WO2019243077A1 - Passiv-matrix-led-bildschirmmodul und bildschirm mit mehreren passiv-matrix-led-bildschirmmodulen - Google Patents

Passiv-matrix-led-bildschirmmodul und bildschirm mit mehreren passiv-matrix-led-bildschirmmodulen Download PDF

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push
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Herbert Kaestle
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    • G09G2330/028—Generation of voltages supplied to electrode drivers in a matrix display other than LCD

Definitions

  • the invention relates to a passive matrix LED screen module, comprising
  • Push-pull switch which has a first connection for connection to an LED supply voltage, a second connection for connection to an adjustable discharge potential, a third connection for receiving a switching signal and a fourth connection for
  • each of the second switches is designed as a resistance switch, which in the switched state has a current flow on the one hand
  • the invention also relates to a passive matrix LED screen which is composed of a plurality of such screen modules.
  • tiles Many passive matrix LED screen modules (often also referred to as “tiles” or “tiles”) of the type in question are typically switched in operation in such a way that the first lines (and thus also the LED light sources connected to them) are connected via a corresponding circuit or
  • Control of the first switches in their "active state" one after the other ("time-multiplexed") to the LED Supply voltage can be connected or applied.
  • the first lines and thus also the LED light sources connected to them) are each connected to a correspondingly predetermined reference potential via a corresponding control of the first switches.
  • Control electronics and driver electronics can be equipped.
  • parasitic currents can be generated, due to which those LED light sources can also light up for a short time that are not specifically energized. This leads to optical artifacts in the form of corresponding ghost images, which is also referred to as "upper ghosting".
  • the task is solved by a passive matrix LED display module
  • Each of the first switches is designed as a push-pull switch, which has a first connection to
  • Switching input for receiving a switching signal and a fourth connection for connecting to the
  • Each of the second switches in the switched state enables an adjustable current flow to a reference potential
  • the associated first line can be adjusted in the time period during which it is not connected to the LED supply voltage
  • Output voltage of the adjustable voltage source achieve (according to an adjustable discharge potential) that a leakage impedance ("bleeding impedance") for discharging the parasitic capacitances is adjusted so that ghost images of both ghosting effects are as small as possible.
  • a leakage impedance (“bleeding impedance") for discharging the parasitic capacitances is adjusted so that ghost images of both ghosting effects are as small as possible.
  • the LED supply voltage on the first line can e.g. be about 5 volts.
  • the LED reference potential on the second line can e.g. Depending on the desired luminance, they are around 2.4 V to 1.3 V.
  • the reference potential can be set at least between a first, lower reference potential and a second, higher reference potential, the first reference potential leading to a voltage level on the second line which is lower than the LED
  • the LED light source can switch between an activated or glowing one
  • the reference potential can be set variably, e.g. by having more than two adjustable potential values, in particular between the first potential value and the second potential value, so to speak
  • the second switch is designed as a resistance switch with an adjustable resistance, the one that is adjustable in the switched state
  • the second switch can be a general switching device with one or more components.
  • n first electrical lines are parallel and equally spaced from one another
  • the second electrical lines can in particular run perpendicular to the first lines, for example vertically in an intended installation direction of the passive matrix LED screen.
  • the mn LED light sources can in particular be arranged geometrically in a matrix-like pattern.
  • the first lines are each one
  • Push-pull switches are in particular from an adjustable voltage source, in particular programmable
  • each of the push-pull switches is selectively switchable or adjustable by applying a corresponding first or second switching signal to its switching input such that either
  • the first connection is electrically connected to the fourth connection, so that an electrical connection of the LED supply voltage to the associated first
  • Supply voltage is applied to the first line, while the fourth connection is electrically separated from the second connection, so that the electrical
  • the first connection is electrically separated from the fourth connection, so that the electrical connection of the LED supply voltage with the associated first
  • Line is interrupted while the fourth connection is electrically connected to the second connection, so that the electrical connection between the first line and the output voltage connection of the
  • the push-pull switch can be one or more individual
  • Push-pull switch can also be used as a push-pull switching stage
  • the push-pull switch can also be referred to as a "push-pull switch”.
  • the second connection of the push-pull switch is connected on the anode side to a respective diode, and all diodes on the cathode side to the output voltage connection of the adjustable voltage source (and thus to the adjustable discharge potential).
  • the diode inserted in the current outflow direction on the one hand enables the controlled discharge of the parasitic line capacitances to eliminate unwanted ghosting artifacts, but on the other hand prevents that with a set output control voltage at the output voltage connection of greater than 0 V in the passive phase, no undesired current flows backwards the push-pull switch and can flow into the LED array via the first line.
  • This diode can also be referred to as a decoupling diode.
  • the push-pull switch a p-channel field effect transistor (also referred to as "p-FET”) and an n-channel Field effect transistor (also referred to as "n-FET”),
  • a source connection of the p-FET is connected to the LED supply voltage
  • a drain connection of the p-FET is connected to a drain connection of the n-FET and to the associated first line
  • a switching input of the push-pull switch are interconnected.
  • the switching input thus forms a node with both gate connections.
  • the first switching signal means that the source connection and the drain connection of the p-FET are switched to be conductive. As a result, the LED supply voltage with the associated first one
  • the first switching signal blocks the transition between the drain connection and the source connection of the n-FET, so that the electrical connection between this first line and the adjustable one
  • the switching logic can also be inverted.
  • the first switching signal can also be 0 volts. If a second switching signal (which can be, for example, 5 volts) is applied to the switching input of the push-pull switch, the electrical connection of the source connection and the drain connection of the p-FET is established - and thus also between the LED supply voltage and the associated first line - interrupted.
  • the second switching signal also brings about an electrical connection between the drain connection and the source connection of the n-FET and thus also between the first line and the output voltage connection of the adjustable or adjustable voltage source
  • the source connection of the n-channel field effect transistor can be used directly (i.e. without intermediate electrical
  • the field effect transistors can in particular be MOSFETs.
  • transistors other than MOSFETs are other than MOSFETs.
  • Field effect transistors are used, e.g.
  • Control connection of the controller is connected to a control input of the adjustable voltage source.
  • the switching signals can be applied to the switching inputs of the respective push-pull switches.
  • a signal can be applied to the adjustable voltage source via the further control connection, by means of which the output voltage of the adjustable voltage source
  • This signal is adjustable.
  • This signal can be a PWM signal, for example. This has the advantage that both the voltage supplies of the first lines and the
  • Output voltage of the adjustable voltage source can be controlled using the same component.
  • the controller can be an image processing controller
  • the controller can in particular be a digital signal processor (DSP).
  • DSP digital signal processor
  • the second switches are integrated in an LED driver.
  • the second switches can e.g. be designed as switching stages for applying the respective reference potential.
  • the second lines are then
  • the LED driver can be connected to the controller via a
  • the LED driver is one
  • the data interface can be, for example, a serial interface or a parallel interface.
  • the LED driver can be a constant current driver.
  • At least one LED light source has exactly one light-emitting diode.
  • the light-emitting diode can, for example, emit colored light (for example red, green or blue light) and / or white light
  • At least one LED light source has several light emitting diodes. The several
  • LEDs can be light of the same color or light
  • the multiple light emitting diodes can have light of different colors.
  • the multiple light emitting diodes can have light of different colors
  • the light emitting diodes can emit red, green and blue light, which is mixed into a white mixed light.
  • the controller controls the first lines in such a way that they are applied to the LED supply voltage one after the other ("time-multiplexed") (which can also be referred to as "line scan”. This advantageously enables activation of the LED Light sources through a particularly easy to implement
  • Voltage source has at least one operational amplifier, an npn transistor and a pnp transistor
  • a positive voltage input of the operational amplifier is connected to the control input of the adjustable voltage source or the adjustable discharge potential
  • an output of the operational amplifier is connected to the base of the npn transistor and to the base of the pnp transistor,
  • the emitters of the npn transistor and the pnp transistor are connected to the output voltage connection and also to the negative voltage input of the operational amplifier
  • bipolar transistors have very precise switching thresholds at their base.
  • receiving control signal is a PWM signal.
  • a screen module as described above, can have one or more LED fields or LED arrays, each with (m-n)
  • each LED field has LEDs of the same light color as LED light sources. At least two, in particular three or more, different LED fields can be LEDs of different light colors
  • LEDs of different LED fields are arranged so close together that they form a common pixel of the screen module.
  • the light emitted by such a group of LEDs is perceived as a sum mixed light of the associated pixel.
  • at least two, in particular three or more, LEDs of a group can have a different light color or emit light of different color, so that the mixed total light is a function of the respective one
  • Brightness of the LEDs has adjustable sum color location. It is particularly advantageous if the total mixed light can have a total color locus that corresponds to white light.
  • the LEDs of a group can have a red, green or blue light color.
  • One or more LEDs can be present for each individual light color in a group.
  • the light color is not limited to an RGB triple, but can also be others
  • RGB color mixture As an alternative to an RGB color mixture, another color mixture can also be used, which is preferably also based on a white sum color locus can be set, for example a light mixture according to the so-called "Brilliant Mix” from the Osram company, which comprises at least the light colors “greenish-white” and amber.
  • the associated electronics including the first and second switches, can be available for each LED field.
  • the LED fields can be controlled and set up completely independently of each other. Alternatively, at least one or more
  • Components of the image module can be used together for several LED fields.
  • the LEDs of a group can be connected to a common first line, but can be assigned to different second switches.
  • the LEDs of a group can be connected to different first lines and different switches
  • the screen module described above works
  • Image data can also be fed internally to the current drivers in a self-sufficient manner.
  • the screen modules have edges that are mechanically sharpened so that they can be assembled seamlessly next to one another in order to build up a panel or screen.
  • the connector for power and data of the display modules can, for example, go backwards or backwards.
  • the task is also solved by a passive matrix LED screen, which has several modules as described above. In particular, the modules can be seamlessly side by side
  • Fig.l shows a possible circuit diagram of a
  • adjustable voltage source of the screen module of a passive matrix LED screen is adjustable.
  • Fig.l shows a possible circuit diagram of a screen module 1 of a passive matrix LED screen 1.
  • m x n 16 x 16 pixels
  • Screen modules 1 removed screen can represent a video wall, for example.
  • the screen can in particular be a high-resolution screen, for example a 4K screen, but is not limited to this.
  • Lines ROW_i can, for example, from a
  • Each of the first lines ROW_i has one
  • the LED supply voltage can e.g. 5 volts.
  • the number m of the second lines COL_j is also in principle arbitrary, but for practical reasons by the number of to
  • Each of the first lines ROW_i is connected to each of the second lines COL_j via at least one light-emitting diode LED_i, j, an anode side of the light-emitting diode LED_i, j with the i-th first line ROW_i and a cathode side of the LED light source LED_i, j with the associated one second line COL_j is connected.
  • the LED light sources point here for example, one light-emitting diode LED_i, j each.
  • Each of the light emitting diodes LED_i, j has a parasitic capacitance, which is shown here as an example for the LED_l, m as a spare capacitance Cled.
  • the light emitting diodes LED_i, j are in particular arranged in a matrix.
  • a light-emitting diode LED_i, j can in particular belong to a specific pixel of the passive matrix LED screen module 1.
  • the second lines COL_l to COL_m are on respective
  • connection OUT1 to OUTm are with respective second switches in the form of
  • Reference potentials can be set or defined indirectly. If a light-emitting diode LED_i, j is to be deliberately de-energized, the reference potential is set in such a way that a voltage which corresponds to the LED supply voltage is established on the second line COL_j associated with this light-emitting diode LED_i, j.
  • Field effect transistor nFET on wherein a source connection of the p-channel field effect transistor pFET is connected to the LED supply voltage VLED, a drain connection of the p-channel field effect transistor pFET with a drain connection of the n-channel field effect transistor nFET and is connected to the associated first line ROW_i and the gate connections of the two field effect transistors pFET, nFET are connected to one another to form a switching input QIN of the push-pull switch Qi.
  • AVS voltage source connected.
  • ROWSEL_l and ROWSEL_n are shown. Via the control outputs ROWSEL_i, the controller IC1 can output corresponding control signals for switching the push-pull switch Qi to the control connections QIN.
  • the controller IC1 also has a control connection GPIO, which is connected to a control input AVS_IN of the adjustable voltage source AVS.
  • the controller IC1 can switch on a corresponding control signal at the control connection GPIO
  • the output voltage Vout can e.g. 2.3 volts below the LED supply voltage.
  • Controller IC1 for the control input of the adjustable
  • the output voltage Vout of the adjustable voltage source can be set.
  • the Output voltage Vout can, for example, be 2.3 volts below the LED supply voltage.
  • the microcontroller IC1 is also set up to tell the LED driver IC2 which second line (s) COL_j is to be connected to which reference potential at what time or for what length of time.
  • a serial data interface is used here as an example
  • a particular push-pull switch Qi can be switched, so that the LED supply voltage VLED is only present on one of the first lines ROW_i.
  • the light-emitting diodes LED_i, j connected to this first line ROW_i can be switched by a corresponding switching of the switching stages of the LED driver IC2
  • the LED supply voltage VLED is then separated from this first line ROW_i and connected to another first line ROW_k and the process is repeated for the other first line ROW_k.
  • two ghosting effects can occur, which are referred to as “upper ghosting” and as “lower ghosting”.
  • the upper ghosting effect is based on the fact that the parasitic capacitance Crow of the first line ROW_i as such and possibly the parasitic capacitances Cled of the light-emitting diodes LED_i, j connected to this first line ROW_i generate a parasitic current in the first line ROW_i is derived via the light-emitting diode LED_i, j which is connected to the first line ROW_i and to the second line COL_j and which is currently present again at a lower reference potential.
  • Push-pull switches Ql and Qn have been disconnected from the (first) first line ROW_l and connected to the (nth) first line ROW_n. It is further assumed that the second line COL_l is connected to a lower reference potential (i.e. to a reference potential that is lower than the LED supply voltage VLED), so that the
  • Light-emitting diode LED_n, 1 is brought to light.
  • the reference potential of the other light emitting diode LED_n, m is chosen so that no operating current flows through it. This can be achieved, for example, by the fact that
  • Reference potential of the other light emitting diode LED_n, m corresponds to the level of the LED supply voltage VLED, or in that the second line COL_m from the reference potential
  • Drain push-pull switch Ql which weakens the upper ghosting effect.
  • the LED supply voltage VLED has been disconnected from the first line ROW_l by appropriate switching of the push-pull switches Ql and Qn and has been connected to the first line ROW_n. Furthermore, it is assumed that the second line COL_l is connected to a reference potential that is lower than the LED supply voltage, so that the light-emitting diode LED_n, 1 is brought to light in a targeted manner.
  • the lower ghosting effect is generated by the fact that the LED cled due to the intrinsic, parasitic capacitance LED_l, m is a parasitic current flow from the activated first line ROW_n, through the light-emitting diode LED_n, m and via the second line COL_m in the blocking direction through the light-emitting diode LED_l, m, through the first line ROW_l, through the
  • Push-pull switch Ql to the discharge potential can flow.
  • the current flow will be maintained until the capacitance Cled of the light-emitting diode LED_l, m is charged, or a significant current through the light-emitting diode LED_l, m is programmed.
  • Discharge potential ab the lower the discharge potential, the higher the parasitic current flow through the push-pull switch Q1 and the stronger the lower
  • the setting of the discharge potential must therefore meet two opposing target requirements, namely one
  • the voltage that is still present in the first line ROW_l after switching over the LED supply voltage VLED can hitherto basically be determined by using a Zener diode or Z diode instead of the diode Di and the adjustable discharge potential
  • Zener diode side - possibly via a resistor - is connected to the source connection of the n-FET nFET of the respective push-pull switch Qi and with its anode side to ground.
  • the breakdown voltage of the Zener diode then corresponds functionally to the output voltage Vout.
  • Zener diodes are known to be imprecise at nominal forward voltages below about 5 volts. Therefore, it is
  • the passive matrix LED screen module 1 described above in contrast, by using the adjustable voltage source AVS instead of a Zener diode has the advantage that the strengths of the upper ghosting effect and the lower ghosting effect can be adjusted by adjusting the output voltage Vout Allow the AVS voltage source to be set precisely and thus particularly high-contrast images can be generated. This is still possible after assembling the screen as part of a picking procedure.
  • Push-pull switch Ql depends on the height of the
  • Discharge potential that corresponds to the output voltage Vout of the adjustable voltage source AVS the higher that provided by the adjustable voltage source
  • the following components can be used: as push-pull switch Qi, a module of the type IRF7307 or International Rectifier / Infineon; as diodes Di
  • microcontroller IC1 a microcontroller of the type ARM-Cortex-M4 MCU STM32F4 from STMicroelectronics; and as LED driver IC2 an LED driver of the type TLC59283 from NXP Semiconductors, as microcontroller IC1 a microcontroller of the type ARM-Cortex-M4 MCU STM32F4 from STMicroelectronics; and as LED driver IC2 an LED driver of the type TLC59283 from NXP Semiconductors, as microcontroller IC1 a microcontroller of the type ARM-Cortex-M4 MCU STM32F4 from STMicroelectronics; and as LED driver IC2 an LED driver of the type TLC59283 from
  • Fig. 2 shows a possible one based on a circuit diagram
  • Control input AVS_IN is connected to an RC element R, C, which consists of an ohmic resistor R and a capacitor C.
  • the RC element R, C can e.g. serve as a smoothing member.
  • the other side of the capacitor C is connected to ground.
  • the capacitor C of the RC element is connected to ground, but it could also be connected to another fixed reference potential such as VLED.
  • the output of the RC element R, C is one with the positive signal input V +
  • Operational amplifier Ul connected.
  • the operational amplifier Ul is shown here without its supply connections.
  • An output of the operational amplifier U1 is connected to a base of an NPN transistor TI and to a base of a PNP transistor T2.
  • Transistors TI, T2 are connected to one another. Specifically here is the collector of the npn transistor TI with one
  • Supply voltage Vcc + is connected, and the emitter of the npn transistor TI is connected to an emitter of the pnp transistor T2.
  • the two emitters are also with the
  • the two transistors TI, T2 are thus interconnected in the manner of a push-pull amplifier.
  • control connection GPIO of the controller IC1 sends a control signal SIGN to the control input AVS_IN
  • control signal SIGN is first smoothed by the RC element R, C and then by the operational amplifier Ul at the output as
  • the level of the output voltage Vout is determined by the PWM duty cycle set by the controller IC1. By varying the PWM duty cycle, the level of the
  • the display module can also have several LED fields with (mxn) light-emitting diodes LED_i, j with different light colors.
  • LED_i, j with different light colors.
  • “a”, “a” etc. can be understood to mean a single number or a plurality, in particular in the sense of “at least one” or “one or more” etc., as long as this is not explicitly excluded, for example by the expression “exactly a "etc.
  • a number can also include the specified number as well as a usual tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.

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Abstract

Ein Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodul (1) weist n > 1 erste elektrische Leitungen (ROW_i), die an einen jeweiligen ersten Schalter (Qi) angeschlossen sind, m > 1 zweite elektrische Leitungen (COL_j), die an einen jeweiligen zweiten Schalter angeschlossen sind, und mindestens n -m LED-Lichtquellen (LED_i,j) auf wobei jede der LED-Lichtquellen anodenseitig an eine erste Leitung (ROW_i) und kathodenseitig an eine zweite Leitung angeschlossen ist, jeder der ersten Schalter als ein Gegentaktschalter ausgebildet ist, der einen ersten Anschluss zum Anschließen an eine LED-VersorgungsSpannung (VLED), einen zweiten Anschluss zum Anschließen an ein einstellbares Entladungspotential (Vout), einen dritten Anschluss (QIN) zum Empfangen eines SchaltSignals (ROWSEL_i) und einen vierten Anschluss zur Verbindung mit der zugehörigen ersten Leitung aufweist, jeder der zweiten Schalter im geschalteten Zustand einen Stromfluss zum einem Bezugspotenzial ermöglicht, und die zweiten Anschlüsse der Gegentaktschalter gemeinsam an einen Ausgangsspannungsanschluss (T_V) einer einstellbaren Spannungsquelle (AVS) angeschlossen sind. Ein Passiv-Matrix- LED-Bildschirmmodul weist der mehrere aneinander angrenzend angeordnete Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodule (1) auf.

Description

Beschreibung
PASSIV-MATRIX-LED-BILDSCHIRMMODUL UND BILDSCHIRM MIT MEHREREN
PASSIV-MATRIX-LED-BILDSCHIRMMODULEN
Die Erfindung betrifft ein Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodul , aufweisend
n > 1 erste elektrische Leitungen, die an einen jeweiligen ersten Schalter angeschlossen sind, m > 1 zweite elektrische Leitungen, an die die an einen jeweiligen zweiten Schalter angeschlossen sind, und mindestens (m-n) LED-Lichtquellen, wobei jede der LED-Lichtquellen anodenseitig an eine erste Leitung und kathodenseitig an eine zweite Leitung
angeschlossen ist, jeder der ersten Schalter als ein
Gegentaktschalter ausgebildet ist, der einen ersten Anschluss zur Verbindung an eine LED-Versorgungsspannung aufweist, einen zweiten Anschluss zum Anschließen an ein einstellbares Entladungspotential, einen dritten Anschluss zum empfangen eines Schaltsignals und einen vierten Anschluss zur
Verbindung mit der zugehörigen ersten Leitung aufweist, jeder der zweiten Schalter als Widerstandsschalter ausgebildet ist, der im geschalteten Zustand einen Stromfluss zum einem
Bezugspotenzial hin ermöglicht. Die Erfindung betrifft auch einen Passiv-Matrix-LED-Bildschirm, der aus mehreren solchen Bildschirmmodulen zusammengesetzt ist.
Viele Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodule (häufig auch als "Kacheln" oder "Tiles" bezeichnet) der betreffenden Art werden im Betrieb typischerweise so geschaltet, dass die ersten Leitungen (und somit auch die damit verbundenen LED- Lichtquellen) über eine entsprechende Schaltung oder
Steuerung der ersten Schalter in ihrem "aktiven Zustand" nacheinander ( " zeitgemultiplexed" ) an die LED- Versorgungsspannung angeschlossen oder angelegt werden. In ihrem "inaktiven Zustand" sind die ersten Leitungen (und somit auch die damit verbundenen LED-Lichtquellen) über eine entsprechende Steuerung der ersten Schalter jeweils ein fest vorgegebenes Bezugspotential angeschlossen.
Ist das über einen zweiten Schalter eingestellte
Bezugspotenzial niedriger als die LED-Versorgungsspannung, können diejenigen LED-Lichtquellen, an denen aktuell die LED- Versorgungsspannung anliegt, über den zweiten Schalter individuell bestromt werden und dadurch individuell zum
Leuchten angeregt werden. Die Umschaltung der LED- Versorgungsspannung zwischen den ersten Leitungen erfolgt insbesondere periodisch. Ein Grund zur Verwendung einer solchen zeitgemultiplexten Ansteuerung liegt darin, dass ein Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodul so mit einer einfachen und kompakten Verbindungstechnik realisiert werden kann und gleichzeitige mit einer vergleichsweise preiswerten
Ansteuerelektronik und Treiberelektronik ausgerüstet werden kann .
Nachteilig ist bisher bei solchen Passiv-Matrix-LED- Bildschirmmodulen, dass aufgrund von parasitären Kapazitäten der ersten Leitungen und der LED-Lichtquellen bei einem
Umschalten der LED-Versorgungsspannung zwischen
unterschiedlichen ersten Leitungen in der gerade von der LED- Versorgungsspannung getrennten ersten Leitung parasitäre Ströme erzeugt werden können, aufgrund derer auch solche LED- Lichtquellen kurzzeitig aufleuchten können, die nicht gezielt bestromt werden. Dies führt zu optischen Artefakten in Form entsprechender Geisterbilder, was auch als "Upper Ghosting" bezeichnet wird. Zudem ist es bei solchen Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodulen nachteilig, dass es beim Umschalten der LED- Versorgungsspannung an der ersten Leitung aufgrund von parasitären Kapazitäten der LED-Lichtquellen (sog. pn- Übergangs-Kapazitäten) über die inaktiven zweiten Leitungen rückwirkend zu parasitären Strömen auch in den LED- Lichtquellen kommen kann, deren Bezugspotenzial an der zweiten Leitung so eingestellt ist, dass sie gezielt nicht aufleuchten sollten. Dies führt ebenfalls zu optischen
Artefakten in Form von Geisterbildern, welche als "Lower Ghosting" bezeichnet werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere einen Effekt der Erzeugung von Geisterbildern weiter zu unterdrücken.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind
insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Passiv-Matrix-LED- Bildschirmmodul , aufweisend
- n > 1 erste elektrische Leitungen, die an einen
jeweiligen ersten Schalter angeschlossen sind,
- m > 1 zweite elektrische Leitungen, die an einen
jeweiligen zweiten Schalter angeschlossen sind, und
- mindestens n -m LED-Lichtquellen,
wobei
- jede der LED-Lichtquellen anodenseitig an eine erste
Leitung und kathodenseitig an eine zweite Leitung angeschlossen ist, - jeder der ersten Schalter als ein Gegentaktschalter ausgebildet ist, der einen ersten Anschluss zum
Anschließen an eine LED-Versorgungsspannung, einen zweiten Anschluss zum Anschließen an ein einstellbares Entladungspotential, einen dritten Anschluss
("Schalteingang") zum Empfangen eines Schaltsignals und einen vierten Anschluss zur Verbindung mit der
zugehörigen ersten Leitung aufweist,
- jeder der zweiten Schalter im geschalteten Zustand einen einstellbaren Stromfluss zum einem Bezugspotenzial ermöglicht, und
- die zweiten Anschlüsse der Gegentaktschalter gemeinsam an einen Ausgangsspannungsanschluss einer einstellbaren Spannungsquelle angeschlossen sind, die ein
einstellbares Entladungspotential bereitstellt .
Dadurch, dass der zweite Anschluss des Gegentaktschalters an den Ausgangsspannungsanschluss einer einstellbaren
Spannungsquelle angeschlossen ist, der auf einem
einstellbarem Entladungspotential liegt, lässt sich die zugehörigen ersten Leitung in dem zeitlichen Abschnitt, während dessen sie nicht an die LED-Versorgungsspannung angeschlossen ist, mit diesem einstellbaren
Spannungspotenzial bzw. Entladungspotential verbinden und halten. Dadurch wiederum kann die Impedanz des mindestens einen parasitären Strompfads präzise so eingestellt werden, dass die Entladungsrate ("discharge rate") der parasitären Leitungskapazität, die in der Regel das Upper Ghosting auslöst, besonders hoch wird und die Ladungsübertragungsrate, welche durch die rückwirkende kapazitive Kopplung in der Regel das Lower Ghosting erzeugt, besonders klein wird. In anderen Worten lässt sich durch eine Einstellung der
Ausgangsspannung der einstellbaren Spannungsquelle (entsprechend einem einstellbaren Entladungspotential) erreichen, dass eine Leckimpedanz ("bleeding impedance") zum Entladen der parasitären Kapazitäten so angepasst wird, dass Geisterbilder beider Ghosting-Effekte möglichst klein sind. Dadurch wiederum können mittels des Passiv-Matrix-LED- Bildschirms besonders kontrastreiche Bilder praktisch ohne Kantenartefakte (Unschärfen oder Doppelungen) erzeugt werden.
Liegt eine erste Leitung aufgrund einer entsprechenden
Ansteuerung oder Schaltung des zugehörigen Gegentaktschalters an einer LED-Versorgungsspannung an und ist die zweite
Leitung durch entsprechende Einstellung des Bezugspotenzials mit einem Bezugspotenzial bzw. einer Bezugsspannung
verbunden, das niedriger ist als die LED-Versorgungsspannung, fließt ein Betriebsstrom durch die angeschlossene LED- Lichtquelle, wodurch sie mit einer gezielten Stärke zum
Leuchten angeregt wird. Die LED-Versorgungsspannung an der ersten Leitung kann z.B. ca. 5 Volt betragen. Das LED- Bezugspotential an der zweiten Leitung kann z.B. je nach gewünschter Leuchtstärke bei ca. 2,4 V bis 1,3 V liegen.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Bezugspotenzial zumindest zwischen einem ersten, niedrigerem Bezugspotenzial und einem zweiten, höheren Bezugspotenzial einstellbar ist, wobei das erste Bezugspotenzial zu einem Spannungsniveau an der zweiten Leitung führt, das geringer ist als die LED-
Versorgungsspannung, und das zweite Bezugspotenzial zu einem Spannungsniveau an der zweiten Leitung führt, das der LED- Versorgungsspannung entspricht. Dadurch kann die LED- Lichtquelle zwischen einem aktivierten bzw. leuchtenden
Zustand (entsprechend dem ersten, niedrigeren Niveau an der zweiten Leitung) und einem deaktivierten Zustand (entsprechend dem zweiten, höheren Niveau an der zweiten Leitung) umgeschaltet werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Bezugspotenzial variabel einstellbar ist, z.B. indem es mehr als zwei einstellbare Potenzialwerte aufweist, insbesondere zwischen dem ersten Potenzialwert und dem zweiten Potenzialwert quasi
kontinuierlich einstellbar ist. Dies ergibt den Vorteil, dass der durch die mindestens eine damit verbundene LED- Lichtquelle fließende Betriebsstrom variabel einstellbar und damit die LED-Lichtquelle gezielt dimmbar ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass der zweite Schalter als ein Widerstandsschalter mit einstellbaren Widerstand ausgebildet der, der im geschalteten Zustand einen einstellbaren
Stromfluss zum einem Bezugspotenzial ermöglicht. Auch dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der durch die mindestens eine damit verbundene LED-Lichtquelle fließende Betriebsstrom variabel einstellbar und damit die LED-Lichtquelle gezielt dimmbar ist.
Der zweite Schalter kann eine allgemeine Schalteinrichtung mit einem oder mehreren Bauelementen sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass die n ersten elektrischen Leitungen parallel und gleichbeabstandet zueinander
verlaufen, insbesondere in einer horizontalen Richtung. Die Zahl n ist auch als "Scan-Tiefe" oder "Scan Depth" bekannt. Die zweiten elektrischen Leitungen können insbesondere senkrecht zu den ersten Leitungen verlaufen, z.B. vertikal in einer vorgesehenen AufStellrichtung des Passiv-Matrix-LED- Bildschirms . Die m-n LED-Lichtquellen können insbesondere geometrisch in einem matrixartigen Muster angeordnet sein.
Die ersten Leitungen sind jeweils über einen
Gegentaktschalter an eine LED-Versorgungsspannung
angeschlossen, so dass insgesamt n Gegentaktschalter
vorhanden sind.
Das einstellbare Entladungspotential an den
Gegentaktschaltern wird insbesondere von einer einstellbaren Spannungsquelle, insbesondere programmierbaren
Spannungsquelle, bereitgestellt.
Insbesondere ist jeder der Gegentaktschalter durch Aufgabe eines entsprechenden ersten bzw. zweiten Schaltsignals auf seinen Schalteingang wahlweise so schaltbar oder einstellbar, dass entweder
- der erste Anschluss mit dem vierten Anschluss elektrisch verbunden ist, so dass eine elektrische Verbindung der LED-Versorgungsspannung an die zugehörigen ersten
Leitung angeschlossen ist bzw. die LED-
Versorgungsspannung an die erste Leitung angelegt ist, während der vierte Anschluss von dem zweiten Anschluss elektrisch getrennt ist, so dass die elektrische
Verbindung zwischen der ersten Leitung und dem
Ausgangsspannungsanschluss der einstellbaren
Spannungsquelle (die das einstellbare
Entladungspotential bereitstellt) unterbrochen ist;
oder
- der erste Anschluss von dem vierten Anschluss elektrisch getrennt ist, so dass die elektrische Verbindung der LED-Versorgungsspannung mit der zugehörigen ersten
Leitung unterbrochen ist, während der vierte Anschluss mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbunden ist, so dass die elektrische Verbindung zwischen der ersten Leitung und dem Ausgangsspannungsanschluss der
einstellbaren Spannungsquelle hergestellt ist.
Der Gegentaktschalter kann einen oder mehrere einzelne
Schaltelemente wie Transistoren usw. aufweisen. Der
Gegentaktschalter kann auch als Gegentakt-Schaltstufe
angesehen oder bezeichnet werden. Der Gegentaktschalter kann auch als "Push-Pull-Schalter" bezeichnet werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der zweite Anschluss der Gegentaktschalter anodenseitig an eine jeweilige Diode angeschlossen ist, und alle Dioden kathodenseitig an den Ausgangsspannungsanschluss der einstellbaren Spannungsquelle (und damit an das einstellbare Entladungspotenzial)
angeschlossen sind.
Dies ergibt den Vorteil, dass die in Stromabflussrichtung eingefügte Diode einerseits die kontrollierte Entladung der parasitären Leitungskapazitäten zur Elimination unerwünschter Ghosting-Artefakte ermöglicht, anderseits aber verhindert, dass bei einer eingestellten Ausgangssteuerspannung an dem Ausgangsspannungsanschluss von größer 0 V in der Passivphase kein unerwünschter Strom rückwärts über den Gegentaktschalter und über die erste Leitung in das LED-Array einfließen kann. Diese Diode kann auch als Entkopplungsdiode bezeichnet werden .
Es ist eine Ausgestaltung, dass
- der Gegentaktschalter einen p-Kanal-Feldeffekttransistor (auch als "p-FET" bezeichnet) und einen n-Kanal- Feldeffekttransistor (auch als "n-FET" bezeichnet) aufweist,
- ein Source-Anschluss des p-FETs mit der LED- Versorgungsspannung verbunden ist,
- ein Drain-Anschluss des p-FETs mit einem Drain-Anschluss des n-FETs und mit der zugehörigen ersten Leitung verbunden ist,
- ein Source-Anschluss des n-FETs mit dem
Ausgangsspannungsanschluss der zugehörigen einstellbaren Spannungsquelle (einstellbares Entladungspotential) verbunden ist und
- die Gate-Anschlüsse beider Feldeffekttransistoren zu
einem Schalteingang des Gegentaktschalters miteinander verbunden sind.
Der Schalteingang bildet somit einen Knoten mit beiden Gate- Anschlüssen .
Wird an den Schalteingang eines Gegentaktschalters ein erstes Schaltsignal angelegt, wird dieses erste Schaltsignal
entsprechend an die Gate-Anschlüsse beider
Feldeffekttransistoren angelegt. Das erste Schaltsignal führt dazu, dass der Source-Anschluss und der Drain-Anschluss des p-FETs miteinander leitend geschaltet werden. Dadurch wird die LED-Versorgungsspannung mit der zugehörigen ersten
Leitung verbunden. Das erste Schaltsignal sperrt hingegen den Übergang zwischen dem Drain-Anschluss und dem Source- Anschluss des n-FETs, so dass die elektrische Verbindung zwischen dieser ersten Leitung und der einstellbaren
Spannungsquelle (einstellbares Entladungspotential)
unterbrochen wird. Die Schaltlogik kann aber auch invertiert sein. Das erste Schaltsignal kann auch 0 Volt betragen. Wird an den Schalteingang des Gegentaktschalters ein zweites Schaltsignal (das z.B. 5 Volt betragen kann) angelegt, wird die elektrische Verbindung des Source-Anschlusses und des Drain-Anschlusses des p-FETs - und damit auch zwischen der LED-Versorgungsspannung und der zugehörigen ersten Leitung - unterbrochen. Das zweite Schaltsignal bewirkt ferner eine elektrische Verbindung zwischen dem Drain-Anschluss und dem Source-Anschluss des n-FETs und damit auch zwischen der ersten Leitung und dem Ausgangsspannungsanschluss der verstellbaren oder einstellbaren Spannungsquelle
(einstellbares Entladungspotential) . So wird bewirkt, dass die erste Leitung auf dem Spannungspotenzial der
Ausgangsspannung der einstellbaren Spannungsquelle
(entsprechend dem einstellbaren Entladungspotential) liegt.
Der Source-Anschluss des n-Kanal-Feldeffekttransistors kann direkt (d.h., ohne zwischengeschaltete elektrische
Bauelemente) oder indirekt über eine Diode (z.B. über die oben beschriebene Diode, mit dem Ausgangsspannungsanschluss der einstellbaren Spannungsquelle und damit dem einstellbaren Entladungspotential verbunden sein.
Die Feldeffekttransistoren können insbesondere MOSFETs sein. Allgemein können auch andere Transistoren als
Feldeffekttransistoren verwendet werden, z.B.
Bipolartransistoren.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Schalteingänge der
Gegentaktschalter an jeweilige Steuerausgänge eines
Controllers angeschlossen sind und ein weiterer
Steueranschluss des Controllers an einen Steuereingang der einstellbaren Spannungsquelle angeschlossen ist. Über die Steuerausgänge des Controllers sind die Schaltsignale an die Schalteingänge der jeweiligen Gegentaktschalter anlegbar.
Über den weiteren Steueranschluss ist ein Signal an die einstellbare Spannungsquelle anlegbar, mittels dessen die Ausgangsspannung der einstellbaren Spannungsquelle
entsprechend dem einstellbaren Entladungspotential
einstellbar ist. Dieses Signal kann beispielsweise ein PWM- Signal sein. So wird der Vorteil erreicht, dass sowohl die Spannungsversorgungen der ersten Leitungen als auch die
Ausgangsspannung der einstellbaren Spannungsquelle mittels der gleichen Komponente gesteuert werden können.
Der Controller kann ein Bildverarbeitungs-Controller,
insbesondere Bildverarbeitungsprozessor, sein. Der Controller kann insbesondere ein Digitaler Signalprozessor (DSP) sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die zweiten Schalter in einen LED-Treiber integriert sind. Die zweiten Schalter können z.B. als Schaltstufen zum Anlegen des jeweiligen Bezugspotenzials ausgebildet sein. Die zweiten Leitungen sind dann
insbesondere an Anschlüsse des LED-Treibers angeschlossen, die mit den jeweiligen Schaltstufen verbunden sind.
Der LED-Treiber kann mit dem Controller über eine
Datenschnittstelle verbunden sein und dazu eingerichtet sein, von dem Controller Anweisungen zum Schalten der Schaltstufen zu empfangen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Gegentaktschalter und die Schaltstufen zeitlich genau
aufeinander abgestimmt schaltbar sind, wodurch eine zeitlich besonders präzise Steuerung mit Aktivierung und Deaktivierung der LED-Lichtquellen ermöglicht wird. Es ist eine Weiterbildung, dass der LED-Treiber ein
Stromtreiber ist. Die an den zweiten Leitungen anliegenden Bezugspotenziale lassen sich dann passiv aufbauen. Sie stellen sich am Kathodenanschluss der LED-Lichtquellen ein, wenn die zugehörigen Anschlüsse des LED-Treibers auf einen bestimmten Stromsenkenwert programmiert werden. Werden z.B. an einem Anschluss des LED-Treibers 50 mA programmiert, dann stellt sich das zugehörige Bezugspotential am Ausgang der LED bei einer LED-Versorgungsspannung von 5 V gemäß 5V- U (LED (50mA)) auf ca. 2,5V ein. Werden z.B. 60mA programmiert, dann stellt sich das Bezugspotential am Ausgang der LED gemäß 5V-U (LED ( 60mA) = ca. 2.3V ein, usw.
Die Datenschnittstelle kann beispielsweise eine serielle Schnittstelle oder eine parallele Schnittstelle sein. Der LED-Treiber kann ein Konstantstromtreiber sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine LED- Lichtquelle genau eine Leuchtdiode aufweist. Die Leuchtdiode kann beispielsweise buntes Licht (zum Beispiel rotes, grünes oder blaues Licht) abstrahlen und/oder weißes Licht
abstrahlen .
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine LED- Lichtquelle mehrere Leuchtdioden aufweist. Die mehrere
Leuchtdioden können Licht gleicher Farbe oder Licht
unterschiedlicher Farbe abstrahlen. Beispielsweise können die mehreren Leuchtdioden Licht unterschiedlicher Farbe
abstrahlen, das vom menschlichen Auge als Mischlicht
wahrgenommen wird. Zum Beispiel können die Leuchtdioden rotes, grünes und blaues Licht abstrahlen, welches zu einem weißen Mischlicht gemischt wird. Es ist eine Weiterbildung, dass der Controller die ersten Leitungen so ansteuert, dass diese zeitlich hintereinander ( " zeitgemultiplext" ) an die LED-Versorgungsspannung angelegt werden (was auch als "Line Scan" bezeichnet werden kann. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine Aktivierung der LED- Lichtquellen durch eine besonders einfach umsetzbare
Ansteuerung .
Es ist eine Ausgestaltung, dass die einstellbare
Spannungsquelle mindestens einen Operationsverstärker, einen npn-Transistors und einen pnp-Transistor aufweist
(entsprechend z.B. einem Gegentaktschaltstufenausgang) , wobei
- ein positiver Spannungseingang des Operationsverstärkers mit dem Steuereingang der einstellbare Spannungsquelle bzw. dem einstellbaren Entladungspotential verbunden ist,
- ein Ausgang des Operationsverstärkers mit der Basis des npn-Transistors und mit der Basis des pnp-Transistors verbunden ist,
- die Emitter des npn-Transistors und des pnp-Transistors mit dem Ausgangsspannungsanschluss als auch mit dem negativen Spannungseingang des Operationsverstärkers verbunden sind,
- ein Kollektor des npn-Transistors mit einer ersten,
höheren Versorgungsspannung verbunden ist und
- ein Kollektor des pnp-Transistors mit einer zweiten,
niedrigeren Versorgungsspannung verbunden ist.
Der Vorteil einer Nutzung von Bipolartransistoren ist, dass diese sehr genaue Schaltschwellen an ihrer Basis aufweisen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass dem Steuereingang und dem positiven Spannungseingang ein RC-Glättungsglied zwischengeschaltet ist und ein an dem Steuereingang
empfangendes Steuersignal ein PWM-Signal ist.
Allgemein kann ein Bildschirmmodul wie oben beschrieben ein oder mehrere LED-Felder bzw. LED-Arrays mit jeweils (m-n)
LEDs aufweisen. Es ist eine Weiterbildung, dass jedes LED- Feld LEDs gleicher Lichtfarbe als LED-Lichtquellen aufweist. Zumindest zwei, insbesondere drei oder mehr, unterschiedliche LED-Felder können LEDs unterschiedlicher Lichtfarbe
aufweisen .
Es ist eine Weiterbildung, dass an gleichen (Matrix-)
Positionen befindliche LEDs unterschiedlicher LED-Felder so nahe beieinander angeordnet sind, dass sie einen gemeinsamen Bildpunkt des Bildschirmmoduls bilden. Das von einer solchen Gruppe von LEDs abgestrahlte Licht wird als Summen-Mischlicht des zugehörigen Bildpunkts wahrgenommen. Insbesondere können mindestens zwei, insbesondere drei oder mehr, LEDs einer Gruppe eine unterschiedliche Lichtfarbe aufweisen bzw. Licht unterschiedlicher Farbe abstrahlen, so dass das Summen- Mischlicht einen in Abhängigkeit von der jeweiligen
Helligkeit der LEDs einstellbaren Summen-Farbort aufweist. Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Summen-Mischlicht einen Summen-Farbort aufweisen kann, der weißem Licht entspricht.
In einer Weiterbildung können die LEDs einer Gruppe eine rote, grüne bzw. blaue Lichtfarbe aufweisen. Dabei können für jede einzelne Lichtfarbe in einer Gruppe ein oder mehrere LEDs vorhanden sein. Jedoch ist die Lichtfarbe nicht auf ein RGB-Tripel beschränkt, sondern kann auch noch weitere
Lichtfarben wie Bernstein (amber) , orange usw. aufweisen.
Auch kann alternativ zu einer RGB-Farbmischung eine andere Farbmischung verwendet werden, die vorzugsweise ebenfalls auf einen weißen Summen-Farbort einstellbar ist, zum Beispiel eine Lichtmischung gemäß dem sog. "Brilliant Mix" der Firma Osram, das zumindest die Lichtfarben "grünlich-weiß" und bernstein umfasst.
Beim mehreren LED-Feldern kann die zugehörige Elektronik einschließlich der ersten und zweiten Schalter für jedes LED- Feld entsprechend vorhanden sein. Die LED-Felder lassen sich dadurch vollkommen unabhängig voneinander ansteuern und aufbauen. Alternativ können zumindest ein oder mehrere
Komponenten des Bildmoduls für mehrere LED-Felder gemeinsam verwendet werden. Beispielsweise können die LEDs einer Gruppe an einer gemeinsamen ersten Leitung angeschlossen sein, aber unterschiedlichen zweiten Schaltern zugeordnet sein.
Alternativ können die LEDs einer Gruppe an unterschiedlichen ersten Leitungen und unterschiedlichen Schaltern
angeschlossen sein, wobei die ersten Leitungen aber über gleiche Gegentaktschalter und/oder gleiche Controller
schaltbar bzw. aktivierbar sind.
Das oben beschriebene Bildschirmmodul funktioniert
insbesondere layouttechnisch und elektronisch autark. Auch können Bilddaten intern in autarker Weise den Stromtreibern seriell zugeführt werden.
Die Bildschirmmodule weisen in einer Weiterbildung Ränder mechanisch scharf geschliffene Ränder auf, damit sie zum Aufbau eines Panels oder Bildschirms nahtlos ("seamless- free") nebeneinander zusammensetzbar sind.
Die Anschlussstecker für Strom und Daten der Bildschirmmodule können beispielsweise nach hinten bzw. rückwärtig abgehen. Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Passiv-Matrix-LED- Bildschirm, der mehrere Module wie oben beschrieben aufweist. Insbesondere können die Module nahtlos nebeneinander
angeordnet sein.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im
Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den
Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur
Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Fig.l zeigt ein mögliches Schaltbild eines
Bildschirmmoduls eines Passiv-Matrix-LED- Bildschirms; und
Fig.2 zeigt ein eine mögliche Ausgestaltung einer
einstellbaren Spannungsquelle des Bildschirmmoduls eines Passiv-Matrix-LED-Bildschirms .
Fig.l zeigt ein mögliches Schaltbild eines Bildschirmmoduls 1 eines Passiv-Matrix-LED-Bildschirms 1. Das Bildschirmmodul 1 kann eine sog. "Kachel" des Passiv-Matrix-LED-Bildschirms 1 sein, das z.B. m x n = 16 x 16 Bildpunkte m x n = 48 x 64 Bildpunkte usw. darstellen kann. Der aus vielen
Bildschirmmodulen 1 ausgebaute Bildschirm kann beispielsweise eine Videowand darstellen. Der Bildschirm kann insbesondere ein hochauflösender Bildschirm sein, beispielsweise ein 4K- Bildschirm, ist aber nicht darauf beschränkt.
Das Bildschirmmodul 1 weist n mit n > 1 erste elektrische Leitungen ROW_i mit i = 1, ..., n auf, die parallel und gleichbeanstandet zueinander angeordnet sind und hier als horizontale Leitungen eingezeichnet sind. Die ersten
Leitungen ROW_i können beispielsweise aus einem
lichtdurchlässigen, elektrisch leitfähigen Material bestehen.
Die Zahl n der ersten Leitungen ROW_i ist grundsätzlich beliebig, wobei hier nur die ersten Leitungen ROW_l und ROW_n eingezeichnet sind. Beispielsweise kann n = 16 oder 48 betragen. Jede der ersten Leitungen ROW_i weist eine
parasitäre Kapazität auf, die hier gedanklich als
Ersatzkapazität Crow eingezeichnet ist.
Jede der ersten Leitungen ROW_i ist über einen jeweils zugehörigen Push-Pull-Schalter oder Gegentaktschalter Qi mit i = 1, ... , n an eine LED-Versorgungsspannung VLED
anschließbar oder anlegbar. Die LED-Versorgungsspannung kann z.B. 5 Volt betragen.
Das Bildschirmmodul 1 weist ferner m > 1 zweite elektrische Leitungen COL_j mit j = 1, ..., m auf, die parallel und gleichbeabstandet zueinander angeordnet sind und hier als vertikale Leitungen eingezeichnet sind. Die Zahl m der zweiten Leitungen COL_j ist ebenfalls grundsätzlich beliebig, aber aus praktischen Gründen durch die Anzahl der zu
programmierenden zweiten Schalter in Serie begrenzt ist.
Beispielsweise kann m = 16 oder m = 48 gelten.
Jede der ersten Leitungen ROW_i ist mit jeder der zweiten Leitungen COL_j über mindestens eine Leuchtdiode LED_i,j verbunden, wobei eine Anodenseite der Leuchtdiode LED_i,j mit der i-ten ersten Leitung ROW_i und eine Kathodenseite der LED-Lichtquelle LED_i,j mit der zugehörigen zweiten Leitung COL_j verbunden ist. Die LED-Lichtquellen weisen hier also beispielhaft jeweils eine Leuchtdiode LED_i,j auf. Jede der Leuchtdioden LED_i,j weist eine parasitäre Kapazität auf, die hier beispielhaft für die LED_l,m als Ersatzkapazität Cled eingezeichnet ist.
Die Leuchtdioden LED_i,j sind insbesondere matrixförmig angeordnet. Eine Leuchtdiode LED_i,j kann insbesondere einem bestimmten Bildpunkt des Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmoduls 1 zugehören .
Die zweiten Leitungen COL_l bis COL_m sind an jeweilige
Anschlüsse OUT1 bis OUTm eines LED-Treibers IC2
angeschlossen, die als einstellbare Stromsenken bzw.
Stromsenkenanschlüsse dienen. Die Anschlüsse OUT1 bis OUTm sind mit jeweiligen zweiten Schaltern in Form von
Schaltstufen (o. Abb . ) des LED-Treibers IC2 verbunden sind. Mittels geeigneter Programmierung eines Stromsenkenwerts an den Anschlüssen OUT_l bis OUTm können an den zweiten
Leitungen COL_l bis COL_m die jeweiligen gewünschten
Bezugspotenziale indirekt eingestellt bzw. definiert werden. Soll eine Leuchtdiode LED_i,j gezielt nicht bestromt werden, wird das Bezugspotenzial so eingestellt, dass sich an der dieser Leuchtdiode LED_i,j zugehörigen zweiten Leitung COL_j ein Spannung einstellt, die der LED-Versorgungsspannung entspricht .
Jeder der Gegentaktschalter Qi weist einen p-Kanal- Feldeffekttransistor pFET und einen n-Kanal-
Feldeffekttransistor nFET auf, wobei ein Source-Anschluss des p-Kanal-Feldeffekttransistors pFET an die LED- Versorgungsspannung VLED angeschlossen ist, ein Drain- Anschluss des p-Kanal-Feldeffekttransistors pFET mit einem Drain-Anschluss des n-Kanal-Feldeffekttransistors nFET und mit der zugehörigen ersten Leitung ROW_i verbunden ist und die Gate-Anschlüsse beider Feldeffekttransistoren pFET, nFET miteinander zu einem Schalteingang QIN des Gegentaktschalters Qi verbunden sind. Ein Source-Anschluss des n-Kanal- Feldeffekttransistors nFET ist an eine Anodenseite einer jeweiligen Diode Di (i = 1, ..., n) angeschlossen, und die
Kathodenseiten aller Dioden Di sind gemeinsam an einen
Ausgangsspannungsanschluss T_V einer einstellbaren
Spannungsquelle AVS angeschlossen.
Die Steueranschlüsse QIN der Gegentaktschalter Qi sind an jeweilige Steuerausgänge ROWSEL_i mit i = 1, ..., n eines
Controllers IC1 angeschlossen, nur die Steuerausgänge
ROWSEL_l und ROWSEL_n gezeigt sind. Über die Steuerausgänge ROWSEL_i kann der Controller IC1 entsprechende Steuersignale zum Schalten der Gegentaktschalter Qi an die Steueranschlüsse QIN ausgeben.
Der Controller IC1 weist ferner einen Steueranschluss GPIO auf, der mit einem Steuereingang AVS_IN der einstellbaren Spannungsquelle AVS verbunden ist.
Durch ein entsprechendes Steuersignal an dem Steueranschluss GPIO kann der Controller IC1 die an einem
Ausgangsspannungsanschluss T_V der einstellbaren
Spannungsquelle AVS anliegende Ausgangsspannung Vout
einstellen. Die Ausgangsspannung Vout kann z.B. 2,3 Volt unterhalb der LED-Versorgungsspannung liegen. Durch ein entsprechendes PWM-Steuersignal am GPIO-Ausgang des
Controller IC1 der zum Steuereingang der einstellbaren
Spannungsquelle führt, kann die Ausgangsspannung Vout der einstellbaren Spannungsquelle eingestellt werden. Die Ausgangsspannung Vout kann z.B. 2,3 Volt unterhalb der LED- Versorgungsspannung liegen.
Der Mikrocontroller IC1 ist ferner dazu eingerichtet, dem LED-Treiber IC2 mitzuteilen, welche zweite Leitung (en) COL_j zu welchem Zeitpunkt bzw. für welche Zeitdauer an welches Bezugspotenzial anzulegen ist. Dazu wird hier beispielhaft eine serielle Datenschnittstelle verwendet, welche eine
Datenverbindung und eine Taktleitung (z.B. im MHz-Bereich) umfasst .
Zum Aktivieren der Leuchtdioden LED_i,j kann insbesondere ein bestimmter Gegentaktschalter Qi geschaltet werden, so dass die LED-Versorgungsspannung VLED nur an einer der ersten Leitungen ROW_i anliegt. Durch eine entsprechende Schaltung der Schaltstufen des LED-Treibers IC2 können die mit dieser ersten Leitung ROW_i verbundenen Leuchtdioden LED_i,j
nacheinander oder zeitgleich aktiviert werden. Dabei ist es auch möglich, ein oder mehrere Leuchtdioden LED_i,j nicht zu aktivieren. Allgemein ist es durch Einstellung des Niveaus des zugehörigen Bezugspotenzials auch möglich, den durch eine bestimmte Leuchtdiode LED_i,j fließenden Strom individuell so einzustellen, dass die Leuchtdiode LED_i,j nur gedimmt leuchtet .
Folgend wird die LED-Versorgungsspannung VLED von dieser ersten Leitungen ROW_i getrennt und an eine andere erste Leitung ROW_k angelegt und der Vorgang für die andere erste Leitung ROW_k wiederholt. Im Rahmen dieses Umschaltens der LED-Versorgungsspannung VLED von der ersten Leitung ROW_i auf die andere erste Leitung ROW_k können zwei Geisterbildeffekte auftreten, die als "Upper Ghosting" und als "Lower Ghosting" bezeichnet werden. Der Upper Ghosting-Effekt beruht darauf, dass durch die parasitäre Kapazität Crow der ersten Leitung ROW_i als solcher und ggf. der parasitären Kapazitäten Cled der mit dieser ersten Leitung ROW_i verbundenen Leuchtdioden LED_i,j in der ersten Leitung ROW_i ein parasitärer Strom erzeugt wird, der über diejenige Leuchtdiode LED_i,j abgeleitet wird, die mit der ersten Leitung ROW_i und mit derjenigen zweiten Leitung COL_j verbunden ist und welche aktuell bereits wieder an einem niedrigeren Bezugspotenzial anliegt.
Dies sei im Folgenden anhand der in Fig.l gezeigten Anordnung beispielhaft näher erläutert:
Es sei angenommen, dass die LED-Versorgungsspannung VLED durch entsprechende unterschiedliche Schaltung der
Gegentaktschalter Ql und Qn von der (ersten) ersten Leitung ROW_l abgetrennt und an die (n-te) erste Leitung ROW_n angeschlossen worden ist. Ferner sei angenommen, dass die zweite Leitung COL_l an einem niedrigeren Bezugspotenzial (d.h., an einem Bezugspotenzial, das niedriger ist als die LED-Versorgungsspannung VLED) anliegt, so dass die
Leuchtdiode LED_n, 1 gezielt zum Leuchten gebracht wird. Das Bezugspotenzial der anderen Leuchtdiode LED_n,m ist so gewählt, dass durch diese kein Betriebsstrom fließt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das
Bezugspotenzial der anderen Leuchtdiode LED_n,m dem Niveau der LED-Versorgungsspannung VLED entspricht, oder dadurch, dass die zweite Leitung COL_m von dem Bezugspotenzial
getrennt bzw. auf ein Bezugspotential von 5V bzw. einen
Stromsenkenwert von 0 mA eingestellt ist.
Wäre gedanklich anstelle des Gegentaktschalters Ql mit einstellbarerer Spannungsversorgung AVS ein einfacher Schalter (z.B. ein Transistor) zur wahlweisen Verbindung und Trennung der LED-Versorgungsspannung VLED von der ersten Leitung ROW_l vorhanden (nicht dargestellt) , würde der durch die parasitäre (n) Kapazität (en) Crow, Cled in der ersten Leitung ROW_l erzeugte parasitäre Strom durch die Leuchtdiode LED_1,1 und die zweite Leitung COL_l abfließen. Die
entsprechende Leuchtdiode LED_1,1 würde somit mit Umschaltung der LED-Versorgungsspannung VLED nicht mehr schwach
aufleuchten und der Upper-Ghosting-Effekt wäre unterdrückt.
Wäre gedanklich anstelle des Gegentaktschalters Ql mit einstellbarerer Spannungsversorgung AVS ein nur mit Masse als dem Entladungspotential verbundener Gegentaktschalters Ql vorhanden, kann dieser parasitäre Strom aus der ersten
Leitung ROW_l teilweise durch den n-FET nFET des
Gegentaktschalters Ql abfließen, wodurch der Upper-Ghosting- Effekt abgeschwächt wird.
Der Lower Ghosting-Effekt ist im Folgenden ebenfalls anhand der in Fig.l gezeigten Anordnung beispielhaft näher
erläutert :
Dazu wird weiterhin angenommen, dass die LED- Versorgungsspannung VLED durch entsprechende Schaltung der Gegentaktschalter Ql und Qn von der ersten Leitung ROW_l abgetrennt und an die erste Leitung ROW_n angeschlossen worden ist. Ferner sei angenommen, dass die zweite Leitung COL_l an einem Bezugspotenzial anliegt, das geringer ist als die LED-Versorgungsspannung, so dass die Leuchtdiode LED_n, 1 gezielt zum Leuchten gebracht wird.
Der Lower Ghosting-Effekt wird dadurch erzeugt, dass aufgrund der intrinsischen, parasitären Kapazität Cled der Leuchtdiode LED_l,m ein parasitärer Stromfluss von der aktivierten ersten Leitung ROW_n, durch die Leuchtdiode LED_n,m und über die zweite Leitung COL_m in Sperrrichtung durch die Leuchtdiode LED_l,m, durch die erste Leitung ROW_l, durch den
Gegentaktschalter Ql zu dem Entladungspotential fließen kann. Der Stromfluss wird so lange aufrechterhalten werden, bis die Kapazität Cled der Leuchtdiode LED_l,m aufgeladen ist, oder ein nennenswert hoher Strom durch die Leuchtdiode LED_l,m programmiert wird.
Die Stärke des parasitären Stromflusses zur Erzeugung des Lower Ghosting-Effekts hängt ebenfalls von der Höhe des
Entladungspotentials ab: je niedriger das Entladungspotential ist, desto höher ist der parasitäre Stromfluss durch den Gegentaktschalter Ql und desto stärker ist der Lower
Ghosting-Effekt .
Die Einstellung des Entladungspotenzials muss also zwei gegenläufige Zielanforderungen erfüllen, nämlich eine
Verringerung des Upper Ghosting-Effekts und eine Verringerung des Lower Ghosting-Effekts .
Die nach Umschalten der LED-Versorgungsspannung VLED in der ersten Leitung ROW_l noch anliegende Spannung lässt sich bisher grundsätzlich dadurch festlegen, dass anstelle der Diode Di und des einstellbaren Entladungspotentials eine Zenerdiode oder Z-Diode vorhanden ist, die mit ihrer
Kathodenseite - ggf. über einen Widerstand - mit dem Source- Anschluss des n-FETs nFET des jeweiligen Gegentaktschalters Qi und mit ihrer Anodenseite mit Masse verbunden ist. Die Durchbruchspannung der Z-Diode entspricht dann funktional der Ausgangsspannung Vout . Jedoch ist es bei einer Verwendung einer Z-Diode nachteilig, dass Bauteil- und Herstellungstoleranzen der Z-Diode keinen nachträglich optimalen Abgleich zulassen. Insbesondere sind Z-Dioden dafür bekannt, bei nominalen Durchlassspannungen unter ca. 5 Volt unpräzise zu sein. Daher ist es
wahrscheinlich, dass die tatsächliche Durchbruchspannung einer Z-Diode nicht demjenigen Wert entspricht, der ein gewünschtes Verhältnis zwischen dem Upper Ghosting-Effekt und dem Lower Ghosting-Effekt erreicht. Dies ist besonders nachteilig, da die Stärken dieser beiden Ghosting-Effekte empfindlich auf den Wert der Durchbruchspannung reagieren.
Das oben beschriebene Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodul 1 ergibt demgegenüber durch die Verwendung der einstellbaren Spannungsquelle AVS anstelle einer Z-Diode den Vorteil, dass sich die Stärken des Upper Ghosting-Effekts und des Lower Ghosting-Effekts durch Anpassung der Ausgangsspannung Vout der einstellbaren Spannungsquelle AVS genau einstellen lassen und dadurch besonders kontrastreiche Bilder erzeugt werden können. Dies ist auch noch nach Zusammenbau des Bildschirms im Rahmen einer Kommissionierungsprozedur möglich.
Die Stärke des parasitären Stromabflusses durch den
Gegentaktschalter Ql hängt von der Höhe des
Entladungspotentials ab, das der Ausgangsspannung Vout der einstellbaren Spannungsquelle AVS entspricht: je höher das durch die einstellbare Spannungsquelle bereitgestellte
Entladungspotential ist, desto geringer ist der parasitäre Stromfluss durch den Gegentaktschalter Ql und desto stärker ist der Upper Ghosting-Effekt .
Beispielsweise können folgende Bauelemente verwendet werden: als Gegentaktschalter Qi ein Baustein vom Typ IRF7307 der Firma International Rectifier / Infineon; als Dioden Di
Kleinsignaldioden des Typ 1N4148 der Fa. NXP Semiconductors , als Mikrocontroller IC1 ein Mikrocontroller vom Typ ARM- Cortex-M4 MCU STM32F4 der Fa. STMicroelectronics ; und als LED-Treiber IC2 ein LED-Treiber vom Typ TLC59283 der Fa.
Texas Instruments.
Fig.2 zeigt anhand eines Schaltbilds eine mögliche
Ausgestaltung der einstellbaren Spannungsquelle AVS, die ein einstellbares Entladungspotential bereitstellt . Mit dem
Steuereingang AVS_IN ist ein RC-Glied R, C verbunden, das aus einem ohmschen Widerstand R und einem Kondensator C besteht. Das RC-Glied R, C kann z.B. als ein Glättungsglied dienen.
Die andere Seite des Kondensators C ist mit Masse verbunden. Der Kondensators C des RC-Glieds ist mit Masse verbunden, er könnte jedoch auch zu einem anderem festen Bezugspotentials wie VLED verbunden sein. Der Ausgang des RC-Glieds R, C ist mit dem positiven Signaleingang V+ eines
Operationsverstärkers Ul verbunden. Der Operationsverstärker Ul ist hier ohne seine Versorgungsanschlüsse dargestellt.
Ein Ausgang des Operationsverstärkers Ul ist an eine Basis eines npn-Transistors TI und an eine Basis eines pnp- Transistors T2 angeschlossen. Die Basen der beiden
Transistoren TI, T2 sind miteinander verbunden. Speziell ist hier der Kollektor des npn-Transistors TI mit einer
Versorgungsspannung Vcc+ verbunden, und der Emitter des npn- Transistors TI ist mit einem Emitter des pnp-Transistors T2 verbunden. Der Kollektor des pnp-Transistors T2 ist mit einer Versorgungsspannung Vcc- (z.B. Masse) verbunden, die geringer ist als die Versorgungsspannung Vcc+ . Wenn der Kollektor des npn-Transistors TI z.B. mit Vcc+ = 5 V verbunden ist, dann ist der Kollektor den pnp-Transistors T2 mit Vcc- = Masse verbunden .
Die beiden Emitter sind ferner mit dem
Ausgangsspannungsanschluss T_V als auch mit dem negativen Spannungseingang V- des Operationsverstärkers Ul verbunden. Die beiden Transistoren TI, T2 sind somit nach Art eines Gegentaktverstärkers miteinander verschaltet.
Wird von dem Steueranschluss GPIO des Controllers IC1 ein Steuersignal SIGN an den Steuereingang AVS_IN der
einstellbaren Spannungsquelle AVS ausgegeben, z.B. wie hier angedeutet in Form eines PWM-Signals, wird das Steuersignal SIGN zunächst durch das RC-Glied R, C geglättet und dann durch den Operationsverstärker Ul am Ausgang als
Spannungssignal dargestellt, das dann über die Gegentaktstufe TI, T2 im Spannungswert unverändert, jedoch mit einer hohen Strombelastbarkeit weitergegeben wird.
Die Höhe der Ausgangsspannung Vout ist von dem Controller IC1 eingestellten PWM-Tastverhältnisses bestimmt. Durch Variation des PWM-Tastverhältnisses lässt sich die Höhe der
Ausgangsspannung Vout präzise einstellen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das gezeigte
Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
So ist kann das Bildschirmmodul auch mehrere LED-Felder mit (m x n) Leuchtdioden LED_i,j mit unterschiedlicher Lichtfarbe aufweisen . Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102018210250.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugszeichenliste
Bildschirmmodul 1
Kapazität einer ersten elektrischen Leitung Crow i-te erste elektrische Leitung ROW_i
1-te erste elektrische Leitung ROW_l
n-te erste elektrische Leitung ROW_n
i-ter Gegentaktschalter Qi
LED-Versorgungsspannung VLED
j-te zweite elektrische Leitung COL_j
1-te zweite elektrische Leitung COL_l
m-te zweite elektrische Leitung COL_m
Leuchtdiode LED_i,j
Kapazität einer Leuchtdiode Cled
Stromausgabeanschlüsse des LED-Treibers OUT1 , OUTm Mikrocontroller IC1
LED-Treiber IC2
p-Kanal-Feldeffekttransistor pFET
n-Kanal-Feldeffekttransistor nFET
Schalteingang des Gegentaktschalters QIN
Diode Di
Ausgangsspannungsanschluss T_V
Einstellbare Spannungsquelle AVS
Steuerausgänge des Mikrocontrollers ROWSEL_i
Steueranschluss GPIO
Steuereingang der Spannungsquelle AVS_IN
Ohmscher Widerstand R
Kondensator C
Operationsverstärker Ul
Positiven Spannungseingang V+
Negativer Spannungseingang V-
Versorgungsspannung Vcc+
Versorgungsspannung Vcc- npn-Transistor TI pnp-Transistor T2

Claims

Patentansprüche
1. Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodul (1), aufweisend
- n > 1 erste elektrische Leitungen (ROW_i) , die an
einen jeweiligen ersten Schalter (Qi) angeschlossen sind,
- m > 1 zweite elektrische Leitungen (COL_j), die an einen jeweiligen zweiten Schalter angeschlossen sind, und
- mindestens m · n LED-Lichtquellen (LED_i,j),
wobei
- jede der LED-Lichtquellen (LED_i,j) anodenseitig an eine erste Leitung (ROW_i) und kathodenseitig an eine zweite Leitung (COL_j) angeschlossen ist,
- jeder der ersten Schalter (Qi) als ein
Gegentaktschalter ausgebildet ist, der einen ersten Anschluss zum Anschließen an eine LED- Versorgungsspannung (VLED) , einen zweiten Anschluss zum Anschließen an ein einstellbares
Entladungspotential (Vout) , einen dritten Anschluss (QIN) zum Empfangen eines Schaltsignals (ROWSEL_i) und einen vierten Anschluss zur Verbindung mit der zugehörigen ersten Leitung (ROW_i) aufweist,
- jeder der zweiten Schalter im geschalteten Zustand einen Stromfluss zum einem Bezugspotenzial
ermöglicht, und
- die zweiten Anschlüsse der Gegentaktschalter
gemeinsam an einen Ausgangsspannungsanschluss (T_V) einer einstellbaren Spannungsquelle (AVS)
angeschlossen sind.
2. Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodul (1) nach Anspruch 1, der zweite Anschluss der Gegentaktschalter (Qi) anodenseitig an eine jeweilige Diode (Di) angeschlossen ist, und alle Dioden (Di) kathodenseitig an den
Ausgangsspannungsanschluss (OUT) der einstellbaren
Spannungsquelle (AVS) angeschlossen sind.
3. Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- der Gegentaktschalter (Qi) einen p-Kanal- Feldeffekttransistor (pFET) und einen n-Kanal- Feldeffekttransistor (nFET) aufweist,
- ein Source-Anschluss des p-Kanal- Feldeffekttransistors (pFET) mit der LED- Versorgungsspannung (VLED) verbunden ist,
- ein Drain-Anschluss des p-Kanal-Feldeffekttransistors (pFET) mit einem Drain-Anschluss des n-Kanal- Feldeffekttransistors (nFET) und mit der zugehörigen ersten Leitung (ROW_i) verbunden ist,
- ein Source-Anschluss des n-Kanal- Feldeffekttransistors (nFET) mit dem
Ausgangsspannungsanschluss (T_V) der einstellbaren Spannungsquelle (AVS) verbunden ist und
- die Gate-Anschlüsse beider Feldeffekttransistoren
(PFET, nFET) zu einem Steueranschluss (IN) des Gegentaktschalter (Qi) miteinander verbunden sind.
4. Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodul (1) nach Anspruch 3, wobei die Steueranschlüsse (IN) der Gegentaktschalter (Qi) an jeweilige Steuerausgänge (ROWSEL_i) eines
Controllers (IC1) angeschlossen sind und ein
Steueranschluss (IN) der einstellbaren Spannungsquelle (AVS) an einen weiteren Steueranschluss (GPIO) des Controllers (IC1) angeschlossen ist.
5. Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodul (1) nach Anspruch 4, wobei die zweiten Leitungen (COL_j) an Anschlüsse (OUT1, OUTm) eines LED-Treibers (IC2), die mit jeweiligen
Schaltstufen zum Anlegen des jeweiligen Bezugspotenzials verbunden sind, angeschlossen sind, der Controller (IC1) mit dem LED-Treiber (IC2) über eine Datenschnittstelle (DATA, SIN, SCLK) verbunden ist und der LED-Treiber (IC2) dazu eingerichtet ist, von dem Controller (IC1) Anweisungen zum Schalten der Schaltstufen zu empfangen.
6. Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodul (1) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine LED- Lichtquelle genau eine Leuchtdiode (LED_i,j) aufweist.
7. Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodul (1) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine LED- Lichtquelle mehrere Leuchtdioden aufweist.
8. Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodul (1) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei die einstellbare
Spannungsquelle (AVS) mindestens einen
Operationsverstärker (Ul), einen npn-Transistors (TI) und einen pnp-Transistor (T2) aufweist, wobei
- ein positiver Spannungseingang (V+) des
Operationsverstärkers (Ul) mit dem Steuereingang (AVS_IN) der einstellbare Spannungsquelle (AVS) verbunden ist,
- ein Ausgang des Operationsverstärkers (Ul) mit der Basis des npn-Transistors (TI) und mit der Basis des pnp-Transistors (T2) verbunden ist,
- die Emitter des npn-Transistors (TI) und des pnp- Transistors (T2) mit dem Ausgangsspannungsanschluss (OUT) als auch mit dem negativen Spannungseingang (V-) des Operationsverstärkers (Ul) verbunden sind,
- ein Kollektor des npn-Transistors (TI) mit einer
ersten, höheren Versorgungsspannung (Vcc+) verbunden ist und
- ein Kollektor des pnp-Transistors (T2) mit einer
zweiten, niedrigeren Versorgungsspannung (Vcc) verbunden ist.
9. Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodul (1) nach Anspruch 8, wobei dem Steuereingang (AVS_IN) und dem positiven
Spannungseingang (V+) ein RC-Glättungsglied (R, C) zwischengeschaltet ist und ein an dem Steuereingang (AVS_IN) empfangendes Steuersignal (SIGN) ein PWM-Signal (SIGN) ist.
10. Passiv-Matrix-LED-Bildschirmmodul der mehrere aneinander angrenzend angeordnete Passiv-Matrix-LED- Bildschirmmodule (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche aufweist.
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