CN102646395A - 直下式背光源控制装置及控制方法 - Google Patents

直下式背光源控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种直下式背光源控制装置及控制方法，所述直下式背光源控制装置包括：依次连接的传感器、背光控制电路和直下式背光源驱动电路，所述传感器位于直下式背光源的四个发光单元之间，并与所述背光控制电路连接，所述直下式背光源驱动电路与直下式背光源的发光单元相连接。本发明通过间隔预定时间检测并存储红、绿、蓝光的光强度，并与上一次存储的红、绿、蓝光的光强度进行比较得出相应驱动电流需要调整的幅度，再根据所述相应驱动电流需要调整的幅度对直下式背光源的相应工作电流进行调整，从而在不影响背光动态调节的情况下，实现了对直下式背光源的色度进行调节，减少显示画面的色度漂移，维持了显示画面的稳定性。

Description

直下式背光源控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种直下式背光源控制装置及控制方法。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)是一种利用液晶加电扭转原理实现图像显示的显示器，由于液晶分子本身并不发光，因此，通常要设置背光源，根据光源与导光板的相对位置的不同分为侧入式背光源和直下式背光源。
对于以红、绿、蓝(Red Green Blue，简称RGB)三基色发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)为光源的直下式背光源，可以将红、绿、蓝光进行均匀混合形成具有一定色度的白光，并为LCD提供背光。
可以将直下式背光源分成多个区域，即多个发光单元，根据液晶面板上显示画面的内容，动态调整直下式背光源各个区域的亮度和色彩，从而达到提高显示画面的对比度和色彩还原性，降低直下式背光源功耗的目的。
随着工作时间的增长和工作温度的增加，LED的色度会出现漂移，但是红、绿、蓝LED的漂移量不同，从而导致经混合的红、绿、蓝LED直下式背光源的色坐标出现漂移。这时可以对红、绿、蓝LED的驱动电流分别进行调整，使每种颜色的LED维持原来的色度，保证整个直下式背光源色度的稳定性。
直下式背光源各个区域的动态调整和直下式背光源色度的调整，无法同时进行，其原因在于，直下式背光源的各个区域的动态调整是要根据显示画面的内容，实时对直下式背光源各个区域的亮度和色彩进行调整，而直下式背光源色度的调整，需要用传感器检测红、绿、蓝LED在驱动电流驱动时所混合后的光。对于有动态调整的直下式背光源中，无法判断传感器检测到的信息是直下式背光源的动态调整，还是因LED自身衰减导致。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是，针对上述缺陷，如何提供一种直下式背光源控制装置及控制方法，其能够在直下式背光源各个区域的动态调整中，实现对直下式背光源色度的调整，减少显示画面的色度漂移。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种直下式背光源控制装置，包括：依次连接的传感器、背光控制电路和直下式背光源驱动电路，所述传感器位于直下式背光源的四个发光单元之间，并与所述背光控制电路连接，所述直下式背光源驱动电路与直下式背光源的发光单元相连接，其中，
所述传感器，用于检测自身周围的四个发光单元在初始驱动电流或当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动时，得到的白光强度，将检测到的白光强度转换为红、绿、蓝光强度对应的信号值并发送到背光控制电路；
所述背光控制电路，用于接收所述传感器发送的红、绿、蓝光的强度对应的信号值，将其转换为红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值，将初始驱动电流驱动时得到的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值进行存储，将当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动时得到的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值分别与当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值进行比较，根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，发送给所述直下式背光源驱动电路，并将所述传感器发送的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值作为当前数字电信号值进行存储；向所述直下式背光源驱动电路发送命令使得所述直下式背光源驱动电路以初始驱动电流驱动传感器周围的四个发光单元工作第二预定时间，并间隔第一预定时间向所述直下式背光源驱动电路发送一次以当前存储的数字电信号值对应的驱动电流驱动所述传感器周围的四个发光单元工作第二预定时间的命令；
所述直下式背光源驱动电路，用于根据所述背光控制电路发送来的命令以当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流分别驱动所述传感器周围的四个发光单元工作第二预定时间，并根据所述背光控制电路发送的直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度，对直下式背光源的发光单元的对应工作电流进行调整。
其中，所述传感器位于所述直下式背光源的左上角、左下角、右上角或右下角的相邻的四个发光单元之间。
其中，所述第一预定时间为3-30分钟；所述第二预定时间为1-3秒。
其中，所述第一预定时间为3、5或30分钟；所述第二预定时间为1秒。
其中，所述背光控制电路还用于将直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度转换成所述直下式背光源驱动电路能够识别的数字信号值。
其中，所述直下式背光源驱动电路能够识别的数字信号值为PWM信号的占空比。
其中，所述背光控制电路为单片机。
本发明还提供了一种上述直下式背光源控制装置的直下式背光源控制方法，包括步骤：
A：背光控制电路向所述直下式背光源驱动电路发送命令使得所述直下式背光源驱动电路以初始驱动电流驱动传感器周围的四个发光单元工作第二预定时间，并间隔第一预定时间向所述直下式背光源驱动电路发送一次命令使得所述直下式背光源驱动电路以当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动传感器周围的四个发光单元工作第二预定时间；
B：所述传感器检测自身周围四个发光单元在初始驱动电流或当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动时得到的白光强度，将检测到的白光强度转换为红、绿、蓝光强度对应的信号值并发送到所述背光控制电路；
C：所述背光控制电路接收所述传感器发送来的红、绿、蓝光的强度对应的信号值，将其转换为红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值，将初始驱动电流驱动时得到的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值进行存储，将当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动时得到的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值分别与当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值进行比较，根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，发送给所述直下式背光源驱动电路，并将所述传感器发送的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值作为当前数字电信号值进行存储；
D：所述直下式背光源驱动电路根据所述背光控制电路发送来的直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度，对直下式背光源的发光单元的对应工作电流进行调整。
其中，所述步骤C中的根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，发送给所述直下式背光源驱动电路具体包括：所述背光控制电路根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，将直下式背光源的相应驱动电流需要调整的幅度转换成所述直下式背光源驱动电路能够识别的数字信号值，发送给所述直下式背光源驱动电路。
其中，所述直下式背光源驱动电路能够识别的数字信号值为PWM信号的占空比。
(三)有益效果
本发明公开了一种直下式背光源控制装置及控制方法，利用上述的直下式背光源控制装置，通过间隔预定时间检测并存储直下式背光源的红、绿、蓝光的光强度，并与上一次存储的红、绿、蓝光的光强度进行比较得出直下式背光源的相应驱动电流需要调整的幅度，再根据所述直下式背光源的相应驱动电流需要调整的幅度对直下式背光源的相应工作电流进行调整，从而在不影响背光动态调节的情况下，实现了对直下式背光源的色度进行调节，减少显示画面的色度漂移，维持了显示画面的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例所述的直下式背光源控制装置的结构示意图；
图2是本发明实施例所述的直下式背光源控制方法的流程图。
其中，10：直下式背光源；20：传感器；30：背光控制电路；40：直下式背光源驱动电路；101、102：发光单元；301：输入时钟线301；302：输入数据线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明所述的直下式背光源控制装置，包括：依次连接的传感器20、背光控制电路30和直下式背光源驱动电路40，所述传感器20位于直下式背光源10中任意四个发光单元之间，例如图1中虚线框所示的四个相邻发光单元，并与所述背光控制电路30连接，所述直下式背光源驱动电路40与直下式背光源10的发光单元相连接；
所述直下式背光源10可以为LED阵列，包括多个发光单元，每个发光单元由红、绿、蓝三种颜色的LED组成，每一种颜色的LED在各自的驱动电流下工作，发出一定亮度的光，从而使得一个发光单元中的红光、绿光和蓝光在经过混光后，得到具有一定色度的白光。各个发光单元之间的距离和排列形式，例如发光单元101中红、绿、蓝LED的正三角排列形式和发光单元102中红、绿、蓝LED的倒三角排列形式，两个发光单元中三组同色光LED的距离相等，则可以在两个发光单元混光后获得均匀的白色光，同理，依此类推，使得整个直下式背光源为具有一定色度的均匀面光源。
所述传感器20，用于检测自身周围的四个发光单元在初始驱动电流或当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动时，得到的白光强度，将检测到的白光强度转换为红、绿、蓝光强度对应的信号值并发送到背光控制电路30。
由于进行上述检测会对直下式背光源各个区域的动态调整造成影响，因此所述传感器20可以位于所述直下式背光源10的左上角、左下角、右上角或右下角的相邻的四个发光单元之间，尽量减小对直下式背光源各个区域的动态调整的影响。
所述背光控制电路30，用于接收所述传感器20发送的红、绿、蓝光的强度对应的信号值，将其转换为红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值，将初始驱动电流驱动时得到的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值进行存储，将当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动时得到的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值分别与当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值进行比较，根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，发送给所述直下式背光源驱动电路40，并将所述传感器20发送的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值作为当前数字电信号值进行存储；向所述直下式背光源驱动电路发送命令使得所述直下式背光源驱动电路以初始驱动电流驱动传感器周围的四个发光单元工作第二预定时间，并间隔第一预定时间，例如3-30分钟，优选为3、5或30分钟向所述直下式背光源驱动电路40发送一次以当前存储的数字电信号值对应的驱动电流驱动所述传感器20周围的四个发光单元工作第二预定时间，例如1-3秒，优选为1秒的命令。
所述背光控制电路30可以为单片机。
所述背光控制电路30还用于将直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度转换成所述直下式背光源驱动电路40能够识别的数字信号值，例如PWM(脉冲宽度调制，Pulse WidthModulation)信号的占空比。
所述背光控制电路30还包括输入时钟线301和输入数据线302，所述输入时钟线301和输入数据线302配合用于接收背光动态调节的数字信号，并以与所述直下式背光源驱动电路40约定的接口传输协议，例如SPI(串行外设接口，Serial Peripheral Interface)或IIC(IC之间总线，Inter IC BUS)，将该数字信号输出给所述直下式背光源驱动电路40用于驱动直下式背光源的发光单元进行背光动态调节。
所述直下式背光源驱动电路40，用于根据所述背光控制电路30发送来的命令以当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流分别驱动所述传感器20周围的四个发光单元工作第二预定时间，例如1-3秒，优选为1秒，并根据所述背光控制电路30发送的直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度，对直下式背光源的发光单元的对应工作电流进行调整。
利用上述的直下式背光源控制装置，通过间隔预定时间检测并存储直下式背光源的红、绿、蓝光的光强度，并与上一次存储的红、绿、蓝光的光强度进行比较得出直下式背光源的发光单元的相应驱动电流需要调整的幅度，再根据所述直下式背光源的发光单元的相应驱动电流需要调整的幅度对直下式背光源的发光单元的对应工作电流进行调整，从而在不影响背光动态调节的情况下，实现了对直下式背光源的色度进行调节，减少显示画面的色度漂移。
本发明还提供了一种上述直下式背光源控制装置的控制方法，包括步骤：
A：背光控制电路向所述直下式背光源驱动电路发送命令使得所述直下式背光源驱动电路以初始驱动电流驱动传感器周围的四个发光单元工作第二预定时间，并间隔第一预定时间向所述直下式背光源驱动电路发送一次命令使得所述直下式背光源驱动电路以当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动传感器周围的四个发光单元工作第二预定时间；
所述第一预定时间为3-30分钟，优选为3、5或30分钟；
所述第二预定时间为1-3秒，优选为1秒；
B：所述传感器检测自身周围四个发光单元在初始驱动电流或当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动时得到的白光强度，将检测到的白光强度转换为红、绿、蓝光强度对应的信号值并发送到所述背光控制电路；
C：所述背光控制电路接收所述传感器发送来的红、绿、蓝光的强度对应的信号值，将其转换为红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值，将初始驱动电流驱动时得到的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值进行存储，将当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动时得到的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值分别与当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值进行比较，根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，发送给所述直下式背光源驱动电路，并将所述传感器发送的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值作为当前数字电信号值进行存储；
所述根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，发送给所述直下式背光源驱动电路具体包括：所述背光控制电路根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，将直下式背光源的相应驱动电流需要调整的幅度转换成所述直下式背光源驱动电路能够识别的数字信号值，发送给所述直下式背光源驱动电路；
所述直下式背光源驱动电路能够识别的数字信号值为PWM信号的占空比。
D：所述直下式背光源驱动电路根据所述背光控制电路发送来的直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度，对直下式背光源的发光单元的对应工作电流进行调整。
上述直下式背光源控制方法的一个实施例如下：
首先，所述背光控制电路向所述直下式背光源驱动电路发送命令驱动直下式背光源右下角四个发光单元的所有LED都在初始驱动电流下工作1秒钟，由传感器得到红、绿、蓝光强度对应的信号值并由所述背光控制电路生成相应的PWM信号的占空比进行存储，然后在半小时内，每隔3分钟，驱动右下角四个发光单元在当前存储的PWM信号的占空比对应的驱动电流下工作1秒钟，由传感器得到红、绿、蓝光强度对应的信号值并由所述背光控制电路生成相应的PWM信号的占空比后分别与当前存储的PWM信号的占空比进行比较，根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，发送给所述直下式背光源驱动电路对直下式背光源的发光单元的驱动电流进行调整，并将生成的PWM信号的占空比作为当前PWM信号的占空比进行存储；工作半小时后，每隔5分钟，驱动右下角四个发光单元在当前存储的PWM信号的占空比对应的驱动电流下工作1秒钟，由传感器得到红、绿、蓝光强度对应的信号值并由所述背光控制电路生成相应的PWM信号的占空比后分别与当前存储的PWM信号的占空比进行比较，根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，发送给所述直下式背光源驱动电路对直下式背光源的发光单元的驱动电流进行调整，并将生成的PWM信号的占空比作为当前PWM信号的占空比进行存储；工作一个小时后，每隔30分钟，驱动右下角四个发光单元在当前存储的PWM信号的占空比对应的驱动电流下工作1秒钟，由传感器得到红、绿、蓝光强度对应的信号值并由所述背光控制电路生成相应的PWM信号的占空比后分别与当前存储的PWM信号的占空比进行比较，根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，发送给所述直下式背光源驱动电路对直下式背光源的发光单元的驱动电流进行调整，并将生成的PWM信号的占空比作为当前PWM信号的占空比进行存储。
如此不断进行下去，在不影响背光动态调节的情况下，实现了对直下式背光源的色度进行调节，减少显示画面的色度漂移。
上述第一预定时间的选择可以根据实际情况任意设置，例如可以均为3、5或30分钟，也可以类似于上述设置的在不同阶段应用不同间隔时间。
综上所述，本发明公开了一种直下式背光源控制装置及控制方法，利用上述的直下式背光源控制装置，通过间隔预定时间检测并存储直下式背光源的红、绿、蓝光的光强度，并与上一次存储的红、绿、蓝光的光强度进行比较得出直下式背光源的相应驱动电流需要调整的幅度，再根据所述直下式背光源的相应驱动电流需要调整的幅度对直下式背光源的相应工作电流进行调整，从而在不影响背光动态调节的情况下，实现了对直下式背光源的色度进行调节，减少显示画面的色度漂移，维持了显示画面的稳定性。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种直下式背光源控制装置，其特征在于，包括：依次连接的传感器、背光控制电路和直下式背光源驱动电路，所述传感器位于直下式背光源的四个发光单元之间，并与所述背光控制电路连接，所述直下式背光源驱动电路与直下式背光源的发光单元相连接，其中，
所述传感器，用于检测自身周围的四个发光单元在初始驱动电流或当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动时，得到的白光强度，将检测到的白光强度转换为红、绿、蓝光强度对应的信号值并发送到背光控制电路；
所述背光控制电路，用于接收所述传感器发送的红、绿、蓝光的强度对应的信号值，将其转换为红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值，将初始驱动电流驱动时得到的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值进行存储，将当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动时得到的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值分别与当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值进行比较，根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，发送给所述直下式背光源驱动电路，并将所述传感器发送的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值作为当前数字电信号值进行存储；向所述直下式背光源驱动电路发送命令使得所述直下式背光源驱动电路以初始驱动电流驱动传感器周围的四个发光单元工作第二预定时间，并间隔第一预定时间向所述直下式背光源驱动电路发送一次以当前存储的数字电信号值对应的驱动电流驱动所述传感器周围的四个发光单元工作第二预定时间的命令；
所述直下式背光源驱动电路，用于根据所述背光控制电路发送来的命令以当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流分别驱动所述传感器周围的四个发光单元工作第二预定时间，并根据所述背光控制电路发送的直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度，对直下式背光源的发光单元的对应工作电流进行调整。
2.根据权利要求1所述的直下式背光源控制装置，其特征在于，所述传感器位于所述直下式背光源的左上角、左下角、右上角或右下角的相邻的四个发光单元之间。
3.根据权利要求1所述的直下式背光源控制装置，其特征在于，所述第一预定时间为3-30分钟；所述第二预定时间为1-3秒。
4.根据权利要求3所述的直下式背光源控制装置，其特征在于，所述第一预定时间为3、5或30分钟；所述第二预定时间为1秒。
5.根据权利要求1所述的直下式背光源控制装置，其特征在于，所述背光控制电路还用于将直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度转换成所述直下式背光源驱动电路能够识别的数字信号值。
6.根据权利要求5所述的直下式背光源控制装置，其特征在于，所述直下式背光源驱动电路能够识别的数字信号值为PWM信号的占空比。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的直下式背光源控制装置，其特征在于，所述背光控制电路为单片机。
8.一种根据权利要求1-7中任一项所述直下式背光源控制装置的直下式背光源控制方法，其特征在于，包括步骤：
A：背光控制电路向所述直下式背光源驱动电路发送命令使得所述直下式背光源驱动电路以初始驱动电流驱动传感器周围的四个发光单元工作第二预定时间，并间隔第一预定时间向所述直下式背光源驱动电路发送一次命令使得所述直下式背光源驱动电路以当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动传感器周围的四个发光单元工作第二预定时间；
B：所述传感器检测自身周围四个发光单元在初始驱动电流或当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动时得到的白光强度，将检测到的白光强度转换为红、绿、蓝光强度对应的信号值并发送到所述背光控制电路；
C：所述背光控制电路接收所述传感器发送来的红、绿、蓝光的强度对应的信号值，将其转换为红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值，将初始驱动电流驱动时得到的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值进行存储，将当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值对应的驱动电流驱动时得到的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值分别与当前存储的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值进行比较，根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，发送给所述直下式背光源驱动电路，并将所述传感器发送的红、绿、蓝光的强度对应的数字电信号值作为当前数字电信号值进行存储；
D：所述直下式背光源驱动电路根据所述背光控制电路发送来的直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度，对直下式背光源的发光单元的对应工作电流进行调整。
9.根据权利要求8所述的直下式背光源控制方法，其特征在于，所述步骤C中的根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，发送给所述直下式背光源驱动电路具体包括：所述背光控制电路根据所得的差值确定直下式背光源的发光单元的对应驱动电流需要调整的幅度后，将直下式背光源的相应驱动电流需要调整的幅度转换成所述直下式背光源驱动电路能够识别的数字信号值，发送给所述直下式背光源驱动电路。
10.根据权利要求9所述的直下式背光源控制方法，其特征在于，所述直下式背光源驱动电路能够识别的数字信号值为PWM信号的占空比。
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