CN107016955A - Led显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及LED显示屏技术领域，公开了一种LED显示装置及其驱动方法。所述驱动方法包括：根据显示图像生成灰阶数据；根据灰阶数据产生PWM信号，PWM信号包括持续时间与子帧显示时间相对应的多个子帧信号；在帧周期的每个子帧中，采用子帧信号控制对应的LED灯的点亮和熄灭。帧周期包括的相邻子帧之间包括用于将所述相邻子帧彼此隔开的复位时间，根据灰阶数据能够调整多个子帧在帧周期中的先后顺序。本申请公开的LED显示装置及其驱动方法，能够通过将每个帧周期划分为多个子帧，并调整子帧显示时间来消除LED显示屏单元板间的寄生效应，从而消除LED显示屏的跨板色差。

Description

LED显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明属于LED显示屏技术领域，更具体地涉及LED显示装置及其驱动方法。
背景技术
LED显示屏是利用LED显示屏单元板组成的一种现代信息发布平台，以其发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富及室内外环境适应能力强等优点逐渐被市场接受，特别是全彩LED显示屏的发展尤其迅速，己被广泛地应用于交通电子标识、都市传媒等领域。
LED显示屏单元板又称LED显示屏模组，LED显示屏的组成特点便是模块化，即是由大量的LED显示屏单元板组合而成。由于工艺、材料等原因，同一块LED显示屏上的LED显示屏单元板之间或多或少存在性能上的差异。当由LED显示屏单元板组装的LED显示屏，特别是PWM恒流源驱动的LED显示屏显示一幅色彩渐变的图像时，会出现整体灰阶较低的LED显示屏单元板较暗，整体灰阶较高的LED显示屏单元板较亮的显示不良现象，在两张LED显示屏单元板的拼接处会出现明显的分界线。灰度的显示是影响LED显示屏观看效果的重要因素，也是较难控制的因素，LED显示屏单元板间的色差会影响LED显示屏的显示效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种LED显示装置及其驱动方法，通过将每个帧周期划分为多个子帧，并调整子帧显示时间来消除LED显示屏单元板间的寄生效应，从而消除LED显示屏的跨板色差。
根据本发明的第一方面，提供一种用于LED显示装置的驱动方法，所述LED显示装置包括多个LED显示屏单元板，其中，每个LED显示屏单元板按照预定的帧周期显示图像，每个帧周期包括多个子帧，所述多个子帧分别具有相应的子帧显示时间，所述方法包括：根据显示图像生成灰阶数据；根据所述灰阶数据产生PWM信号，所述PWM信号包括持续时间与所述子帧显示时间相对应的多个子帧信号；以及在所述帧周期的每个子帧中，采用所述子帧信号控制LED灯的点亮和熄灭，其中，所述帧周期包括的相邻子帧之间包括复位时间，所述复位时间将所述相邻子帧彼此隔开，根据灰阶数据，调整所述多个子帧在所述帧周期中的先后顺序。
优选地，所述多个子帧按照子帧显示时间的长度从小至大的预定顺序排列。
优选地，在所述灰阶数据表示的灰阶小于等于第一阈值时，在所述帧周期中，按照所述预定顺序排列的多个子帧依次进行显示。
优选地，在所述灰阶数据表示的灰阶大于第一阈值时，在所述帧周期中，随机调整至少部分子帧的顺序，从而产生按照调整顺序排列的多个子帧。
优选地，所述驱动方法还包括：根据所述灰阶数据随机产生指示数据，所述指示数据用于表示至少部分子帧的顺序。
优选地，控制端将所述灰阶数据和所述指示数据组合成显示数据。
优选地，所述指示数据是所述显示数据中至少一位任意数据位的二进制数值，从而指示多种调整顺序。
根据本发明的第二方面，提供一种LED显示装置，包括：数据处理模块，用于根据显示图像生成灰阶数据；多个LED显示屏单元板，用于按照预定的帧周期显示图像，每个帧周期包括多个子帧，所述多个子帧分别具有相应的子帧显示时间，所述LED显示屏单元板包括：多条行线和多条列线，行驱动器，与所述多条行线相连接，用于提供选择信号，列驱动器，与所述多条列线相连接，用于根据所述灰阶数据调整所述多个子帧在所述帧周期中的先后顺序，根据所述灰阶数据产生PWM信号，所述PWM信号包括持续时间与所述子帧显示时间相对应的多个子帧信号，多个像素单元，所述多个像素单元中的每个像素单元包括连接至所述多条行线之一和所述多条列线之一的LED，在所述帧周期的每个子帧中，与每个像素对应的LED灯根据所述子帧信号点亮和熄灭，其中，所述帧周期包括的相邻子帧之间包括复位时间，所述复位时间将所述相邻子帧彼此隔开。
优选地，所述列驱动器默认按照子帧显示时间的长度从小至大的排列为所述多个子帧的预定顺序。
优选地，所述列驱动器在所述灰阶数据表示的灰阶小于等于第一阈值时，在所述帧周期中，根据所述预定顺序产生所述PWM信号。
优选地，所述列驱动器在所述灰阶数据表示的灰阶大于第一阈值时，在所述帧周期中，随机调整至少一些子帧的顺序，从而根据调整后的顺序产生所述PWM信号。
优选地，所述数据处理模块还用于根据所述灰阶数据随机产生指示数据，所述指示数据用于表示至少一些子帧的顺序。
优选地，所述数据处理模块还用于将所述指示数据和所述灰阶数据组合成显示数据，所述指示数据是所述显示数据中至少一位任意数据位的二进制数值。
优选地，所述列驱动器还用于根据所述显示数据中的所述指示数据实现多种调整顺序。
根据本发明的第三方面，提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于执行本发明的第一方面提供的驱动方法。
在本发明实施例中，通过将每个帧周期划分为多个子帧，并调整子帧显示时间来消除LED显示屏单元板间的寄生效应，从而消除LED显示屏的跨板色差。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出根据本发明实施例的用于LED显示装置的驱动方法的流程图。
图2示出根据本发明实施例的LED显示屏单元板的结构示意图。
图3示出根据本发明实施例的LED显示装置的结构示意图。
图4示出根据本发明实施例的PWM信号的时序示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
图1示出根据本发明实施例的用于LED显示装置的驱动方法的流程图。所述LED显示装置可以包括多个LED显示屏单元板，在每个LED显示屏单元板中，按照预定的帧周期显示图像。每个帧周期包括多个子帧，所述多个子帧分别具有相应的子帧显示时间。
在步骤S01中，根据显示图像生成灰阶数据。
在步骤S02中，根据所述灰阶数据调整多个子帧在帧周期中的先后顺序，根据所述灰阶数据产生PWM信号，所述PWM信号包括持续时间与子帧显示时间相对应的多个子帧信号。
在所述帧周期中，所述PWM信号的累积有效时间与所述灰阶数据一致。所述帧周期包括的相邻子帧之间包括复位时间，所述复位时间将所述相邻子帧彼此隔开。
在一些实施例中，可以为所述多个子帧设定一个预定顺序，例如按照子帧显示时间的长度从小至大排列。在所述灰阶数据表示的灰阶小于等于第一阈值时，可以在所述帧周期中，按照所述预定顺序排列的多个子帧依次进行显示。而在所述灰阶数据表示的灰阶大于第一阈值时，可以在所述帧周期中，随机调整至少一些子帧的顺序，从而产生按照调整顺序排列的多个子帧。
在一些实施例中，还可以根据所述灰阶数据产生指示数据，所述指示数据用于表示至少一些子帧的顺序。可以利用控制端将所述灰阶数据和所述指示数据组合成显示数据。所述指示数据可以是所述显示数据中至少一位任意数据位的二进制数值，从而指示相应的多种调整顺序。例如，所述指示数据可以是所述显示数据的最低两位有效数据位的二进制数值，从而指示四种调整顺序。
在步骤S03中，在帧周期的每个子帧中，采用所述子帧信号控制LED灯的点亮和熄灭。
图4示出根据本发明实施例的PWM信号的时序示意图，在帧周期为第N帧时(N>0，是一个表示当前帧周期的正整数)，可以将对应于第N帧的扫描时间在时域上划分为子帧显示时间和复位时间。作为一个示例，可以划分出四个子帧显示时间，分别为bc段、de段、fg段和hi段。当时序上处于bc段、de段、fg段和hi段时，与每个像素对应的LED灯在PWM信号包括的持续时间与子帧显示时间相对应的多个子帧信号的控制下被点亮。ab段、cd段、ef段和gh段为复位时间，当时序上处于ab段、cd段、ef段和gh段时，与每个像素对应的LED灯复位。bc段、de段、fg段和hi段的时长可以根据灰阶数据划分。可以根据灰阶数据将第N帧划分为4个子帧——第一子帧、第二子帧、第三子帧和第四子帧。并且将bc段、de段、fg段和hi段4个时段用于各个子帧的显示。可以根据所述灰阶数据产生用于表示4个子帧的顺序的指示数据，利用控制端将所述灰阶数据和所述指示数据组合成显示数据。作为一个示例，所述指示数据可以是所述显示数据的最低两位有效数据位的二进制数值，通过所述最低两位有效数据位的二进制数值来指示四种调整顺序。例如，当所述二进制数值为00时，采用第一子帧、第二子帧、第三子帧至第四子帧的顺序来显示这一帧图像，当所述二进制数值为01时，采用第四子帧、第一子帧、第二子帧至第三子帧的顺序来显示这一帧图像，当所述二进制数值为10时，采用第三子帧、第四子帧、第一子帧至第二子帧的顺序来显示这一帧图像，当所述二进制数值为11时，采用第二子帧、第三子帧、第四子帧至第一子帧的顺序来显示这一帧图像。需要注意的是以上仅为示例，在时域上将当前帧周期的PWM信号划分为子帧显示时间和复位时间的方式不限于上述示例，一个帧周期的扫描时间在时域上可以划分为多段子帧显示时间，并不限于4段，每一段子帧显示时间可以等时长，也可以具有不同时长。用于指示的调整顺序也不限于四种，可以根据用于表示所述指示数据的二进制数值的位数和/或位置来确定。具体的调整顺序也可以设计得更加多样。
图2示出根据本发明实施例的LED显示屏单元板的结构示意图，LED显示屏单元板100包括行驱动器110、列驱动器120和LED阵列130。
LED阵列130包括多个按行和列排列的LED灯。作为示例，在图2中示出4行*6列的LED阵列130。LED灯包括阳极和阴极，在阳极和阴极之间施加正向电压时，LED灯点亮。同一行的多个LED灯的阳极共同连接至同一条行线，例如，第一行的LED灯D11-D16的阳极共同连接至行线G1。同一列的多个LED灯的阴极共同连接至同一条列线，例如，第一列的LED灯D11-D41的阴极共同连接至列线S1。
行驱动器110连接至多条行线G1-G4，用于提供选择信号。行驱动器110内部包括多个选择开关管，分别与多条行线之一相连接。在所述多个选择开关管导通时，所述行线经由相应的选择开关管连接至高电位端。
列驱动器120与多条列线S1-S6相连接，用于根据所述灰阶数据调整所述多个子帧在所述帧周期中的先后顺序，针对每个像素，根据所述灰阶数据产生PWM信号，所述PWM信号包括持续时间与所述子帧显示时间相对应的多个子帧信号。在一些实施例中，列驱动器120默认按照子帧显示时间的长度从小至大的排列为所述多个子帧的预定顺序。列驱动器120在所述灰阶数据表示的灰阶小于等于第一阈值时，在所述帧周期中，根据所述预定顺序产生所述PWM信号。列驱动器120在所述灰阶数据表示的灰阶大于第一阈值时，在所述帧周期中，随机调整至少一些子帧的顺序，从而根据调整后的顺序产生所述PWM信号。
列驱动器120内部包括多个恒流源，分别与多条列线之一相连接。在行驱动器110选择同一行的多个LED灯时，所述多个LED灯的阳极连接至高电位，阴极分别连接至多个恒流源，从而在所述多个LED灯的阳极和阴极之间施加正向电压，使得所述多个LED灯点亮。
在上述的LED显示屏单元板100中，LED阵列130中的多个LED灯分别作为像素单元。可以理解，LED显示屏单元板100中的每个像素都可以包括一个或多个像素单元。例如，在显示彩色图像时，可以采用三个LED灯分别用于显示红绿蓝的颜色分量，每个LED灯根据自身的点亮特性产生相应颜色的光，或者采用附加的滤光片产生相应颜色的光。
在LED显示屏单元板100显示动态图像期间，行驱动器110可以逐行扫描，依次将行线连接至高电平。相应地，列驱动器120中的多个恒流源分别向该行的多个LED灯施加恒定电流。列驱动器120将PWM信号提供给列线，从而改变当前显示行上的多个LED灯的有效点亮时间，以显示图像的一个像素行。在一个帧周期中，所述PWM信号的累积有效时间与所述灰阶数据一致，所述帧周期包括的相邻子帧之间包括复位时间，所述复位时间将所述相邻子帧彼此隔开。在所述帧周期的每个子帧中，与每个像素对应的LED灯根据所述子帧信号点亮和熄灭多个像素单元。
在一些实施例中，对于一个帧周期的划分可以细化到每一个行，即将一个显示行的扫描周期划分为多个子帧显示时间。
图3示出根据本发明实施例的LED显示装置的结构示意图，LED显示装置200包括多个LED显示屏单元板100和数据处理模块201，以上结合图2已经对LED显示屏单元板100进行了详细的说明，在此不再赘述。显示屏单元板100在LED显示装置200中的数量和排列方式不限于图3所述的情况，可以根据实际需要设置。
数据处理模块201用于根据显示图像生成每个像素的灰阶数据。
多个LED显示屏单元板100用于按照预定的帧周期显示图像，每个帧周期包括多个子帧，所述多个子帧分别具有相应的子帧显示时间。
在一些实施例中，数据处理模块201还用于根据所述灰阶数据产生指示数据，并将所述指示数据和所述灰阶数据组合成显示数据，所述指示数据用于表示至少一些子帧的顺序。例如，数据处理模块201可以将所述指示数据以二进制数值的形式和所述灰阶数据组合，所述指示数据可以是所述显示数据中至少一位任意数据位的二进制数值，从而指示相应的多种调整顺序。例如，所述指示数据可以是所述显示数据的最低两位有效数据位，数据处理模块201可以通过所述显示数据的最低两位有效数据位指示LED显示屏单元板100中的列驱动器120实现四种调整顺序。
列驱动器120可以将一个帧周期在时域上划分为多个子帧显示时间和多个复位时间，所述复位时间将所述相邻子帧彼此隔开。列驱动器120在子帧显示时间根据所述灰阶数据产生PWM信号中与所述子帧显示时间对应的子帧信号，通过所述子帧信号控制恒流源提供驱动电流以点亮LED灯，所述PWM信号包括持续时间与所述子帧显示时间相对应的多个子帧信号。列驱动器120在复位时间内使输出信号恢复到产生PWM信号前的状态，所述LED灯在复位时间复位。上述的多个子帧显示时间可以在时域上不完全等长。以上结合图4已经对根据本发明实施例的PWM信号的时序做了详细说明，在此不再赘述。
在本发明实施例中，通过将每个帧周期划分为多个子帧，并调整子帧显示时间来消除LED显示屏单元板间的寄生效应，从而消除LED显示屏的跨板色差。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (15)

1.一种用于LED显示装置的驱动方法，所述LED显示装置包括多个LED显示屏单元板，其中，每个LED显示屏单元板按照预定的帧周期显示图像，每个帧周期包括多个子帧，所述多个子帧分别具有相应的子帧显示时间，所述方法包括：
根据显示图像生成灰阶数据；
根据所述灰阶数据产生PWM信号，所述PWM信号包括持续时间与所述子帧显示时间相对应的多个子帧信号；以及
在所述帧周期的每个子帧中，采用所述子帧信号控制LED灯的点亮和熄灭，
其中，所述帧周期包括的相邻子帧之间包括复位时间，所述复位时间将所述相邻子帧彼此隔开，
根据灰阶数据，调整所述多个子帧在所述帧周期中的先后顺序。
2.根据权利要求1所述的驱动方法，其中，所述多个子帧按照子帧显示时间的长度从小至大的预定顺序排列。
3.根据权利要求2所述的驱动方法，其中，在所述灰阶数据表示的灰阶小于等于第一阈值时，在所述帧周期中，按照所述预定顺序排列的多个子帧依次进行显示。
4.根据权利要求3所述的驱动方法，其中，在所述灰阶数据表示的灰阶大于第一阈值时，在所述帧周期中，随机调整至少部分子帧的顺序，从而产生按照调整顺序排列的多个子帧。
5.根据权利要求4所述的驱动方法，还包括：
根据所述灰阶数据随机产生指示数据，所述指示数据用于表示至少部分子帧的顺序。
6.根据权利要求5所述的驱动方法，其中，控制端将所述灰阶数据和所述指示数据组合成显示数据。
7.根据权利要求6所述的驱动方法，其中，所述指示数据是所述显示数据中至少一位任意数据位的二进制数值，从而指示多种调整顺序。
8.一种LED显示装置，包括：
数据处理模块，用于根据显示图像生成灰阶数据；
多个LED显示屏单元板，用于按照预定的帧周期显示图像，每个帧周期包括多个子帧，所述多个子帧分别具有相应的子帧显示时间，所述LED显示屏单元板包括：
多条行线和多条列线，
行驱动器，与所述多条行线相连接，用于提供选择信号，
列驱动器，与所述多条列线相连接，用于根据所述灰阶数据调整所述多个子帧在所述帧周期中的先后顺序，根据所述灰阶数据产生PWM信号，所述PWM信号包括持续时间与所述子帧显示时间相对应的多个子帧信号，
多个像素单元，所述多个像素单元中的每个像素单元包括连接至所述多条行线之一和所述多条列线之一的LED，在所述帧周期的每个子帧中，与每个像素对应的LED灯根据所述子帧信号点亮和熄灭，
其中，所述帧周期包括的相邻子帧之间包括复位时间，所述复位时间将所述相邻子帧彼此隔开。
9.根据权利要求8所述的LED显示装置，其中，所述列驱动器默认按照子帧显示时间的长度从小至大的排列为所述多个子帧的预定顺序。
10.根据权利要求9所述的LED显示装置，其中，所述列驱动器在所述灰阶数据表示的灰阶小于等于第一阈值时，在所述帧周期中，根据所述预定顺序产生所述PWM信号。
11.根据权利要求10所述的LED显示装置，其中，所述列驱动器在所述灰阶数据表示的灰阶大于第一阈值时，在所述帧周期中，随机调整至少一些子帧的顺序，从而根据调整后的顺序产生所述PWM信号。
12.根据权利要求11所述的LED显示装置，其中，所述数据处理模块还用于根据所述灰阶数据随机产生指示数据，所述指示数据用于表示至少一些子帧的顺序。
13.根据权利要求12所述的LED显示装置，其中，所述数据处理模块还用于将所述指示数据和所述灰阶数据组合成显示数据，所述指示数据是所述显示数据中至少一位任意数据位的二进制数值。
14.根据权利要求13所述的LED显示装置，其中，所述列驱动器还用于根据所述显示数据中的所述指示数据实现多种调整顺序。
15.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于执行权利要求1至7中任一权利要求所述的驱动方法。
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