用在液晶显示设备中的自动亮度控制设备和方法技术

含有背景灯的ＬＣＤ设备响应与要显示在ＬＣＤ设备上的图像数据的平均灰度级或／和色彩状态和用户计算机主体生成的亮度控制电压对应的占空比信号，生成背景灯亮度控制信号，和根据背景灯亮度控制信号，自动控制背景灯的亮度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

Automatic brightness control apparatus and method for use in a liquid crystal display device

Contains background light response and LCD equipment to display the average gray level of image data on the LCD device and / or brightness color state and user computer subjects generated control voltage corresponding to the duty ratio signal generating background brightness control signal and control signal according to the background brightness, automatic brightness control background lamp.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液晶显示(LCD)设备，尤其涉及用在LCD中的自动亮度控制设备和方法。
技术介绍
LCD或薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)模块一般用作象便携式计算机、电视机和监视器那样的系统中的显示设备。图1显示了一般LCD模块100的结构。现在参照图1，LCD模块100包括LCD面板10，在两块玻璃衬底之间含有液晶材料，用于显示所有类型的信息；驱动单元，含有用于驱动LCD面板10的驱动电路20、30和用于生成控制信号控制驱动电路20、30的定时控制器40；背景灯60，用于把光线引向LCD面板10；和底座(未示出)，用于固定和保护LCD面板10和背景灯60的各个部件。背景灯60包括换流器62、诸如冷阴极荧光管(CCFT)A或热阴极荧光管(HCFT)之类的荧光灯64、和含有把光线引向前部的反射板66的数块薄板。背景灯60的作用是把光线从荧光灯64引向LCD面板10。LCD面板10响应从驱动电路20、30输入的各个相应像素的信号电压，把从背景灯60穿过其中的每个像素的光线屏蔽掉或让该光线通过，显示彩色图像。图2是显示当LCD模块100用作便携式计算机或台式计算机中的显示设备时它的传统背景灯亮度控制方案的方块图。便携式计算机或台式计算机一般由直流电驱动，而背景灯60则由交流电点亮。因此，如图所示，LCD模块100必需含有换流器62，用于把直流电转换成交流电。如现有技术中所熟知的，换流器62包括调光电路(未示出)，控制荧光灯64的亮度，以及把直流电转换成交流电。参照图2，在操作过程中，当用户操作计算机输入亮度控制命令时，计算机的中央处理单元(CPU)或主体200生成到换流器62的、用于控制亮度的亮度控制电压CTL_V。响应来自主体200的亮度控制电压CTL_V，换流器62的调光电路控制荧光灯64的电流强度，以调整背景灯60的亮度。例如，如果计算机是便携式计算机，那么，亮度控制电压CTL_V在0至3.3V的范围内。也就是说，当亮度控制电压CTL_V是0V时，呈现最暗亮度，即黑色，而当亮度控制电压CTL_V是3.3V时，呈现最亮亮度，即白色。但是，传统LCD模块亮度控制方案的特征在于，一旦亮度受到控制，即使要通过LCD模块100显示的每个画面或帧的特性发生改变，受控亮度的值或电平也不会发生改变。也就是说，传统亮度控制方案可能引起由于在例如运动图像中，与诸帧之间亮暗变化或画面或帧的迅速变化无关地均匀保持着亮度，而使功耗增加的问题。此外，无论背景灯的亮度增加得多高，也不能使低透射率的红(R)或蓝(B)色画面变得很亮。因此，在这种情况中，与功耗的增加相比，通过增加亮度获得的效果是微不足道的。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种改进了的、用在LCD设备中的自动亮度控制设备和方法，它通过自动地控制每个画面的占空比，可以自动地控制每个画面的亮度。本专利技术的另一个目的是提供一种改进了的、用在LCD设备中的自动亮度控制设备和方法，它可以适当地容纳用户请求的亮度控制和自动亮度控制，而不会使它们之间彼此发生什么冲突。本专利技术的另一个目的是提供一种改进了的、用在LCD设备中的自动亮度控制设备和方法，它可以提高通过LCD模块显示的每个画面的对比度。本专利技术的另一个目的是提供一种改进了的、用在LCD设备中的自动亮度控制设备和方法，它通过根据每个画面的数据特性控制亮度，可以降低LCD模块的功耗。本专利技术的另一个目的是提供一种改进了的、用在LCD设备中的自动亮度控制设备和方法，它可以控制与要显示在LCD设备中的画面的红(R)、绿(G)和蓝(B)色的状态相对应的、背景灯的亮度，从而降低LCD模块的功耗。根据本专利技术的一个方面，这些和其它目的是通过包括下列部件的、用在含有背景灯的LCD设备中的自动亮度控制设备达到的控制信号生成装置，用于接收要通过LCD设备显示的图像数据，计算图像数据的平均灰度级，和与平均灰度级成比例地生成亮度控制信号；和换流器，响应来自控制信号生成装置的亮度控制信号，自动控制背景灯的亮度。根据本专利技术的另一个方面，提供了包括下列部件的、用在含有背景灯的LCD设备中的自动亮度控制设备第一控制信号生成装置，用于接收要通过LCD设备显示的图像数据，计算图像数据的平均灰度级，和与平均灰度级成比例地生成第一亮度控制信号；第二控制信号生成装置，用于通过用户进行操作，生成控制背景灯亮度的第二亮度控制信号；第三控制信号生成装置，用于响应来自第一和第二控制信号生成装置的第一和第二亮度控制信号，生成第三亮度控制信号；和换流器，响应来自第三控制信号生成装置的亮度控制信号，控制背景灯的亮度。根据本专利技术的另一个方面，提供了包括下列步骤的、用在LCD设备中的自动亮度控制方法计算要通过LCD设备显示的图像数据的平均灰度级；与平均灰度级成比例地生成第一亮度控制信号；通过计算机的主体生成第二亮度控制信号；和响应根据第一和第二亮度控制信号生成的第三亮度控制信号，控制背景灯的亮度。根据本专利技术的另一个方面，提供了包括下列部件的、与输出视频信息的主机一起使用的、用在含有背景灯的LCD设备中的自动亮度控制设备控制信号生成装置，用于接收与视频信息相对应的像素数据，确定像素数据的色彩状态，和生成具有与所确定的色彩状态相对应的、用于控制背景灯亮度的占空比的亮度控制信号；和换流器，响应来自控制信号生成装置的亮度控制信号，自动控制背景灯的亮度。在优选实施例中，当所确定的色彩状态是绿、红和蓝时，亮度控制信号具有以绿、红和蓝的次序依次减少的占空比。当所确定的色彩状态是绿、红和蓝时，把亮度控制信号的占空比设置成具有绿∶红∶蓝＝1∶0.66∶0.49的比例。控制信号生成装置可以由定时控制器构成。在优选实施例中，控制信号生成装置包括控制单元，用于控制控制信号生成装置的各种操作，以确定像素数据的色彩状态和生成亮度控制信号；像素数据获取和转换单元，用于在控制单元的控制下，从主机接收像素数据和根据所确定的色彩状态转换像素数据；计算单元，用于在控制单元的控制下，逻辑计算转换的数据和输出某些数据；递减计数器，用于在控制单元的控制下，递减计数某些数据；和脉冲发生器，用于生成与递减计数器的输出信号相对应的亮度控制信号。控制单元控制生成与递减计数器的输出信号相对应的亮度控制信号，直到它变成低逻辑电平为止。根据本专利技术的另一个方面，提供了包括下列步骤的、与输出视频信息的主机一起使用的、用在含有背景灯的LCD设备中的自动亮度控制方法接收与视频信息相对应的像素数据；确定像素数据的色彩状态；根据所确定的色彩状态转换像素数据；确定该像素数据是否是一个水平行周期的最后一个数据；当该像素数据是一个水平行周期的最后一个数据时，输出亮度控制信号；和响应该亮度控制信号，控制背景灯的亮度。在优选实施例中，转换步骤包括当所确定的色彩状态是绿、红和蓝时，把像素数据转换成具有与以绿、红和蓝的次序依次减少的亮度相对应的占空比。最好，当所确定的色彩状态分别是绿、红和蓝时，把像素数据转换成与最大亮度的100％、66％和49％相对应的数据。附图说明通过结合附图，对本专利技术的优选实施例进行如下详细描述，本专利技术的前述和其它目的、特征和优点将更加清楚。图1是显示一般LCD模块结构的示意性透视图；图2是显示传统LCD模块背景灯亮度控制方案的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用在含有背景灯的ＬＣＤ设备中的自动亮度控制设备，包括： 控制信号生成装置，用于接收要显示在ＬＣＤ设备上的图像数据，计算图像数据的平均灰度级，和与平均灰度级成比例地生成亮度控制信号；和 换流器，用于响应来自所述控制信号生成装置的亮度控制信号，自动控制背景灯的亮度。

【技术特征摘要】
KR 2000-12-29 85540/00;KR 2001-5-14 26136/011.一种用在含有背景灯的LCD设备中的自动亮度控制设备，包括控制信号生成装置，用于接收要显示在LCD设备上的图像数据，计算图像数据的平均灰度级，和与平均灰度级成比例地生成亮度控制信号；和换流器，用于响应来自所述控制信号生成装置的亮度控制信号，自动控制背景灯的亮度。2.根据权利要求1所述的自动亮度控制设备，其中，所述控制信号生成装置是从定时控制器、图形控制器和LCD面板中选择出来的某一种。3.一种用在含有背景灯的LCD设备中的自动亮度控制设备，包括第一控制信号生成装置，用于接收要显示在LCD设备上的图像数据，计算图像数据的平均灰度级，和与平均灰度级成比例地生成第一亮度控制信号；第二控制信号生成装置，用于通过用户操作，生成控制背景灯亮度的第二亮度控制信号；第三控制信号生成装置，用于响应来自所述第一控制信号生成装置和所述第二控制信号生成装置的第一亮度控制信号和第二亮度控制信号，生成第三亮度控制信号；和换流器，用于响应来自所述第三控制信号生成装置的第三亮度控制信号，控制背景灯的亮度。4.根据权利要求3所述的自动亮度控制设备，其中，所述第一控制信号生成装置是从定时控制器、图形控制器和LCD面板中选择出来的某一种，和所述第二控制信号生成装置是计算机。5.根据权利要求3所述的自动亮度控制设备，其中，所述第三控制信号生成装置包括选通电路，用于当所述第一控制信号生成装置生成的第一亮度控制信号处在高电平时，有选择地输出所述第二控制信号生成装置生成的第二亮度控制信号；和R-C电路，用于累加所述选通电路有选择地输出的第二亮度控制信号，和生成第三亮度控制信号。6.根据权利要求5所述的自动亮度控制设备，其中，所述R-C电路包括电阻器，连接在所述第一控制信号生成装置与所述换流器之间；和电容器，连接在电阻与地之间。7.根据权利要求5所述的自动亮度控制设备，其中，所述选通电路包括晶体管，所述晶体管的一端通过第一电阻连接到所述第一控制信号生成装置，另一端与所述第二控制信号生成装置相连接，和第三端通过第二电阻连接到地。8.根据权利要求7所述的自动亮度控制设备，其中，晶体管是从N型晶体管和P型晶体管中选择出来的某一种。9.根据权利要求7所述的自动亮度控制设备，其中，晶体管可以是诸如运算放大器之类的电路单元。10.根据权利要求8所述的自动亮度控制设备，进一步包括电平移位电路，用于当晶体管是P型晶体管时，通过把所述第一控制信号生成装置输出的第一亮度控制信号的电压电平降低给定电平那么多，完全浮置晶体管。11.根据权利要求10所述的自动亮度控制设备，其中，所述电平移位电路包括晶体管，含有串联在供应电压的电源与所述第三控制信号生成装置之间的电流通路，和连接到所述第一控制信号生成装置的控制端；第三电阻器，与所述晶体管的电流通路串联；二极管，串联在所述第三电阻器与地之间；和第四电阻器，与所述二极管并联连接。12.根据权利要求3所述的自动亮度控制设备，其中，形成可变亮度控制电压的第三亮度控制信号满足下列公式Vduty＝{Vo+(Vc-Vo)×[1-EXP[-T1/(R×C)]]}×EXP[(T1-1H)/(R×C)]。13.根据权利要求3所述的自动亮度控制设备，其中，所述控制信号生成装置进一步包括确定图像数据的色彩状态，然后使亮度控制信号具有与所确定的色彩状态相对应的、用于控制背景灯亮度的占空比的功能。14.根据权利要求13所述的自动亮度控制设备，其中，当所确定的色彩状态是绿、红和蓝时，所述亮度控制信号的所述占空比以绿、红和蓝的次序依次降低。15.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：文胜焕，金相洙，朴东园，崔炯培，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]