專利名稱:自關(guān)閉脈寬調(diào)制平板顯示灰度控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于顯示控制技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種自關(guān)閉脈寬調(diào)制平板顯示灰度控制系統(tǒng), 本發(fā)明還涉及利用該系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法。
背景技術(shù):
顯示技術(shù)作為人機聯(lián)系和信息展示的窗口廣泛應(yīng)用于社會生活的各個方面,成為電子信 息工業(yè)的一大支柱產(chǎn)業(yè)。面對巨大的社會需求,由液晶(LCD)顯示、等離子體(PDP)顯示 、電致發(fā)光(ELD)顯示、發(fā)光二極管(LED)顯示、有機發(fā)光二極管(0LED)顯示等顯示器 件為基礎(chǔ)的平板顯示器應(yīng)運而生。平板顯示的優(yōu)點是平板外形,節(jié)約空間;大多數(shù)可以與 IC電路直接匹配,是一種較理想的結(jié)構(gòu),能夠滿足當(dāng)今社會對信息便攜、實時處理和環(huán)保的 要求,可廣泛應(yīng)用于各類顯示領(lǐng)域。而灰度作為顯示效果的重要評定參數(shù),高灰度級和有效 的灰度調(diào)制方式對平板顯示器的發(fā)展極其重要?;叶瓤刂频墓ぷ髟硎抢脠D像存儲卡中存 儲的灰度數(shù)據(jù),通過灰度控制電路,形成不同的電壓或者電流組合來對每一個像素點亮度、 電路面積或者閃爍時間進(jìn)行控制,來實現(xiàn)顯示器顯示色彩以及亮度層次的多樣化。
常用的數(shù)字灰度顯示方案有空間法、子場灰度顯示法和PWM灰度顯示方法??臻g法是 把每個像素分成若干個子像素,那么每個像素的亮度由被點亮的子像素的數(shù)目決定。在空間 上將一個顯示單元分成若干子塊(通常子塊的面積為2的若干次冪),通過對顯示單元在一個 顯示周期中顯示的子塊數(shù)的控制來表示灰度級;子場灰度顯示法就是將發(fā)光時間按l: 2: 4 :8……劃分為若干個子場,不同的子場導(dǎo)通組合,就能實現(xiàn)不同的灰度等級。脈沖寬度調(diào) 制又稱占空比法,它是根據(jù)灰度數(shù)據(jù)大小的不同,使輸出驅(qū)動脈沖的占空比相應(yīng)變化的灰度 控制方法。不同的灰度值是通過控制各像素點掃描電壓的時間來控制的。輸出的脈寬信號與 灰度數(shù)值大小成比例關(guān)系,當(dāng)數(shù)據(jù)最大時脈沖高電平占滿整個周期,達(dá)到全占空比;當(dāng)數(shù)據(jù) 為零時則整個周期內(nèi)脈沖為低電平。數(shù)字灰度控制方法都是利用數(shù)字輸出來對模擬電路 http:〃baike. baidu. com/view/635021. htm進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù),其控制方法簡 單,易于硬件實現(xiàn),因此在圖像灰度控制方面得到廣泛應(yīng)用,是各種專用掃描驅(qū)動芯片中優(yōu) 先采用的方法。
傳統(tǒng)脈寬調(diào)制方法是基于比較器實現(xiàn)的,將已經(jīng)讀入移位寄存器的灰度數(shù)據(jù)賦給鎖存器 ,再用鎖存的灰度值與計數(shù)器進(jìn)行比較,如兩者不等,比較器輸出有效,則顯示像素發(fā)光;
4若兩者相等,比較器輸出無效,則不發(fā)光。這種方法使用大量的移位寄存器和比較器,造成 硬件成本增加、面積資源耗費大,不利于專有芯片的實現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種自關(guān)閉脈寬調(diào)制平板顯示灰度控制系統(tǒng),能夠簡單靈活的實現(xiàn) 灰度級別控制。
本發(fā)明的另一目的是,提供一種利用上述系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是, 一種自關(guān)閉脈寬調(diào)制平板顯示灰度控制系統(tǒng),包括總控制 器,總控制器上連接有行控制電路和列控制電路,列控制電路包括相互連接的列開啟模塊、 列關(guān)閉模塊和RS觸發(fā)器陣列,RS觸發(fā)器陣列的輸出端連接有列驅(qū)動電路,行控制電路的輸出 端連接有行驅(qū)動電路,列驅(qū)動電路、行驅(qū)動電路都和平板顯示屏相連接,其中的,
總控制器,用于協(xié)調(diào)各模塊工作,并產(chǎn)生總的時鐘信號;
列開啟模塊,用于控制在同一時間開啟灰度掃描顯示;
列關(guān)閉模塊,用于在灰度級顯示完成后關(guān)閉灰度掃描顯示;
行控制電路,用于產(chǎn)生行選擇信號;
RS觸發(fā)器陣列,用于協(xié)調(diào)列開啟模塊和列關(guān)閉模塊完成脈寬顯示;
行驅(qū)動電路,用于根據(jù)行控制電路的控制,使選通行掃描線為低電平,未選通行掃描線 為高電平;
列驅(qū)動電路,用于與行驅(qū)動電路配合使像素點發(fā)光,其所通電流大小由恒流源提供,發(fā) 光持續(xù)時間由灰度控制電路脈寬信號控制; 平板顯示屏,用于顯示灰度級圖像。
本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是, 一種自關(guān)閉脈寬調(diào)制平板顯示灰度控制方法,按照以 下步驟實施
步驟l:讀取數(shù)據(jù)
總控制器控制列關(guān)閉模塊依次從外部設(shè)備中讀入有效行的所有列的圖像灰度數(shù)據(jù); 步驟2:數(shù)據(jù)處理
設(shè)置列關(guān)閉模塊中的存儲器的位寬等于步驟l得到的圖像灰度數(shù)據(jù)中顯示像素點的列數(shù) ,存儲器的深度為像素灰度級數(shù)211,在數(shù)據(jù)處理階段,存儲器的讀寫地址是某一行所有列要 顯示的灰度值,存儲器的寫入數(shù)據(jù)是有效行中某一時刻需要關(guān)閉的列的信息,列關(guān)閉模塊在 總控制器的指揮下,對步驟l得到的圖像灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,若某一時刻需要關(guān)閉某列,讓 列關(guān)閉模塊中的存儲器對應(yīng)的某一位數(shù)據(jù)置l ,控制RS觸發(fā)器陣列在灰度顯示時觸發(fā)顯示;步驟3: RS觸發(fā)器陣列顯示開啟
總控制器控制列開啟模塊把開啟信號傳遞給RS觸發(fā)器陣列,統(tǒng)一開啟所有列,等待顯示
,RS觸發(fā)器陣列中觸發(fā)器的數(shù)量等于列的數(shù)量; 步驟4:行有效選擇
總控制器控制行控制電路使有效行有效,行控制電路控制行驅(qū)動電路對有效行電極施加
選擇脈沖;
步驟5:顯示灰度
根據(jù)步驟4對有效行施加的選擇脈沖和步驟2得到的經(jīng)數(shù)據(jù)處理后列顯示信息,在平板顯
示屏上顯示灰度圖像。
本發(fā)明的特點還在于,其中的顯示灰度具體按照以下過程實施從行選擇到由存儲器中 讀到某列的關(guān)閉信息的持續(xù)時間就是此列與灰度值對應(yīng)的脈寬的寬度,得到的脈寬的寬度經(jīng) 過列驅(qū)動電路,并通過行驅(qū)動電路的配合,在平板顯示屏上進(jìn)行灰度圖像顯示。
本發(fā)明控制系統(tǒng)及控制方法的有益效果是,在同樣顯示像素點數(shù)和灰度級的條件下,傳 統(tǒng)的基于比較器實現(xiàn)的調(diào)制方法和本發(fā)明實現(xiàn)的調(diào)制方法具有同樣的占空比和掃描效率,但 在同樣掃描效率的條件下降低了系統(tǒng)硬件資源的使用,特別是在芯片面積上取得了一定優(yōu)勢 ,本方法也適用于空間法、子場灰度顯示法等數(shù)字灰度控制法。
圖l是本發(fā)明控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明控制方法中數(shù)據(jù)處理的流程圖; 圖3是本發(fā)明控制方法中灰度顯示的流程圖4是本發(fā)明控制方法中數(shù)據(jù)傳輸時序圖。
圖中,l.總控制器,2.列控制電路,3.列開啟模塊,4.列關(guān)閉模塊,5.行控制電路, 6.行驅(qū)動電路,7.列驅(qū)動電路,8.平板顯示屏,9.RS觸發(fā)器陣列。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明
本發(fā)明自關(guān)閉脈寬調(diào)制平板顯示灰度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),如圖1所示,包括總控制器l,總 控制器l上連接有行控制電路5和列控制電路2,列控制電路2包括相互連接的列開啟模塊3、 列關(guān)閉模塊4和RS觸發(fā)器陣列9, RS觸發(fā)器陣列9的輸出端連接有列驅(qū)動電路7,行控制電路5 的輸出端連接有行驅(qū)動電路6,列驅(qū)動電路7、行驅(qū)動電路6都和平板顯示屏8相連接。其中的
6總控制器l,用于協(xié)調(diào)各模塊工作,并產(chǎn)生總的時鐘信號; 列開啟模塊3,用于控制在同一時間開啟灰度掃描顯示; 列關(guān)閉模塊4,用于在灰度級顯示完成后關(guān)閉灰度掃描顯示; 行控制電路5,用于產(chǎn)生行選擇信號;
RS觸發(fā)器陣列9,用于協(xié)調(diào)列開啟模塊3和列關(guān)閉模塊4完成脈寬顯示; 行驅(qū)動電路6,用于根據(jù)行控制電路5的控制,使選通行掃描線為低電平,未選通行掃描 線為高電平;
列驅(qū)動電路7,用于與行驅(qū)動電路6配合使像素點發(fā)光,其所通電流大小由恒流源提供, 發(fā)光持續(xù)時間由灰度控制電路脈寬信號控制; 平板顯示屏8,用于顯示灰度級圖像。
本發(fā)明利用上述控制系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法,具體按照以下步驟實施 步驟l:讀取數(shù)據(jù)
總控制器1控制列關(guān)閉模塊4依次從外部設(shè)備中讀入有效行的所有列的灰度數(shù)據(jù); 步驟2:數(shù)據(jù)處理
如圖2所示,設(shè)置列關(guān)閉模塊4中的存儲器的位寬等于有效行顯示像素點的列數(shù),存儲器 的深度為像素灰度級數(shù)211,在數(shù)據(jù)處理階段,存儲器的讀寫地址是某一行所有列要顯示的灰 度值,存儲器的寫入數(shù)據(jù)是有效行中某一時刻需要關(guān)閉的列的信息,列關(guān)閉模塊4在總控制 器1的指揮下,對步驟l得到的圖像灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,若某一時刻需要關(guān)閉某列,讓列關(guān)閉 模塊4中的存儲器對應(yīng)的某一位數(shù)據(jù)置l ,控制RS觸發(fā)器陣列9在灰度顯示時觸發(fā)顯示;
例如,某行第y列的灰度值是i,則我們需要在存儲器的i地址寫入Y (Y等于列數(shù))位數(shù) 0…010…0
據(jù)" ,存儲器的地址表示脈寬的寬度,從0, 1……i……2n;存儲器i地址的內(nèi)容 是脈寬為i的所有列信息,S卩i時刻時需要關(guān)閉的所有列的信息。
由于所有列同時開啟,且在行有效后同時進(jìn)行掃描,所以要考慮掃描到某一時刻時有一 個以上的列需要關(guān)閉的情況,即積累機制。存儲器先讀出已經(jīng)存入的關(guān)閉列的信息,再將新 增加的需要關(guān)閉列的信息和原有列信息同時寫入存儲器,所以采用"相或"寫入避免已經(jīng)存 入的列信息被覆蓋,達(dá)到保留之前列已經(jīng)寫入的列信息的目的。例如,某行第yi, y2列的灰
0…010…010…0
度值都是i,則我們需要在存儲器的i地址寫入N位數(shù)據(jù) ft " ,即當(dāng)前要寫 入存0…010…0 10…0 10…0
儲器的數(shù)據(jù)為 & "2 。
步驟3: RS觸發(fā)器陣列9顯示開啟
總控制器1控制列開啟模塊3把開啟信號傳遞給RS觸發(fā)器陣列9,統(tǒng)一開啟所有列,等待 顯示,RS觸發(fā)器陣列9中觸發(fā)器的數(shù)量取決于列的數(shù)量; 步驟4:行有效選擇
總控制器l控制行控制電路5使有效行有效,行控制電路5控制行驅(qū)動電路6對有效行電極 施加選擇脈沖;
步驟5:顯示灰度
根據(jù)步驟4對有效行施加的選擇脈沖和步驟2得到的經(jīng)數(shù)據(jù)處理后列顯示信息,在平板顯 示屏8上得到灰度圖像。具體如下從行選擇到由存儲器中讀到某列的關(guān)閉信息的持續(xù)時間 就是此列與灰度值對應(yīng)的脈寬的寬度,得到的脈寬的寬度經(jīng)過列驅(qū)動電路7,并通過行驅(qū)動 電路6的配合,在平板顯示屏8上進(jìn)行灰度圖像顯示。
如圖3所示,在寫使能wren有效時,存儲器的讀寫地址由自加l的計數(shù)器組成,依次按地 址順序讀取存儲器里的數(shù)值,存儲器的寫入數(shù)據(jù)為O,在讀出存儲器中的有效關(guān)閉信息后將 存儲器清O,等待在下一行用于準(zhǔn)備數(shù)據(jù),并將存儲器數(shù)據(jù)輸出到RS觸發(fā)器的R端口。當(dāng)某列 脈寬為全占空比時,將這一列信息存儲在存儲器的最后一個位置,所以脈沖高電平一直持續(xù) 到整個周期掃描完,達(dá)到全占空比;當(dāng)數(shù)據(jù)為零時則關(guān)閉指令存儲在存儲器的第一個位置, 在行選擇信號有效時即被關(guān)閉,這樣從顯示效果上就達(dá)到了整個周期脈沖為低電平。
其中,RS觸發(fā)器陣列9的工作過程如下,
開啟S=l 將列輸出置為高電平;
保持S=0, R=0 將列輸出保持開啟時的高電平;
關(guān)閉S=0, R=l 將關(guān)閉模塊輸出中為"1"的列關(guān)閉。
本發(fā)明在利用存儲器的過程中,采用雙存儲器的"乒乓操作"的數(shù)據(jù)流控制處理方法, 在行顯示時, 一個存儲器在進(jìn)行脈寬控制的數(shù)據(jù)顯示,另一個存儲器進(jìn)行下一行的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 ,通過奇數(shù)行和偶數(shù)行按節(jié)拍、相互配合的切換完成數(shù)據(jù)的無縫緩沖與處理,實現(xiàn)低速模塊 下處理高速數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸時序圖如圖4所示,行計數(shù)產(chǎn)生逐行掃描的計數(shù)器,經(jīng)過行譯碼選通需要 掃描的一行輸入行驅(qū)動。掃描第X行時,首先開啟所有列,然后施加行選擇脈沖,且開始從 存儲器2讀取上一行周期已經(jīng)存入的關(guān)閉信息,存儲器1準(zhǔn)備第X+1行的關(guān)閉信息。本發(fā)明自關(guān)閉脈寬調(diào)制平板顯示灰度控制系統(tǒng)及控制方法,在同樣顯示像素點數(shù)和灰度 級的條件下,傳統(tǒng)的基于比較器實現(xiàn)的調(diào)制方法和本發(fā)明實現(xiàn)的調(diào)制方法具有同樣的占空比 和掃描效率,但在同樣掃描效率的條件下降低了系統(tǒng)硬件資源的使用,特別是在芯片面積上 取得了一定優(yōu)勢。
權(quán)利要求
1.一種自關(guān)閉脈寬調(diào)制平板顯示灰度控制系統(tǒng),其特征在于,包括總控制器(1),總控制器(1)上連接有行控制電路(5)和列控制電路(2),列控制電路(2)包括相互連接的列開啟模塊(3)、列關(guān)閉模塊(4)和RS觸發(fā)器陣列(9),RS觸發(fā)器陣列(9)的輸出端連接有列驅(qū)動電路(7),行控制電路(5)的輸出端連接有行驅(qū)動電路(6),列驅(qū)動電路(7)、行驅(qū)動電路(6)都和平板顯示屏(8)相連接,其中的,總控制器(1),用于協(xié)調(diào)各模塊工作,并產(chǎn)生總的時鐘信號;列開啟模塊(3),用于控制在同一時間開啟灰度掃描顯示;列關(guān)閉模塊(4),用于在灰度級顯示完成后關(guān)閉灰度掃描顯示;行控制電路(5),用于產(chǎn)生行選擇信號;RS觸發(fā)器陣列(9),用于協(xié)調(diào)列開啟模塊(3)和列關(guān)閉模塊(4)完成脈寬顯示;行驅(qū)動電路(6),用于根據(jù)行控制電路(5)的控制,使選通行掃描線為低電平,未選通行掃描線為高電平;列驅(qū)動電路(7),用于與行驅(qū)動電路(6)配合使像素點發(fā)光,其所通電流大小由恒流源提供,發(fā)光持續(xù)時間由灰度控制電路脈寬信號控制;平板顯示屏(8),用于顯示灰度級圖像。
2. 一種利用權(quán)利要求l所述的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法,其特征在于 ,采用一種自關(guān)閉脈寬調(diào)制平板顯示灰度控制系統(tǒng),包括總控制器(1),總控制器(1)上 連接有行控制電路(5)和列控制電路(2),列控制電路(2)包括相互連接的列開啟模塊(3) 、列關(guān)閉模塊(4)和RS觸發(fā)器陣列(9) , RS觸發(fā)器陣列(9)的輸出端連接有列驅(qū)動 電路(7),行控制電路(5)的輸出端連接有行驅(qū)動電路(6),列驅(qū)動電路(7)、行驅(qū)動 電路(6)都和平板顯示屏(8)相連接,該方法按照以下步驟實施 步驟l:讀取數(shù)據(jù)總控制器(1)控制列關(guān)閉模塊(4)依次從外部設(shè)備中讀入有效行的所有列的圖像灰度數(shù)據(jù);步驟2:數(shù)據(jù)處理設(shè)置列關(guān)閉模塊(4)中的存儲器的位寬等于步驟l得到的圖像灰度數(shù)據(jù)中顯示像素點的列數(shù),存儲器的深度為像素灰度級數(shù)2n,在數(shù)據(jù)處理階段,存儲器的讀寫地址是某一行所有列要顯示的灰度值,存儲器的寫入數(shù)據(jù)是有效行中某一時刻需要關(guān)閉的列的信息,列關(guān)閉模塊(4)在總控制器(1)的指揮下,對步驟l得到的圖像灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,若某一時刻需要關(guān)閉某列,讓列關(guān)閉模塊(4)中的存儲器對應(yīng)的某一位數(shù)據(jù)置l,控制RS觸發(fā)器陣列(9)在灰度顯示時觸發(fā)顯示;步驟3: RS觸發(fā)器陣列(9)顯示開啟總控制器(1)控制列開啟模塊(3)把開啟信號傳遞給RS觸發(fā)器陣列(9),統(tǒng)一開啟所有列,等待顯示,RS觸發(fā)器陣列(9)中觸發(fā)器的數(shù)量等于列的數(shù)量;步驟4:行有效選擇總控制器(1)控制行控制電路(5)使有效行有效,行控制電路(5)控制行驅(qū)動電路(6)對有效行電極施加選擇脈沖;步驟5:顯示灰度根據(jù)步驟4對有效行施加的選擇脈沖和步驟2得到的經(jīng)數(shù)據(jù)處理后列顯示信息,在平板顯示屏(8)上顯示灰度圖像。
3.按照權(quán)利要求2所述的自關(guān)閉脈寬調(diào)制平板顯示灰度控制方法,其特征在于,所述的顯示灰度具體按照以下過程實施從行選擇到由存儲器中讀到某列的關(guān)閉信息的持續(xù)時間就是此列與灰度值對應(yīng)的脈寬的寬度,得到的脈寬的寬度經(jīng)過列驅(qū)動電路(7),并通過行驅(qū)動電路(6)的配合,在平板顯示屏(8)上進(jìn)行灰度圖像顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種自關(guān)閉脈寬調(diào)制平板顯示灰度控制系統(tǒng),包括總控制器,總控制器上連接有行控制電路和列控制電路,列控制電路包括相互連接的列開啟模塊、列關(guān)閉模塊和RS觸發(fā)器陣列,RS觸發(fā)器陣列的輸出端連接有列驅(qū)動電路,行控制電路的輸出端連接有行驅(qū)動電路,列驅(qū)動電路、行驅(qū)動電路都和平板顯示屏相連接。利用上述裝置進(jìn)行控制的方法,首先讀取數(shù)據(jù),然后數(shù)據(jù)處理,RS觸發(fā)器陣列顯示開啟后行有效選擇,最后顯示灰度。本發(fā)明的控制系統(tǒng)及控制方法降低了系統(tǒng)硬件資源的使用,特別是在芯片面積上取得了一定優(yōu)勢,能夠簡單靈活的實現(xiàn)灰度級別控制,本方法也適用于空間法、子場灰度顯示法等數(shù)字灰度控制法。
文檔編號G09G3/20GK101625829SQ200910305130
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者余寧梅, 揚 李, 婷 王, 陳知新 申請人:西安理工大學(xué)