专利名称：影像处理电路以及发光模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种影像处理电路以及发光模组，尤其涉及一种控制液晶显示器的背光的影像处理电路以及提供液晶显示器的背光的发光模组。
背景技术：
以发光二极管(Light Emitting Diode,LED)作为发光源的应用越来越普遍,例如液晶显示器、移动电话、可携式计算机与个人数字助理等的屏幕背光模组。背光模组是显示器中驱动光源的关键零组件，其不但决定了显示器的可靠度及稳定度，还直接影响到显示器的显像品质。一般来说，为了让使用者能依照喜好来调整光源亮度或是于环境亮度的允许下能节省更多电力，必须拥有良好的调光功能。以发光二极管的物理特性来看，通过发光二极管 的电流与发光二极管的顺向偏压呈指数关系，而发光二极管的发光程度则与通过其本身的电流成正比。换句话说，当通过的电流越大，发光二极管发光的亮度也随之越高。常见的调光方式有模拟调光方式与数字调光方式。模拟调光方式是藉由调整流过发光二极管的顺向电流大小，来达到亮度变化。数字调光方式是对发光二极管进行明灭的控制，并利用人眼视觉暂留的现象，经由改变发光二极管明灭的工作周期(Duty Cycle)，来进行平均亮度的控制。采用模拟调光方式，虽然实现简单，却必须增加外部电路，而增添了系统的成本。因此，目前的发展趋势便以数字方式调光为主。请参考图1，图I为一种现有的发光模组100的示意图。发光模组100可用于提供液晶显示器的背光，其具有定标器112以及驱动电路122。定标器112和驱动电路122分另IJ形成于不同的集成电路芯片中，并被分别设置于定标器电路板110和驱动电路板120上。定标器112会接收影像信号SIMe，以将影像信号Sik的解析度由第一解析度转换至第二解析度，以产生并输出控制信号DM[1:4]至驱动电路122。控制信号DM[1:4]为四位元的数字信号，其每一位兀用以控制一对应的发光二极管串160。每一发光二极管串160具有多个发光二极管162。请参考图I及图2，图2为图I控制信号DIM[1:4]的各位元及驱动电压VOUT的时序图。控制信号DIM[1:4]的每一个位元DIM[1] DIM[3]各用以控制所对应的发光二极管串160的开启及关闭。进一步地说，当位元DM[1] DM[3]当中的任一位元的值为“I”(高电位)时，其所对应的发光二极管串160会被开启；而当位元DIM[1] DIM[3]当中的任一位元的值为“0”(低电位)时，其所对应的发光二极管串160会被关闭。然而，因驱动电路122会依据所取样到的发光二极管串160的第二端B的端电压，来控制其驱动电压VOTT，又因第二端B的端电压会因各发光二极管串160的开启/关闭状态而有所不同，故造成驱动电路122每次所取样到的第二端B的端电压不尽相同，进而造成驱动电压Vott的电压值经常变化。然而，驱动电压Vott的电压值经常变化的结果，使得驱动电SVott本身成了一个噪声源。在此情况下，发光模组100的噪声会增加，并使得发光模组100所提供的光线的强度并不稳定。
发明内容
本发明提供一种影像处理电路以及发光模组，其于所有发光二极管串都开启时才进行端电压的取样动作，以降低发光模组的噪声，并使其发光模组的发光强度稳定。本发明提出一种发光模组，其包括多个并联的发光二极管串以及一集成电路。每一发光二极管串包括多个串联的发光二极管。集成电路包括驱动电路。驱动电路耦接至上述的多个发光二极管串，用以供应驱动电压至上述的多个发光二极管串的第一端，以驱动上述的多个发光二极管串。驱动电路并用以维持上述的驱动电压于发光二极管串全部被开启时的电压值，直到上述的多个发光二极管串再度全部被开启。本发明提出一种影像处理电路，适于驱动多个发光二极管串。影像处理电路包含驱动电路。驱动电路耦接至上述的多个发光二极管串，用以供应驱动电压至上述的多个发光二极管串的第一端，以驱动上述的多个发光二极管串 。驱动电路并用以维持上述的驱动电压于发光二极管串全部被开启时的电压值，直到上述的多个发光二极管串再度全部被开
启O在本发明的一实施例中，上述的集成电路还包括定标器(scaler)。定标器耦接驱动电路，用以处理影像信号，以产生并输出控制信号至驱动电路，而使驱动电路依据控制信号控制上述的多个发光二极管串的操作。在本发明的一实施例中，上述的定标器还用以将上述影像信号的解析度从第一解析度转换至第二解析度。在本发明的一实施例中，上述的定标器包括寄存器，用以储存数据。其中当驱动电路检测到上述的发光二极管串运作异常时，会将发光二极管串的异常信息储存至寄存器。在本发明的一实施例中，当驱动电路检测到上述的发光二极管串运作异常时，驱动电路会关闭发光二极管串，而定标器仍持续运作。在本发明的一实施例中，上述的定标器包括参考电压电路，用以提供参考电压至驱动电路，以使驱动电路依据参考电压产生驱动电压。在本发明的一实施例中，上述的驱动电路依据控制信号控制每一发光二极管串的工作周期(duty cycle)。在本发明的一实施例中，上述的集成电路为单一个芯片。在本发明的一实施例中，上述的驱动电路包括取样电路以及脉宽调制电路。取样电路用以取样发光二极管串全部被开启时发光二极管串的第二端的电压，并依据所取样的电压产生控制电压。脉宽调制电路用以依据控制电压，控制驱动电压的电压值。在本发明的一实施例中，上述的发光模组用于提供液晶显示器的背光。基于上述，本发明的发光模组的驱动电路于所有发光二极管串都开启时才进行端电压的取样动作，而使得驱动电路的驱动电压的变化不致于成为一个噪声源，故可降低发光模组的噪声，并使其发光模组的发光强度稳定。此外，定标器与驱动电路可整合于单一芯片之中，还能大幅提升发光二极管的应用弹性，且对于画面的支持度来说，可达到更佳的即时性以及应用弹性。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
图I为一种现有的发光模组的示意图。图2为图I控制信号的各位元及驱动电压的时序图。图3为本发明一实施例的发光模组的示意图。图4为图3控制信号的各位元及驱动电压的时序图。图5为本发明一实施例的发光模组的示意图。图6为图5控制信号的各位元及驱动电压的时序图。附图标记
100,300,500 :发光模组110:定标器电路板120:驱动电路板310:电路板320、520:集成电路112、330、530 :定标器332 :寄存器334:参考电压电路122、340、540 :驱动电路160,360,560 :发光二极管串162,362,562 :发光二极管541 :取样电路542 :多路复用器544:第一错误放大器546:取样保持电路548 :第二错误放大器550:脉宽调制电路552 :位移器A :第一端B :第二端DIM[1:4]:控制信号DIM[1] ~ DIM[4]:位元Dext : 二极管D1、D2、D3 :时间间隔WT3:时间点Simg :影像信号Sd :调整信号:调整信号Sd的互补信号Sffl :第一开关SW2 :第二开关
Vin :输入电压VKEF:参考电压Vqut:驱动电压Vc:控制电压Vs :第一分压Vl :第二分压Lext 电感R1 :第一电组
R2:第二电组R3 :第三电组R4:第四电组Rcs 电组Ql :第一晶体管Q2:第二晶体管Q3 :第三晶体管Q4:第四晶体管Q5 :第五晶体管UVLO, LX、OCP、PGND, OVS, VFB1、VFB2、VFB3、VFB4 :脚位
具体实施例方式请参考图3，图3为本发明一实施例的发光模组300的示意图。发光模组300可用于提供液晶显示器的背光，其具有定标器330以及驱动电路340。在本实施例中，定标器330和驱动电路340形成于同一个集成电路320中，而集成电路320可为单一个芯片，并被设置于电路板310上。然而，本发明并不以此为限。举例来说，在本发明其他实施例中，定标器330可自集成电路320分离出来，而与驱动电路340分别独立运作。又例如，在本发明其他实施例中，发光模组可不包括定标器330。发光模组300另包含有多个发光二极管串360,而每一发光二极管串360具有多个发光二极管362。在本实施例中，发光模组300具有四个发光二极管串360，但本发明并不以此为限，本技术领域的普通技术人员应可明白本发明的发光模组的发光二极管串的数目可以是其他大于I的数目。在本实施例中，定标器330耦接驱动电路340，用以处理影像信号SIMe，以产生并输出控制信号DM[1:4]至驱动电路340，而使驱动电路340依据控制信号DM[1:4]控制上述多个发光二极管串360的操作。此外，定标器330还可用以将影像信号Sik的解析度由第一解析度转换至第二解析度。在本实施例中，控制信号DIM[1:4]为四位元的数字信号，其每一位元用以控制一对应的发光二极管串360的操作。每一发光二极管串360具有多个发光二极管362。必须了解的，在本实施例中，定标器330所产生的控制信号DM[1:4]的位元数等于发光二极管串360的数目。而在本发明其他发光模组的实施例中，驱动器所接收到用以控制发光二极管串的操作的控制信号其位元数等于发光二极管串的数目。驱动电路340耦接至上述的多个发光二极管串360，用以供应驱动电压Vqut至发光二极管串360的第一端A，以驱动发光二极管串360。请参考图3及图4，图4为图3控制信号DIM[1:4]的各位兀及驱动电压Vqut的时序图。控制信号DIM[1:4]的每一个位兀DIM[1] DM[3]各用以控制所对应的发光二极管串360的开启及关闭。进一步地说，当位元DIM[1] DIM[3]当中的任一位元的值为“I”(高电位)时，其所对应的发光二极管串360会被开启；而当位元DIM[1] DIM[3]当中的任一位元的值为“0”(低电位)时，其所对应的发光二极管串360会被关闭。因此，驱动电路340可依据控制信号DM[1:4]控制每一发光二极管串360的工作周期(duty cycle)。驱动电路340会维持驱动电压Vot于所有的发光二极管串360全部被开启时的电压值，直到所有的发光二极管串360再度全部被开启。以图4为例，驱动电路340会在时间间隔DU D2和D3内维持驱动电压Vout的电压值，而驱动电压Vout在时间间隔DU D2和D3内所维持的电压值等于驱动电压Vott在时间点1\、T2和T3的电压值，而全部的发光二极管串360在时间点1\、T2和T3会全部被开启。如此一来，驱动电路340供应给发光二极管串360的驱动电压Vot的可长时间维持不变，故不至于形成一噪声源干扰其他电路，也不会造成发光二极管串360的电流急速 的变化。请再参考图3，在本发明另一实施例中，定标器330可包括寄存器332，用以储存数据。其中当驱动电路340检测到发光二极管串360运作异常时，会将发光二极管串360的异常信息储存至寄存器332。此外，在本发明一实施例中，当驱动电路340检测到发光二极管串360运作异常时，驱动电路340会关闭发光二极管串360，而此时的定标器330仍持续运作。如此一来，当发光二极管串360运作异常时，发光二极管串360可及时地被关闭，而储存在寄存器332内的异常信息则可被读取出来，作为后续除错或维修的依据。在本发明一实施例中，定标器330可包括参考电压电路334。参考电压电路334用以提供参考电压Vkef至驱动电路340，以使驱动电路340依据参考电压Vkef产生驱动电压Vouto在此实施例中，为因应不同的需求，参考电压电路334所提供的参考电压Vkef的电压值可被调整。举例来说，因应不同数目的发光二极管串360，参考电压电路334可提供具合适电压值的参考电压Vkef至驱动电路340，以使发光二极管串360的发光强度得以符合需要。请参考图5，图5为本发明一实施例的发光模组500的示意图。与上述发光模组300相似，发光模组500亦可用于提供液晶显示器的背光，其具有定标器530以及驱动电路540。在本实施例中，定标器530和驱动电路540形成于同一个集成电路540中，而集成电路540可为单一个芯片。然而，本发明并不以此为限。举例来说，在本发明其他实施例中，定标器530可自集成电路520分离出来，而与驱动电路540分别独立运作。又例如，在本发明其他实施例中，发光模组可不包括定标器530。发光模组500另包含有多个发光二极管串560,而每一发光二极管串560具有多个发光二极管562。在本实施例中，发光模组500具有四个发光二极管串560,但本发明并不以此为限，本技术领域的普通技术人员应可明白本发明的发光模组的发光二极管串的数目可以是大于或等于2的其他数目。在本实施例中，定标器530耦接驱动电路540，用以处理影像信号SIMe，以产生并输出控制信号DM[1:4]至驱动电路540，而使驱动电路540依据控制信号DM[1:4]控制上述多个发光二极管串560的操作。此外，定标器530还可用以将影像信号Sik的解析度由第一解析度转换至第二解析度。在本实施例中，控制信号DIM[1:4]为四位元的数字信号，其每一位兀用以控制一对应的发光二极管串560。每一发光二极管串560具有多个发光二极管562。在本实施例中，定标器530所产生的控制信号DM[1:4]的位元数等于发光二极管串560的数目。驱动电路540耦接至上述的多个发光二极管串560，用以供应驱动电压Vqut至发光二极管串560的第一端A，以驱动发光二极管串560。请参考图5及图6，图6为图5控制信号DIM[1:4]的各位兀及驱动电压Vqut的时序图。控制信号DIM[1:4]的每一个位兀DIM[1] DM[3]各用以控制所对应的发光二极管串560的开启及关闭。进一步地说，当位元DIM[1] DIM[3]当中的任一位元的值为“I”(高电位)时，其所对应的发光二极管串560会被开启；而当位元DIM[1] DIM[3]当中的任一位元的值为“0”(低电位)时，其所对应的发光二极管串560会被关闭。因此，驱动电路560可依据控制信号DIM[1:4]控制每一发光二极管串560的工作周期。驱动电路540会维持驱动电压Vot于所有的发光二极管串560全部被开启时的电 压值，直到所有的发光二极管串560再度全部被开启。以图6为例，驱动电路540会在时间间隔DU D2和D3内维持驱动电压Vout的电压值，而驱动电压Vout在时间间隔DU D2和D3内所维持的电压值等于驱动电压Vott在时间点1\、T2和T3的电压值，而全部的发光二极管串560在时间点1\、T2和T3会全部被开启。如此一来，驱动电路540供应给发光二极管串560的驱动电压Vot的可长时间维持不变，故不至于形成一噪声源干扰其他电路，也不会造成发光二极管串560的电流急速的变化。在本发明一实施例中，驱动电路540可包括取样电路541以及脉宽调制(PulseWidth Modulation ；PWM)电路550。取样电路541用以取样上述发光二极管串560全部被开启时其第二端B的电压，并依据所取样的电压产生控制电压V。。脉宽调制电路550则用以依据控制电压\，控制驱动电压Vott的电压值。在本发明一实施例中，驱动电路540还可包括第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4，其栅极分别受控于控制信号DIM[1:4]的一个位元，而其漏极分别通过接脚VFB1、VFB2、VFB3及VFB4连接于所对应的发光二极管串560的第二端B。取样电路541还包括多路复用器542、第一错误放大器544、取样保持电路546及第二错误放大器548。多路复用器542会选择并输出各发光二极管串560的第二端B的电压中的最小电压。第一错误放大器544则会依据参考电压Vkef以及多路复用器542所输出的电压，输出对应的电压。取样保持电路546受控于调整信号SD。当调整信号Sd于高电位时，取样保持电路546会取样第一分压Vs ;而当调整信号Sd于低电位时，取样保持电路546会保持所取样的第一分压\。第二错误放大器548会依据取样保持电路546所取样的第一分压Vs和当时的第一分压Vs输出对应的电压。取样电路541还可包括第一开关SWl及第二开关SW2，其中第一开关SWl耦接于第一错误放大器544的输出端并受控于调整信号SD，而第二开关
SW2耦接于第二错误放大器548的输出端并受控于信号t ,其中信号t为调整信号Sd的
互补信号。藉由上述的架构，取样电路541输出控制电压V。至脉宽调制电路550，而使脉宽调制电路550依据控制电压\来控制驱动电压Vott的电压值。在本发明一实施例中，发光模组500可另包括串联的第一电阻R1及第二电阻R2，用以将输入电压Vin分压，而产生并输出第二分压\至驱动电路540的接脚UVLO。其中，输入电压Vin为直流电压。此外，发光模组500还可包括电感Lext以及二极管Dext。电感Lext用以对输入电压Vin进行直流转换，而二极管Dext则用以整流。发光模组500还可包括第五晶体管Q5以及位移器552。位移器552藉由接脚LX耦接于脉宽调制电路550，用以位移上述脉宽调制电路550所输出的电压的位准。第五晶体管Q5则会依据位移器552的输出电压位准而导通或不导通，进而使得第五晶体管Q5的漏极的电压可因脉宽调制电路550的输出电压的变化而被调整。发光模组500还可包括电阻Rcs，其一端耦接于第五晶体管Q5的源极以及驱动电路540的接脚OCP，而其另一端耦接于驱动电路540的接脚PGND。驱动电路540可依据接脚OCP、PGND的电位以及电阻Rcs的电阻值，来判断流经第五晶体管Q5的电流的大小。发光模组500还可包括串联的第三电阻R3及第四电阻R4,用以将驱动电压Vott分压，而产生并输出第一分压Vs至驱动电路540的接脚OVS。藉此，驱动电路540可依据第一分压Vs及第二分压\，判断输入电压Vin及驱动电压Vott的电压值。在本发明其他实施例中，亦提供了适于驱动上述多个发光二极管串360或560的影像处理电路。上述的影像处理电路可为图3的集成电路320，或为图5的集成电路520，而可在所有发光二极管串360或560都开启时才进行端电压的取样动作，以降低发光模组 的噪声，并使其发光模组的发光强度稳定。至于影像处理电路的细部说明，可参照上述对于集成电路320、520的说明，在此即不再赘述。综上所述，本发明的发光模组的驱动电路于所有发光二极管串都开启时才进行端电压的取样动作，而使得驱动电路的驱动电压的变化不致于成为一个噪声源，故可降低发光模组的噪声，并使其发光模组的发光强度稳定。此外，定标器与驱动电路可整合于单一芯片之中，还能大幅提升发光二极管的应用弹性，且对于画面的支持度来说，可达到更佳的即时性以及应用弹性。虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的普通技术人员，当可作些许更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种发光模组，包括 多个并联的发光二极管串，每一发光二极管串包括多个串联的发光二极管；以及 一集成电路，包括 一驱动电路，耦接至该些发光二极管串，用以供应一驱动电压至该些发光二极管串的第一端，以驱动该些发光二极管串，该驱动电路并用以维持该驱动电压于该些发光二极管串全部被开启时的电压值，直到该些发光二极管串再度全部被开启。
2.根据权利要求I所述的发光模组，其中该集成电路还包括 一定标器，耦接该驱动电路，用以处理一影像信号，以产生并输出一控制信号至该驱动电路，而使该驱动电路依据该控制信号控制该些发光二极管串的操作。
3.根据权利要求2所述的发光模组，其中该定标器还用以将该影像信号的解析度从一 第一解析度转换至一第二解析度。
4.根据权利要求2所述的发光模组，其中该定标器包括 一寄存器，用以储存数据； 其中当该驱动电路检测到该些发光二极管串运作异常时，会将该些发光二极管串的异常信息储存至该寄存器。
5.根据权利要求2所述的发光模组，其中当该驱动电路检测到该些发光二极管串运作异常时，该驱动电路会关闭该些发光二极管串，而该定标器仍持续运作。
6.根据权利要求2所述的发光模组，其中该定标器包括 一参考电压电路，用以提供一参考电压至该驱动电路，以使该驱动电路依据该参考电压产生该驱动电压。
7.根据权利要求2所述的发光模组，其中该驱动电路依据该控制信号控制每一该些发光二极管串的工作周期。
8.根据权利要求2所述的发光模组，其中该集成电路为单一个芯片。
9.根据权利要求I所述的发光模组，其中该驱动电路包括 一取样电路，用以取样该些发光二极管串全部被开启时该些发光二极管串的第二端的电压，并依据所取样的电压产生一控制电压；以及 一脉宽调制电路，用以依据该控制电压，控制该驱动电压的电压值。
10.根据权利要求I所述的发光模组，其中该发光模组用于提供一液晶显示器的背光。
11.一种影像处理电路，适于驱动多个发光二极管串，该影像处理电路包含 一驱动电路，耦接至该些发光二极管串，用以供应一驱动电压至该些发光二极管串的第一端，以驱动该些发光二极管串，该驱动电路并用以维持该驱动电压于该些发光二极管串全部被开启时的电压值，直到该些发光二极管串再度全部被开启。
12.根据权利要求11所述的影像处理电路，其中该影像处理电路还包括 一定标器，耦接该驱动电路，用以处理一影像信号，以产生并输出一控制信号至该驱动电路，而使该驱动电路依据该控制信号控制该些发光二极管串的操作。
13.根据权利要求12所述的影像处理电路，其中该定标器还用以将该影像信号的解析度从一第一解析度转换至一第二解析度。
14.根据权利要求12所述的影像处理电路，其中该定标器包括 一寄存器，用以储存数据；其中当该驱动电路检测到该些发光二极管串运作异常时，会将该些发光二极管串的异常信息储存至该寄存器。
15.根据权利要求11所述的影像处理电路，其中该驱动电路包括 一取样电路，用以取样该些发光二极管串全部被开启时该些发光二极管串的第二端的电压，并依据所取样的电压产生一控制电压；以及 一脉宽调制电路，用以依据该控制电压，控制该驱动电压的电压值。
全文摘要
本发明提供一种影像处理电路以及发光模组。发光模组包括多个并联的发光二极管串以及集成电路。集成电路可为上述的影像处理电路。每一发光二极管串包括多个串联的发光二极管。集成电路包括驱动电路，耦接至上述的发光二极管串。驱动电路供应驱动电压至上述的发光二极管串的第一端，以驱动上述的发光二极管串。驱动电路并用以维持驱动电压于上述的发光二极管串全部被开启时的电压值，直到上述的发光二极管串再度全部被开启。故此，可减少发光二极管串的干扰，使发光二极管串的操作更加稳定。
文档编号G09G3/34GK102750907SQ20111020350
公开日2012年10月24日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年4月22日
发明者刘嘉俊, 吴忠文, 涂建成, 王思婷 申请人:联咏科技股份有限公司