Dispositivo de activación de LED y sistema de activación correspondiente.

Un dispositivo de activación de diodos de emisión de luz, LED,

(10) adaptado para generar una señalde activación (DRI) para activar múltiples LED, donde los LED están dispuestos en una matriz (90), estandoadaptado además el dispositivo de activación (10) para recibir una señal de habilitación de bloqueo (LE), una señalde entrada de datos en serie (SDI) y una señal de reloj (CLK), y para proporcionar una señal de salida de datos enserie (SDO), caracterizado porque el dispositivo de activación (10) comprende:

un circuito de reconocimiento (15) adaptado para generar una señal de conmutación de modo comparandouna longitud de tiempo de la señal de habilitación de bloqueo (LE) en el tiempo con un ciclo de la señal dereloj (CLK);

un circuito de conmutación (13) adaptado para recibir la señal de entrada de datos en serie (SDI) y paraalmacenar la señal de entrada de datos en serie (SDI) como al menos dos señales de selección (SLT3, SLT4)en un registro de señal de selección (17) o como un dato de actualización en una primera serie de registros(12a) según la señal de conmutación de modo;

al menos un circuito de registros (20"), que comprende la primera serie de registros (12a) y un primer selector(16), donde el circuito de registros (20") tiene un primer puerto de entrada y un primer puerto de salida,estando conectado el primer puerto de entrada a la primera serie de registros (12a), al circuito deconmutación (13) y a una primera entrada del primer selector (16), estando conectada una salida de laprimera serie de registros (12a) a una segunda entrada del primer selector (16), estando adaptado el circuitode registros (20") para almacenar los datos de actualización proporcionados por el circuito de conmutación(13) en la primera serie de registros (12a) o para saltarse la primera serie de registros (12a) para proporcionardirectamente los datos de actualización a una salida del primer selector (16) según una de las al menos dosseñales de selección (SLT3), donde la salida del primer selector está conectada al primer puerto de salida;un circuito intermedio (11), conectado en serie con el al menos un circuito de registros (20") y que comprendeuna segunda serie de registros (12b), un registro de derivación (14) y un segundo selector (16), donde elcircuito intermedio (11) presenta un segundo puerto de entrada y un segundo puerto de salida,proporcionándose la señal de salida de datos en serie (SDO) como la salida del circuito intermedio (11) através del segundo puerto de salida, estando conectado el segundo puerto de entrada a una entrada delregistro de derivación (14), al primer puerto de salida y a una entrada de la segunda serie de registros (12b),estando conectadas, respectivamente, una salida de la segunda serie de registros (12b) y una salida delregistro de derivación (14) a una primera entrada y a una segunda entrada del segundo selector (16), yestando adaptado el circuito intermedio (11) para almacenar los datos de actualización proporcionados por elal menos un circuito de registros (20") en la segunda serie de registros (12b) o para proporcionar los datos deactualización a través del registro de derivación (14) a una salida del segundo selector (16) según otra de lasal menos dos señales de selección (SLT4);

un medio de almacenamiento de datos de visualización (18), conectado a la primera serie de registros (12a) ya la segunda serie de registros (12b) mediante un módulo de conmutación electrónico (30), adaptado paraalmacenar múltiples datos de visualización cuando las al menos dos señales de selección (SLT3, SLT4) sonseñales de habilitación y se recibe un comando de actualización (CMD) para hacer que el módulo deconmutación electrónico (30) sea conductor y se conecte eléctricamente a la primera serie de registros (12a)y a la segunda serie de registros (12b), donde el medio de almacenamiento de datos de visualización (18)está adaptado además para actualizar los múltiples datos de visualización según los datos de actualizaciónalmacenados en la primera serie de registros (12a) y los datos de actualización almacenados en la segundaserie de registros (12b); y

un circuito de generación de señales (19), adaptado para proporcionar la señal de activación (DRI) según losmúltiples datos de visualización.

Dispositivo de activación de LED y sistema de activación correspondiente

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la invención La presente invención se refiere a un dispositivo y un sistema de activación de diodos de emisión de luz (LED) y, 10 más en particular, a un dispositivo de activación de LED y a un sistema que presenta un registro de derivación.

Técnica relacionada En los últimos años, el coste de fabricación de los diodos de emisión de luz (LED) se ha reducido considerablemente. Por lo tanto, los dispositivos de visualización LED se han aplicado extensamente en diversas situaciones, tales como en paneles de visualización al aire libre y en estadios.

Un dispositivo de visualización de LED usa normalmente decenas de miles de LED como píxeles de visualización, y los LED están dispuestos en una matriz. Los LED que presentan respectivamente diferentes brillos forman una imagen, y múltiples imágenes presentadas en una secuencia de tiempo pueden formar una imagen dinámica.

Además, los LED se usan normalmente en módulos de luz posterior, especialmente los módulos de luz posterior de iluminación directa para pantallas LCD. En el módulo de luz posterior de iluminación directa, los LED están dispuestos en una matriz distribuida de manera uniforme por detrás del panel LCD.

En términos generales, los LED se activan mediante un dispositivo de activación. El dispositivo de activación envía una señal de modulación de ancho de impulso (PWM) para activar los LED. El brillo de los LED es directamente proporcional al factor de trabajo de la señal PWM. El factor de trabajo de la señal PWM se determina por el valor almacenado en un registro del dispositivo de activación.

Si se requiere que los LED dispuestos en una matriz presenten diferentes brillos, se necesita un registro de múltiples bits para almacenar el valor del factor de trabajo de la señal PWM. Por ejemplo, si los LED están previstos para presentar 2N brillos diferentes, es necesario un registro de N bits para almacenar datos de brillo de N bits.

Para evitar el uso de un elevado número de puertos de entrada, los registros están diseñados como un registro de desplazamiento en serie, y los datos de brillo se introducen en serie en el registro serie. Además, el registro de desplazamiento necesita una señal de reloj para su control. Después del tiempo de un reloj, una señal de un bit puede introducirse en un registro de desplazamiento. Si es necesario introducir datos de brillo de N bits en el registro de desplazamiento en serie, se necesita el tiempo de N relojes. Dicho de otro modo, cuando el puerto de entrada del

registro de desplazamiento en serie recibe la señal correspondiente al brillo de un LED, la señal se recibe completamente en un registro de desplazamiento en serie después del tiempo de N relojes. Si un dispositivo de activación de LED puede activar 16 LED y cada LED se controla a un nivel de brillo de 12 bits, el tiempo de cada actualización del dispositivo de activación es el tiempo de 192 (12×16) relojes.

En términos generales, los LED dispuestos en una matriz (pantalla de visualización de LED o módulo de luz posterior de LED) se activan mediante múltiples dispositivos de activación, y los dispositivos de activación están conectados en serie. Tomando una matriz de LED 100×100 como ejemplo, cada activador puede activar 16 LED, y cada LED corresponde al nivel de brillo de 12 bits, siendo necesarios por tanto 625 activadores. Pero, si los 625 activadores están conectados en serie, el tiempo de cada actualización será muy largo. Por lo tanto, en la práctica,

los activadores de los LED de una misma fila están conectados en serie, es decir, 7 activadores están conectados en serie para formar una fila. Sin embargo, este procedimiento tiene varias deficiencias. En primer lugar, parte de los registros (144 registros correspondientes a 12 LED) del último activador no se usan, lo que supone un malgasto. En segundo lugar, cada fila necesita un puerto de E/S para su control, por lo que se usan demasiados puertos de E/S. En tercer lugar, si solo es necesario actualizar el brillo de una parte de los LED de una fila, sigue siendo necesario 55 actualizar todos los registros, lo que requiere mucho tiempo.

La solicitud de patente internacional WO 2009/095867 se refiere a un sistema de iluminación controlada que comprende un sistema de control y un conjunto de módulos de luz. Cada módulo de luz consiste en una barra de luz de LED y cada LED es controlado por un sistema de registros de desplazamiento a través de un activador respectivo. El sistema de registros de desplazamiento recibe una señal de datos de entrada y al menos dos señales de control, transmitiéndose al mismo tiempo a la entrada del siguiente sistema de registros de desplazamiento una señal de datos de salida y las mismas al menos dos señales de control. En una realización, el sistema de registros de desplazamiento se refiere a una interfaz de prueba de exploración de límites. A través del sistema de registros de desplazamiento, cada activador es controlado por al menos una celda de exploración de límites de 1 bit que implementa una función de exploración de límites. Por tanto,

la intensidad de cada LED en un conjunto de módulos de luz puede controlarse, y el conjunto puede reducirse de manera eficaz usando el registro de derivación del sistema de registros de desplazamiento.

El documento "Sequential Color LED Backlight Driving System for LCD Panels with Area Control" de T-F WU ET AL. POWER ELECTRONICS SPEClALlSTS CONFERENCE, 2007. PESC 2007. IEEE, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 17 de junio de 2007 (17/06/2007) , páginas 2947 a 2952, XP031218723, ISBN: 978-1-4244-0654-8, da a conocer un sistema de activación secuencial de luz posterior de diodos de emisión de luz (LED) de colores para paneles de pantalla de cristal líquido (LCD) con control de área. Debido a las mejoras en la eficacia luminosa, la rápida respuesta, la larga vida útil, la no utilización de mercurio y una amplia gama de colores, los LED han sustituido gradualmente a las lámparas fluorescentes de cátodo frío (CCFL) como luz posterior. Aunque se han propuesto algunas CCFL novedosas con un bajo contenido de mercurio y una amplia gama de colores, es difícil reducir su transición encendido-apagado. Recientemente, una técnica de visualización novedosa, denominada control de área,

que requiere luces posteriores de rápida respuesta, se ha propuesto para mejorar la relación de contraste de las LCD y reducir el consumo de energía de las luces posteriores. Con el control de área, un panel se divide en varias áreas, y el brillo de luz posterior de cada área se controla de manera individual. Además, se introduce una pantalla secuencial a color (CSD) para reducir adicionalmente el consumo de energía. Se ha fabricado un sistema de activación secuencial de luz posterior de LED de colores con control de área a partir del cual mediciones experimentales han verificado la viabilidad del sistema de activación propuesto.

La solicitud de patente japonesa nº. 2005-055730 soluciona el problema de cómo proporcionar un dispositivo de visualización de información con el que puede determinarse rápidamente el diagnóstico de un fallo y la especificación de una unidad de visualización defectuosa usando una unidad de visualización de una estructura 30 sencilla, siendo necesario que una sección de control desempeñe una función menos importante, y proporciona una unidad de visualización para el mismo y su procedimiento de detección de fallos. La solución es que cada unidad de visualización 1 esté dispuesta con biestables 10 y 11 en serie en un punto de salida de un registro de desplazamiento 5 y esté dotada de una puerta AND 12 para recibir la inversión de la salida del biestable 10 y de la salida y la entrada del biestable 11. Cuando conmutadores 7 y 8 fijan un modo directo y se introducen datos de comprobación en lugar de los datos de visualización de la sección de control, los datos de supervisión que indican si el registro de desplazamiento 5 es defectuoso o no se obtienen a partir de la puerta AND 12 en un momento designado. Los datos de supervisión se sintetizan en serie de manera sucesiva en el tiempo mediante una puerta OR 13 y un biestable 14 de supervisión y se proporcionan a la sección de control.

La patente estadounidense nº. 5.859.657 da a conocer un cabezal de impresión de no impacto que presenta una pluralidad de chips de CI de activador y una pluralidad de elementos de grabación tales como LED. Cada chip de CI de activador incluye una pluralidad de canales de transporte de corriente que se hacen funcionar para transportar corriente a elementos de grabación respectivos del cabezal... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de activación de diodos de emisión de luz, LED, (10) adaptado para generar una señal de activación (DRI) para activar múltiples LED, donde los LED están dispuestos en una matriz (90) , estando adaptado además el dispositivo de activación (10) para recibir una señal de habilitación de bloqueo (LE) , una señal de entrada de datos en serie (SDI) y una señal de reloj (CLK) , y para proporcionar una señal de salida de datos en serie (SDO) , caracterizado porque el dispositivo de activación (10) comprende:

un circuito de reconocimiento (15) adaptado para generar una señal de conmutación de modo comparando una longitud de tiempo de la señal de habilitación de bloqueo (LE) en el tiempo con un ciclo de la señal de reloj (CLK) ; un circuito de conmutación (13) adaptado para recibir la señal de entrada de datos en serie (SDI) y para almacenar la señal de entrada de datos en serie (SDI) como al menos dos señales de selección (SLT3, SLT4) en un registro de señal de selección (17) o como un dato de actualización en una primera serie de registros (12a) según la señal de conmutación de modo; al menos un circuito de registros (20”) , que comprende la primera serie de registros (12a) y un primer selector (16) , donde el circuito de registros (20") tiene un primer puerto de entrada y un primer puerto de salida, estando conectado el primer puerto de entrada a la primera serie de registros (12a) , al circuito de conmutación (13) y a una primera entrada del primer selector (16) , estando conectada una salida de la primera serie de registros (12a) a una segunda entrada del primer selector (16) , estando adaptado el circuito de registros (20”) para almacenar los datos de actualización proporcionados por el circuito de conmutación (13) en la primera serie de registros (12a) o para saltarse la primera serie de registros (12a) para proporcionar directamente los datos de actualización a una salida del primer selector (16) según una de las al menos dos señales de selección (SLT3) , donde la salida del primer selector está conectada al primer puerto de salida;

un circuito intermedio (11) , conectado en serie con el al menos un circuito de registros (20") y que comprende una segunda serie de registros (12b) , un registro de derivación (14) y un segundo selector (16) , donde el circuito intermedio (11) presenta un segundo puerto de entrada y un segundo puerto de salida, proporcionándose la señal de salida de datos en serie (SDO) como la salida del circuito intermedio (11) a través del segundo puerto de salida, estando conectado el segundo puerto de entrada a una entrada del

registro de derivación (14) , al primer puerto de salida y a una entrada de la segunda serie de registros (12b) , estando conectadas, respectivamente, una salida de la segunda serie de registros (12b) y una salida del registro de derivación (14) a una primera entrada y a una segunda entrada del segundo selector (16) , y estando adaptado el circuito intermedio (11) para almacenar los datos de actualización proporcionados por el al menos un circuito de registros (20”) en la segunda serie de registros (12b) o para proporcionar los datos de actualización a través del registro de derivación (14) a una salida del segundo selector (16) según otra de las al menos dos señales de selección (SLT4) ; un medio de almacenamiento de datos de visualización (18) , conectado a la primera serie de registros (12a) y a la segunda serie de registros (12b) mediante un módulo de conmutación electrónico (30) , adaptado para almacenar múltiples datos de visualización cuando las al menos dos señales de selección (SLT3, SLT4) son señales de habilitación y se recibe un comando de actualización (CMD) para hacer que el módulo de conmutación electrónico (30) sea conductor y se conecte eléctricamente a la primera serie de registros (12a) y a la segunda serie de registros (12b) , donde el medio de almacenamiento de datos de visualización (18) está adaptado además para actualizar los múltiples datos de visualización según los datos de actualización almacenados en la primera serie de registros (12a) y los datos de actualización almacenados en la segunda 45 serie de registros (12b) ; y un circuito de generación de señales (19) , adaptado para proporcionar la señal de activación (DRI) según los múltiples datos de visualización.

2. El dispositivo de activación de LED según la reivindicación 1, en el que la primera serie de registros 50 (12a) y la segunda serie de registros (12b) comprenden múltiples registros unitarios, y los registros unitarios están conectados en serie.

3. El dispositivo de activación de LED según la reivindicación 1, en el que cuando la longitud de tiempo de la señal de habilitación de bloqueo (LE) comprende un ciclo de la señal de reloj (CLK) , el circuito de conmutación 55 (13) está adaptado para almacenar la señal de entrada de datos en serie (SDI) como las al menos dos señales de selección (SLT3, SLT4) , y cuando la longitud de tiempo de la señal de habilitación de bloqueo (LE) comprende dos ciclos de la señal de reloj (CLK) , el circuito de conmutación (13) está adaptado para almacenar la señal de entrada de datos en serie (SDI) como los datos de actualización.

4. El dispositivo de activación de LED según la reivindicación 1, en el que el circuito intermedio (11) y el circuito de registros (20”) comprenden un conmutador electrónico, y la señal reloj (CLK) se introduce de manera selectiva mediante el conmutador electrónico en el circuito intermedio (11) y en el circuito de registros (20”) según las al menos dos señales de selección (SLT3, SLT4) .

5. Un sistema de activación de diodos de emisión de luz, que comprende una pluralidad de dispositivos de activación de LED según la reivindicación 1, en el que los dispositivos de activación de LED (10) están conectados en serie, y la señal de salida de datos en serie (SDO) proporcionada por uno de los dispositivos de activación de LED (10) es la señal de entrada de datos en serie (SDI) recibida por otro dispositivo de activación de

LED (10) .