LED 电光板及其驱动方法 技术领域 本发明涉及一种 LED 电光板及其驱动方法, 特别涉及一种能够最小化动态驱动 LED 电光板的闪烁现象的 LED 电光板及其驱动方法。
背景技术 现有技术的室外电光板为了广告效果等, 以大型状态安装在楼顶或者外墙等上。
室外电光板的种类有发光二极管 (Light Emitting Diode, 以下称为″ LED″ ) 电 光板、 FDT(Fluorescent Discharge Tube, 荧光放电管 ) 电光板、 CRT(Cathode Ray Tube, 阴 极射线管 ) 电光板及 LCD(Liquid Crystal Display, 液晶显示器 ) 电光板等。
FDT 电光板作为荧光放电形式的电光板, 制作费用高, 管理困难, 最近很少使用 ; CRT 电光板作为阴极放电形式的电光板, 与 FDT 电光板一样制作费用高, 重量大, 不怎么使 用。另一方面, LCD 电光板作为使用液晶素材的电光板, 现虽广泛被利用, 但是不仅需要高 昂的制作费用, 而且形成超大型化也有困难。
相反, LED 电光板为利用 LED 的电光板, 制作费用低, 容易管理, 不仅寿命长, 超大 型化也容易, 在室外电光板中占据 90 %以上的高份额。而且 LED 电光板使用自身发光的 LED, 所以具有电力消耗小、 响应速度很快的优点。
这种 LED 电光板的驱动方式分为静态 (Static) 驱动方式和动态 (Dynamic) 驱动 方式。
静态驱动方式在每个 LED 元件上按 1 ∶ 1 配置有源电路, LED 元件的构成包括多 个 LED 单位元件时, 在每个单位元件上按 1 ∶ 1 配置有源电路, 因为通过相关有源电路控制 各 LED 元件或者各 LED 单位元件的点亮, 所以比较容易控制, 具有不会产生干扰音频信号的 优点。不过, 因为必须具备有与 LED 元件或者 LED 单位元件同样数量的有源电路, 其构成只 能复杂, 所以具有制作费用高的缺点。
相反, 动态驱动方式是将 LED 元件横向或者纵向进行组合, 每个小组都配置有源 电路, 并通过选择器按配置顺序选择 LED 小组, 使各 LED 小组依次点亮。
即, 动态驱动方式是对 LED 电光板整体扫描一个周期后点亮的方式, 比起静态驱 动方式, 不需要太多数量的有源电路, 所以制作费用低, 因只依次点亮所选择的 LED 小组, 所以具有节省电力消耗的优点, 但在短周期内依次点亮所有 LED, 所以具有产生闪烁现象的 问题。
通过照相机拍摄 LED 电光板时, 出现黑色周期线也是这种闪烁现象的结果。
图 1 是表示现有技术中动态驱动方式的 LED 电光板的示意图, 示出 LED 元件 10 以 点矩阵的形态配置并在一个周期内对 16 个行依次进行选择后点亮的 1/16 周期的例子。
参照图 1, 在现有技术的动态驱动方法中, LED 元件 10 以行为单位通过选择器部 20 被选择, 通过有源电路部 30 向 LED 元件 10 的各列单位提供驱动数据。
这时, 选择器部 20 包括与各行相连接的 16 个选择器, 有源电路部 30 则包括与各 列相连接的 16 个有源电路。
即, 在现有技术的动态驱动方式中, 选择器部 20 依次选择 LED 元件 10 时, 有源电 路部 30 的驱动数据提供给所选择的 LED 元件 10。
因此, 现有技术中动态驱动方式的 LED 电光板, 其形状越靠近大型化, 一个周期内 需要点亮的行进距离则越大, 从而闪烁现象只能变得严重。 发明内容 为了改善上述问题而提出本发明, 目的在于提供一种彻底缩短点亮行进距离、 最 小化闪烁现象的动态驱动方式的 LED 电光板及其驱动方法。
为了实现上述目的, 本发明一个实施例的 LED 电光板作为以动态驱动方式驱动多 个 LED 元件的 LED 电光板, 包括 :
LED 模块, 在其上分割配置有所述 LED 元件, 使得每个区域具备 m×n 个 LED 元件, 其中, m、 n 为 2 以上的自然数 ;
控制部, 其产生选择控制信号, 使每个所述区域向任一个 LED 元件同时进行电连 接;
m×n 个选择器, 其在每个所述区域各与一个 LED 元件相连接, 响应于所述选择控 制信号, 使在 1/(m×n) 周期内相连接的 LED 元件同时进行电连接 ; 以及
有源电路, 向电连接所述选择器的 LED 元件提供驱动数据。
上述各选择器在一个周期内每 1/(m×n) 周期就工作一次。
上述控制部产生上述选择控制信号, 使上述各区域内 LED 元件按配置顺序电连接 并点亮。
上述控制部产生上述选择控制信号, 使所述各区域内 LED 元件不规则地电连接并 点亮。
上述控制部产生上述选择控制信号, 使上述各区域内 LED 元件按之字形或者逆之 字形配置顺序电连接并点亮。
上述控制部产生上述选择控制信号, 使上述各区域内 LED 元件的点亮顺序具有周 期性变化。
上述 LED 元件构成为包括 : 至少一个红色 LED 单位元件、 至少一个绿色 LED 单位元 件以及至少一个蓝色 LED 单位元件。
根据本发明的其他实施例的 LED 电光板包括 :
LED 模块, 在其上配置有多个 LED 元件, LED 元件的构成包括 x 个 LED 单位元件, 其 中, x 为 2 以上的自然数 ;
控制部, 其产生选择控制信号, 使每个区域对任一个 LED 元件同时进行电连接 ;
x 个选择器, 其在每个所述区域各与一个 LED 元件相连接, 响应于所述选择控制信 号, 在 1/x 周期内使所连接的 LED 元件同时进行电连接 ; 以及
有源电路, 根据所述选择器, 向电连接的 LED 元件提供驱动数据。
上述控制部产生所述选择控制信号, 使所述各区域内 LED 单位元件按配置顺序点 亮或者不规则点亮。
根据本发明实施例的 LED 电光板的驱动方法, 其中在所述 LED 电光板中分割配置 多个 LED 元件, 使得每个区域有 m×n 个 LED 元件, m、 n 为 2 以上的自然数, 所述方法包括以
下步骤 :
产生选择控制信号, 其使每个所述区域对任一个 LED 元件同时进行电连接 ;
通过在每个所述区域各与一个 LED 元件相连接的 m×n 个选择器, 响应于所述选择 控制信号, 在每个所述区域内在 1/x 周期内对 LED 元件同时进行电连接 ; 以及
根据所述选择器, 向电连接的 LED 元件提供驱动数据。
上述 LED 电光板的驱动方法中, 产生上述选择控制信号, 使上述各区域内 LED 元件 按按配置顺序电连接并点亮。
上述 LED 电光板的驱动方法中, 产生上述选择控制信号, 使上述各区域内 LED 元件 不规则地电连接并点亮。
根据本发明, 将 LED 元件按区域进行分割驱动, 每个区域有一个 LED 元件同时点亮 / 熄灭, 缩短了一个周期内点亮行进距离和面积, 从而具有大大减少闪烁现象的效果。
与此同时, 根据本发明, 周期性不规则变更各区域内的 LED 元件的点亮顺序, 通过 对反复规则性点亮的预测, 能够最小化通过眼睛感知的闪烁现象。
不仅如此, 根据本发明, 当多个颜色的单位 LED 元件构成为微处理器时, 对一个微 处理器 LED 元件赋予一个区域, 在区域内按顺序点亮, 所以即使是动态驱动方式, 也具有通 过肉眼感知静态的实际效果。 附图说明
图 1 是表示现有技术中驱动方式的 LED 电光板的附图 ; 图 2a、 2b、 2c 是根据本发明实施例的动态驱动方式的 LED 电光板的附图 ; 图 3a 及图 3b 是表示 LED 元件每个颜色的配置例子的附图 ; 图 4a 及图 4b 是表示区域内 LED 元件点亮顺序例子的附图 ; 图 5a 及图 5b 是表示按之字形、 逆之字形点亮顺序的附图 ; 图 6 是表示根据本发明其他实施例的动态驱动方式的附图。具体实施方式
除了上述目的之外, 参照本发明优选的实施例的详细说明和附图可以更好地理解 本发明的目的及优点。
以下, 通过参照图 2a 至图 6 详细说明本发明优选的实施例。
首先, 本说明书及权利要求书内使用的用语或者词汇不能解释为通常使用的或词 典上的意思, 发明者对自己的发明, 为了以最佳的方法进行说明, 本着适当定义用语概念的 原则, 应解释为符合本发明技术性思想和概念。 因此, 本说明书中记载的实施例和附图上图 示的构成只是本发明最优选的实施例, 而不能代替本发明技术性思想, 所以对于本申请时 间点, 应理解为具有能够代替这些的各种类似情况和变形例子。
图 2a 是表示根据本发明实施例的 LED 电光板的附图。
图 2a 中, 根据本发明实施例的 LED 电光板包括 LED 模块 100、 选择器部 200、 以及 有源电路部 300。
首先, LED 模块 100 由多个 LED 元件 110 以点矩阵 (Dot Matrix) 形态配置构成, LED 元件 110 分割驱动, 使得有横向 4 个区域和竖向 4 个区域。这里, 在 LED 模块 100 内所配置的 LED 元件 110 的数量和被分割的区域数量, 可以 根据需要以各种状态构成。
图 2a 中, LED 模块 100 按 16×16 的形态进行配置, LED 元件 110 可按横向 4 个、 竖 向 4 个共 16 个区域 L1 ~ L16 进行分割。
图 2a 中图示的 LED 模块 100 的分割区域 L1 ~ L16 简单表示在图 2b 上, 图 2c 是 为了帮助理解, 表示图 2a 中图示的区域 L1 ~ L16 中第一区域 L1 和选择器 201 ~ 216、 第一 有源电路 301 构造的附图。
选择器部 200 包括在每个区域各与一个 LED 元件 110 共同连接的选择器 201 ~ 216。
因此, 选择器 201 ~ 216 的数量应为包括在一个区域内的 LED 元件 110 的数量, 图 2a 中, 各区域 L1 ~ L16 内包括 16 个 LED 元件 110, 所以共准备有 16 个选择器 201 ~ 216。
这时, 与各选择器 201 ~ 216 连接的 LED 元件 110 不会与其他选择器 201 ~ 216 重复连接。
例如, 第一选择器 201 将与各区域 L1 ~ L16 的第一 LED 元件 D1 共同连接, 第二选 择器 202 与各区域 L1 ~ L16 的第二 LED 元件 D2 共同连接。 这种选择器 201 ~ 216 由开关构造构成, 控制与 LED 元件 110 的电连接。在这里, 电连接指的是, 如果准备有 LED 元件 110 的带电导通路径, 根据有源电路 301 ~ 316 提供的 驱动数据, LED 元件 110 能够点亮。
即, 通过选择器 201 ~ 216 的工作, 在各区域 L1 ~ L16 的 LED 元件 D1 ~ D16 中选 择将要点亮的 LED 元件。
如图 2a, 第一选择器 201 同时电连接各区域 L1 ~ L16 的 LED 元件 D1 ~ D16 中与 自己连接的第一 LED 元件 D1。与此相同, 第二选择器 202 同时电连接各区域 L1 ~ L16 的 LED 元件 D1 ~ D16 中的第二 LED 元件 D2。
本发明中, 可以具备产生选择控制信号的控制部 400, 其控制各选择器 201 ~ 216 的运作。
控制部 400 产生选择控制信号并提供到选择器 201 ~ 216, 所述选择控制信号作为 运作选择器 201 ~ 216 中的任一个以使每区域 L1 ~ L16 内任一个 LED 元件 110 同时电连 接的信号。
这时, 选择控制信号使各选择器 201 ~ 216 在一个周期内每 1/16 周期就工作一 次, 使一个周期内各区域 L1 ~ L16 的所有 LED 元件 D1 ~ D16 都被选择一次并点亮。
因此, 基于这种选择控制信号的选择器 201 ~ 216 的工作顺序, 决定各区域 L1 ~ L16 内 LED 元件 D1 ~ D16 的点亮顺序。
这种控制部 400 可以独立于选择器部 200 形成, 也可以集成在选择器部 200 内。
另一方面, 有源电路部 300 包括按各区域 L1 ~ L16 连接的多个有源电路 301 ~ 316。
即, 各有源电路 301 ~ 316 连接于 LED 模块 100 内与各区域 L1 ~ L16 按 1 ∶ 1 搭 配并配置在区域 L1 ~ L16 内的 LED 元件 D1 ~ D16, 并提供驱动数据。
图 2a 中, LED 模块 100 分割为 16 个区域 L1 ~ L16, 共准备有 16 个有源电路 301 ~ 316。
具体上, 在各区域 L1 ~ L16 内的 LED 元件 D1 ~ D16 中, 当由选择器 201 ~ 216 选 择了将要点亮的 LED 元件时, 各有源电路 301 ~ 316 对每个所选择的 LED 元件提供相关驱 动数据, 使之点亮。
像这种图 2a 的实施例中, 分割区域的数量共为 16 个, 一个周期内 16 个选择器 201 ~ 206 根据选择控制信号选择将要点亮的 LED 元件 D1 ~ D16, 16 个有源电路 301 ~ 316 向所选择的 LED 元件提供驱动数据, LED 电光板最终在 1/16 周期内被驱动。
即, 本发明中根据分割区域的数量决定驱动周期, 这时的周期成为″ 1/ 分割区域 数量″。
根据图 1 现有技术的动态驱动方式, LED 电光板中一个周期内将 LED 元件 10 同时 以行为单位点亮, 所以其行进距离将达到 16 行。
不过, 根据本发明中图 2a, 按区域分割的同时点亮, 一个周期内的行进距离只有 4 行。
因此, 就图 2a 示出的 LED 电光板来说, 如同最终图 2b 中示出, 相对于图 1, 一个周 期内的横竖行进距离减少为 1/4。
因此, 根据本发明, 即使 LED 电光板自身为大型化的电光板, 因区域分割驱动, 具 有相比现有技术闪烁现象大大减少的效果。 就现有技术中动态驱动方式的 LED 电光板来说, 如果按 1/16 周期进行驱动, 需要 16 个选择器和 16 个有源电路。不过, 根据本发明的 LED 电光板也如同上述内容的现有技 术, 需要使用 16 个选择器、 16 个有源电路按 1/16 周期进行驱动, 不过比起现有技术行进距 离减少为 1/4。
另一方面, 根据现有技术, 以行为单位同时点亮时, 因行上配置的 16 个 LED 元件, 运作的时间将会延迟, 所以 16×16 = 256 个 LED 元件应按顺序点亮。
不过, 根据本发明, 只有各个区域内 4×4 = 16 个 LED 元件按顺序点亮, 行进面积 减少为 1/16。
即, 根据本发明, 即使没有现有技术的动态驱动方式的 LED 电光板上附加的构成, 也能最小化闪烁现象。
图 3a 是根据本发明一个实施例的 LED 元件配置图, 对于各 LED 元件 110 按颜色各 自进行配置, 例如将红色 LED 元件 R、 绿色 LED 元件 G、 蓝色 LED 元件 B 各自以一个 LED 元件 110 进行配置。
图 3b 是根据本发明实施例的 LED 元件配置图, 其构成为一个 LED 元件 110 包括所 有红色 LED 单位元件 R、 绿色 LED 单位元件 G、 蓝色 LED 单位元件。
即, 即使通过选择器 201 ~ 216 选择一个 LED 元件 110, 最终成为同时选择红色、 绿 色、 蓝色等 3 个颜色的 LED 单位元件 R、 G、 B。
这时, 有源电路 301 ~ 316 当然向这些 LED 元件 R、 G、 B 通过各自的路径提供各自 的驱动数据。
因此, 就图 3a 来说, 为了点亮红色、 绿色及蓝色 LED 元件 R、 G、 B, 需要 w1 的行进距 离, 但就图 3b 来说, 红色、 绿色及蓝色 LED 元件 R、 G、 B 由一个微处理器元件构成, 所以行进 距离可缩短至 w1/3。
根据本发明的一个实施例, 控制部 400 在控制各选择器 201 ~ 216 的点亮顺序时,
为了使各区域 L1 ~ L16 内 LED 元件 110 按配置顺序电连接并点亮, 产生选择控制信号, 也 可以在不考虑配置顺序的情况下为了不规则电连接并点亮而产生选择控制信号。
即, 如图 4a 显示, 控制部 400 可以通过选择控制信号, 使各区域 L1 ~ L16 内 LED 元件 110 按配置顺序点亮, 或者如图 4b 显示, 不考虑配置顺序, 不规则地点亮。
不规则可以具体表现为根据之字形、 逆之字形或者乱码表的干扰指定、 随机指定 等各种形态。不过, 如果将各区域内的所有 LED 元件控制成一个周期内点亮一次, 则可以使 用任何方式。
根据本发明的其他实施例, 控制部 400 可以产生选择控制信号, 使各区域 L1 ~ L16 内 LED 元件 110 的点亮顺序发生周期性变化。
图 5a 及图 5b 表示以之字形及逆之字形方式点亮顺序的例子。
使用这种方式时, 在前一周期中按图 5a 一样的之字形顺序点亮 LED 元件 110。因 此下一周期中可以按如图 5b 显示的逆之字形顺序点亮 LED 元件 110。
图 6 是表示本发明其他实施例的附图, 说明了在红色 LED 单位元件 R、 绿色 LED 单 位元件 G、 蓝色 LED 单位元件 B 被微处理器化地构成的情况下可以适用的例子。
图 2a 的实施例中, 将 LED 模块 100 内的各 LED 元件 110 进行了组合并进行区域分 割, 相反图 6 的实施例中, 将一个 LED 元件 121、 122 视为一个区域。
详细地, 图 2a 的实施例为例如各区域 L1 ~ L16 的第一 LED 元件 D1 通过第一选择 器 201 同时点亮的方式, 但根据图 6 的实施例, 在微处理器 LED 元件 121、 122 内包括的 LED 单位元件中任一个与其他 LED 元件 121、 122 内包括的 LED 单位元件中任一个同时被选择后 点亮。
而且, 与图 2a 的实施例一样, 各 LED 元件 121、 122 内 LED 单位元件 R、 G、 B 通过与 自己相连接的选择器 221、 222、 223 在一个周期内点亮一次。
例如, 根据第一选择器 221, 第一 LED 元件 121 的红色 LED 单位元件 R 及第二 LED 元件 122 的红色 LED 单位元件 R 可以同时进行电连接并点亮。
这时, 有源电路 321、 322 也跟图 2a 一样, 在每个区域都要配置, 所以图 6 的实施例 中根据视为一个区域的一个 LED 元件 (121、 122) 各配置有一个有源电路 321、 322, 向根据选 择器 221、 222、 223 电连接的 LED 单位元件 R、 G、 B 提供驱动数据, 使带电的 LED 单位元件开 始点亮。
一般情况下, 微处理器 LED 元件通过元件内包括的各种颜色的 LED 单位元件的发 光颜色在元件内颜色参合的过程, 最终显色。
因此, 即使在一个微处理器 LED 元件内, 依次点亮 LED 单位元件, 也是在很短的时 间内进行的点亮, 所以用肉眼只能感知最终显色, 不能感知微处理器 LED 元件内部的依次 点亮。
即, 现有技术的静态方式中, 虽然根据单位元件, 具备有源电路, 但图 6 的实施例 中, 根据静态方式, 有源电路数量减少为 1/3, 相反感知行进距离为 0, 从而能得到实际上与 静态方式一样的效果。
另一方面, 图 6 的实施例中, 说明了一个 LED 元件 121、 122 内各配置一个红色 LED 单位元件 R、 绿色 LED 单位元件 G 及蓝色 LED 单位元件 B 的例子, 但微处理器 LED 元件在除 此之外可以多包括附加颜色的 LED 单位元件, 这时, 根据附加的 LED 单位元件, 准备有附加选择器及有源电路, 而其他情况下微处理器 LED 元件由其他颜色的 LED 单位元件组合构成, 从而根据其构成也准备有选择器和有源电路。
同时, 根据前面参照图 2a 实施例说明的一个周期内依次点亮方式或者不规则点 亮方式、 或者根据控制部 420 产生的选择控制信号在一个周期内按配置顺序依次点亮 LED 单位元件或者不规则点亮方式, 适用于图 6 的实施例。
通过以上说明的内容, 对于本领域技术人员来说, 在不脱离本发明技术思想的范 围内, 可以进行各种变更及修改。 因此, 本发明的技术性范围不会限定为说明书中记载的详 细说明内容, 应在权利要求的范围内进行规定。