TWI766601B - Led驅動電路及利用其之顯示器和資訊處理裝置 - Google Patents

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Abstract

一種LED驅動電路，具有：一時脈產生單元，用以產生一時脈信號；一幀時間計算單元，用以依該時脈信號之控制計數一垂直同步信號之週期以產生代表一幀時間之期間資料；一導通時間計算單元，用以產生導通時間資料，其計算方式如下：D ON_TIME= (D DISP/D FULL_SCALE)*D TF*r，其中，D ON_TIME代表該導通時間資料，D DISP代表畫面顯示資料，D FULL_SCALE代表D DISP的最高亮度值，D TF代表該期間資料，r為小於或等於1的正實數；以及一PWM恆流驅動電路，用以對該時脈信號進行一除頻運算以決定一PWM信號之頻率，且該PWM信號之各個週期的占空比係各由一筆所述導通時間資料決定。

Description

LED驅動電路及利用其之顯示器和資訊處理裝置
本發明係有關一種LED驅動電路，尤指一種可自動估算一幀畫面之顯示時間並據以產生一脈衝寬度調變信號之LED驅動電路。
為使採用背光顯示器的行動裝置能更省電而提供更長的可操作時間，習知已有可局部調光的背光顯示器被提出。
在習知的可局部調光的背光顯示器的控制電路中，一般的做法係以一顯示單元的行頻率控制信號和圖像頻率控制信號做為同步信號以週期性地產生一PWM(pulse width modulation；脈衝寬度調變)信號，以分段驅動一LED背光模組而實現局部調光的功能。
請一併參照圖1及圖2，其中，圖1為一習知可局部調光的背光顯示器的PWM信號產生電路的方塊圖；以及圖2為另一習知可局部調光的背光顯示器的PWM信號產生電路的方塊圖。
如圖1所示，該PWM信號產生電路具有一鎖相迴路單元11以依一圖像頻率控制信號DCLK產生一行頻率控制信號GCLK，及一PWM信號產生單元12以依圖像頻率控制信號DCLK及行頻率控制信號GCLK產生一脈衝寬度調變信號PWM；以及如圖2所示，該PWM信號產生電路具有一PWM信號產生單元20以依一圖像頻率控制信號DCLK及一行頻率控制信號GCLK產生一脈衝寬度調變信號PWM。
由上述可知，圖1及圖2的PWM信號產生電路都需由外部提供一圖像頻率控制信號DCLK及一行頻率控制信號GCLK方能使脈衝寬度調變信號PWM的作用時點和圖像掃描同步，此為其待改進之處。
為解決上述問題，本領域亟須一種新穎的可局部調光的背光顯示器的控制電路。
本發明之一目的在於提供一種LED驅動電路，其可藉由內部之一時脈信號偵測一垂直同步信號之週期以產生與圖像掃描同步之一脈衝寬度調變信號，並使該脈衝寬度調變信號之各個週期的占空比由一對應的像素資料決定，從而為一LED背光顯示器提供一局部調光的功能或為一LED顯示器提供一畫面顯示的功能。
本發明之另一目的在於提供一種LED背光顯示器，其可藉由在一LED驅動電路的內部偵測一垂直同步信號之週期產生與圖像掃描同步之一脈衝寬度調變信號，並使該脈衝寬度調變信號之各個週期的占空比由一對應的像素資料決定，從而提供一局部調光的功能以節省功耗。
本發明之又一目的在於提供一種LED顯示器，其可藉由在一LED驅動電路的內部偵測一垂直同步信號之週期產生與圖像掃描同步之一脈衝寬度調變信號，並使該脈衝寬度調變信號之各個週期的占空比由一對應的像素資料決定，從而提供一畫面顯示的功能。
為達到前述之目的，一種LED驅動電路乃被提出，其具有：
一時脈產生單元，用以產生一時脈信號；
一幀時間計算單元，用以依該時脈信號之控制計數一垂直同步信號之週期以產生代表一幀時間之期間資料；
一導通時間計算單元，用以產生導通時間資料，其計算方式如下：D ON_TIME= (D DISP/D FULL_SCALE)*D TF*r，其中，D ON_TIME代表該導通時間資料，D DISP代表畫面顯示資料，D FULL_SCALE代表D DISP的最高亮度值，D TF代表該期間資料，r為小於或等於1的正實數；以及
一PWM恆流驅動電路，用以對該時脈信號進行一除頻運算以決定一PWM信號之頻率，且該PWM信號之各個週期的占空比係各由一筆所述導通時間資料決定。
在一實施例中，該PWM恆流驅動電路係依該PWM信號調變一恆流電路以經由多個輸出端驅動一LED模組。
在可能的實施例中，該時脈產生單元可為一晶振電路或一週期性振盪信號產生電路。
在可能的實施例中，該期間資料可由一所述週期或多個所述週期之一平均值產生。
為達到前述之目的，本發明進一步提出一種LED背光顯示器，其具有一LED背光模組、一顯示元件陣列及如前述之LED驅動電路，其中，該LED驅動電路係用以驅動該LED背光模組。
在一實施例中，該顯示元件陣列係一液晶陣列。
為達到前述之目的，本發明進一步提出一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及如前述之LED背光顯示器，其中，該中央處理單元係用以與該LED背光顯示器通信，且該資訊處理裝置可為一攜帶型電腦或一智慧型手持裝置。
為達到前述之目的，本發明進一步提出一種LED顯示器，其具有一LED顯示元件陣列及如前述之LED驅動電路，其中，該LED驅動電路係用以驅動該LED顯示元件陣列。
在可能的實施例中，該LED顯示元件陣列可為LED陣列、Micro LED陣列或QLED陣列。
為達到前述之目的，本發明進一步提出一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及如前述之LED顯示器，其中，該中央處理單元係用以與該LED顯示器通信，且該資訊處理裝置可為一攜帶型電腦或一智慧型手持裝置。
本發明的原理在於：
(一)以高精度之一內部時脈計數一垂直同步信號VSYNC的週期；
(二)依該週期和一顯示資料的數值算出一PWM週期的導通時間；
(三)對該內部時脈進行一除頻運算以決定一PWM信號之頻率，且該PWM信號之各個週期的占空比係各由一所述導通時間決定；以及
(四)依該PWM信號調變一恆流電路以驅動一LED模組。
依此方式，本發明乃可使LED驅動晶片在省去一行頻率控制信號輸入引腳的情況下，依一內部時鐘源產生和圖像掃描同步之PWM信號以調變一恒流電路，從而為一LED背光模組提供一局部調光功能或為一LED顯示器提供一畫面顯示功能。
請參照圖3，其繪示本發明之LED驅動電路之一實施例之方塊圖。如圖3所示，一LED驅動電路100具有一時脈產生單元110、一幀時間計算單元120、一導通時間計算單元130及一PWM恆流驅動電路140。
時脈產生單元110係用以產生一時脈信號GCLK，且其可為晶振電路或其它週期性振盪信號產生電路，例如：石英振盪電路、矽晶振盪電路，MEMS (micro electro mechanical system；微電子機械系統)振盪電路、或CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor；互補式金屬氧化物半導體)振盪電路。
幀時間計算單元120係用以依時脈信號GCLK之控制計數一垂直同步信號VSYNC之週期以產生代表一幀時間之資料D TF， 其中，D TF可由單一所述週期或多個所述週期之一平均值產生。
導通時間計算單元130係用以依D TF及畫面顯示資料D DISP產生導通時間資料D ON_TIME，其計算方式如下：
D ON_TIME= (D DISP/D FULL_SCALE)*D TF*r，其中，D FULL_SCALE代表畫面顯示資料D DISP的最高亮度值，r為小於或等於1的正實數。
PWM恆流驅動電路140係用以對該時脈信號GCLK進行一除頻運算以決定一PWM信號之頻率，且該PWM信號之各個週期的占空比係各由一筆所述導通時間資料D ON_TIME決定。另外，PWM恆流驅動電路140係依該PWM信號調變一恆流電路以經由多個輸出端驅動一LED模組。
請參照圖4，其為本發明之LED背光顯示器之一實施例之方塊圖。如圖4所示，一LED背光顯示器200具有一LED驅動電路210、一LED背光模組220及一顯示元件陣列230，其中，LED驅動電路210係以LED驅動電路100實現，LED背光模組220可為共陽或共陰的LED模組，且顯示元件陣列230可為一液晶陣列。依此，LED背光顯示器200即可隨個別像素的顯示資料提供對應的背光強度，從而提供局部調光的功能。
請參照圖5，其為本發明之LED顯示器之一實施例之方塊圖。如圖5所示，一LED顯示器300具有一LED驅動電路310及一LED顯示元件陣列320，其中，LED驅動電路310係以LED驅動電路100實現。依此，LED驅動電路310即可隨個別像素的顯示資料提供對應的驅動電流以使LED顯示元件陣列320顯示一畫面。另外，LED顯示元件陣列320可為LED陣列、Micro (微)LED陣列或QLED(量子點LED)陣列，且其可為共陽或共陰的LED陣列。
另外，本發明進一步提出一資訊處理裝置。請參照圖6，其繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例的方塊圖。如圖6所示，一資訊處理裝置400具有一中央處理單元410及一顯示器420，其中，中央處理單元410係用以與顯示器420通信且顯示器420係由LED背光顯示器200或LED顯示器300實現。另外，資訊處理裝置400可為一攜帶型電腦或一智慧型手持裝置。
依上述的說明可知，本發明可提供以下的優點：
1.本發明的LED驅動電路可藉由內部之一時脈信號偵測一垂直同步信號之週期以產生與圖像掃描同步之一脈衝寬度調變信號，並使該脈衝寬度調變信號之各個週期的占空比由一對應的像素資料決定，從而為一LED背光顯示器提供一局部調光的功能或為一LED顯示器提供一畫面顯示的功能。
2.本發明的LED背光顯示器可藉由在一LED驅動電路的內部偵測一垂直同步信號之週期產生與圖像掃描同步之一脈衝寬度調變信號，並使該脈衝寬度調變信號之各個週期的占空比由一對應的像素資料決定，從而提供一局部調光的功能以節省功耗。
3.本發明的LED顯示器可藉由在一LED驅動電路的內部偵測一垂直同步信號之週期產生與圖像掃描同步之一脈衝寬度調變信號，並使該脈衝寬度調變信號之各個週期的占空比由一對應的像素資料決定，從而提供一畫面顯示的功能。
本發明所揭示者，乃較佳實施例之一種，舉凡局部之變更或修飾而源於本發明之技術思想而為熟習該項技藝知人所易於推知者，俱不脫本發明之專利權範疇。
綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請　貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。
11:鎖相迴路單元 12:PWM信號產生單元 20:PWM信號產生單元 100:LED驅動電路 110:時脈產生單元 120:幀時間計算單元 130:導通時間計算單元 140:PWM恆流驅動電路 200:LED背光顯示器 210:LED驅動電路 220:LED背光模組 230:顯示元件陣列 300:LED顯示器 310:LED驅動電路 320:LED顯示元件陣列 400:資訊處理裝置 410:中央處理單元 420:顯示器
為進一步揭示本發明之具體技術內容，首先請參閱圖式，其中： 圖1為一習知可局部調光的背光顯示器的PWM信號產生電路的方塊圖。 圖2為另一習知可局部調光的背光顯示器的PWM信號產生電路的方塊圖。 圖3繪示本發明之LED驅動電路之一實施例之方塊圖。 圖4為本發明之LED背光顯示器之一實施例之方塊圖。 圖5為本發明之LED顯示器之一實施例之方塊圖。 圖6繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例的方塊圖。
100:LED驅動電路
110:時脈產生單元
120:幀時間計算單元
130:導通時間計算單元
140:PWM恆流驅動電路

Claims (10)

  1. 一種LED驅動電路，其具有：一時脈產生單元，用以產生一時脈信號；一幀時間計算單元，用以依該時脈信號之控制計數一垂直同步信號之週期以產生代表一幀時間之期間資料；一導通時間計算單元，用以依畫面顯示資料和該期間資料產生導通時間資料；以及一PWM恆流驅動電路，用以對該時脈信號進行一除頻運算以決定一PWM信號之頻率，且該PWM信號之各個週期的占空比係各由一筆所述導通時間資料決定；其中該導通時間資料的計算方式如下：DON_TIME=(DDISP/DFULL_SCALE)*DTF*r，其中，DON_TIME代表該導通時間資料，DDISP代表該畫面顯示資料，DFULL_SCALE代表DDISP的最高亮度值，DTF代表該期間資料，r為小於或等於1的正實數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之LED驅動電路，其中該PWM恆流驅動電路係依該PWM信號調變一恆流電路以經由多個輸出端驅動一LED模組。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之LED驅動電路，其中該時脈產生單元係一晶振電路或一週期性振盪信號產生電路。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之LED驅動電路，其中該期間資料係由一所述週期或多個所述週期之一平均值產生。
  5. 一種LED背光顯示器，其具有一LED背光模組、一顯示元件陣列及如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之LED驅動電路，其中，該LED驅動電路係用以驅動該LED背光模組。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之LED背光顯示器，其中該顯示元件陣列係一液晶陣列。
  7. 一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及如申請專利範圍第5項所述之LED背光顯示器，其中，該中央處理單元係用以與該LED背光顯示器通信，且該資訊處理裝置係一攜帶型電腦或一智慧型手持裝置。
  8. 一種LED顯示器，其具有一LED顯示元件陣列及如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之LED驅動電路，其中，該LED驅動電路係用以驅動該LED顯示元件陣列。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之LED顯示器，其中該LED顯示元件陣列係由LED陣列、Micro LED陣列和QLED陣列所組成群組所選擇的一種陣列。
  10. 一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及如申請專利範圍第8項所述之LED顯示器，其中，該中央處理單元係用以與該LED顯示器通信，且該資訊處理裝置係一攜帶型電腦或一智慧型手持裝置。
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