CN113823231A - 显示器的背光控制系统及显示器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种显示器的背光控制系统及显示器，该背光控制系统包括形成阵列的多个发光元件；控制芯片，与多个发光元件电连接，用于将每一发光元件的单帧背光信号分为多个子帧背光信号；调制控制模块，分别与多个发光元件和控制芯片电连接，调制控制模块包括脉冲宽度调制控制单元和脉冲幅度调制控制单元；脉冲宽度调制控制单元用于控制一发光元件中每个子帧背光信号对应的发光时间，脉冲幅度调制控制单元用于控制一发光元件中每个子帧背光信号对应的电压大小。本申请通过调制控制模块包括脉冲宽度调制控制单元同时控制发光元件发光，提高了显示器的显示效果。

Description

显示器的背光控制系统及显示器

技术领域

本申请属于显示器技术领域，尤其涉及一种显示器的背光控制系统及显示器。

背景技术

目前，背光控制技术是显示器的一项重要发展技术，能够有效弥补显示器对比度不足的问题，显示器在分辨率、灰阶均匀性等方面仍有提升空间。

相关技术中，显示器的背光控制技术通常为PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制方式，但是，PWM控制方式在高灰阶显示时会使显示器的电流出现一定的波动，容易产生闪烁的问题，导致显示器的显示效果不佳。

发明内容

本申请实施例提供一种显示器的背光控制系统及显示器，提高了显示器的显示效果。

第一方面，本申请实施例提供一种显示器的背光控制系统，包括：

多个发光元件，所述多个发光元件形成阵列；

控制芯片，与所述多个发光元件电连接，用于将每一所述发光元件的单帧背光信号分为多个子帧背光信号；

调制控制模块，分别与所述多个发光元件和所述控制芯片电连接，所述调制控制模块包括脉冲宽度调制控制单元和脉冲幅度调制控制单元；其中，

所述脉冲宽度调制控制单元用于控制一所述发光元件中每个所述子帧背光信号对应的发光时间，所述脉冲幅度调制控制单元用于控制一所述发光元件中每个所述子帧背光信号对应的电压大小。

可选的，所述子帧背光信号的数量与所述发光元件的亮度灰阶范围和所述发光元件的输入电压种类存在对应关系。

可选的，所述子帧背光信号的发光时间与所述子帧背光信号的数量、所述发光元件的亮度灰阶范围以及所述发光元件的输入电压种类存在对应关系。

可选的，所述背光控制系统还包括开关单元，所述开关单元分别与所述多个发光元件和所述控制芯片电连接。

可选的，所述开关单元的第一端连接所述显示器的电压输出端，用于通过所述电压输出端控制所述发光元件发光，所述开关单元的第二端连接外接电源，用于通过所述外接电源为所述发光元件充电，所述开关单元的第三端接地。

可选的，所述多个发光元件所形成阵列的每一行包括至少两个所述发光元件，所述控制芯片还用于根据每一所述发光元件中每个所述子帧背光信号对应的电压大小向所述阵列中的发光元件逐行发送输入电压信号。

可选的，所述控制芯片还用于控制所述多个发光元件同时发光，并根据每一所述发光元件中每个所述子帧背光信号对应的发光时间逐行发送脉冲信号。

可选的，所述背光控制系统还包括多个控制模块，所述多个控制模块分别与所述多个发光元件和所述控制芯片电连接，所述控制模块用于接收所述输入电压信号和所述脉冲信号，且每一控制模块控制一个所述发光元件。

可选的，每一所述控制模块的栅极分别与所述输入电压信号和所述脉冲信号连接，每一所述控制模块的源极与所述电压的输出端连接，每一所述控制模块的漏极接地。

第二方面，本申请实施例提供一种显示器，包括：

背光控制系统，所述背光控制系统为如上任一项所述的背光控制系统。

本申请实施例提供背光控制系统包括形成阵列的多个发光元件；控制芯片，与多个发光元件电连接，用于将每一发光元件的单帧背光信号分为多个子帧背光信号；调制控制模块，分别与多个发光元件和控制芯片电连接，调制控制模块包括脉冲宽度调制控制单元和脉冲幅度调制控制单元；脉冲宽度调制控制单元用于控制一发光元件中每个子帧背光信号对应的发光时间，脉冲幅度调制控制单元用于控制一发光元件中每个子帧背光信号对应的电压大小。本申请通过调制控制模块包括脉冲宽度调制控制单元同时控制发光元件发光，提高了显示器的显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。在下面的描述中，相同的附图标号表示相同的部分。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，对本领域技术人员来说，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是本申请实施例提供的显示器的背光控制系统的第一种结构框图。

图2是本申请实施例提供的显示器的背光控制系统的第二种结构框图。

图3是本申请实施例提供的显示器的背光控制系统的第三种结构框图。

图4是本申请实施例提供的开关单元的结构示意图。

图5是本申请实施例提供的显示器的背光控制系统的第四种结构框图。

图6是本申请实施例提供的控制模块的结构框图。

图7是本申请实施例提供的背光控制系统的结构示意图。

图8是本申请实施例提供的显示器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

背光控制技术是显示器的一项重要发展技术，能够有效弥补显示器对比度不足的问题。相关技术中，区域背光控制(Local dimming)技术主要采用脉冲宽度调制控制方式，其特点在于对显示器的发光元件逐行分时点亮，通过发光元件点亮的时间控制亮度。但这种技术容易产生闪烁的问题，且功耗较大。另一种区域背光控制技术为脉冲幅度调制控制方式，其特点是对发光元件逐行扫描点亮，并在整个单帧背光信号内能维持点亮，通过调整通过发光元件电流的大小来控制发光元件的亮度。但这种方式在不同电流控制下，发光元件的颜色会发生变化，难以保证整个灰阶范围内白平衡的一致性。

为解决上述问题，本申请提供了一种显示器的背光控制系统，用于将脉冲宽度调制控制方式与脉冲幅度调制控制方式结合，提高显示器的显示效果。请参阅图1，图1是本申请实施例提供的显示器的背光控制系统的第一种结构框图。其中，显示器100可以为液晶显示器(LCD)、自发光显示器(LED)或有机发光二极管显示器(OLED)等等。

显示器100包括背光控制系统200，背光控制系统200可以包括多个发光元件210、控制芯片220和调制控制模块230。

其中，多个发光元件210可以为LED灯，Micro-LED或发光二极管等等。该背光控制系统200可以用于阵列式背光控制，即多个发光元件可以形成阵列。比如，多个发光元件可以形成两行四列的阵列，两行六列的阵列等等。

控制芯片220可以与多个发光元件210电连接，其中，控制芯片可以通过发送单帧背光信号控制发光元件210发光，在本申请实施例中，控制芯片220可以将每一发光元件210的单帧背光信号分为多个子帧背光信号，比如，将单帧背光信号分为4个子帧背光信号或8个子帧背光信号等等。

其中，每一发光元件210的单帧背光控制信号被分解为多个子帧背光信号的数量可以与发光元件的亮度灰阶范围以及发光元件的输入电压种类存在对应关系。比如，亮度灰阶范围为0-255，共256级，输入电压的种类为2种，那么子帧背光信号的数量可以为8个；再比如，亮度灰阶范围共256级，输入电压的种类为4种，那么子帧背光信号的数量可以为4个。

需要说明的是，将单帧背光信号分解为多个子帧信号，可以控制每个子帧信号对应的发光时间，从而可以更好控制每个发光元件的发光时间，以便对发光元件210的亮度控制，提高显示器100的显示效果。

其中，调制控制模块230可以分别与多个发光元件210和控制芯片220电连接。请参阅图2，图2是本申请实施例提供的显示器的背光控制系统的第二种结构框图。其中，调制控制模块230可以包括脉冲宽度调制控制单元231和脉冲幅度调制控制单元232。

脉冲宽度调制控制单元231可以用于控制一个发光元件210中每个子帧背光信号对应的发光时间。比如，单帧背光信号包括4个子帧背光信号，那么各个子帧背光信号的发光时间的比例可以为1：4：16：64；单帧背光信号包括8个子帧背光信号，那么各个子帧背光信号的发光时间的比例可以为1：2：4：8：16：32：64：128。

可以理解的是，子帧背光信号的发光时间与子帧背光信号的数量、发光元件210的灰阶范围以及发光元件的输入电压种类存在对应关系。比如，亮度灰阶范围为0-255，共256级，输入电压的种类为2种，子帧背光信号的数量可以为8个，那么各个子帧背光信号的发光时间的比例可以为1：2：4：8：16：32：64：128。

其中，脉冲幅度调制控制单元232可以用于控制每一发光元件210中每个子帧背光信号对应的电压大小。比如，单帧背光信号包括8个子帧背光信号，那么脉冲幅度调制控制单元232可以根据8个子帧背光信号对应的发光时间所需的电压值为发光元件210进行充电，以使发光元件210充电充分。

请参阅图3，图3是本申请实施例提供的显示器的背光控制系统的第三种结构框图。其中，背光控制系统200还可以包括开关单元240，该开关单元240分别与多个发光元件210和控制芯片220电连接。请参阅图4，图4是本申请实施例提供的开关单元的结构示意图。其中，开关单元240的第一端可以连接显示器100的电压输出端，可以用于通过电压输出端输出的电压控制发光元件210发光；开关单元240的第二端可以连接外接电源，可以通过外接电源为发光元件210进行充电，开关单元240的第三端接地。

需要说明的是，该背光控制系统200对发光元件210的亮度控制可以包括充电阶段和发光阶段。多个发光元件210所形成的阵列的每一行可以包括至少两个发光元件210，由于每一行存在不止一个发光元件210，因此，在不进行背光控制的情况下，容易出现闪烁的问题，若每一行只有一个发光元件210则不会出现闪烁的问题。

因此，在充电阶段，控制芯片220可以根据每一发光元件210中每个子帧背光信号对应的电压大小向阵列中的发光元件210逐行发送输入电压信号。而每一行中的至少两个发光元件210可以根据该输入电压信号，接收来自外接电源的输入电压，从而达到逐行充电的效果，以控制每一行中至少两个发光元件210的电压值，从而有利于对发光元件210的亮度控制，提高显示器显示效果。

在对阵列中的每一行完成充电之后，可以进入发光阶段。控制芯片220可以控制多个发光元件210同时发光，并根据每一发光元件210中每个子帧背光信号对应的发光时间逐行发送脉冲信号。由于在充电阶段对每一发光元件210进行了完全充电以保证其持续发光，而将单帧背光信号分为多个子帧背光信号后，多个子帧背光信号是按照不同的发光时间比例排列的，也就是多个子帧背光信号的发光时间不同，那么对应的每个子帧背光信号需要的输入电压也不同，因此，在对多个发光元件210同时点亮的过程中，每一子帧背光信号接收到的脉冲信号也是不同的，而脉冲信号可以对应每一子帧背光信号对应的发光时间逐行发送至每一行的发光元件210，以实现通过脉冲宽度调制控制方式对发光元件210的亮度进行控制，进一步提高显示器的显示效果。

请参阅图5，图5是本申请实施例提供的显示器的背光控制系统的第四种结构框图。其中，背光控制系统200还可以包括多个控制模块250，多个控制模块250可以分别与多个发光元件210和控制芯片220电连接，控制模块250可以用于接收上述输入电压信号和脉冲信号，以通过输入电压信号和脉冲信号实现对发光元件210的充电和发光，具体为通过输入电压信号和脉冲信号对发光元件210的充电值和发光时间进行控制。

可以理解的是，为实现控制模块250对发光元件210的准确控制，可以每一控制模块250控制一个发光元件210。

请参阅图6，图6是本申请实施例提供的控制模块的结构框图。其中，每一控制模块250的栅极可以分别与输入电压信号和脉冲信号连接，具体为每一控制模块250对应的薄膜晶体管分别与输入电压信号和脉冲信号连接，从而能够实现对输入电压信号和脉冲信号的接收，以对该控制模块250对应的发光元件210发光时间和亮度进行控制；每一控制模块250的源极可以与显示器的电压输出端连接，从而通过电压输出端输出的电压控制发光元件210发光；每一所述控制模块250的漏极接地。

请参阅图7，图7是本申请实施例提供的背光控制系统的结构示意图。其中，以多个发光元件210形成的阵列为两行四列为例进行说明，即发光元件210的数量为8个。发光元件的亮度灰阶范围为0-255，即256级，发光元件的单帧背光信号分为8个子帧背光信号，包含一个控制芯片220和8个控制模块250。

其中，第一行第一列的发光元件A的亮度等级为45，第二行第二列的发光元件B的亮度等级为157，控制芯片220的每个输出通道只有两种电压，分别为a和b，对应电压值为0和1，按照8个子帧背光信号的发光时间的比例1：2：4：8：16：32：64：128，根据对每个发光时间比例输入电压a或b，从而得到发光元件A的亮度等级的计算公式为45＝1*1+0*2+1*4+1*8+0*16+1*32+0*64+0*128；得到发光元件B的亮度等级的计算公式为157＝1*1+0*2+1*4+1*8+1*16+0*32+0*64+1*128。其中，该阵列中其他位置的发光元件的亮度等级可以根据上述公式类推，在此不作赘述。

该背光控制系统200的背光控制方式具体可以包括如下步骤：

第一步，进入第一个子帧背光信号，通过控制芯片220给电源开关240输入高压信号，使得电压输出端与接地端导通，此时，整个背光控制系统200中是没有输入电压的，即多个发光元件210无法发光；

第二步，控制芯片220第一行的扫描信号SCAN1一个高压脉冲信号，此时，发光元件A的第一个子帧背光信号的发光时间比例为1，输入电压为b＝1，由于发光元件A处于第一行第一列，第一行第二列、第一行第三列和第一行第四列还包括三个发光元件，这三个发光元件可以根据对应分解的8个子帧背光信号对应的亮度等级，计算得到对应的每个子帧背光信号对应的输入电压，以实现在扫描信号SCAN1的脉冲信号持续时间内确保通过外接电源对每一发光元件的充电足够充分，能够保证每一发光元件按照每一子帧背光信号的发光时间的比例进行持续发光；

第三步，控制芯片220给第二行的扫面信号SCAN2一个高压脉冲信号，此时，发光元件B的第一个子帧背光信号的发光时间比例为1，输入电压为b＝1，由于发光元件B处于第二行第二列，第二行第一列、第二行第三列和第二行第四列还包括三个发光元件，这三个发光元件可以按照如上方式进行充电；

第四步，对于第一行和第二行扫描完毕之后，控制芯片220给开关单元240输入低压信号，使得外接电源与接地端导通，从而使得电压的输出端接入电路实现给发光元件210供电，使得发光元件210可以同时发光，并且所持续的发光时间按照每一发光元件210中各个子帧背光信号的发光时间的比例进行发光；

第五步，进入第二个子帧背光信号，并重复进行第一步、第二步和第三步，得到发光元件A和发光元件B对应的第二子帧背光信号的输入电压均为0；

第六步，重复第四步直至每个发光元件210的8个子帧背光信号均完成充电和发光阶段，从而完成8个子帧背光信号对应的单帧背光信号的显示。

另外，其中，以多个发光元件210形成的阵列为两行四列为例进行说明，即发光元件210的数量为8个。发光元件的亮度灰阶范围为0-255，即256级，发光元件的单帧背光信号分为4个子帧背光信号，包含一个控制芯片220和8个控制模块250。

其中，第一行第一列的发光元件A的亮度等级为45，第二行第二列的发光元件B的亮度等级为157，控制芯片220的每个输出通道只有四种电压，分别为a、b、c和d，对应电压值为0、1、2和3，按照4个子帧背光信号的发光时间的比例1：4：16：64，根据对每个发光时间比例输入电压a、b、c或d，从而得到发光元件A的亮度等级的计算公式为45＝1*1+3*4+2*16+0*64；得到发光元件B的亮度等级的计算公式为157＝1*1+3*4+1*16+2*64。其中，该阵列中其他位置的发光元件的亮度等级可以根据上述公式类推，在此不作赘述。

该背光控制系统200的背光控制方式具体可以包括如下步骤：

第一步，进入第一个子帧背光信号，通过控制芯片220给电源开关240输入高压信号，使得电压输出端与接地端导通，此时，整个背光控制系统200中是没有输入电压的，即多个发光元件210无法发光；

第二步，控制芯片220第一行的扫描信号SCAN1一个高压脉冲信号，此时，发光元件A的第一个子帧背光信号的发光时间比例为1，输入电压为b＝1，由于发光元件A处于第一行第一列，第一行第二列、第一行第三列和第一行第四列还包括三个发光元件，这三个发光元件可以根据对应分解的4个子帧背光信号对应的亮度等级，计算得到对应的每个子帧背光信号对应的输入电压，以实现在扫描信号SCAN1的脉冲信号持续时间内确保通过外接电源对每一发光元件的充电足够充分，能够保证每一发光元件按照每一子帧背光信号的发光时间的比例进行持续发光；

第三步，控制芯片220给第二行的扫面信号SCAN2一个高压脉冲信号，此时，发光元件B的第一个子帧背光信号的发光时间比例为1，输入电压为b＝1，由于发光元件B处于第二行第二列，第二行第一列、第二行第三列和第二行第四列还包括三个发光元件，这三个发光元件可以按照如上方式进行充电；

第四步，对于第一行和第二行扫描完毕之后，控制芯片220给开关单元240输入低压信号，使得外接电源与接地端导通，从而使得电压的输出端接入电路实现给发光元件210供电，使得发光元件210可以同时发光，并且所持续的发光时间按照每一发光元件210中各个子帧背光信号的发光时间的比例进行发光；

第五步，进入第二个子帧背光信号，并重复进行第一步、第二步和第三步，得到发光元件A和发光元件B对应的第二子帧背光信号的输入电压均为3；

第六步，重复第四步直至每个发光元件210的4个子帧背光信号均完成充电和发光阶段，从而完成4个子帧背光信号对应的单帧背光信号的显示。

本实施例提供背光控制系统包括形成阵列的多个发光元件，控制芯片用于将每一发光元件的单帧背光信号分为多个子帧背光信号，调制控制模块包括脉冲宽度调制控制单元和脉冲幅度调制控制单元。脉冲宽度调制控制单元用于控制一发光元件中每个子帧背光信号对应的发光时间，脉冲幅度调制控制单元用于控制一发光元件中每个子帧背光信号对应的电压大小。通过调制控制模块包括脉冲宽度调制控制单元同时控制发光元件发光，提高了显示器的显示效果。

相应的，本申请实施例还提供一种显示器，请参阅图8，图8是本申请实施例提供的显示器的结构示意图。该显示器100包括如上实施例所述的背光控制系统200，该显示器100还包括有一个或者一个以上处理核心的处理器110、有一个或者一个以上计算机可读存储介质的存储器120及存储在存储器120上并可在处理器110上运行的计算机程序。其中，处理器110与存储器120电性连接。本领域技术人员可以理解，图中示出的显示器结构并不构成对显示器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

处理器110是显示器的控制中心，利用各种接口和线路连接整个显示器的各个部分，通过运行或加载存储在存储器120内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器120内的数据，执行显示器100的各种功能和处理数据，从而对显示器100进行整体监控。

为此，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其中存储有多条计算机程序，该计算机程序能够被处理器110进行加载，以执行本申请实施例所提供的任一种洗衣机的检测方法中的步骤。

其中，该存储介质可以包括：只读存储器120(ROM，ReadOnly Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本申请实施例所提供的一种显示器的背光控制系统及显示器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种显示器的背光控制系统，其特征在于，包括：

多个发光元件，所述多个发光元件形成阵列；

控制芯片，与所述多个发光元件电连接，用于将每一所述发光元件的单帧背光信号分为多个子帧背光信号；

调制控制模块，分别与所述多个发光元件和所述控制芯片电连接，所述调制控制模块包括脉冲宽度调制控制单元和脉冲幅度调制控制单元；其中，

所述脉冲宽度调制控制单元用于控制一所述发光元件中每个所述子帧背光信号对应的发光时间，所述脉冲幅度调制控制单元用于控制一所述发光元件中每个所述子帧背光信号对应的电压大小。

2.根据权利要求1所述的显示器的背光控制系统，其特征在于，所述子帧背光信号的数量与所述发光元件的亮度灰阶范围和所述发光元件的输入电压种类存在对应关系。

3.根据权利要求2所述的显示器的背光控制系统，其特征在于，所述子帧背光信号的发光时间与所述子帧背光信号的数量、所述发光元件的亮度灰阶范围以及所述发光元件的输入电压种类存在对应关系。

4.根据权利要求1所述的显示器的背光控制系统，其特征在于，所述背光控制系统还包括开关单元，所述开关单元分别与所述多个发光元件和所述控制芯片电连接。

5.根据权利要求4所述的显示器的背光控制系统，其特征在于，所述开关单元的第一端连接所述显示器的电压输出端，用于通过所述电压输出端控制所述发光元件发光，所述开关单元的第二端连接外接电源，用于通过所述外接电源为所述发光元件充电，所述开关单元的第三端接地。

6.根据权利要求1所述的显示器的背光控制系统，其特征在于，所述多个发光元件所形成阵列的每一行包括至少两个所述发光元件，所述控制芯片还用于根据每一所述发光元件中每个所述子帧背光信号对应的电压大小向所述阵列中的发光元件逐行发送输入电压信号。

7.根据权利要求6所述的显示器的背光控制系统，其特征在于，所述控制芯片还用于控制所述多个发光元件同时发光，并根据每一所述发光元件中每个所述子帧背光信号对应的发光时间逐行发送脉冲信号。

8.根据权利要求6或7所述的显示器的背光控制系统，其特征在于，所述背光控制系统还包括多个控制模块，所述多个控制模块分别与所述多个发光元件和所述控制芯片电连接，所述控制模块用于接收所述输入电压信号和所述脉冲信号，且每一控制模块控制一个所述发光元件。

9.根据权利要求8所述的显示器的背光控制系统，其特征在于，每一所述控制模块的栅极分别与所述输入电压信号和所述脉冲信号连接，每一所述控制模块的源极与所述电压的输出端连接，每一所述控制模块的漏极接地。

10.一种显示器，其特征在于，包括：

背光控制系统，所述背光控制系统为如权利要求1至9任一项所述的背光控制系统。

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