CN104835456A - 液晶显示器的led背光扫描控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示器的LED背光扫描控制方法及装置，该控制方法包括步骤1，当检测帧写入信号STV有效时，复位并启动延时计数器；步骤2，延时计数器计满后，复位并启动行同步计数器，计满时，点亮第一块灯条；行同步计数器自动复位并重启，直至再一次计满时，关闭第一块灯条，点亮第二块灯条；如此重复并依次关闭前一块灯条，点亮下一块灯条；如此，重复步骤1和步骤2。该装置包括液晶面板、LED背光灯源、背光地址计数器、背光地址解码器和开关阵列模块，液晶面板划分为多块像素区域，LED背光灯源包括多块与该多块像素区域一一对应的LED背光灯条。它们具有如下优点：彻底消除运动图像的拖影现象，提高背光源的能效，避免背光扫描闪烁。

Description

液晶显示器的LED背光扫描控制方法及装置

技术领域

本发明涉及一种背光系统，尤其涉及一种液晶显示器的LED背光扫描控制方法及装置。

背景技术

现有TFT-LCD显示器采用LED背光，效果良好，技术比较成熟，已经完全替代了原来的CCFL光源。但还存在以下问题：

1、由于液晶的惯性，液晶响应动态图如图1所示，响应时间较长(约5ms)，引起显示运动图像时产生拖尾现象；现有的解决方法是采用过驱动、插黑帧技术、运动估算与补偿技术和背光源点灭技术等。这些技术都不能彻底解决拖尾现象，而且会带来一定程度的负面影响。

2、现有的液晶显示器，采用LED背光之后，背光功率有较大下降。但无论是直下式、侧入式背光，或者是动态区域背光、RGB场序背光，开机后整个背光系统都一直亮着，所以背光功率仍然占整机功率很大的比重。

3、现有技术中采用背光扫描方式进行背光供应时，屏幕会出现闪烁的问题，究其原因是：如图2所示，背光系统以一个固定频率f_B自上而下扫描照亮屏幕，若这个固定频率f_B与行像素写入信号DE频率之间存在相位差，且这个相位差是在每一行、每一帧之间不断变化的，说明背光照亮液晶板的像素区域时，在同一帧的不同行之间，以及前后帧之间，液晶的偏转角度是不同的，所以透过液晶板的光亮度也不同，导致屏幕上出现条纹滚动或闪烁的现象。

发明内容

本发明提供了一种液晶显示器的LED背光扫描控制方法及装置，其克服了背景技术中所述的现有技术的不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

液晶显示器的LED背光扫描控制方法，液晶显示器具有LED背光灯源和液晶面板，所述液晶面板具有Q行像素分辨率，所述LED背光灯源包括N块独立的LED背光灯条BL₁，BL₂，…，BL_M，…，BL_N，所述液晶面板根据该N块灯条一一对应地划分为N块像素区域，每块像素区域对应Q/N行像素；

该扫描控制步骤包括：

步骤1，当检测帧写入信号STV有效时，复位并启动延时计数器T0，计数值为第一设定值；

步骤2，延时计数器T0计数至第一设定值满后，复位并启动行同步计数器T1，计数值为第二设定值，计满时，点亮第一块灯条BL₁；行同步计数器T1自动复位并重启，直至再一次计满时，关闭第一块灯条BL₁，点亮第二块灯条BL₂；如此重复并依次关闭前一块灯条，点亮下一块灯条；

如此，重复步骤1和步骤2；

所述延时计数器T0和行同步计数器T1都通过捕获行写入信号DE进行计数。

一实施例之中：所述第二设定值为Q/N或(Q/N)-1。

一实施例之中：所述第一设定值为(0，Q/2]。

一实施例之中：所述第一设定值为[Q/3，Q/2]。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：

液晶显示器的LED背光扫描控制装置，它包括：

液晶面板，所述液晶面板划分为多块像素区域；

LED背光灯源，所述LED背光灯源包括多块独立的LED背光灯条，所述多块LED背光灯条与该多块像素区域一一对应；

背光地址计数器，用于捕获帧写入信号STV和行写入信号DE以及输出当前需点亮的背光灯条地址信号，包括延时计数器T0和行同步计数器T1；

背光地址解码器，连接背光地址计数器，用于解码所述背光灯条地址信号，并具有与所述背光灯条块数匹配的开关信号输出线数；及

开关阵列模块，连接背光地址解码器和背光灯条，用于输出背光灯条驱动电流。

一实施例之中：所述延时计数器T0和行同步计数器T1由微控制器中的内部定时器组成，帧写入信号STV作为延时计数器T0的门控信号，行写入信号DE作为行同步计数器T1和延时计数器T0的计数脉冲信号。

一实施例之中：所述开关阵列为达林顿阵列。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1、在基于LED背光源的背光扫描方案中，采用背光扫描滞后于液晶面板帧像素写入扫描固定周期的方式，使每一行像素都是在像素电压写入后延时固定周期的时间后才被背光照亮，这时液晶像素在电场的作用下已经完全偏转到稳定状态，从而彻底消除运动图像的拖影现象。

2、液晶像素的亮度与背光亮度以及液晶的透光时间成正比，采用背光扫描时，每帧像素对应的多块LED背光灯条交替滚动亮灭，若要保持背光扫描与非背光扫描的液晶像素的亮度一致，理论上，采用背光扫描的每一块LED背光灯条的亮度都必须等于原来非背光扫描时整个背光的亮度；但是由于背光扫描时，任意时刻只有一块LED背光灯条亮着，所以背光功率并没有增加，而在本发明的背光扫描中，帧扫描无效时间和液晶响应时间(tx+tr)内,如图1所示，(此时，液晶关闭)，扫描背光是灭的(扫描背光只在对应像素完全偏转到稳定状态或当前所需灰度等级时才打开)，即扫描背光可以在该段时间内无需耗电，因此背光扫描中的单块LED背光灯条的亮度可以适当降低，从而提高背光源的能效。

3、本发明将帧写入信号STV和行写入信号DE作为背光扫描频率和行像素写入频率之间的相位对准信号，使背光扫描与行像素写入之间有一个固定相位差，克服背景技术中所述的背光扫描产生闪烁的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1绘示了背景技术中所述的液晶显示器的液晶响应动态图。

图2绘示了背景技术中所示的背光扫描周期信号与行像素写入周期信号的对比图。

图3绘示了本发明所述的直下式导光方式中，背光灯条与液晶面板位置放置图。

图4绘示了帧写入信号、行写入信号和背光驱动开关信号之间的工作时序图。

图5绘示了本发明所述的背光扫描控制方法程序图。

图6绘示了本发明所述的背光扫描控制装置的结构框图。

具体实施方式

实施例一：

请查阅图3，液晶显示器的LED背光扫描控制方法，液晶显示器具有LED背光灯源10和液晶面板20，液晶面板20具有Q行像素分辨率，LED背光灯源包括N块独立的LED背光灯条BL₁，BL₂，…，BL_M，…，BL_N，液晶面板根据该N块灯条一一对应地划分为N块像素区域，每块像素区域对应Q/N行像素。

请查阅图4和图5，该扫描控制步骤包括：

步骤1，当检测帧写入信号STV有效时，复位并启动延时计数器T0，计数值为第一设定值，该第一设定值范围可以取(0，Q/2]，即取半个帧周期VT/2以内，根据实际液晶显示器机型的需要进行选取具体数值，优选地，该第一设定值取[Q/3，Q/2]。本实施例中，该第一设定值取Q/2，即半个帧周期VT/2，VT为帧周期；

步骤2，延时计数器T0计数至第一设定值满后，复位并启动行同步计数器T1，计数值为第二设定值，计满时，点亮第一块灯条BL₁；之后行同步计数器T1自动复位并重启，直至再一次计满时，关闭第一块灯条BL₁，点亮第二块灯条BL₂；如此重复并依次关闭前一块灯条，点亮下一块灯条；所述第二设定值可以取值为Q/N或(Q/N)-1，即约取一块像素区域对应的行数。本实施例中，该第二设定值取Q/N。

如此，重复步骤1和步骤2；所述延时计数器T0和行同步计数器T1都通过捕获行写入信号DE进行计数。

即本实施例中，当检测到第一帧的帧写入信号STV时，复位并启动延时计数器T0；延时计数器T0计数至Q/2满后，复位并启动行同步计数器T1，行同步计数器T1计数至Q/N满后，点亮第一块灯条BL₁；之后行同步计数器T1自动复位并重启，直至再一次计满时，关闭第一块灯条BL₁，点亮第二块灯条BL₂；如此重复并依次关闭前一块灯条，点亮下一块灯条，这里每一块灯条依次点亮的持续时间为VT/N；当第一帧中间的一块背光灯条BL_N/2扫描照亮屏幕中间的第N/2块像素区域时，第二帧帧写入信号STV有效，延时计数器T0开始计数(计数值为Q/2)；此时系统开始写入第二帧的第一行像素信号。当第一帧的最后一块背光灯条BL_N照亮屏幕最下方的第N块像素区域时，第二帧像素信号已经写到屏幕水平中间的第Q/2行，此时重新复位和启动行同步计数器T0，即背光每扫描一帧的周期后都会根据帧写入信号STV和行写入信号DE进行扫描频率与行写入频率的相位对准。如此重复下去。

本发明适用直下式或侧入式导光方式的背光灯源。

实施例二：

请查阅图6，液晶显示器的LED背光扫描控制装置，适用于实施例一所述的背光扫描方法，它包括：

液晶面板，所述液晶面板划分为多块像素区域；

LED背光灯源，所述LED背光灯源包括多块独立的LED背光灯条11，所述多块LED背光灯条11与该多块像素区域一一对应；

背光地址计数器30，用于捕获帧写入信号STV和行写入信号DE以及输出当前需点亮的背光灯条地址信号，包括延时计数器T0和行同步计数器T1；

背光地址解码器40，连接背光地址计数器，用于解码所述背光灯条地址信号，并具有与所述背光灯条块数匹配的开关信号输出线数；及

开关阵列模块50，连接背光地址解码器和背光灯条，用于输出背光灯条驱动电流。

该延时计数器T0和行同步计数器T1由微控制器中的内部定时器组成，帧写入信号STV作为延时计数器T0的门控信号，行写入信号DE作为行同步计数器T1和延时计数器T0的计数脉冲信号。

所述背光地址解码器由译码器构成，所述开关阵列为达林顿阵列，所述LED背光灯源可采用直下式或侧入式导光方式。

在一个具体实例应用中，采用某型号的液晶电视机，运用本发明对其背光系统进行重新设计。设计之前，该电视机的标称规格为：对角线94cm，面板物理分辨率1366×768，帧频60Hz，额定消耗功率45W；侧入式LED背光，采用72颗7020白光LED。

改进后的背光系统如图所示，采用64块水平LED背光灯条(N＝64)，每块LED背光灯条由63颗7020白光LED组成。采用直下式导光设计，如图所示。

背光控制电路如图6所示，程序流程图如图5所示。背光地址计数器由8051单片机内部定时/计数器T0、T1组成，帧同步信号STV作为T0的门控信号，行像素写入允许信号DE作为T0、T1的计数脉冲。由P0口的P0.1～P0.5输出6位的背光地址信号。背光地址解码器由4块CD4514(4-16)解码器构成，共输出64线开关信号。开关阵列由8块M54562P达林顿阵列构成，输出64路驱动电流。电源采用该电视机原有的12V稳压电源。

经实际运行测试，观测不到运动图像的拖影现象，画面对比度比原机有较大改善，平均功率损耗略有下降，达到预期目标。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (7)

1.液晶显示器的LED背光扫描控制方法，液晶显示器具有LED背光灯源和液晶面板，其特征在于：所述液晶面板具有Q行像素分辨率，所述LED背光灯源包括N块独立的LED背光灯条BL₁，BL₂，…，BL_M，…，BL_N，所述液晶面板根据该N块灯条一一对应地划分为N块像素区域，每块像素区域对应Q/N行像素；

该扫描控制步骤包括：

步骤1，当检测帧写入信号STV有效时，复位并启动延时计数器T0，计数值为第一设定值；

步骤2，延时计数器T0计数至第一设定值满后，复位并启动行同步计数器T1，计数值为第二设定值，计满时，点亮第一块灯条BL₁；行同步计数器T1自动复位并重启，直至再一次计满时，关闭第一块灯条BL₁，点亮第二块灯条BL₂；如此重复并依次关闭前一块灯条，点亮下一块灯条；

如此，重复步骤1和步骤2；

所述延时计数器T0和行同步计数器T1都通过捕获行写入信号DE进行计数。

2.根据权利要求1所述的液晶显示器的LED背光扫描控制方法，其特征在于：所述第二设定值为Q/N或(Q/N)-1。

3.根据权利要求1所述的液晶显示器的LED背光扫描控制方法，其特征在于：所述第一设定值为(0，Q/2]。

4.根据权利要求3所述的液晶显示器的LED背光扫描控制方法，其特征在于：所述第一设定值为[Q/3，Q/2]。

5.液晶显示器的LED背光扫描控制装置，其特征在于：包括：

液晶面板，所述液晶面板划分为多块像素区域；

LED背光灯源，所述LED背光灯源包括多块独立的LED背光灯条，所述多块LED背光灯条与该多块像素区域一一对应；

背光地址计数器，用于捕获帧写入信号STV和行写入信号DE以及输出当前需点亮的背光灯条地址信号，包括延时计数器T0和行同步计数器T1；

背光地址解码器，连接背光地址计数器，用于解码所述背光灯条地址信号，并具有与所述背光灯条块数匹配的开关信号输出线数；

开关阵列模块，连接背光地址解码器和背光灯条，用于输出背光灯条驱动电流。

6.根据权利要求5所述的液晶显示器的LED背光扫描控制装置，其特征在于：所述延时计数器T0和行同步计数器T1由微控制器中的内部定时器组成，帧写入信号STV作为延时计数器T0的门控信号，行写入信号DE作为行同步计数器T1和延时计数器T0的计数脉冲信号。

7.根据权利要求5所述的液晶显示器的LED背光扫描控制装置，其特征在于：所述开关阵列为达林顿阵列。