CN1932615A - 液晶显示屏中基于三色发光二极管背光源控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶显示屏中基于三色发光二极管背光源控制装置及方法，背光源模块和液晶面板模块划分为块阵列，背光源模块的阵列块设置三色发光二极管，液晶驱动信号依次通过图像块比较变换模块、背光块存储单元和背光驱动单元送至背光源模块，液晶驱动信号依次通过图像块比较变换模块、非块存储单元和液晶驱动单元送至液晶面板模块。方法包括将存储显示信号、对存储的阵列块分别取出每块区域中各色亮度最大值并存储、对块中每点各色液晶驱动值进行变换并存储、根据各色亮度最大值进行背光显示、根据液晶驱动值进行液晶显示。采用该种装置及方法，提高了画面对比度和饱和度，并节省能源，绿色环保，性能稳定可靠，适用范围较广。

Description

液晶显示屏中基于三色发光二极管背光源控制装置及方法

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及液晶显示器背光源区域动态控制技术领域，具体是指一种液晶显示屏中基于三色发光二极管背光源控制装置及方法。

背景技术

现代社会中，人们对生活的质量的追求越来越高，而其中人们最为关注的就是精神文化的生活，特别是各种电视文娱活动。随着科学技术的进步，各种大屏幕的电视显示设备已经进入了千家万户，而且各种先进的显示技术层出不穷，目前，在现有技术中，最值得人们关注的就是液晶显示技术的发展。

众所周知，现有的液晶显示屏幕，其对比度都不高，而且背光源也很难实现随图像亮度变化的区域动态控制，这样就无法达到完美的展现画质的理想效果，甚至还会使得整个画质降低，无法达到理想的对比度、亮度和饱和度，影响了人们正常的观赏，这样就给人们的生活带来了很大的不便。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供一种能够较好改善液晶显示屏幕的显示质量、减少画质失真、节能环保、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的液晶显示屏中基于三色发光二极管背光源控制装置及方法。

为了实现上述的目的，本发明的液晶显示屏中基于三色发光二极管背光源控制装置及方法如下：

该液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源控制装置，包括液晶面板模块、对应的背光源模块和液晶驱动单元，其主要特点是，所述的背光源模块和液晶面板模块根据上下对应关系按行列方式划分为块阵列，且背光源模块的每个阵列块中均设置有RGB三色发光二极管，所述的装置中还包括有图像块比较变换模块、背光块存储单元、非块存储单元、背光驱动单元，液晶驱动信号依次通过图像块比较变换模块、背光块存储单元和背光驱动单元送至背光源模块的每个阵列块中的RGB三色发光二极管，且所述的液晶驱动信号还依次通过图像块比较变换模块、非块存储单元和液晶驱动单元送至液晶面板模块的每个阵列。

该液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源控制装置的图像块比较变换模块包括图像块存储单元、比较取值单元和液晶驱动值变换单元，所述的液晶驱动信号连接于所述的图像块存储单元的输入端，且该图像块存储单元的输出端分别连接于所述的比较取值单元和液晶驱动值变换单元的输入端，所述的比较取值单元的输出端分别连接于液晶驱动值变换单元和背光块存储单元的输入端，所述的液晶驱动值变换单元的输出端连接于非块存储单元的输入端。

该液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源控制装置的RGB三色发光二极管的背光源为直下式背光源。

该使用上述的装置实现液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源区域动态控制方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)系统将一帧液晶驱动信号或图像亮度信号按行列方式划分为阵列块并存储于图像块比较变换模块中；

(2)在存储的各个阵列块中依次进行比较取值，分别取出每块区域中RGB各色的亮度最大值；

(3)将该RGB各色的亮度最大值存入背光块存储单元中；

(4)根据该RGB各色的亮度最大值对该块中的每点上的各色液晶驱动值进行变换，并将变换结果存入非块存储单元中；

(5)系统在液晶显示屏上显示该帧信号，根据背光块存储单元中存储的每个阵列块所对应的RGB各色的亮度最大值进行背光显示；

(6)系统根据非块存储单元中存储的上述液晶驱动值进行液晶显示。

该液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源区域动态控制方法中，根据RGB各色的亮度最大值对阵列块中的每点上的各色液晶驱动值进行变换为按照以下关系计算出每点上的各色显示液晶驱动值：

显示液晶驱动值＝原始亮度值/所在块RGB各色的亮度最大值×亮度值级别最高值。

该液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源区域动态控制方法中，进行背光显示包括以下步骤：

(1)系统将每个阵列块所对应的RGB各色的亮度最大值经背光驱动单元转换成为对应强度的电流；

(2)系统根据该电流分别点亮背光源模块的各阵列块的对应RGB三色发光二极管。

该液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源区域动态控制方法中，进行液晶显示为：

系统将变换后的显示液晶驱动值经液晶驱动单元，在液晶面板模块上显示出相应点的颜色。

采用了该发明的液晶显示屏中基于三色发光二极管背光源控制装置及方法，由于在液晶面板模块中背光源采用由阵列控制的直下式RGB三色发光二极管，同时背光源模块和液晶面板模块根据其上下对应关系按阵列划分成块，从而使得背光源模块能够以块为基本发光单位，并以块中RGB各色即时的最大发光亮度发光，而块中每点所对应的最终液晶驱动值，是以该点原始液晶驱动值为依据，以该点所在块的RGB三色发光二极管亮灯电流值为变换因子，二者相除即为该点新的液晶驱动值，这样就能够较好改善液晶显示屏幕的显示质量，有效的提高画面对比度和饱和度，使得该液晶屏幕能够在任何情况下均保持最佳的视觉展现效果；同时，本发明的装置能够有效节省能源，绿色环保，而且工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛，能够适用于各种液晶显示屏中，包括电视机、电脑屏幕、移动设备显示屏等，为高质量液晶显示技术的进一步发展奠定了坚实的基础。

附图说明

图1为本发明的液晶显示屏中基于三色发光二极管背光源控制装置的液晶面板分块示意图。

图2为本发明的液晶显示屏中基于三色发光二极管背光源控制装置的背光源分块示意图。

图3为本发明的液晶显示屏中基于三色发光二极管背光源控制装置的功能模块原理示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1至图3所示，该液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源控制装置，包括液晶面板模块1、对应的背光源模块2、液晶驱动单元4，其中，所述的背光源模块2和液晶面板模块1根据上下对应关系按行列方式划分为块阵列，且背光源模块2的每个阵列块中均设置有红绿蓝(RGB，Red Green Blue)三色发光二极管21、22、23，其中该RGB三色发光二极管的背光源为直下式背光源；所述的装置中还包括有图像块比较变换模块、背光块存储单元5、非块存储单元6、背光驱动单元7，其中，该图像块比较变换模块包括图像块存储单元8、比较取值单元9和液晶驱动值变换单元10，所述的液晶驱动信号3连接于所述的图像块存储单元8的输入端，且该图像块存储单元8的输出端分别连接于所述的比较取值单元9和液晶驱动值变换单元10的输入端，所述的比较取值单元9的输出端分别连接于液晶驱动值变换单元10和背光块存储单元5的输入端，所述的液晶驱动值变换单元10的输出端连接于非块存储单元6的输入端。

所述的液晶驱动信号3依次通过图像块存储单元8、比较取值单元9、背光块存储单元5、背光驱动单元7送至背光源模块2的每个阵列块中的RGB三色发光二极管21、22、23，且所述的液晶驱动信号3还依次通过图像块存储单元8、液晶驱动值变换单元10、非块存储单元6、液晶驱动单元4送至液晶面板模块1的每个阵列块。

该使用上述的装置实现液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源区域动态控制方法，包括以下步骤：

(1)系统将一帧液晶驱动信号或图像亮度信号按行列方式划分为阵列块并存储于图像块比较变换模块中；

(2)在存储的各个阵列块中依次进行比较取值，分别取出每块区域中RGB各色的亮度最大值；

(3)将该RGB各色的亮度最大值存入背光块存储单元5中；

(4)根据该RGB各色的亮度最大值对该块中的每点上的各色液晶驱动值进行变换，并将变换结果存入非块存储单元6中，该变换为按照以下关系计算出每点上的各色显示液晶驱动值：

显示液晶驱动值＝原始亮度值/所在块RGB各色的亮度最大值×亮度值级别最高值；

(5)系统在液晶显示屏上显示该帧信号，根据背光块存储单元5中存储的每个阵列块所对应的RGB各色的亮度最大值进行背光显示，该背光显示包括以下步骤：

(a)系统将每个阵列块所对应的RGB各色的亮度最大值经背光驱动单元7转换成为对应强度的电流；

(b)系统根据该电流分别点亮背光源模块2的各阵列块的对应RGB三色发光二极管21、22、23；

(6)系统根据非块存储单元中存储的上述液晶驱动值进行液晶显示，该液晶显示为：系统将变换后的显示液晶驱动值经液晶驱动单元4，在液晶面板模块1上显示出相应点的颜色。

在实际使用当中，在图1中，行被划分成1～9共9行，列被划分成A～P共16列，当然，本发明并不只局限于16∶9的液晶屏，也不只局限于划分成9行16列的块的阵列划分。再请参阅图2所示，首先将液晶面板模块1和背光源模块2按阵列划分成块，在本实施例中，划分了1～9共9行和A～P共16列，共144块。

其工作原理如下：

●首先将一帧传统的液晶驱动信号或图像亮度信号，按阵列划分成块并存储；

●再在块中依次进行比较取值，分别取出每块区域中RGB各色的亮度最大值存入背光块存储单元5；

●以该值作为该块中各色液晶驱动值的变换因子，去分别除该块中每点上R、G、B显示的液晶驱动值并存入非块存储单元6中；

●在显示该帧时，背光块存储单元5输出每块中RGB各色的亮度最大值，经背光驱动单元7换算成同比例的电流去分别点亮各块的RGB三色发光二极管21、22、23；

●非块存储单元6输出经变换的液晶驱动值，经液晶驱动单元4最终在液晶面板模块1上显示出相应点的颜色。

举例来说，假设图1中的A1块仅有4点显示，且这4点R、G、B的亮度值又都分别为：

左上0/255    右上50/255    左下100/255    右下150/255

则点亮该块R、G、B发光二极管的电流值就应为150/255的标准管电流；而变换后R、G、B的液晶驱动值，应依次分别为：

左上0/255    右上85/255    左下170/255    右下255/255

当然，此处发光二极管的发光亮度和液晶驱动的分辩精度，不只局限于256级，也可以根据需要采用其它级数。

同点的R、G、B可以是同值；也可以不同值。就该块来说，显然采用本发明的方法，可节电40％，且有更好的显示效果。

同时，上述装置中的液晶驱动由数字控制，分辩精度可以达到2ⁿ；而对于比较取值单元和液晶驱动值变换单元来说，在具体实现的过程中，采用硬件方式可以分别是由独立的IC芯片来实现；也可以将其嵌入在具有相关功能的显示器主芯片中来实现；采用软件方式则可以以传统的软件编程方法实现；也可以以FPGA编程的方法实现；还可以以OTP或MASK等ASIC的方式实现。

采用了上述的液晶显示屏中基于三色发光二极管背光源控制装置及方法，由于在液晶面板模块1中背光源模块2采用由阵列控制的直下式RGB三色发光二极管21、22、23，同时背光源模块2和液晶面板模块1根据其上下对应关系按阵列划分成块，从而使得背光源模块2能够以块为基本发光单位，并以块中RGB各色即时的最大发光亮度发光，而块中每点所对应的最终液晶驱动值，是以该点原始液晶驱动值为依据，以该点所在块的RGB三色发光二极管21、22、23亮灯电流值为变换因子，二者相除即为该点新的液晶驱动值，这样就能够较好改善液晶显示屏幕的显示质量，有效的提高画面对比度和饱和度，使得该液晶屏幕能够在任何情况下均保持最佳的视觉展现效果；同时，本发明的装置能够有效节省能源，绿色环保，而且工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛，能够适用于各种液晶显示屏中，包括电视机、电脑屏幕、移动设备显示屏等，为高质量液晶显示技术的进一步发展奠定了坚实的基础。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (7)

1、一种液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源控制装置，包括液晶面板模块、对应的背光源模块和液晶驱动单元，其特征在于，所述的背光源模块和液晶面板模块根据上下对应关系按行列方式划分为块阵列，且背光源模块的每个阵列块中均设置有RGB三色发光二极管，所述的装置中还包括有图像块比较变换模块、背光块存储单元、非块存储单元、背光驱动单元，液晶驱动信号依次通过图像块比较变换模块、背光块存储单元和背光驱动单元送至背光源模块的每个阵列块中的RGB三色发光二极管，且所述的液晶驱动信号还依次通过图像块比较变换模块、非块存储单元和液晶驱动单元送至液晶面板模块的每个阵列块。

2、根据权利要求1所述的液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源控制装置，其特征在于，所述的图像块比较变换模块包括图像块存储单元、比较取值单元和液晶驱动值变换单元，所述的液晶驱动信号连接于所述的图像块存储单元的输入端，且该图像块存储单元的输出端分别连接于所述的比较取值单元和液晶驱动值变换单元的输入端，所述的比较取值单元的输出端分别连接于液晶驱动值变换单元和背光块存储单元的输入端，所述的液晶驱动值变换单元的输出端连接于非块存储单元的输入端。

3、根据权利要求1或2所述的液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源控制装置，其特征在于，所述的RGB三色发光二极管的背光源为直下式背光源。

4、一种使用权利要求1所述的装置实现液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源区域动态控制方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)系统将一帧液晶驱动信号或图像亮度信号按行列方式划分为阵列块并存储于图像块比较变换模块中；

(2)在存储的各个阵列块中依次进行比较取值，分别取出每块区域中RGB各色的亮度最大值；

(3)将该RGB各色的亮度最大值存入背光块存储单元中；

(4)根据该RGB各色的亮度最大值对该块中的每点上的各色液晶驱动值进行变换，并将变换结果存入非块存储单元中；

(5)系统在液晶显示屏上显示该帧信号，根据背光块存储单元中存储的每个阵列块所对应的RGB各色的亮度最大值进行背光显示；

(6)系统根据非块存储单元中存储的上述液晶驱动值进行液晶显示。

5、根据权利要求4所述的液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源区域动态控制方法，其特征在于，所述的根据RGB各色的亮度最大值对阵列块中的每点上的各色液晶驱动值进行变换为按照以下关系计算出每点上的各色显示液晶驱动值：

显示液晶驱动值＝原始亮度值/所在块RGB各色的亮度最大值×亮度值级别最高值。

6、根据权利要求4或5所述的液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源区域动态控制方法，其特征在于，所述的进行背光显示包括以下步骤：

(1)系统将每个阵列块所对应的RGB各色的亮度最大值经背光驱动单元转换成为对应强度的电流；

(2)系统根据该电流分别点亮背光源模块的各阵列块的对应的RGB三色发光二极管。

7、根据权利要求4或5所述的液晶显示屏中基于三色发光二极管的背光源区域动态控制方法，其特征在于，所述的进行液晶显示为：

系统将变换后的显示液晶驱动值经液晶驱动单元，在液晶面板模块上显示出相应点的颜色。

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