一种LED背光源亮度的动态调整方法及系统与流程

本发明涉及液晶显示技术领域。更具体地，涉及一种led背光源亮度的动态调整方法及系统。

背景技术：

led背光源广泛应用于液晶面板显示领域，是液晶显示中最主要的光源，led背光源的性能直接决定了液晶显示的质量。相比传统的ccfl背光源，led背光源拥有发光亮度高、色纯度、照明角度大、稳定、环保、寿命长等优点。

led背光源由数层很薄的掺杂半导体材料制成，其中一层带有过量的电子，另一层则缺乏电子而形成带正电的空穴，工作时驱动电流通过，电子和空穴相互结合，多余的能量则以光辐射的形式被释放出来，驱动电流的大小最终影响了led光照亮度和色度。

led背光源在长期使用后，特别是在老化环境中使用后，不可避免地存在亮度衰减、色温变化等负面影响，尤其是led背光源亮度衰减会产生肉眼可识别的色偏，严重影响液晶显示的质量。

目前，存在一些根据实际测量的亮度值调节led背光源驱动电流的方式，但现有的调节方式存在亮度采集精度低、调节速度缓慢(每次改变亮度值需要等待较长的平衡时间)、亮度闪烁、亮度无法(在目标亮度值边缘来回跳变)稳定等诸多问题，本文介绍一种快速调节方法，重点解决以下技术问题：

因此，需要提供一种可实现led背光源亮度快速动态平衡的led背光源亮度的动态调整方法及系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可实现led背光源亮度快速动态平衡的led背光源亮度的动态调整方法及系统。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明公开一种led背光源亮度的动态调整方法，包括：

s1、在不同亮度等级下，根据测试获取的led背光源边缘处固定位置的亮度值lei和led背光源中心位置的亮度值lci，计算各亮度等级的亮度映射因子：ki＝lci/lei；

s2、采集led背光源边缘处固定位置的当前亮度值，根据led背光源边缘处固定位置的当前亮度值和当前设置的亮度等级的亮度映射因子计算led背光源中心位置的当前亮度值；

s3、判断led背光源中心位置的当前亮度值与目标亮度值之间的差值是否超出允许的误差范围：

若否则转入步骤s2；

若是则根据差值和比例因子计算补偿电流值，并根据补偿电流值对led背光源的驱动电流进行补偿，转入步骤s4；

s4、采集补偿后的led背光源边缘处固定位置的当前亮度值，根据补偿后的led背光源边缘处固定位置的当前亮度值和当前设置的亮度等级的亮度映射因子计算补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值；

s5、判断补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值与目标亮度值之间的差值是否超出允许的误差范围：

若否则转入步骤s4；

若是且补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值小于目标亮度值，则根据差值和第一调整因子调整比例因子，将调整后的比例因子作为新的比例因子，根据差值和比例因子计算补偿电流值并根据补偿电流值对led背光源的驱动电流进行补偿，转入步骤s4；

若是且补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值大于目标亮度值，则根据差值和第二调整因子调整比例因子，将调整后的比例因子作为新的比例因子，根据差值和比例因子计算补偿电流值并根据补偿电流值对led背光源的驱动电流进行补偿，转入步骤s4。

优选地，该方法中，计算补偿电流值的公式为：△i＝(ls－lcr)×p，△i为补偿电流值，p为比例因子，ls为目标亮度值，lcr为led背光源中心位置的当前亮度值。

优选地，该方法中，

所述根据差值和第一调整因子调整比例因子的公式为：

p`＝p×1.1+(ls－lcr)×α，α为第一调整因子，p`为调整后的比例因子，ls为目标亮度值，lcr为led背光源中心位置的当前亮度值；

所述根据差值和第二调整因子调整比例因子的公式为：

p`＝p×0.9+(ls－lcr)×β，β为第二调整因子。

优选地，该方法中，

采集led背光源或补偿后的led背光源边缘处固定位置的当前亮度值包括：以固定时间间隔采集led背光源或补偿后的led背光源边缘处固定位置的亮度值，根据连续多个采集的led背光源或补偿后的led背光源边缘处固定位置的亮度值的均值作为led背光源或补偿后的led背光源边缘处固定位置的当前亮度值。

优选地，该方法中，所述多个为10个。

本发明还公开一种led背光源亮度的动态调整系统，包括：亮度测试仪、计算模块、存储模块、亮度传感器、判断模块和补偿模块；

所述亮度测试仪，在不同亮度等级下测试获取led背光源边缘处固定位置或led背光源中心位置的亮度值；

所述计算模块，根据来自所述亮度测试仪的led背光源边缘处固定位置和led背光源中心位置的亮度值计算不同亮度等级的边缘处固定位置和中心位置的亮度映射因子；

所述存储模块，存储不同亮度等级的边缘处固定位置和中心位置的亮度映射因子；

所述亮度传感器，采集led背光源边缘处固定位置的当前亮度值；

所述计算模块，还根据来自所述亮度传感器的led背光源边缘处固定位置的当前亮度值和根据当前设置的亮度等级从所述存储模块中读取的亮度映射因子计算led背光源中心位置的当前亮度值；

所述判断模块，根据来自计算模块的led背光源中心位置的当前亮度值与目标亮度值的关系，输出补偿指令；

所述计算模块，还基于来自所述判断模块的补偿指令，根据led背光源中心位置的当前亮度值与目标亮度值的差值及比例因子计算补偿电流值；

所述补偿模块，根据来自所述计算模块的补偿电流值对led背光源的驱动电流进行补偿；

所述计算模块，还根据来自所述亮度传感器的补偿后的led背光源边缘处固定位置的当前亮度值和根据当前设置的亮度等级由所述存储模块读取的亮度映射因子计算补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值；

所述判断模块，还根据来自计算模块的补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值与目标亮度值的关系，输出调整比例因子指令；

所述计算模块，还基于来自所述判断模块的调整比例因子指令，根据补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值与目标亮度值的差值及第一调整因子或第二调整因子调整比例因子，并将调整后的比例因子作为新的比例因子计算补偿电流值。

优选地，该系统中，所述计算模块计算补偿电流值的公式为：△i＝(ls－lcr)×p，△i为补偿电流值，p为比例因子，ls为目标亮度值，lcr为led背光源中心位置的当前亮度值。

优选地，该系统中，所述计算模块根据差值和第一调整因子调整比例因子的公式为：

p`＝p×1.1+(ls－lcr)×α，α为第一调整因子，p`为调整后的比例因子，ls为目标亮度值，lcr为led背光源中心位置的当前亮度值；

所述计算模块根据差值和第二调整因子调整比例因子的公式为：

p`＝p×0.9+(ls－lcr)×β，β为第二调整因子。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案不需要手动调节，可自动实现led背光源亮度快速动态平衡；led背光源的亮度可实现5s内调节稳定，在实际亮度值与目标亮度值接近时可实现2s内调节稳定；在不考虑驱动电路阶梯式调节误差的情况下，实际亮度值上可以无限接近目标亮度值。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出led背光源亮度的动态调整方法的流程图。

图2示出采集亮度值的非线性曲线图。

图3示出led驱动电流和亮度值的非线性曲线图。

图4示出led背光源亮度的动态调整系统的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例提供的led背光源亮度的动态调整方法，包括：

s1、在不同亮度等级下，根据测试获取的led背光源边缘处固定位置的亮度值lei和led背光源中心位置的亮度值lci，计算各亮度等级的亮度映射因子：ki＝lci/lei，ki为第i个亮度等级的亮度映射因子；

s2、采集led背光源边缘处固定位置的当前亮度值ler，根据led背光源边缘处固定位置的当前亮度值ler和当前设置的亮度等级的亮度映射因子计算led背光源中心位置的当前亮度值lcr；

s3、判断led背光源中心位置的当前亮度值lcr与目标亮度值ls之间的差值是否超出允许的误差范围(该允许的误差范围根据实际亮度值精度需求设定)：

若led背光源中心位置的当前亮度值lcr与目标亮度值ls之间的差值未超出允许的误差范围则转入步骤s2；

若led背光源中心位置的当前亮度值lcr与目标亮度值ls之间的差值超出允许的误差范围则根据差值和比例因子p计算补偿电流值△i，在具体实施时的公式为△i＝(ls－lcr)×p，其中比例因子p的单位为ma·m²/cd；并根据补偿电流值△i对led背光源的驱动电流进行补偿，转入步骤s4；

s4、采集补偿后的led背光源边缘处固定位置的当前亮度值ler，根据补偿后的led背光源边缘处固定位置的当前亮度值ler和当前设置的亮度等级的亮度映射因子计算补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值lcr；

s5、判断补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值lcr与目标亮度值ls之间的差值是否超出允许的误差范围：

若补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值lcr与目标亮度值ls之间的差值未超出允许的误差范围则转入步骤s4；

若补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值lcr与目标亮度值ls之间的差值超出允许的误差范围且补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值lcr小于目标亮度值ls，说明当前设置的比例因子p太小，则根据差值和第一调整因子α调整比例因子p，在具体实施时的公式为p`＝p×1.1+(ls－lcr)×α，α为第一调整因子，p`为调整后的比例因子；将调整后的比例因子p`作为新的比例因子p，根据差值和比例因子p计算补偿电流值，在具体实施时的公式为△i＝(ls－lcr)×p；并根据补偿电流值对led背光源的驱动电流进行补偿，转入步骤s4；

若补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值lcr与目标亮度值ls之间的差值超出允许的误差范围且补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值lcr大于目标亮度值ls，说明当前设置的比例因子p太大，则根据差值和第二调整因子β调整比例因子p，在具体实施时的公式为p`＝p×0.9+(ls－lcr)×β，β为第二调整因子，p`为调整后的比例因子；将调整后的比例因子p`作为新的比例因子p，根据差值和比例因子p计算补偿电流值，在具体实施时的公式为△i＝(ls－lcr)×p；并根据补偿电流值对led背光源的驱动电流进行补偿，转入步骤s4。

由于在相同的驱动电流作用下，led背光源中所有led灯珠的亮度值不能实现完全相同，因此，本实施例提供的led背光源亮度的动态调整方法采用led背光源中心位置的亮度值作为led背光源的亮度值。但在led背光源的工作过程中直接采集led背光源中心位置的亮度值会对液晶显示造成较大影响，因此，为了尽量减小采集亮度值对液晶显示的影响，本实施例提供的led背光源亮度的动态调整方法通过在出厂测试阶段利用亮度测试仪采集led背光源边缘处固定位置的亮度值和led背光源中心位置的亮度值并计算两者的亮度映射因子；在led背光源的工作过程中，利用亮度传感器采集led背光源边缘处固定位置的亮度值并通过亮度映射因子计算得到led背光源中心位置的亮度值的方式。另外，由于亮度传感器随着亮度等级的不同存在如图2所示的非线性误差，led背光源的驱动电流和实际亮度值存在如图3所示的非线性误差，因此本实施例提供的led背光源亮度的动态调整方法采用对不同亮度等级分别计算亮度映射因子的方式。

本实施例提供的led背光源亮度的动态调整方法中，比例因子p的初始值决定了亮度调节的速度。第一调整因子α和第二调整因子β决定了整个平衡过程中最优值寻找的速度，设置的太小会使调节速度慢，设置太大会导致达不到稳定。因此，需要设定合适的比例因子p、第一调整因子α和第二调整因子β的取值。基于本实施例提供的led背光源亮度的动态调整方法，可快速地将led背光源的亮度值调节到处于目标亮度值的允许的误差范围内，例如0.1％的误差范围内。

在具体实施时，本实施例提供的led背光源亮度的动态调整方法中，采集led背光源或补偿后的led背光源边缘处固定位置的当前亮度值包括：以固定时间间隔采集led背光源或补偿后的led背光源边缘处固定位置的亮度值，根据连续多个采集的led背光源或补偿后的led背光源边缘处固定位置的亮度值的均值作为led背光源或补偿后的led背光源边缘处固定位置的当前亮度值。在具体实施时，多个为10个，即以固定时间间隔采集led背光源或补偿后的led背光源边缘处固定位置的亮度值，根据连续10个采集的led背光源或补偿后的led背光源边缘处固定位置的亮度值的均值作为led背光源或补偿后的led背光源边缘处固定位置的当前亮度值。这样可提高采集的当前亮度值的准确性。

如图4所示，本实施例提供的led背光源亮度的动态调整系统，包括：亮度测试仪、计算模块、存储模块、亮度传感器、判断模块和补偿模块；

亮度测试仪，在不同亮度等级下测试获取led背光源边缘处固定位置的亮度值lei或led背光源中心位置的亮度值lci；

计算模块，根据来自亮度测试仪的led背光源边缘处固定位置的亮度值lei和led背光源中心位置的亮度值lci计算不同亮度等级的边缘处固定位置和中心位置的亮度映射因子，计算公式为：ki＝lci/lei，ki为第i个亮度等级的亮度映射因子；

存储模块，存储不同亮度等级的边缘处固定位置和中心位置的亮度映射因子；可理解的是，存储模块可以为集成的本地存储设备，或扩展存储设备，如：可插拔的存储卡等，本实施例对此不作具体限定；

亮度传感器，采集led背光源边缘处固定位置的当前亮度值ler；

计算模块，还根据来自亮度传感器的led背光源边缘处固定位置的当前亮度值ler和根据当前设置的亮度等级从存储模块中读取的亮度映射因子计算led背光源中心位置的当前亮度值lcr；

判断模块，根据来自计算模块的led背光源中心位置的当前亮度值lcr与目标亮度值ls的关系(差值是否超出允许的误差范围)，输出补偿指令；

计算模块，还基于来自判断模块的补偿指令，根据led背光源中心位置的当前亮度值lcr与目标亮度值ls的差值及比例因子计算补偿电流值△i，在具体实施时的计算公式为△i＝(ls－lcr)×p，其中比例因子p的单位为ma·m²/cd；

补偿模块，根据来自计算模块的补偿电流值△i对led背光源的驱动电流进行补偿；

计算模块，还根据来自亮度传感器的补偿后的led背光源边缘处固定位置的当前亮度值ler和根据当前设置的亮度等级由存储模块读取的亮度映射因子计算补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值lcr；

判断模块，还根据来自计算模块的补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值lcr与目标亮度值ls的关系(差值是否超出允许的误差范围)，输出调整比例因子指令；

计算模块，还基于来自判断模块的调整比例因子指令，根据补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值lcr与目标亮度值ls的差值及第一调整因子α或第二调整因子β调整比例因子p，并将调整后的比例因子p`作为新的比例因子p计算补偿电流值。在具体实施时，若补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值lcr与目标亮度值ls之间的差值超出允许的误差范围且补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值lcr小于目标亮度值ls，说明当前设置的比例因子p太小，计算模块根据差值和第一调整因子α调整比例因子p：p`＝p×1.1+(ls－lcr)×α，α为第一调整因子，p`为调整后的比例因子。若补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值lcr与目标亮度值ls之间的差值超出允许的误差范围且补偿后的led背光源中心位置的当前亮度值lcr大于目标亮度值ls，说明当前设置的比例因子p太大，计算模块根据差值和第二调整因子β调整比例因子p：p`＝p×0.9+(ls－lcr)×β，β为第二调整因子，p`为调整后的比例因子。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。