一种显示屏热效补偿调节显示装置、方法及其系统与流程

本发明属于显示屏显示控制技术领域，具体涉及一种显示屏热效补偿调节显示装置、方法及其系统和电子设备。

背景技术：

led显示屏在不同场合应用时，受显示屏的安装位置、显示模块的电源安装位置、显示画面、显示屏亮度、使用不同类型的led灯珠和显示芯片、产品本身的散热设计，以及现场的环境温度等多种因素影响，当箱体结构温度升高，尤其是当显示芯片和电源模块的局部结构温度升高时，会对温度升高区域的led灯珠的显示效果产生影响，会降低该区域的显示亮度，导致屏幕画面出现色斑、色块等现象，影响屏幕显示效果。目前常用的解决方案有以下两种：一是改良显示模块的物理结构、灯板发热部件的布局、增加散热孔或散热设备的方法，通过提升显示屏的散热效率来避免出现热效应现象；二是在显示模块上增加温度检测器件，超过温度限值则调低显示模块led的显示亮度，通过降低模块功耗的方式减少热效应的影响；但是，在改进显示模块的物理结构、灯板发热部件排布方式或增加散热设备方法有很大局限性：一是部分发热严重的显示ic或电源很难将热量均匀传导到整个显示模块，仍然会有局部热效应影响；二是增加散热设备需要额外的空间安装，会影响显示屏安装尺寸；现有技术用唯一的温度限定值判断是否进行亮度补偿，会导致整个显示屏显示按模块呈现亮度差，而且当屏幕温度越高，热效应影响区域也随之扩大，显示模块需要补偿的区域也会动态变大，固定系数无法动态适应这种变化，依然会影响显示效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种显示屏热效补偿调节显示方装置、方法、系统及其电子设备，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种显示屏热效补偿调节显示装置，所述显示屏热效补偿调节装置包括，温度感应模块、色度补偿模块、数据采样模块、运算模块；

所述温度感应模块，用以侦测检测点的结构温度单元；

所述色度补偿模块，用以根据每个检测点的结构温度、热传导调节系数，以及每个灯点相对于检测点的距离，换算出灯点位置结构温度，再接受运算结果获得每个灯的色度补偿系数，将每个灯的色度补偿系数设置到每个灯上，与屏幕校正的色度系数相乘，获得最终用于显示的色度值；

所述数据采样模块，用以定时读取所有温度感应装置，获得显示单元检测点的结构温度的数据；还用以获取led输入电功率；led有效光功率；测量点到外围的真实热阻；

所述运算模块，用以支持所述色度补偿模块的所述换算、所述公式运算、和每个灯的色度补偿系数与屏幕校正的色度系数的所述相乘的计算。

优选地，所述显示屏热效补偿调节显示装置，还包括：

热仿真模块，用以根据led显示模块的pcb设计、电子元件性能以及硬件结构建立显示模块工作时的瞬态热分析模型，根据仿真结果可以得到显示模块运行时可能存在的若干高温位置；

判断模块，用以判定温度是否超出安全阈值；如果超出阈值则发出警报；

设置模块，用以设置温度安全阈值；

所述收发模块，用以传送数据信息。

优选地，所述显示屏由一个或多个显示单元组成；所述每个显示单元具有热效补偿调节装置；

所述显示单元包括：电源模块、显示单元结构件、显示驱动模块、面罩；

所述电源模块，用以控制电源；

所述显示单元结构件，包括pcb板，一侧固定电源模块和热效补偿调节装置，另一侧固定显示驱动模块；

所述显示驱动模块，一侧包括驱动芯片、显示控制模块，另一侧焊接led灯珠；

所述面罩，覆盖在所述显示驱动模块之上，用于防水、防尘、防直射光和眩光等作用。

第二方面，本申请实施例提供了一种显示屏热效补偿调节显示方法，所述显示屏热效补偿调节显示方法，包括：

步骤1、实时获得led显示屏的检测点的结构温度；

步骤2、在程序上标记所述检测点在显示单元上的相对位置，以及每个标记了所述相对位置的检测点的热传导调节系数；

步骤3、获得led灯点在不同结构温度下的红、绿、蓝亮度值，从而得到led色度补偿系数和结构温度的换算公式；

步骤4、根据每个所述检测点的结构温度、所述检测点的热传导调节系数，以及所述每个所述led灯点相对于所述检测点位置的距离，换算出每个所述led灯点的位置结构温度；

步骤5、用所述换算公式获得所述led灯点的led色度补偿系数；

步骤6、将获得的所述led灯点的色度补偿系数配置到每个led灯点，并与屏幕校正的所述led色度补偿系数相乘,获得色度值，所述色度值用以调节显示。

优选地，所述步骤1、实时获得led显示屏的检测点的结构温度，之前，还包括：

通过热仿真获得led显示模块运行时的所有高温位置。

优选地，所述led色度补偿系数和结构温度的换算公式是：

tj＝ts+(ps-pl)rreal

tj：为稳定状态下led的结构温度；

ts：为温度传感器探测温度；

ps：为led输入电功率；

pl：为led有效光功率；

rreal：为测量点到外围的真实热阻；

优选地，所述换算出每个所述led灯点的位置结构温度的公式是：

所述公式中，测量点共计n个，第m个测量点的坐标为(xm,ym)

t(xm,ym)：表示第m个点的温度值；

表示任意点g(x,y)温度的一次插值结果；

表示任意点g(x,y)温度的二次插值结果；

dm：表示插值点与测量点之间的距离；

c：为插值权因子，插值影响半径；

γ：为加权因子，经验值为0.3；

所述公式：

为一次插值结果；

所述公式：

为在一次差值结果上进行二次插值计算结果。

优选地，获取检测点温度的所述加权因子的方法，包括：

步骤1、在led显示单元的发热器件旁安置温感芯片；

步骤2、按阶梯温度，提升环境温度；

步骤3、获得不同环境温度下，各个检测点的温感芯片的温度；

步骤4、根据所述换算出每个所述led灯点的位置结构温度的公式，得到检测点的结构温度；

步骤5、采用所述二次插值算法，根据加权因子γ，计算出任意点的结构温度；

步骤6、与仿真或采集的该点结构温度相比较判断是否在误差范围以内；如果是，进行步骤8；如果否，进行步骤7；

步骤7、调整加权因子γ，进行步骤5；

步骤8、如果是，获得该任意点的结构温度加权因子γ；

步骤9、重复计算其他位置，直至结束。

第三方面，本申请实施例还提供了一种显示屏热效补偿调节显示系统，所述显示屏热效补偿调节显示系统包括：本发明申请实施例任一所述的显示屏热效补偿调节显示装置，或本发明申请实施例任一所述的显示屏热效补偿调节显示方法。

第四方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，在被处理器调用和执行时，所述处理器可执行指令促使所述处理器：实现本发明申请实施例任一所述的显示屏热效补偿调节显示方法。

由以上可见，现有方案都是固定补偿区域和参数，温度降低或者温度超高无法均匀改善屏幕显示效果。现有技术不是根据温度变化进行实时补偿，只是按照固定区域进行补偿。本申请实施例提供的方案中，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：通过本发明可以实现led显示屏实时、动态进行热效应补偿，解决了固定系数无法动态适应变化技术问题，从而大幅度提高led显示屏的显示精度和显示效果，同时更加节省电能。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

附图说明

图1为本发明申请一实施例的显示屏热效补偿调节显示装置的示意图；

图2为本发明申请又一实施例的显示屏热效补偿调节显示装置的示意图；

图3为本发明申请又一实施例的led显示屏的热仿真模块应用场景的正视图和背视图；

图4为本发明申请又一实施例的安装了显示屏热效补偿调节显示装置的显示屏的结构示意图；

图5为本发明申请一实施例的显示屏热效补偿调节显示方法的流程图；

图6为本发明申请一实施例的led显示屏灯光的led光输出与结构温度关系图；

图7为本发明申请一实施例获取led显示模块的热源位置与测量位置的热模型图；

图8为本发明申请一实施例的采集离散点位置图；

图9为本发明申请一实施例获取检测点温度的所述加权因子的方法的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1，图1为本发明申请一实施例的显示屏热效补偿调节显示装置的示意图；所述显示屏热效补偿调节显示装置10，包括：温度感应模块12、色度补偿模块14、数据采样模块16、运算模块18；

所述温度感应模块12，用以侦测检测点的结构温度单元；

所述色度补偿模块14，用以根据每个检测点的结构温度、热传导调节系数，以及每个灯点相对于检测点的距离，换算出灯点位置结构温度，再接受运算结果获得每个灯的色度补偿系数，将每个灯的色度补偿系数设置到每个灯上，与屏幕校正的色度系数相乘，获得最终用于显示的色度值；

所述数据采样模块16，用以定时读取所有温度感应装置，获得显示单元检测点的结构温度的数据；还用以获取led输入电功率；led有效光功率；测量点到外围的真实热阻；

所述运算模块18，用以支持所述色度补偿模块的所述换算、所述公式运算、和每个灯的色度补偿系数与屏幕校正的色度系数的所述相乘的计算。

请参阅图2，图2为本发明申请又一实施例的显示屏热效补偿调节显示装置的示意图；所述显示屏热效补偿调节显示装置10，包括：温度感应模块12、色度补偿模块14、数据采样模块16、运算模块18；上述模块具体功能同图1对应实施例；所述显示屏热效补偿调节显示装置，还包括：

热仿真模块20，用以根据led显示模块的pcb设计、电子元件性能以及硬件结构建立显示模块工作时的瞬态热分析模型，根据仿真结果可以得到显示模块运行时可能存在的若干高温位置；例如，所述位置为p0、p1、…pn；

判断模块22，用以判定温度是否超出安全阈值；如果超出阈值则发出警报；

设置模块24，用以设置温度安全阈值；

所述收发模块26，用以传送数据信息。

请参阅图3，图3为本发明申请又一实施例的led显示屏的热仿真模块应用场景的正视图和背视图；所述led显示屏的热仿真模块包括：显示模块正面led灯和面罩200、显示模块背面的结构框架和显示模块202、led灯珠高温区域温度204、led驱动芯片高温区域温度206。

请参阅图4，图4为本发明申请又一实施例的安装了显示屏热效补偿调节显示装置的显示屏的结构示意图；所述显示屏30由一个或多个显示单元32组成；所述每个显示单元32具有显示屏热效补偿调节装置102；

所述显示单元，包括：电源模块100、显示屏热效补偿调节装置102、显示单元结构件104、显示驱动模块106、led灯珠108、面罩110；

所述电源模块100，用以控制电源；

所述显示单元结构件104，包括pcb板，一侧固定电源模块100和显示屏热效补偿调节装置102(所述显示屏热效补偿调节装置同图2)，另一侧固定显示驱动模块106；

所述显示驱动模块106，一侧包括驱动芯片、显示控制模块，另一侧焊接led灯珠108；

led灯珠108，焊接在显示驱动模块106之上；

所述面罩110，覆盖在显示驱动模块106和led灯珠108之上，用于防水、防尘、防直射光和眩光等作用。

图5为本发明申请一实施例的显示屏热效补偿调节显示方法的流程图；所述显示屏热效补偿调节显示方法，包括：

s400、实时获得led显示屏的检测点的结构温度；

s402、在程序上标记所述检测点在显示单元上的相对位置，以及每个标记了所述相对位置的检测点的热传导调节系数；具体而言获取检测点在显示单元的相对位置、热传导调节系数；

s404、获得led灯点在不同结构温度下的红、绿、蓝亮度值，从而得到led色度补偿系数和结构温度的换算公式；

s406、根据每个所述检测点的结构温度、所述检测点的热传导调节系数，以及所述每个所述led灯点相对于所述检测点位置的距离，换算出每个所述led灯点的位置结构温度；具体而言，所述检测点的热传导调节系数，用以计算检测点的热阻值rreal；

s408、用所述换算公式获得所述led灯点的led色度补偿系数；

s410、将获得的所述led灯点的色度补偿系数配置到每个led灯点，并与屏幕校正的所述led色度补偿系数相乘,获得色度值，所述色度值用以调节显示。

具体而言，在led显示模块的高温位置上，部署温感探头或者通过灯板上集成的可反馈芯片温度的ic，来获得检测点位置的实时结构温度t0、t1、...tn；在程序上标记检测点在显示模块上的相对位置l0、l1、...ln，以及每个点的热传导调节系数f0、f1、...fn；通过数据采样，获得led灯在不同结构温度下的红、绿、蓝亮度值，从而得到led色度补偿系数和结构温度的换算公式f；屏幕显示时，温度检测模块实时获取每个检测点的结构温度；根据每个检测点的结构温度、热传导调节系数，以及每个灯点相对于检测点的距离d0、d1、...dn，换算出灯点位置结构温度；再参照led灯点的位置结构温度的公式获得每个灯的色度补偿系数r0、r1、...rn；将每个灯的色度补偿系数设置到每个灯上，与屏幕校正的色度系数相乘获得最终用于显示的色度值。

所述led色度补偿系数和结构温度的换算公式是：

tj＝ts+(ps-pl)rreal

tj：为稳定状态下led的结构温度；

ts：为温度传感器探测温度；

ps：为led输入电功率；

pl：为led有效光功率；

rreal：为测量点到外围的真实热阻；

所述公式是通过温度采集芯片的采样温度，用以进行所述led色度补偿系数和结构温度的换算。

所述换算出每个所述led灯点的位置结构温度的公式是：

所述公式中，测量点共计n个，第m个测量点的坐标为(xm,ym)

t(xm,ym)：表示第m个点的温度值；

表示任意点g(x,y)温度的一次插值结果；

表示任意点g(x,y)温度的二次插值结果；

dm：表示插值点与测量点之间的距离；

c：为插值权因子，插值影响半径；

γ：为加权因子，经验值为0.3；

所述公式：

为一次插值结果；

所述公式：

为在一次差值结果上进行二次插值计算结果。

所述公式是应用二次插值法，可以推算显示屏中任意led灯点的位置的结构温度。

所述获取检测点温度的所述加权因子的方法，请参阅图9。

在另一实施例中，所述s400实时获得led显示屏的检测点的结构温度，之前，还可以包括：

通过热仿真获得led显示模块运行时的所有高温位置。

具体而言，在上述实施例之前，还可以通过热仿真获得led显示模块运行时的若干高温位置p0、p1、...pn，可能是驱动ic或者是电源所在区域。

请参考图6，图6为本发明申请一实施例的led显示屏灯光的led光输出与结构温度关系图；该图中，横轴表示led的结构温度400，单位：℃；纵轴表示led相对光输出402，单位：％，按照结构温度25℃，电流恒定在20ma下光输出为100％计算。由该图可知，随着结构温度上升，led的亮度输出均降低，红色降低最多，绿光次之，蓝光最少；该图中，蓝光输出曲线404；白光输出曲线406；绿光输出曲线408；红光输出曲线410。

请参考图7，图7为本发明申请一实施例获取led显示模块的热源位置与测量位置的热模型图；该图中，包括:显示驱动模块500；热源502，包括驱动ic、电源模块等装置；热源的热扩散范围504，表示随着热源温度升高而扩大；图中可见，热源的热扩散范围504大于热源的热扩散范围504’大于热源的热扩散范围504”。具体而言，随着所述热源温度的升高，热源辐射范围也逐渐扩大。

请参考图8，图8为本发明申请一实施例的采集检测点位置图；

该图中，热源位置600；

采集检测点位置602，x和y方向上按照温度梯度变化密集程度排布，在密集处多选取，在平缓处少选取。

请参阅图9，图9为本发明申请一实施例获取检测点温度的所述加权因子的方法的流程图；

所述获取检测点温度的所述加权因子的方法，包括：

s900、在led显示单元的发热器件旁安置温感芯片；

s902、按阶梯温度，提升环境温度；

s904、获得不同环境温度下，各个检测点的温感芯片的温度；例如，tc0、tc1、...tcn；

s906、根据所述换算出每个所述led灯点的位置结构温度的公式，得到检测点的结构温度；例如ts0、ts1、...tsn；

s908、采用所述二次插值算法，根据加权因子γ，计算出任意点的结构温度；例如，tg；

s910、与仿真或采集的该点结构温度相比较判断是否在误差范围以内；如果是，进行步骤s914；如果否，进行步骤s912；

s912、调整加权因子γ，进行步骤s908；

s914、如果是，获得该任意点的结构温度加权因子γ；

s916、重复计算其他位置，直至结束。

本发明申请实施例还提供一种显示屏热效补偿调节显示系统图；所述显示屏热效补偿调节显示系统包括：本发明申请任一实施例所述的显示屏热效补偿调节显示装置，或本发明申请任一实施例所述的显示屏热效补偿调节显示方法。

本发明申请实施例还提供一种电子设备，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，在被处理器调用和执行时，所述处理器可执行指令促使所述处理器：实现本发明申请任一实施例所述的显示屏热效补偿调节显示方法。

本发明申请一实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中所述计算机程序在由处理器执行时实现上述任一实施例所述的显示屏热效补偿调节显示方法。

所述系统/计算机装置集成的部件/模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施方式方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储在一个计算机可读存储介质中，所述计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施方式的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

在本发明所提供的几个具体实施方式中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，例如，所述部件的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块/部件可以集成在相同处理模块/部件中，也可以是各个模块/部件单独物理存在，也可以两个或两个以上模块/部件集成在相同模块/部件中。上述集成的模块/部件既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块/部件的形式实现。

对于本领域技术人员而言，显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统、装置或终端权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。