CN108806618A - 三基色光的显示屏及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三基色光的显示屏及显示设备，所述三基色光的显示屏包括：三基色光的调整电路以及背光模组，所述背光模组包括用于发出三基色光的三基色灯条，所述三基色光的调整电路包括驱动电路、主控器以及传感器；所述传感器分别采集所述三基色灯条发出的三基色光的光通量强度，所述主控器根据所述光通量强度及预设算法确定三基色光的实际亮度比例，并根据与预设亮度比例的比较结果输出占空比调整信号驱动所述三基色灯条。本发明通过主控器检测三基色光的当前光亮度，并计算所述三基色光的实际亮度比例，在实际亮度比例与预设亮度比例不一致时，通过调整驱动信号驱动所述三基色灯条调整当前光亮并进行显示，进而消除偏色的现象。

Description

三基色光的显示屏及显示设备

技术领域

本发明涉及显示屏技术领域，尤其涉及一种三基色光的显示屏及显示设备。

背景技术

液晶电视显示可采用时间混色法，即利用人眼的视觉惰性，对于中等亮度的光刺激，视觉暂留时间约为0.05至0.2秒，是视网膜上的视神经的反应时间，顺序地让三种基色光出现在同一表面的同一处，人眼会感到这三种基色光是同时出现的，具有三种基色相加后所得颜色的效果。

利用此原理：彩色液晶显示可以把背光做成红\绿\蓝(Red\Green\Blue，R\G\B)三基色光源，液晶面板可以省去彩色滤光膜，只通过薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)开关控制三基色光通过的强弱达到混色的效果，降低成本，通过此方法按照R\G\B顺序依次驱动点亮，R\G\B基色灯控制信号需与液晶面板场频控制信号同步且相互间需保持同步，同时相互间隔时序为场频时间。可知白光(W)由红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色相加而得，它们的光通量比例为ΦR：ΦG：ΦB＝1：4.5907：0.0601，但R、G、B三色灯的光衰程度不一样，R比G衰减快，G比B衰减快，所以在长期使用过程中，可能出现偏色的现象。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种三基色光的显示屏及显示设备，旨在解决现有的显示设备显示屏的时间混色法容易出现偏色的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种三基色光的显示屏，所述三基色光的显示屏包括：三基色光的调整电路以及背光模组，所述背光模组包括用于发出三基色光的三基色灯条，所述三基色光的调整电路包括驱动电路、主控器以及传感器；

所述传感器，用于分别采集所述三基色灯条发出的三基色光的光通量强度，并将所述光通量强度输出至所述主控器；

所述主控器，用于根据所述光通量强度及预设算法确定所述三基色光的实际亮度比例，将实际亮度比例与预设亮度比例进行比较，根据比较结果输出占空比调整信号至所述驱动电路；

所述驱动电路，用于根据所述占空比调整信号驱动所述三基色灯条。

优选地，所述主控器，还用于将光通量强度转化为光强度，并将光强度转换为光照亮度，通过光照亮度得到所述三基色光的实际亮度比例。

优选地，所述主控器，还用于获取液晶显示屏的球面度，将光通量强度与球面度的比值作为所述三基色光的光强度，将光强度与显示屏面积的比值作为光照亮度。

优选地，所述三基色光的显示屏还包括电压输入电路和运算放大电路；

所述传感器的输出端连接所述运算放大电路的第一输入端，所述电压输入电路的输入端连接电源，所述电压输入电路的输出端连接所述运算放大电路的第二输入端，所述运算放大电路的输出端连接所述主控器。

优选地，所述三基色光的显示屏还包括机芯板，所述机芯板包括调光控制信号输出端、使能信号输出端、电源输出端以及第一接地端，所述主控器包括调光控制信号输入端、使能信号输入端、电源输入端以及第二接地端，所述调光控制信号输出端连接所述调光控制信号输入端，所述使能信号输出端连接所述使能信号输入端，所述电源输出端连接所述电源输入端，所述第一接地端连接所述第二接地端。

优选地，所述主控器，还用于将所述调光控制信号进行划分处理输出三路调光控制信号至所述驱动电路。

优选地，所述三基色光的显示屏还包括逻辑板，所述逻辑板包括液晶驱动输出端，所述主控器还包括液晶驱动输入端，所述液晶驱动输出端连接所述液晶驱动输入端；

所述主控器，还用于将所述三路调光控制信号与所述液晶驱动输入端的液晶驱动信号进行同步处理，并输出至所述驱动电路。

优选地，所述驱动电路，还用于将接入的电源电压提升至预设驱动电压，并将所述预设驱动电压输出至所述主控器。

优选地，所述驱动电路通过预设接口连接所述三基色灯条。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种显示设备，所述显示设备包括：设备本体以及如上文所述的三基色光的显示屏。

本发明通过主控器检测三基色灯条发出的三基色光的当前光亮度，并计算所述三基色光的实际亮度比例，在实际亮度比例与预设亮度比例不一致时，通过调整驱动信号驱动所述三基色灯条调整当前光亮并进行显示，使三基色光的实际亮度比例达到预设亮度比例，从而确保良好的混光效果，进而消除偏色的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明三基色光的显示屏一实施例的结构示意图；

图2是本发明时间混色法液晶背光模组实现原理示意图；

图3是本发明自动调整三基色亮度的方法流程示意图；

图4是本发明三基色光的显示屏另一实施例的结构示意图；

图5是本发明三基色光的显示屏光强检测电路的结构示意图；

图6是本发明主控器一实施例连接的功能模块图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	三基色光的显示屏	30	三基色灯条
10	三基色光的调整电路	40	电压输入电路
				20	背光模组	50	运算放大电路
101	驱动电路	60	机芯板
				102	主控器	70	逻辑板
103	传感器

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种三基色光的显示屏100一实施例。

参照图1，图1为一种三基色光的显示屏100一实施例的结构示意图。在本发明实施例中，所述三基色光的显示屏100包括：三基色光的调整电路10以及背光模组20，所述背光模组20包括用于发出三基色光的三基色灯条30，所述三基色光的调整电路10包括驱动电路101、主控器102以及传感器103，所述传感器103用于采集三基色灯条30发出的三基色光，并将采集的三基色光的数据输出至所述主控器102，所述主控器102的三个输出端分别连接所述驱动电路101的三个输入端，所述驱动电路101的三个输出端分别连接所述三基色灯条30的三个控制端。

需要说明的是，三基色光的显示屏100上设有三基色光的调整电路10，通过所述三基色光的调整电路10可在三基色灯条30上的灯光亮度出现色衰时，实时调整所述三基色灯条30上的灯光亮度，从而保证三基色灯条30发出的三基色光的光通量比例达到预设最佳比例值，例如为ΦR：ΦG：ΦB＝1：4.5907：0.0601，避免三基色灯条30上的光出现色衰的情况。

如图2所示的时间混色法液晶背光模组实现原理示意图，将液晶屏的滤光膜去掉，由背光源提供R\G\B三基色光，为了实现三基色的混色原理，R\G\B三基色光源须依次打开且每次只开单一颜色光通过，所以背光控制频率和新型液晶屏需为原液晶屏刷新频率的三倍，R\G\B基色灯控制信号与液晶面板场频控制信号同步且相互间保持同步，同时相互间隔时序为场频时间；STV为液晶驱动控制信号，PWMR\PWMG\PWMB为背光R\G\B三基色光源驱动控制信号，中间箭头占空比调节，控制背光亮度。

所述传感器103，用于分别采集三基色灯条30发出的三基色光的光通量强度，并将所述光通量强度输出至所述主控器102。

可以理解的是，所述传感器103可为光照传感器103，还可为其他形式的传感器103，本实施例对此不作限制，在本实施例中，以光照传感器103为例进行说明，所述光照传感器103分别设在三基色灯条30上，从而可实时采集三基色灯条30上发出的三基色光的灯光参数，并将采集的灯光参数输出至所述主控器102，可实时监控三基色灯条30上发出的三基色光的灯光状态。

如图1所示在R/G/B三基色背光模组20中，加入三个传感器103，分别检测R/G/B三种颜色灯条发出的R/G/B三基色光的光强，其中，分别设在三基色灯条上的传感器103，传感器103将检测到的R/G/B三种颜色灯条发出的三基色光的光强数据输出给到主控器102，主控器102的三个输入/输出(In/Out)口接收所述传感器103输出的数据，从而实现与传感器103进行数据交互。

所述主控器102，用于将转换后的光通量强度及预设算法确定所述三基色光的实际亮度比例，将实际亮度比例与预设亮度比例进行比较，根据比较结果输出占空比调整信号至所述驱动电路101。

在具体实现中，所述主控器102通过PWMR/PWMG/PWMB三个I/O口调节占空比去调节实际R/G/B三基色光的亮度，从而达到白色显示。

如图3所示的自动调整三基色亮度的方法，首先，步骤S10，通过传感器103检测三基色光的参数状态，步骤S20，根据三基色光的参数状态计算三基光的实际亮度比例，步骤S30，然后将实际亮度比例与预设亮度比例进行比较，步骤S40，根据比较结果调整三基色灯条的驱动占空比的宽度，从而调节三基色光的亮度，解决长周期使用R/G/B三基色光的光衰不一致带来的偏色问题。

所述驱动电路101，用于根据所述占空比调整信号驱动所述三基色灯条30进行显示。

需要说明的是，所述驱动电路101可设在所述主控器102内，还可设在所述主控器102外，通过主控器102的调整驱动信号驱动与所述驱动电路101连接的三基色灯条30，驱动所述三基色灯条30上的三基色光进行相应的亮度显示。

可以理解的是，所述三基色灯条30可设在所述背光模组内，还可设在背光模组外，本实施例对此不作限制，在本实施例中，以设在所述背光模组内为例进行说明，并且所述显示屏可为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)显示屏还可为液晶(Liquid CrystalDisplay，LCD)显示屏，本实施例对此不作限制。

本实施例提供的技术方案，通过传感器103采集三基色灯条30发出的三基色光的光度信息，主控器102通过传感器103输出的三基色光的光度信息计算三基色光的实际亮度比例，在实际亮度比例与预设亮度比例不一致时，通过调整驱动信号驱动所述三基色灯条30调整当前光亮并进行显示。

参照图4，图4为一种三基色光的显示屏100另一实施例的结构示意图，所述主控器102，还用于将光通量强度转化为光强度，并将光强度转换为光照亮度，通过光照亮度得到所述三基色光的实际亮度比例。

需要说明的是，所述传感器103收到的信号为光通量强度，R\G\B光通量强度比例分别为ΦR：ΦG：ΦB，所述主控器102把光通量强度计算转换为光强度，用I表示，单位为cd，坎德拉，通过公式I＝Φ/Sr，其中，Sr为单位球面度，因此，IR＝ΦR/Sr，IG＝ΦG/Sr，IB＝ΦB/Sr。

进一步地，所述主控器102，还用于获取液晶显示屏的球面度，将光通量强度与球面度的比值作为所述三基色光的光强度，将光强度与显示屏面积的比值作为光照亮度。

可以理解的是，液晶显示屏的白色由红绿蓝三色亮度组成，单位为cd/m^2，即nit，对应的亮度用Lvr，Lvg，Lvb分别表示，通过公式Lvr＝IR/S＝ΦR/(Sr*S)，Lvg＝IG/S＝ΦG/(Sr*S)，Lvb＝IB/S＝ΦB/(Sr*S)计算出光亮度，其中，S为显示器的面积，单位是m^2，为维持液晶显示屏白色颜色恒定，红绿蓝的亮度比例需要保持恒定，因此：Lvr：Lvg：Lvb＝1：4.5907：0.0601，可见，Lvr：Lvg：Lvb＝1：4.5907：0.0601为预设亮度比例，还可为其他亮度比例，本实施例对此不作限制，通过上述计算公式计算出实际三基色光的亮度比例，将实际亮度比例与Lvr：Lvg：Lvb＝1：4.5907：0.0601的亮度比例进行比较，判断三基色光是否出现色衰的现象，并通过判断结果调整三基色光的亮度，从而实现通过光通量参数实现光亮度的检测，提高三基色光检测的灵活性。

进一步地，所述三基色光的显示屏100还包括电压输入电路40和运算放大电路50；

所述传感器103的输出端连接所述运算放大电路50的第一输入端，所述电压输入电路40的输入端连接电源，所述电压输入电路40的输出端连接所述运算放大电路50的第二输入端，所述运算放大电路50的输出端连接所述主控器102。

如图5所示的光强检测电路的结构示意图，本实施例中以绿色波长492～577nm光强检测电路为例进行说明，但不限于绿光，还可红光等，本实施例对此不做限制。所述光强检测电路主要由ST232以及调整电路组成的电压输入电路40以及以TL0832CD芯片组成的运算放大电路50两部分组成，其中D1为绿光传感器103，电压输入电路40将输入VCC转成运算放大器所需的VCC+和VCC-，运算放大电路50将D1绿光传感器103检测的电压放大输出给P1，P1为输出连接电路，连接外部电路，例如主控器102，在本实施例中，以连接主控器102为例进行说明，其中，除了ST232和TL0832CD芯片外，还可为其他实现相同或相似功能的芯片，本实施例对此不作限制。

在具体实现中，ST232接入输入电压VCC以及GND，C6以及C7对输入的的电压进行整流，ST232上的端口1和3接入电容C19进行整流，ST232上的端口4和5接入电容C16进行整流，ST232上的端口2和6接入调整电路，所述调整电路包括串联的电阻R8、R9、R10以及R11，所述R8的一端连接所述ST232上的端口2，所述R8的另一端连接R10的一端，所述R10的另一端连接所述R11的一端，所述R11的另一端所述R9的一端，所述R9的另一端ST232上的端口6，以及并联的电容C4、C5、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C17以及C18，ST232上的端口2连接C10的一端，所述C10的另一端C5的一端，所述C5的另一端ST232上的端口6，ST232上的端口2连接C4的一端，所述C4的另一端C18的一端，所述C18的另一端ST232上的端口6，所述C8的一端连接所述R8的另一端，所述C8的另一端连接所述C11的一端，所述C11的另一端连接所述R9的一端，所述C9的一端连接所述R10的一端，所述C9的另一端连接所述C12的一端，所述C12的另一端连接所述R9的一端，所述C15的一端连接所述R10的另一端，所述C15的另一端连接所述C13的一端，所述C13的另一端连接所述R11的一端，所述C17的一端连接所述R10的另一端，所述C17的另一端连接所述C14的一端，所述C14的另一端连接所述R11的一端，并输出电压VCC+和VCC-。

所述运算放大电路包括TL082CD芯片，光照传感器D1的阳极连接采样电阻R3以及分压电压R2，所述光照传感器D1的阴极连接R1的一端，所述R1的另一端连接TL082CD芯片的端口1，所述R1的一端还分别连接C1的一端，所述C1的另一端连接C2的一端，C2的另一端连接TL082CD芯片的端口1，C3的一端连接D1的阴极，C3的另一端连接TL082CD芯片的端口1，R4的一端连接R1的另一端，R4的另一端接地，R12的一端连接TL082CD芯片的端口1，R12的另一端连接R6的一端，R6的另一端连接TL082CD芯片的端口6，TL082CD芯片的端口2连接D1的阴极，TL082CD芯片的端口3接地，TL082CD芯片的端口4接入VCC-，TL082CD芯片的端口8接入VCC+，TL082CD芯片的端口5接地，TL082CD芯片的端口6连接R7的一端，R7的另一端接TL082CD芯片的端口7，TL082CD芯片的端口7连接R5的一端，R5的另一端接地，并输出采样电压SIGNAL-OUT。

进一步地，所述三基色光的显示屏100还包括机芯板60，所述机芯板60包括调光控制信号输出端、使能信号输出端、电源输出端以及第一接地端，所述主控器102包括调光控制信号输入端、使能信号输入端、电源输入端以及第二接地端，所述调光控制信号输出端连接所述调光控制信号输入端，所述使能信号输出端连接所述使能信号输入端，所述电源输出端连接所述电源输入端，所述第一接地端连接所述第二接地端。

进一步地，所述主控器102，还用于将所述调光控制信号进行划分处理输出三路调光控制信号至所述驱动电路101。

进一步地，所述三基色光的显示屏100还包括逻辑板70，所述逻辑板70包括液晶驱动输出端，所述主控器还包括液晶驱动输入端，所述液晶驱动输出端连接所述液晶驱动输入端；

所述主控器102，还用于将所述三路调光控制信号与所述液晶驱动输入端的液晶驱动信号进行同步处理，并输出至所述驱动电路101。

如图6所示的主控器连接的功能模块图，在本实施例中，所述驱动电路U1具有若干输入和输出接口，其中，两个输入接口分别连接机芯板的第一接地端和电源输出端，四个输出接口分别连接三基色灯条30的LED+、LEDR、LEDG以及LEDB，所述机芯板60包括调光控制信号输出端、使能信号输出端、电源输出端以及第一接地端，所述主控器102包括调光控制信号输入端、使能信号输入端、电源输入端以及第二接地端，所述调光控制信号输出端连接所述调光控制信号输入端，所述使能信号输出端连接所述使能信号输入端，所述电源输出端连接所述电源输入端，所述第一接地端连接所述第二接地端。

所述机芯板60，包括电源输出端24v、调光控制信号输出端PDIM，表示脉冲宽度调制调光控制信号、使能信号输出端，BLON表示背光使能控制信号以及第一接地端，GND表示地输入，所述逻辑板70包括液晶驱动输出端，输出控制信号STV，STV表示场频信号输入，PDIM、STV、BLON都输入到主控器U2，BLON是控制主控器U2使能工作，高电平主控器U2工作、低电平主控器U2不工作，STV场频信号，主控器U2接收后将PDIM调光控制信号处理成与之同步，且频率与STV保持相同，依据处理后的PDIM信号，主控器U2参照PDIM信号处理输出三路PWM号，用来单独分别控制R\G\B三基色灯条30光源的开启及亮度调节，表示为PWMR\PWMG\PWMB，以上三个PWM控制信号需保持同步、频率相同、且相互间隔场频时间，主控器U2处理后输出PWMR\PWMG\PWMB给到驱动电路U1，所述驱动电路U1通过预设接口连接所述三基色灯条30。所述驱动电路U1，可通过提升占空比提升电压，控制R\G\B LED三基色灯条30开关和亮度，三基色灯条30控制信号为LEDR\LEDG\LEDB，从而实现保证三基色灯条30的液晶显示屏正常工作。

需要说明的是，所述R\G\B LED三基色灯条30通过共阳极连接，还可为其他形式的连接方式，本实施例对此不作限制。

进一步地，所述驱动电路101，还用于将接入的电源电压提升至预设驱动电压，并将所述预设驱动电压输出至所述主控器102。

在本实施例中，所述驱动电路101将输入电压24V升压，满足实际整机方案灯条所需驱动电压，从而维护系统中部件的正常工作，其中驱动电路101和主控器102可为OZ9909和MSP430，还可为其他可实现相同或相似功能的芯片，本实施例对此不作限制。

本发明还提出一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括如上文所述的三基色光的显示屏100，所述三基色光的显示屏100的具体结构参照上述实施例，由于所述显示设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种三基色光的显示屏，其特征在于，所述三基色光的显示屏包括：三基色光的调整电路以及背光模组，所述背光模组包括用于发出三基色光的三基色灯条，所述三基色光的调整电路包括驱动电路、主控器以及传感器；

所述传感器，用于分别采集所述三基色灯条发出的三基色光的光通量强度，并将所述光通量强度输出至所述主控器；

所述主控器，用于根据所述光通量强度及预设算法确定所述三基色光的实际亮度比例，将实际亮度比例与预设亮度比例进行比较，根据比较结果输出占空比调整信号至所述驱动电路；

所述驱动电路，用于根据所述占空比调整信号驱动所述三基色灯条。

2.如权利要求1所述的三基色光的显示屏，其特征在于，所述主控器，还用于将光通量强度转化为光强度，并将光强度转换为光照亮度，通过光照亮度得到所述三基色光的实际亮度比例。

3.如权利要求2所述的三基色光的显示屏，其特征在于，所述主控器，还用于获取液晶显示屏的球面度，将光通量强度与球面度的比值作为所述三基色光的光强度，将光强度与显示屏面积的比值作为光照亮度。

4.如权利要求1至3中任一项所述的三基色光的显示屏，其特征在于，所述三基色光的显示屏还包括电压输入电路和运算放大电路；

所述传感器的输出端连接所述运算放大电路的第一输入端，所述电压输入电路的输入端连接电源，所述电压输入电路的输出端连接所述运算放大电路的第二输入端，所述运算放大电路的输出端连接所述主控器。

5.如权利要求1至3中任一项所述的三基色光的显示屏，其特征在于，所述三基色光的显示屏还包括机芯板，所述机芯板包括调光控制信号输出端、使能信号输出端、电源输出端以及第一接地端，所述主控器包括调光控制信号输入端、使能信号输入端、电源输入端以及第二接地端，所述调光控制信号输出端连接所述调光控制信号输入端，所述使能信号输出端连接所述使能信号输入端，所述电源输出端连接所述电源输入端，所述第一接地端连接所述第二接地端。

6.如权利要求5所述的三基色光的显示屏，其特征在于，所述主控器，还用于将所述调光控制信号进行划分处理输出三路调光控制信号至所述驱动电路。

7.如权利要求6所述的三基色光的显示屏，其特征在于，所述三基色光的显示屏还包括逻辑板，所述逻辑板包括液晶驱动输出端，所述主控器还包括液晶驱动输入端，所述液晶驱动输出端连接所述液晶驱动输入端；

所述主控器，还用于将所述三路调光控制信号与所述液晶驱动输入端的液晶驱动信号进行同步处理，并输出至所述驱动电路。

8.如权利要求1至3中所述的三基色光的显示屏，其特征在于，所述驱动电路，还用于将接入的电源电压提升至预设驱动电压，并将所述预设驱动电压输出至所述主控器。

9.如权利要求1至3中所述的三基色光的显示屏，其特征在于，所述驱动电路通过预设接口连接所述三基色灯条。

10.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括：设备本体以及如权利要求1至9中任一项所述的三基色光的显示屏。