CN107016966A - 背光模组控制系统、控制方法及具有该系统的液晶模组 - Google Patents

背光模组控制系统、控制方法及具有该系统的液晶模组 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种背光模组控制系统，包括用以与前端系统连接的连接器及与连接器连接的控制模块，控制模块具有一个PSR on/off端口、一个PWMI端口和一个PWMO端口，其中PSR on/off端口连接前端系统，用来侦测前端系统开启/关闭PSR功能，PWMI端口连接前端系统，接收由前端系统送过来的调光信号，PWMO端口连接LED驱动电路，将调制过的调光信号给LED驱动电路调整背光的亮度；当控制模块确认前端系统开启PSR功能，此时控制模块将接收到的PWMI信号进行调制，输出一个与PWMI信号频率相同，但占空比降低的PWMO信号到LED驱动电路。本发明在显示器画面静止时，通过调整背光模组的亮度，来降低背光模组的功耗，进而降低液晶模组的功耗，效果显著。

Description

背光模组控制系统、控制方法及具有该系统的液晶模组
技术领域
本发明涉及液晶技术领域，具体涉及一种背光模组控制系统、控制方法及具有该系统的液晶模组。
背景技术
随着市场的需求，客户对电脑或其他便携式设备的功能要求也越多。其中最重要的就是设备的续航时间。在这些设备中，极大部分的电能都被液晶模组消耗，所以减小液晶模组的功耗就是重中之重。
液晶模组的功耗分为背光功耗和系统功耗，其中背光功耗占整体功耗的80％以上。所以减小背光功耗才是减小液晶模组功耗的有效方法。
然而现有的技术几乎都是减小系统功耗，很少有减少背光功耗的功能。即使现在使用最多且最流行的PSR(Panel Self Refresh，屏幕自刷新)技术也只是节省系统端的功耗，不会节省模组端的功耗。
因此，需要一种更好的背光模组控制系统与方法，以降低液晶模组的功耗，提升设备的便携式电子设备的续航时间。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种能降低功耗的背光模组控制系统、控制方法及具有该系统的液晶模组。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种背光模组控制系统，包括用以与前端系统连接的连接器及与连接器连接的控制模块，控制模块具有一个PSR on/off端口、一个PWMI端口和一个PWMO端口，其中PSR on/off端口连接前端系统，用来侦测前端系统开启/关闭PSR功能，PWMI端口连接前端系统，接收由前端系统送过来的调光信号，PWMO端口连接LED驱动电路，将调制过的调光信号给LED驱动电路调整背光的亮度；当控制模块确认前端系统开启PSR功能，此时控制模块将接收到的PWMI信号进行调制，输出一个与PWMI信号频率相同，但占空比降低的PWMO信号到LED驱动电路。
在本发明的较佳实施例中，当控制模块确认前端系统关闭PSR功能，此时控制模块就输出一个与PWMI信号波形一致的PWMO信号到LED驱动电路。
在本发明的较佳实施例中，控制模块通过检测接收信号的电平准位来确定前端系统开启/关闭PSR功能，当PSR on/off端口检测到一个高电平输入时，控制模块就确认前端系统开启PSR功能；当PSR on/off端口检测到一个低电平输入时，控制模块就确认前端系统关闭PSR功能。
在本发明的较佳实施例中，还包括一与连接器连接以接收数据的TCON，控制模块集成于TCON中，TCON通过连接器接收前端系统传输的数据及PWMI信号，TCON通过GPIO连接至控制模块的PSR on/off端口。
在本发明的较佳实施例中，控制模块设置为输出的PWMO信号的占空比降低随着时间分微小梯度降低。
本发明还提供一种液晶模组，包含上述的背光模组控制系统。
本发明还提供一种背光模组控制方法，在前端系统与LED驱动电路之间设置一控制模块，该方法包括如下步骤：
步骤S11、前端系统检测显示器画面；
步骤S12、前端系统判断显示器画面是否静止，若是，转到步骤S13；
步骤S13、前端系统开启PSR，并传输一高电平信号给控制模块；
步骤S14、控制模块将从前端系统接收到的PWMI信号进行调制，输出一个与PWMI信号频率相同，但占空比降低的PWMO信号到LED驱动电路；
步骤S15、LED驱动电路接收到上述步骤S14中的PWMO信号，通过PWMO信号的占空比来调整背光的亮度，本次控制过程结束。
在本发明的较佳实施例中，步骤S12中，前端系统若判断显示器画面非静止，则转到如下步骤：
步骤S23、前端系统关闭PSR，并传输一低电平信号给控制模块；
步骤S24、控制模块输出一个与前端系统输入的PWMI信号波形一致的PWMO信号到LED驱动电路；
步骤S25、LED驱动电路接收到上述步骤S24中的PWMO信号，通过PWMO信号的占空比来调整背光的亮度，本次控制过程结束。
在本发明的较佳实施例中，步骤S14中，输出的PWMO信号的占空比是随着时间分微小梯度降低的。
在本发明的较佳实施例中，步骤S14中，PWMO信号占空比按以PWMI信号占空比的5％的固定梯度递减到定值。
本发明的有益效果是：本发明背光模组控制系统、控制方法及具有该系统的液晶模组，在显示器画面静止时，通过调整背光模组的亮度，来降低背光模组的功耗，进而降低液晶模组的功耗，效果显著。
附图说明
图1为本发明实施例背光模组控制系统与前端系统及LED驱动电路的电路示意图。
图2为本发明实施例背光模组控制系统与前端系统及LED驱动电路的结构框图。
图3为图2所示前端系统检测到显示器为静态画面时传输给控制系统中PSR on/off端口的信号的波形图。
图4为图3所示前端系统传输给控制系统中PWMI端口的PWMI信号的波形图。
图5为图3所示控制系统中PWMO端口传输给LED驱动电路的PWMO信号的波形图。
图6为图2所示前端系统检测到显示器为动态画面时传输给控制系统中PSR on/off端口的信号的波形图。
图7为图6所示前端系统传输给控制系统中PWMI端口的PWMI信号的波形图。
图8为图6所示控制系统中PWMO端口传输给LED驱动电路的PWMO信号的波形图。
图9为本发明另一实施例背光模组控制系统与LED驱动电路的结构框图。
图10为本发明实施例背光模组功耗节省方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的背光模组控制系统、控制方法及具有该系统的液晶模组具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其它技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
PSR技术，是指通过GPU(图像处理单元)检测到几帧连续静止的画面，就开启PSR功能；GPU检测到下一帧画面与之前的画面不同，就关闭PSR功能。而在显示器的画面静止时，用户对显示画面的关注度一般都会下降，这时可以降低背光模组的亮度来降低功耗。因此，本实施例的原理是在显示器画面静止时，通过调整背光模组的亮度，来降低背光模组的功耗，进而降低液晶模组的功耗。
如图1所示，本发明实施例背光模组控制系统的原理是，在前端系统1(在本实施例中为GPU)与LED Driver(LED驱动电路)2之间增加一控制模块3，控制模块3具有一个PSRon/off(PSR开关)端口31、一个PWMI(脉冲宽度调制输入)端口33和一个PWMO(脉冲宽度调制输出)端口35。其中PSR on/off端口31连接前端系统1，用来侦测前端系统1开启/关闭PSR功能，通过检测接收信号的电平准位来确定前端系统PSR的状态。PSR on/off端口31连接前端系统1可以直接连接，也可以通过TCON(时序控制电路)5间接连接，即前端系统1先将信号传输给TCON5，TCON5再通过GPIO(通用输入/输出端口)传输给PSR on/off端口31。PWMI端口33连接前端系统1，接收由前端系统1送过来的调光信号(本实施例采用PWM输入(PWMI)信号)。PWMO端口35连接LED Driver2，将调制过的调光信号给LED Driver2调整背光的亮度。
因此，本发明实施例背光模组控制系统如图2所示，包括用以与前端系统1连接的连接器(Connector)4、与连接器4连接以接收数据的TCON5以及与连接器4连接的控制模块3。控制模块3具有一个PSR on/off(PSR开关)端口31、一个PWMI(脉冲宽度调制输入)端口33和一个PWMO(脉冲宽度调制输出)端口35。其中PSR on/off端口31通过连接器4连接前端系统1，用来侦测前端系统1开启/关闭PSR功能，通过检测接收信号的电平准位来确定前端系统PSR的状态。PWMI端口33通过连接器4连接前端系统1，接收由前端系统1送过来的调光信号。PWMO端口35用以连接LED Driver2，将调制过的调光信号给LED Driver2调整背光的亮度。
当显示器画面静止时，前端系统1检测到显示器为静态画面后，开启PSR功能，并传输一高电平信号(如图3所示)给控制模块3的PSR on/off端口31。PSR on/off端口31检测到一个高电平输入时，控制模块3就确认前端系统1开启PSR功能，此时控制模块3就将接收到的调光信号，即PWM输入(PWMI)信号(如图4所示)进行调制，输出一个与PWMI信号频率相同，但占空比降低的PWM输出(PWMO)信号(如图5所示)到LED Driver2，来减小背光亮度，以实现减小背光模组功耗的目的。
为了避免背光亮度减小产生人眼可见的闪烁，本实施例输出的PWMO信号的占空比是随着时间分微小梯度降低的，梯度可以根据实际效果来确定。经过试验，发现PWMO信号占空比按以PWMI信号占空比的5％的固定梯度降低能避免闪烁，并且功耗减小较为明显。较佳实施例中，PWMI信号占空比为90％(如图4所示)，PWMO信号前100ms的占空比为85.5％，100ms以后占空比保持为81％(如图5所示)。
当显示器画面变化时，前端系统1检测到显示器为动态画面后，关闭PSR功能，并传输一低电平信号(如图6所示)给控制模块3的PSR on/off端口31。当PSR on/off端口31检测到一个低电平输入时，控制模块3就确认前端系统关闭PSR功能，此时控制模块3就输出一个与PWMI波形一致的PWMO信号到LED Driver2，此时，背光的亮度就由前端系统控制。例如，本实施例中，PWMI信号占空比为90％(如图7所示)，PWMO信号占空比也为90％(如图8所示)。在其它实施例中，当控制模块3确认前端系统关闭PSR功能，此时控制模块3也可输出一个与PWMI波形不同的PWMO信号到LED Driver2，但相对本实施例较为复杂。
本实施例中，前端系统开启/关闭PSR功能是通过检测接收信号的电平准位来确定的，当PSR on/off端口31检测到一个高电平输入时，控制模块3就确认前端系统开启PSR功能；当PSR on/off端口31检测到一个低电平输入时，控制模块3就确认前端系统关闭PSR功能。在其它实施例中，本领域技术人员容易联想到，前端系统开启/关闭PSR功能通过其它等同方式来确定。
为了节省PCBA的Layout面积以及精简电路，如图9所示，在另一实施例中，将上述的控制模块3集成到TCON5中，通过TCON的功能来实现减小背光功耗的目的。这时，TCON5通过连接器4接收前端系统1传输的数据及PWMI信号，TCON5通过GPIO(通用输入/输出端口)51连接至控制模块3的PSR on/off端口31。
包含上述背光模组控制系统的液晶模组能节省液晶模组功耗，增加液晶模组的差异化，进而提高产品的市场竞争力。
如图10所示，具有上述背光模组控制系统的液晶模组的背光模组控制方法包括如下步骤。
步骤S11、前端系统检测显示器画面。
步骤S12、前端系统判断显示器画面是否静止，若是，转到步骤S13，若否，转到步骤S23。
步骤S13、前端系统开启PSR，并传输一高电平信号给控制模块。若控制模块是独立元件，则传输给控制模块的PSR on/off端口；若控制模块集成于TCON中，则高电平信号先传输给TCON，再由TCON将信号传输给控制模块的PSR on/off端口。
步骤S14、控制模块将从前端系统接收到的PWMI信号进行调制，输出一个与PWMI信号频率相同，但占空比降低的PWMO信号到LED Driver。本实施例中，输出的PWMO信号的占空比是随着时间分微小梯度降低的，更具体而言，PWMO信号占空比按以PWMI占空比的5％的固定梯度(此比例可调，也采用非固定梯度)递减到定值。
步骤S15、LED Driver接收到上述步骤S14中的PWMO信号，通过PWMO信号的占空比来调整背光的亮度。
步骤S23、前端系统关闭PSR，并传输一低电平信号给控制模块。若控制模块是独立元件，则传输给控制模块的PSR on/off端口；若控制模块集成于TCON中，则高电平信号先传输给TCON，再由TCON将信号传输给控制模块的PSR on/off端口。
步骤S24、控制模块输出一个与前端系统输入的PWMI波形一致的PWMO信号到LEDDriver。
步骤S25、LED Driver接收到上述步骤S24中的PWMO信号，通过PWMO信号的占空比来调整背光的亮度。因为该PWMO信号与前端系统输入的PWMI信号波形一致，所以背光的亮度实际上由前端系统所控制。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种背光模组控制系统，其特征在于，包括用以与前端系统连接的连接器及与连接器连接的控制模块，控制模块具有一个PSR on/off端口、一个PWMI端口和一个PWMO端口，其中PSR on/off端口连接前端系统，用来侦测前端系统开启/关闭PSR功能，PWMI端口连接前端系统，接收由前端系统送过来的调光信号，PWMO端口连接LED驱动电路，将调制过的调光信号给LED驱动电路调整背光的亮度；当控制模块确认前端系统开启PSR功能，此时控制模块将接收到的PWMI信号进行调制，输出一个与PWMI信号频率相同，但占空比降低的PWMO信号到LED驱动电路。
2.根据权利要求1所述的背光模组控制系统，其特征在于，当控制模块确认前端系统关闭PSR功能，此时控制模块输出一个与PWMI信号波形一致的PWMO信号到LED驱动电路。
3.根据权利要求1或2所述的背光模组控制系统，其特征在于，控制模块通过检测接收信号的电平准位来确定前端系统开启/关闭PSR功能，当PSR on/off端口检测到一个高电平输入时，控制模块就确认前端系统开启PSR功能；当PSR on/off端口检测到一个低电平输入时，控制模块就确认前端系统关闭PSR功能。
4.根据权利要求1所述的背光模组控制系统，其特征在于，还包括一与连接器连接以接收数据的TCON，控制模块集成于TCON中，TCON通过连接器接收前端系统传输的数据及PWMI信号，TCON通过GPIO连接至控制模块的PSR on/off端口。
5.根据权利要求1所述的背光模组控制系统，其特征在于，控制模块设置为输出的PWMO信号的占空比降低随着时间分微小梯度降低。
6.一种液晶模组，其特征在于，包含如权利要求1至5中任一所述的背光模组控制系统。
7.一种背光模组控制方法，其特征在于，在前端系统与LED驱动电路之间设置一控制模块，该方法包括如下步骤：
步骤S11、前端系统检测显示器画面；
步骤S12、前端系统判断显示器画面是否静止，若是，转到步骤S13；
步骤S13、前端系统开启PSR，并传输一高电平信号给控制模块；
步骤S14、控制模块将从前端系统接收到的PWMI信号进行调制，输出一个与PWMI信号频率相同，但占空比降低的PWMO信号到LED驱动电路；
步骤S15、LED驱动电路接收到上述步骤S14中的PWMO信号，通过PWMO信号的占空比来调整背光的亮度，本次控制过程结束。
8.根据权利要求7所述的背光模组控制方法，其特征在于，步骤S12中，前端系统若判断显示器画面非静止，则转到如下步骤：
步骤S23、前端系统关闭PSR，并传输一低电平信号给控制模块；
步骤S24、控制模块输出一个与前端系统输入的PWMI信号波形一致的PWMO信号到LED驱动电路；
步骤S25、LED驱动电路接收到上述步骤S24中的PWMO信号，通过PWMO信号的占空比来调整背光的亮度，本次控制过程结束。
9.根据权利要求7所述的背光模组控制方法，其特征在于，步骤S14中，输出的PWMO信号的占空比是随着时间分微小梯度降低的。
10.根据权利要求9所述的背光模组控制方法，其特征在于，步骤S14中，PWMO信号占空比按以PWMI信号占空比的5％的固定梯度递减到定值。
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