采用直下式led背光模組的顯示器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及顯示器，公開了一種采用直下式LED背光模組的顯示器。本實用新型中，背光模組的光強能夠根據(jù)環(huán)境光光強自動調(diào)節(jié)，提高了顯示器的易讀性并能緩解視覺疲勞，光強還應(yīng)能根據(jù)周圍環(huán)境和用戶需求進(jìn)行調(diào)整，避免用戶在環(huán)境光很強時看不清顯示內(nèi)容，或在環(huán)境光很暗時感到刺眼。本實用新型中，包括三原色傳感器，控制器，LED驅(qū)動模塊，直下式LED背光模組；三原色傳感器與控制器連接，用于將檢測到的環(huán)境光的三原色光強輸入控制器；控制器與LED驅(qū)動模塊連接，用于根據(jù)環(huán)境光的三原色光強控制LED驅(qū)動模塊；LED驅(qū)動模塊與直下式LED背光模組連接，用于根據(jù)控制器的輸出信號調(diào)節(jié)直下式LED背光模組的三原色光強度。
【專利說明】采用直下式LED背光模組的顯示器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及顯示器，特別涉及采用直下式LED背光模組的顯示器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，IXD(液晶)顯示器已廣泛用于商業(yè)、工業(yè)及軍事等領(lǐng)域。而LED背光源是國家863重點攻關(guān)課題，其在穩(wěn)定性、可視性、環(huán)保、發(fā)光效率、色彩飽和度、體積、動態(tài)控制等方面具有明顯優(yōu)勢，正在迅速普及。
[0003]傳統(tǒng)的LCD背光源采用的是冷陰極熒光燈(CCFL)，色彩還原性差，僅能提供NTSC(Nat1nalTelevis1n System Committee)標(biāo)準(zhǔn)中色域的 72% ;而 LED 背光源色彩還原性好，可以達(dá)到NTSC標(biāo)準(zhǔn)中色域的105%，甚至超過120%，并且壽命長、不含汞。
[0004]LED背光模組按入射位置一般分為側(cè)光式和直下式，按LED種類可分為RGB LED與白光LED。與側(cè)光式背光源相比，直下式背光源由于LED分布在面板的后方，亮度分布更均勻。RGB LED背光采用了 RGB三原色的LED作為獨立發(fā)光元件，與白光LED相比，具有更好的亮度、對比度和色彩還原性。通過分析，直下式RGB LED更適合作為座艙環(huán)境下的IXD顯示器背光源。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種采用直下式LED背光模組的顯示器，顯示器的背光模組的光強能夠根據(jù)環(huán)境光的三原色光強自動調(diào)節(jié)，提高了顯示器的易讀性并能緩解視覺疲勞，顯示器的光強還應(yīng)能根據(jù)周圍環(huán)境和用戶需求進(jìn)行調(diào)整。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的實施方式公開了一種采用直下式LED背光模組的顯示器，包括三原色傳感器，控制器，LED驅(qū)動模塊，直下式LED背光模組；
[0007]三原色傳感器與控制器連接，用于將檢測到的環(huán)境光的三原色光強輸入控制器；
[0008]控制器與LED驅(qū)動模塊連接，用于根據(jù)輸入的環(huán)境光的三原色光強控制LED驅(qū)動豐吳塊；
[0009]LED驅(qū)動模塊與直下式LED背光模組連接，用于根據(jù)控制器的輸出信號調(diào)節(jié)直下式LED背光模組的三原色光強度。
[0010]本實用新型實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于:
[0011]顯示器的背光模組的光強能夠根據(jù)環(huán)境光的三原色光強自動調(diào)節(jié)，提高了顯示器的易讀性并能緩解視覺疲勞，顯示器的光強還應(yīng)能根據(jù)周圍環(huán)境和用戶需求進(jìn)行調(diào)整，避免用戶在環(huán)境光很強時看不清顯示內(nèi)容，或在環(huán)境光很暗時感到刺眼。
[0012]進(jìn)一步地，采用RGB LED作為背光模組，顯示器的色域范圍最高能達(dá)到NTSC色域的150%左右，同時，RGB LED背光源支持背光區(qū)域調(diào)整技術(shù)，動態(tài)對比度可達(dá)到千萬I級。
[0013]進(jìn)一步地，由于LED光源為點光源，對背光模塊屏幕進(jìn)行分塊使得能夠形成亮度均勻的面光源，且能夠適用于大尺寸的液晶顯示器。
[0014]進(jìn)一步地，對光強信號進(jìn)行采樣時，Is采樣600個點并求平均值，可濾除50Hz和60Hz的干擾信號。
[0015]進(jìn)一步地，通過溫度傳感器檢測所述直下式LED背光模組的溫度，能夠保證LED正常工作。
[0016]進(jìn)一步地，顯示器的各模塊通過CAN總線連接，通訊可靠性高，成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型第一實施方式中一種采用直下式LED背光模組的顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實用新型第二實施方式中一種采用直下式LED背光模組的顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本實用新型第三實施方式中一種采用直下式LED背光模組的顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0020]在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。
[0021]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0022]本實用新型第一實施方式涉及一種采用直下式LED背光模組的顯示器，圖1是該采用直下式LED背光模組的顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]具體地說，如圖1所示，該采用直下式LED背光模組的顯示器包括三原色傳感器，控制器，LED驅(qū)動模塊，直下式LED背光模組。
[0024]三原色傳感器與控制器連接，用于將檢測到的環(huán)境光的三原色光強輸入控制器。
[0025]控制器與LED驅(qū)動模塊連接，用于根據(jù)輸入的環(huán)境光的三原色光強控制LED驅(qū)動豐旲塊。
[0026]LED驅(qū)動模塊與直下式LED背光模組連接，用于根據(jù)控制器的輸出信號調(diào)節(jié)直下式LED背光模組的三原色光強度。
[0027]優(yōu)選地，三原色傳感器還與直下式LED背光模組連接，用于檢測背光模組中三原色的實際光強。
[0028]優(yōu)選地，控制器控制LED驅(qū)動模塊輸出相應(yīng)的PWM信號，并用于調(diào)節(jié)環(huán)境光的光強。
[0029]在本實施方式中，顯示器的背光模組的光強能夠根據(jù)環(huán)境光的三原色光強自動調(diào)節(jié)，提高了顯示器的易讀性并能緩解視覺疲勞，顯示器的光強還應(yīng)能根據(jù)周圍環(huán)境和用戶需求進(jìn)行調(diào)整，避免用戶在環(huán)境光很強時看不清顯示內(nèi)容，或在環(huán)境光很暗時感到刺眼。
[0030]本實用新型第二實施方式涉及一種采用直下式LED背光模組的顯示器，第二實施方式在第一實施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于:
[0031]直下式LED背光模組為RGB LED背光模組。采用RGB LED作為背光模組，顯示器的色域范圍最高能達(dá)到NTSC色域的150%左右，同時，RGB LED背光源支持背光區(qū)域調(diào)整技術(shù)，動態(tài)對比度可達(dá)到千萬1級。
[0032]三原色傳感器為光敏二極管，用于將光信號轉(zhuǎn)換為紅、綠、藍(lán)的三原色的電信號。
[0033]直下式LED背光模組采用分塊設(shè)計，每個分塊區(qū)域均連接LED驅(qū)動模塊。由于LED光源為點光源，對背光模塊屏幕進(jìn)行分塊使得能夠形成亮度均勻的面光源，且能夠適用于大尺寸的液晶顯示器。
[0034]控制器對輸入的三原色光強信號的采樣頻率為600Hz。對光強信號進(jìn)行采樣時，采用Is采樣600個點并求平均值，可濾除50Hz和60Hz的干擾信號。
[0035]本實用新型第三實施方式涉及一種采用直下式LED背光模組的顯示器，第三實施方式在第二實施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于:
[0036]還包括手動調(diào)節(jié)模塊，手動調(diào)節(jié)模塊與控制器連接，用于對直下式LED背光模組的三原色光強度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而可根據(jù)用戶的喜好對光強度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0037]還包括溫度傳感器，與直下式LED背光模組連接，用于檢測直下式LED背光模組的溫度。通過溫度傳感器檢測直下式LED背光模組的溫度，能夠保證LED正常工作。
[0038]控制器和三原色傳感器，LED驅(qū)動模塊之間通過CAN總線連接。顯示器的各模塊通過CAN總線連接，通訊可靠性高，成本低。
[0039]實施例一
[0040]圖2為采用直下式LED背光源的IXD顯示器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]由于LED光源為點光源，需要對其進(jìn)行光學(xué)設(shè)計，形成亮度均勻的面光源。另外對背光模塊屏幕進(jìn)行了分塊，每塊區(qū)域采用三片LED驅(qū)動集成電路分別對三原色LED的發(fā)光強度進(jìn)行控制。
[0042]由于人眼習(xí)慣于看受環(huán)境光影響的自然界中的物體，本實施例設(shè)計的背光模塊的亮度模擬在自然界中物體的亮度特性，其中的R、G、B三色LED亮度達(dá)到最大值時，顯示屏的白平衡達(dá)到最好。
[0043]電路檢測環(huán)境光的光強，使環(huán)境光經(jīng)三原色傳感器分解成紅、綠、藍(lán)信號，其大小分別用xR、xG、xB表示，然后根據(jù)環(huán)境光的強度分別調(diào)節(jié)背光源的三原色光強度。將背光模塊需要發(fā)出的三原色的光強分別用yR、yG、yB表示。使背光模塊需要發(fā)出的三原色光強與環(huán)境光的三原色光強的關(guān)系為:yi = kixi+b1
[0044]關(guān)系式中，i可取R、G、B ；bi是環(huán)境光為0時背光源第i種顏色的光強，ki是參照自然界中普通物體在自然光照射下的光強特性而設(shè)定的，ki和bi都大于0，其值存儲在單片機中，并可以根據(jù)用戶的需要改變。
[0045]控制模塊通過三原色傳感器不斷對環(huán)境光的光強及背光模塊的三原色實際光強進(jìn)行測量，控制LED驅(qū)動集成電路輸出相應(yīng)的PWM信號，從而實現(xiàn)背光模塊的光強能根據(jù)周圍環(huán)境光的照度自動調(diào)節(jié)。
[0046]如果用戶對自動調(diào)節(jié)的光強不滿意，可根據(jù)個人喜好手動調(diào)節(jié)背光模塊的光強。背光模塊調(diào)節(jié)前的三原色光強為yi，經(jīng)人工調(diào)節(jié)后的三原色光強為y’ i，通過? i計算出b’ 1、k’ 1:計算出的b’ i和k’ i可能會非常小，針對這種情況，在電路中設(shè)置了 bmini和kmin1比較b’ i和bmini，將較大的值作為調(diào)整后的bi值存入電路中；比較k’ i和kmini，將較大的值作為調(diào)整后的ki值存入單片機中。從而完成對背光模塊光強和環(huán)境光強度之間關(guān)系的修改。系統(tǒng)初始化時設(shè)定bi和ki的初始值為bsi和ksi，并存儲到單片機內(nèi)，用戶可以通過按鍵使bi和ki還原到bsi和ksi。
[0047]實施例二
[0048]座艙式顯示設(shè)備主要集中在中尺寸，本文設(shè)計的是7寸液晶顯示器的背光驅(qū)動電路。檢測和驅(qū)動部分的電路原理圖如圖2所示。
[0049]電路中采用STC12C5624AD單片機作為控制模塊；采用RICHTEK公司(立錡科技股份有限公司)生產(chǎn)的LM 2733升壓電源，分別驅(qū)動紅、綠、藍(lán)三色LED ；以LM20作為溫度傳感器，隨時檢測LED的溫度，保證LED正常工作；選用光敏二極管MCS3AS作為三原色傳感器，將光信號轉(zhuǎn)換為紅、綠、藍(lán)的三原色的電信號；通過按鍵控制是否復(fù)位到初始值及手動調(diào)光。
[0050]為提高系統(tǒng)的可靠性，將液晶的背光模塊分為9個區(qū)域。同時，為濾除50Hz、60Hz干擾信號，本電路對環(huán)境光及背光模塊的光強信號進(jìn)行采樣時，采用Is采樣600個點求平均值的方法。
[0051]為保證通訊的可靠性，本設(shè)計采用CAN總線通訊。CAN網(wǎng)絡(luò)是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，其總線規(guī)范已被ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定為國際標(biāo)準(zhǔn)，并被公認(rèn)為是最有前途的現(xiàn)場總線之一。由于其設(shè)計成本低、通訊可靠性高，廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)中各檢測和執(zhí)行機構(gòu)之間的數(shù)據(jù)通信。
[0052]將單片機、三原色傳感器、溫度傳感器、LED驅(qū)動集成電路作為一個節(jié)點，采用SJA1000和TJA1040作為節(jié)點的通訊器件。節(jié)點單片機將背光信息和環(huán)境光信息發(fā)送到CAN總線上，同時也能夠接收到CAN總線上的信息。本設(shè)計采用的傳輸速率為500kbps。
[0053]以上通過對液晶顯示器背光源進(jìn)行調(diào)研，結(jié)合座艙環(huán)境對顯示器的要求，設(shè)計了一種用于座艙的直下式RGB LED背光驅(qū)動電路，它能自動或手動調(diào)節(jié)顯示器背光源的亮度。經(jīng)測試使用，采用本設(shè)計技術(shù)的LCD顯示屏在周圍光線較亮?xí)r仍具備可讀性，保證了顯示器顯示信息的安全性和可靠性。
[0054]由于本設(shè)計采用分區(qū)設(shè)計，其背光電路設(shè)計方案也可用于大尺寸液晶顯示器中。
[0055]本實用新型設(shè)計了一種將LED背光源運用到顯示器的驅(qū)動電路，其中采用了國際上領(lǐng)先的直下式LED背光驅(qū)動技術(shù)，并將背光模塊分區(qū)，利用CAN總線技術(shù)保證有效通訊。電路的設(shè)計使顯示器背光模塊的光強能夠根據(jù)環(huán)境光的三原色光強或用戶喜好自動或手動調(diào)節(jié)。且該設(shè)計能夠更好地滿足室內(nèi)用戶的觀看需求。
[0056]需要說明的是，在本專利的權(quán)利要求和說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0057]雖然通過參照本實用新型的某些優(yōu)選實施方式，已經(jīng)對本實用新型進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本實用新型的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種采用直下式LED背光模組的顯示器，其特征在于，包括三原色傳感器，控制器，LED驅(qū)動模塊，直下式LED背光模組； 所述三原色傳感器與所述控制器連接，用于將檢測到的環(huán)境光的三原色光強輸入所述控制器； 所述控制器與所述LED驅(qū)動模塊連接，用于根據(jù)所述輸入的環(huán)境光的三原色光強控制所述LED驅(qū)動模塊； 所述LED驅(qū)動模塊與所述直下式LED背光模組連接，用于根據(jù)所述控制器的輸出信號調(diào)節(jié)所述直下式LED背光模組的三原色光強度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用直下式LED背光模組的顯示器，其特征在于，所述三原色傳感器還與所述直下式LED背光模組連接，用于檢測背光模組中三原色的實際光強。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用直下式LED背光模組的顯示器，其特征在于，所述直下式LED背光模組為RGB LED背光模組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用直下式LED背光模組的顯示器，其特征在于，所述三原色傳感器為光敏二極管，用于將光信號轉(zhuǎn)換為紅、綠、藍(lán)的三原色的電信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用直下式LED背光模組的顯示器，其特征在于，還包括手動調(diào)節(jié)模塊，所述手動調(diào)節(jié)模塊與所述控制器連接，用于對所述直下式LED背光模組的三原色光強度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用直下式LED背光模組的顯示器，其特征在于，所述直下式LED背光模組采用分塊設(shè)計，每個分塊區(qū)域均連接所述LED驅(qū)動模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用直下式LED背光模組的顯示器，其特征在于，所述控制器對輸入的三原色光強信號的采樣頻率為600Hz。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用直下式LED背光模組的顯示器，其特征在于，所述控制器控制所述LED驅(qū)動模塊輸出相應(yīng)的PWM信號，并用于調(diào)節(jié)環(huán)境光的光強。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用直下式LED背光模組的顯示器，其特征在于，還包括溫度傳感器，與所述直下式LED背光模組連接，用于檢測所述直下式LED背光模組的溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用直下式LED背光模組的顯示器，其特征在于，所述控制器和所述三原色傳感器，LED驅(qū)動模塊之間通過CAN總線連接。
【文檔編號】G09G3/36GK204242564SQ201420763639
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】吳堅 申請人:上海全一通訊技術(shù)有限公司