CN102081908A

CN102081908A - 液晶显示器降低功耗的方法和电路

Info

Publication number: CN102081908A
Application number: CN200910110123XA
Authority: CN
Inventors: 余荣远
Original assignee: Shenzhen Kente Science & Technology Development Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Kente Science & Technology Development Co Ltd
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2011-06-01

Abstract

本发明公开了一种液晶显示器降低功耗的方法和电路，要解决的技术问题是降低液晶显示器功耗。本发明的方法包括以下步骤：主控电路的图像处理芯片对图像的电压信号进行采样和测量，查灰阶的亮度与图像的亮度的映射关系表，得出当前图像资料的值，从关系表中查出显示该图像所需要的亮度增益，图像处理芯片从已建立的脉宽调制波PWM的占空比与背光亮度的映射关系表得出PWM脉宽调制波的占空比，更新背光模组的亮度。一种液晶显示器电路，主控电路包含一个图像处理芯片，图像处理芯片采用NT68667。本发明与现有技术相比，通过提高输入图像的亮度来补偿降低背光亮度对画面质量的影响，在不影响显示效果前提下，功耗降低了20％以上。

Description

液晶显示器降低功耗的方法和电路

技术领域

本发明涉及一种显示器降低功耗的方法和电路，特别是一种液晶显示器降低功耗的方法和电路。

背景技术

液晶显示器主要由背光模组、液晶面板、主控电路以及供电电路组成。其中，背光模组消耗了液晶显示器四分之三的能量。就目前广泛使用的冷阴极荧光灯CCFL背光结构而言，由于灯管是线光源，为了让显示器的光线分布更为均匀并提高亮度，普遍使用多组灯管来组成背光模组，另外，由于显示器是通过滤光来显示图像的，因此，即便屏幕是黑色的，显示器背光模组也是常开的，大量消耗了电能。现有技术的降低液晶显示器功耗的方法，主要集中在背光模组上，如采用将CCFL背光系统更换成LED背光系统，或者降低背光的亮度来减低功耗，但这些结构，要么大幅的提高了生产成本，要么影响到显示的实际效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种液晶显示器降低功耗的方法和电路，要解决的技术问题是降低液晶显示器功耗。

本发明采用以下技术方案：一种降低液晶显示器功耗的方法，包括以下步骤：一、当新的一帧图象到来时，主控电路的图像处理芯片对电脑主机输入的图像的电压信号进行采样和测量；二、查灰阶的亮度与图像的亮度的映射关系表，得出当前图像资料的值；三、图像处理芯片从建立的K与RGB乘法因子 (C*K)/r的映射关系表中查出显示该图像所需要的亮度增益；四、图像处理芯片从已建立的脉宽调制波PWM的占空比与背光亮度的映射关系表得出PWM脉宽调制波的占空比，更新背光模组的亮度。

本发明的方法建立灰阶的亮度与图像的亮度的映射关系表的步骤为：一、先将背光的亮度调节到最大，设置图像处理芯片的输出为内建图像输出，将红、绿、蓝的值设置为00H；二、然后逐步增加红、绿、蓝值，并记录液晶显示器的亮度值和对应的红、绿、蓝值，直到红、绿、蓝值为FFH；三、对记录的液晶显示器的亮度值，使用公式：液晶显示器的亮度值＝(当前的液晶显示器的亮度值/液晶显示器的最大亮度值)*255进行转换。

本发明的方法建立脉宽调制波PWM的占空比与背光亮度的映射关系表步骤为：一、设置图像处理芯片的输出为内建图像输出，将红、绿、蓝的值设置为FFH；二、将背光的亮度调节到最小，逐步增加脉宽调制波PWM占空比的值，并记录液晶显示器的亮度值及其对应的PWM的值，直到脉宽调制波PWM占空比的值为FFH；三、将液晶显示器亮度的值转换为用00H～FFH表示，然后将范围缩小到40H～FFH。

一种液晶显示器电路，包括主控电路，所述主控电路包含一个图像处理芯片，图像处理芯片采用NT68667。

本发明图像处理芯片的第117脚输出频率、占空比可控的脉宽调制波，通过第129电阻输入第102三极管基极，经第102三极管放大后输出给背光控制电路，通过第201连接器连接到液晶面板的背光驱动电路上。

本发明与现有技术相比，通过提高输入图像的亮度来补偿降低背光亮度对画面质量的影响，在不影响显示效果前提下，功耗降低了20％以上。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2-1是本发明的液晶面板控制电路图之一。

图2-2是本发明的液晶面板控制电路图之二。

图2-3是图2-2的局部放大图。

图3是建立灰阶的亮度与图像的亮度的映射关系表的流程图。

图4是建立脉宽调制波PWM的占空比与背光亮度的映射关系表流程图。

图5是本发明的方法流程图。

具体实施方式

图6是本发明方法实施前后亮度变化曲线图。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。如图1所示，本发明的液晶显示器具有主控电路，主控电路的液晶面板控制电路和背光控制电路分别控制液晶面板和背光模组，供电电路为主控电路、液晶面板和背光模组供电。

如图2-1和图2-2所示，液晶面板控制电路有两路输入信号，一路由15针模拟信号输入VGA插座，将模拟信号输入至图形处理芯片U101，另一路由24针数字信号输入DVI插座，将数字信号输入至图形处理芯片U101，经过图形处理芯片U101处理后，通过低摆幅差分信号输出接口第103插座CN103A输出到液晶面板，实现显示。液晶面板采用韩国三星电子公司SAMGSUNG出产的LTM220-L01液晶面板，该面板内建的背光模组采用冷阴极荧光灯背光灯管来担当背光源。

如图2-3所示，图形处理芯片U101的第117脚输出频率、占空比可控的脉宽调制波PWM，通过第129电阻R129输入第102三极管Q102基极，经第102三极管Q102放大后输出给背光控制电路，并通过第201连接器H201连接到液晶面板的背光驱动电路IVERTER上。图形处理芯片通过控制脉宽调制波占空比的大小来控制背光的亮度。

图像处理芯片采用台湾联咏电子股份有限公司公司的NT68667，NT68667内集成8051微处理器以及图像处理部件，它不仅承担主控电路的控制功能，还有对输入信号采样，处理以及输出的功能，以及控制背光亮度的电路的功能。

液晶显示器的亮度是由图像的亮度和背光模组的亮度共同决定的。背光模组的亮度越高，背光模组所消耗的能量就越高。而图像亮度的提高，则对背光模组的功耗基本没有什么影响。

假设输入的图像为灰阶，并且图像的亮度与灰阶的亮度存在对应关系，设图像的亮度为L1，灰阶的亮度为Y，那么L1＝G(Y)。

假设控制背光亮度的PWM的占空比D与背光亮度L2成对应关系，那么L2＝P(D)。

假设液晶显示器的亮度为L，它和L1，L2存在正比例关系，那么L＝G(Y)*P(D)。假设调节后的亮度为Y’，那么L’＝G(Y’)*P(D’)。

为了保持调节后效果不变，那么L＝G(Y)*P(D)＝G(Y’)*P(D’)＝L’。

假设K＝P(D)/P(D’)，那么Y’＝G_-1(G(Y)*K)。

假设G(Y)＝C*Yr，那么Y’＝(C*K)/r*Y。

因此，只要建立以下数据，则可以根据输入来设置输出的图像亮度还有背光的亮度：建立灰阶的亮度与图像的亮度的映射关系表，建立脉宽调制波PWM的占空比与背光亮度的映射关系表，建立K与RGB乘法因子(C*K)/r的映射关系表。

如图3所示，建立灰阶的亮度与图像的亮度的映射关系表的流程为：一、先将背光的亮度调节到最大，设置图像处理芯片的输出为内建图像输出，将红R、绿G、蓝B的值设置为00H；二、然后逐步增加红R、绿G、蓝B值，并记录液晶显示器的亮度值和对应的红R、绿G、蓝B值，直到红R、绿G、蓝B的值为FFH；三、对记录的液晶显示器的亮度值进行转换，使用公式：

液晶显示器的亮度值＝(当前的液晶显示器的亮度值/液晶显示器的最大亮度值)*255。

如图4所示，建立脉宽调制波PWM的占空比与背光亮度的映射关系表流程为：一、设置图像处理芯片的输出为内建图像输出，将R、G、B的值设置为FFH；二、将背光的亮度调节到最小，逐步增加脉宽调制波PWM占空比的值，并记录液晶显示器的亮度值及其对应的PWM的值，直到脉宽调制波PWM占空比的值为FFH；三、将液晶显示器亮度的值转换为用00H～FFH表示，然后将范围缩小到40H～FFH。

如表1所示，根据已经建立的灰阶的亮度与图像的亮度的映射关系表和脉宽调制波PWM的占空比与背光亮度的映射关系表，确立K与RGB乘法因子(C*K)/r的映射关系表。

本发明通过降低背光模组的亮度，提高输入图像的亮度来补偿降低背光模组亮度后对画面亮度的影响。主控电路通过对电脑主机PC输入到图像处理芯片的信号进行采样，图像处理芯片再根据上述的算法，基于在背光模组亮度为最大的情况下显示亮度的值，在尽可能降低背光模组亮度的情况下，提高图像的亮度，也就是提高对画面的增益，得出相应的背光模组的亮度，然后，图像处理芯片控制连接到背光调节电路的脉宽调制波PWM的占空比，调节背光模组的亮度，来达到节约能耗的目的。

如图5所示，本发明的液晶显示器降低功耗的方法，包括以下步骤：一、当新的一帧图象到来时，主控电路的图像处理芯片对电脑主机输入的图像的电压信号进行采样和测量；二、查灰阶的亮度与图像的亮度的映射关系表，得出当前图像的有效资料的值；三、图像处理芯片从建立的K与RGB乘法因子(C*K)/r的映射关系表中查出显示该图像所需要的亮度增益；四、图像处理芯片对图像进行处理，提高图像的亮度，降低背光模组的亮度，图像处理芯片从已建立的脉宽调制波PWM的占空比与背光亮度的映射关系表得出PWM脉宽调制波的占空比，更新背光模组的亮度。

如图6所示，采用日本美能达MINOLTA CA-110彩色分析仪，对应用本发明实施例的液晶显示器的亮度随输入而变化进行测试，对照原来的方法，本实施例可以降低液晶显示器20％以上的功耗，画面的质量并没有因为加入该功能而降低。

表1灰阶的亮度与图像的亮度的映射关系

Claims

1.一种降低液晶显示器功耗的方法，包括以下步骤：一、当新的一帧图象到来时，主控电路的图像处理芯片对电脑主机输入的图像的电压信号进行采样和测量；二、查灰阶的亮度与图像的亮度的映射关系表，得出当前图像资料的值；三、图像处理芯片从建立的K与RGB乘法因子(C*K)/r的映射关系表中查出显示该图像所需要的亮度增益；四、图像处理芯片从已建立的脉宽调制波PWM的占空比与背光亮度的映射关系表得出PWM脉宽调制波的占空比，更新背光模组的亮度。

2.根据权利要求1所述的种降低液晶显示器功耗的方法，其特征在于：所述建立灰阶的亮度与图像的亮度的映射关系表的步骤为：一、先将背光的亮度调节到最大，设置图像处理芯片的输出为内建图像输出，将红、绿、蓝的值设置为00H；二、然后逐步增加红、绿、蓝值，并记录液晶显示器的亮度值和对应的红、绿、蓝值，直到红、绿、蓝值为FFH；三、对记录的液晶显示器的亮度值，使用公式：液晶显示器的亮度值＝(当前的液晶显示器的亮度值/液晶显示器的最大亮度值)*255进行转换。

3.根据权利要求1所述的种降低液晶显示器功耗的方法，其特征在于：所述建立脉宽调制波PWM的占空比与背光亮度的映射关系表步骤为：一、设置图像处理芯片的输出为内建图像输出，将红、绿、蓝的值设置为FFH；二、将背光的亮度调节到最小，逐步增加脉宽调制波PWM占空比的值，并记录液晶显示器的亮度值及其对应的PWM的值，直到脉宽调制波PWM占空比的值为FFH；三、将液晶显示器亮度的值转换为用00H～FFH表示，然后将范围缩小到40H～FFH。

4.一种液晶显示器电路，包括主控电路，其特征在于：所述主控电路包含一个图像处理芯片，图像处理芯片采用NT68667。

5.根据权利要求4所述的液晶显示器电路，其特征在于：所述图像处理芯片的第117脚输出频率、占空比可控的脉宽调制波，通过第129电阻(R129)输入第102三极管(Q102)基极，经第102三极管(Q102)放大后输出给背光控制电路，通过第201连接器(H201)连接到液晶面板的背光驱动电路上。