CN1259006A - 驱动背景光的方法、电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

一种配有显示板的设备,该显示板上显示了输入其中的视频信号的图像,该设备提供了电平设定装置,用于输出一信号,该信号具有对应于亮度调节电平的电平;窄化装置,用于在每个伪随机周期,窄化具有周期波形的信号,该伪随机周期设定为与电平设定装置的输出电平一致;和驱动装置,用于基于窄化装置的输出信号产生背景光驱动信号。利用该装置,能够维护图像非常好的显示状态,在宽的范围内调节背景光亮度,而不产生任何噪声。

Description

驱动背景光的方法、电 路和电子设备

本发明涉及一种驱动背景光的方法，驱动液晶显示板等需要使用的背景光；一种驱动背景光的电路，应用了该驱动方法；和一种包含该驱动电路的电子设备。

在液晶图像显示设备中，有一些需要背景光。例如，在用作视频摄像机中的取景器的小型图像显示设备的情况下，平板荧光管被用作背景光。借助该平板荧光管中发的荧光，液晶板被从其背面照明，这样显示在液晶板上的图像可以可视地被辨认。

以下将解释当传统的平板荧光管被用于背景光时，驱动该管的方法。即，从显示在液晶显示板上的图像的视频信号，分离水平同步信号，从而产生一脉冲信号，其周期与水平同步信号的周期同步。平板荧光管由具有该同步周期的脉冲信号来驱动。相应地，在显示在液晶显示板上的图像的水平消隐(blanking)周期的过程中，通过使用脉冲信号执行脉冲放电，平板荧光管以平板方式发出荧光。通过这么做，荧光的形成与显示在液晶显示板上的图像同步执行。

图1是示出用于驱动传统背景光的传统脉冲信号的例子的图。其周期对应于水平频率f_H的周期的脉冲信号被连续地产生，该脉冲信号被提供给用于驱动背景光的驱动电路。从而使得荧光的形成是基于该脉冲信号而执行的。通过使用该水平消隐周期来执行该背景光的驱动，背景光发荧光的循环周期与图像显示的状态彼此同步。其结果是，可以使显示效果非常好，防止了由于背景光的荧光和图像之间的同步失败而发生的所显示的图像的闪烁。

同时，在诸如电子取景器等的图像显示设备中，最好显示在显示板上的图像的亮度可以调节。在使用上述背景光的图像显示设备的情况下，可以通过改变背景光的荧光的辉度，调节图像的亮度。这里，若有一构造，其中具有诸如图1所示的水平周期的脉冲信号被提供给背景光的驱动电路，从而引发其荧光，则响应于其时的调节亮度的调节值，对提供给背景光的驱动电路的脉冲信号的脉冲宽度P_W进行改变。即，当抑制背景光的荧光的辉度变低时，执行使相应的脉冲信号的脉冲宽度P_W变窄。而当使荧光的辉度变高时，执行使相应的脉冲信号的脉冲宽度P_W变宽。

然而，由脉冲宽度的上述改变来改变背景光的亮度是有限度的。即，如果使相应的脉冲信号的脉冲宽度P_W过窄时，平板荧光管的被放电状态不当地变为不足够，使总体来看管的荧光一致。相应地，若仅通过设定脉冲宽度来调节背景光的亮度，可以被调节的亮度的范围不利地变得有限。

为了在一个比仅通过脉冲宽度的改变能够实现的调节范围更宽的范围内调节亮度，例如，降低驱动平板荧光管的脉冲信号的频率到1/2或1/3且用更低频率脉冲信号驱动平板荧光管就足够了。通过这么做，可以执行亮度的调节，超过使用脉冲宽度的所述调节范围。然而，因为原始水平同步脉冲的频率是15.75KHz，若降低15.75KHz的脉冲信号的频率到其1/2或1/3，该频率变为几千赫兹左右。这里，几千赫兹左右的频带是在人能够听到的信号的内。因而，例如，若用具有大约8KHz(该值是通过降低到1/2而得到的)的频率的信号驱动构成背景光的荧光管，荧光管和其驱动电路在8KHz谐振的声音可以被用户听到，是不利的。因而，刺耳的噪声一直能够听到。相应地，其问题是，仅仅降低脉冲信号的频率不能够非常好地调节背景光的亮度。

本发明考虑了上述问题，其目的是保持图像的稳定显示状态，同时在宽的范围内执行背景光的亮度调节，而不引起任何噪声的产生。

为了实现所述目的，在本发明的背景光驱动方法中，在每个伪随机周期，窄化具有周期波形的信号，该伪随机周期设定为与亮度的调节电平一致；和将该所窄化的信号提供给照明装置，用于照明一板的背面，将该板上显示的图像作为驱动信号。

根据该背景光驱动方法，根据亮度调节电平窄化的信号的窄化状态有对应于亮度调节电平的伪随机周期。而且，通过已经在该周期或伪随机周期被窄化的该信号，驱动用于背景光的照明装置。

同样，本发明的背景光驱动电路配有电平设定装置，用于输出一信号，该信号具有对应于亮度调节电平的电平；窄化装置，用于在每个伪随机周期，窄化具有周期波形的信号，该伪随机周期设定为与所述电平设定装置的输出电平一致；和驱动装置，用于基于所述窄化装置的输出信号产生背景光驱动信号。

根据该背景光驱动电路，由窄化装置窄化的信号的窄化状态具有对应于亮度调节电平的伪随机周期。而且，通过该已经在该周期或伪随机周期被窄化的信号，产生了背景光驱动信号。

同样，本发明的电子设备是一设备，具有显示板，在其上显示由已经输入其中的视频信号指示的图像；和一背景光，用于该显示板，该设备配有电平设定装置，用于输出一信号，该信号具有对应于在显示板上显示的图像的亮度调节电平的电平；窄化装置，用于在每个伪随机周期，窄化具有周期波形的信号，该伪随机周期设定为与所述电平设定装置的输出电平一致；和驱动装置，用于基于所述窄化装置的输出信号产生背景光使用的背景光驱动信号。

根据该电子设备，由窄化装置窄化的信号的窄化状态具有对应于亮度调节电平的伪随机周期。而且，通过已经在该周期或伪随机周期被窄化的该信号，驱动背景光使其发荧光。

图1是示出用于驱动背景光的传统信号波形的例子的图；

图2是示出根据本发明的实施例的示意图；和

图3是示出根据本发明的实施例的信号处理的状态的例子的波形图。

下面将参考图2和图3解释本发明的实施例。

在该实施例中，参考背景光，其已经安装在较小型的液晶图像显示板(其图像屏幕对角线长度为1英寸到2英寸左右)的背面上，用于配备到视频摄像机设备的电子取景器。在图2中，示出了驱动背景光的驱动电路。在图2中，省略了液晶图像显示板侧的电路。这里在该实施例中，平板荧光管14用于背景光。解释连接到该平板荧光管14的电路结构，电压为V_DD且在电源输入端11获得的电源经电源滤波器12被连接到变压器13的原边侧13a。在这种情况下，该实施例的视频摄像机是由电池驱动的电子设备。这里，电源电压V_DD是依赖于从电池施加的电池电压的电压，该电源电压的值并不稳定在一固定电压值。例如，该电源电压是在5V到10V左右的范围内的电压。

电源滤波器12是一滤波器，由线圈L1和电容器C1、C2组成，去除了电源中包含的噪声。在电源滤波器12和变压器13的原边侧13a的一端之间连接了线圈L2，在电源滤波器12和变压器13的原边侧13a的另一端之间连接了电容器C3。在电容器C3和变压器13的原边侧13a的之间的连接点，经在场效应晶体管Q1的源极和漏极之间的通路接地。场效应晶体管Q1的栅极被提供了”与”门电路17的输出。然后，通过”与”门电路17的输出，在场效应晶体管Q1的源极和漏极之间的“通/断”被控制。

平板荧光管14的一端连接到变压器13的副边侧13b，其另一端经二极管D1和电阻器R1组成的串联电路连接到地。同样，在二极管D1和电阻器R1之间的连接点，经二极管D2被连接到脉宽调制电路(PWM电路)15的控制输入端。应该注意，在二极管D2和脉宽调制电路15之间，连接了电阻器R2的一端和电容器C4的一端。电阻器R2的另一端和电容器C4的另一端分别接地。从该平板荧光管14的另一端到脉宽调制电路15的控制输入端连接的电路的功能是检测流经平板荧光管14的电流(以下称为“管电流”)，作为一电压电平。

一来自水平同步脉冲输入端16的水平同步脉冲HD被提供给脉宽调制电路15。在输入端16获得的水平同步脉冲HD是一脉冲信号，从水平同步信号产生，该水平同步信号由从视频信号分离而获得，该视频信号引发显示在液晶图像显示板上的图像的产生。换言之，这里，显示在液晶显示板上的图像的水平频率f_H是15.75KHz，结果是具有15.75KHz的频率的脉冲信号被提供给输入端16。这里，使得脉冲信号是高电平的持续周期对应于视频信号的水平消隐周期。

在输入端16获得的水平同步脉冲HD被提供给脉宽调制电路15，该脉冲信号的脉冲宽度根据所检测的管电流的水平而改变，从而执行脉宽调制。然而，由于这里执行的脉宽调制，脉宽的改变量被设定在较小的范围。即，该改变量被设定的范围是，仅宽到足够补偿由于电源电压V_DD的改变而造成的管电流的改变。即，该改变量所限于的程度，能够使由于输出脉冲平板荧光管14的荧光，在其整个平面上都非常好，即使当脉冲宽度已经被设定为最窄。同样，脉冲宽度被如此设定，使得不超过视频信号的水平消隐周期的范围，即使当脉冲宽度已经被设定为最宽。且，其脉冲宽度已经由脉宽调制电路15调制的水平同步脉冲信号被提供给”与”门电路17的一个输入端。

同样，在输入端16获得的水平同步脉冲HD被提供给M序列电路20。使用提供给M序列电路20的水平同步脉冲作为时钟HD，M序列电路20被操作，并输出伪随机脉冲信号，即M序列信号。即，产生了一脉冲信号，其电平由一个周期转换为几个周期，每个对应于水平同步脉冲的周期作为一单元。其电平转换的周期由伪随机脉冲信号所设定，该伪随机脉冲信号已经由M序列电路20产生。这里的随机信号是伪随机信号，其依赖于M序列信号。因而，当对较长时间做平均时，在输出电平高的周期的总数和输出电平低的周期的总数之间的比率变为预定值。

这里，通过模数转换器19的操作将在亮度调节电压输入端18获得的亮度调节电压转换为数字数据，使得所获得的亮度调节数据被提供给M序列电路20。具体地，已经根据置于该电子设备(视频摄像机)的键、量计(volume)等的操作产生的取景器的亮度调节电压，由模数转换器19转换为数字数据。从而使得，通过这样转换的数字数据，在M序列电路20中输出电平变高的周期的平均和输出电平变低的周期的平均之间的比率可以调节。

例如，当在输入端18获得的亮度调节电压处于最大值时(即，在其已经被调节到亮度最大的状态时)，使得M序列电路20的输出电平连续地变高。随着此状态的亮度调节电压的值变小，M序列电路20的输出电平将使该转换在高电平和低电平之间重复。从而使得在高电平周期的平均和低电平周期的平均之间的比率变为，低电平周期总数逐渐变长。

而且，从M序列电路20输出的脉冲信号被提供给”与”门电路17的另一输入端。如上所述，从脉宽调制电路15输出的脉冲信号被提供给”与”门电路17的一个输入端，脉冲信号的周期是水平周期。那么，在M序列电路20的输出是高电平的周期过程中，从”与”门电路17输出水平周期脉冲信号。

“与”门电路17的输出脉冲被提供给晶体管Q1的栅极。在”与”门电路17的输出是高电平的周期过程中，在晶体管Q1的源极和漏极之间出现“通”状态。另一方面，在”与”门电路17的输出是低电平的周期过程中，在晶体管Q1的源极和漏极之间出现“断”状态。

接着，将参考图3的波形图，解释由上述电路驱动平板荧光管14的方式。这里假定在输入端18获得的亮度调节电压是一电压值，由其指示了从最大亮度明显减少的亮度。此时，如图3(a)所示，M序列电路20的输出脉冲已经重复了在高电平周期和低电平周期之间的电平的转换。此时，造行转换的周期是随机的，但在较长时间内做平均时，该周期变为恒定的。

而且，如图3(b)所示，脉宽调制电路15输出具有水平频率f_H的周期的脉冲信号，而各个脉冲信号的脉冲宽度P_W是已经由所检测的管电流所控制的宽度。

图3(a)所示的M序列电路20的输出和图3(b)所示脉宽调制电路15的输出被提供给”与”门电路17。由此，获得了图3(c)所示的脉冲，作为门输出，其是对应于两个输出的逻辑积的输出。在该门输出中，在且仅在M序列电路20的输出是高电平的周期，其周期对应于水平频率的周期的脉冲被输出。如图3(c)所示的”与”门电路17的该输出被提供给晶体管Q1的栅极，由此执行晶体管Q1的“通/断”控制。

相应地，用该实施例的电路结构，来自变压器13的放电电流以水平频率的频率被提供给平板荧光管14，结果是，在显示在液晶显示板上的图像的水平消隐周期中，平板荧光管14以降压(flat)方式发荧光。而且对应于此时亮度的被调节状态，提供放电电流的消隐周期被随机地窄化。提供该随机窄化，背景光的亮度被调节，结果是显示在液晶图像显示板上的图像可以从其背面以给定的亮度被照明。这里，在该实施例中，对应于亮度的调节被窄化的周期是伪随机周期，这样不会发生该驱动电路以特定频率的谐振。即，前面结合现有技术解释的当执行单单窄化到1/2、1/3等时会发生的、在声音频带产生的噪声就不会发生。同样，在该实施例的情况下，通过管电流，构造了控制水平同步脉冲信号的脉冲宽度环路。因而，即使当在输入端11获得的电源的电压中已经发生波动时，设定的亮度也能够保持依旧。而且，即使在已经使用了不稳定的电源的情况下，也具有优点，即平板荧光管14以所调节的亮度稳定地发荧光。

顺便说，尽管在上述实施例中，已经构造了检测管电流和由所检测的管电流执行脉宽调制的结构，在使用已经稳定在一固定电压的电源电压情况下，也可以使用已经省略了检测管电流的结构和脉宽调制电路15的电流结构。

同样，在上述实施例中，已经参考了用于较小型液晶显示板的背景光驱动电路，该较小型液晶显示板被用作配备到视频摄像机的电子取景器的一个部件。然而，在用于配备到各种其它种类的电子设备的图像显示板的背景光驱动电路，本发明也可以应用。例如，在用作较大面积板的背景光的荧光管的情况下，当由正弦波信号驱动该荧光管时，可以使得，在根据已经对应于亮度的调节值产生的伪随机信号的随机周期，执行该正弦波的窄化，通过使用其一个周期作为一单元。

根据本发明的驱动背景光的方法的第一方面，产生了一信号，在对应亮度的调节水平的伪随机的周期，该信号已经被窄化。且由在是伪随机的这些周期已经被窄化的信号，驱动该背景光，且通过设定窄化百分比，可以调节背景光的荧光亮度。且，在已经窄化的状态的情况下，不可能该背景光由预定状态驱动。从而可以稳定地调节背景光的亮度，而例如不在声音频带产生任何噪声。

根据本发明的驱动背景光的方法的第二方面，在第一方面的发明中，周期性的波形信号是具有与显示在板上的图像的水平同步信号同步的频率的脉冲信号。结果是，仅使用图像的消隐周期就可以非常好地驱动背景光。

根据本发明的驱动背景光的方法的第三方面，在第二方面的发明中，脉冲信号的脉宽由施加到背景光的信号的状态控制。结果是，形成了一控制系统，其中通过调节脉冲宽度，亮度被控制为恒定。结果是，可以执行背景光的荧光的非常好驱动控制，其中由亮度调节水平指示的水平保持依旧。

根据本发明的驱动背景光电路的第四方面，可以获得一驱动电路，其中由窄化装置窄化而获得的信号的窄化状态有伪随机周期，该周期对应于亮度调节水平；通过设定窄化的百分比，可以调节背景光的荧光亮度，同时在已经窄化的状态的情况下，不可能由预定状态的信号驱动背景光，这样，可以非常好地调节背景光的亮度，而不在声音频带产生任何噪声。

根据本发明的驱动背景光电路的第五方面，在第四方面的发明中，提供给窄化装置的周期性波形信号是一脉冲信号，具有与视频信号的水平同步信号同步的频率。结果是，可以获得一驱动电路，仅使用图像的消隐周期就可以非常好地驱动该背景光。

根据本发明的驱动背景光电路的第六方面，在第五方面的发明中，提供了一脉宽调制装置，用于由施加到背景光的信号的状态来控制脉冲信号的脉宽。其结果是，通过脉宽的调节，执行了控制亮度为恒定的控制操作。结果是，可以执行背景光荧光的非常好的驱动控制，其中由亮度调节水平指示的水平保持依旧。

根据本发明的电子设备的第七方面，由窄化装置窄化而获得的信号的窄化状态有伪随机周期，该周期对应于亮度调节水平；通过设定窄化的百分比，可以调节背景光的荧光亮度，同时在已经窄化的状态的情况下，不可能由预定状态的信号驱动背景光，这样，可以非常好地调节背景光的亮度，而不在声音频带产生任何噪声。

根据本发明的电子设备的第八方面，在第七方面的发明中，提供给窄化装置的周期性波形信号是一脉冲信号，具有与视频信号的水平同步信号同步的频率。结果是，可以获得一驱动电路，仅使用图像的消隐周期就可以非常好地驱动该背景光。

根据本发明的电子设备的第九方面，在第八方面的发明中，提供了一脉宽调制装置，用于由施加到背景光的信号的状态来控制脉冲信号的脉宽。其结果是，通过脉宽的调节，执行了控制亮度为恒定的控制操作。结果是，可以执行背景光荧光的非常好的驱动控制，其中由亮度调节水平指示的水平保持依旧。

已经参考附图描述了本发明的优选实施例，应该理解，本发明并不限于这些具体实施例，对于本领域的技术人员，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的前提下，可以实现各种改变和修正。

Claims (9)

1、一种驱动背景光的方法，包括以下步骤：

在每个伪随机周期，窄化具有周期波形的信号，该伪随机周期设定为与亮度的调节电平一致；和

将该所窄化的信号提供给背景光，用于照明一板的背面，将该板上显示的图像作为驱动信号。

2、如权利要求1所述的驱动背景光的方法，其中所述的周期性波形的信号是具有与显示在所述板上的图像的水平同步信号同步的频率的脉冲信号。

3、如权利要求2所述的驱动背景光的方法，其中脉冲信号的脉宽按照施加到所述背景光的信号的状态来控制。

4、一种驱动背景光的电路，包括：

电平设定装置，用于输出一信号，该信号具有对应于亮度调节电平的电平；

窄化装置，用于在每个伪随机周期，窄化具有周期波形的信号，该伪随机周期设定为与所述电平设定装置的输出电平一致；和

驱动装置，用于基于所述窄化装置的输出信号产生背景光驱动信号。

5、如权利要求4所述的驱动背景光的电路，其中被提供给所述窄化装置的所述的周期性波形的信号，是具有与视频信号的水平同步信号同步的频率的脉冲信号。

6、如权利要求5所述的驱动背景光的电路，还包括：

脉宽调制装置，用于由施加到所述背景光的信号的状态来控制所述脉冲信号的脉宽。

7、一种电子设备，包括：

一显示板，输入到其的视频信号的图像将显示在其上；

电平设定装置，用于输出一信号，该信号具有对应于将显示在所述显示板上的图像的亮度调节电平的电平；

窄化装置，用于在每个伪随机周期，窄化具有周期波形的信号，该伪随机周期设定为与所述电平设定装置的输出电平一致；

驱动装置，用于基于所述窄化装置的输出信号产生背景光驱动信号；和

背景光，通过所述驱动装置输出的驱动信号发荧光，且由所述荧光从所述显示板的背面照明要显示在所述显示板上的图像。

8、如权利要求7所述的电子设备，其中

被提供给所述窄化装置的所述的周期性波形的信号，是具有与所述视频信号的水平同步信号同步的频率的脉冲信号。

9、如权利要求8所述的电子设备，还包括：

脉宽调制装置，用于由施加到所述背景光的信号的状态来控制所述脉冲信号的脉宽。

Images