专利名称：背光源控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种背光源控制系统及方法，尤其涉及一种液晶显示器中背 光源控制系统及方法。
背景技术：
液晶显示器中的液晶面板不发光，而是依靠液晶面板后的背光源提供光源，从而完成显示功能。目前应用较多的背光源是发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)。 LED作为液晶显示器的背光源，其色彩还原性 好、亮度均匀性好、寿命长、抗震性能好，已经应用在液晶面板的背光装置 中。但是，LED作为背光源也存在一些不足之处。由于加工工艺的原因，各 个LED之间都存在差异，即使通过各个LED的电流相同，各个LED的亮度不 能完全相同。而背光源上使用的LED数目较多，各个LED亮度的较大差异降 低了背光源的均一性，从而影响显示画面的质量。现有技术一般通过挑选差 异较小的LED来保证较好的均一性， 一方面无法克服LED自身存在的差异， 也没有考虑驱动芯片之间存在的误差，另一方面效果不理想，调试周期长， 工作强度大。发明内容本发明的目的是提供一种背光源控制系统及方法，通过调整各个LED的 亮度，克服LED之间存在的亮度差异，提高LED背光源的均一性。为了实现上述目的，本发明的第一个方面是提供一种背光源控制系统，
包括背光源；二维光学测量单元，用于采集所述背光源的亮度参数，生成背光源的亮 度分布数据；信号处理单元，用于从所述二维光学测量单元获取所述亮度分布数据， 对所述亮度分布数据进行处理，生成控制所述背光源亮度的控制信号，并向 所述背光源发送。其中，背光源包括光源阵列，包括数个发光二极管，用于产生光线；驱 动单元，与所述光源阵列中的每个发光二极管连接，用于从所述信号处理单 元接收控制信号，产生驱动每个发光二极管的驱动电流。信号处理单元包括信号采集单元，与所述二维光学测量单元连接，用于 采集所述二维光学测量单元传送的亮度分布数据，并将所述亮度分布数据进 行转换；控制单元，与所述信号采集单元连接，用于对经过转换的亮度分布 数据进行处理，生成控制每个发光二极管亮度的控制信号；信号输出单元， 与所述控制单元和所述背光源连接，用于将所述控制单元产生的控制信号输 出至所述背光源。本发明的第二个方面是提供一种背光源控制方法，该方法包括 采集背光源的亮度参数； 根据所述亮度参数生成背光源的亮度分布数据； 根据所述亮度分布数据生成控制背光源亮度的控制信号； 根据所述控制信号输出控制所述背光源亮度的驱动电流。 其中，根据所述亮度分布数据生成控制背光源亮度的控制信号具体为 对所述亮度分布数据进行数据转换；如果转换后的亮度分布数据不在设 定的亮度值范围内，则生成对应的背光源亮度调整数据；根据所述亮度调整 数据计算对应于各发光二极管的占空比。本发明通过二维光学测量单元反馈得到LED背光源整体亮度的分布情况，
由控制单元对驱动单元的输出进行控制，实现了背光源均一性的提高，解决了 LED自身存在差异性。本发明还通过控制单元对LED背光源的亮度分布数据进行分析处理，计 算出对应各LED所需控制信号的占空比，实现对LED驱动电流的控制，从而 控制LED的亮度，解决了调整LED亮度的问题。下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
图1为本发明背光源控制系统第一实施例的结构示意图； 图2为本发明背光源控制系统第二实施例的结构示意图； 图3为本发明背光源控制方法的流程图； 图4为本发明背光源控制方法实施例的流程图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明背光源控制系统第一实施例的结构示意图，本实 施例的背光源控制系统包括背光源1、 二维光学测量单元2、信号处理单元3, 背光源l用于产生光线；二维光学测量单元2用于对背光源1进行测量，采 集背光源1的亮度参数，得到背光源1的亮度分布情况，生成背光源1的亮 度分布数据；信号处理单元3分别与二维光学测量单元2和背光源1连接， 用于从二维光学测量单元2获取背光源1的亮度分布数据，并对该数据进行 处理，生成控制背光源亮度的控制信号，并将该控制信号传送给背光源1。本实施例背光源信号处理单元3通过二维光学测量单元2反馈得到背光 源1整体亮度的分布情况，由信号处理单元3对背光源1进行控制，可以提 高背光源1的均一性，解决亮度差异问题。如图2所示，为本发明背光源控制系统第二实施例的结构示意图，本实 施例的背光源控制系统在上一实施例的基础上，背光源1包括由发光二极管
组成的光源阵列11和驱动单元12;信号处理单元3包括信号采集单元31、 控制单元32和信号输出单元33。其中，驱动单元12与光源阵列11中的每 个发光二极管连接，用于从信号处理单元3接收控制信号，产生相应的驱动 电流驱动光源阵列11中的每个发光二极管；信号采集单元31与二维光学测 量单元2连接，用于采集二维光学测量单元2传送的背光源亮度分布数据， 并将背光源亮度分布数据进行转换，控制单元32与信号采集单元31连接， 用于对经过转换的背光源亮度分布数据进行处理，生成控制光源阵列11中的 每个发光二极管亮度的控制信号，信号输出单元33与控制单元32和背光源 1中的驱动单元12连接，用于将控制单元32产生的控制信号输出至背光源1。 本实施例中，二维光学测量单元2对背光源1进行测量，实时采集背光 源1的亮度参数，生成背光源1的亮度分布数据，此处二维光学测量单元2 可以是光学传感器，采集背光源1的亮度参数，输出为电信号参数；信号采 集单元31采集此电信号参数，并进行数据转换，即把电信号对应转换成控制 单元32可直接处理的数据形式，如采用查表法或归一法将电信号转换为对应 的无量纲数据。控制单元32可以控制信号采集单元31采集二维光学测量单元2传送的 数据，同时控制单元32对经过信号采集单元31转换后的数据根据设定的算 法进行运算处理，计算整体背光源1的均一性，以及背光源1各区域对应的 亮度调整数据，生成对应于光源阵列11中各个发光二极管亮度的控制信号， 并控制信号输出单元33将该控制信号输出，传送至驱动单元12。其中，控制单元32对经过信号采集单元32转换后的数据根据设定的算 法进行处理，该算法为均一性算法。其原理为先对测量到的背光源的亮度 分布数据进行判断，对于亮度值高于设定值的，要将其调低，然后将亮度最 小值除以一个设定值，得到一个均一性值，如果均一性值不在设定范围内， 则需进行调整。例如，测得背光源最大亮度为1010尼特(nit)，最小值为 800nit,而设定值是1000nit,就将1010nit区域的亮度调低到1000nU，用
800nit除以1000nit,得到均一性为80%，如果需要的背光源的均一性为90%, 则需要对应提高800nit区域的背光亮度。具体地，控制单元32控制信号采集单元31采集二维光学测量单元2传 送的数据，并对信号采集单元31传送的经过转换后的背光源1的亮度分布数 据进行判断，判断该数据是否处于设定的亮度值范围内，如果不在设定的亮 度值范围内，则通过前述的均一性算法计算背光源的均一性，得出对应于背 光源亮度的调整数据；再根据此亮度调整数据计算对应于各发光二极管的占 空比，占空比的计算可以用相应的算法由软件实现，如查表法。最后由控制 信号的占空比实现对背光源亮度的驱动电流的控制，从而控制LED的亮度。 该驱动电流为LED的平均电流，由LED的峰值电流乘以控制信号的占空比得 到。本实施例所述背光源控制系统在上一实施例的基础上，将信号处理单元3 具体化，通过控制单元32控制信号采集单元31和信号输出单元33,以及对 背光源1的亮度分布数据进行处理产生光源阵列11中发光二极管亮度的控制 信号，提高了 LED背光源的均一性。在上述实施例中，发光二极管为各种功率LED，且LED为多个，所有LED 在电路中的连接方式为串联或者并联。二维光学测量单元2可以为数台测量 设备，也可以为至少一个光学传感器。如图3所示，为本发明背光源控制方法的流程图，包括以下步骤步骤l、采集背光源的亮度参数；步骤2、根据所述亮度参数生成背光源的亮度分布数据； 步骤3、根据亮度分布数据生成控制背光源亮度的控制信号； 步骤4、根据控制信号输出控制背光源亮度的驱动电流。 其中，步骤3具体为 对背光源的亮度分布数据进行数据转换；如果转换后的亮度分布数据不在设定的亮度值范围内，则生成对应的背 光源亮度调整数据；根据所述亮度调整数据计算对应于各发光二极管的占空比。如图4所示，为本发明背光源控制方法实施例的流程图，本实施例包括以下步骤步骤101、 二维光学测量单元对整个背光源进行亮度测量，实时采集背 光源的亮度参数；步骤201、根据采集到的背光源的亮度参数，得到背光源的亮度分布情 况，生成背光源的亮度分布数据，该亮度分布数据为电信号数据，可以为电 流数据，也可以为电压数据；步骤301、信号采集单元对背光源亮度分布数据进行转换，转换方法可 以采用归一化法，将电压信号或电流信号转换成控制单元能够处理的数据， 如没有量纲的数据，该数据与电压信号或电流信号能够一一对应；步骤302、如果转换后的背光源亮度分布数据不在设定的亮度值范围内， 则通过计算生成对应的背光源亮度调整数据，此处计算方法可采用前述的背 光源均一性算法；步骤303、控制单元根据背光源亮度调整数据计算对应于背光源中各发 光二极管所需控制信号的占空比；步骤401、信号输出单元将由控制单元产生的控制信号输出至背光源中 的驱动单元；步骤402、驱动单元根据控制信号输出控制背光源亮度的驱动电流。 本实施例所述背光源均一性的调整方法，通过调整LED的驱动电流，从而控制LED的亮度，能够提高LED背光源的均一性，得到均一的面光源，从而提高显示质量。而且，该方法能够克服LED自身在制作过程中存在的缺陷，实现LED的低成本。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术
人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或 者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技 术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1、一种背光源控制系统，其特征在于，包括背光源；二维光学测量单元，用于采集所述背光源的亮度参数，生成背光源的亮度分布数据；信号处理单元，用于从所述二维光学测量单元获取所述亮度分布数据，对所述亮度分布数据进行处理，生成控制所述背光源亮度的控制信号，并向所述背光源发送。
2、 根据权利要求l所述的背光源控制系统，其特征在于，所述背光源包括光源阵列，包括数个发光二极管，用于产生光线； 驱动单元，与所述光源阵列中的每个发光二极管连接，用于从所述信号 处理单元接收控制信号，产生驱动每个发光二极管的驱动电流。
3、 根据权利要求1或2所述的背光源控制系统，其特征在于，所述信号 处理单元包括信号采集单元，与所述二维光学测量单元连接，用于采集所述二维光学 测量单元传送的亮度分布数据，并将所述亮度分布数据进行转换；控制单元，与所述信号采集单元连接，用于对经过转换的亮度分布数据 进行处理，生成控制每个发光二极管亮度的控制信号；信号输出单元，与所述控制单元和所述背光源连接，用于将所述控制单元产生的控制信号输出至所述背光源。
4、 一种背光源控制方法，其特征在于，包括 采集背光源的亮度参数； 根据所述亮度参数生成背光源的亮度分布数据； 根据所述亮度分布数据生成控制背光源亮度的控制信号； 根据所述控制信号输出控制所述背光源亮度的驱动电流。
5、根据权利要求4所述的背光源控制方法，其特征在于，根据所述亮度分布数据生成控制背光源亮度的控制信号具体为 对所述亮度分布数据进行数据转换；如果转换后的亮度分布数据不在设定的亮度值范围内，则生成对应的背光源亮度调整数据；根据所述亮度调整数据计算对应于各发光二极管的占空比。
全文摘要
本发明公开了一种背光源控制系统，包括背光源；二维光学测量单元，用于采集背光源的亮度参数，生成背光源的亮度分布数据；信号处理单元，用于从二维光学测量单元获取亮度分布数据，对亮度分布数据进行处理，生成控制背光源亮度的控制信号，并向背光源发送。本发明还公开了一种背光源控制方法，包括采集背光源的亮度参数；根据亮度参数生成背光源的亮度分布数据；根据亮度分布数据生成控制背光源亮度的控制信号；根据控制信号输出控制背光源亮度的驱动电流。通过本发明提供的系统和方法，实现了背光源均一性的提高，从而提高显示质量，并解决了背光源中发光二极管自身存在的差异性。
文档编号G09G3/34GK101159121SQ20071017772
公开日2008年4月9日 申请日期2007年11月20日 优先权日2007年11月20日
发明者刘敬伟, 张凯亮, 刚 王 申请人:京东方科技集团股份有限公司