CN107705759A - 一种动态调整背光的驱动***及驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种动态调整背光的驱动***及驱动方法，驱动***包括图像信号输入接口模块、显示屏驱动模块、以及背光驱动模块，所述图像信号输入接口模块用于接收图像处理设备输出的图像信号；所述显示屏驱动模块用于将接收到的图像信号转换为驱动显示屏显示的驱动信号；所述背光驱动模块用于获取所述图像信号中的亮度信号，并根据所述亮度信号对显示屏上每个像素单元下的白光点阵光源单独控制并进行亮度增益。本发明通过对显示屏上每个像素单元下的白光点阵光源进行单独控制，并对其进行亮度增益，使每个像素单元显示的色彩对比增强，最终显示的图像更加的艳丽。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示面板背光源技术领域，尤其是涉及一种动态调整背光的驱动***及驱动方法。
背景技术
随着科技的发展，越来越多的电子设备都配备有显示屏。显示屏的种类多样，根据背光源的不同，分为CCFL(Cold Cathode Fluorescent，冷阴极荧光灯管)显示屏、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示屏等。
CCFL显示屏具有显示亮度范围大的优点，但其背光模组结构相对复杂，其背光模组主要包括冷阴极荧光灯管、反射板、导光板、反射光学膜片、漫反射膜片等组成。复杂的背光模组使其整体功耗增大、寿命短、发光效率也相对较低。
与CCFL显示屏相比，LED显示屏将传统的CCFL冷阴极荧光灯管替换为LED。虽然与CCFL显示屏相比LED显示屏的能耗低，但其制作成本高、易出现色彩偏移等现象，且发光效率也相对较低。
另外，CCFL和LED显示屏的显示效果各异，影响其最终显示效果的因素有很多，如灰度等级、图像质量、显示屏的输出位宽等。目前，国内CCFL、LED显示屏主要采用8位(Bit)处理***，即256级灰度。采用RGB三原色即可构成16.7兆种颜色。通过16.7兆种颜色对图像携带的色彩信息进行模拟显示。若图像携带的色彩信息较多，则最终使得图像显示的不够艳丽。
如何使显示屏显示的图像更加艳丽是亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种动态调整背光的驱动***及驱动方法，通过对显示屏上每个像素单元下的白光点阵光源进行单独控制，使其最终显示的图像更加的艳丽。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种动态调整背光的驱动***，包括图像信号输入接口模块、显示屏驱动模块，以及背光驱动模块，
所述图像信号输入接口模块用于接收图像处理设备输出的图像信号；
所述显示屏驱动模块用于将接收到的图像信号转换为驱动显示屏显示的驱动信号；
所述背光驱动模块用于获取所述图像信号中的亮度信号，并根据所述亮度信号对显示屏上每个像素单元下的白光点阵光源单独控制并进行亮度增益。
优选地，所述显示屏包括液晶显示层和背光层，所述液晶显示层包括依次层叠设置的第一玻璃基层、彩色滤光片、液晶层、液晶驱动层、第二玻璃基板；所述背光层包括依次层叠设置的白光点阵光源层和基材层。
优选地，所述白光点阵光源层包括依次层叠设置的ITO层、空穴传输层、发光层、电子传输层，以及金属阴极层。
优选地，所述显示屏驱动模块包括时序转换模块和驱动输出接口模块，
所述时序转换模块将输出的图像信号转换为行驱动信号和列驱动信号；
所述驱动输出接口模块根据所述行驱动信号和列驱动信号控制所述液晶驱动层。
优选地，所述背光驱动模块包括信号同步模块、微控处理模块，以及光源控制模块，
所述信号同步模块用于将输出的图像信号同步至微控处理模块中；
所述微控处理模块将所述图像信号转换为YUV图像信号，并获取YUV图像信号中的亮度信号；
所述光源控制模块根据所述亮度信号对每个像素单元下的白光点阵光源进行单独控制，对其进行亮度增益。
优选地，所述微控处理模块还可以根据所述图像信号获取每个像素单元下的gamma值，并根据所述gamma值计算获得亮度信号。
优选地，所述微控处理模块将亮度信号转换为电流信号，并将电流信号输出至光源控制模块，所述光源控制模块根据电流信号驱动相应的白光点阵光源发出不同亮度的光。
优选地，所述白光点阵光源选自有机矩阵主动发光光源、无机矩阵主动发光光源中的一种。
一种动态调整背光的驱动方法，包括如下步骤：
步骤S1，获取输出的图像信号，并根据所述图形信号计算获得亮度信号；
步骤S2，根据所述亮度信号对显示屏上每个像素单元下的白光点阵光源进行单独控制。
优选地，步骤S1中，所述亮度信号的获得包括如下步骤：
步骤S101，信号同步模块将输出的图像信号同步至微控处理模块中；
步骤S102，所述微控处理模块将获得的图像信号转换为YUV图像信号，并获取所述YUV图像信号中的亮度信号。
优选地，步骤S102中，所述微控处理模块还可以根据所述图像信号获取每个像素单元下的gamma值，并根据所述gamma值计算获得亮度信号。
优选地，步骤S102还包括：微控处理模块将亮度信号转换为电流信号，并将电流信号输出至光源控制模块，所述光源控制模块根据电流信号驱动相应的白光点阵光源发出不同亮度的光。
优选地，所述白光点阵光源选自有机矩阵主动发光光源、无机矩阵主动发光光源中的一种。
与现有技术相比，本发明使用白光点阵光源代替传统的发光二级管、冷阴极荧光管，使得显示屏的背光结构简单，而且白光点阵光源可以单独控制，降低了背光驱动模块的工作量；另外，对显示屏上每个像素单元下的白光点阵光源进行单独控制，对其亮度进行增益，使每个色彩单元显示的色彩对比增强，最终显示的图像更加的艳丽。
附图说明
图1是本发明的驱动***结构框图示意图；
图2是本发明的显示屏结构示意图；
图3是图2的显示屏中像素单元与白光点阵光源层对应示意图；
图4是本发明的驱动方法流程图示意图；
图5是图4中亮度信号获取流程图。
附图标记：1、图像信号输入接口模块，2、显示屏驱动模块，21、时序转换模块，22、驱动输出接口模块，3、背光驱动模块，31、信号同步模块，32、微控处理模块，33、光源控制模块，4、液晶显示层，41、第一玻璃基层，42、彩色滤光片，43、液晶层、44、液晶驱动层，45、第二玻璃基板，5、背光层，51、白光点阵光源层，52、基材层。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
如图1所示，一种动态调整背光的驱动***，包括图像信号输入接口模块1、显示屏驱动模块2，以及背光驱动模块3。其中，所述图像信号输入接口模块1与图像处理设备相通信，用于接收图像处理设备输出的图像信号，同时将图像信号输入至显示屏驱动模块2中，所述图像处理设备包括计算机、电视机、数码相机等；所述显示屏驱动模块2用于将接收到的图像信号转换为驱动显示屏显示的驱动信号；所述背光驱动模块3用于获取所述图像信号中的亮度信号，并根据所述亮度信号对显示屏上每个像素单元下的白光点阵光源进行单独控制并进行亮度增益，使每个像素单元之间的色彩对比增强，使得显示屏显示的图像较之前更加的艳丽。
本实施例中，以使用TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管型)的显示屏为例进行详细的说明。
如图2所示的TFT显示屏，其包括液晶显示层4和背光层5，所述液晶显示层4包括依次层叠设置的第一玻璃基层41、彩色滤光片42、液晶层43、液晶驱动层44、第二玻璃基板45；所述背光层5包括白光点阵光源层51和基材层52。进一步地，当第一玻璃基层41为触控面板层时，所述TFT显示屏具备触控的功能。
本实施例中，所述白光点阵光源层包括依次设置的ITO(Indium tin oxide，氧化铟锡)层、空穴传输层、发光层、电子传输层，以及金属阴极层。所述ITO层和金属阴极层分别作为阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子传输层和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子传输层和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，从而发出可见光。
如图3所示，TFT显示屏上的每个像素单元均包括红色(Red)子像素单元、绿色(Green)子像素单元和蓝色(Blue)子像素单元，每个像素单元显示的颜色均由红色、绿色和蓝色三种色光按照不同的比例混合而成。因此，本实施例中，在每个红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元下均设置白光光源，从而形成白光点阵光源。通过对每个像素单元下的白光点阵光源进行单独控制，对其进行亮度增益，使得每个像素单元之间显示的色彩对比增强，使得显示屏显示的图像比原图像更加的艳丽。本实施例中，所述白光点阵光源选自有机矩阵主动发光光源、无机矩阵主动发光光源中的一种。
如图1所示，所述显示屏驱动模块2包括时序转换模块21和驱动输出接口模块22，所述时序转换模块21将输出的图像信号转换为行驱动信号和列驱动信号，并将其输出至驱动输出接口模块22中，驱动输出接口模块22与显示屏中的矩阵电路相通信，进而驱动矩阵电路，使得显示屏上将能影响光通过的点排列成图像。
所述背光驱动模块3包括信号同步模块31、微控处理模块32，以及光源控制模块33，所述信号同步模块31用于将输出的图像信号同步至微控处理模块32中，所述微控处理模块32将所述图像信号转换为YUV图像信号，并获取YUV图像信号中的亮度信号；进一步地，所述微控处理模块32还可以根据所述图像信号获取每个像素单元下的gamma值，并根据所述gamma值计算获得亮度信号；所述光源控制模块33根据所述亮度信号对每个像素单元下的白光点阵光源进行单独控制，对其进行亮度增益。
当然，显示屏驱动模块2也可以将图像信号转换为YUV图像信号，并获取YUV图像信号中的亮度信号或者根据所述图像信号获取每个像素单元下的gamma值，并根据所述gamma值计算获得亮度信号。获得亮度信号后将其输入至背光驱动模块3中，即将亮度信号输入至光源控制模块33中，所述光源控制模块33根据所述亮度信号对每个像素单元下的白光点阵光源进行单独控制，对其进行亮度增益。
进一步地，以图像处理设备中输入的RGB图像为例进行详细说明。
图像处理设备将RGB图像进行处理后，输出带有RGB色彩信息的图像信号，信号同步模块31将带有RGB色彩信息的图像信号同步至微控处理模块32中。
实施例一
微控处理模块32将带有RGB色彩信息的图像信号转换为YUV图像信号，YUV图像信号在传输过程中将亮度信号Y与色度信号U/V分离，没有U/V信息同样能够显示完整的图像，只不过是黑白的，因此可以兼容黑白电视机。而且，YUV格式的图像只需使用一个信道进行传输，占用的频宽极少。
本实施例中所述的微控处理器模块32可以根据输入的图像信号灵活的选择转换公式。
如，当输入的图像信号为静态图像时，微控处理模块32根据如下公式将带有RGB色彩信息的图像信号转换为YUV图像信号，进一步获取图像信号中的亮度信号Y，公式如下：
Y＝(0.257×R)+(0.504×G)+(0.098×B)+16；
U＝(0.439×R)-(0.368×G)-(0.071×B)+128；
V＝-(0.148×R)+(0.291×G)+(0.439×B)+128；
其中，R表示红色，数值范围为0～255；G表示绿色，数值范围为0～255；B表示蓝色，数值范围为0～255；Y表示明亮度；U/V表示色度。
当输入的图像信号为动态图像时，微控处理模块32根据如下公式获得亮度信号Y，公式如下：
Y＝(0.299×R)+(0.587×G)+(0.114×B)；
实施例二
微控处理模块32根据带有RGB色彩信息的图像信号获取每个像素单元下红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元的gamma值，相加计算后即可获得亮度信号。
获得亮度信号后，微控处理模块32将亮度信号转换为电流信号，并将电流信号输出至光源控制模块33，所述光源控制模块33根据电流信号驱动相应的白光点阵光源发出不同亮度的光。
与传统的采用发光二级管、冷阴极荧光管的显示屏相比，本实施例中使用白光点阵光源代替发光二极管、冷阴极荧光管，并通过背光驱动模块对像素单元下的白光点阵光源进行单独控制，能够减少背光驱动模块3的工作量，减少显示屏的功耗。
动态调整背光的驱动***工作原理如下：图像信号输入接口模块1将RGB图像信号输出至时序转换模块21，所述时序转换模块21将输出的图像信号转换为行驱动信号和列驱动信号，并将其输出至驱动输出接口模块22中，驱动输出接口模块22与显示屏中的矩阵电路相通信，驱动矩阵电路，在显示屏上将能影响光通过的点排列成图像。同时，背光驱动模块3中的信号同步模块31将RGB图像信号同步至微控处理模块32，微控处理模块32根据RGB图像信号计算获得亮度信号，并将亮度信号输出至光源控制模块33中，所述光源控制模块33根据所述亮度信号对每个像素单元下的白光点阵光源进行单独控制，对其亮度进行增益，使每个色彩单元显示的色彩对比增强。
如图4所示，一种动态调整背光的驱动方法，包括如下步骤：首先，获取输出的图像信号，并根据所述图形信号计算获得亮度信号；最后，根据所述亮度信号对显示屏上每个像素单元下的白光点阵光源进行单独控制。
具体的，图像处理设备将图像进行预处理后，将该图像信号输入至显示屏驱动模块中，所述显示屏驱动模块将图像信号转换为驱动显示屏显示的时序控制信号，所述时序控制信号驱动显示屏上的矩阵电路，在显示屏上将能影响光通过的点排列成图像，其中，所述图像处理设备包括计算机、电视等。
为了使显示屏显示的图像更加的艳丽，首先要获取图像处理设备输出的图像信号中的亮度信息。
如图5所示，以RGB图像为例，图像处理设备输出的图像信号为含有RGB信息的图像信号，所述亮度信号的获得包括如下步骤：
步骤S101，信号同步模块将输出的图像信号同步至微控处理模块中；
步骤S102，所述微控处理模块将获得的图像信号转换为YUV图像信号，并获取所述YUV图像信号中的亮度信号。
进一步地，在步骤S102中，微控处理模块还可以根据所述图像信号获取每个像素单元下的gamma值，并根据所述gamma值计算获得亮度信号。
具体的，背光驱动模块中包括信号同步模块、微控处理模块，以及光源控制模块，所述信号同步模块获取图像信号，并将所述图像信号发送至微控处理模块中，微控处理模块根据所述图像信号进行计算并提取出亮度信号。
当然，亮度信号也可以从显示屏驱动模块中获得，即显示屏驱动模块将图像信号转换为YUV图像信号，并获取YUV图像信号中的亮度信号或者根据所述图像信号获取每个像素单元下的gamma值，并根据所述gamma值计算获得亮度信号，获得亮度信号后将其输入至背光驱动模块3中。
本实施例中，所述微控处理模块将图像信号转换为YUV图像信号时，可以根据输入的图像信号灵活的选择转换公式。
如，当输入的图像信号为静态图像时，微控处理模块根据如下公式获取图像信号中的亮度信号Y，公式如下：
Y＝(0.257×R)+(0.504×G)+(0.098×B)+16；
U＝(0.439×R)-(0.368×G)-(0.071×B)+128；
V＝-(0.148×R)+(0.291×G)+(0.439×B)+128；
当输入的图像信号为动态图像时，微控处理模块根据如下公式获取图像信号中的亮度信号Y，公式如下：
Y＝(0.299×R)+(0.587×G)+(0.114×B)；
进一步地，当利用gamma值来计算获得亮度信号时，微控处理模块32根据带有RGB色彩信息的图像信号获取每个像素单元下红色子像素单元、绿色子像素单元和蓝色子像素单元的gamma值，相加计算后即可获得亮度信号。
获得亮度信号后，微控处理模块进一步将亮度信号转换为电流值，所述光源控制模块根据所述亮度信号对每个像素单元下的点阵白光光源进行单独控制，对其亮度进行增益，使每个色彩单元显示的色彩对比增强。
与传统的显示屏相比，本发明通过使用背光驱动模块对每个像素单元下的白光点阵光源进行单独驱动，对其进行亮度增益，使每个像素单元之间的色彩对比增强，最终显示的图像更加的艳丽，并且肉眼无法看到的真实物体色彩，通过这种色彩增益效果都可以显示出来。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。
Claims (13)
1.一种动态调整背光的驱动***，其特征在于，包括图像信号输入接口模块、显示屏驱动模块、以及背光驱动模块，
所述图像信号输入接口模块用于接收图像处理设备输出的图像信号，同时将图像信号输出至显示屏驱动模块中；
所述显示屏驱动模块用于将接收到的图像信号转换为驱动显示屏显示的驱动信号；
所述背光驱动模块用于获取所述图像信号中的亮度信号，并根据所述亮度信号对显示屏上每个像素单元下的白光点阵光源单独控制并进行亮度增益。
2.根据权利要求1所述的动态调整背光的驱动***，其特征在于，所述显示屏包括液晶显示层和背光层，所述液晶显示层包括依次层叠设置的第一玻璃基层、彩色滤光片、液晶层、液晶驱动层、第二玻璃基板；所述背光层包括依次层叠设置的白光点阵光源层和基材层。
3.根据权利要求2所述的动态调整背光的驱动***，其特征在于，所述白光点阵光源层包括依次层叠设置的ITO层、空穴传输层、发光层、电子传输层，以及金属阴极层。
4.根据权利要求2所述的动态调整背光的驱动***，其特征在于，所述显示屏驱动模块包括时序转换模块和驱动输出接口模块，
所述时序转换模块将输出的图像信号转换为行驱动信号和列驱动信号；
所述驱动输出接口模块根据所述行驱动信号和列驱动信号控制所述液晶驱动层。
5.根据权利要求2所述的动态调整背光的驱动***，其特征在于，所述背光驱动模块包括信号同步模块、微控处理模块，以及光源控制模块，
所述信号同步模块用于将输出的图像信号同步至微控处理模块中；
所述微控处理模块将所述图像信号转换为YUV图像信号，并获取YUV图像信号中的亮度信号；
所述光源控制模块根据所述亮度信号对每个像素单元下的白光点阵光源进行单独控制，对其进行亮度增益。
6.根据权利要求5所述的动态调整背光的驱动***，其特征在于，所述微控处理模块还可以根据所述图像信号获取每个像素单元下的gamma值，并根据所述gamma值计算获得亮度信号。
7.根据权利要求5或6所述的动态调整背光的驱动***，其特征在于，所述微控处理模块将亮度信号转换为电流信号，并将电流信号输出至光源控制模块，所述光源控制模块根据电流信号驱动相应的白光点阵光源发出不同亮度的光。
8.根据权利要求1所述的动态调整背光的驱动***，其特征在于，所述白光点阵光源选自有机矩阵主动发光光源、无机矩阵主动发光光源中的一种。
9.一种基于权利要求5动态调整背光的驱动***的驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，获取输出的图像信号，并根据所述图像信号计算获得亮度信号；
步骤S2，根据所述亮度信号对显示屏上每个像素单元下的白光点阵光源单独控制并进行亮度增益。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述亮度信号的获得包括如下步骤：
步骤S101，信号同步模块将输出的图像信号同步至微控处理模块中；
步骤S102，所述微控处理模块将获得的图像信号转换为YUV图像信号，并获取所述YUV图像信号中的亮度信号。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S102中，所述微控处理模块还可以根据所述图像信号获取每个像素单元下的gamma值，并根据所述gamma值计算获得亮度信号。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，步骤S102还包括：微控处理模块将亮度信号转换为电流信号，并将电流信号输出至光源控制模块，所述光源控制模块根据电流信号驱动相应的白光点阵光源发出不同亮度的光。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述白光点阵光源选自有机矩阵主动发光光源、无机矩阵主动发光光源中的一种。
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