着脉冲电流的占空率而正比变化。然而，输入给LED显示器的视频信号的电平被预先规范化，以匹配阴极射线管的亮度特性。如果这样的视频信号像输入至LED(其与CRT像素具有不同的亮度特性)一样输入至CRT像素，则会产生下列问题。图3是LED和CRT像素的亮度与输入信号电平之间的关系图。在图3中，纵坐标代表LED或CRT像素亮度的相对值，横坐标代表输入给LED或CRT像素的信号的电平的相对值。A和B所指的曲线分别表示CRT像素和LED的亮度特性。注意，对于CRT像素的亮度特性A，用电压表示视频信号的电平，而对于LED的亮度特性B，用通过LED的电流表示视频信号的电平。如图3所示，LED的亮度与信号电平呈线性关系，而CRT像素的亮度与信号电平具有非线生关系。总的来说，CRT像素的亮度与视频信号的电压电平的2.2次方成正比。如果一个与规范化的以匹配这种特性的视频信号成正比的电流直接施加给LED，则LED在光的低输出区域显示比CRT像素更明亮，但在光的高输出区域显示比CRT像素更暗。结果，以这种像素形成的图片的明亮部分和暗部分的亮度比例与原始图片不同，所以观众看起来不真实。为了解决这个问题，现有技术的LED显示器中，用以消除由于上面所述视频信号的亮度特生所产生的影响而加以校正的信号作为上述视频信号Spx输入给驱动信号100。特别是，例如，当用产生的用以匹配CRT像素的视频信号驱动线性亮度特性的LED时，会产生一个与视频信号的2.2次方成正比的信号来驱动LED，其中的CRT像素发射与信号电平的2.2次方成比例的亮度的光。然而，如果原始视频信号的位长不是足够大，则通过升高这个数字化的图像数据到其2.2次方而获得的二进制数据不能够体现在原始视频信号值较小的区域的值的精确变化。换句话说，如果数字化视频信号的位长较小，则灰度在低亮度区域变得粗略，导致图像不自然。为了避免这种问题，需要增加视频信号的位长。特别是，在相关领域的LED显示器中，需要生成一个12到16位长度的视频信号以再现已经在CRT情况下以8位长度视频信号表达的图片。如果以这种方式增加视频信号的位长，则用于驱动LED的脉冲宽度调制电路的位长也不得不增加，从而使得整个电路的规模变得很大，并且费用和耗电量也上升。另外，如图2显示的脉冲状波形一般通过计数用作时间基准的时钟信号来生成。增加视频信号的位长意味着在此程度上增加计数时钟信号的次数，于是，当使用相同频率的时钟信号时，脉冲宽度调制的周期T变得较长。例如，当生成并调制12位视频信号的脉冲宽度，它比8位视频信号大4位，并将它们与时钟信号的相同频率相比，其脉冲宽度调制周期T变成8位视频信号的16倍。由于脉冲宽度调制的周期T是利用上述人类感官的特性而设定的，因此加果这个周期太长，将引起人眼可以察觉光闪烁的“闪动”，图像将变得很难观看。另外，与CRT相比，在LED显示器中，这种闪动从性质上来说对人眼更易察觉，因此脉冲宽度调制的周期T必须是通常刷新频率的周期的数倍，例如1/50秒。为了增加视频信号的位长和缩短脉冲宽度调制的周期T，增加用在脉冲信号宽度调制电路中的时钟信号的频率就足够，但是这有增加电路耗电量的缺点。另外，因为很难再进一步将10到20MHz的电流频率增加10或更多倍，因此增加时钟信号的频率受到限制。本专利技术的一个目标是提供一种具有高分辨率脉冲宽度调制并同时控制位数增加的调制电路，以及设有该调制电路的图像显示器。为了达到上述目标，根据本专利技术的第一个方面，这里提供一种调制电路，用于输出根据二进制码的值调制的脉冲信号，它包括用于将从最高有效位到最低有效位的二进制码分成多个二进制码，并以预设顺序选择和输出由此分割产生的分割二进制码的选择装置；用于接收从选择装置获得的分割二进制码，并以预定周期输出多个具有对应于分割二进制码的脉冲宽度和电平的脉冲信号的脉冲输出装置。根据本专利技术的调制电路，用于调制脉冲信号的二进制码从最高有效位到最低有效位被分成多个二进制码。由此分割获得的多个二进制码被定义为分割二进制码。通过选择装置，以预设顺序选择并输出这些分割二进制码到脉冲输出装置。然后，该脉冲输出装置以预定周期生成并输出多个具有对应于分割二进制码的脉冲宽度和电平的脉冲信号。最好在本专利技术的调制电路中，对于每个分割二进制码，选择装置将预定周期分成多个长度对应于分割二进制码的位长的子帧周期，并在一个子帧周期内选择并输出对应于该子帧周期的分割二进制码。根据采用上述结构的本专利技术的调制电路，预定周期被分成多个对应于分割二进制码的周期。由此分割获得的周期被定义为子帧周期。每个子帧周期被设置成具有对应于与子帧周期相应的分割二进制码位长的长度。分割二进制码经由选择装置在对应于该分割二进制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于输出根据二进制码的值加以调制的脉冲信号的调制电路，包括 选择装置，用于将从最高有效位到最低有效位的二进制码分割成多个部分，并以预设顺序选择和输出由此获得的分割二进制码；以及 脉冲输出装置，用于接收来自选择装置的分割二进制码，并输出具有预定周期的多个所述脉冲信号，每个所述脉冲信号具有对应于所述分割二进制码之一的脉冲宽度和电平。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高木祐一，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]