CN114927108A - 基于串行通讯的显示屏背光装置及方法 - Google Patents
基于串行通讯的显示屏背光装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114927108A CN114927108A CN202210657242.2A CN202210657242A CN114927108A CN 114927108 A CN114927108 A CN 114927108A CN 202210657242 A CN202210657242 A CN 202210657242A CN 114927108 A CN114927108 A CN 114927108A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- unit
- light
- lamp panel
- frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 8
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000013524 data verification Methods 0.000 claims description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 241001085205 Prenanthella exigua Species 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
- G09G3/3406—Control of illumination source
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于串行通讯的显示终端屏背光装置及方法，其包括位于主板上的图形处理模块、位于子板上且与电源相连的微处理模块、与微处理模块输出相连的第一灯板模块、与微处理模块输入相连的第二灯板模块、以及将第一灯板模块和第二灯板模块进行信号串联相连的第三灯板模块，其中所述灯板模块包括与电源相连的通讯单元、受通讯单元控制的恒流源单元、以及被恒流源单元控制的发光单元。本发明的优点：可实现单点的背光发光，实现更细粒度的背光调整，更灵活的背光调节，使画面亮的地方看起来更亮，并有较深的深色，同时节约更多的能耗，而且布局简单，快速扩容。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于串行通讯的显示屏背光装置及方法。
背景技术
显示屏制造商在开发新的显示屏时需要解决一个电力系统的设计问题：高对比度不仅需要一个具有高亮度的背光灯来真实再现图像极亮的部分，而且高电流的背光电路还必须能输出非常暗的光来正确渲染图像较暗的部分。传统的PWM背光调光方法最多只能在最高和最低电流之间实现1:1000的比率。HDR(High Dynamic Range)技术需要带局部调光的直下式背灯照明，这种结构要求更多的发光二极管、更多发光二极管通信通道和更为复杂的发光二极管驱动系统，造成成本更为昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于串行通讯的显示屏背光装置及方法，可实现单点的背光发光，实现更细粒度的背光调整，更灵活的背光调节，使画面亮的地方看起来更亮，并有较深的深色，同时节约更多的能耗，而且布局简单，快速扩容。
为实现上述目的，本发明提供了如下第一技术方案：一种基于串行通讯的显示屏背光装置，其包括：位于主板上的图形处理模块、位于子板上且与电源相连的微处理模块、与微处理模块输出相连的第一灯板模块、与微处理模块输入相连的第二灯板模块、以及将第一灯板模块和第二灯板模块进行信号串联相连的第三灯板模块，其中所述灯板模块包括与电源相连的通讯单元、受通讯单元控制的恒流源单元、以及被恒流源单元控制的发光单元。由此可实现单点的背光发光，实现更细粒度的背光调整。
在第一技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案：
优选地，所述图形处理模块把每帧图像的亮度数据转换成发光单元所用信号并传递给各个通讯单元，以将每帧图像的亮度数据跟发光单元的布局和连线方式对应起来，形成图像背光的局部调光，由此布局简单，快速扩容，一旦有故障只会单点出现故障。
优选地，所述灯板模块的最大数量为1024个且呈阵列式排布，可快速扩容。
优选地，所述图形处理模块与微处理模块采用双向同步串行总线接口通讯。
优选地，所述发光单元的命令格式包括数据头、8位命令、16位亮度数据、数据尾，以确保信息安全输送且内容短小。
优选地，所述数据头是由两个单位的高电平加两个单位的低电平组成，数字位的0由一个单位的高电平加一个单位的低电平组成，数字位的1由一个单位的低电平加一个单位的高电平组成，数据尾是由两个单位的低电平加两个单位的高电平组成，算法简便，易于实施。
为实现上述目的，本发明提供了如下第二技术方案：一种具有根据权利要求1所述的显示屏背光装置的方法，其包括如下步骤：
S1：首先从图形处理模块上获得图像每一帧的亮度数据跟帧同步信号；
S2：然后根据灯板模块的布局来进行数据转换；
S3：接着把每个发光单元需要的亮度通过单线串行通讯的方式传给每一个发光单元，而每个发光单元根据自己的信号亮度来进行实际亮度的显示，且发光单元串行通讯信号与亮度数据跟帧同步信号同步；
S4：上述串联相连的发光单元均完成亮度显示并完成一帧图像的背光显示至结束。
在第二技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案：
所述发光单元的命令格式包括数据头、8位命令、16位亮度数据、数据尾。
所述数据头是由两个单位的高电平加两个单位的低电平组成，数字位的0由一个单位的高电平加一个单位的低电平组成，数字位的1由一个单位的低电平加一个单位的高电平组成，数据尾是由两个单位的低电平加两个单位的高电平组成。
步骤S3包括：
S31：首先发送一帧Reset数据；
S32：当所有的发光单元收到Reset数据后会清空当前的接收缓存，准备接收下一帧的发光数据至接收缓存中；
S33：当第一个发光单元得到第一帧数据后，会进行数据校验，当校验后是有效数据会把数据缓存交互到显示缓存来显示第一帧数据的值，然后把这一帧的数据给置低，再开始转发第二帧到最后一帧的数据给第二发光单元；
S34：第二个发光单元按照步骤S33依次向第三发光单元转发数据来进行通讯，直至整个图像的亮度数据依次传给所有发光单元至结束
本发明的优点：可实现单点的背光发光，实现更细粒度的背光调整，更灵活的背光调节，使画面亮的地方看起来更亮，并有较深的深色，同时节约更多的能耗，而且布局简单，快速扩容，再者一旦有故障只会单点出现故障而不会像现有的并行方案出现一行一列显示错误的缺点。
附图说明
图1为本发明实施例的系统设计图；
图2为本发明实施例中灯板模块的矩阵图；
图3为本发明实施例中发光单元的示意图；
图4为本发明实施例中信号命令的逻辑时序图；
图5为本发明实施例中发光单元的命令格式；
图6为本发明实施例的多级联后的时序图；
图7为本发明实施例中数据转换步骤的对应图。
具体实施方式
实施例：如图1-6所示，本发明揭示一种基于串行通讯的显示屏背光装置的第一实施例，其包括位于主板上的图形处理模块100、位于子板上且与电源相连的微处理模块200、以及与微处理模块200相连的多个灯板模块300，其中一灯板模块300与微处理模块200的输出相连，而另一灯板模块300则一端与灯板模块300串联相连而另一端则与微处理模块200的输入相连。灯板模块300呈阵列排布设置。图形处理模块100优选为GPU(GraphicsProcessing Unit)，微处理模块200优选为MCU(Microcontroller Unit)。
灯板模块300包括与电源相连的通讯单元320、受通讯单元320控制的恒流源单元340、以及被恒流源单元340控制的发光单元360。发光单元360优选为发光二极管(LED)。恒流源单元340为自驱动调光单元，其信号需要与图形处理模块100的信号同步。
图形处理模块100把每帧图像的亮度数据转换成发光单元360所用信号并传递给各个通讯单元320，以将每帧图像的亮度数据跟发光单元360的布局和连线方式对应起来，形成图像背光的局部调光。图形处理模块100与微处理模块200采用双向同步串行总线接口通讯。
图形处理模块100生成图像亮度信号通过SPI(Serial Peripheral Interface)的通讯方式跟微处理模块200通讯。微处理模块200根据发光二极管的布线方式和图像亮度信号相结合生成发光二极管所需要的数据再通过单线方式传递给发光二极管。发光二极管根据数据来点亮自己并调节亮度。每个发光二极管单独控制，最后就形成了跟图像亮度信号对应的背光调节。如果将显示屏的背光照明系统分成一个个区域(如今的47寸直下式背光照明电视通常分为16到256个区域)，那么每个区域的背光亮度就可以与其所显示的图像部分的内容准确匹配。这样，深暗蓝色就可以与亮白色同时显示，同时也不会因为对图像较暗部分进行背光照明而浪费电力。
在第一实施例的基础上，本发明还揭示一种方法的第二实施例，其包括：
S1：首先微处理模块200从图形处理模块100上获得图像每一帧的亮度数据跟帧同步信号；
S2：然后根据灯板模块300的布局来进行数据转换；如图7所示，通常一帧图片的像素是行列扫描，具体从左上方为原点往右开始扫描，当到右边尽头后，要再返回最左边，再往下排一个，这样依次完成阵列扫描。显示屏背光装置的亮度信号也是符合此规律。而基于串口的背光电路是后面一个紧挨着前面一个，到了最右后并不是返回最左边来显示，而是从右往左排列。这样在偶数排的每个点的数据要根据原始数据进行转换，这样才能保证显示的亮度数据契合图像像素。
S3：接着把每个发光单元360需要的亮度通过单线串行通讯的方式传给每一个发光单元360，而每个发光单元360根据自己的信号亮度来进行实际亮度的显示，且发光单元360串行通讯信号与亮度数据跟帧同步信号同步；
S4：上述串联相连的发光单元360均完成亮度显示并完成一帧图像的背光显示至结束。
每个发光单元是由一个通讯单元一个恒流源控制单元再加一个发光体组成。如图3所示。通讯单元完成数据的通讯解码并给恒流源模块，恒流源模块根据通讯得到的值来控制发光模块。
如图5所示，每个发光单元360的命令格式是由一个数据头(Head)加8位命令和16位的亮度数据再加一个数据尾(End)组成。为了区分数据位，Head是由两个单位的高电平加两个单位的低电平组成。数字位的0由一个单位的高电平加一个单位的低电平组成，数字位的1由一个单位的低电平加一个单位的高电平组成。为了得到正确的结束位，End是由两个单位的低电平加两个单位的高电平组成。
本发明中步骤S3的数据传输如图6所示，并结合图4，其包括如下步骤：
S31：首先发送一帧Reset数据；
S32：由于所有的发光单元都有双缓存：一是用来显示的显示缓存；二是用来进行数据命令接收的接收缓存，当所有的发光单元收到Reset命令后会清空当前的接收缓存，准备接收下一帧的发光数据至接收缓存中；
S33：当第一个发光单元得到第一帧数据后，会进行数据校验，当校验后是有效数据会把数据缓存交互到显示缓存来显示第一帧数据的值，然后把这一帧的数据给置低，再开始转发第二帧到最后一帧的数据给第二发光单元；
S34：第二个发光单元按照步骤S33依次向第三发光单元转发数据来进行通讯，直至整个图像的亮度数据依次传给所有发光单元至结束。
由此本发明在普通的发光二极管中植入可以单线通信并亮度可控的芯片，实现单颗发光二极管的256-4096阶梯的亮度可控。从显示终端上的主控芯片中得到场和图像的亮度信号，再结合每个屏的发光二极管的布局来形成每一帧图片的对应发光二极管的亮度信号，通过单线通信的形式发送给发光二极管，发光二极管根据数据形成新的亮度信号，实现了图像背光的局部调光(Local-Dimming)。本发明采用单线通信，所有的发光二极管串联在一起，最大可以实现1024颗灯的串联，采用单线通讯就可以实现原来背光矩阵的布局，算法简便，易于实施并能实现单个发光二极管的亮度控制，实现了细粒度的Micro-Dimming,为液晶面板图像实现了更精确的背光亮度控制。
本发明可调光发光二极管是由传统发光二极管加上通讯单元完成，通讯单元通过单线或者双线的方式跟上位机通信，并带有透传功能，能把信号以级联方式的完成传输并下传到下一颗发光二极管上面。当前级通讯单元收到控制信号后，会产生对应的调光信号控制发光二极管，并把后级通讯单元的控制信号传递给下一级通讯单元。
本发明的优点：可实现单点的背光发光，实现更细粒度的背光调整，更灵活的背光调节，使画面亮的地方看起来更亮，并有较深的深色，同时节约更多的能耗，而且布局简单，快速扩容，再者一旦有故障只会单点出现故障而不会像现有的并行方案出现一行一列显示错误的缺点。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于串行通讯的显示屏背光装置，其特征在于其包括：位于主板上的图形处理模块、位于子板上且与电源相连的微处理模块、与微处理模块输出相连的第一灯板模块、与微处理模块输入相连的第二灯板模块、以及将第一灯板模块和第二灯板模块进行信号串联相连的第三灯板模块，其中所述灯板模块包括与电源相连的通讯单元、受通讯单元控制的恒流源单元、以及被恒流源单元控制的发光单元。
2.根据权利要求1所述的显示屏背光装置，其特征在于，所述图形处理模块把每帧图像的亮度数据转换成发光单元所用信号并传递给各个通讯单元，以将每帧图像的亮度数据跟发光单元的布局和连线方式对应起来，形成图像背光的局部调光。
3.根据权利要求1所述的显示屏背光装置，其特征在于，所述灯板模块的最大数量为1024个且呈阵列式排布。
4.根据权利要求1所述的显示屏背光装置，其特征在于，所述图形处理模块与微处理模块采用双向同步串行总线接口通讯。
5.根据权利要求1所述的显示屏背光装置，其特征在于，所述发光单元的命令格式包括数据头、8位命令、16位亮度数据、数据尾。
6.根据权利要求5所述的显示屏背光装置，其特征在于，所述数据头是由两个单位的高电平加两个单位的低电平组成，数字位的0由一个单位的高电平加一个单位的低电平组成，数字位的1由一个单位的低电平加一个单位的高电平组成，数据尾是由两个单位的低电平加两个单位的高电平组成。
7.一种具有权利要求1或2或3或4或5或6所述的显示屏背光装置的方法，其特征在于其包括如下步骤：
S1：首先从图形处理模块上获得图像每一帧的亮度数据跟帧同步信号；
S2：然后根据灯板模块的布局来进行数据转换；
S3：接着把每个发光单元需要的亮度通过单线串行通讯的方式传给每一个发光单元，而每个发光单元根据自己的信号亮度来进行实际亮度的显示，且发光单元串行通讯信号与亮度数据跟帧同步信号同步；
S4：上述串联相连的发光单元均完成亮度显示并完成一帧图像的背光显示至结束。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述发光单元的命令格式包括数据头、8位命令、16位亮度数据、数据尾。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述数据头是由两个单位的高电平加两个单位的低电平组成，数字位的0由一个单位的高电平加一个单位的低电平组成，数字位的1由一个单位的低电平加一个单位的高电平组成，数据尾是由两个单位的低电平加两个单位的高电平组成。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于步骤S3包括：
S31：首先发送一帧Reset数据；
S32：当所有的发光单元收到Reset数据后会清空当前的接收缓存，准备接收下一帧的发光数据至接收缓存中；
S33：当第一个发光单元得到第一帧数据后，会进行数据校验，当校验后是有效数据会把数据缓存交互到显示缓存来显示第一帧数据的值，然后把这一帧的数据给置低，再开始转发第二帧到最后一帧的数据给第二发光单元；
S34：第二个发光单元按照步骤S33依次向第三发光单元转发数据来进行通讯，直至整个图像的亮度数据依次传给所有发光单元至结束。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210657242.2A CN114927108A (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 基于串行通讯的显示屏背光装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210657242.2A CN114927108A (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 基于串行通讯的显示屏背光装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114927108A true CN114927108A (zh) | 2022-08-19 |
Family
ID=82815094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210657242.2A Pending CN114927108A (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 基于串行通讯的显示屏背光装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114927108A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1330548A (en) * | 1970-08-25 | 1973-09-19 | Siemens Ag | Data idsplay systems |
| US5389947A (en) * | 1991-05-06 | 1995-02-14 | Compaq Computer Corporation | Circuitry and method for high visibility cursor generation in a graphics display |
| JPH07281647A (ja) * | 1994-02-17 | 1995-10-27 | Aoki Kazuo | カラーパネルディスプレイ装置 |
| CN204423881U (zh) * | 2015-02-09 | 2015-06-24 | 大陆汽车电子(芜湖)有限公司 | 显示装置及仪表 |
| CN109801568A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-05-24 | 大连集思特科技有限公司 | 一种led级联式透明显示屏 |
| CN113362776A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-07 | 北京京东方光电科技有限公司 | 一种场序显示装置、控制方法及显示设备 |
-
2022
- 2022-06-10 CN CN202210657242.2A patent/CN114927108A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1330548A (en) * | 1970-08-25 | 1973-09-19 | Siemens Ag | Data idsplay systems |
| US5389947A (en) * | 1991-05-06 | 1995-02-14 | Compaq Computer Corporation | Circuitry and method for high visibility cursor generation in a graphics display |
| JPH07281647A (ja) * | 1994-02-17 | 1995-10-27 | Aoki Kazuo | カラーパネルディスプレイ装置 |
| CN204423881U (zh) * | 2015-02-09 | 2015-06-24 | 大陆汽车电子(芜湖)有限公司 | 显示装置及仪表 |
| CN109801568A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-05-24 | 大连集思特科技有限公司 | 一种led级联式透明显示屏 |
| CN113362776A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-07 | 北京京东方光电科技有限公司 | 一种场序显示装置、控制方法及显示设备 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 黄健: "《单片机原理与应用》", 西北工业大学出版社, pages: 118 - 129 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2019041846A1 (zh) | 背光模组、其控制方法及显示装置、其驱动方法 | |
| CN108648679A (zh) | 显示面板的驱动方法及装置、显示设备 | |
| EP2299434A1 (en) | Backlight drive device, display device using the same, and backlight drive method | |
| CN202093785U (zh) | 采用led背光源的lcd显示设备 | |
| WO2002003365A1 (en) | Display unit communication system, communication method, display unit, communication circuit, and terminal adapter | |
| WO2022095328A1 (zh) | 驱动芯片、显示屏和显示装置 | |
| KR102015644B1 (ko) | 고속 이중화로 자동 절환 스위치 기능을 구비한 영상 디스플레이 시스템 | |
| CN101399027A (zh) | 背光驱动器及包括其的液晶显示器 | |
| CN108109591A (zh) | 显示屏的控制装置及笔记本面板 | |
| CN113053329B (zh) | 一种背光控制系统 | |
| CN110462849A (zh) | 半导体器件数组之分配控制的装置及方法 | |
| CN111199716A (zh) | 显示设备及驱动显示设备的方法 | |
| CN115968492A (zh) | 显示驱动电路及方法、led显示板和显示装置 | |
| JP2009175655A (ja) | 表示装置 | |
| KR20110066735A (ko) | 액정표시장치 및 그 구동방법 | |
| WO2021080395A1 (ko) | Dict(dynamic image correction technology)에 gsp(gray scale pixel)가 적용된 4 way 듀얼스캐닝 제어 전광판 | |
| CN113539137B (zh) | 新型显示装置、显示系统 | |
| CN114927108A (zh) | 基于串行通讯的显示屏背光装置及方法 | |
| JPH07129100A (ja) | 集合ランプパネルモジュール | |
| KR101686119B1 (ko) | 휘도 제어기술을 이용한 플리커 프리 최적의 고효율 led전광판 | |
| US20080079677A1 (en) | Method for driving display | |
| CN211264018U (zh) | 一种液晶显示器及电视机 | |
| WO2021121435A1 (zh) | 改善显示画质的方法及显示装置 | |
| WO2022134008A1 (zh) | 图像显示方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN213545870U (zh) | 一种基于fpga的led模组 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |