专利名称：一种具有脉冲打散方式的led显示系统和方法
技术领域：
本发明涉及LED显示技术领域，特别是涉及具有脉冲打散方式的LED显示系统。
背景技术：
LED显示屏的发光材料为发光二极管，发光二极管的正向伏安特性与普通二极管 大致相同，电压的开启点以前无电流，电压一旦超过开启点便显示出导通特性。LED从导通 到安全最大电流，其伏安特性近似呈线性。即，在此区域内，LED的发光强度近似正比于它 的电流强度，控制电流就可以控制发光二节管的亮度。一般来讲，LED亮度的控制通常有两种方法电流控制法和导通时间控制法。电流 控制法，是通过调节LED的正向电流得到对亮度的控制；把LED的正向导通电流按一定的 步长调节，其发光亮度就可以分为若干个灰度级。导通时间控制法，是指LED管采用恒流驱 动，通过控制单位时间内LED的导通时间来实现灰度级。可以用脉冲方式驱动LED发光，例 如用IMHz，占空比为25%、峰值电流为IA的脉冲去驱动LED，与用25mA的直流驱动，其发光 亮度是一致的。以下针对导通时间控制法进行灰度控制的描述。LED显示系统接收标准视频信号时，假设标准视频信号的场频为50HZ，则每个对 应视频信号中一个像素的LED灯，需要在一场时间20ms内根据这个像素的灰度得到相应的 有效显示时间。由于LED属于冷光源，响应速度一般在1 IOns之间，无余辉特性，所以 LED显示图像要求较高的刷新率，一般需大于120Hz，否则会有闪烁现象。因此需要在一场 时间20ms内将图像进行若干次显示(3次以上)，将图像显示一次的时间记为T_FRAM，一场 时间20ms由若干个T_FRAM组成；每个对应视频信号中一个像素的LED灯，需要在一个T_ FRAM内根据这个像素的灰度得到相应的有效显示时间。下面以LED灯灰度等级为4096级，即灰度为12位为例进行说明，如灰度值最低位 对应有效显示时间为一个时钟周期τ (T为LED显示系统的时钟周期)，则最高位对应的有效 显示时间为2"T ；以数组D W: 11]表示1个LED灯的12位灰度值，如D
即表示LED灯的 12位灰度的最低位值。参考现有12位灰度等级较为通用的做法，将2"T表示为8*256Τ，则 各灰度位对应的有效显示时间从高位至低位分别为8M56T、4*256T、2M56T、256T、U8T、 64T、32T、16T、8T、4T、2T、T。具体灰度位对应的有效显示时间和总时间，如下表1所示。表 1灰度数据位有效显示时间总时间D[ll]8*256T8*256ΤD[10]4*256Τ4*256Τ权利要求
1.一种具有脉冲打散方式的LED显示系统，所述的系统包括一个LED控制器⑴和若干个依次串接的LED单元板(2-1. . . 2-N)所述的LED单元板(2-1. . . 2-N)分别包括一个LED驱动板(3_1. . . 3-N)和若干个LED灯；所述的LED控制器1发出数据信号和控制信号，依次经过LED驱动板提供给本LED单 元板中所有LED驱动板的相应的输入端；每个驱动板包括包含B个LED驱动电路，每个LED驱动电路包含C个驱动输出端，则可 驱动输出端总数为NBC，串接的LED灯为NBC个；当LED驱动板(3-1. . . 3-N)的驱动端输出低电平时，为有效显示时间，LED灯被点亮； 以LED灯灰度等级为W级，即灰度为H位为例，灰度值最低位对应有效显示时间为一个 时钟周期；以数组D[i]
表示NBC个LED驱动输出端中某一 i端驱动的一个LED 灯的H位灰度值，D[i]
即表示这个LED驱动输出端OUT所要驱动的LED灯的H位灰度 的最低位值，其特征在于将D[iH0:(H-l)]拆分为高H-2位和低2位，其中高H-2位需要被显示22次，即 4*D[i] [2: (H-I)]+D[i]
；将 D[i] [2: (H-I)]依次进行 4 次扫描显示，在每一个 D[i] [2: (H-I)]后面均增加与最后一位D[i] [2]有效显示时间T等宽的余数位R ； 其中N是LED单元板数； B是LED驱动电路数； C是驱动输出端数； H是灰度值位数；R是与最后一位D[i] [η]有效显示时间T等宽的余数位； T是时钟周期； W是LED灯灰度等级数； m是正整数；η是为不大于m的正整数。
2.根据权利要求1所述的一种具有脉冲打散方式的LED显示系统，其特征在于所述 的输入端为时钟信号输入端、数据信号输入端、锁存信号输入端和使能信号输入端，输入端 的信号经过缓冲存储器BUFFER(7)、译码/开关电路(6)到驱动电路(4_1. . . 4-B)。
3.根据权利要求1所述的一种具有脉冲打散方式的LED显示系统，其特征在于所述 的输入端为所述的数据信号和控制信号的输入端，输入端的信号经过通信电路(8)开关电 路(9)到驱动电路(4-1. . . 4-B)。
4.根据权利要求2或3所述的一种具有脉冲打散方式的LED显示系统，其特征在于 通过这4个余数位来表示余数D[i]
；以数组R
来表示余数位在4次扫描序列的 位置，即R
= 00表示第1次扫描序列，01表示第2次扫描序列，10表示第3次扫描序 列，11表示第4次扫描序列，余数D[i]
可以按照下述方式在扫描序列中插入，以实现 余数位均勻插入r[o:i]高低位颠倒后取反，得到新数组;^TTF];将^ Τ ]与D[i]
比 较，若是/ [1 0]<DW
，则相应R
所示余数位置1，否则置0。
5.根据权利要求4所述的一种具有脉冲打散方式的LED显示系统，其特征在于将高位等分到多次显示中，低位以余数方式均勻插入各次显示中，使高比特位的亮度信息得以 均勻分布，以D
为例，对其进行如下处理将D
拆分为高比特位D[n:m]和低比特 位D
，高比特位依次进行2n次扫描显示，S卩:D
= 2n*D[ηm]+D
；低 比特位再以余数R*2n方式表示，即:D
= 2n*(D[n:m]+R)(其中η彡m) (η、m均为正整 数，η彡m)。
6.一种具有脉冲打散方式的LED显示方法，包括步骤A、由LED控制器发送一组输出信号至若干个依次串接的LED单元板；B、所述的LED控制器发出的输出信号经过LED驱动板提供给本LED单元板中所有 LED驱动电路的相应的时钟信号输入端、数据信号输入端、锁存信号输入端和使能信号输入 端；C、当LED驱动电路的驱动端输出低电平时，为有效显示时间，LED灯被点亮；D、以数组D[i]
表示NBC个LED驱动输出端中某一 i端驱动的一个LED灯的 H位灰度值，其中D [i]
即表示这个LED驱动输出端OUT所要驱动的LED灯的H位灰度的 最低位值；E、将D[iH0:(H-l)]拆分为高(H-2)位和低2位，其中高(H-2)位需要被显示22次， 即 4*D[i] [2: (H-I)]+D[i]
；将 D[i] [2: (H-I)]依次进行 4 次扫描显示，在每一个D[i] [2: (H-I)]后面均增加与最后一位D[i] [2]有效显示时间T等宽的余数位R。
7.根据权利要求6所述的一种具有脉冲打散方式的LED显示方法，其特征在于F、通过这4个余数位来表示余数D[i]
；以数组R
来表示余数位在4次扫 描序列的位置，即R
= 00表示第1次扫描，01表示第2次扫描，10表示第3次扫描， 11表示第4次扫描，余数D[i]
按照下述方式在扫描序列中插入，以实现余数位均 勻插入RW:1]高低位颠倒后取反，得到新数组 0] ；^Λ ΤΟ 与D [i]
比较，若是 / [l:0]<D[i]
,则相应RW:1]所示余数位置1，否则置0。
8.根据权利要求7所述的一种具有脉冲打散方式的LED显示方法，其特征在于G、按照上述方式进行插入的余数R，满足R*2n= D[i]
；因此，加上余数位后 D[i]
= 2n*(D[i] [η: (H-I) ]+R)，即将高位等分到多次显示中，低位以余数方式 均勻插入各次显示中，使高比特位的亮度信息得以均勻分布，以D
为例，对其进行如 下处理将D
拆分为高比特位D[n:m]和低比特位D
，高比特位依次进行2n 次扫描显示，即:D
=2n*D[n:m]+D
；低比特位再以余数R*2n方式表示，即 D
= 2n*(D[n:m]+R)(其中 η 彡 m) (n、m 均为正整数，η ^ m)；其中N是LED单元板数； B是LED驱动电路数； C是驱动输出端数； H是灰度值位数；R是与最后一位D[i] [η]有效显示时间T等宽的余数位； T是时钟周期； W是LED灯灰度等级数； m是正整数；η是为不大于m的正整数。
全文摘要
本发明涉及一种具有脉冲打散方式的LED显示系统，该系统包括一个LED控制器和若干个依次串接的LED单元，所述的LED单元板分别包括一个LED驱动板和若干个LED灯；所述的LED控制器发出数据信号和控制信号。以数组D[i]
表示某一i端驱动的一个LED灯的H位灰度值，使用D[i]
表示H位灰度的最低位值，将D[i]
拆分为高比特位加低比特位，其中高比特位的有效显示时间先缩小至1/2n再整体重复2n次，即2n*D[i][n:(H-1)]+D[i]
；将D[i][n:(H-1)]依次进行2n次扫描显示，为使显示更均匀，以2n个余数R来表示低比特位D[i]
，余数位R与高比特位D[i][n:(H-1)]的最后一位D[i][n]有效显示时间等宽；本打散方案的公式可表示为D
＝2n*(D[n:m]+R)。该方式可使亮度更为均匀，可明显降低闪烁，且不同的拆分方式可满足不同的系统应用需求。
文档编号H05B37/02GK102054434SQ20101060746
公开日2011年5月11日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者斯斐霞, 赵启永, 陈日仪 申请人:杭州士兰控股有限公司