專利名稱：一種用于液晶電視的led背光源動態(tài)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及LED亮度控制裝置，更具體地說，涉及一種LED背光源動 態(tài)控制裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示屏是被動發(fā)光顯示器件，需要背光模組才能正常工作。大多數(shù) 液晶顯示屏釆用冷陰極熒光(CCFL)背光模組，CCFL背光模組一般為常亮型的 發(fā)光，即使調(diào)節(jié)亮度，也是人為的極慢速的調(diào)節(jié)，不能做到隨圖像內(nèi)容而自動 的調(diào)節(jié)背光亮度，導(dǎo)致液晶顯示屏的動態(tài)對比度、整機(jī)功耗等性能較差。目前， 使用液晶顯示屏的液晶電視正得到越來越多的用戶認(rèn)可，但其CCFL的背光模 組的缺點限制了其性能的提高。發(fā)光二極管(LED)背光模組具有色彩還原性 好，對比度高、亮度高，以及發(fā)光控制速度快等優(yōu)點，近年來已開始用于大尺 寸液晶電視，但一般而言，都是采用恒流源控制其發(fā)光，仍然沒有較好地做到 隨圖像內(nèi)容而自動的調(diào)節(jié)背光亮度， 一定程度上仍然存在動態(tài)對比度較差、整 機(jī)功耗較高等問題。
實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述動態(tài)對比度較 差、整機(jī)功耗較高缺陷，提供一種動態(tài)對比度較好、整機(jī)功耗較低的用于液晶 電視的LED背光源動態(tài)控制裝置。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種用于液晶電視 的LED背光源動態(tài)控制裝置，包括用于驅(qū)動其連接的多個LED發(fā)光且通過其輸 出波形調(diào)節(jié)所述LED發(fā)光強(qiáng)度的恒流源驅(qū)動電路，還包括用于從視頻處理裝置輸出信號中提取其當(dāng)前幀的最大灰度值和具有所述最大灰度值的象素點數(shù)目 的檢測電路以及接收所述最大灰度值和具有最大灰度值的象素數(shù)、并依此得到 所述恒流驅(qū)動源的驅(qū)動波形占空比、產(chǎn)生驅(qū)動波形輸出到所述恒流源驅(qū)動電路 的占空比控制電路。
在本實用新型所述的用于液晶電視的LED背光源動態(tài)控制裝置中，所述占 空比控制電路還包括比較所述最大灰度值象素數(shù)與預(yù)設(shè)數(shù)大小、并在最大灰度 值象素數(shù)大于所述預(yù)設(shè)數(shù)時使其輸出的驅(qū)動波形占空比為D/ (2N-1)的判斷電 路，其中，D為所述當(dāng)前的最大灰度值，N為所述^L頻信號的比特數(shù)。
在本實用新型所述的用于液晶電視的LED背光源動態(tài)控制裝置中，所述預(yù) 設(shè)值包括小于2N-1的正整數(shù)。
在本實用新型所述的用于液晶電視的LED背光源動態(tài)控制裝置中，還包括 將視頻信號轉(zhuǎn)換為RGB格式信號的第一轉(zhuǎn)換電路，所述第一轉(zhuǎn)換電路輸出端與 所述檢測電路輸入端相連。
在本實用新型所述的用于液晶電視的LED背光源動態(tài)控制裝置中，所述當(dāng) 前幀的最大灰度值包括紅色最大灰度值、綠色最大灰度值和藍(lán)色最大灰度值； 所述當(dāng)前幀中具有最大灰度值的象素數(shù)包括具有紅色最大灰度值象素數(shù)、具有 綠色最大灰度值象素數(shù)和具有藍(lán)色最大灰度值象素數(shù)；所述判斷電路分別判斷 所述具有紅色最大灰度值象素數(shù)、具有綠色最大灰度值象素數(shù)和具有藍(lán)色最大 灰度值象素數(shù)與其相應(yīng)的預(yù)設(shè)值的大小。
在本實用新型所述的用于液晶電視的LED背光源動態(tài)控制裝置中，還包括
用于根據(jù)排序電路輸出的最大灰度值和最大灰度的象素數(shù)目對所述信號進(jìn)行 灰度補(bǔ)償?shù)幕叶妊a(bǔ)償電路和將視頻信號由RGB格式轉(zhuǎn)換為適應(yīng)液晶電視顯示 屏顯示的第二轉(zhuǎn)換電路；由所述第 一轉(zhuǎn)換電路輸出的信號依次通過所述檢測電 路、灰度補(bǔ)償電路傳和所述第二轉(zhuǎn)換電路傳送到所述液晶電視顯示屏顯示。 在本實用新型所述的用于液晶電視的LED背光源動態(tài)控制裝置中，還包括用于根據(jù)輸入的校正數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)各LED的工作電流從而使其亮度一致的恒流源 控制電路。
在本實用新型所述的用于液晶電視的LED背光源動態(tài)控制裝置中，所述校 正數(shù)據(jù)包括通過測量各LED在最大占空比信號驅(qū)動下的亮度與亮度期望值比 較而得到的數(shù)據(jù)。
實施本實用新型的用于液晶電視的LED背光源動態(tài)控制裝置，具有以下有 益效果由于從當(dāng)前圖像信號中取出其最大灰度值和具有所述最大灰度值的象 素點數(shù)目，并以上述數(shù)據(jù)為依據(jù)調(diào)整其LED的驅(qū)動波形占空比(即調(diào)整其亮 度)，從而得到較好的動態(tài)對比度、較低的整機(jī)功耗。而在圖像信號送去顯示 之前對其進(jìn)行灰度補(bǔ)償和對多個LED進(jìn)行亮度均衡則進(jìn)一步提高了動態(tài)對比 度的指標(biāo)。

圖1是本實用新型一種用于液晶電視的LED背光源動態(tài)控制裝置實施例的 電路框圖。
具體實施方式

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
如圖1所示，在本實用新型一種用于液晶電視的LED背光源動態(tài)控制裝置 實施例中，該裝置由虛線框內(nèi)的各部分組成，包括第一轉(zhuǎn)換電路2、檢測電 路3、占空比控制電路4、恒流源驅(qū)動電路5、恒流源控制電路9、灰度補(bǔ)償電 路7和第二轉(zhuǎn)換電路8。虛線框外的液晶電4見機(jī)芯1、液晶屏10和LED燈板6 作為電^見機(jī)的一部分存在，為完整表達(dá)本實施例中信號走向而標(biāo)識出來。
液晶電視機(jī)芯1電路板將各種常用類型的視頻信號源(即視頻節(jié)目)，轉(zhuǎn) 換成統(tǒng)一格式的、與液晶屏體相匹配的視頻信號(在本實施例中，是LVDS格 式信號)，該視頻信號送入第一轉(zhuǎn)換電路2。液晶電視機(jī)芯1屬于現(xiàn)有技術(shù)， 在此不再贅述。第一轉(zhuǎn)換電路2將上述LVDS格式的視頻信號，轉(zhuǎn)換成RGB格式的視頻信 號，在本實施例中，將視頻信號做出這種轉(zhuǎn)換的目的是便于隨后的最大灰度值 和具有最大灰度值的象素點數(shù)的取得，RGB格式的視頻信號包括視頻數(shù)據(jù)信號 RGB、數(shù)據(jù)時鐘信號DCLK、數(shù)據(jù)有效信號DEN、場同步信號VSYNC和行同步信 號HSYNC。第一轉(zhuǎn)換電i 各2可以采用專用IC (如DS90CF386 ),也可以用現(xiàn)場 可編程邏輯器件FPGA實現(xiàn)，在本實施例中，第一轉(zhuǎn)換電路由專用ICDS90CF386 構(gòu)成。在第一轉(zhuǎn)換電路2中得到的RGB格式的視頻信號送入檢測電路3。
檢測電路3對輸入的RGB信號進(jìn)行排序，計算出當(dāng)前圖像幀的紅、綠、藍(lán) 信號的最大灰度值中的紅色最大灰度值Rm、綠色最大灰度值Gm、藍(lán)色最大灰 度值Bm，以及具有這些最大灰度值的像素點的數(shù)目Rn、 Gn、 Bn,這些信號一 路送入灰度補(bǔ)償電路7，另一路送入占空比控制電路4。
占空比控制電路4接收這些信號，按一定的策略送出占空比信號給恒流驅(qū) 動電路5，從而調(diào)節(jié)LED陣列的發(fā)光亮度。占空比控制電路4根據(jù)上述Rm和 Rn來決定紅色占空比大小，而紅色占空比控制紅色LED的發(fā)光強(qiáng)度，同理， 占空比控制電路4根據(jù)上述Gm和Gn來決定綠色占空比大小，綠色占空比控制 綠色LED的發(fā)光強(qiáng)度；占空比控制電路4根據(jù)上述Bm和Bn來決定藍(lán)色占空比 大小，藍(lán)色占空比控制藍(lán)色LED的發(fā)光強(qiáng)度。在本實施例中，以8bit視頻信 號顯示為例，占空比控制電路4中的判斷電路(圖中未示出)首先判斷Rn是 否大于設(shè)定的閾值(即預(yù)設(shè)值)，本實施例中該預(yù)設(shè)值是正整數(shù)200，如是， 則將紅色占空比減小為其正常值的Rm/255 (即D/2N-1， D為最大灰度值，N為 視頻信號的比特數(shù))，使背光功耗減少；如不是，則其輸出的紅色占空比仍為 正常值。對于綠色占空比和藍(lán)色占空比采取的動作與紅色占空比相同，在本實 施例中，當(dāng)判斷電路判定Gn大于設(shè)定的閾值(正整數(shù)200，小于2W-1),綠色 占空比減小為正常值的Gm/255,使背光功耗減少；當(dāng)判斷電路判定Bn大于設(shè) 定的閾值(例如50或200等整數(shù))，藍(lán)色占空比減小為正常值的Bm/255,使背光功耗減少。由上面的描述可知，當(dāng)有一定數(shù)目的像素點，其灰度值等于最
大灰度值，且最大灰度值不等于255時，通過減少占空比來降低背光模組的功
耗，也就P爭低了液晶電視的整機(jī)功耗。
在本實施例中，在對占空比進(jìn)行上述調(diào)節(jié)的同時，為了進(jìn)一步提高對比度，
還對視頻信號進(jìn)行了灰度補(bǔ)償。
灰度補(bǔ)償電路7才艮據(jù)接收到的信號(包括上述的Rm、 Gm、 Bm、 Rn、 Gn、
Bn),按與上述占空比控制電路4相反的方法進(jìn)行灰度補(bǔ)償，具體為當(dāng)紅色、
綠色或藍(lán)色占空比減少一定倍數(shù)時，圖像信號的紅色、綠色或藍(lán)色灰度值也要
放大同樣倍數(shù)，例如，假設(shè)某像素點的綠色灰度值為VO,驅(qū)動綠色LED的占
空比為1/m,如果不補(bǔ)償，人眼感受到的灰度為V0/m，是正常值VO的1/m，
補(bǔ)償后，VO放大了 m倍，則人眼感受到的亮度為(VO/m)*m=VO，即為正常值VO，
以確保圖像的灰度能正常顯示，最終真實再現(xiàn)圖像。
第二轉(zhuǎn)換電路8接收到經(jīng)過灰度補(bǔ)償?shù)囊曨l信號，并以上述第一轉(zhuǎn)換電路 2的逆過程將接收到的RGB格式視頻信號轉(zhuǎn)換為LVDS格式的視頻信號并傳送 到液晶屏10上顯示。
在本實施例中，LED燈板6中包含有大量的LED,由于制作材料、制作工
藝等原因，這些LED的參數(shù)^艮難做到完全一致，在同一驅(qū)動電流下，這些LED
的發(fā)光亮度存在差別。為實現(xiàn)亮度均衡，要求這些LED燈在相同占空比下發(fā)出
同等亮度的光。因此，必須調(diào)節(jié)各LED燈的工作電流，以便在相同占空比下發(fā)
出同等亮度的光，從而實現(xiàn)亮度均衡。
首先，發(fā)出最大占空比信號給恒流驅(qū)動電路5，使所有LED燈發(fā)出強(qiáng)光； 其次，使用亮度檢測儀測量各LED燈的亮度，將亮度數(shù)據(jù)輸入到計算機(jī)，由計 算機(jī)將該亮度與亮度期望值比較(該亮度期望值是這類LED的最低亮度與平均 亮度之間的某個亮度值)，算出每l個LED的校正數(shù)據(jù)；然后，該校正數(shù)據(jù)被
8送入恒流源控制電路9并被保存起來，恒流源控制電路9依據(jù)該數(shù)據(jù)通過恒流 源驅(qū)動電路5來調(diào)節(jié)各LED的工作電流，從而使LED燈板6中的LED燈發(fā)光亮 度相同，實現(xiàn)亮度均衡。
以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的實施方式,其描述較為具體和詳 細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對 于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做 出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。因此，本實用新型專 利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、一種用于液晶電視的LED背光源動態(tài)控制裝置，包括用于驅(qū)動其連接的多個LED發(fā)光且通過其輸出波形調(diào)節(jié)所述LED發(fā)光強(qiáng)度的恒流源驅(qū)動電路，其特征在于，還包括用于從視頻處理裝置輸出信號中提取其當(dāng)前幀的最大灰度值和具有所述最大灰度值的象素點數(shù)目的檢測電路以及接收所述最大灰度值和具有最大灰度值的象素數(shù)、并依此得到所述恒流驅(qū)動源的驅(qū)動波形占空比、產(chǎn)生驅(qū)動波形輸出到所述恒流源驅(qū)動電路的占空比控制電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED背光源動態(tài)控制裝置，其特征在于，所述 占空比控制電路還包括比較所述最大灰度值象素數(shù)與預(yù)設(shè)數(shù)大小、并在最大灰 度值象素數(shù)大于所述預(yù)設(shè)數(shù)時使其輸出的驅(qū)動波形占空比為D/ (2N-1)的判斷 電路，其中，D為所述當(dāng)前的最大灰度值，N為所述^L頻信號的比特數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED背光源動態(tài)控制裝置，其特征在于，所述 預(yù)設(shè)值包括小于2N-1的正整數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED背光源動態(tài)控制裝置，其特征在于，還包 括將視頻信號轉(zhuǎn)換為RGB格式信號的第一轉(zhuǎn)換電路，所述第一轉(zhuǎn)換電路輸出端 與所述檢測電路輸入端相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED背光源動態(tài)控制裝置，其特征在于，所述 當(dāng)前幀的最大灰度值包括紅色最大灰度值、綠色最大灰度值和藍(lán)色最大灰度 值；所述當(dāng)前幀中具有最大灰度值的象素數(shù)包括具有紅色最大灰度值象素數(shù)、 具有綠色最大灰度值象素數(shù)和具有藍(lán)色最大灰度值象素數(shù)；所述判斷電路分別 判斷所述具有紅色最大灰度值象素數(shù)、具有綠色最大灰度值象素數(shù)和具有藍(lán)色 最大灰度值象素數(shù)與其相應(yīng)的預(yù)設(shè)值的大小。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED背光源動態(tài)控制裝置，其特征在于，還包 括用于根據(jù)排序電路輸出的最大灰度值和最大灰度的象素數(shù)目對所述信號進(jìn)行灰度補(bǔ)償?shù)幕叶妊a(bǔ)償電路和將視頻信號由RGB格式轉(zhuǎn)換為適應(yīng)液晶電視顯 示屏顯示的第二轉(zhuǎn)換電路；由所述第一轉(zhuǎn)換電路輸出的信號依次通過所述檢測 電路、灰度補(bǔ)償電路傳和所述第二轉(zhuǎn)換電路傳送到所述液晶電視顯示屏顯示。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED背光源動態(tài)控制裝置，其特征在于，還包 括用于根據(jù)輸入的校正數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)各LED的工作電流從而使其亮度一致的恒流 源控制電if各。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED背光源動態(tài)控制裝置，其特征在于，所述 校正數(shù)據(jù)包括通過測量各LED在最大占空比信號驅(qū)動下的亮度與亮度期望值 比4交而得到的數(shù)據(jù)。
專利摘要本實用新型涉及一種用于液晶電視的LED背光源動態(tài)控制裝置，包括用于驅(qū)動其連接的多個LED發(fā)光且通過其輸出波形調(diào)節(jié)所述LED發(fā)光強(qiáng)度的恒流源驅(qū)動電路，還包括用于從視頻處理裝置輸出信號中提取其當(dāng)前幀的最大灰度值和具有所述最大灰度值的像素點數(shù)目的檢測電路以及接收所述最大灰度值和具有最大灰度值的像素數(shù)、并依此得到所述恒流驅(qū)動源的驅(qū)動波形占空比、產(chǎn)生驅(qū)動波形輸出到所述恒流源驅(qū)動電路的占空比控制電路。實施本實用新型的用于液晶電視的LED背光源動態(tài)控制裝置，具有以下有益效果得到較好的動態(tài)對比度、較低的整機(jī)功耗。
文檔編號G09G3/36GK201315147SQ20082021359
公開日2009年9月23日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者寧 梁 申請人:康佳集團(tuán)股份有限公司