CN104505022A - 一种高密度户内led显示屏驱动方法及led驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高密度户内LED显示屏驱动方法及LED驱动器，该方法通过行扫描信号依次选通各行LED，将输入各行LED的灰度数据分别转换成对应大小的驱动电流，驱动电流驱动相应LED通道的LED发光。因此在本发明提供的LED显示屏驱动方法中刷新率与灰阶无关，解决了现有的扫描驱动LED屏技术中高刷新率与高灰阶不能共存的技术难题，使用本方法，可以通过设置较短的扫描周期来提高刷新率，使高密度户内LED显示屏在高灰阶的情况下也能保持高刷新率。

Description

一种高密度户内LED显示屏驱动方法及LED驱动器
技术领域
本发明涉及LED显示屏领域，更具体地，涉及一种高密度户内LED显示屏驱动方法及LED驱动器。
背景技术
近年来，随着LED显示屏行业的蓬勃发展，高密度、高灰阶的户内LED显示屏是当前LED技术的发展方向，也是研究重点。然而，目前高密度户内LED显示屏使用的驱动技术是继承于传统户外LED显示屏的扫描驱动LED屏技术。
然而随着像素密度的增加，高密度户内LED显示屏在使用扫描驱动LED屏技术时，受成本和电路板面积的局限，驱动芯片数量不能同比例增加，只能通过增加驱动芯片的复用度来解决，如原来扫描数是8的驱动芯片增加复用度后扫描数为32，即1路驱动芯片输出通道分时复用驱动32个LED发光点。
扫描驱动LED屏技术，是通过点亮时间控制方法(PWM)进行亮度的控制；具体扫描过程如图1所示。扫描驱动LED屏技术中，刷新率与灰阶关系是：f=1/(n2mt)=f0/(n2m)。其中计数驱动时钟频率为f0，扫描数为n，灰阶为m。设定计数驱动时钟频率f0=20Mhz，扫描数n=8，刷新率为1220hz时，灰阶是11bit；扫描数n=32，刷新率为1220hz时，灰阶数是9bit。
由上式可知，灰阶数越高，点亮周期就越长，刷新率越低。因此，高刷新率和高灰阶相互矛盾，难以同时兼顾。
传统的户外LED显示屏像素密度不高，扫描数比较低，同时由于像素间距较宽，观看距离较远，刷新率和灰阶的矛盾并不是十分突出，因此比较容易获取平衡的显示效果。但在高密度户内LED显示屏中，像素间距小，人们的观看距离近，对显示效果期望高；在扫描数增加的情况下要保持同等刷新率，灰阶数必然降低，显示效果变恶劣。因此，如何使高密度户内LED显示屏的刷新率与灰阶保持平衡，取得更好的显示效果，是现阶段LED行业内的技术难题。
为了克服上述问题，业内人士提出了一种提高刷新率的方法，该方法的扫描过程如图2所示，在亮度控制信号的工作周期不变的情况下，通过切割每一种周期中不发光或发光的连续脉冲，并将其尽量平均分数于该周期内，以提高刷新率。该方法需要设置多个计数器，增加了驱动电路的复杂度，增加了成本。同时该方法仅把发光脉冲打散到发光周期内；在多扫时，未把发光脉冲打散至整个扫描周期，实质的刷新率并未明显提高。
发明内容
本发明的发明目的一在于提供一种高密度户内LED显示屏驱动方法，该方法能解决现有的扫描驱动LED屏技术中高刷新率与高灰阶不能共存的技术难题，使高密度户内LED显示屏能在高灰阶的情况下也能保持高刷新率，优化高密度户内LED显示屏的显示效果。
本发明的发明目的二在于提供一种LED驱动器，应用LED驱动器，可使高密度户内LED显示屏能在高灰阶的情况下也能保持高刷新率，优化高密度户内LED显示屏的显示效果。
为实现发明目的一，本发明采用的技术方案如下：
一种高密度户内LED显示屏驱动方法，通过行扫描信号依次选通各行LED，将输入各行LED的灰度数据分别转换成对应大小的驱动电流，驱动电流驱动相应LED通道的LED发光。
上述方案中，灰度数据被转换成相应大小的驱动电流，驱动电流驱动相应LED通道的LED发光，因此本发明提供的LED显示屏驱动方法中刷新率与灰阶无关 。
在使用本方法对高密度户内LED显示屏进行驱动的时候，可以通过设置较短的扫描周期来提高刷新率。
为实现发明目的二，本发明采取的技术方案如下：
一种LED驱动器，包括移位寄存器和若干灰阶通道，移位寄存器与若干灰阶通道连接，灰阶通道包括数模转换器，数模转换器与移位寄存器连接。
在将上述LED驱动器应用在高密度户内LED显示屏上时，需要将显示图像的灰度数据的输出接口与移位寄存器输入接口连接，同时需要将移位寄存器接入时钟电路，再者，若干灰阶通道的数模转换器分别与各条LED通道中的LED连接。
上述方案中，显示图像的灰度数据输入至移位寄存器，移位寄存器将灰度数据输送至相应的灰阶通道。相应灰阶通道的数模转换器将接收到的灰度数据转换成对应大小的驱动电流，驱动电流驱动与之连接的LED发光。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提供的LED显示屏驱动方法，通过行扫描信号依次选通各行LED，将输入各行LED的灰度数据分别转换成对应大小的驱动电流，驱动电流驱动相应LED通道的LED发光；因此在本发明提供的LED显示屏驱动方法中刷新率与灰阶无关，解决了现有的扫描驱动LED屏技术中高刷新率与高灰阶不能共存的技术难题，使用本方法，可以通过设置较短的扫描周期来提高刷新率，使高密度户内LED显示屏在高灰阶的情况下也能保持高刷新率。
附图说明
图1为扫描驱动LED屏技术扫描过程示意图。
图2为现有技术提供的刷新率提高方法扫描过程示意图。
图3为灰度数据与转换成的驱动电流对应关系示意图。
图4为LED驱动器的结构示意图。
图5为数模转换器结构示意图。
图6为应用LED驱动器后扫描过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本发明提供了一种高密度户内LED显示屏驱动方法，该方法通过行扫描信号依次选通各行LED，将输入各行LED的灰度数据分别转换成对应大小的驱动电流，驱动电流驱动相应LED通道的LED发光。
上述方案中，灰度数据被转换成相应大小的驱动电流，驱动电流驱动相应LED通道的LED发光，因此本发明提供的LED显示屏驱动方法中刷新率与灰阶无关 。
在使用本方法对高密度户内LED显示屏进行驱动的时候，可以通过设置较短的扫描周期来提高高密度户内LED显示屏的刷新率。
同时，本发明还提出了一种利用LED驱动器来将灰度数据转换成对应大小的驱动电流的方法。LED驱动器包括移位寄存器和数模转换器，其中移位寄存器用于接收显示图像的灰度数据，数模转换器用于将灰度数据转换成对应大小的驱动电流，驱动电流驱动相应LED通道的LED发光。
作为一种优选方案，上述方法在具体的实施过程中，LED驱动器还包括有灰阶寄存器，灰阶寄存器用于缓存移位寄存器接收的灰度数据，并将灰度数据输送至数模转换器。应当指出的是，在具体实施过程中，灰度数据与转换成的驱动电流的对应大小关系为线性关系或非线性关系。本实施例中，如图3所示，灰度数据与转换成的驱动电流的对应大小关系为线性关系。
在具体实施过程中，LED驱动器的结构如图4所示，包括移位寄存器和若干灰阶通道，移位寄存器与若干灰阶通道连接，灰阶通道包括数模转换器和灰阶寄存器，数模转换器通过灰阶寄存器与移位寄存器连接。
在将LED驱动器应用在高密度户内LED显示屏上时，需要将显示图像的灰度数据的输出接口与移位寄存器输入接口连接，同时需要将移位寄存器接入时钟电路，再者，若干灰阶通道的数模转换器分别与各条LED通道中的LED连接。
上述方案中，显示图像的灰度数据输入至移位寄存器，移位寄存器将灰度数据输送至相应的灰阶通道；相应灰阶通道的灰阶寄存器缓存移位寄存器输送的灰度数据，并将灰度数据输送至与之连接的数模转换器，数模转换器将接收到的灰度数据转换成对应大小的驱动电流，驱动电流驱动与之连接的LED发光。
本实施例中，如图5所示，数模转换器包括DAC模块和V-I模块，V-I模块通过DAC模块与移位寄存器连接。其中DAC模块用于将灰度数据转换成为对应大小的电平信号，电平信号经V-I模块后转换成为对应大小的驱动电流，驱动电流驱动与之连接的LED发光。上述方案中，高密度户内LED显示屏的灰阶是由数模转换器的转换精度决定的，如DAC模块是12bit，则数模转换器精度及灰阶为12bit，因此可通过选用更高精度的DAC模块，来获取更高的灰阶，所以应用了LED驱动器后，灰阶与扫描数、刷新率无关。
本发明中，应用了LED驱动器后，扫描过程如图6所示，刷新率与数模转换器的转换时间T1、驱动电流维持时间T2以及扫描数n有关，具体如下式：
普通DAC模块的转换时间在2us内，驱动电流维持时间可以根据显示需要设置，如可设置为18us，在扫描数为32时刷新率为1562hz。因此可以通过采用转换时间更短的DAC模块或缩短驱动电流维持时间，进一步提高刷新率。
本发明提供的LED显示屏驱动方法，通过行扫描信号依次选通各行LED，将输入各行LED的灰度数据分别转换成对应大小的驱动电流，驱动电流驱动相应LED通道的LED发光；因此在本发明提供的LED显示屏驱动方法中刷新率与灰阶无关，解决了现有的扫描驱动LED屏技术中高刷新率与高灰阶不能共存的技术难题，使用本方法，可以通过设置较短的扫描周期来提高刷新率，使高密度户内LED显示屏在高灰阶的情况下也能保持高刷新率。
本实施例仅列出一种先通过DAC模块把灰度数据转换为电平信号，再把电平信号转换为电流信号，最终实现根据灰度数据大小控制输出电流的数模转换器。其中DAC模块及V-I模块的实现在集成电路设计或模拟电路设计均有通用且成熟的典型电路模型可实现。另外，以此为目的，还有例如镜像电流源等方法实现灰度数据转换为电流的数模转换器，在此不一一列举。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高密度户内LED显示屏驱动方法，其特征在于：通过行扫描信号依次选通各行LED，将输入各行LED的灰度数据分别转换成对应大小的驱动电流，驱动电流驱动相应LED通道的LED发光。
2.根据权利要求1所述的高密度户内LED显示屏驱动方法，其特征在于：输入各行LED的灰度数据是通过LED驱动器分别转换成对应大小的驱动电流；所述LED驱动器包括移位寄存器和数模转换器，其中移位寄存器用于接收显示图像的灰度数据，数模转换器用于将灰度数据转换成对应大小的驱动电流，驱动电流驱动相应LED通道的LED发光。
3.根据权利要求2所述的高密度户内LED显示屏驱动方法，其特征在于：所述LED驱动器还包括有灰阶寄存器，灰阶寄存器用于缓存移位寄存器接收的灰度数据，并将灰度数据输送至数模转换器。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高密度户内LED显示屏驱动方法，其特征在于：所述灰度数据与转换成的驱动电流的对应大小关系为线性关系或非线性关系。
5.一种LED驱动器，其特征在于：包括移位寄存器和若干灰阶通道，移位寄存器与若干灰阶通道连接，灰阶通道包括数模转换器，数模转换器与移位寄存器连接。
6.根据权利要求5所述的LED驱动器，其特征在于：所述数模转换器包括DAC模块和V-I模块，V-I模块通过DAC模块与移位寄存器连接。
7.根据权利要求5所述的LED驱动器，其特征在于：所述灰阶通道还包括有灰阶寄存器，数模转换器通过灰阶寄存器与移位寄存器连接。
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