CN117437890A - 一种基于Mini LED背光的液晶显示屏能耗降低方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于显示技术领域，具体公开了一种基于Mini LED背光的液晶显示屏能耗降低方法，包括以下步骤：使背光灯板表面的所有的LED模块呈阵列式分布，而后，将若干LED模块按坐标方法划分为若干个控制区域，在每个控制区域内包含有多个LED模块；在控制区域内同样将所有的LED模块每个划分为不同的显示区，在LED模块内采用LED Driver芯片；通过Local dimming技术分别将每个显示区内的亮度图像信号取出；再由控制区域内的支MCU通过算法将图像信号进行处理后便集成为该控制区域的亮度图像信号；而后再次通过Local dimming技术分别将每个控制区域内的亮度图像信号取出；最后由控制区域内的支MCU通过算法根据回馈的信号对显示区进行动态调光。

Description

一种基于Mini LED背光的液晶显示屏能耗降低方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体为一种基于Mini LED背光的液晶显示屏能耗降低方法。
背景技术
MINI LED背光是液晶显示器中的一种新型背光方式，它将LED呈阵列式排布，并按一定数量为一区分组，使用Local dimming技术对每小块的LED进行个别控制，可以提供更好的黑色表现和对比度，适合于高端电子产品；
伴随生活质量的提高，资源消耗也呈现指数级增长，节能减耗已经是全社会共同关注的核心，LED显示屏作为一款节能环保产品，单位面积功率比较低，能耗也比较小，所以，LED显示屏在市场上的使用率越来越高，屏幕面积也是越做越大，能耗再低也架不住面积和数量的剧增，因此，如何降低LED显示屏的耗电量也是使用者越来越关心的问题，由此，我们提出一种基于Mini LED背光的液晶显示屏能耗降低方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于Mini LED背光的液晶显示屏能耗降低方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于Mini LED背光的液晶显示屏能耗降低方法，包括以下步骤：
S1：使背光灯板表面的所有的LED模块呈阵列式分布，而后，将若干LED模块按坐标方法划分为若干个控制区域，在每个控制区域内包含有多个LED模块；
S2：在控制区域内同样将所有的LED模块每个划分为不同的显示区，在LED模块内采用LED Driver芯片；
S3：通过Local dimming技术分别将每个显示区内的亮度图像信号取出；
S4：再由控制区域内的支MCU通过算法将图像信号进行处理后便集成为该控制区域的亮度图像信号；
S5：而后再次通过Local dimming技术分别将每个控制区域内的亮度图像信号取出；
S6：再由主MCU通过算法将亮度图像信号进行处理后回馈至控制区域内；
S7：最后由控制区域内的支MCU通过算法根据回馈的信号对显示区进行动态调光。
优选的，使用Local dimming技术分别将每个控制区域内的亮度图像信号取出的具体步骤如下：
1、通过SOC采集亮度图像信号，而后通过SPI接口将信号数据发送至MCU；
2、由MCU将数据进行处理后再通过SPI调控一个或多个控制区域；
3、MCU调控一个或多个控制区域采用DC-DC转换器通过串行的方式进行调控，DC-DC转换器可以根据控制区域的不同要求进行升压或者降压，DC-DC转换器的电压调控范围为24V-50V。
优选的，在上述方式中，MCU采用Cortex-MO内核，具有50MHz的主频和40个I/O接口，具有两个SPI接口，且每个接口的最高速率可达25MHz。
优选的，LED模块内的LED Driver采用AMS的AS3695C,由于AS3695C可驱动16路通道，并且有两个回馈，因此，需要两组DC-DC电路，分别回馈8路通道，AS3695C的输出电压为30V，外置MOSFET,其驱动电流由MOSFET决定，并且电流的精度能够控制在±0.5％范围内，集成有SPI接口，具有过温检测模块和保护模块。
优选的，有两种串行传送显示信号的方式，其中一种为SOC集中控制各控制区域内像素点灰度，并将各控制区域内的像素亮度值进行分解，然后将各控制区域的开通信号以脉冲的形式按串行方式传输到相应的控制区域内，控制其是否点亮。
优选的，串行传送显示信号的方式的另一种为由SOC串行传输一个8位二进制的亮度值，而每个控制器都有一个自己的脉宽调制器用于控制掂量时间，从而，在一个重复点亮的周期内，每个区域在256级灰度下只需要8个脉冲，能够极大地降低串行传输频率，以实现256级灰度的分散控制。
优选的，通过SOC采集亮度图像信号的具体步骤如下：通过在显示屏外部的光线亮度感应器获取显示屏外部自然光亮度数据，之后，按照亮度指标预先划分为N个亮度等级，之后，为每个亮度等级配置唯一的任务码，将任务码经信号转换后传输至SOC内。
优选的，动态调光的具体流程为：根据每个显示区的亮度信息Yn，求得平均亮度：
其中n取正整数，令R＝G＝B便有如下公式：
Y＝0.3R+0.59G+0.11B
其中，△R1＝Y1-Y＝△Y1；△R2＝Y2-Y＝△Y2；△R3＝Y3-Y＝△Y3；△R4＝Y4-Y＝△Y4；△R5＝Y5-Y＝△Y5；△R6＝Y6-Y＝△Y6；△R7＝Y7-Y＝△Y7；△R8＝Y8-Y＝△Y8；△R9＝Y9-Y＝△Y9……△Rn＝Yn-Y＝△Yn；在计算出每处△Rn的数值后将数值传输至显示区，从而实现动态调光过程。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明首先通过将若干的LED模块呈阵列式分布于背光板表面，并且使每个LED模块单独对应一个显示区，而后，再将显示区均分为若干的控制区域，采用双重划分的方式使控制主体既能够对控制区域进行调控，也同样能够对控制区域内的每个显示区进行调控，采用该种调控方式，既比传统的背光板整体调控更加的精确，还能够减少现有Mini LED单独调控的次数，以此来达到节约能耗的目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的流程示意图。
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做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。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明提供一种基于Mini LED背光的液晶显示屏能耗降低方法，包括以下步骤：
S1：使背光灯板表面的所有的LED模块呈阵列式分布，而后，将若干LED模块按坐标方法划分为若干个控制区域，在每个控制区域内包含有多个LED模块；
S2：在控制区域内同样将所有的LED模块每个划分为不同的显示区，在LED模块内采用LED Driver芯片；
S3：通过Local dimming技术分别将每个显示区内的亮度图像信号取出；
S4：再由控制区域内的支MCU通过算法将图像信号进行处理后便集成为该控制区域的亮度图像信号；
S5：而后再次通过Local dimming技术分别将每个控制区域内的亮度图像信号取出；
S6：再由主MCU通过算法将亮度图像信号进行处理后回馈至控制区域内；
S7：最后由控制区域内的支MCU通过算法根据回馈的信号对显示区进行动态调光。
其中，使用Local dimming技术分别将每个控制区域内的亮度图像信号取出的具体步骤如下：
1、通过SOC采集亮度图像信号，而后通过SPI接口将信号数据发送至MCU；
2、由MCU将数据进行处理后再通过SPI调控一个或多个控制区域；
3、MCU调控一个或多个控制区域采用DC-DC转换器通过串行的方式进行调控，DC-DC转换器可以根据控制区域的不同要求进行升压或者降压，DC-DC转换器的电压调控范围为24V-50V；
在上述方式中，MCU采用Cortex-MO内核，具有50MHz的主频和40个I/O接口，具有两个SPI接口，且每个接口的最高速率可达25MHz；
LED模块内的LED Driver采用AMS的AS3695C,由于AS3695C可以驱动16路通道，并且有两个回馈，因此，需要两组DC-DC电路，分别回馈8路通道，AS3695C的输出电压为30V，外置MOSFET,其驱动电流由MOSFET决定，并且电流的精度能够控制在±0.5％范围内，集成有SPI接口，具有过温检测模块和保护模块，LED模块可以发出红、绿、蓝三种颜色的光，通过控制不同颜色的灯的亮度和组合，从而显示出丰富多彩的图像和文字，且该LED灯的亮度与电流大小成正比，当电流越大时，亮度便越高，从而可以通过调节输出电流的大小进行控制。
目前，有两种串行传送显示信号的方式，其中一种为SOC集中控制各控制区域内像素点灰度，并将各控制区域内的像素亮度值进行分解，然后将各控制区域的开通信号以脉冲的形式(其中点亮为1，不点亮为0)按串行方式传输到相应的控制区域内，控制其是否点亮；
另一种为由SOC串行传输一个8位二进制的亮度值，而每个控制器都有一个自己的脉宽调制器用于控制掂量时间，从而，在一个重复点亮的周期内，每个区域在256级灰度下只需要8个脉冲，能够极大地降低串行传输频率，以实现256级灰度的分散控制。
其中，通过SOC采集亮度图像信号的具体步骤如下：通过在显示屏外部的光线亮度感应器获取显示屏外部自然光亮度数据，之后，按照亮度指标预先划分为N个亮度等级，之后，为每个亮度等级配置唯一的任务码，将任务码经信号转换后传输至SOC内；
其中，动态调光的具体流程为：根据每个显示区的亮度信息Yn，求得平均亮度：
其中n取正整数，令R＝G＝B便有如下公式：
Y＝0.3R+0.59G+0.11B
其中，△R1＝Y1-Y＝△Y1；△R2＝Y2-Y＝△Y2；△R3＝Y3-Y＝△Y3；△R4＝Y4-Y＝△Y4；△R5＝Y5-Y＝△Y5；△R6＝Y6-Y＝△Y6；△R7＝Y7-Y＝△Y7；△R8＝Y8-Y＝△Y8；△R9＝Y9-Y＝△Y9……△Rn＝Yn-Y＝△Yn；在计算出每处△Rn的数值后将数值传输至显示区，从而实现动态调光过程。
值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有常识技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

Claims (8)

1.一种基于MiniLED背光的液晶显示屏能耗降低方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：使背光灯板表面的所有的LED模块呈阵列式分布，而后，将若干LED模块按坐标方法划分为若干个控制区域，在每个控制区域内包含有多个LED模块；
S2：在控制区域内同样将所有的LED模块每个划分为不同的显示区，在LED模块内采用LED Driver芯片；
S3：通过Local dimming技术分别将每个显示区内的亮度图像信号取出；
S4：再由控制区域内的支MCU通过算法将图像信号进行处理后便集成为该控制区域的亮度图像信号；
S5：而后再次通过Localdimming技术分别将每个控制区域内的亮度图像信号取出；
S6：再由主MCU通过算法将亮度图像信号进行处理后回馈至控制区域内；
S7：最后由控制区域内的支MCU通过算法根据回馈的信号对显示区进行动态调光。
2.根据权利要求1所述的一种基于MiniLED背光的液晶显示屏能耗降低方法，其特征在于：使用Localdimming技术分别将每个控制区域内的亮度图像信号取出的具体步骤如下：
1、通过SOC采集亮度图像信号，而后通过SPI接口将信号数据发送至MCU；
2、由MCU将数据进行处理后再通过SPI调控一个或多个控制区域；
3、MCU调控一个或多个控制区域采用DC-DC转换器通过串行的方式进行调控，DC-DC转换器可以根据控制区域的不同要求进行升压或者降压，DC-DC转换器的电压调控范围为24V-50V。
3.根据权利要求2所述的一种基于MiniLED背光的液晶显示屏能耗降低方法，其特征在于：在上述方式中，MCU采用Cortex-MO内核，具有50MHz的主频和40个I/O接口，具有两个SPI接口，且每个接口的最高速率可达25MHz。
4.根据权利要求2所述的一种基于MiniLED背光的液晶显示屏能耗降低方法，其特征在于：LED模块内的LED Driver采用AMS的AS3695C,由于AS3695C可驱动16路通道，并且有两个回馈，因此，需要两组DC-DC电路，分别回馈8路通道，AS3695C的输出电压为30V，外置MOSFET,其驱动电流由MOSFET决定，并且电流的精度能够控制在±0.5％范围内，集成有SPI接口，具有过温检测模块和保护模块。
5.根据权利要求2所述的一种基于MiniLED背光的液晶显示屏能耗降低方法，其特征在于：有两种串行传送显示信号的方式，其中一种为SOC集中控制各控制区域内像素点灰度，并将各控制区域内的像素亮度值进行分解，然后将各控制区域的开通信号以脉冲的形式按串行方式传输到相应的控制区域内，控制其是否点亮。
6.根据权利要求5所述的一种基于MiniLED背光的液晶显示屏能耗降低方法，其特征在于：串行传送显示信号的方式的另一种为由SOC串行传输一个8位二进制的亮度值，而每个控制器都有一个自己的脉宽调制器用于控制掂量时间，从而，在一个重复点亮的周期内，每个区域在256级灰度下只需要8个脉冲，能够极大地降低串行传输频率，以实现256级灰度的分散控制。
7.根据权利要求1所述的一种基于MiniLED背光的液晶显示屏能耗降低方法，其特征在于：通过SOC采集亮度图像信号的具体步骤如下：通过在显示屏外部的光线亮度感应器获取显示屏外部自然光亮度数据，之后，按照亮度指标预先划分为N个亮度等级，之后，为每个亮度等级配置唯一的任务码，将任务码经信号转换后传输至SOC内。
8.根据权利要求1所述的一种基于MiniLED背光的液晶显示屏能耗降低方法，其特征在于：动态调光的具体流程为：根据每个显示区的亮度信息Yn，求得平均亮度：
其中n取正整数，令R＝G＝B便有如下公式：
Y＝0.3R+0.59G+0.11B
其中，△R1＝Y1-Y＝△Y1；△R2＝Y2-Y＝△Y2；△R3＝Y3-Y＝△Y3；△R4＝Y4-Y＝△Y4；△R5＝Y5-Y＝△Y5；△R6＝Y6-Y＝△Y6；△R7＝Y7-Y＝△Y7；△R8＝Y8-Y＝△Y8；△R9＝Y9-Y＝△Y9……△Rn＝Yn-Y＝△Yn；在计算出每处△Rn的数值后将数值传输至显示区，从而实现动态调光过程。
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