CN111179814A

CN111179814A - 一种led阵列的驱动装置、驱动方法及显示系统

Info

Publication number: CN111179814A
Application number: CN202010010955.0A
Authority: CN
Inventors: 毛强军; 龙平芳; 顾伟
Original assignee: Shenzhen Lcf Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Lcf Technology Co ltd
Priority date: 2020-01-06
Filing date: 2020-01-06
Publication date: 2020-05-19
Anticipated expiration: 2040-01-06
Also published as: CN111179814B

Abstract

一种LED阵列的驱动装置、LED阵列的驱动方法及显示系统，驱动装置包括：时钟生成模块、至少一个行扫描芯片以及至少一个列扫描芯片；时钟生成模块根据行扫描周期生成第一时钟信号，根据列扫描周期生成第二时钟信号；每个行扫描芯片用于根据第一时钟信号工作或者停止，并处于工作状态下将行扫描信号依次输出至LED阵列；每个列扫描芯片用于根据第二时钟信号工作或者停止，并处于工作状态下将列扫描信号输出至LED阵列；本实施例能够自适应改变芯片的工作时钟，随时控制芯片工作或者停止，降低了显示屏扫描的功耗。

Description

一种LED阵列的驱动装置、驱动方法及显示系统

技术领域

本申请属于显示屏控制技术领域，尤其涉及一种LED阵列的驱动装置、LED阵列的驱动方法及显示系统。

背景技术

目前，LED(Light Emitting Diode，发光二极管)本身是一项节能的产品，但是由于显示屏的面积较大，灯的数量巨大，总体耗能较高，不符合绿色低碳的时代潮流，因此，LED显示屏的节能方式属于本行业内在急需解决的问题；传统技术对LED显示屏进行节能，通常采用低电压电源降低灯珠的供电电压，以降低LED的功耗，实现节能的效果；但是LED的供电电压有极限，比如，在未取得技术突破之前，2.8V和3.8V已经是目前所能达到的下限了，无法再降低LED的供电电压；因此传统技术中显示屏的节能效果不佳，无法动态、精细化地降低显示屏的功耗。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种LED阵列的驱动装置、LED阵列的驱动方法及显示系统，旨在解决传统的技术方案无法动态、精细化地降低显示屏的功耗的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种LED阵列的驱动装置，包括：

时钟生成模块，用于获取的视频数据并确定视频数据中每帧图像的行扫描周期和列扫描周期，并根据所述行扫描周期生成第一时钟信号，根据所述列扫描周期生成第二时钟信号；

至少一个行扫描芯片，每个所述行扫描芯片均与所述时钟生成模块及LED阵列连接，每个所述行扫描芯片用于根据所述第一时钟信号工作或者停止，并处于工作状态下将行扫描信号依次输出至所述LED阵列；以及

至少一个列扫描芯片，每个所述列扫描芯片均与所述时钟生成模块及所述LED阵列连接，每个所述列扫描芯片用于根据所述第二时钟信号工作或者停止，并处于工作状态下将列扫描信号输出至所述LED阵列。

在其中的一个实施例中，每个所述行扫描芯片包括：

第一时钟控制寄存器，用于接入第一时钟控制信号；

第一移位寄存器，用于接入第一地址信号，并对所述第一地址信号的脉冲进行移位，输出第二地址信号；

第一逻辑控制单元，与所述时钟生成模块、所述第一时钟控制寄存器及所述第一移位寄存器连接，用于接入所述第一时钟信号，并根据所述第一时钟控制信号和所述第二地址信号生成所述行扫描信号；以及

第一输出单元，与所述第一逻辑控制单元及所述LED阵列连接，用于将所述行扫描信号依次输出至所述LED阵列。

在其中的一个实施例中，每个所述列扫描芯片包括：

第二时钟控制寄存器，用于接入第二时钟控制信号；

第二逻辑控制单元，与所述第二时钟控制寄存器及所述时钟生成模块连接，用于接入所述第二时钟信号，并根据所述第二时钟控制信号生成多路列扫描信号；

第二移位寄存器，用于接入第三地址信号，并对所述第三地址信号的脉冲进行移位，输出第四地址信号；以及

多个第二输出单元，与所述第二移位寄存器及所述第二逻辑控制单元连接，多个所述第二输出单元与所述LED阵列连接；每个所述第二输出单元用于根据所述第四地址信号将所述列扫描信号输出所述LED阵列。

在其中的一个实施例中，每个所述列扫描芯片还包括：

第一存储单元，与所述第二移位寄存器及多个所述第二输出单元连接，用于对所述第四地址信号进行存储。

本申请实施例的第二方面提供了一种LED阵列的驱动方法，包括：

获取视频数据并确定当前帧图像的行扫描周期和列扫描周期；

根据所述行扫描周期生成第一时钟信号，根据所述列扫描周期生成第二时钟信号；

根据所述第一时钟信号控制所述行扫描芯片工作或者停止，并当所述行扫描芯片处于工作状态下，将行扫描信号依次输出至所述LED阵列；

根据所述第二时钟信号控制所述列扫描芯片工作或者停止，并当所述列扫描芯片处于工作状态下，将列扫描信号输出至所述LED阵列。

在其中的一个实施例中，获取视频数据并确定当前帧图像的行扫描周期和列扫描周期，包括：

获取显示屏的视频数据，并根据所述视频数据计算出所述显示屏的画面变化速率；

根据所述画面变化速率得到每帧图像的行扫描周期和列扫描周期。

在其中的一个实施例中，根据所述第一时钟信号控制所述行扫描芯片工作或者停止，并当所述行扫描芯片处于工作状态下，将行扫描信号依次输出至所述LED阵列，包括：

接入第一时钟控制信号；

接入第一地址信号，并对所述第一地址信号的脉冲进行移位，输出第二地址信号；

接入所述第一时钟信号，根据所述第一时钟控制信号和所述第二地址信号生成所述行扫描信号；

将所述行扫描信号依次输出至所述LED阵列。

在其中的一个实施例中，根据所述第二时钟信号控制所述列扫描芯片工作或者停止，并当所述列扫描芯片处于工作状态下，将列扫描信号输出至所述LED阵列，包括：

接入第二时钟控制信号；

接入所述第二时钟信号，并根据所述第二时钟控制信号生成多路列扫描信号；

接入第三地址信号，并对所述第三地址信号的脉冲进行移位，输出第四地址信号；

根据所述第四地址信号将所述列扫描信号输出所述LED阵列。

在其中的一个实施例中，根据所述第四地址信号将所述列扫描信号输出所述LED阵列之前，所述LED阵列的驱动方法还包括：

对所述第四地址信号进行存储。

本申请实施例的第三方面提供了一种显示系统，包括：如上所述的LED阵列的驱动装置。

上述的具有功耗降低功能的显示屏控制装置采用动态时钟设计，在显示屏工作期间，根据显示屏的行扫描周期和列扫描周期改变芯片的工作时钟，动态地控制每个扫描芯片工作或者停止，节省了显示屏的扫描功耗；本实施例对每个行扫描芯片和每个列扫描芯片进行动态、精细化控制，达到了更好的节能效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的LED阵列的驱动装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的行扫描芯片的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的列扫描芯片的结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的LED阵列的驱动方法的具体流程图；

图5为图4所示的LED阵列的驱动方法S403的具体流程图；

图6为图4所示的LED阵列的驱动方法S404的具体流程图；

图7为图4所示的LED阵列的驱动方法S404的另一种具体流程图；

图8为图4所示的LED阵列的驱动方法S401的具体流程图；

图9为本申请一实施例提供的显示系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参阅图1，本申请实施例提供的LED阵列的驱动装置10的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

驱动装置10包括：时钟生成模块101、至少一个行扫描芯片(图1采用UL1、UL2、UL3、UL4表示)以及至少一个列扫描芯片(图1采用UG1、UG2、UG3表示)。

示例性的，请参阅图1，本实施例中的LED阵列包括：多条行扫描线(图1采用L1、L2、L3表示)和多条列扫描线(图1采用G1、G2、G3表示)；其中，多条行扫描线在第一方向上呈阵列排布；多条列扫描线在第二方向上呈阵列排布，其中第一方向与第二方向呈90度夹角。

其中每条行扫描线用于传输行扫描信号，每条列扫描线用于传输列扫描信号，通过每条行扫描线和每条列扫描线均接像素区域，多个像素区域阵列排布；结合多条行扫描线对多个像素区域进行动态扫描。

时钟生成模块101用于获取的视频数据并确定视频数据中每帧图像的行扫描周期和列扫描周期，并根据行扫描周期生成第一时钟信号，根据列扫描周期生成第二时钟信号。

在显示屏显示每帧图像时，显示屏的画面参数出现变化；比如显示屏的图像的变化速率变大或者变小；因此根据每帧图像的行扫描周期和列扫描周期分别设定工作时钟，根据第一时钟信号和第二时钟信号对显示屏进行动态刷新。

每个行扫描芯片均与时钟生成模块101LED阵列连接，每个行扫描芯片用于根据第一时钟信号工作或者停止，并处于工作状态下将行扫描信号依次输出至LED阵列。

通过多个行扫描芯片分别对LED阵列中多条行扫描线进行动态扫描，并且每个行扫描芯片依次接入第一时钟信号逐步进行扫描；那么在任意时刻会存在其余的行扫描芯片处于空耗状态；因此根据显示屏的扫描频率分别控制每个行扫描芯片工作或停止，只有当行扫描芯片处于工作状态下，通过行扫描芯片对多个像素区域进行动态扫描；避免了行扫描芯片处于空耗状态，达到更好的节能效果。

每个列扫描芯片均与时钟生成模块101及LED阵列连接，每个列扫描芯片用于根据第二时钟信号工作或者停止，并处于工作状态下将列扫描信号输出至LED阵列。

通过工作时钟控制列扫描芯片工作或者停止；只有当列扫描芯片输出列扫描信号时，列扫描芯片才处于工作状态，根据第二时钟信号关闭当前帧能够关闭的扫描区域，取得了较佳的节能控制效果。

示例性的，一个行扫描芯片或者一个列扫描芯片的功耗约为0.04W，在一块256*128mm的显示模组中，需要使用16个行扫描控制芯片，在同一时间，可以关闭其中12个行扫描控制芯片，节省功耗0.04*12＝0.48W；需要使用列扫描芯片48个，总功耗为1.92W，根据显示屏中每帧图像显示内容的不同，约可节省20％～60％的功耗，即0.384～1.152W，总体上可节省功耗0.864～1.632W，每平方可节省26.4～49.8W，约占显示屏总功耗的8％～15.6％，而显示屏的面积一般都比较大，因此本实施例中驱动装置10的节能效果可观。

作为一种可选的实施方式，图2示出了本实施例提供的行扫描芯片的结构示意，请参阅图2，行扫描芯片包括：第一时钟控制寄存器201、第一移位寄存器202、第一逻辑控制单元203以及第一输出单元204；第一时钟控制寄存器201用于接入第一时钟控制信号。

其中，第一时钟控制信号包含时钟控制指令，通过第一时钟控制寄存器201对第一时钟控制信号进行寄存。

第一移位寄存器202用于接入第一地址信号，并对第一地址信号的脉冲进行移位，输出第二地址信号。

通过第一地址信号进行脉冲移位，以控制多个像素区域的逐行扫描。

第一逻辑控制单元203与时钟生成模块101、第一时钟控制寄存器201及第一移位寄存器202连接，用于接入第一时钟信号，并根据第一时钟控制信号和第二地址信号生成行扫描信号。

其中行扫描信号包括显示驱动数据，每个行扫描芯片中的第一逻辑控制单元203根据第一时钟信号工作或者停止，第一逻辑控制单元203输出的行扫描信号可启动对像素区域逐行扫描过程。

第一输出单元204与第一逻辑控制单元203及LED阵列连接，用于将行扫描信号依次输出至LED阵列。

示例性的，第一移位寄存器202为8位移位寄存器，当行扫描芯片接收第一时钟信号并处于工作状态时，通过第一输出单元204能够对多条行扫描线进行动态行扫描。

作为一种可选的实施方式，图3示出了本实施例提供的列扫描芯片的结构示意，请参阅图3，列扫描芯片包括：第二时钟控制寄存器301、第二逻辑控制单元302、第二移位寄存器303以及多个第二输出单元(图2采用3041、3042表示)。

第二时钟控制寄存器301用于接入第二时钟控制信号。

其中第一时钟控制信号包括时钟控制指令，第二时钟控制寄存器301对时钟控制指令进行寄存。

第二逻辑控制单元302与第二时钟控制寄存器301及时钟生成模块101连接，用于接入第二时钟信号，并根据第二时钟控制信号生成多路列扫描信号。

第二逻辑控制单元302根据第二时钟信号工作或者停止，当第二逻辑控制单元302处于工作状态，则第二逻辑控制单元302进行信号转换，根据多路列扫描信号将显示数据输出至各个像素区域。

第二移位寄存器303用于接入第三地址信号，并对第三地址信号的脉冲进行移位，输出第四地址信号。

由于第三地址信号包含多个脉冲指令，对第三地址信号的脉冲进行移位，根据脉冲指令序列分别对多条列扫描线进行动态扫描。

多个第二输出单元与第二移位寄存器303及第二逻辑控制单元302连接，多个第一输出单元与LED阵列连接；每个第二输出单元用于根据第四地址信号将列扫描信号输出LED阵列。

根据第四地址信号中的脉冲指令序列打开第二输出单元，第二输出单元将显示数据输出至多条列扫描线，每条列扫描线均可接入恒定的电流；根据第二时钟信号间接控制多个第二输出单元工作或者停止。

作为一种可选的实施方式，请参阅图3，列扫描芯片还包括：第一存储单元305，第一存储单元305与第二移位寄存器303及多个第二输出单元连接，用于对第四地址信号进行存储。

可选的，第一存储单元305包括SRAM(Static Random-Access Memory，静态随机存取存储器)；第一存储单元305保障第三地址信号的移位安全；并且第一存储单元305按照FIFO(First Input First Output，先进先出队列)规则将第四地址信号输出至多个第二输出单元，每条列扫描线均可接入显示数据。

图4示出了本实施例提供的LED阵列的驱动方法的具体实现流程，请参阅图4，LED阵列的驱动方法包括如下步骤：

S401：获取视频数据并确定当前帧图像的行扫描周期和列扫描周期。

S402：根据行扫描周期生成第一时钟信号，根据列扫描周期生成第二时钟信号。

S403：根据第一时钟信号控制行扫描芯片工作或者停止，并当行扫描芯片处于工作状态下，将行扫描信号依次输出至LED阵列。

S404：根据第二时钟信号控制列扫描芯片工作或者停止，并当列扫描芯片处于工作状态下，将列扫描信号输出至LED阵列。

作为一种可选的实施方式，图5示出了本实施例提供的图4中驱动方法S403的具体实现流程，请参阅图5，S403包括：

S4031：接入第一时钟控制信号。

S4032：接入第一地址信号，并对所述第一地址信号的脉冲进行移位，输出第二地址信号。

S4033：接入第一时钟信号，根据第一时钟控制信号和第二地址信号生成行扫描信号。

S4034：将行扫描信号依次输出至LED阵列。

作为一种可选的实施方式，图6示出了本实施例提供的图4中驱动方法S404的具体实现流程，请参阅图6，S404包括：

S4041：接入第二时钟控制信号。

S4042：接入第二时钟信号，并根据第二时钟控制信号生成多路列扫描信号。

S4043：接入第三地址信号，并对第三地址信号的脉冲进行移位，输出第四地址信号。

S4044：根据第四地址信号将列扫描信号输出LED阵列。

作为一种可选的实施方式，图7示出了本实施例提供的图4中LED阵列的驱动方法S404的另一种具体实现流程，相比于图6中S404的实现流程，根据第四地址信号将列扫描信号输出LED阵列之前，S404还包括：

S704：对第四地址信号进行存储。

需要说明的是，图4至图7中LED阵列的驱动方法的具体实现流程与图1至图3中LED阵列的驱动装置的具体实施方式相对应，因此关于图4至图7中LED阵列的驱动方法的具体实施方式可参照图1至图3的实施方式，此处将不再赘述。

作为一种可选的实施方式，图8示出了本实施例提供的图4中LED阵列的驱动方法S401的具体实现流程，请参阅图8，S401具体包括：

S4011：获取显示屏的视频数据，并根据视频数据计算出显示屏的画面变化速率。

当显示屏的进行画面切换时，显示屏的画面变化速率发生变化，比如显示屏播放动态画面时，显示屏的扫描速率增加；当显示屏播放静态画面时，显示屏的扫描速率降低；根据显示屏的视频数据获取显示屏的每帧图像的更新信息。

S4012：根据画面变化速率得到每帧图像的行扫描周期和列扫描周期。

本实施例根据显示屏的每帧图像变化频率调整芯片的工作时钟频率，基于行扫描周期和列扫描周期对多个像素区域进行动态扫描；显示屏的扫描时钟频率跟随显示屏的画面变化速率进行实时调节。

图9示出了本实施例提供的显示系统90的结构示意，请参阅图9，显示系统90包括如上所述的LED阵列的驱动装置10；请结合图1至图3的具体实施方式；通过分别调整行扫描芯片和列扫描芯片的工作时钟，在满足显示屏刷新频率的前提下，随时控制芯片工作或者停止，实现了节能的效果。

在本文对各种器件、电路、装置、系统和/或方法描述了各种实施方式。阐述了很多特定的细节以提供对如在说明书中描述的和在附图中示出的实施方式的总结构、功能、制造和使用的彻底理解。然而本领域中的技术人员将理解，实施方式可在没有这样的特定细节的情况下被实施。在其它实例中，详细描述了公知的操作、部件和元件，以免使在说明书中的实施方式难以理解。本领域中的技术人员将理解，在本文和所示的实施方式是非限制性例子，且因此可认识到，在本文公开的特定的结构和功能细节可以是代表性的且并不一定限制实施方式的范围。

在整个说明书中对“各种实施方式”、“在实施方式中”、“一个实施方式”或“实施方式”等的引用意为关于实施方式所述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。因此，短语“在各种实施方式中”、“在一些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”等在整个说明书中的适当地方的出现并不一定都指同一实施方式。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施方式中以任何适当的方式组合。因此，关于一个实施方式示出或描述的特定特征、结构或特性可全部或部分地与一个或多个其它实施方式的特征、结构或特性进行组合，而没有假定这样的组合不是不合逻辑的或无功能的限制。任何方向参考(例如，加上、减去、上部、下部、向上、向下、左边、右边、向左、向右、顶部、底部、在…之上、在…之下、垂直、水平、顺时针和逆时针)用于识别目的以帮助读者理解本公开内容，且并不产生限制，特别是关于实施方式的位置、定向或使用。

虽然上面以某个详细程度描述了某些实施方式，但是本领域中的技术人员可对所公开的实施方式做出很多变更而不偏离本公开的范围。连接参考(例如，附接、耦合、连接等)应被广泛地解释，并可包括在元件的连接之间的中间构件和在元件之间的相对运动。因此，连接参考并不一定暗示两个元件直接连接/耦合且彼此处于固定关系中。“例如”在整个说明书中的使用应被广泛地解释并用于提供本公开的实施方式的非限制性例子，且本公开不限于这样的例子。意图是包含在上述描述中或在附图中示出的所有事务应被解释为仅仅是例证性的而不是限制性的。可做出在细节或结构上的变化而不偏离本公开。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种LED阵列的驱动装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的LED阵列的驱动装置，其特征在于，每个所述行扫描芯片包括：

第一时钟控制寄存器，用于接入第一时钟控制信号；

3.根据权利要求1所述的LED阵列的驱动装置，其特征在于，每个所述列扫描芯片包括：

第二时钟控制寄存器，用于接入第二时钟控制信号；

4.根据权利要求3所述的LED阵列的驱动装置，其特征在于，每个所述列扫描芯片还包括：

5.一种LED阵列的驱动方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的LED阵列的驱动方法，其特征在于，获取视频数据并确定当前帧图像的行扫描周期和列扫描周期，包括：

7.根据权利要求5所述的LED阵列的驱动方法，其特征在于，根据所述第一时钟信号控制所述行扫描芯片工作或者停止，并当所述行扫描芯片处于工作状态下，将行扫描信号依次输出至所述LED阵列，包括：

接入第一时钟控制信号；

将所述行扫描信号依次输出至所述LED阵列。

8.根据权利要求5所述的LED阵列的驱动方法，其特征在于，根据所述第二时钟信号控制所述列扫描芯片工作或者停止，并当所述列扫描芯片处于工作状态下，将列扫描信号输出至所述LED阵列，包括：

接入第二时钟控制信号；

根据所述第四地址信号将所述列扫描信号输出所述LED阵列。

9.根据权利要求8所述的LED阵列的驱动方法，其特征在于，根据所述第四地址信号将所述列扫描信号输出所述LED阵列之前，所述LED阵列的驱动方法还包括：

对所述第四地址信号进行存储。

10.一种显示系统，其特征在于，包括：如权利要求1-4任一项所述的LED阵列的驱动装置。