Пристрій відображення відеоінформації на рідкокристалічному екрані складеному

 

Винахід відноситься до засобів відображення інформації колективного користування, які дозволяють відображати на складеному екрані одночасно кілька окремих телевізійних і комп'ютерних зображень або з більшою роздільною здатністю зображення одного з них. Відеоінформація може бути представлена у чорно-білому, кольоровому або спектрозональном варіанті у вигляді реальних зображень або зображень в умовних кольорах, окремих даних, графіків, електронних карт і т. д.

Такі засоби відображення інформації мають практичне застосування для вирішення різних завдань відеоспостереження та управління об'єктами в космонавтиці, на транспорті (залізні дороги, міський транспорт, судноплавство, авіація), у промисловості (нафтової, газової, хімічної і ін), в телекомунікаційній галузі, на атомних станціях, електроенергетиці та інших галузях.

Вони можуть бути використані в спеціальних системах моніторингу, конференц-залах високого представницького рівня, в центрах оперативного управління стратегічними об'єктами, у ситуаційних центрах міністерств і відомств, муніципального та державного управління з проведенням сеансів видеоконференцс�оревнований, у залах рекламування торгової продукції, в диспетчерських пунктах, у виставковій діяльності, сфері дозвілля та індустрії розваг, шоу-бізнесі і т. д.

Пристрої відображення на великому складеному екрані можуть бути різних типів, кожен з яких характеризується використовуваної технологією відображення відеоінформації. Вони включають окремі пристрої відображення відеоінформації (електронно-променеві трубки, проекційні модулі, рідкокристалічний екрани, плазмові і світлодіодні екрани і т. д.), об'єднані за допомогою системи їх взаємного кріплення в так званий "видеокуб". Далі, кілька таких видеокубов стикуються між собою з невеликими зазорами і утворюють так звані "відеостіни" або набір видеокубов. Здійснюючи стиковку в одну систему по горизонталі і вертикалі кілька таких видеокубов - утворюють матрицю виду (M-N), де фактично число окремих модулів для реалізації складеного екрана по горизонталі і вертикалі може приймати значення M,N=1,2,3,...S, де N - число рядів по вертикалі, що містять М-окремих екранів по горизонталі.

При цьому, загальна кількість модулів може бути рівним, наприклад, 2×2, 3×3, 4×4, 1×3, 2×5 і т. д. Їх число вибирається з умови забезпечення требу�завдань спостереження, контролю та управління об'єктами.

Якщо для одиночного екрану однорідність у всіх його точках по яскравості не так істотні для сприйняття глядачем, як, скажімо, якість передачі кольору, то для складеного екрану великого розміру вони критично важливі. Навіть незначні відхилення в цих характеристиках можуть призвести до того, що полиэкранное зображення не буде сприйматися як єдине ціле.

На сьогодні пристрої відображення відеоінформації на великому складеному екрані, як правило, забезпечують дозвіл зображення зі стандартною, підвищеною і високою чіткістю, з діагоналлю окремого екрану від 40 до 84 дюймів і більше.

Пристрій управління складовим екраном (багатоканальний відеопроцесор) може формувати єдине інформаційне поле з роздільною здатністю, рівним сумі окремих дозволів екранів. Так, наприклад,

сумарна дозвіл складеного екрана, зібраного з модулів з роздільною здатністю 1920×1080 точок, організованих в матрицю M-N=2×2, становить 3840×2160 точок (пікселів). Використовуючи окремі модулі відображення з певним дозволом і організовуючи їх у єдиний простір, можна створювати складові екрани (відеостіну) зі значним роздільною здатністю до необхідної деталі�х недоліків пристроїв і засобів відображення інформації на складеному великому екрані є все ж наявність видимого зазору між окремими екранними модулями (у вигляді чорних смуг між екранами), що призводить до втрати цілісності візуального сприйняття єдиного зображення. Важливим завданням при проектуванні і створенні таких пристроїв відображення відеоінформації є забезпечення можливості зменшення до мінімального розміру стикування (видимого зазору) окремих екранів в складеному екрані [1-4].

Відомо проекційне пристрій телевізійних і комп'ютерних зображень, згідно з патентом РФ на винахід за №2364907, МПК G03B 21/00 [5]. В даному пристрої досягається вирішення завдання по зменшенню величини зазору між фрагментами складеного проекційного екрану до величини 0,1 мм.

Разом з тим основним недоліком пристроїв даного типу стало проявлятися те, що використання в кожному проекційному модулі окремих джерел світла, які мають терміном служби всього від 2 до 3 тисяч годин, не ефективно. Використовувані лампи досить дорогі, їх вартість становить 20-35% від вартості проектора, що дуже помітно позначається при тривалій експлуатації таких проекторів. Крім того, використання проекційних модулів для відображення відеоінформації вимагає щодо великої відстань між відображає складовим просвітні екраном і задньою стінкою пристрою, чт�ажающих пристроїв даного типу, особливо при малих розмірах приміщень (конференц-залів), зважаючи на обмеженість вільного простору, і в силу цього не може забезпечення необхідних температурних режимів їх роботи, що погіршує якісні та експлуатаційні характеристики всього проекційного пристрою.

В останні роки все більше застосування знаходять різні види рідкокристалічних (РК) моніторів (дисплеїв), до основних переваг яких можна віднести малу товщину і масу порівняно з проекційними пристроями просветного типу. Зараз технології РК-дисплеїв є найбільш перспективними, і сектор ринку продажу таких моніторів є найбільш швидкозростаючим. Принцип роботи РК-дисплеїв докладно описаний у роботі [6] і він заснований на явищі поляризації світлового потоку.

Побудова пристроїв відображення відеоінформації на великому складеному екрані з використанням деякого числа РК-дисплеїв, для освіти відеостіни, гальмувалося через досить товстих зовнішніх рамок окремих дисплеїв (20-25 мм). Загальна єдине зображення на складеному екрані виходило картатим, і це значно зменшувало сферу застосування відеостін з використанням РК-дисплеїв. В останні роки були роз� відеостіні може досягати величини від 5,0 до 7,3 мм. При цьому слід зазначити, що на сьогодні деякі дисплеї мають розмір 55" по діагоналі і вище та з роздільною здатністю HD(1920×1080) [7, 8].

Найбільш близьким за технічною сутністю є пристрій відображення відеоінформації на складеному рідкокристалічному (РК) екрані, включає джерело мультимедійних сигналів, у тому числі сигналів телевізійних і комп'ютерних зображень, багатоканальні комутатори і відеосервери, блоки управління автономної і спільною роботою РК-дисплеїв і їх моніторингу, систему їх взаємного кріплення і

набір РК-дисплеїв, відображають на складеному екрані відеозображення від різних джерел відеосигналів або з великою роздільною здатністю одного з них складовою екран, в якому зазор між окремими екранами визначається вибираемим тип РК-дисплея [8]. Пристрій відображення відеоінформації на складеному рідкокристалічному (РК) включає набір з (M-N) РК-дисплеїв, де N - число рядів РК-дисплеїв по вертикалі, кожен ряд з яких містить М РК-дисплеїв по горизонталі, що відображає відеозображення від різних джерел відеосигналів або з великою роздільною здатністю одного з них. Недоліком відомого рішення щодо реалізації великого складеного екрана (M-N) відділів�е важко. Наявність видимого зазору між окремими РК-екранами, у вигляді чорних смуг, призводить до погіршення комфортності сприйняття зображень і, насамперед, проявляється, коли одне джерело відеосигналу відображається на всьому складеному екрані (відеостіні).

На фіг. 1 показано, для прикладу, реальне відеозображення на складеному РК екрані розміром 2×2. Як видно, присутні чорні смужки в відеопотоці між сусідніми екранами РК-дисплеїв погіршують комфортність і якість сприйняття зображення.

Технічний результат - забезпечення підвищення якості відображення і комфортності сприйняття відеоінформації на складових РК екранах при відображенні єдиного зображення.

Технічний результат досягається тим, що в пристрої відображення відеоінформації на складеному рідкокристалічному (ЖК), що включає джерело мультимедійних сигналів, у тому числі сигналів телевізійних і комп'ютерних зображень, багатоканальні комутатори і відеосервери, блоки управління автономної і спільною роботою РК-дисплеїв і їх моніторингу, систему їх взаємного кріплення і набір РК-дисплеїв відображають на складеному екрані відеозображення від різних джерел відеосигналів або з більш�

екрані введено блок комутації та управління роботою світлодіодних панелей, з'єднаний з відеопроцесорами окремих РК-дисплеїв, а в проміжках між двома окремими суміжними РК екранами по вертикалі і горизонталі додатково на поверхні зазорів встановлені світлодіодні панелі, що містять триколірні RGB світлодіоди, випромінювання які направлено у бік зорового сприйняття зображення складеного екрана, причому в зазорах по вертикалі між двома сусідніми екранами, число яких дорівнює М-1, відображається відеоінформація останнього стовпця попереднього дисплея, де М - загальна кількість РК-дисплеїв, розташовуються по горизонталі, а в зазорах по горизонталі між двома сусідніми екранами, число яких дорівнює ЛМ, відображається відеоінформація останній рядок попереднього дисплея, де N - загальне число рядів по вертикалі горизонтально розташованих РК-дисплеїв, при цьому для складеного РК екрану загальне число використовуваних триколірних світлодіодів в зазорах по вертикалі і горизонталі становить величину

m=Y/d і n=X/d

де Y і Х - лінійний розмір окремого РК екрану по кадру (вертикалі) та рядках (горизонталі), d - діаметр окремого RGB світлодіоди.

Пристрій може бути виконано так, чции про розподіл амплітудних значень RGB відеосигналів останнього рядка і останнього стовпця від відеопроцесорів окремих РК-дисплеїв.

На фіг. 2 представлена схема пропонованого пристрою відображення відеоінформації на складеному РК екрані.

Пристрій відображення відеоінформації на складеному РК екрані, що складається з декількох окремих екранів, утворюють відеостіну, містить (фіг. 2) складовою ЖК екран з системою їх взаємного кріплення який включає N·M окремих РК-дисплеїв 11, 12, 13і 14(для розглянутого випадку окремих РК екранів Э11;Е 12, Е 13, Е 14), блок багатоканальних комутаторів і відеопроцесорів 2, блок комутації та управління роботою світлодіодних панелей 3, джерело внутрішніх і зовнішніх сигналів відеозображень 4, блок управління і моніторингу 5. На фіг. 2 показано, що вертикальні зазори (по кадру) утворюються між

двома РК-екранами (Э11, Э12) і (Э13, Э14), а горизонтальні зазори (по рядку) між двома РК-екранами (Э11, Э13) і(Э12, Э14).

Пристрій відображення відеоінформації на складеному екрані, згідно фіг. 2, включає окремі РК-дисплеї 11, 12, 13і 14які , залежно від режиму роботи є незалежними або загальними модулями. Кожен РК-дисплей здатний ф�х входи від джерела внутрішніх і зовнішніх сигналів відеозображень 4. Крім того, пристрій може працювати в режимі, коли складовою екран з повним дозволом відеостіни відображає зображення одного джерела відеосигналу, для чого від блоку на 2 входи РК-дисплеїв 11, 12, 13і 14для цього режиму роботи надходять свої керуючі та інформаційні сигнали з формуванням відеосигналів відповідної частини всього зображення.

Як відомо, злагоджена робота всіх РК-дисплеїв досягається за рахунок використання спеціальних контролерів (відеопроцесорів) і програмного забезпечення блоку 2, які є своєрідним інтерфейсом між джерелами відеоінформації і відеостіною. Вони призначені для прийому, обробки, зберігання і відображення на великому екрані (відеостіні) різної мультимедійної інформації, їх виводу на окремі екрани, утворені кількома РК-дисплеями. При цьому для кожного РК-дисплея, в залежності від його місця розташування, контролер синхронно формує відеосигнали відповідної частини загального зображення. Крім того, контролери відеостін мають можливість виводити зображення на відеостіну від різних зовнішніх джерел (відеокамер, комп'ютерів, плеєрів і т. д.). Залежно від размерарианти відображення відеоінформації на складеному екрані 2×2, 3×2, 2×3, 3×3 і т. д.

На фіг. 3 представлений загальний вигляд складеного РК екрану з загальним числом окремих екранів, рівних величиною (M·N=2×2=4), де у вертикальних і горизонтальних зазорах між окремими РК екранами Э11,Э12, Э13, Э14встановлені триколірні RGB світлодіоди, які мають певний діаметр d, наприклад, рівний величині зазору між двома сусідніми РК екранами Э11,Э12, Э13, Э14. Позначення: складовою ЖК екран з системою взаємного кріплення (на фіг. 1, і фіг. 2 не позначені окремою позицією), вертикальна світлодіодна панель 6, горизонтальна світлодіодна панель 7, окремий триколірний RGB світлодіод 8 в збільшеному масштабі. Для складеного РК екрану загальне число використовуваних RGB світлодіодів 8 в зазорах по вертикалі і горизонталі становить величину

m=Y/d і n=X/d,

де Y і Х - лінійний розмір окремого РК екрану Э11,Э12, Э13, Э14по кадру і рядку, d - діаметр триколірних RGB світлодіодів 8, М - загальне число РК дисплеїв, розташовуються по горизонталі (М =1,2,3,...,S), і TV - загальне число рядів таких дисплеїв по вертикалі (N =1,2,3,...,K).

Інтенсивність світіння триколірних RGB світлодіодів в зазорах складеного екрана регулюється блоком коммуѻяющие сигнали на відповідні світлодіодні панелі 6, 7. З блоку 2 багатоканальних комутаторів і відеопроцесорів на перший і другий входи блоку 3 комутації та управління роботою світлодіодних панелей надходить відеоінформація про розподіл амплітудних значень RGB відеосигналу останнього рядка РК-дисплеїв 11і 12. На третій і четвертий входи блоку 3 надходить відеоінформація про розподіл амплітудних значень RGB відеосигналу останнього стовпця РК-дисплеїв 11і 13.

Установка світлодіодних панелей 6, 7 в зазорах між двома сусідніми РК екранами по вертикалі і горизонталі в місцях їх стикування фактично прибирає чорні смуги в складеному РК екрані, за рахунок світіння в цих

зазорах триколірних світлодіодів 8 згідно з амплітудою відеосигналу зображення останнього рядка і останнього стовпця. Такий принцип заміни зображень чорних смуг на зображення світлодіодних панелей окремого рядка і стовпця заснований на взаємній кореляції амплітуди сигналів зображень від елемента до елемента і від рядка до рядку (які практично не змінюються). Цим самим досягається підвищення якості відображення і комфортності зорового сприйняття відеоінформації.

Використання триколірних RGB светодиодих панелей 6, 7, розташовуються в проміжках складеного екрана. Інтенсивність світіння світлодіодів в принципі можна регулювати двома способами: аналоговим (чим нижче струм, тим менше яскравість) і цифровим широтно-імпульсним. Однак перший має суттєві недоліки, оскільки яскравість і випромінюється колір світлодіода не пропорційна току. Тому для керування яскравістю світлодіодів найчастіше використовують широтно-імпульсну модуляцію постійного (номінального робочого) струму, змінюючи коефіцієнт заповнення коливань.

Принцип дії і опис роботи окремих блоків і вузлів у частині обробки і відображення інформації на складеному екрані можна знайти в наступних роботах[1, 2, 5, 6, 7].

Джерела інформації

1. Садчихин А. В., Созінов С. Б., Морозов А.с Програмно-апаратні комплекси на основі вітчизняних складових екранів. Електроніка: Наука, Технологія, Бізнес. М., 2005, вип.8.

2. Любимов Б. О. Проблема проектування ситуаційного центру і основні напрями її вирішення. М: ИНИОН РАН, 2005. - 112 с.

3. Патент ЕР 0650295, МКИ H04N 5/74,- опубл. 21.07. 1999.

4. Патент РФ №2257602 РФ, G03B 21/00. Проекційне пристрій (варіанти). - опубл. 27.07.2005 р., Бюл. 21.

5. Патент РФ №2364907, МПК G03B 21/00.Проекційне пристрій телевізійних �юо. №23.

6. Мухін І. А. Розвиток рідкокристалічних моніторів. Частина 1 і 2/ Broadcasting. Телебачення і радіомовлення. М.: 2005, №2 та №4. С. 55-56 і С. 71-73.

7. Рибка А. В цілому і деталях/Світ автоматизації, №1(3), лютий 2006 р.

8. PC Week Review. Полиэкранние системи. Спец. випуск, квітень 2010 р.

1. Пристрій відображення відеоінформації на складеному рідкокристалічному (РК) екрані, включає джерело мультимедійних сигналів, у тому числі сигналів телевізійних і комп'ютерних зображень, багатоканальні комутатори і відеосервери, блоки управління автономної і спільною роботою РК-дисплеїв і їх моніторингу, систему їх взаємного кріплення і набір РК-дисплеїв, відображають на складеному екрані відеозображення від різних джерел відеосигналів або з великою роздільною здатністю одного з них, що відрізняється тим, що пристрій відображення відеоінформації на складеному РК екрані введено блок комутації та управління роботою світлодіодних панелей, з'єднаний з відеопроцесорами окремих РК-дисплеїв, а в зазорах між двома окремими суміжними РК екранами по вертикалі і горизонталі додатково на поверхні зазорів встановлені світлодіодні панелі, що містять триколірні RGB світлодіоди, випромінювання яких напу двома сусідніми екранами, число яких дорівнює М-1, відображається відеоінформація останнього стовпця попереднього дисплея, де М - загальна кількість РК-дисплеїв, розташовані по горизонталі, а в зазорах по горизонталі між двома сусідніми екранами, число яких дорівнює N-1, відображається відеоінформація останній рядок попереднього дисплея, де N-загальне число рядів по вертикалі горизонтально розташованих РК-дисплеїв, при цьому для складеного РК екрану загальне число використовуваних триколірних світлодіодів в зазорах по вертикалі і горизонталі становить величину
m=Y/d і n=X/d,
де Y і X - лінійний розмір окремого РК екрану по кадру (вертикалі) та рядках (горизонталі), d - діаметр окремого RGB світлодіоди.

2. Пристрій п. 1, яке відрізняється тим, що блок комутації та управління роботою світлодіодних панелей виконаний з можливістю передачі відеоінформації про розподіл амплітудних значень RGB відеосигналів останнього рядка і останнього стовпця від відеопроцесорів окремих РК-дисплеїв.



 

Схожі патенти:

Спосіб візуального аналізу телевізійних сигналів з великим динамічним діапазоном і пристрій, що реалізує цей спосіб

Винахід відноситься до галузі телебачення, а в ній до систем моніторингу і розвідки з використанням телевізійних засобів

Спосіб управління розміром зображення і пристрій для виявлення лівої і правої меж зображення

Винахід відноситься до галузі управління розміром зображення в телевізійному приймачі

Пристрій і спосіб автоматичного регулювання розміру зображення у відеосистемі

Винахід відноситься до області автоматичного регулювання розміру зображення у відеосистемі, наприклад, відеомонітора

Пристрій і спосіб автоматичного регулювання параметрів зображення на екрані дисплея

Винахід відноситься до пристроїв відображення, до сфери регулювання параметрів зображення на екрані

Пристрій рядкової розгортки для індексного електронно - променевої трубки

Винахід відноситься до телевізійної техніки

Пристрій для формування коригуючого сигналу

Винахід відноситься до телебачення і може використовуватися у схемах розгортки і корекції растру ЕПТ

Система для забезпечення хостингу об'єктів графічної компонування/подання

Винахід відноситься до обчислювальних компонентів для впорядкування графічних елементів, які відображаються через графічний користувальницький інтерфейс

Пристрій, спосіб і носій для керування орієнтацією зображення

Винахід відноситься до управління орієнтацією зображення

Спосіб відображення інформації на дисплеї двухстрочном

Винахід відноситься до автоелектроніці і може бути використаний для індикації значень різних параметрів системи
Up!