▶ ジェイド バード ディスプレイ（シャンハイ） リミテッドの特許一覧
特表2024-535233マイクロディスプレイバックプレーンシステムおよびピクセルドライバコントローラ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-09-30
(54)【発明の名称】マイクロディスプレイバックプレーンシステムおよびピクセルドライバコントローラ
(51)【国際特許分類】
G09G 3/20 20060101AFI20240920BHJP
G09G 3/32 20160101ALI20240920BHJP
H01L 33/00 20100101ALI20240920BHJP
H04N 5/66 20060101ALI20240920BHJP
H04N 5/70 20060101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
G09G3/20 631B
G09G3/32 A
G09G3/20 612E
G09G3/20 641A
G09G3/20 632F
G09G3/20 622B
G09G3/20 623B
H01L33/00 J
H04N5/66 103
H04N5/70 B
H04N5/66 A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024516437
(86)(22)【出願日】2021-09-18
(85)【翻訳文提出日】2024-04-17
(86)【国際出願番号】 CN2021119267
(87)【国際公開番号】W WO2023039870
(87)【国際公開日】2023-03-23
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520510771
【氏名又は名称】ジェイド バード ディスプレイ（シャンハイ） リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】リ， チーミン
(72)【発明者】
【氏名】ジュ， ジン
(72)【発明者】
【氏名】リウ， ホンユン
(72)【発明者】
【氏名】リ， チュンミン
【テーマコード（参考）】
5C058
5C080
5C380
5F241
【Ｆターム（参考）】
5C058AA12
5C058AA13
5C058AB02
5C058BA26
5C058BB13
5C080AA07
5C080BB05
5C080EE29
5C080JJ02
5C080KK07
5C080KK49
5C380AA03
5C380AC11
5C380AC12
5C380CA08
5C380CB01
5C380CF02
5C380CF26
5C380CF62
5C380CF64
5C380CF67
5C380EA01
5F241AA24
5F241BB18
5F241BC03
5F241BC16
5F241BC33
5F241BD04
5F241FF06
(57)【要約】
マイクロディスプレイバックプレーンシステムは、フレームデータとして画像データを提供するように構成されたデータインターフェースと、フレームごとにデータインターフェースからフレームデータを受け取るために、データインターフェースに接続されたディスプレイフレームバッファと、フレームデータを受け取るためにディスプレイフレームバッファに接続された列ドライバと、列ドライバに接続され、フレームデータに従ってピクセルディスプレイのピクセルを制御するように構成されたピクセルドライバコントローラアレイと、を含む。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フレームデータとして画像データを提供するように構成されたデータインターフェースと、フレームごとに前記データインターフェースから前記フレームデータを受け取るために、前記データインターフェースに接続されたディスプレイフレームバッファと、
前記フレームデータを受け取るために前記ディスプレイフレームバッファに接続された列ドライバと、
前記列ドライバに接続され、前記フレームデータに従ってピクセルディスプレイのピクセルを制御するように構成されたピクセルドライバコントローラアレイと
を備える、マイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項2】
前記フレームデータによって表された画像を受け取り、鮮鋭化するために前記ディスプレイフレームバッファに接続された画像エンハンサをさらに備える、請求項１に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項3】
前記画像エンハンサに接続され、補償値を決定するように構成されたワンタイムプログラマブル（「ＯＴＰ」）メモリを備え、
前記画像エンハンサが、前記ＯＴＰメモリから前記補償値を受け取り、前記受け取られたフレームデータに前記補償値を適用することによって前記フレームデータを最適化するように接続され、前記画像エンハンサが、前記列ドライバに前記最適化されたフレームデータを送信するように接続された、
請求項２に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項4】
前記ＯＴＰメモリが、前記データインターフェースを介して標準画像データを受け取り、前記ディスプレイフレームバッファから前記フレームデータを受け取るために、前記データインターフェースおよび前記ディスプレイフレームバッファに接続され、前記ＯＴＰメモリが、前記標準画像データを前記ディスプレイフレームバッファから受け取られた前記フレームデータと比較することによって、前記補償値を決定するようにさらに構成された、請求項３に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項5】
前記バックプレーンシステムのためのシステム電力を制御するように構成された電力コントローラを備える、請求項１に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項6】
前記ピクセルドライバコントローラアレイに接続され、ピクセルをオンまたはオフにするように前記ピクセルの行走査を制御するように構成された行ドライバを備える、請求項１に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項7】
基準電流を供給するように構成された基準電流源と、前記基準電流を受け取るように接続され、前記基準電流の電流値に等しい電流値を有するミラー電流を提供するように構成された電流ミラー源と、
少なくとも２つの電流スイッチであって、各々が、前記ミラー電流を受け取るために前記電流ミラー源に接続され、各電流スイッチが、ＬＥＤデバイスへの前記ミラー電流の流れを制御するために前記ＬＥＤデバイスにさらに接続された、少なくとも２つの電流スイッチと
を備える、ピクセルドライバコントローラ。
【請求項8】
フレームデータを記憶するように構成された内部メモリであって、前記電流スイッチの各々が、前記フレームデータに従って前記電流スイッチの動作を制御するために前記内部メモリに接続された、内部メモリをさらに備える、請求項７に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項9】
前記電流スイッチの各々の電源オン状態が、前記ミラー電流を伝える状況に対応し、前記電流スイッチの各々の前記電源オン状態が、前記フレームデータのグレースケール値によって決定され、前記ＬＥＤデバイスによって放出される光のグレースケールが、前記電流スイッチの各々の前記電源オン状態によって決定される、
請求項８に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項10】
前記電流スイッチの数が、前記フレームデータの前記グレースケール値によって決定され、前記フレームデータの前記グレースケール値が、前記電流スイッチの前記数の整数倍である、請求項９に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項11】
前記フレームデータの前記グレースケール値がＮビットであり、ここで、Ｎが非負整数である、請求項９に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項12】
Ｎの値が８であり、前記電流スイッチの数がｊであり、ここで、ｊが整数であり、ｊ＝８／ｍであり、ここで、ｍが、１、２、４、または８であるプリセット値である、請求項１１に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項13】
ｊが２よりも大きいとき、前記電流スイッチの電源オン時間比は、２（ｊ－１）：２（ｊ－２）：．．．．：２０であり、ｊが２に等しいとき、前記電流スイッチの前記電源オン時間比は、２（ｊ－１）：２０である、請求項１２に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項14】
前記ＬＥＤデバイスの前記グレースケール値を調整するために、前記電流スイッチの各々に接続されたグローバル輝度コントローラをさらに備える、請求項９に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項15】
前記ＬＥＤデバイスと前記グローバル輝度コントローラとの間に接続されたテスト回路をさらに備える、請求項１４に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項16】
基準電流を供給するように構成された基準電流源と、少なくとも２つの電流ミラー回路であって、前記電流ミラー回路の各々は、
電流ミラー源および電流スイッチであって、前記電流ミラー源が、前記電流スイッチに直列に接続された、電流ミラー源および電流スイッチ
を含む、少なくとも２つの電流ミラー回路と
を備え、
前記電流ミラー源が、それぞれ異なる電流値を有するように構成され、前記電流スイッチの各々が、フレームデータに従って、対応する前記電流ミラー回路の電源オン状態および電源オフ状態を制御するように構成され、
各電流ミラー回路が、ＬＥＤデバイスへのミラー電流の流れを制御するために前記ＬＥＤデバイスにさらに接続された、
ピクセルドライバコントローラ。
【請求項17】
フレームデータを記憶するように構成された内部メモリであって、前記電流スイッチの各々が、前記フレームデータに従って前記電流スイッチの動作を制御するために、前記内部メモリに接続された、内部メモリをさらに備える、請求項１６に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項18】
各電流ミラー源の前記電流値が、基準電流値の整数倍である、請求項１６に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項19】
前記電流ミラー源の各々の前記電流値が、前記基準電流の２ｎ倍であり、ここで、ｎが非負整数である、請求項１８に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項20】
前記電流ミラー源の数が、前記フレームデータのグレースケール値によって決定され、前記フレームデータの前記グレースケール値が、前記電流ミラー源の前記数の整数倍である、請求項１８に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項21】
前記フレームデータのグレースケール値がＮビットであり、Ｎが非負整数である、請求項１８に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項22】
Ｎの値が８であり、前記電流ミラー源の数がｊであり、ここで、ｊが整数であり、ｊ＝８／ｍであり、ここで、ｍが、１、２、または４であるプリセット値である、請求項２１に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項23】
ｊが２よりも大きいとき、前記電流ミラー源の電流値比は、２（ｊ－１）：２（ｊ－２）：．．．．：２０であり、ｊが２であるとき、前記電流ミラー源の前記電流値比は、２（ｊ－１）：２０である、請求項２２に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項24】
前記電流ミラー源の各々のトランジスタゲートが、前記基準電流源のトランジスタゲートに接続され、前記基準電流源のトランジスタドレインが、前記基準電流源の前記トランジスタゲートに接続された、請求項１６に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項25】
前記ＬＥＤデバイスの前記電流を調整するために、前記電流スイッチの各々に接続されたグローバル輝度コントローラをさらに備える、請求項１８に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項26】
前記ＬＥＤデバイスと前記グローバル輝度コントローラとの間に接続されたテスト回路をさらに備える、請求項２５に記載のピクセルドライバコントローラ。
【請求項27】
フレームデータとして画像データを提供するように構成されたデータインターフェースと、フレームごとに前記データインターフェースから前記フレームデータを受け取るために、前記データインターフェースに接続されたディスプレイフレームバッファと、
前記フレームデータを受け取るために前記ディスプレイフレームバッファに接続された列ドライバと、
前記列ドライバに接続され、前記フレームデータに従ってピクセルディスプレイのピクセルを制御するように構成された、ピクセルドライバコントローラアレイであって、前記ピクセルドライバコントローラアレイの少なくとも１つのピクセルドライバコントローラは、
基準電流を供給するように構成された基準電流源、
前記基準電流源を受け取るように接続され、前記基準電流の電流値に等しい電流値を有するミラー電流を提供するように構成された電流ミラー源、及び
少なくとも２つの電流スイッチであって、各々が、前記ミラー電流を受け取るために前記電流ミラー源に接続され、各電流スイッチが、ＬＥＤデバイスへの前記ミラー電流の流れを制御するために前記ＬＥＤデバイスにさらに接続された、少なくとも２つの電流スイッチ
を含む、ピクセルドライバコントローラアレイと、
を備える、マイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項28】
フレームデータを記憶するように構成された内部メモリであって、前記電流スイッチの各々が、前記フレームデータに従って前記電流スイッチの動作を制御するために前記内部メモリに接続された、内部メモリをさらに備える、請求項２７に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項29】
前記電流スイッチの各々の電源オン状態が、前記ミラー電流を伝える状況に対応し、前記電流スイッチの各々の前記電源オン状態が、前記フレームデータのグレースケール値によって決定され、前記ＬＥＤデバイスによって放出される光のグレースケール値が、前記電流スイッチの各々の前記電源オン状態によって決定される、
請求項２８に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項30】
前記電流スイッチの数が、前記フレームデータの前記グレースケール値によって決定され、前記フレームデータの前記グレースケール値が、前記電流スイッチの前記数の整数倍である、請求項２９に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項31】
前記フレームデータの前記グレースケール値がＮビットであり、ここで、Ｎが非負整数である、請求項２９に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項32】
Ｎの値が８であり、前記電流スイッチの数がｊであり、ここで、ｊが整数であり、ｊ＝８／ｍであり、ここで、ｍが、１、２、４、または８であるプリセット値である、請求項３１に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項33】
ｊが２より大きいとき、前記電流スイッチの電源オン時間比は、２（ｊ－１）：２（ｊ－２）：．．．．：２０であり、ｊが２に等しいとき、前記電流スイッチの前記電源オン時間比は、２（ｊ－１）：２０である、請求項３２に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項34】
前記ＬＥＤデバイスの前記グレー値を調整するために、前記電流スイッチの各々に接続されたグローバル輝度コントローラをさらに備える、請求項２９に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項35】
前記ＬＥＤデバイスと前記グローバル輝度コントローラとの間に接続されたテスト回路をさらに備える、請求項３４に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項36】
前記フレームデータによって表された画像を受け取り、鮮鋭化するために前記ディスプレイフレームバッファに接続された画像エンハンサをさらに備える、請求項２７に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項37】
前記画像エンハンサに接続され、補償値を決定するように構成されたワンタイムプログラマブル（「ＯＴＰ」）メモリを備え、
前記画像エンハンサが、前記ＯＴＰメモリから前記補償値を受け取り、前記受け取られたフレームデータに前記補償値を適用することによって前記フレームデータを最適化するように接続され、前記画像エンハンサが、前記列ドライバに前記最適化されたフレームデータを送信するように接続された、
請求項３６に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項38】
前記ＯＴＰメモリが、前記データインターフェースを介して標準画像データを受け取り、前記ディスプレイフレームバッファから前記フレームデータを受け取るために、前記データインターフェースおよび前記ディスプレイフレームバッファに接続され、前記ＯＴＰメモリが、前記標準画像データを前記ディスプレイフレームバッファから受け取られた前記フレームデータと比較することによって、前記補償値を決定するようにさらに構成された、請求項３７に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項39】
前記バックプレーンシステムのための電力を制御するように構成された電力コントローラを備える、請求項２７に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項40】
前記ピクセルドライバコントローラアレイに接続され、ピクセルをオンまたはオフにするように前記ピクセルの行走査を制御するように構成された行ドライバを備える、請求項２７に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項41】
前記ピクセルドライバコントローラアレイの温度を検出するように構成された温度センサーを備える、請求項２７に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項42】
フレームデータとして画像データを提供するように構成されたデータインターフェースと、フレームごとに前記データインターフェースから前記フレームデータを受け取るために、前記データインターフェースに接続されたディスプレイフレームバッファと、
前記フレームデータを受け取るために前記ディスプレイフレームバッファに接続された列ドライバと、
前記列ドライバに接続され、前記フレームデータに従ってピクセルディスプレイのピクセルを制御するように構成されたピクセルドライバコントローラアレイであって、前記ピクセルドライバコントローラアレイの少なくとも１つのピクセルドライバコントローラは、
基準電流を供給するように構成された基準電流源、及び、
少なくとも２つの電流ミラー回路であって、前記電流ミラー回路の各々が、
電流ミラー源および電流スイッチであって、前記電流ミラー源が前記電流スイッチに直列に接続された、電流ミラー源および電流スイッチを含む、少なくとも２つの電流ミラー回路
を含む、ピクセルドライバコントローラアレイと、
を備え、
前記電流ミラー源が、それぞれ異なる電流値を有するように構成され、前記電流スイッチの各々が、フレームデータに従って、対応する前記電流ミラー回路の電源オン状態および電源オフ状態を制御するように構成され、
各電流ミラー回路が、ＬＥＤデバイスへのミラー電流の流れを制御するために、前記ＬＥＤデバイスにさらに接続された、
マイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項43】
フレームデータを記憶するように構成された内部メモリであって、前記電流スイッチの各々が、前記フレームデータに従って前記電流スイッチの動作を制御するために、前記内部メモリに接続された、内部メモリをさらに備える、請求項４２に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項44】
各電流ミラー源の前記電流値が、基準電流値の整数倍である、請求項４２に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項45】
前記電流ミラー源の各々の前記電流値が、前記基準電流の２ｎ倍であり、ここで、ｎが非負整数である、請求項４４に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項46】
前記電流ミラー源の数が、前記フレームデータのグレースケール値によって決定され、前記フレームデータの前記グレースケール値が、前記電流ミラー源の前記数の整数倍である、請求項４４に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項47】
前記フレームデータのグレースケール値がＮビットであり、Ｎが非負整数である、請求項４４に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項48】
Ｎの値が８であり、前記電流ミラー源の数がｊであり、ここで、ｊが整数であり、ｊ＝８／ｍであり、ここで、ｍが、１、２、または４であるプリセット値である、請求項４７に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項49】
ｊが２よりも大きいとき、前記電流ミラー源の電流値比は、２（ｊ－１）：２（ｊ－２）：．．．．：２０であり、ｊが２であるとき、前記電流ミラー源の前記電流値比は、２（ｊ－１）：２０である、請求項４８に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項50】
前記電流ミラー源の各々のトランジスタゲートが、前記基準電流源のトランジスタゲートに接続され、前記基準電流源のトランジスタドレインが、前記基準電流源の前記トランジスタゲートに接続された、請求項４２に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項51】
前記ＬＥＤデバイスの前記電流を調整するために、前記電流スイッチの各々に接続されたグローバル輝度コントローラをさらに備える、請求項４４に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項52】
前記ＬＥＤデバイスと前記グローバル輝度コントローラとの間に接続されたテスト回路をさらに備える、請求項５１に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項53】
前記フレームデータによって表された画像を受け取り、鮮鋭化するために前記ディスプレイフレームバッファに接続された画像エンハンサをさらに備える、請求項４２に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項54】
前記画像エンハンサに接続され、補償値を決定するように構成されたワンタイムプログラマブル（「ＯＴＰ」）メモリを備え、
前記画像エンハンサが、前記ＯＴＰメモリから前記補償値を受け取り、前記受け取られたフレームデータに前記補償値を適用することによって前記フレームデータを最適化するように接続され、前記画像エンハンサが、前記列ドライバに前記最適化されたフレームデータを送信するように接続された、
請求項５３に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項55】
前記ＯＴＰメモリが、前記データインターフェースを介して標準画像データを受け取り、前記ディスプレイフレームバッファから前記フレームデータを受け取るために、前記データインターフェースおよび前記ディスプレイフレームバッファに接続され、前記ＯＴＰメモリが、前記標準画像データを前記ディスプレイフレームバッファから受け取られた前記フレームデータと比較することによって、前記補償値を決定するようにさらに構成された、請求項５４に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項56】
前記バックプレーンシステムのための電力を制御するように構成された電力コントローラを備える、請求項４２に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項57】
前記ピクセルドライバコントローラアレイに接続され、ピクセルをオンまたはオフにするように前記ピクセルの行走査を制御するように構成された行ドライバを備える、請求項４２に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【請求項58】
前記ピクセルドライバコントローラアレイの温度を検出するように構成された温度センサーを備える、請求項４２に記載のマイクロディスプレイバックプレーンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ピクセルドライバコントローラアレイを含むマイクロディスプレイシステムおよびマイクロディスプレイバックプレーンシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体ダイオードの一種である発光ダイオード（ＬＥＤ）は、電気エネルギーを光エネルギーに変換し、ＬＥＤ中に含まれる発光層の材料に応じて、異なるグレースケールの光を放出することができる。
【0003】
デジタルディスプレイ技術は、現代のエレクトロニクスおよびオプトエレクトロニクスの分野における最も大きい部門の１つになっており、画像形成機能が必要とされる様々な適用例における要望を生み出している。それらの適用例のうちで、より短い応答時間内に、より多くのエネルギー効率で、およびより高いリフレッシュレートで、より良いコントラストをもつ画像を生成する可能性を有するマイクロＬＥＤディスプレイが、関心を集めている。
【0004】
今日では、スマートウェアラブルデバイスを含むウェアラブルデバイスが、デバイス上のミニディスプレイスクリーンを要求することがある。スクリーンを有する旧来の電子デバイスと比較して、（スマートウォッチ、スマートフォン、拡張現実ヘッドセットなど）これらのスマートウェアラブルデバイスは、サイズがより小さいこと、ユーザの制御によりすばやく応答すること、できるだけ少ないエネルギーを使用すること、およびデバイスが、過剰な熱を放出せず、より長持ちし得、より良い品質の画像をもたらすことができるようにより高いリフレッシュレートを提供することをスクリーンに要求する。それゆえ、ウェアラブルデバイスのための高コントラストで、応答が速く、エネルギー効率的で、より高いリフレッシュレートのスクリーンが求められている。
【0005】
ＬＥＤシステムでは、バックプレーンと電源との組合せが、ＬＥＤシステムのサイズ、輝度およびコントラスト、ならびにエネルギー効率を決定する。従来のＬＥＤシステムでは、バックプレーンと電源との組合せは、かさばり、システムにエネルギー損失を導入し、これは、ＬＥＤシステムが十分な輝度およびコントラストまたはリフレッシュレートを提供しないことを引き起こし得る。そのようなシステムは、これらの欠陥によりウェアラブルデバイスに適していない。ウェアラブルデバイスのための改善されたＬＥＤシステムが必要とされる。
【発明の概要】
【0006】
本開示によれば、マイクロディスプレイバックプレーンシステムが提供される。システムは、フレームデータとして画像を提供するように構成されたデータインターフェースと、フレームごとにデータインターフェースからフレームデータを受け取るために、データインターフェースに接続されたディスプレイフレームバッファと、列ドライバと、列ドライバに接続され、フレームデータに従ってピクセルディスプレイのピクセルを制御するように構成されたピクセルドライバコントローラアレイと、を含む。
【0007】
また、本開示によれば、基準電流を供給するように構成された基準電流源と、基準電流源を受け取るように接続され、基準電流の電流値に等しい電流値を有するミラー電流を提供するように構成された電流ミラー源と、少なくとも２つの電流スイッチであって、各々が、ミラー電流を受け取るために電流ミラー源に接続され、各電流スイッチが、ＬＥＤデバイスへのミラー電流の流れを制御するためにＬＥＤデバイスにさらに接続された、少なくとも２つの電流スイッチとを含む、ピクセルドライバコントローラが提供される。
【0008】
さらに、本開示によれば、ピクセルドライバコントローラが提供され、ピクセルドライバコントローラが、基準電流を供給するように構成された基準電流源と、少なくとも２つの電流ミラー回路とを含み、電流ミラー回路の各々が、電流ミラー源および電流スイッチであって、電流ミラー源が電流スイッチに直列に接続された、電流ミラー源および電流スイッチを含み、電流ミラー源が、それぞれ異なる電流値を有するように構成され、電流スイッチの各々が、フレームデータに従って、対応する電流ミラー回路の電源オン状態および電源オフ状態を制御するように構成され、各電流ミラー回路が、ＬＥＤデバイスへのミラー電流の流れを制御するために、ＬＥＤデバイスにさらに接続される。
【0009】
追加として、本開示によれば、フレームデータとして画像データを提供するように構成されたデータインターフェースと、フレームごとにデータインターフェースからフレームデータを受け取るために、データインターフェースに接続されたディスプレイフレームバッファと、フレームデータを受け取るためにディスプレイフレームバッファに接続された列ドライバと、列ドライバに接続され、フレームデータに従ってピクセルディスプレイのピクセルを制御するように構成されたピクセルドライバコントローラアレイと、を含むマイクロディスプレイバックプレーンシステムが提供される。ピクセルドライバコントローラアレイの少なくとも１つのピクセルドライバコントローラは、基準電流を供給するように構成された基準電流源と、基準電流源を受け取るように接続され、基準電流の電流値に等しい電流値を有するミラー電流を提供するように構成された電流ミラー源と、少なくとも２つの電流スイッチであって、各々が、ミラー電流を受け取るために電流ミラー源に接続され、各電流スイッチが、ＬＥＤデバイスへのミラー電流の流れを制御するためにＬＥＤデバイスにさらに接続された、少なくとも２つの電流スイッチと、を含む。
【0010】
また、本開示によれば、フレームデータとして画像データを提供するように構成されたデータインターフェースと、フレームごとにデータインターフェースからフレームデータを受け取るために、データインターフェースに接続されたディスプレイフレームバッファと、フレームデータを受け取るためにディスプレイフレームバッファに接続された列ドライバと、列ドライバに接続され、フレームデータに従ってピクセルディスプレイのピクセルを制御するように構成されたピクセルドライバコントローラアレイと、を含むマイクロディスプレイバックプレーンシステムが提供される。ピクセルドライバコントローラアレイの少なくとも１つのピクセルドライバコントローラは、基準電流を供給するように構成された基準電流源と、基準電流を供給するように構成された基準電流源と、少なくとも２つの電流ミラー回路であって、電流ミラー回路の各々は、電流ミラー源および電流スイッチであって、電流ミラー源が電流スイッチに直列に接続された、電流ミラー源および電流スイッチを含む、少なくとも２つの電流ミラー回路と、をさらに含み、電流ミラー源が、それぞれ異なる電流値を有するように構成され、電流スイッチの各々が、フレームデータに従って、対応する電流ミラー回路の電源オン状態および電源オフ状態を制御するように構成され、各電流ミラー回路が、ＬＥＤデバイスへのミラー電流の流れを制御するために、ＬＥＤデバイスにさらに接続される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の例示的な実施形態による、ＬＥＤディスプレイデバイスのための例示的なマイクロディスプレイバックプレーンシステムの概略ブロック図である。
【図2】本開示の例示的な実施形態による、マイクロディスプレイバックプレーンシステムのピクセルドライバコントローラの概略ブロック図である。
【図3】本開示の別の例示的な実施形態による、マイクロディスプレイバックプレーンシステムのピクセルドライバコントローラの構成要素の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本開示による実施形態が、図面を参照しながら説明される。可能な場合はいつでも、同じ参照番号が、同じまたは同じような部分を指すために図面全体にわたって使用される。
【0013】
上記で論じられたように、ウェアラブルデバイスのための従来のＬＥＤバックプレーンシステムは、かさばり、ＬＥＤシステムにエネルギー損失を導入する。その結果、ウェアラブルデバイスは、サイズが比較的小さいこと、ユーザに十分な輝度およびコントラストをもたらすこと、エネルギー効率が高いこと、およびスクリーンに十分なリフレッシュレートを提供することをシステムに要求するので、従来のＬＥＤバックプレーンシステムは、ウェアラブルデバイスに適していない。
【0014】
本開示の実施形態によれば、マイクロＬＥＤバックプレーンシステムは、ウェアラブルデバイスに適したＬＥＤアレイと、基準電流源とＬＥＤシステムに定常電力を供給するように構成された電流ミラー源との組合せとを含む。これは、マイクロＬＥＤディスプレイシステムが、サイズがより小さくなり、十分な輝度およびコントラストをもつ定常光をもたらし、エネルギー効率が高くなり、スクリーンに十分なリフレッシュレートを提供することができることを保証する。
【0015】
本開示に一致するいくつかの実施形態は、データインターフェース、画像処理モジュール、ピクセル駆動コントローラアレイ、行ドライバ、電力コントローラ、および少なくとも１つのセンサーを含む、マイクロディスプレイバックプレーンシステムを含む。画像処理モジュールは、ディスプレイフレームバッファ、列ドライバ、およびワンタイムプログラマブル（「ＯＴＰ」）メモリを含む。本開示に一致するいくつかの実施形態は、基準電流源、電流ミラー源、少なくとも２つの電流スイッチ、ＬＥＤデバイス、内部メモリ、グローバル輝度コントローラユニット、テスト回路、および共通電極を含む。本開示に一致するいくつかの実施形態は、基準電流源、少なくとも２つの電流ミラー回路、ＬＥＤデバイス、内部メモリ、グローバル輝度コントローラユニット、テスト回路、および共通電極を含む。開示される実施形態によるマイクロディスプレイバックプレーンシステムは、マイクロＬＥＤバックプレーンシステムを含む、従来のマイクロディスプレイバックプレーンシステムの欠点を克服することが可能である。
【0016】
図１は、本開示の実施形態による、ＬＥＤディスプレイデバイスのための例示的なマイクロディスプレイバックプレーンシステム１００の概略ブロック図である。マイクロディスプレイバックプレーンシステム１００は、データインターフェース１０５を含む。いくつかの実施形態では、データインターフェース１０５は、インストールされたソフトウェア、内部ハードウェア、または周辺デバイスであり得る情報交換構成要素として提供され得る。マイクロディスプレイバックプレーンシステム１００は、画像処理モジュール１０６をも含む。画像処理モジュール１０６は、ディスプレイフレームバッファ１１０およびワンタイムプログラマブル（「ＯＴＰ」）メモリ１３０を含む。画像処理モジュール１０６のディスプレイフレームバッファ１１０は、データインターフェース１０５に接続される。いくつかの実施形態では、ディスプレイフレームバッファ１１０は、マイクロディスプレイバックプレーンシステム１００のランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）として提供される。画像処理モジュール１０６のＯＴＰメモリ１３０も、データインターフェース１０５に接続される。いくつかの実施形態では、ＯＴＰメモリ１３０は、１回のみプログラムされ得る不揮発性メモリとして提供される。ある実施形態では、ＯＴＰメモリ１３０は、画像処理を実施するためのプログラムを記憶する。
【0017】
マイクロディスプレイバックプレーンシステム１００は、画像処理モジュール１０６に接続された画像エンハンサ１２５をさらに含む。いくつかの実施形態では、画像エンハンサ１２５は、フレームデータなど、元のデジタル画像データを処理すること、およびＯＴＰメモリ１３０から取得された１つまたは複数の特定のアルゴリズムおよびパラメータを使用して最適化された画像データをもたらすことによってデジタル画像データを向上させるように構成可能である、回路、チップ、マイクロチップ、あるいは他の電子構成要素またはデバイスとして提供され得る。いくつかの実施形態では、画像エンハンサ１２５は、画像データの向上を実施することが可能である、画像エンハンサ１２５中に含まれるプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして実装される。いくつかの実施形態では、画像エンハンサ１２５は、グラフィック処理ユニット（「ＧＰＵ」）である。
【0018】
マイクロディスプレイバックプレーンシステム１００は、画像エンハンサ１２５に接続された列ドライバ１１５をも含む。いくつかの実施形態では、列ドライバ１１５は、集積ＬＥＤ回路、チップ、またはマイクロチップの１つまたは複数のセットとして提供されたドライバを備える。マイクロディスプレイバックプレーンシステム１００は、行ドライバ１３５をも含む。行ドライバ１３５も、画像エンハンサ１２５に接続される。いくつかの実施形態では、行ドライバ１３５は、集積ＬＥＤ回路、チップ、またはマイクロチップの１つまたは複数のセットとして提供されたドライバを備える。
【0019】
マイクロディスプレイバックプレーンシステム１００は、列ドライバ１１５および行ドライバ１３５に接続されたピクセルドライバコントローラアレイ１２０をさらに含む。いくつかの実施形態では、ピクセルドライバコントローラアレイ１２０は、ＬＥＤディスプレイのピクセルを制御するように構成可能な、回路、チップ、マイクロチップ、あるいは他の電子構成要素またはデバイスとして提供され得る。
【0020】
マイクロディスプレイバックプレーンシステム１００は、画像処理ユニット１０６、列ドライバ１１５、およびピクセルドライバコントローラアレイ１２０に接続された電力コントローラ１４０をさらに含む。いくつかの実施形態では、電力コントローラ１４０は、バックプレーンシステム１００のための電力を制御するように構成可能な、スイッチ、回路、チップ、マイクロチップ、電流源、あるいは他の電子構成要素またはデバイスとして提供され得る。
【0021】
マイクロディスプレイバックプレーンシステム１００は、ピクセルドライバコントローラアレイ１２０に接続された１つまたは複数のセンサー１４５をさらに含む。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のセンサー１４５は、ピクセルドライバコントローラアレイ１２０の温度を検出するように構成された温度センサーを含む。より詳細には、１つまたは複数のセンサー１４５の各々は、ピクセルドライバコントローラアレイ１２０の温度を検出および監視し、マイクロディスプレイバックプレーンシステム１００が接続された汎用コンピュータに検出された温度値を提供し、それにより、汎用コンピュータは、ピクセルドライバコントローラアレイの温度が、摂氏８０度などのしきい値、またはユーザ、製造業者によってプリセットされた任意の温度、またはＬＥＤシステム製造の工業規格を満たすものに達した場合、バックプレーンシステム１００への電力を遮断することができる。
【0022】
本開示によれば、データインターフェース１０５は、バックプレーンシステム１００のためのデータを受け取り、提供するように構成される。詳細には、データインターフェース１０５は、データインターフェース１０５が受け取った生画像データを画像処理モジュール１０６に提供する。
【0023】
いくつかの実施形態では、データインターフェース１０５は、システム１００の内側または外側の画像データ提供電子デバイスから入力された画像データを受け取る。たとえば、データインターフェース１０５は、ＲＯＭ、ハードドライブから、あるいはカメラ、ビデオ記録デバイス、ポータブルドライバ、ＵＳＢドライバ、タッチスクリーン、または生画像データを生成する他のデバイスなど、周辺デバイスから、生画像データ、前処理されたフレームデータ、またはその両方を受け取り得る。生画像データは、ラスタグラフィックスデータ、ベクトル画像データ、ビデオデータ、あるいは現在利用可能であるかまたは利用可能になり得る他の形態の画像データであり得る。いくつかの実施形態では、データインターフェース１０５は、電子ケーブルを通してなど、物理接続を通して外部データ提供デバイスと接続する。いくつかの実施形態では、データインターフェース１０５は、Ｗｉ－ＦｉまたはＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）接続を通してなど、無線で周辺デバイスと接続する。いくつかの実施形態では、データインターフェース１０５は、対応するフレームデータのセットをもたらすために、受け取られた生画像データを処理する。いくつかの実施形態では、デコーディングソフトウェアを記憶するデータインターフェース１０５、および生画像データを処理するためのソフトウェアを実行するプロセッサ。いくつかの実施形態では、データインターフェース１０５は、生画像データを処理するために、１つまたは複数のＡＳＩＣまたはグラフィックスプロセッサなど、デコーディングハードウェアをさらに含む。より詳細には、画像データが、ビデオフォーマットであるとき、データインターフェース１０５は、デコーディングソフトウェア／ハードウェアを通して、たとえば、周期的サンプリング方法を使用して、ビデオフォーマット画像データをサンプリングし、グラフィックフォーマットデータのセットを作成する。ある実施形態では、サンプリング間隔は、１／２４秒以下である。いくつかの実施形態では、サンプリング方法は、補間、ポーリング、畳み込み、デコンボリューション、あるいは現在利用可能であるかまたは利用可能になり得るビデオフォーマット画像データサンプリングの他の方法であり得る。より詳細には、生画像データが、ベクトルグラフィックデータであるとき、デコーディングソフトウェア／ハードウェアは、ラスタグラフィック画像データのセット、あるいは現在利用可能であるかまたは利用可能になり得るＬＥＤディスプレイフレンドリードットマトリックスデータ構造にベクトルグラフィックデータのセットを変換する。データインターフェース１０５は、さらに、画像処理モジュール１０６にフレームデータを送信する。
【0024】
より詳しくは、いくつかの実施形態では、画像処理モジュール１０６のディスプレイフレームバッファ１１０は、１フレームずつデータインターフェース１０５からフレームデータを受け取る。いくつかの実施形態では、ディスプレイフレームバッファ１１０は、時系列にフレームデータを受け取る。いくつかの他の実施形態では、ディスプレイフレームバッファ１１０は、フレームデータがデータインターフェース１０５に接続された記憶媒体に記憶された順序でフレームデータを受け取る。より詳細には、画像処理モジュール１０６によって受け取られたフレームデータは、データインターフェース１０５によって生画像データから変換されたフレームデータ、またはすでにフレームデータフォーマットでデータインターフェース１０５によって受け取られた画像データであり得る。いくつかの実施形態では、データインターフェース１０５は、ディスプレイフレームバッファ１１０に直接的に接続する。
【0025】
まだ図１を参照すると、いくつかの実施形態では、データインターフェース１０５は、同時に、フレームバッファ１１０におよびＯＴＰメモリ１３０にフレームデータを送信する。ＯＴＰメモリ１３０は、フレームデータのための補償値を提供するように構成される。ある実施形態では、補償値は、画像特徴を強調するかまたは鮮鋭化するための、ＯＴＰメモリ１３０に記憶されたパラメータのセットである。画像エンハンサ１２５は、ＯＴＰメモリ１３０に接続され、ＯＴＰメモリ１３０によって提供された補償値を受け取る。画像エンハンサ１２５は、画像処理モジュール１０６から受け取られたフレームデータを処理するように構成される。いくつかの実施形態では、画像エンハンサ１２５は、プロセッサを含み、ＯＴＰメモリ１３０は、補償値を決定するために画像エンハンサ１２５によって実行され得る実行可能コンピュータプログラムを記憶する。いくつかの実施形態では、プログラミングは、失われたグラフィカル情報を復元するため、および生データをフレームデータに変換するプロセス中に作成されたグラフィカルノイズを除去するためだけでなく、ＬＥＤディスプレイにより適しているようにグラフィックディスプレイをフォーマットするためにも、画像エンハンサ１２５が、画像中の特定の形状のエッジ、画像中の異なるエリアの間の境界、または色コントラストなど、生画像データによって表された画像の画像特徴を強調するかまたは鮮鋭化することを引き起こす。
【0026】
画像処理モジュール１０６のＯＴＰメモリ１３０は、画像エンハンサ１２５に、およびデータインターフェース１０５に接続される。いくつかの実施形態では、データインターフェース１０５は、ディスプレイフレームバッファ１１０にＬＥＤディスプレイフレンドリーフレームデータを送信し、同時に、データインターフェース１０５は、ＯＴＰメモリ１３０に生画像データとフレームデータの両方を送信する。本明細書で使用される、生画像データは、標準画像データとも呼ばれる。いくつかの実施形態では、ＯＴＰメモリ１３０は、情報が豊富なラスタデータまたはベクトル画像など、生画像データをフレームデータと比較することに基づいて補償値を計算するために画像エンハンサ１２５のプロセッサによって実行され得る、１つまたは複数の画像処理プログラムを記憶する。具体的には、ＯＴＰメモリ１３０は、ピクセルごとにラスタ画像を処理するかまたはエリアおよび境界ごとにベクトル画像を処理するために画像エンハンサ１２５のプロセッサによって実行され得る、１つまたは複数のプログラムを記憶する。いくつかの実施形態では、ＯＴＰメモリ１３０は、フレームデータがＬＥＤディスプレイにより適し得るようにフレーム画像データを向上させるかまたは改良するための補償値を出力する。いくつかの実施形態では、ＯＴＰメモリ１３０は、ディスプレイフレームバッファ１１０に記憶されたフレームデータ、およびデータインターフェース１０５によってキャプチャされたかまたは受け取られた生ビデオ画像データに基づいて、補償値を計算する。ビデオクリップの生データが、データインターフェース１０５によって処理されるとき、いくつかの画像特徴は、一連の離散フレームデータにビデオクリップをデコードするデコーディングプロセス中に失われ得る。ＯＴＰメモリに送信される生画像データは、色、コントラスト、および輝度など、さらなる詳細を有する。生画像は、通常、サイズが大きく、ＬＥＤディスプレイ上に直接表示され得ない。ビデオクリップの記憶されたフレームデータを生画像データと比較することによって、ＯＴＰメモリ１３０は、フレームデータによって表された画像を向上させるための補償値を計算し、それにより、フレームデータは、ＬＥＤディスプレイ上に表示されたとき、生画像データ中の特徴をより良く表すことができる。
【0027】
画像エンハンサ１２５は、フレームバッファ１１０に記憶されたフレームデータをＯＴＰメモリ１３０によって提供された補償値と組み合わせ、列ドライバ１１５に送信するための最適化されたフレームデータをもたらす。いくつかの実施形態では、ＯＴＰメモリ１３０によって計算された補償値は、補償値行列である。いくつかの実施形態では、補償値は、ＯＴＰメモリ１３０に前に記憶されたプリセット値である。いくつかの実施形態では、画像エンハンサ１２５は、ピクセルごとにフレームデータを処理することによって、最適化されたフレームデータをもたらす。画像エンハンサ１２５による処理は、いくつかの実施形態では、補償値行列に従って特定のピクセルに対して特定の値を加算または減算すること含む。
【0028】
いくつかの実施形態では、ディスプレイフレームバッファ１１０は、画像エンハンサ１２５と列ドライバ１１５との間に接続される。ディスプレイフレームバッファ１１０は、それが画像エンハンサ１２５から受け取った最適化されたフレームデータを列ドライバ１１５に送信する。いくつかの実施形態では、画像エンハンサ１２５は、列ドライバ１１５に接続され、最適化されたフレームデータを列ドライバ１１５に直接的に送信する。いくつかの実施形態では、画像エンハンサ１２５は、行ドライバ１３５にも接続され、最適化されたフレームデータを行ドライバ１３５に直接的に送信する。
【0029】
本開示によれば、ピクセルドライバコントローラアレイ１２０に接続されている列ドライバ１１５は、列ごとにピクセル走査を制御することによって画像表示を制御する。ピクセルドライバコントローラアレイ１２０に接続されている行ドライバ１３５は、行ごとにピクセル走査を制御することによって画像表示を制御する。ピクセルドライバコントローラアレイ１２０は、一緒にまたは別々に、列ドライバ１１５および行ドライバ１３５からフレームデータを受け取る。いくつかの実施形態では、ピクセルドライバコントローラアレイ１２０は、集積ＬＥＤ回路である。ある実施形態では、ピクセルドライバコントローラアレイ１２０は、それぞれ図２および図３中に描かれており、以下でより十分に説明される、少なくとも１つのピクセルドライバコントローラ２００または３００を備える。
【0030】
図２は、本開示の実施形態による、例示的なピクセルドライバコントローラ２００の構成要素の概略ブロック図である。ピクセルドライバコントローラ２００は、少なくとも、バイアス電流生成器２０１に接続された外部電圧基準、たとえばグランド、２５０から電力を受け取る。ピクセルドライバコントローラ２００はまた、基準電流源２０５および電流ミラー源２１０に接続された少なくとも１つの外部直流電源２５１から電力を受け取る。ピクセルドライバコントローラ２００は、バイアス電流生成器２０１を含む。いくつかの実施形態では、バイアス電流生成器２０１は、ピクセルドライバコントローラ２００を動作させるための固定ＤＣ電圧または電流をもたらす電力生成器として提供される。いくつかの実施形態では、バイアス電流生成器２０１は、ピクセルドライバコントローラ２００の外部にあり得る。ピクセルドライバコントローラ２００は、安定しており、温度、供給電圧、または負荷とともに変動しない、基準電流を提供する基準電流源２０５を含む。基準電流源２０５は、ピクセルドライバコントローラ２００の動作のための基準電流を提供する。ピクセルドライバコントローラ２００は、基準電流のコピーであるミラー電流を生成する電流ミラー源２１０をも含む。電流ミラー源２１０は、ＬＥＤデバイス２２０における電流を制御し、ローディングにかかわらず、電流ミラー源２１０の出力ミラー電流を一定に維持する。電流ミラー源２１０は、基準電流源２０５によって提供された基準電流を受け取るように接続される。
【0031】
ピクセルドライバコントローラ２００は、少なくとも２つの電流スイッチをも含む。本実施形態では、ピクセルドライバコントローラは、４つのスイッチ２１１、２１２、２１３、および２１４を含む。電流スイッチ２１１～２１４の各々は、回路の「オン」および「オフ」状態を制御するように構成される。
【0032】
ピクセルドライバコントローラ２００は、内部メモリチップまたは回路として提供された内部メモリ２２５をも含む。内部メモリ２２５は、ピクセルドライバコントローラ２００が、たとえば、列ドライバ１１５または行ドライバ１３５のいずれかから、あるいは両方から受け取ったフレームデータを記憶するために使用される。図２中に描かれている実施形態では、電流スイッチ２１１、２１２、２１３または２１４の各々は、内部メモリ２２５と接続される。
【0033】
ピクセルドライバコントローラ２００は、グローバル輝度コントローラユニット２３０をも含む。ある実施形態では、グローバル輝度コントローラ２３０は、一定のミラー電流を受け取り、ＬＥＤデバイス２２０の輝度を制御するようにＬＥＤデバイス２２０における電流を制御するように構成された、電流コントローラとして提供される。グローバル輝度コントローラ２３０は、電流スイッチ２１１、２１２、２１３および２１４の各々に接続され、ＬＥＤデバイス２２０のグレースケール値を調整する。いくつかの実施形態では、ＬＥＤデバイス２２０のグレースケール値は、ＲＧＢカラースケール値であり得る。色を放出することが可能である一般的なＬＥＤデバイス２２０は、少なくとも２つの、マイクロＬＥＤ電球など、発光ユニットを含む。各マイクロＬＥＤ電球は、赤、緑、または青など、単一色光を放出する。いくつかの実施形態では、ＬＥＤデバイス２２０は、単一色光を放出するマイクロＬＥＤの光を組み合わせ、ＬＥＤデバイス２２０上にカラー光を提示する、光組み合わせユニットをも含む。
【0034】
ピクセルドライバコントローラ２００は、ピクセルドライバコントローラ２００の電流および電圧安定性をテストするように構成されたテスト回路２３５をも含む。
【0035】
ピクセルドライバコントローラ２００は、回路との接触を作るために使用される導体として提供された共通電極２４０をも含む。いくつかの実施形態では、共通電極２４０は、複数のピクセルドライバコントローラ２００が、それらのそれぞれの共通電極２４０を通して電気的に接続され、図１中に図示されているピクセルドライバコントローラアレイ１２０を形成することを可能にするように構成される。いくつかの実施形態では、ピクセルドライバコントローラアレイ１２０の各ピクセルドライバコントローラ２００は、それの対応するＬＥＤデバイス２２０を制御するように構成される。ＬＥＤデバイス２２０は、複数のＬＥＤデバイス２２０がマスタＬＥＤデバイスとして形成され得るようにさらに構成される。したがって、マスタＬＥＤデバイスの表示は、ピクセルドライバコントローラアレイ１２０によって制御される。
【0036】
いくつかの実施形態では、バイアス電流生成器２０１は、指定された電位において安定した電流を提供する。図２に一致するいくつかの実施形態では、基準電流源２０５および電流ミラー源２１０は、同じ集積回路中にあり、基準電流値は、ミラー電流値に等しい。図２中に描かれている実施形態では、電流ミラー源２１０は、４つの電流スイッチ２１１、２１２、２１３、および２１４に接続する。電流スイッチ２１１、２１２、２１３、および２１４は、電流ミラー源２１０に並列に一緒に接続され、ＬＥＤデバイス２２０に接続され、ピクセルドライバコントローラ２００が受け取ったフレームデータに従ってＬＥＤデバイス２２０の電源オン状態および電源オフ状態を制御する。いくつかの実施形態では、共通電極２４０は、外部電源との接触を作るように構成され、少なくとも１つのＬＥＤデバイス２２０のｐ型接合を受け取るように構成される。
【0037】
いくつかの実施形態では、各電流スイッチ２１１、２１２、２１３、または２１４の電源オン状態は、ピクセルドライバコントローラ２００が行ドライバ１３５または列ドライバ１１５から受け取って内部メモリ２２５に記憶した、フレームデータによって決定されたグレースケール値によって決定される。いくつかの実施形態では、ＬＥＤデバイス２２０のグレースケール値は、ＲＧＢカラースケール値であり得る。これにより、ピクセルドライバコントローラ２００に接続されたＬＥＤデバイス２２０の表示は、さらに、電流スイッチ２１１、２１２、２１３、および２１４の各々の電源オン状態によって決定される。
【0038】
限定はしないが、説明を円滑にするための例示の目的で、グレースケール値は、１ビットから８ビットにわたる。いくつかの実施形態では、ピクセルドライバコントローラ２００によって受け取られたフレームデータのグレースケール値は、電流スイッチの数の整数倍である。いくつかの実施形態では、グレースケール値は８ビットであり、電流スイッチの数はｊであり、ここで、ｊは整数である。ｊの値は、以下の式、すなわち、
ｊ＝８／ｍ、ここで、ｍは、１、２、４、または８であるプリセット値である、
によって定義される。
ｊ＝８／ｍ、ここで、ｍは、１、２、４、または８であるプリセット値である、
によって定義される。
【0039】
いくつかの実施形態では、ＬＥＤデバイス２２０の表示は、各ピクセルの、デューティ比とも呼ばれる、電源オン時間比によって決定され、ＬＥＤデバイス２２０は、ピクセルドライバコントローラ２００によって制御される。電流スイッチの数「ｊ」に合わせて、いくつかの実施形態では、ピクセルの電源オン時間比は、以下の式、すなわち、
ｊ、すなわち、電流スイッチの数が２よりも大きいとき、２（ｊ－１）：２（ｊ－２）：．．．．：２０
によって定義され、
ｊが２であるとき、２（ｊ－１）：２０
によって定義される。
ｊ、すなわち、電流スイッチの数が２よりも大きいとき、２（ｊ－１）：２（ｊ－２）：．．．．：２０
によって定義され、
ｊが２であるとき、２（ｊ－１）：２０
によって定義される。
【0040】
いくつかの実施形態では、グレースケール値は８ビットであり、ｍは２であり、スイッチの数ｊは、式、すなわち、ｊ＝８／ｍによって定義され、それにより、ｊは４である。したがって、各スイッチの電源オン時間比またはデューティ比は、
２（４－１）：２（４－２）：２（４－３）：２（４－４）＝８：４：２：１
である。
２（４－１）：２（４－２）：２（４－３）：２（４－４）＝８：４：２：１
である。
【0041】
この特定の実施形態では、電流スイッチ２１１のオンデューティ期間は、電流スイッチ２１４のオンデューティ期間の８倍であり、電流スイッチ２１３のオンデューティ期間は、電流スイッチ２１４のオンデューティ期間の４倍であり、電流スイッチ２１２のオンデューティ期間は、電流スイッチ２１４のオンデューティ期間の２倍である。したがって、特定のグレースケール値またはカラースケール値が、ＬＥＤデバイス２２０上に表示され得る。さらに、この実施形態によれば、複数のＬＥＤデバイス２２０を含むＬＥＤスクリーンは、最適化されたグレースケールまたはカラースケール画像を表示することができる。
【0042】
いくつかの実施形態では、グレースケール値は８ビットであり、ｍは４であり、スイッチの数ｊは、式、すなわち、ｊ＝８／ｍによって定義され、それにより、ｊは２である。したがって、各スイッチの電源オン時間比またはデューティ比は、
２（２－１）：２（２－２）＝２：１
である。
２（２－１）：２（２－２）＝２：１
である。
【0043】
この特定の実施形態では、電流スイッチ２１１のオンデューティ期間は、電流スイッチ２１４のオンデューティ期間の２倍であり、電流スイッチ２１２および２１３は無効にされる。さらに、この実施形態によれば、複数のＬＥＤデバイス２２０を含むＬＥＤスクリーンは、最適化されたグレースケールまたはカラースケール画像を表示することができる。
【0044】
いくつかの実施形態では、グローバル輝度コントローラ２３０は、フレームデータの輝度がしきい値を下回り、フレームデータのコントラストが適切な表示に十分でないとき、ＬＥＤデバイス２２０の輝度を増加させる。いくつかの実施形態では、グローバル輝度コントローラは、フレームデータの輝度がしきい値を上回り、フレームデータのコントラストが適切に表示されないとき、ＬＥＤデバイス２２０の表示を暗くする。いくつかの実施形態では、テスト回路２３５は、グローバル輝度コントローラユニット２３０およびＬＥＤデバイス２２０に接続される。テスト回路２３５は、ＬＥＤデバイス２２０の輝度を調整するために、ＬＥＤデバイス２２０の輝度をテストし、グローバル輝度コントローラユニット２３０に輝度テストの結果をフィードバックする。
【0045】
【0046】
図３は、本開示の実施形態による、例示的なピクセルドライバコントローラ３００の構成要素の概略ブロック図である。ピクセルドライバコントローラ３００は、バイアス電流生成器３０１に接続された外部電圧基準、たとえばグランド、３５０から電力を受け取る。ピクセルドライバコントローラ３００はまた、基準電流源３０５、ならびに電流ミラー回路３０６、３０７、３０８、および３０９に接続された少なくとも１つの外部電源３５１から直流電力を受け取る。ピクセルドライバコントローラ３００は、バイアス電流生成器３０１を含む。いくつかの実施形態では、バイアス電流生成器３０１は、ピクセルドライバコントローラ３００を動作させるための固定ＤＣ電圧または電流をもたらす電力生成器として提供される。いくつかの実施形態では、バイアス電流生成器３０１は、ピクセルドライバコントローラ３００の外部にあり得る。ピクセルドライバコントローラ３００は、基準電流、すなわち、安定しており、温度、供給電圧、または負荷とともに変動しない電流を提供する基準電流源３０５を含む。基準電流源３０５は、ピクセルドライバコントローラ３００の基準電流を提供する。
【0047】
ピクセルドライバコントローラ３００は、電流ミラー回路３０６、３０７、３０８、および３０９をも含む。電流ミラー回路３０６、３０７、３０８、および３０９は、各々、値が異なるミラー電流を生成する、電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３をそれぞれ含む。電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３の各々は、ＬＥＤデバイス３２０における電流を制御し、ローディングにかかわらず、電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３の出力電流を独立および一定に維持する。電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３は、基準電流源３０５によって提供された基準電流を受け取るように接続されるが、それぞれの電流ミラー源３１０～３１３のミラー電流は、互いに異なる。いくつかの実施形態では、電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３のうちの１つまたは複数は、基準電流源３０５の基準電流を増幅するように構成され、電流ミラー源３１０～３１３のうちのいくつかの他のものは、基準電流源３０５の基準電流を低減するように構成され、電流ミラー源３１０～３１３の残りは、基準電流源３０５の基準電流をコピーするように構成される。いくつかの実施形態では、電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３の各々のトランジスタゲートは、基準電流源３０５のトランジスタゲートと接続する。いくつかの実施形態では、基準電流源３０５のトランジスタドレインは、基準電流源３０５のトランジスタゲートと接続する。いくつかの実施形態では、基準電流源３０５のトランジスタドレインは、電力の源であり、電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３に電力を提供するように構成される。電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３の各々のトランジスタゲートが、電源オン状態にあるとき、電気が、基準電流源３０５のトランジスタドレインから電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３のトランジスタゲートに直接的に流れ、それにより、その電気は、ドレインソース間バイアスを減少させる。電流ミラー回路３０６、３０７、３０８、および３０９は、それぞれ、電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３に対応して接続された電流スイッチ３１４、３１５、３１６、および３１７をも含む。電流スイッチ３１４～３１７の各々は、回路の「オン」および「オフ」状態を制御するように構成される。図３中に図示されるようないくつかの実施形態では、電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３は、各々、電流スイッチ３１４、３１５、３１６、および３１７のうちの対応する１つと接続される。
【0048】
ピクセルドライバコントローラ３００は、内部メモリチップまたは回路として提供された内部メモリ３２５をも含む。内部メモリ３２５は、ピクセルドライバコントローラ３００が、たとえば、列ドライバ１１５または行ドライバ１３５のいずれかから、あるいは両方から受け取ったフレームデータを記憶するために使用される。図３中に描かれている実施形態では、電流スイッチ３１４、３１５、３１６、および３１７の各々は、内部メモリ３２５と接続される。
【0049】
ピクセルドライバコントローラ３００は、グローバル輝度コントローラユニット３３０をも含む。いくつかの実施形態では、グローバル輝度コントローラ３３０は、ＬＥＤデバイス３２０の輝度を制御するようにＬＥＤデバイス３２０における電流を制御するように構成された電流コントローラとして提供される。グローバル輝度コントローラ３３０は、電流スイッチ３１４、３１５、３１６および３１７の各々に接続され、ＬＥＤデバイス３２０のグレースケールまたはカラースケール値を調整する。
【0050】
ピクセルドライバコントローラ３００は、ピクセルドライバコントローラ３００の電流および電圧安定性をテストするように構成されたテスト回路３３５をも含む。
【0051】
ピクセルドライバコントローラ３００は、回路との接触を作るために使用される導体として提供された共通電極３４０をも含む。いくつかの実施形態では、共通電極３４０は、複数のピクセルドライバコントローラ３００が、それらのそれぞれの共通電極３４０を通して電気的に接続され、図１中に図示されているピクセルドライバコントローラアレイ１２０を形成することを可能にするように構成される。いくつかの実施形態では、ピクセルドライバコントローラアレイ１２０の各ピクセルドライバコントローラ３００は、それの対応するＬＥＤデバイス３２０を制御するように構成される。ＬＥＤデバイス３２０は、複数のＬＥＤデバイス３２０がマスタＬＥＤデバイスとして形成され得るようにさらに構成される。したがって、マスタＬＥＤデバイスの表示は、ピクセルドライバコントローラアレイ１２０によって制御される。
【0052】
いくつかの実施形態では、バイアス電流生成器３０１は、指定された電位において安定した電流を提供する。図３に一致するいくつかの実施形態では、基準電流源３０５および電流ミラー源３１０、３１１、３１２、３１３は、同じ集積回路中にあり、基準電流値は、ミラー電流値に等しい。図３に一致するいくつかの実施形態では、電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３は、各々、基準電流源３０５の電流値を増幅するように構成される。より詳細には、電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３は、知られている半導体設計、およびＬＥＤシステム製造の工業規格を満たすモデルを通して、出力抵抗を減少させるかまたはドレインソース間電圧を増加させることによって出力電流を増加させるように構成される。図３に一致するいくつかの実施形態では、電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３は、各々、基準電流源３０５の電流値を減少させるように構成される。より詳細には、電流ミラー源３１０、３１１、３１２、および３１３は、知られている半導体設計、およびＬＥＤシステム製造の工業規格を満たすモデルを通して、出力抵抗を増加させるかまたはドレインソース間電圧を減少させることによって出力電流を減少させるように構成される。いくつかの実施形態では、電流ミラー源３１０、３１１、３１２、３１３の各々の電流値は、ゼロ、パーセンテージ倍数、または基準電流の正の整数倍であり、各電流ミラー源３１０、３１１、３１２および３１３は、異なる電流値を生成するように構成される。
【0053】
ピクセルドライバコントローラ３００において、電流ミラー源３１０は、電流スイッチ３１４に接続され、電流ミラー源３１１は、電流スイッチ３１５に接続され、電流ミラー源３１２は、電流スイッチ３１６に接続され、電流ミラー源３１３は、電流スイッチ３１７に接続される。電流ミラー源と電流スイッチとの組合せは、基準電流源３０５に並列に一緒に接続され、ＬＥＤデバイス３２０に接続され、ピクセルドライバコントローラ３００が受け取って内部メモリ３２５に記憶したフレームデータに従って、ＬＥＤデバイス３２０の電源オン状態および電源オフ状態を制御する。図３は、４つの電流スイッチを図示するが、いくつかの実施形態では、電流スイッチの数は、２つ、３つ、または５つ以上であり得、電流ミラー源の数は、それに応じて、２つ、３つ、または５つ以上であり得る。
【0054】
いくつかの実施形態では、各電流スイッチ３１４、３１５、３１６、または３１７の電源オン状態は、ピクセルドライバコントローラ３００が行ドライバ１３５または列ドライバ１１５から受け取って内部メモリ３２５に記憶した、フレームデータによって決定されたグレースケール値によって決定される。これにより、さらに、ピクセルドライバコントローラ３００に接続されたＬＥＤデバイス３２０の表示は、電流スイッチ３１４、３１５、３１６、および３１７の各々の電源オン状態によって決定される。
【0055】
限定はしないが、説明を円滑にするための例示の目的で、グレースケール値は、１ビットから８ビットにわたる。いくつかの実施形態では、ピクセルドライバコントローラ３００によって受け取られたフレームデータのグレースケール値は、電流スイッチの数の整数倍である。いくつかの実施形態では、グレースケール値は８ビットであり、電流スイッチの数はｊであり、ここで、ｊは整数である。ｊの値は、以下の式、すなわち、
ｊ＝８／ｍ、ここで、ｍは、１、２、４、または８であるプリセット値である、
によって定義される。
ｊ＝８／ｍ、ここで、ｍは、１、２、４、または８であるプリセット値である、
によって定義される。
【0056】
いくつかの実施形態では、ｍは、グレースケール値である。
【0057】
いくつかの実施形態では、ＬＥＤデバイス３２０の表示は、各ピクセルの、デューティ比とも呼ばれる、電源オン時間比によって決定され、ＬＥＤデバイス３２０は、ピクセルドライバコントローラ３００によって制御される。電流スイッチの数「ｊ」に合わせて、いくつかの実施形態では、ピクセルの電源オン時間比は、以下の式、すなわち、
ｊ、すなわち、電流スイッチの数が２よりも大きいとき、２（ｊ－１）：２（ｊ－２）：．．．．：２０
によって定義され、
ｊが２であるとき、２（ｊ－１）：２０
によって定義される。
ｊ、すなわち、電流スイッチの数が２よりも大きいとき、２（ｊ－１）：２（ｊ－２）：．．．．：２０
によって定義され、
ｊが２であるとき、２（ｊ－１）：２０
によって定義される。
【0058】
いくつかの実施形態では、グレースケール値は８ビットであり、ｍは２であり、スイッチの数ｊは、式、すなわち、ｊ＝８／ｍによって定義され、それにより、ｊは４である。したがって、各スイッチの電源オン時間比またはデューティ比は、
２（４－１）：２（４－２）：２（４－３）：２（４－４）＝８：４：２：１
である。
２（４－１）：２（４－２）：２（４－３）：２（４－４）＝８：４：２：１
である。
【0059】
この特定の実施形態では、電流スイッチ３１４のオンデューティ期間は、電流スイッチ３１７のオンデューティ期間の８倍であり、電流スイッチ３１５のオンデューティ期間は、電流スイッチ３１７のオンデューティ期間の４倍であり、電流スイッチ２１６のオンデューティ期間は、電流スイッチ３１７のオンデューティ期間の２倍である。したがって、特定のグレースケール値またはカラースケール値が、ＬＥＤデバイス３３０上に表示され得る。さらに、この実施形態において、複数のＬＥＤデバイス３３０を含むＬＥＤスクリーンは、ＬＥＤスクリーン上に最適化されたグレースケールまたはカラースケール画像を表示することができる。
【0060】
上記で説明された実施形態によれば、スイッチの各々に対応する電流ミラー源の電流値は、８：４：２：１の比の値を有する。
【0061】
いくつかの実施形態では、グレースケール値は８ビットであり、ｍは４であり、スイッチの数ｊは、以下の式、すなわち、ｊ＝８／ｍによって定義され、それにより、ｊは２である。したがって、各スイッチの電源オン時間比またはデューティ比は、
２（２－１）：２（２－２）＝２：１
である。
２（２－１）：２（２－２）＝２：１
である。
【0062】
この特定の実施形態では、電流スイッチ３１４のオンデューティ期間は、電流スイッチ３１７のオンデューティ期間の２倍であり、電流スイッチ３１５および３１６は無効にされる。したがって、特定のグレースケール値またはカラースケール値が、ＬＥＤデバイス３３０上に表示され得る。さらに、この実施形態において、複数のＬＥＤデバイス３３０を含むＬＥＤスクリーンは、ＬＥＤスクリーン上に最適化されたグレースケールまたはカラースケール画像を表示することができる。
【0063】
上記で説明された実施形態によれば、スイッチの各々に対応する電流ミラー源の電流値は、２：１の比の値を有する。
【0064】
いくつかの実施形態では、グローバル輝度コントローラ３３０は、フレームデータの輝度がしきい値を下回り、フレームデータのコントラストが適切な表示に十分でないとき、ＬＥＤデバイス３２０の輝度を増加させる。いくつかの実施形態では、グローバル輝度コントローラは、フレームデータの輝度がしきい値を上回り、フレームデータのコントラストが適切に表示されないとき、ＬＥＤデバイス３２０の表示を暗くする。いくつかの実施形態では、テスト回路３３５は、グローバル輝度コントローラユニット３３０およびＬＥＤデバイス３２０に接続される。テスト回路３３５は、ＬＥＤデバイス３２０の輝度を調整するために、ＬＥＤデバイス３２０の輝度をテストし、グローバル輝度コントローラユニット３３０に輝度テストの結果をフィードバックする。
【0065】
【0066】
本開示の他の実施形態が、本明細書の考慮、および本明細書で開示された本発明の実施から当業者に明らかであろう。本明細書および例は、例示的なものとしてのみ考慮され、本発明の真の範囲および趣旨は、以下の特許請求の範囲によって指し示されることが意図される。
【図1】
【図2】
【図3】
【国際調査報告】