CN114743514A - 一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法 - Google Patents

一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法，首先背光驱动电路接收外部的图像或视频信号，背光驱动电路对外部的图像或视频信号中的单帧的图像进行分析处理，将单帧的图像分解为三帧独立的RGB单色图像信息；然后背光驱动电路分别依据三帧独立的RGB单色图像信息处理生成三帧独立的RGB单色背光灰阶图像；再将背光驱动电路将生成的单帧RGB单色背光灰阶图像输出给背光板，同时将相对应的单帧RGB单色图像输出给液晶屏；依次依次输出另外两帧RGB单色图像及RGB单色背光灰阶图像，利用人眼的视觉暂留效应完成多色图像的显示。本发明解决了液晶显示模组难以实现高亮度多色显示的问题。

Description

一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法。
背景技术
液晶显示作为当前应用最为普遍的一种显示技术，广泛应用于手机、电脑、电视、汽车等各个领域。然而，在HUD（Head Up Display）领域，却受到来自DLP（Digital LightProcessing）、LCOS（Liquid Crystal on Silicon）等技术的严峻挑战，其主要原因在于HUD对显示模组的亮度要求极高，受限于偏光片、CF等材料的透过率较低，一般高分辨率（PPI大于200）的全彩液晶屏透过率在4%左右，为了达到50000cd/m2甚至100000cd/ m2的显示亮度，当前主流技术所采用的分区动态背光的方式也无法实现，原因在于分区动态背光的过度应用会产生显示效果上所谓的“光晕”现象，造成图像显示模糊，严重影响视觉效果。针对此技术难点，目前尚未提出更为有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法，以解决液晶显示模组难以实现高亮度多色显示的问题。
为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法，包括如下步骤：
S1、背光驱动电路接收外部的图像或视频信号，背光驱动电路对外部的图像或视频信号中的单帧的图像进行分析处理，将单帧的图像分解为三帧独立的RGB单色图像信息；
S2、背光驱动电路分别依据三帧独立的RGB单色图像信息处理生成三帧独立的RGB单色背光灰阶图像；
S3、背光驱动电路将生成的单帧RGB单色背光灰阶图像输出给背光板，同时将相对应的单帧RGB单色图像输出给液晶屏，单帧RGB单色背光灰阶图像与单帧RGB单色图像进行同步行列扫描显示，以提升显示亮度；
S4、重复步骤S3依次输出另外两帧RGB单色图像及RGB单色背光灰阶图像，利用人眼的视觉暂留效应完成多色图像的显示。
作为本发明的优化方案，在步骤S2中，处理步骤为：
1）针对三帧独立的RGB单色图像信息提取单色数据；
2）将提取后的单色数据图像分割成若干份；
3）计算单个图像数据的平均值，生成对应份数的8位RGB单色背光灰阶图像。
作为本发明的优化方案，背光板采用分区动态背光模式工作，背光板以RGB三种LED为一组构成的多组排列组成。
作为本发明的优化方案，背光板采用分区动态背光模式工作，背光板以RGB三种LED为一组构成的多组排列组成。
作为本发明的优化方案，分区动态背光的混光距离≤2mm。
作为本发明的优化方案，背光驱动电路包括列场恒流源部分和行场扫描部分，列场恒流源部分用于生成背光板上的LED背光工作所需的电流，行场扫描部分用于生成背光板上的LED背光点亮所需要的灰阶数据。
作为本发明的优化方案，背光驱动电路能够实现单色背光与单色图像的同步扫描显示，通过调整单色背光的最大灰阶和最小灰阶的亮度范围消除光晕。
作为本发明的优化方案，液晶屏为单色液晶屏，单色液晶屏的透过率≥25%，单色液晶屏的像素密度单位≥200，单色液晶屏的刷新率≥90Hz。
作为本发明的优化方案，背光驱动电路通过调整单色背光的最大灰阶和最小灰阶的亮度范围消除光晕。
作为本发明的优化方案，背光板的亮度范围为40%-100%。
本发明具有积极的效果：本发明充分利用单色液晶屏高透过率的优点，采用图像、背光同步分时显示（图像信号显示的同时背光点亮，图像信号不显示的同时背光熄灭）的方法，结合区动态背光的方案，能够实现液晶显示模组的高亮度多色显示，同等功耗条件下能够大幅度提高模组的显示亮度，同时避免了“光晕”的问题，本发明亮度为100000cd/m2时，功耗为18W，实现了高亮度多色显示的目标，为液晶显示技术在HUD领域的应用提供了更为优越的解决方法。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的整体结构框图；
图2是本发明的整体流程图；
图3是处理生成三帧独立的RGB背光灰阶图像的流程图；
图4是背光驱动电路列场恒流源部分的部分电路原理图；
图5是背光驱动电路列场恒流源部分的另一部分电路原理图；
图6是背光驱动电路行场扫描部分的电路原理图；
图7是单色图像显示及相应单色背光同步扫描的时序关系示意图。
其中：1、背光驱动电路，2、背光板，3、液晶屏。
具体实施方式
如图1和2所示，本发明公开了一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法，包括如下步骤：
S1、背光驱动电路1接收外部的图像或视频信号，背光驱动电路1对外部的图像或视频信号中的单帧的图像进行分析处理，将单帧的图像分解为三帧独立的RGB单色图像信息，即RGB（红、绿、蓝）三帧各自独立的图像信息；
S2、背光驱动电路1分别依据三帧独立的RGB单色图像信息处理生成三帧独立的RGB单色背光灰阶图像；
S3、背光驱动电路1将生成的单帧RGB单色背光灰阶图像输出给背光板2，同时将相对应的单帧RGB单色图像输出给液晶屏3，单帧RGB单色背光灰阶图像与单帧RGB单色图像进行同步行列扫描显示，以提升显示亮度；
S4、重复步骤S3依次输出另外两帧RGB单色图像及RGB单色背光灰阶图像，利用人眼的视觉暂留效应完成多色图像的显示。
如图3所示，在步骤S2中，处理步骤为：
1）针对三帧独立的RGB单色图像信息提取单色数据R；
2）将提取后的单色数据图像分割成若干份；
3）计算单个图像数据的平均值，生成对应份数的8位RGB单色背光灰阶图像。GB（绿、蓝）的处理步骤同R（红色）。实施时，可将预处理后的图像分为192份。
背光板2采用分区动态背光模式工作，背光板2以RGB三种LED为一组构成的多组排列组成。分区动态背光以RGB（红、绿、蓝）三种LED为一组，R、G、B能分别独立显示，以配合单色图像实现子帧图像的单色显示。
分区动态背光的混光距离（OD值）≤2mm。可以提升光效及缓解“光晕”现象。
液晶屏为单色液晶屏，单色液晶屏的透过率≥25%，单色液晶屏的像素密度单位≥200，设置单色液晶屏的透过率和单色液晶屏的PPI（Pixels Per Inch）像素密度单位，以解决同等PPI水平下彩色液晶屏透过率低的问题。单色液晶屏的刷新率≥90Hz。
背光驱动电路1包括列场恒流源部分和行场扫描部分，列场恒流源部分用于生成背光板2上的LED背光工作所需的电流，行场扫描部分用于生成背光板2上的LED背光点亮所需要的灰阶数据。如图6所示，栅极驱动器U24驱动晶体管Q5的栅极，晶体管Q5生成背光板2上的LED背光点亮所需要的灰阶数据。如图4和5所示，运算放大器U21的输出端驱动晶体管Q8的栅极实现恒流驱动，晶体管Q7实现恒流源的开关。
通过调整单色背光的最大灰阶和最小灰阶的亮度范围消除光晕，即背光驱动电路1的单色背光的最大灰阶和最小灰阶的亮度范围可以根据实际的显示效果进行调整，以消除不同显示画面条件下“光晕”的影响。
背光板2的亮度范围为40%-100%。能有效地解决“光晕”的问题。
如图7所示，当RGB单色图像信息中的R单色图像信号扫描显示的过程中，相对应的RGB单色背光灰阶图像中的R背光通过扫描的方式逐区点亮，实现单色显示；但R单色图像信号扫描关闭时，R背光扫描也关闭。背光驱动电路1能够实现单色背光与单色图像的同步扫描显示，可以实现高亮度、低功耗。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、背光驱动电路（1）接收外部的图像或视频信号，背光驱动电路（1）对外部的图像或视频信号中的单帧的图像进行分析处理，将单帧的图像分解为三帧独立的RGB单色图像信息；
S2、背光驱动电路（1）分别依据三帧独立的RGB单色图像信息处理生成三帧独立的RGB单色背光灰阶图像；
S3、背光驱动电路（1）将生成的单帧RGB单色背光灰阶图像输出给背光板（2），同时将相对应的单帧RGB单色图像输出给液晶屏（3），单帧RGB单色背光灰阶图像与单帧RGB单色图像进行同步行列扫描显示，以提升显示亮度；
S4、重复步骤S3依次输出另外两帧RGB单色图像及RGB单色背光灰阶图像，利用人眼的视觉暂留效应完成多色图像的显示。
2.根据权利要求1所述的一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法，其特征在于：在步骤S2中，处理步骤为：
1）针对三帧独立的RGB单色图像信息提取单色数据；
2）将提取后的单色数据图像分割成若干份；
3）计算单个图像数据的平均值，生成对应份数的8位RGB单色背光灰阶图像。
3.根据权利要求2所述的一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法，其特征在于：背光板（2）采用分区动态背光模式工作，背光板（2）以RGB三种LED为一组构成的多组排列组成。
4.根据权利要求3所述的一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法，其特征在于：分区动态背光的混光距离≤2mm。
5.根据权利要求3所述的一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法，其特征在于：背光驱动电路（1）包括列场恒流源部分和行场扫描部分，列场恒流源部分用于生成背光板（2）上的LED背光工作所需的电流，行场扫描部分用于生成背光板（2）上的LED背光点亮所需要的灰阶数据。
6.根据权利要求5所述的一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法，其特征在于：液晶屏为单色液晶屏，单色液晶屏的透过率≥25%，单色液晶屏的像素密度单位≥200，单色液晶屏的刷新率≥90Hz。
7.根据权利要求6所述的一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法，其特征在于：背光驱动电路（1）通过调整单色背光的最大灰阶和最小灰阶的亮度范围消除光晕。
8.根据权利要求7所述的一种液晶显示模组高亮度多色显示的方法，其特征在于：背光板（2）的亮度范围为40%-100%。
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