一种ＬＥＤ液晶显示设备的动态背光控制结构和方法技术

本发明专利技术涉及一种ＬＥＤ液晶显示设备的动态背光控制结构和方法，其特征在于：包括一具有发光组件以提供光源的ＬＥＤ背光模块，还包括有一用于动态背光控制的亮度控制单元；所述ＬＥＤ背光模块为一系列呈矩阵排列的ＬＥＤ灯组成；所述用于动态背光控制的亮度控制单元包括一用于产生动态背光控制信号的主控电路和与其电连接的用于驱动ＬＥＤ灯阵列的驱动电路；该用于驱动ＬＥＤ灯阵列的驱动电路通过其上的行开关和列开关连接到ＬＥＤ灯阵列上。其具有明显减少驱动芯片数量、从而有效的减少驱动板的体积，并使驱动板的设计更加简单；既能改善图像显示质量，又能显著降低成本的特点，该结构所实现的方法能够有效的降低背光功耗，提高图像对比度的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶显示设备的背光方式，特别是---种LED液晶显示设备的动态 背光控制结构和方法。
技术介绍
发展至今，出现丫三种液晶.M示设备的背光方式图1A所示为0维方式，只能对 整个背光竿.元进行整体的亮度调节，整个背光的亮度由调光系数k减小到原亮度的k倍(k < 1)，同时对视频信号处理，使液晶LC调整到原来的1/k，如图2为取k = 0. 5时的示意图。 ()维方式能够有效的降低能耗，但不能改善对比度。为了更加有效的降低能耗,并提高图像 对比度，又出现了后面的2种方式。图IB为1维方式,对整个背光单元划分行区域，每个行 区域由独立的驱动芯片单独控制亮度。这种方式能够有效的降低能耗、并提高了图像对比 度，但为了控制每个行分区，增加了驱动芯片的数量。图iC为2维方式，对整个背光单元划 分2维的方块区域，每一方块区域由独立的驱动芯片单独控制亮度，这种方式不但有效的 降低能耗，而且与前两种方式相比，对比度效果最好，但驱动芯片的数量太多，成本高。 鉴于此，在节约能源的情况——F，既希望能保证2维方式的高对比度效果，又希望减 少驱动芯片的数量，以减小驱动板体积和生产成本，本专利技术的产生解决了这些问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是，提供一种液晶显不设备的动态背光控制结构，其具有明显 减少驱动芯片数量、从而有效的减少驱动板的休积，并使驱动板的设计更加简单；既能改善 图像显示质量，又能显著降低成本的特点。 本专利技术的另.'目的是，提供.,中液晶.M示设备的动态背光控制方法，有效的降低 背光功耗，提高图像对比度的效果。 为了达到上述目的，本专利技术釆用的技术方案在于，提供-一种用于LED液晶显示设 备的动态背光控制结构，其特征在于包括一具有发光组件以提供光源的LED背光模块，还 包括有-一用于动态背光控制的亮度控制单元； 所述LEI)背光模块为一系列呈矩阵排列的LED灯组成；所述用f动态背光控制的 亮度控制单元包括-一用于产牛动态背光控制信号的主控电路和与其电连接的用于驱动LED 灯阵列的驱动电路；该用于驱动灯阵列的驱动电路通过其上的行开关和列开关连接到 LED灯阵列上。 所述该LEI)灯阵列按照液晶屏的尺寸，划分为m行n列共mXn个分区；其中m为 5到15间的整数，n为10到30之间的整数；每个分区包含相同数量的LED灯，并且每个分 区屮的LED灯串联在一起；该LED灯阵列划分的mXn的分区每一行屮的所有LED灯分区对 应连接到驱动电路的同-一个行开关上，每一列中的所:"LED灯分区对应连接到驱动电路的 同一个列开关上。 所述每个分区中的LED灯为白光LED灯，或为多基色LED灯。 所述用于产生动态背光控制信号的主控电路为MPU、FPGA、C'PLD、DSP、ASIC其中之一或其组合。 所述用于驱动LED灯阵列的驱动电路为P丽波IC或高速开关IC。 所述行开关和列开关连接到LBD灯阵列上组合控制结构包括列开关一直闭合由行开关单独控制结构或行开关-'直闭合由列开关单独控制结构，以及由行开关和列开关混合控制结构。 此控制方法包括以下步骤 1.)主控电路接收一图像信号屮的像素数据； 2)根据接收的像素数据依次计算出每个背光分区的亮度值； 3)主控电路分别取出每行和每列背光分区中的亮度最大值M:J)，并发送给驱动电路； 4)驱动电路驱动每一个行开关的输出其对应行的行最大亮度值； 5)驱动电路驱动每.'个列开关的输出其对应列的列最大亮度值； 6)主控电路再通过实际分区亮度值与期望分区亮度值相比较，计算出调整系数k ; 7)把像素数据调整为原来的1/k倍。 该控制方法中所述歩骤2)中的每个背光分区的亮度值为此背光分区对应位置的像素数据中的最大值；所述步骤6)中的期望分区亮度值为步骤2)中计算得到的每个背光分区的亮度值。 本专利技术利用行开关和列开关组合控制的方式来控制每一个背光分区的亮度，采用行开关和列开关分别控制LED背光分区的行和列，进而实现区域的动态背光；利用这种方法不但降低了背光申\元的能耗、提高动态对比度，而且显著减少驱动芯片的数量，降低成本。同时计算出亮度调整系数k对图像数据进行1/k调整，达到高图像对比度的效果。附图说明图1为传统的三种背光方式不意图；图丄A为传统的0维背光方式示意图；图1B为传统的1维背光方式示意图；图1C为传统的2维背光方式示意图；图2为传统的()维背光方式的调光示意图；图3为本专利技术电路结构示意图；图4为本专利技术的LED背光单元结构示意图；图4A为本专利技术的LED背光单元的开关控制结构示意4:B为LED背光单兀中每个LEI)分区的放大不意图;图5为本专利技术的开关控制的3种方式示意图；图5A为行开关单独控制的控制方式；图5B为列开关单独控制的控制方式；图5C为行开关和列开关同时控制的控制方式；图6为本专利技术动态背光控制方法流程 图7为本专利技术所采用的示例图像； 图7A为图6不例图像的原始图像； 图7B为图6A原始图像的对应背光分区的亮度值； 图8为计算所得行开关和列开关输出值； 图9为各个分区实际的背光亮度。具体实施例方式以下结合具体实施例及附图对本专利技术做进一步详细叙述。 本专利技术的电路结构框图如图3所示，包括主控电路、驱动电路和LED灯阵列，驱动 电路与LED灯阵列之间通过开关结构相连。 本专利技术动态背光控制结构包括--具有发光组件以提供光源的LED背光模块，还包 括有一用于动态背光控制的亮度控制单元；该IE)背光模块为一系列呈矩阵排列的LKI)灯 组成；该用T动态背光控制的亮度控制单元包括--用T产生动态背光控制信5的主控电路 和与其电连接的用于驱动LED灯阵列的驱动电路；该用于驱动LED灯阵列的驱动电路通过 其上的行开关和列开关到LED灯阵列上。 其屮，主控电路接收图像的像素信号、消隐信号和时钟信号，在消隐信号的有效期 间、并在时钟信号的边沿釆集每--个像素数据。主控电路根据采集的像素数据计算出每个 背光分区的亮度值并进一步取出每行背光分区和每列背光分区中的亮度最大值；此后，主 控电路把得到的每行背光分区的亮度最大值和每列背光分区的亮度最大值发送给驱动电 路，驱动电路驱动连在其--匕的每一个行开关和每一个列开关输出对应的最大亮度值，从而 实现'/对LED灯阵列发光亮度的控制。 图4所示为木专利技术的LED背光申.元结构示意图；该LED灯阵列按照液晶屏的尺寸， 划分为m行n列共mXn个分区；其中m为5到15间的整数，n为10到30之间的整数。该 LED灯阵列划分的niXn的分区，每个分区包含相同数量的LED幻—'，并且每个分区屮的LED灯 '1鹏--------起，见图4B所示。该LED灯阵列划分的mXn的分区每一行中的所Yj LED灯分区对应连接到驱动电路的同一个行开关上，由此行开关同时控制；每一列中的所有LED灯分 区对应连接到驱动电路的同--个列开关上，由此列开关同时控制。每-一个区域都是由其所 在行的行开关和所在列的列开关来控制，如图4A所示，图4A所示的各个部分1为第m行第 n列分区；2为-'个LED灯分区；3为第m行分区的控制开关；4为第n列分区的控制开关。 其巾，第m行第n列分区1是由第ra行分区的控制开关3和、第n列分区的控制开关4共同 来控制亮度的。图中所示该LED灯阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于ＬＥＤ液晶显示设备的动态背光控制结构，其特征在于：包括一具有发光组件以提供光源的ＬＥＤ背光模块，还包括有一用于动态背光控制的亮度控制单元；　　　　所述ＬＥＤ背光模块为一系列呈矩阵排列的ＬＥＤ灯组成；　　　　所述用于动态背光控制的亮度控制单元包括一用于产生动态背光控制信号的主控电路和与其电连接的用于驱动ＬＥＤ灯阵列的驱动电路；该用于驱动ＬＥＤ灯阵列的驱动电路通过其上的行开关和列开关连接到ＬＥＤ灯阵列上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志华，
申请(专利权)人：彩虹集团公司，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]