采用直下式led背光模组的显示器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及显示器，公开了一种采用直下式LED背光模组的显示器。本实用新型中，背光模组的光强能够根据环境光光强自动调节，提高了显示器的易读性并能缓解视觉疲劳，光强还应能根据周围环境和用户需求进行调整，避免用户在环境光很强时看不清显示内容，或在环境光很暗时感到刺眼。本实用新型中，包括三原色传感器，控制器，LED驱动模块，直下式LED背光模组；三原色传感器与控制器连接，用于将检测到的环境光的三原色光强输入控制器；控制器与LED驱动模块连接，用于根据环境光的三原色光强控制LED驱动模块；LED驱动模块与直下式LED背光模组连接，用于根据控制器的输出信号调节直下式LED背光模组的三原色光强度。
【专利说明】采用直下式LED背光模组的显示器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及显示器，特别涉及采用直下式LED背光模组的显示器。
【背景技术】
[0002]目前，IXD(液晶)显示器已广泛用于商业、工业及军事等领域。而LED背光源是国家863重点攻关课题，其在稳定性、可视性、环保、发光效率、色彩饱和度、体积、动态控制等方面具有明显优势，正在迅速普及。
[0003]传统的LCD背光源采用的是冷阴极荧光灯(CCFL)，色彩还原性差，仅能提供NTSC(Nat1nalTelevis1n System Committee)标准中色域的 72% ;而 LED 背光源色彩还原性好，可以达到NTSC标准中色域的105%，甚至超过120%，并且寿命长、不含汞。
[0004]LED背光模组按入射位置一般分为侧光式和直下式，按LED种类可分为RGB LED与白光LED。与侧光式背光源相比，直下式背光源由于LED分布在面板的后方，亮度分布更均匀。RGB LED背光采用了 RGB三原色的LED作为独立发光元件，与白光LED相比，具有更好的亮度、对比度和色彩还原性。通过分析，直下式RGB LED更适合作为座舱环境下的IXD显示器背光源。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种采用直下式LED背光模组的显示器，显示器的背光模组的光强能够根据环境光的三原色光强自动调节，提高了显示器的易读性并能缓解视觉疲劳，显示器的光强还应能根据周围环境和用户需求进行调整。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种采用直下式LED背光模组的显示器，包括三原色传感器，控制器，LED驱动模块，直下式LED背光模组；
[0007]三原色传感器与控制器连接，用于将检测到的环境光的三原色光强输入控制器；
[0008]控制器与LED驱动模块连接，用于根据输入的环境光的三原色光强控制LED驱动丰吴块；
[0009]LED驱动模块与直下式LED背光模组连接，用于根据控制器的输出信号调节直下式LED背光模组的三原色光强度。
[0010]本实用新型实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于:
[0011]显示器的背光模组的光强能够根据环境光的三原色光强自动调节，提高了显示器的易读性并能缓解视觉疲劳，显示器的光强还应能根据周围环境和用户需求进行调整，避免用户在环境光很强时看不清显示内容，或在环境光很暗时感到刺眼。
[0012]进一步地，采用RGB LED作为背光模组，显示器的色域范围最高能达到NTSC色域的150%左右，同时，RGB LED背光源支持背光区域调整技术，动态对比度可达到千万I级。
[0013]进一步地，由于LED光源为点光源，对背光模块屏幕进行分块使得能够形成亮度均匀的面光源，且能够适用于大尺寸的液晶显示器。
[0014]进一步地，对光强信号进行采样时，Is采样600个点并求平均值，可滤除50Hz和60Hz的干扰信号。
[0015]进一步地，通过温度传感器检测所述直下式LED背光模组的温度，能够保证LED正常工作。
[0016]进一步地，显示器的各模块通过CAN总线连接，通讯可靠性高，成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型第一实施方式中一种采用直下式LED背光模组的显示器的结构示意图；
[0018]图2是本实用新型第二实施方式中一种采用直下式LED背光模组的显示器的结构示意图；
[0019]图3是本实用新型第三实施方式中一种采用直下式LED背光模组的显示器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0021]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
[0022]本实用新型第一实施方式涉及一种采用直下式LED背光模组的显示器，图1是该采用直下式LED背光模组的显示器的结构示意图。
[0023]具体地说，如图1所示，该采用直下式LED背光模组的显示器包括三原色传感器，控制器，LED驱动模块，直下式LED背光模组。
[0024]三原色传感器与控制器连接，用于将检测到的环境光的三原色光强输入控制器。
[0025]控制器与LED驱动模块连接，用于根据输入的环境光的三原色光强控制LED驱动丰旲块。
[0026]LED驱动模块与直下式LED背光模组连接，用于根据控制器的输出信号调节直下式LED背光模组的三原色光强度。
[0027]优选地，三原色传感器还与直下式LED背光模组连接，用于检测背光模组中三原色的实际光强。
[0028]优选地，控制器控制LED驱动模块输出相应的PWM信号，并用于调节环境光的光强。
[0029]在本实施方式中，显示器的背光模组的光强能够根据环境光的三原色光强自动调节，提高了显示器的易读性并能缓解视觉疲劳，显示器的光强还应能根据周围环境和用户需求进行调整，避免用户在环境光很强时看不清显示内容，或在环境光很暗时感到刺眼。
[0030]本实用新型第二实施方式涉及一种采用直下式LED背光模组的显示器，第二实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于:
[0031]直下式LED背光模组为RGB LED背光模组。采用RGB LED作为背光模组，显示器的色域范围最高能达到NTSC色域的150%左右，同时，RGB LED背光源支持背光区域调整技术，动态对比度可达到千万1级。
[0032]三原色传感器为光敏二极管，用于将光信号转换为红、绿、蓝的三原色的电信号。
[0033]直下式LED背光模组采用分块设计，每个分块区域均连接LED驱动模块。由于LED光源为点光源，对背光模块屏幕进行分块使得能够形成亮度均匀的面光源，且能够适用于大尺寸的液晶显示器。
[0034]控制器对输入的三原色光强信号的采样频率为600Hz。对光强信号进行采样时，采用Is采样600个点并求平均值，可滤除50Hz和60Hz的干扰信号。
[0035]本实用新型第三实施方式涉及一种采用直下式LED背光模组的显示器，第三实施方式在第二实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于:
[0036]还包括手动调节模块，手动调节模块与控制器连接，用于对直下式LED背光模组的三原色光强度进行调节，从而可根据用户的喜好对光强度进行调节。
[0037]还包括温度传感器，与直下式LED背光模组连接，用于检测直下式LED背光模组的温度。通过温度传感器检测直下式LED背光模组的温度，能够保证LED正常工作。
[0038]控制器和三原色传感器，LED驱动模块之间通过CAN总线连接。显示器的各模块通过CAN总线连接，通讯可靠性高，成本低。
[0039]实施例一
[0040]图2为采用直下式LED背光源的IXD显示器结构示意图。
[0041]由于LED光源为点光源，需要对其进行光学设计，形成亮度均匀的面光源。另外对背光模块屏幕进行了分块，每块区域采用三片LED驱动集成电路分别对三原色LED的发光强度进行控制。
[0042]由于人眼习惯于看受环境光影响的自然界中的物体，本实施例设计的背光模块的亮度模拟在自然界中物体的亮度特性，其中的R、G、B三色LED亮度达到最大值时，显示屏的白平衡达到最好。
[0043]电路检测环境光的光强，使环境光经三原色传感器分解成红、绿、蓝信号，其大小分别用xR、xG、xB表示，然后根据环境光的强度分别调节背光源的三原色光强度。将背光模块需要发出的三原色的光强分别用yR、yG、yB表示。使背光模块需要发出的三原色光强与环境光的三原色光强的关系为:yi = kixi+b1
[0044]关系式中，i可取R、G、B ；bi是环境光为0时背光源第i种颜色的光强，ki是参照自然界中普通物体在自然光照射下的光强特性而设定的，ki和bi都大于0，其值存储在单片机中，并可以根据用户的需要改变。
[0045]控制模块通过三原色传感器不断对环境光的光强及背光模块的三原色实际光强进行测量，控制LED驱动集成电路输出相应的PWM信号，从而实现背光模块的光强能根据周围环境光的照度自动调节。
[0046]如果用户对自动调节的光强不满意，可根据个人喜好手动调节背光模块的光强。背光模块调节前的三原色光强为yi，经人工调节后的三原色光强为y’ i，通过? i计算出b’ 1、k’ 1:计算出的b’ i和k’ i可能会非常小，针对这种情况，在电路中设置了 bmini和kmin1比较b’ i和bmini，将较大的值作为调整后的bi值存入电路中；比较k’ i和kmini，将较大的值作为调整后的ki值存入单片机中。从而完成对背光模块光强和环境光强度之间关系的修改。系统初始化时设定bi和ki的初始值为bsi和ksi，并存储到单片机内，用户可以通过按键使bi和ki还原到bsi和ksi。
[0047]实施例二
[0048]座舱式显示设备主要集中在中尺寸，本文设计的是7寸液晶显示器的背光驱动电路。检测和驱动部分的电路原理图如图2所示。
[0049]电路中采用STC12C5624AD单片机作为控制模块；采用RICHTEK公司(立錡科技股份有限公司)生产的LM 2733升压电源，分别驱动红、绿、蓝三色LED ；以LM20作为温度传感器，随时检测LED的温度，保证LED正常工作；选用光敏二极管MCS3AS作为三原色传感器，将光信号转换为红、绿、蓝的三原色的电信号；通过按键控制是否复位到初始值及手动调光。
[0050]为提高系统的可靠性，将液晶的背光模块分为9个区域。同时，为滤除50Hz、60Hz干扰信号，本电路对环境光及背光模块的光强信号进行采样时，采用Is采样600个点求平均值的方法。
[0051]为保证通讯的可靠性，本设计采用CAN总线通讯。CAN网络是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络，其总线规范已被ISO国际标准化组织制定为国际标准，并被公认为是最有前途的现场总线之一。由于其设计成本低、通讯可靠性高，广泛应用于控制系统中各检测和执行机构之间的数据通信。
[0052]将单片机、三原色传感器、温度传感器、LED驱动集成电路作为一个节点，采用SJA1000和TJA1040作为节点的通讯器件。节点单片机将背光信息和环境光信息发送到CAN总线上，同时也能够接收到CAN总线上的信息。本设计采用的传输速率为500kbps。
[0053]以上通过对液晶显示器背光源进行调研，结合座舱环境对显示器的要求，设计了一种用于座舱的直下式RGB LED背光驱动电路，它能自动或手动调节显示器背光源的亮度。经测试使用，采用本设计技术的LCD显示屏在周围光线较亮时仍具备可读性，保证了显示器显示信息的安全性和可靠性。
[0054]由于本设计采用分区设计，其背光电路设计方案也可用于大尺寸液晶显示器中。
[0055]本实用新型设计了一种将LED背光源运用到显示器的驱动电路，其中采用了国际上领先的直下式LED背光驱动技术，并将背光模块分区，利用CAN总线技术保证有效通讯。电路的设计使显示器背光模块的光强能够根据环境光的三原色光强或用户喜好自动或手动调节。且该设计能够更好地满足室内用户的观看需求。
[0056]需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，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。
[0057]虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。
【权利要求】
1.一种采用直下式LED背光模组的显示器，其特征在于，包括三原色传感器，控制器，LED驱动模块，直下式LED背光模组； 所述三原色传感器与所述控制器连接，用于将检测到的环境光的三原色光强输入所述控制器； 所述控制器与所述LED驱动模块连接，用于根据所述输入的环境光的三原色光强控制所述LED驱动模块； 所述LED驱动模块与所述直下式LED背光模组连接，用于根据所述控制器的输出信号调节所述直下式LED背光模组的三原色光强度。
2.根据权利要求1所述的采用直下式LED背光模组的显示器，其特征在于，所述三原色传感器还与所述直下式LED背光模组连接，用于检测背光模组中三原色的实际光强。
3.根据权利要求1所述的采用直下式LED背光模组的显示器，其特征在于，所述直下式LED背光模组为RGB LED背光模组。
4.根据权利要求1所述的采用直下式LED背光模组的显示器，其特征在于，所述三原色传感器为光敏二极管，用于将光信号转换为红、绿、蓝的三原色的电信号。
5.根据权利要求1所述的采用直下式LED背光模组的显示器，其特征在于，还包括手动调节模块，所述手动调节模块与所述控制器连接，用于对所述直下式LED背光模组的三原色光强度进行调节。
6.根据权利要求1所述的采用直下式LED背光模组的显示器，其特征在于，所述直下式LED背光模组采用分块设计，每个分块区域均连接所述LED驱动模块。
7.根据权利要求1所述的采用直下式LED背光模组的显示器，其特征在于，所述控制器对输入的三原色光强信号的采样频率为600Hz。
8.根据权利要求1所述的采用直下式LED背光模组的显示器，其特征在于，所述控制器控制所述LED驱动模块输出相应的PWM信号，并用于调节环境光的光强。
9.根据权利要求1所述的采用直下式LED背光模组的显示器，其特征在于，还包括温度传感器，与所述直下式LED背光模组连接，用于检测所述直下式LED背光模组的温度。
10.根据权利要求1所述的采用直下式LED背光模组的显示器，其特征在于，所述控制器和所述三原色传感器，LED驱动模块之间通过CAN总线连接。
【文档编号】G09G3/36GK204242564SQ201420763639
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】吴坚 申请人:上海全一通讯技术有限公司