專利名稱：液晶顯示器、背光源控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液晶顯示器、背光源控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示(Liquid Crystal Display,LCD)面板本身不具有發(fā)光特性，所以必 須在LCD面板后面加上一個發(fā)光源，方能達(dá)到顯示效果。 背光模塊即背光源就是LCD產(chǎn)品中的發(fā)光源。背光源屬于LCD器件中的光學(xué)組件， 是LCD器件一個關(guān)鍵零組件，主要由光源、導(dǎo)光板、光學(xué)用膜片、塑膠框等組成。背光源具有 亮度高，壽命長、發(fā)光均勻等特點。 目前，背光源依光源的種類不同分為冷光片(Electro Luminescent, EL)、冷陰極 熒光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamp， CCFU及發(fā)光二極管(XightEmitting Diode， LED)三種類型，依光源分布位置不同，則分為側(cè)光式和直下式。 由于LCD器件對背光源的發(fā)光亮度要求很高，且背光的利用率不到10%，因此，背 光源是LCD器件中最費電的配件。而LCD器件的高亮度要求使得LCD耗電量居高不下，因 此，在不增加耗電的情況下提高背光源亮度進(jìn)而增加LCD亮度也是主要發(fā)展趨勢之一。在 全球能源危機(jī)的情況下，降低LCD器件的耗電量，實現(xiàn)節(jié)能，具有非常重要的意義。
現(xiàn)有技術(shù)中，側(cè)光式背光源都是處于一直打開狀態(tài)，即在LCD器件顯示較暗畫面 時，背光也保持全亮，既浪費能源，又降低了 LCD的對比度。 直下式背光源雖然通過區(qū)域控制技術(shù)能實時調(diào)節(jié)背光，降低功耗和熱量，增加對 比度，但是，由于要對視頻信號進(jìn)行復(fù)雜的算法處理，需要增加成本較高的現(xiàn)場可編程門陣 列(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)等處理器進(jìn)行高速運算，而且背光控制信號和 LCD的驅(qū)動信號要同時進(jìn)行調(diào)節(jié)才能保證顯示畫面不失真。這類產(chǎn)品系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，難 以進(jìn)入普通消費類市場。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種液晶顯示器、背光源控制系統(tǒng)及方法，以實現(xiàn)在降低 液晶顯示器能耗的同時降低成本，提高產(chǎn)品性能。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種背光源控制系統(tǒng)，包括
信號采集子系統(tǒng)，用于采集液晶顯示驅(qū)動信號； 信號處理子系統(tǒng)，進(jìn)行最大值算法、歸一化算法及背光源亮度參數(shù)映射，獲得背光 控制信號的值； 信號輸出子系統(tǒng)，用于將所述背光控制信號的值生成背光控制信號，并輸出所述 背光控制信號； 背光源驅(qū)動電路，用于接收所述背光控制信號，并根據(jù)所述背光控制信號為液晶 顯示屏提供相應(yīng)亮度的光源。
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本發(fā)明還提供了一種設(shè)置有上述背光源控制系統(tǒng)的液晶顯示器，包括背光源、液 晶顯示屏，其中，所述背光源控制系統(tǒng)控制所述背光源為所述液晶顯示屏提供相應(yīng)亮度的 光源。
本發(fā)明還提供了一種背光源控制方法，包括
采集液晶顯示驅(qū)動信號； 對所述液晶顯示驅(qū)動信號進(jìn)行最大值算法、歸一化算法及背光源亮度參數(shù)映射， 獲得背光控制信號，獲得背光控制信號的值，并生成背光控制信號；
通過所述背光控制信號控制背光源生成相應(yīng)亮度的光源。 上述技術(shù)方案，背光源控制系統(tǒng)能夠根據(jù)液晶顯示器的顯示畫面，僅對背光源亮 度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而降低了背光源的耗電量，同時由于采用最大值算法、歸一化算法及函數(shù)映 射等簡單的處理方法，通過成本較低的處理芯片即可實現(xiàn)，降低了液晶顯示器的成本，提高 了產(chǎn)品性能。 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明背光源控制系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明液晶顯示器實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明背光源控制方法實施例的流程圖； 圖4為本發(fā)明背光源控制方法實施例中生成背光控制信號的流程圖；
圖5為本發(fā)明背光源控制方法實施例中背光源亮度參數(shù)映射的示意圖。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明背光源控制系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。背光源控制系統(tǒng)包括信號 采集子系統(tǒng)11、信號處理子系統(tǒng)12、信號輸出子系統(tǒng)13及背光源驅(qū)動電路14。其中，信號 采集子系統(tǒng)11用于采集LCD驅(qū)動信號，以供信號處理子系統(tǒng)12進(jìn)行算法運算，實現(xiàn)信號采 集子系統(tǒng)ll的芯片的數(shù)量可以是單數(shù)，也可以是復(fù)數(shù)。信號處理子系統(tǒng)12用于對所述LCD 驅(qū)動信號進(jìn)行最大值算法、歸一化算法及背光源亮度參數(shù)映射，獲得背光控制信號的值。信 號處理子系統(tǒng)12將信號采集子系統(tǒng)11采集到的信號按照上述函數(shù)算法進(jìn)行計算，得到背 光源的背光控制信號的值，并將背光控制信號的值傳送至控制信號輸出子系統(tǒng)13。信號輸 出子系統(tǒng)13用于將所述背光控制信號的值生成背光控制信號，并將所述背光控制信號輸 出給背光源的驅(qū)動控制端。實現(xiàn)信號輸出子系統(tǒng)13的硬件可以是單個輸出芯片，也可以是 具有該功能的電路模塊。背光源驅(qū)動電路14用于接收所述背光控制信號，并根據(jù)所述背光 控制信號驅(qū)動背光源15為液晶顯示器的液晶顯示屏提供相應(yīng)亮度的光源。
上述信號處理子系統(tǒng)12可包括最大值計算單元、判斷單元、歸一化單元及映射 單元。其中，最大值計算單元用于計算出所述信號采集子系統(tǒng)采集到的一幀所述LCD驅(qū)動 信號的像素亮度最大值。也就是計算一幀畫面中紅、綠、藍(lán)像素對應(yīng)的像素亮度最大值。所 述最大值計算單元可采用冒泡法或比較法等各種最大值算法計算像素亮度最大值。判斷單 元用于判斷所述最大值計算單元是否完成一幀所述LCD驅(qū)動信號的計算。歸一化單元用于 對所述像素亮度最大值進(jìn)行歸一化計算，將像素亮度最大值轉(zhuǎn)化成[O，l]區(qū)間上的一個數(shù)值。映射單元用于通過[O，l]區(qū)間上的凸函數(shù)將所述歸一化單元的計算結(jié)果與背光源亮度 參數(shù)進(jìn)行映射，得到所述背光控制信號的值。 上述信號處理子系統(tǒng)12可通過單片機(jī)、數(shù)字信號處理器(digital signalprocessor，DSP)或?qū)崟r操作系統(tǒng)(Real Time Operating System,ARM)等專用處理 芯片實現(xiàn)。這些芯片的數(shù)量可以是一個，也可以是多個。 上述信號輸出子系統(tǒng)13可將背光控制信號的值生成對應(yīng)占空比的脈寬調(diào)制 (Pulse Width Modulation, P麗)背光控制信號。生成輸出的背光控制信號的格式可為晶 體管-晶體管邏輯(Transistor-Transistor Logic, TTL)電平、互補(bǔ)對稱金屬氧化物半導(dǎo) 體(Complementary metal-oxide-semiconductor, CMOS)電平，或者背光源驅(qū)動控制端可接 收的其它信號形式。 上述背光源驅(qū)動電路14能夠為背光源15提供能量，并能接收背光控制信號，使背 光源15按照背光控制信號的狀態(tài)進(jìn)行工作。背光源驅(qū)動電路的工作模式可為恒流工作模 式或恒壓工作模式。 上述LCD驅(qū)動信號的格式可為視頻圖像矩陣(Video Gr即hics Array,VGA)格式、 數(shù)字可視化界面(Digital Visual Interface, DVI)格式或能被液晶顯示器接收和處理的 其它格式。 本實施例中，背光源控制系統(tǒng)通過對LCD驅(qū)動信號顯示畫面的分析，利用算法函 數(shù)計算得到背光控制信號，使液晶顯示器背光根據(jù)顯示畫面即LCD驅(qū)動信號進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié) 而不必對LCD驅(qū)動信號做處理，解決了液晶顯示器動態(tài)背光系統(tǒng)計算復(fù)雜、成本高的問題。 并且，對比度是用像素亮度最大值除以像素亮度最小值，在最大值不變的情況下，降低亮度 最小值，則對比度得到提高。背光源控制系統(tǒng)通過對液晶顯示器的背光源進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)后， 降低了暗態(tài)下顯示畫面的亮度，從而使對比度提高。 圖2為本發(fā)明液晶顯示器實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。液晶顯示器包括背光源控制系統(tǒng) 21、背光源22、液晶顯示屏23，其中，所述背光源22是液晶顯示器的光源器件。所述背光源 控制系統(tǒng)21為上述系統(tǒng)實施例中提供的任意一種背光源控制系統(tǒng)，用于控制所述背光源 22為所述液晶顯示屏23提供相應(yīng)亮度的光源。所述背光源22可為EL背光源、CCFL背光 源或LED背光源等所有能夠提供恒定面光源的器件，能夠為液晶顯示屏23提供一定亮度和 均勻度的面光源。 本實施例中，液晶顯示器通過使用上述背光源控制系統(tǒng)對背光源進(jìn)行控制，使背 光源能夠根據(jù)顯示畫面即LCD驅(qū)動信號進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)，且無需對LCD驅(qū)動信號做處理，便 保證了液晶顯示器的畫面顯示質(zhì)量，解決了液晶顯示器動態(tài)背光系統(tǒng)計算復(fù)雜、成本高的 問題。并且，背光源控制系統(tǒng)通過對液晶顯示器的背光進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)，解決了 LCD器件功耗 大、對比度低的問題。 圖3為本發(fā)明背光源控制方法實施例的流程圖。本實施例中，采用上述系統(tǒng)實施 例給出任意一種背光源控制系統(tǒng)對上述顯示器實施例提供的任意一種液晶顯示器中的背 光源進(jìn)行控制，控制過程包括 步驟31、背光源控制系統(tǒng)采集LCD驅(qū)動信號； 步驟32、背光源控制系統(tǒng)對所述LCD驅(qū)動信號進(jìn)行最大值算法、歸一化算法及背 光源亮度參數(shù)映射運算，獲得背光控制信號的值，并生成背光控制信號；
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步驟33、背光源控制系統(tǒng)通過所述背光控制信號控制背光源生成相應(yīng)亮度的光 源，提供給液晶顯示屏。 上述步驟32中，生成背光控制信號過程如圖4所示。圖4為本發(fā)明背光源控制方 法實施例中生成背光控制信號的流程圖。生成背光控制信號的過程包括
步驟41、最大值計算單元利用最大值算法計算出一幀畫面中對應(yīng)各像素視頻信號 即LCD驅(qū)動信號的像素亮度最大值。 步驟42、判斷單元判斷是否完成對當(dāng)前一幀畫面所有數(shù)據(jù)的計算，如果計算完成， 則已得到一幀畫面數(shù)據(jù)中的像素亮度最大值，執(zhí)行下一個步驟43 ;如果沒有完成，則需繼 續(xù)循環(huán)，執(zhí)行步驟41計算像素亮度最大值。 步驟43、歸一化單元將計算得到的一幀畫面中像素亮度最大值進(jìn)行歸一化計算， 得到[O，l]區(qū)間上的一個值。 步驟44、映射單元進(jìn)行背光源亮度參數(shù)映射。如圖5所示，橫軸是將像素亮度最大 值歸一化后的值，縱軸是背光源對應(yīng)的亮度值。用來參數(shù)映射的函數(shù)曲線是O到1閉區(qū)間 上的一個l/3次二元冪函數(shù)曲線。映射單元將得到的[O，l]區(qū)間上的值經(jīng)該函數(shù)曲線映射 后，與程序中的背光源亮度參數(shù)相對應(yīng)，得到對應(yīng)的背光源亮度參數(shù)值，即背光控制信號的 值。 步驟45、信號輸出子系統(tǒng)根據(jù)得到的背光控制信號的值，生成對應(yīng)占空比的P麗 背光控制信號。 上述方法、設(shè)備及系統(tǒng)實施例根據(jù)LCD驅(qū)動信號即液晶顯示器顯示的內(nèi)容，利用 成本較低的處理芯片進(jìn)行運算處理，不對LCD驅(qū)動信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，而僅對背光源亮度進(jìn)行 控制，從而降低了背光源的耗電量，提高了顯示的效果和顯示畫面的動態(tài)對比度，并且，背 光源根據(jù)畫面進(jìn)行的亮暗調(diào)節(jié)還有效改善了液晶顯示器在顯示動態(tài)畫面時的拖影現(xiàn)象。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過 程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序 在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括R0M、 RAM、磁碟或者 光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。 最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然 可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
權(quán)利要求
一種背光源控制系統(tǒng)，其特征在于，包括信號采集子系統(tǒng)，用于采集液晶顯示驅(qū)動信號；信號處理子系統(tǒng)，進(jìn)行最大值算法、歸一化算法及背光源亮度參數(shù)映射，獲得背光控制信號的值；信號輸出子系統(tǒng)，用于將所述背光控制信號的值生成背光控制信號，并輸出所述背光控制信號；背光源驅(qū)動電路，用于接收所述背光控制信號，并根據(jù)所述背光控制信號為液晶顯示屏相應(yīng)亮度的光源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理子系統(tǒng)包括 最大值計算單元，用于計算出所述信號采集子系統(tǒng)采集到的一幀所述液晶顯示驅(qū)動信號的像素亮度最大值；判斷單元，用于判斷所述最大值計算單元是否完成一幀所述液晶顯示驅(qū)動信號的計算；歸一化單元，用于對所述像素亮度最大值進(jìn)行歸一化計算；映射單元，用于通過[O，l]區(qū)間上的凸函數(shù)將所述歸一化單元的計算結(jié)果與背光源的 背光源亮度參數(shù)進(jìn)行映射，得到所述背光控制信號的值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的背光源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述最大值計算單元采用冒 泡法或比較法計算像素亮度最大值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的背光源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理子 系統(tǒng)通過單片機(jī)、數(shù)字信號處理器或?qū)崟r操作系統(tǒng)芯片實現(xiàn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的背光源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號輸出子 系統(tǒng)的輸出格式為晶體管_晶體管邏輯電平或者互補(bǔ)對稱金屬氧化物半導(dǎo)體電平。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的背光源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述背光源驅(qū)動 電路的工作模式為恒流工作模式或恒壓工作模式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的背光源控制系統(tǒng)，其特征在于，所述液晶顯示驅(qū) 動信號的格式為視頻圖像矩陣格式或數(shù)字可視化界面格式。
8. —種設(shè)置有上述權(quán)利要求1至7中任一項所述背光源控制系統(tǒng)的液晶顯示器，包括 背光源、液晶顯示屏，其特征在于，所述背光源控制系統(tǒng)控制所述背光源為所述液晶顯示屏 提供相應(yīng)亮度的光源。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示器，其特征在于，所述背光源為冷光片背光源、冷陰 極熒光燈背光源或發(fā)光二極管背光源。
10. —種背光源控制方法，其特征在于，包括 采集液晶顯示驅(qū)動信號；對所述液晶顯示驅(qū)動信號進(jìn)行最大值算法、歸一化算法及背光源亮度參數(shù)映射，獲得 背光控制信號，獲得背光控制信號的值，并生成背光控制信號； 通過所述背光控制信號控制背光源生成相應(yīng)亮度的光源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器、背光源控制系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括信號采集子系統(tǒng)，用于采集液晶顯示驅(qū)動信號；信號處理子系統(tǒng)，進(jìn)行最大值算法、歸一化算法及背光源亮度參數(shù)映射，獲得背光控制信號的值；信號輸出子系統(tǒng)，用于將所述背光控制信號的值生成背光控制信號，并輸出所述背光控制信號；背光源驅(qū)動電路，用于接收所述背光控制信號，并根據(jù)所述背光控制信號為液晶顯示屏提供相應(yīng)亮度的光源。顯示器包括上述控制系統(tǒng)、背光源及液晶顯示屏。方法采用最大值算法、歸一化算法及函數(shù)映射等簡單的處理方法，通過成本較低的處理芯片即可實現(xiàn)，降低了液晶顯示器的成本。
文檔編號G09G3/36GK101751879SQ20081023977
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者張麗蕾, 張凱亮, 王剛, 王慶江, 邵喜斌 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司