CN100561551C - 发光二极管显示屏亮度等级调节方法 - Google Patents

发光二极管显示屏亮度等级调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种发光二极管显示屏亮度等级调节方法，其包括：为每个显示单元提供多个发光二极管驱动芯片，每个发光二极管驱动芯片包括多个输出引脚和输出使能引脚，且该多个发光二极管驱动芯片的输出使能引脚连接在一起，通过控制输入至该输出使能引脚的信号的占空比来控制所述发光二级管显示屏的亮度等级。本发明通过控制输入至该输出使能引脚的信号的占空比来控制所述发光二级管显示屏的亮度等级。另外，输入至该输出使能引脚的信号可由一环境亮度传感器根据当前环境的量度控制输出，所以可以自适应地调节全屏发光二极管亮度等级。

Description

发光二极管显示屏亮度等级调节方法
【技术领域】
本发明涉及一种发光二极管显示屏亮度等级调节方法。
【背景技术】
由于发光二极管(Light Emitting Diode，LED)显示屏具有色彩鲜艳、亮度高、寿命长、工作稳定可靠等优点，在许多行业都得到了广泛的应用，如在车站、码头、商场、银行等公共场所将发光三极管显示屏用于信息发布。
一块发光二极管显示屏存在数以百万计的发光二极管，这些发光二极管直接与驱动芯片连接，驱动芯片普遍采用串并转换芯片，驱动芯片以级联方式联接，如果全屏的驱动芯片级联成一串，数据传输比较缓慢，有时甚至无法正常工作。
目前业界通常把发光二极管显示屏分成多个显示单元，每个显示单元内的数据串行传送，而多个显示单元之间则并行传送。如图1所示，一个显示单元具有确定的像素点数，像素点数用p×q(p、q为2的n次幂2n)表示，其中q为行数，p为每行的像素点数。例如，可取64×4(共256点)、32×8(共256点)、32×4(共128点)等，一块发光二极管显示屏通常由大量的显示单元构成。
目前，大多采用脉宽调制方法来实现发光二极管显示屏的灰度控制，也就是周期性改变光脉冲宽度，即占空比，只要这个重复点亮发光二极管的周期足够短，即显示频率足够高时，由于人眼的视觉暂留而感觉不到发光象素在抖动。
所谓亮度等级，是指一种独立于灰度等级之外的，全屏整体性的亮度级别。
常规的发光二极管显示屏，其亮度等级是固定的。不管是阴天还是晴天，白天还是黑夜，发光二极管显示屏均为同一等级的亮度输出，不能随环境自适应调节其亮度等级，有时会造成观看效果不佳。
【发明内容】
为克服现有技术的发光二极管显示屏的亮度不能自适应调节的缺陷，本发明提供一种能对发光二极管显示屏的亮度自适应调节的发光二极管显示屏亮度等级调节方法。
本发明为解决上述技术问题所提供的一种技术方案是：提供一种发光二极管显示屏亮度等级调节方法，其包括：为每个显示单元提供多个发光二极管驱动芯片，每个发光二极管驱动芯片包括多个输出引脚和输出使能引脚，且该多个发光二极管驱动芯片的输出使能引脚连接在一起，通过控制输入至该输出使能引脚的信号的占空比来控制所述发光二级管显示屏的亮度等级，输入至该输出使能引脚的信号的占空比由一环境亮度传感器输出的信号来控制的。
与现有技术相比，本发明的发光二极管显示屏亮度等级调节方法，通过控制输入至该输出使能引脚的信号的占空比来控制所述发光二级管显示屏的亮度等级。
另外，输入至该输出使能引脚的信号可由一环境亮度传感器根据当前环境的量度控制输出，所以可以自适应地调节全屏发光二极管亮度等级。
【附图说明】
图1是一种现有技术的发光二极管显示屏的构成示意图。
图2至图4是显示脉宽不同时，全屏亮度等级与灰度值的关系图。
图5是发光二极管的一种驱动芯片TB62726的输出结构图。
图6至图7是显示脉宽不同时，全屏亮度等级的调节原理示意图。
图8是本发明的发光二极管显示屏的电路框图。
【具体实施方式】
对于全屏亮度等级控制方法，以下以像素点数为64×4＝256点的显示单元为例进行说明，其它像素点数的显示单元与其类似。
一个单位的显示脉宽，通常包含N个移位时钟周期，移位耐钟周期即为驱动芯片的工作时钟周期，0≤N≤256，一个单位的显示脉宽包含的移位时钟周期数的最大值等于显示单元像素点数。
如图2所示，发光二极管显示屏普通采用脉宽调制技术实现灰度控制。灰度0对应的显示脉宽为0，灰度1对应的显示脉宽为1个单位，......，灰度254对应的显示脉宽为254个单位，灰度255对应的显示脉宽为255个单位。
当N＝256时，如图2所示，此时全屏亮度等级最大，随着N的减少，全屏亮度等级相应减少，当N＝0时全屏LED熄灭。图3是N＝190时，对应的全屏亮度等级，该全屏亮度等级小于图2所示的全屏亮度等级。图4中，N＝120。图4的全屏亮度等级小于图2和图3所示的全屏亮度等级。图2至图4中只画出了显示脉冲，未画出移位时钟。
以下说明全屏亮度等级的调节方法。
发光二极管驱动芯片一般均包含有输出引脚OUT0～OUT15和输出使能引脚/OE。以日本东芝公司生产的发光二极管驱动芯片TB62726为例，OUT0～OUT15可直接驱动16个发光二极管，n片驱动芯片TB62726级联可驱动16n个发光二极管，同一单元内所有驱动芯片的输出使能引脚/OE连接在一起。图5显示一块驱动芯片TB62726的输出结构。
输入到Q0～Q15的信号均为脉宽调制信号，一个显示脉宽是固定的，包含256个移位时钟周期，即驱动芯片需要经过256次移位操作之后，才能产生这些脉宽调制信号，该脉宽调制信号称为Q信号，Q信号用于实现发光二极管的灰度控制。
发光二极管全屏亮度等级由输出使能信号控制，如果输出使能信号为恒定的逻辑低电平，经反相器反相后为恒定的逻辑高电平，“开通”TB62726输出端的与门，OUT0～OUT15的1个显示脉宽等于Q信号的1个显示脉宽，即包含N＝256个移位时钟周期，如图2所示，对应的全屏亮度等级最高。
如果输出使能信号是一个周期性脉冲，当输出使能信号为逻辑高电平时，经反相器反相后“关断”TB62726输出端的与门，全屏LED熄灭；反之，当/OE为逻辑低电平时，经反相器反相后“开通”TB62726输出端的与门，发光二极管是点亮还是熄灭受Q信号控制，Q为逻辑高时点亮，Q为逻辑低时熄灭，由于Q信号在实现每一级灰度时保持固定的占空比不变，故不会影响显示图像的灰度等级。因此，通过控制输出使能信号的占空比即可整体性地控制全屏发光二极管的亮度等级，而保持灰度等级不变。
图6和图7显示对应于灰度值4时，两种全屏亮度等级的情况。OUTn信号即是图3或图4中灰度值4的输出脉冲信号。显然，图6中OUTn的脉宽大于图7中OUTn的脉宽，即图6的亮度等级大于图7中的亮度等级。由图中可知，输出使能信号的占空比越大，发光二极管显示屏的亮度等级越低。
当改用像素点数为32×4(共128点)的显示单元时，1个单位的显示脉宽最多包含128个移位时钟周期。总之，1个单位的显示脉宽最多包含的移位时钟周期个数等于显示单元的点数。
请参阅图8，本发明的发光二极管显示屏亮度控制电路2包括计数器21、大于比较器22、选择器23和传感器24。该计数器21包括复位端reset、时钟脉冲输入端sclk和输出端C。该大于比较器22包括第一输入端、第二输入端和输出端。该选择器23包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端。
计数器21的输出端C与大于比较器22的第一输入端相连接。选择器23的第一输入端与传感器24相连接，选择器23的第二输入端具有一个第一占空比预设值，选择器23的第三输入端与手动模式/自动模式开关相连接，用于选择手动模式或者自动模式。选择器23的输出端P与大于比较器22的第二输入端相连接，大于出较器22的输出端与驱动芯片的输出使能引脚/OE相连接。
传感器24采用光敏传感器，如光探测器或光电传感器等。该传感器24可感知环境亮度，根据环境亮度的不同，输出不同的信号，该信号可改变输出使能引脚/OE信号的占空比，自适应地调节全屏亮度等级。
以N＝256像素点的显示单元为例，如图8所示，计数器21是一个模为N-1的循环计数器，sclk是计数器21的时钟信号，也是发光二极管驱动芯片(图未示)的移位信号。每一显示场开始时，reset将计数器21清零，之后在sclk控制下从0开始计数，计数器21的输出值C依次等于0、1、2、......、N-1、0、1、......，等。
如果选择手动模式，选择器23的输出值P等于第一占空比预设值1；如果选择自动模式，选择器23的输出值P等于第二占空比预设值2，即，等于传感器24的输出值。当C＞P时，大于比较器22的输出值，也即驱动芯片的输出使能引脚/OE的信号为高电平‘1’。反之，当C≤P时，大于比较器22的输出值，也即驱动芯片的输出使能引脚/OE的信号为低电平‘0’。即，大于比较器22的输出值，即驱动芯片的输出使能引脚/OE的信号是一个占空比受选择器23的输出值P控制的、周期等于N个sclk周期的脉冲信号。如前所述，/OE的占空比控制发光二极管显示屏的亮度等级。
如果处于自动模式，传感器24输出信号控制的第二占空比预设值2，从而实现发光二极管显示屏的自适应亮度控制。
本发明电路，只通过一路信号，控制发光二极管显示屏驱动芯片的输出使能引脚/OE的占空比，即可实现对全屏亮度等级整体性地控制，而且，全屏亮度等级的改变，与发光二极管显示屏灰度控制相互独立，即发光二极管显示屏灰度表现不因全屏亮度改变而改变。
当然，本发明不限于上述实施方式所述，还可以有其他变化。例如，该大于比较器22也可以采用小于比较器来代替，只需将选择器23的输出端接入比较器22的第一输入端，而将计数器21的输出端接入比较器22的第二输入端即可。所述传感器24也可以采用光敏晶体管。该选择器23可以是二选一选择器，也可以是多路选择器。

Claims (9)

1.一种发光二极管显示屏亮度等级调节方法，其包括：为每个显示单元提供多个发光二极管驱动芯片，每个发光二极管驱动芯片包括多个输出引脚和输出使能引脚，且该多个发光二极管驱动芯片的输出使能引脚连接在一起，其特征在于：通过控制输入至该输出使能引脚的信号的占空比来控制所述发光二级管显示屏的亮度等级，输入至该输出使能引脚的信号的占空比由一环境亮度传感器输出的信号来控制的。
2.如权利要求1所述的发光二极管显示屏亮度等级调节方法，其特征在于：该环境亮度传感器是光敏传感器。
3.如权利要求2所述的发光二极管显示屏亮度等级调节方法，其特征在于：所述光敏传感器是光敏晶体管。
4.如权利要求1所述的发光二极管显示屏亮度等级调节方法，其特征在于：每个输出引脚连接一个与门的输出端，每个与门的两个输入端中的一端通过一反向器与输出使能引脚相连。
5.如权利要求1所述的发光二极管显示屏亮度等级调节方法，其特征在于：每个与门的两个输入端中的另一端加载的脉宽调制信号。
6.如权利要求1所述的发光二极管显示屏亮度等级调节方法，其特征在于：在输出使能引脚加载的控制信号包括周期性脉冲和恒定低电平信号。
7.如权利要求1所述的发光二极管显示屏亮度等级调节方法，其特征在于：当输出使能信号为恒定的逻辑低电平时，经反相器反相后为恒定的逻辑高电平，“开通”输出端的与门，对应的全屏亮度等级最高。
8.如权利要求1所述的发光二极管显示屏亮度等级调节方法，其特征在于：当输出使能信号为逻辑高电平时，经反相器反相后“关断”输出端的与门，全屏LED熄灭。
9.如权利要求1所述的发光二极管显示屏亮度等级调节方法，其特征在于：输入至该输出使能引脚的信号在实现每一级灰度时保持固定的占空比不变，从而保持灰度等级不变。
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