CN101754529B - 改变亮度的光源装置的驱动方法和含光源装置的显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于驱动光源并在光源亮度变化和降低时仍保持其目标白色坐标的方法，该方法包括：检测从多个有色光源产生的有色光的量；将所检测的有色光与参考数据相比较，并验证有色光源具有正确的预设占空比有色光。如果有色光源以预设占空比驱动，那么该方法包括：基于所检测的来自有色光源的光来修改参考数据，以及基于修改的参考数据通过控制提供给有色光源的驱动信号来调整有色光的量。

Description

改变亮度的光源装置的驱动方法和含光源装置的显示装置
技术领域
本发明涉及一种用于显示装置的光源和一种用于驱动光源的方法。
背景技术
通常，液晶显示(LCD)装置是较薄、较轻的，并且具有低功耗，这些使得它们在较大的电视屏、监控器、笔记本电脑、移动电话等中流行。LCD装置包括图像显示面板，该显示面板使用液晶的电光控制透光率和提供光给显示面板的背光组件。
背光组件包括产生光的光源，以在显示面板上显示图像。背光组件可以应用冷阴极荧光灯(CCFL)或发光二极管(LED)。当今，背光组件主要使用LED来代替CCFL，因为LED功耗低且色彩重现度高。
显示LED包括红色LED、绿色LED以及蓝色LED。从红色、绿色以及蓝色LED产生的红色光、绿色光和蓝色光混合为白色光中。然而，LED的亮度根据其使用时间、温度和湿度而变化。
图1是示出了LED的寿命与亮度之间的关系的图表。
参考图1，根据LED的色彩LED具有不同的亮度特性和寿命。红色LED的寿命在三种颜色的LED中是最短的。
背光组件补偿LED的亮度变化以实现精确的色彩重现。在现有技术中，背光组件利用色彩传感器检测由红色、绿色和蓝色LED产生的光的量。接着，背光组件通过将所检测的光的量与目标色彩坐标和目标亮度相比较，然后优化驱动信号至红色、绿色和蓝色LED来调整亮度。
然而，随着LED的使用时间的增加，其亮度会降低，并且背光组件可能不能够与目标白色坐标和目标亮度相匹配。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种驱动光源的方法，所述方法在亮度降低时也能够保持目标白色坐标。
另一方面，本发明提供了一种适于应用驱动光源的方法的光源装置。
进一步，本发明提供了一种具有光源装置的显示装置。
根据本发明的另一方面，用于驱动光源的方法包括：对多个有色光源预设占空比，其中，每个有色光源均具有预定的亮度参考数据；用多个传感器检测从多个有色光源中产生的有色光的量，并存储感测数据；将感测数据与有色光源的参考数据相比较；基于所检测的来自有色光源的有色光，对参考数据进行有色光修改；以及基于修改的参考数据通过控制提供给有色光源的驱动信号来调整有色光。
所述方法可以进一步包括将感测数据与参考数据相比较，并且验证如果感测数据不等于参考数据，有色光源是否具有预设占空比。
修改参考数据可以包括检测来自由预设占空比驱动的有色光源的有色光的量；计算有色光感测数据与参考数据之间的比率；基于比率产生修改数据；并且基于修改的数据修改参考数据。
预设占空比可以是最大占空比。
在示例性实施例中，有色光源包括红色发光二极管(LED)、绿色LED以及蓝色LED。
参考数据可以包括形成目标亮度和目标白色坐标的红色光的参考量、绿色光的参考量以及蓝色光的参考量。
所述方法可以进一步包括当有色光源不由有色光预设占空比驱动时，基于参考数据调整有色光的量。
调整有色光的量可以包括将有色光的量转换成数字型的感测数据，并且通过将感测数据与参考数据相比较来控制提供给有色光源的驱动信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种光源装置。所述光源装置包括：光源模块，具有多个有色光源；光源驱动部，用于以预设占空比驱动有色光源；光感测部，用于检测由有色光源产生的有色光的量，以及光源控制部，用于将有色光感测数据与参考数据进行有色光比较，基于所检测的有色光的量修改参考数据，并且调整有色光的量。
光源控制部可以验证在感测数据不等于参考数据时，有色光源是否由有色光预设占空比驱动。
有色光源可以包括红色LED、绿色LED以及蓝色LED。
光源装置可以进一步包括存储参考数据的存储部。参考数据可以包括形成目标亮度和目标白色坐标的红色光的参考量、绿色光的参考量以及蓝色光的参考量。
在示例性实施例中，光感测部包括：红色光传感器，用于检测从红色LED产生的红色光；绿色光传感器，用于检测从绿色LED产生的绿色光；蓝色光传感器，用于检测从蓝色LED产生的蓝色光；红色光放大器，用于放大从红色光传感器输出的红色光；绿色光放大器，用于放大从绿色光传感器输出的绿色光；以及红色光放大器，用于放大从蓝色光传感器输出的蓝色光。
在示例性实施例中，光源控制部包括：模拟数字转换器(ADC)，用于将从红色光放大器输入的红色光的量、从绿色光放大器输入的绿色光的量以及从蓝色光放大器输入的蓝色光的量转换成数字型的感测数据；以及控制部，通过将感测数据与参考数据进行比较来控制提供给有色光源的驱动信号并且调整有色光的量。
控制部在由预设占空比驱动的有色光源被检验时可以计算有色光源的感测数据和参考数据之间的比率；基于该比率产生所修改的数据，并且基于所修改的数据修改参考数据。
根据本发明的另一方面，提供了一种显示装置，所述显示装置包括：显示面板，用于显示图像；光源模块，具有多个有色光源并且提供有色光给显示面板；光源驱动部，用于以预设占空比驱动有色光源；光源感测部，用于检测从由光源驱动部驱动的有色光源产生的有色光的量，并且光源控制部通过将对应于有色光的量的感测数据与参考数据相比较，基于以预设占空比驱动的有色光的量修改参考数据，以及调整有色光的量来保持有色光源的有色光亮度。
显示装置可以进一步包括接收来自用户的关于目标色彩坐标和目标亮度的信息的用户输入部。基于从用户输入部输入的信息，光源控制部可以修改参考数据。
根据本发明，即使其中一个有色光源的亮度发生变化，仍可以保持目标白光坐标。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其它特征和优点将变得更加清晰，附图中：
图1是示出了发光二极管(LED)的寿命和亮度之间的关系的曲线图；
图2是示出了根据本发明的示例性实施例的显示装置的框图；
图3是示出了图2的光源装置的详细框图；
图4是示出了用于驱动图3中的光源装置的方法的流程图。
具体实施方式
下面参照附图更加详细的描述本发明，其中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以很多不同的方式来实施并且不应当被理解为限于本文中所阐述的各实施例。相反，提供这些实施例是为了本公开更为详尽而全面，并能充分地向本领域的普通技术人员传达本发明的范围。在附图中，为了清楚明了，层和区域的大小和相对大小可能会被放大。
应理解，当元件或层被称作“位于”、“连接至”、或“耦合至”另一元件或层上时，则该元件可以直接位于、直接连接至、或直接耦合至另一元件或层上，或者其间可以存在中间元件。相反，当元件称作“直接位于”“直接连接至”或“直接耦合至”另一元件或层上时，则其间不存在中间元件。全文中相同的参考标记指的是相同的元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的术语中的任一和所有组合。
应当理解，虽然术语第一、第二、第三等可以在本文中使用以描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域，层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语仅用来区分一个元件、组件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。因此，在不背离本发明教导的前提下，下文讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以称为第二元件、组件、区域、层、或部分。
为便于描述如图中所示的一个元件或功能部件与另一个元件或功能部件的关系，可以使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下部”、“在……上方”、“上部”等的相对空间术语。应当理解，这些相对空间术语旨在包括除图中所描述的方位以外的正在使用或运行的装置的不同方位。例如，如果图中装置被翻转，描述为在其他元件或功能部件“下方”或“之下”的元件会定位为在其他元件或功能部件“上方”。因此，示例性术语“在……下面”可以包括上方和下方的方位。装置可以另外定位(旋转90度或者位于其他方位)并且本文中所使用的空间上相关的描述词对其进行相应解释。
本文所使用的术语仅是为了描述特定的实施例，并不旨在限于本发明。如本文所使用的，除非文中清楚的指明，单数形式的“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”也可以包括复数形式。应更深地理解，本说明书中所用的术语“包含(includes)”和/或“包括(including)详细规定了描述的功能部件、整数、步骤、操作、元件、和/或组件的存在情况，但不排除一个或多个其他功能部件、整数、步骤、操作、元件、组件、和/或其组合的存在情况或相加在一起的情况。
本文中参考横截面说明描述本发明的示例性实施例，这些横截面说明是本发明的理想示例性实施例(和中间结构)的示意性说明。同样，(例如)由于制造技术和/或公差所引起的示出的形状的变化是预期发生的。因而，本发明的示例性实施例不应该被理解为限于本文中所示的区域的特定形状，而应当包括由于例如制造所导致的形状上的偏差。例如，被作为长方形说明的插入区域将通常具有圆形或曲线形的特征和/或在其边缘的植入浓度的倾斜度，而不是与植入到未植入区域的二位改变。同样，通过植入形成的掩埋区域可以导致在掩埋区域和发生植入的表面之间的区域中的一些植入。因而，图中所示的区域实际是示意性的，而且其形状并不旨在说明设备的区域的实际形状，并且并不旨在限制本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)与本发明所属的技术领域的普通技术人员的共同理解具有相同的意思。应当更深地理解，术语，例如在常用字典中定义的那些，应被理解为其含义与它们在相关领域背景中的含义一致，并且除非在本文中清楚地定义，否则将不对所述术语进行理想化或过于形式的解释。
下文，将参考附图详细解释本发明。
图2是示出了根据本发明的实施例的显示装置的框图。
参考图2，根据本发明的实施例的显示装置包括显示面板100、面板驱动部130、时序(timing)控制部200、用户输入部250以及光源装置300。
显示面板100包括显示图像的多个像素。例如，像素的数目可以是M×N个(M和N是自然数)。每个像素P包括：开关元件TR，连接至栅极线GL和数据线DL；液晶电容器CLC，连接至开关元件TR和存储电容器CST。
时序控制部200接收控制信号CON和图像信号DATA。控制信号CON可以包括垂直同步信号、水平同步信号以及时钟信号。时序控制部200利用控制信号CON产生面板控制信号212，以便控制面板驱动部130。时序控制部200利用控制信号CON产生光源控制信号214，以便控制光源装置300。
面板驱动部130利用来自时序控制部200的面板控制信号212来驱动显示面板100。
面板驱动部130可以包括数据驱动部132和栅极驱动部134。面板控制信号212包括控制数据驱动部132的驱动时序的第一控制信号212a和控制栅极驱动部134的驱动时序的第二控制信号212b。第一控制信号212a可以包括时钟信号和水平起始信号。第二控制信号212b可以包括垂直起始信号。
数据驱动部132利用第一控制信号212a和图像信号DATA来产生数据信号。数据驱动部132提供数据信号给数据线DL。
栅极驱动部134利用第二信号212b产生栅极信号。栅极信号导通栅极线GL。栅极驱动部134提供栅极信号给栅极线GL。
用户输入部250包括用于输入用户输入信号的用户界面。用户输入部250接收来自用户的光色彩特征信息，以便调整从光源装置300输出的光的色彩和亮度特征。用户输入部250提供光的色彩特征信息给光源装置300。例如，用户输入部250可以放置在显示面板100的壳体的外部。
光源装置300响应于从时序控制部200接收的光源控制信号214而提供光给显示面板100。
光源装置300包括光源模块310、光感测部330、存储部350、光源控制部370以及光源驱动部390。
光源模块310包括多个有色光源以及配置有有色光源的驱动基板。有色光源包括：红色发光二级管(LED)，用于产生红色光；绿色LED，用于产生绿色光；以及蓝色LED，用于产生蓝色光。光源模块310包括M×N(M和N是自然数)个发光模块B。每个发光模块B可以包括多个LED。
光感测部330检测从红色、绿色和蓝色LED中产生的红色光的量、绿色光的量和蓝色光的量。光感测部330提供所检测的红色光、绿色光和蓝色光的量给光源控制部370。
存储部350存储所需要的多个参考数据，以调整红色、绿色和蓝色LED中红色光的量、绿色光的量和蓝色光的量。参考数据可以包括对应于目标亮度和目标白光坐标的红色光的量、绿色光的量和蓝色光的量。可以通过在生产工艺中的检验获得参考数据。参考数据可以对应于从用户输入部250输入的色彩特征信息而进行修改。当有色光的量在有色光源中较少时，可以基于有色光的量修改参考数据。
虽然图中未示出，存储部350可以放置于光源控制部370内。
光源控制部370分析从显示装置的外部输入的图像信号DATA。光源控制部370输出调光信号，以便控制发光模块B。光源控制部370通过对由光感测部330检测的有色光的密度数据和存储在存储部350内的参考数据进行比较，来调整有色光的量。光源控制部370可以通过控制从有色光源所接收的驱动信号来调整有色光的量。例如，光源控制部370可以通过对从有色光源接收的电流信号的脉宽进行调制来调整有色光的量，从而保持目标白色坐标和目标亮度。光源控制部370可以通过对从有色光源接收的电流信号电平进行调制来调节有色光的量。
当感测数据不等于参考数据时，光源控制部370检验有色光源是否由预设占空比(duty cycle)驱动。预设占空比可以是最大的占空比(100％)。如果存在由预设占空比驱动的有色光源，则基于来自由预设占空比驱动的有色光源的有色光的量，光源控制部370修改参考数据。光源控制部370控制光感测部330，以检测来自由预设占空比驱动的有色光源的有色光的量。光源控制部370计算所检测的来自由预设占空比驱动的有色光源的光数据与参考数据之间的比率。基于这个比率，光源控制部370产生修改的数据，以便修改参考数据。例如，光源控制部370可以通过将参考数据与该比率相乘来产生修改的数据。光源控制部370提供修改的数据给存储部350，以便修改存储部350的参考数据。基于修改的参考数据，光源控制部370调整有色光源的有色光的量。
当色彩特征信息由用户从用户输入部250输入时，基于从用户输入部250输入的色彩特征信息，光源控制部370可以修改参考数据。
基于由光源控制部370接收的红色、绿色和蓝色驱动信号，光源驱动部390驱动发光模块。
图3是示出了图2的光源装置的详细框图。
参考图2和图3，光源装置300包括光源模块310、光感测部330、存储部350、光源控制部370以及光源驱动部390。
光源模块310包括红色LED(R_LED)、绿色LED(G_LED)和蓝色LED(B_LED)。
光感测部330包括光传感器332和放大器334。
光传感器332包括：红色光传感器332a，用于检测由红色LEDR_LED产生的红色光的量；绿色光传感器332b，用于检测由绿色LED G_LED产生的绿色光的量；以及蓝色光传感器332c，用于检测由蓝色LED B_LED产生的蓝色光的量。光传感器332可以放置于光源模块310的中心。光传感器332可以放置于光源模块310的侧面。
放大器334包括：红色光放大器334a，用于放大从红色光传感器332a输出的红色光；绿色光放大器334b，用于放大从绿色光传感器332b输出的绿色光；以及蓝色光放大器334c，用于放大从蓝色光传感器332c输出的蓝色光。每个红色、绿色和蓝色光放大器334a、334b和334c均可以包括作为低通滤波器(LPF)的运算放大器(op-amp)。
光源控制部370包括模-数转换器(ADC)372和控制部374。
ADC 372将红色、绿色和蓝色感测信号转换为数字型的红色、绿色和蓝色感测数据。
控制部374将感测数据与存储部350所存储的参考数据相比较。当感测数据不等于参考数据时，控制部374检验有色光源是否由预设占空比驱动。当有色光源由预设占空比驱动时，光源控制部370基于由预设占空比驱动的有色光源的有色光的量来修改参考数据。控制部374控制光感测部330，以检测来自由预设占空比驱动的有色光源的有色光的量。控制部374计算由预设占空比驱动的有色光源的感测数据与参考数据之间的比率。控制部374通过将参考数据与该比率相乘而产生修改的参考数据。光源控制部370提供修改的数据给存储部350，以便修改存储部350的参考数据。基于修改的参考数据，光源控制部370调整来自有色光源的有色光的量。
光源驱动部390包括：红色驱动部392，用于提供红色驱动信号给红色LED R_LED；绿色驱动部394，用于提供绿色驱动信号给绿色LED G_LED；以及蓝色驱动部396，用于提供蓝色驱动信号给蓝色LED B_LED。
图4是示出了用于驱动光源装置的方法的时序图。
参考图3和图4，光感测部330检测从红色、绿色以及蓝色LEDR_LED、G_LED和B_LED产生的红色光的数量、绿色光的数量以及蓝色光的数量(步骤S110)。光感测部330放大红色、绿色以及蓝色感测信号。光感测部330向ADC 372输出放大后的红色、绿色以及蓝色感测信号。ADC 372将红色、绿色以及蓝色感测信号转换成数字数据。ADC 372输出数字数据。
控制部374检验红色、绿色以及蓝色感测数据是否等于由存储部350所存储的参考数据(步骤S120)。
当红色、绿色以及蓝色感测数据等于步骤S120中的参考数据时，控制部374保持提供给红色、绿色以及蓝色LED R_LED、G_LED和B_LED的驱动信号的预设占空比(步骤S130)。
当红色、绿色以及蓝色感测数据不等于步骤S120中的参考数据时，控制部374检验是否在红色、绿色以及蓝色LED R_LED、G_LED和B_LED中存在由预设占空比驱动的LED(步骤S140)。
如果在步骤S140中不存在由预设占空比驱动的LED，则控制部374通过重新设置红色、绿色以及蓝色二极管R_LED、G_LED以及B_LED的驱动信号占空比来调整红色光、绿色光以及蓝色光的数量，以致红色、绿色以及蓝色感测数据等于参考数据(步骤S150)。这个过程反馈到步骤S110。重复执行步骤S110至S140。
如果在步骤S140中存在由预设占空比驱动的LED，则控制部374控制光感测部330，以检测来自由预设占空比驱动的有色光的量。光感测部330根据控制部374的控制来检测来自由预设占空比驱动的有色光的量(S160)。
控制部374计算由预设占空比驱动的LED的感测数据与由预设占空比驱动的LED的参考数据之间的比率(步骤S170)。
基于这个比率，控制部374产生修改的数据，以便修改参考数据(S180)。例如，控制部374可以通过将参考数据与该比率相乘来产生修改的数据。
控制部374将参考数据改变为修改的数据(S190)。这个过程反馈到步骤S120。再次执行步骤S120。
根据本发明，当红色、绿色和蓝色LED R_LED、G_LED和B_LED中的一个已经减小亮度时，则基于所检测的亮度减小的LED的有色光的量来修改参考数据。相对于修改的参考数据，通过调整红色光的量、绿色光的量以及蓝色光的量，可以总保持目标白色坐标。因此，可以提高显示装置的图像质量。虽然已经描述了本发明的示例性实施例，应当理解的是，本发明不应当限于这些示例性实施例，而是在如下文所附权利要求的本发明的精神和范围内，可以进行各种变化和修改。

Claims (7)

1.一种用于驱动光源的方法，所述方法包括：
对多个有色光源预设占空比，其中，每个有色光源均具有亮度的预定参考数据；
使用多个传感器检测从多个有色光源中产生的有色光的量作为感测数据，并存储所述感测数据；
将所述感测数据与所述有色光源的所述预定参考数据进行比较；
在所述感测数据不等于所述预定参考数据时验证所述有色光源是否具有所述预设占空比；
当所述有色光源具有所述预设占空比时，基于所检测的所述有色光源的有色光的量来修改所述预定参考数据；
基于修改的预定参考数据，通过控制提供给所述多个有色光源的驱动信号来调整所述多个有色光源的有色光的量，
其中，修改所述预定参考数据包括：
检测由所述预设占空比驱动的所述有色光源的有色光的量；
计算所述感测数据与所述预定参考数据之间的比率；
基于所述比率产生修改的数据；以及
基于修改的数据修改所述预定参考数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预设占空比是最大占空比。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有色光源包括红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述预定参考数据包括对应于目标亮度和目标白色坐标的红色光的参考量、绿色光的参考量以及蓝色光的参考量。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括当所述有色光源不由所述预设占空比驱动时基于所述预定参考数据来调整所述有色光的量。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，调整所述有色光的量包括：
将所述有色光的量转换成数字型的感测数据；以及
通过将所转换的感测数据与所述预定参考数据进行比较来控制提供给所述有色光源的驱动信号。
7.一种显示装置，包括：
显示面板，用于显示图像；
光源模块，具有多个有色光源并且提供有色光给所述显示面板；
光源驱动部，用于以预设占空比驱动所述多个有色光源；
光感测部，用于检测由所述光源驱动部驱动的所述多个有色光源产生的有色光的量；以及
光源控制部，通过将对应于有色光的量的感测数据与参考数据进行比较，在所述感测数据不等于所述参考数据时验证所述有色光源是否由所述预设占空比驱动，当所述有色光源具有所述预设占空比时，基于以所述预设占空比驱动的有色光的量修改所述参考数据，以及调整有色光的量，来保持有色光源亮度，
其中，所述光源控制部通过检测由所述预设占空比驱动的所述有色光源的有色光的量，计算所述感测数据与所述参考数据之间的比率，基于所述比率产生修改的数据以及基于修改的数据修改所述参考数据。
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