CN100510868C - 液晶显示器背光的驱动装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明采用了一种用于驱动液晶显示器背光的技术,其能够使采用发光二极管作为光源的背光中的波噪音最小。为此,一种用于驱动背光的装置,包括:脉宽调制信号移相单元,其根据背光类型偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的相位,从而输出相位偏移后的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号;至少一发光二极管驱动单元,通过采用相位偏移后的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号驱动发光二极管阵列;以及多个发光二极管阵列,每个包括多个发光二极管,各发光二极管通过由至少一发光二极管驱动单元提供的各脉宽调制信号点亮从而发出红光、绿光和蓝光。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动液晶显示器的背光的技术,尤其是,涉及一种液晶显示器背光的驱动装置和方法,其能够通过采用发光二极管(LED)作为光源的背光使液晶面板上的波噪音最小。
背景技术
一般来说,液晶显示器的应用(下文中简称为“LCD”)由于如重量轻、尺寸小、和功耗低的特性已经扩展到办公自动化设备、音频/视频器件等。LCD是通过根据施加至呈矩阵排列的多个控制开关的图像信号控制从背光产生的光的透光率显示需要的图像。
LCD不是自发光显示器,从而各LCD包括光源例如设置在LCD背面的背光。一般来说,采用荧光灯作为LCD的背光。LCD根据背光的排列分为直下式LCD和侧光式LCD。发光二极管(LED)已经广泛地用作应用于个人数字助理(PDA)、移动电话、笔记本电脑等小LCD的背光。
图1示出了根据相关技术采用发光二极管作为背光的液晶显示器中背光的排列。即,图1A示出了侧光式背光的结构,其中发光二极管阵列12在散射膜内衬腔体(lining cavity)11的侧面形成。图1B示出了直下式背光的结构,其中发光二极管阵列12在散射膜内衬腔体(lining cavity)11的后表面形成。
图2和3示出了根据相关技术在液晶显示器中用作背光的发光二极管的排列。即,图2A和2B示出了通过采用小量的高功率发光二极管实施的背光的示意图。图3示出了通过将正常发光二极管排列为阵列形式实施的背光的示意图。
图4是根据相关技术背光的驱动电路的框图。如图4所示,用于驱动背光的装置包括发光二极管驱动单元41R、41G、和41B,其分别驱动发光二极管阵列42R、42G、和42B,并且发光二极管阵列42R、42G、和42B由从发光二极管驱动单元41R、41G、和41B提供的脉宽调制信号分别点亮,并发红光、绿光、和蓝光。用于驱动具有上述结构背光的装置的操作将参照图5说明。
发光二极管驱动单元41R、41G、和41B分别以脉冲模式驱动用于绿、红、蓝的发光二极管阵列42R、42G、和42B,其中红发光二极管LED_R、绿发光二极管LED_G、和蓝发光二极管LED_B各自彼此串联。
此外,如图5,发光二极管驱动单元41R、41G、和41B通过用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B以脉冲模式执行调光控制。
当发光二极管驱动单元41R、41G、和41B向发光二极管阵列42R、42G、和42B输出用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B时,用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B如图5同步并输出。
因此,红发光二极管LED_R、绿发光二极管LED_G、和蓝发光二极管LED_B通过分别从发光二极管驱动单元41R、41G、和41B提供的红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B点亮,从而发射红、绿、和蓝光分量。红、绿、和蓝光分量混合产生白光,以提供给液晶面板的后表面。
这里,如图5所示,脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B具有信号互相重叠的周期。当用于红、绿、和蓝的三个脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B互相重叠时,从发光二极管驱动单元41R、41G、和41B产生的频率影响液晶面板的数据线,这将导致数据线充电时间的失真。由于数据线充电时间失真在液晶面板上产生波噪音。为了防止在液晶面板上发生波噪音,已经应用了改变发光二极管驱动单元41R、41G、和41B的PWM调光频率的方法。然而,这种方法很难从根本上消除波噪音。此外,由于频率范围很小,很难有效地防止波噪音的产生。
发明内容
因此,本发明的一个目的在于提供一种通过改变在采用发光二极管作为光源的液晶显示器的背光中脉宽调制信号的相位能够消除波噪音的驱动背光的装置和方法。
为了获得这些和其它的优点并根据本发明的目的,如在此具体和广义描述的,提供了一种用于驱动背光的装置,包括:脉宽调制信号移相单元,根据背光类型偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的相位,从而输出相位偏移后的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号;至少一发光二极管驱动单元,通过采用相位偏移后的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号驱动发光二极管阵列;以及多个发光二极管阵列,每个包括多个发光二极管,各发光二极管通过由至少一发光二极管驱动单元提供的各脉宽调制信号点亮从而发出红光、绿光和蓝光。
为了获得这些和其它的优点并根据本发明的目的,如在此具体和广义描述的,提供了一种背光的驱动方法,包括:根据背光类型偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的相位并使用于红、绿、和蓝的移相脉宽调制信号中的重叠部分最小;以及通过分别采用相位偏移后的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号驱动发光二极管阵列。
本发明上述和其它的目的、特征、方面和优势通过下面本发明的详细说明并结合附图将是显而易见的。
附图说明
本申请所包含用于进一步理解本发明与说明书相结合并构成说明书的一部分的所述附图表示本发明的实施例并与说明书一起解释本发明的原理。
在图中:
图1A和1B分别示出了侧光式背光的结构和直下式背光的结构的透视图;
图2A和2B示出了通过高功率发光二极管实施的背光的示意图;
图3示出了通过正常发光二极管实施的背光的示意图;
图4是根据相关技术背光驱动电路的方框图;
图5是用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的波形图;
图6是根据本发明实施方式的用于驱动液晶显示器的背光的装置的方框图;
图7是相位偏移的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的波形图;
图8是相位根据发光二极管阵列偏移的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的波形图;以及
图9相位根据发光二极管阵列和用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号偏移的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的波形图。
具体实施方式
现在将详细说明本发明的优选实施方式,在附图中示出其实施例。
图6是根据本发明实施方式的用于驱动液晶显示器的背光的装置的方框图。如图6所示,根据本发明实施方式的用于驱动背光的装置,包括:脉宽调制信号移相单元61,用于根据背光类型适当地偏移红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位从而输出移相脉宽调制信号;发光二极管驱动单元62R、62G、和62B,用于通过采用移相后的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B分别驱动发光二极管阵列63R、63G、和63B;以及发光二极管阵列63R、63G、和63B,用于通过由发光二极管驱动单元62R、62G、和62B提供的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B分别点亮,从而发红光、绿光、和蓝光。
在下文中,将参照图6至9详细说明具有上述结构用于驱动背光的装置。
脉宽调制信号移相单元61根据背光的类型适当地偏移由外部提供的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位,从而输出移相脉宽调制信号。即,脉宽调制信号移相单元61根据侧光式和直下式背光计算的值偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位从而向发光二极管驱动单元62R、62G、和62B输出移相脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B。
脉宽调制信号移相单元61可以通过各种方法偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位。
例如,当背光类型为如图1A所示的侧光式时,在采用发光二极管作为背光的液晶显示器中,如图7所示,用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位顺序地偏移预先确定的角度,然后输出移相脉宽调制信号。这时,用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位偏移的角度通过基于用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B中的重叠部分最小化条件的计算而设置。例如,如图7所示,用于红的脉宽调制信号PWM_R像相关技术一样输出,用于绿的脉宽调制信号PWM_G延迟大约120°然后输出,而用于蓝的脉宽调制信号PWM_B延迟大约240°然后输出。计算是根据在相关技术中施加给在侧光式背光中使用的发光二极管的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B的波形进行的,从而在三种脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B之中的重叠部分可以最小化。
此外,背光类型为如图1B所示的直下式,如图8所示,各发光二极管阵列63R、63G、和63B的脉宽调制信号的相位顺序地偏移预先确定的角度,并且输出各发光二极管阵列的移相脉宽调制信号。此外,根据本发明另一实施方式,如图9所示,各发光二极管阵列63R、63G、和63B的脉宽调制信号的相位顺序地偏移预先确定的角度,并且同时,用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B各自的相位顺序地偏移预先确定的角度,然后输出移相脉宽调制信号。例如,如图8所示,用于各发光二极管阵列63R、63G、和63B的脉宽调制信号的相位偏移120°,或如图9所示,各发光二极管阵列63R、63G、和63B的脉宽调制信号的相位偏移120°,并且同时用于各红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位偏移120°,然后输出移相脉宽调制信号。因此,如图8和9所示,发光二极管阵列63R、63G、和63B中重叠的频率和用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B中重叠的频率最小化。因此,从发光二极管驱动单元62R、62G、和62B产生的频率在液晶面板数据线上的影响最小化,并且数据线的充电时间的失真最小化。因此,当发光二极管施加给背光时在液晶面板上发生的波噪音最小化。这里相位偏移的角度通过在发光二极管阵列63R、63G、和63B和用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B的频率波形的基础上的计算确定,从而最小化频率中的重叠。此外,如图2所示,当通过采用高功率发光二极管实现背光,虽然图中未示出,但是用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位像上述实施方式一样顺序地偏移预先确定的角度
如图3所示,当背光是通过将正常发光二极管排列成阵列形式来实现,虽然图中未示出,各发光二极管阵列63R、63G、和63B的脉宽调制信号的相位偏移预先确定的角度并且像上述实施方式一样输出移相脉宽调制信号。
此外,发光二极管驱动单元62R、62G、和62B以脉冲模式通过采用相位偏移后的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B驱动发光二极管阵列63R、63G、和63B,在发光二极管阵列63R、63G、和63B中红发光二极管LED_R、绿发光二极管LED_G、和蓝发光二极管LED_B各自彼此串联。
因此,如上所述,根据背光类型,脉宽调制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位根据脉宽调制信号、发光二极管阵列、或其混合类型而偏移,并且输出移相脉宽调制信号,从而有效地消除波噪音。因此,与相关技术相比,可以得到的脉宽调制信号的频率范围增加。即,当与仅仅改变PWM调光频率从而最小化波噪音的相关技术的方法相比,根据本发明的实施方式因为根据脉宽调制信号或发光二极管阵列能够改变的频率更宽所以频率余量增加。
此外,当应用根据本发明实施方式的方法时,可以应用根据相关技术改变PWM调光频率的方法。在这种情况下,PWM调光频率的余量也增加为相关技术的两倍(例如,±10Hz→±20Hz)。
如上详细说明,根据本发明的实施方式,通过根据背光类型、根据脉宽调制信号、发光二极管阵列或者其混合类型以偏移用作发光二极管的驱动信号的脉宽调制信号的相位可以有效地消除波噪音从而在采用发光二极管作为液晶显示器中光源的背光中输出移相脉宽调制信号。
此外,由于可以有效地消除波噪音,所以可以将脉宽调制信号的频率余量增加到相关技术的两倍。
本发明可以在不脱离本发明精神或其本质特征的情况下以多种形式实施。应当理解,上述实施方式不被任何前面说明的细节所限制,除非特别说明,否则在所附权利要求书限定的精神和范围内广义地解释,并且因此所有落入权利要求书及其等同物的边界和范围内的变型和修改都包含在所附权利要求书。
Claims (10)
1、一种用于驱动背光的装置,包括:
脉宽调制信号移相单元,根据背光类型偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的相位,从而输出相位偏移后的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号;
至少一发光二极管驱动单元,通过采用相位偏移后的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号驱动发光二极管阵列;以及
多个发光二极管阵列,每个包括多个发光二极管,各发光二极管通过由至少一发光二极管驱动单元提供的各脉宽调制信号点亮从而发出红光、绿光和蓝光,
其中脉宽调制信号移相单元根据背光类型偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的相位,从而使用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号中的重叠部分最小。
2、根据权利要求1所述的装置,其特征在于,
当所述背光类型是侧光式,脉宽调制信号移相单元根据用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号在施加给侧光式背光的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的频率波形的基础上偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的相位,从而使用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的重叠部分最小,然后脉宽调制信号移相单元输出用于红、绿、和蓝的移相脉宽调制信号。
3、根据权利要求1所述的装置,其特征在于,
当所述背光类型是直下式时,脉宽调制信号移相单元根据发光二极管阵列在施加给直下式背光的发光二极管阵列的频率波形的基础上偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的相位,从而使发光二极管阵列中频率重叠部分最小,然后脉宽调制信号移相单元输出用于红、绿、和蓝的移相脉宽调制信号。
4、根据权利要求1或3所述的装置,其特征在于,
当所述背光单元是直下式时,脉宽调制信号移相单元根据用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号在施加给直下式背光的红、绿、和蓝的脉宽调制信号的频率波形的基础上偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的相位,从而使用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号中重叠部分最小,然后脉宽调制信号移相单元输出用于红、绿、和蓝的移相脉宽调制信号。
5、根据权利要求1所述的装置,其特征在于,
当所述背光为通过采用高功率发光二极管实施时,脉宽调制信号移相单元根据用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号在用于高功率发光二极管的红、绿、和蓝的脉宽调制信号的频率波形的基础上偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的相位,从而使用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号中重叠部分最小,然后脉宽调制信号移相单元输出用于红、绿、和蓝的移相脉宽调制信号。
6、根据权利要求1至3和5中任意之一所述的装置,其特征在于,所述移相的角度是120度。
7、一种背光的驱动方法,包括:
根据背光类型偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的相位并使用于红、绿、和蓝的移相脉宽调制信号中的重叠部分最小;以及
通过分别采用相位偏移后的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号驱动发光二极管阵列。
8、根据权利要求7所述的方法,其特征在于,
当所述背光类型是侧光式时,根据用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号在施加给侧光式背光的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的频率波形的基础上偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的相位,从而使用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的重叠部分最小。
9、根据权利要求7所述的方法,其特征在于,
当所述背光类型是直下式时,根据发光二极管阵列在施加给直下式背光的发光二极管阵列的频率波形的基础上偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的相位,从而使发光二极管阵列中频率重叠部分最小。
10、根据权利要求7或9所述的方法,其特征在于,
当所述背光单元是直下式时,根据用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号在施加给直下式背光的用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的频率波形的基础上偏移用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号的相位,从而使用于红、绿、和蓝的脉宽调制信号中重叠部分最小。
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