专利名称：直下式led背光源均匀性控制的方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示技术，尤其涉及的是一种直下式LED背光源均勻性控制的方法及其系统。
背景技术：
LED背光源是一种新型背光源，具有亮度高、寿命长，功耗低的优点，又由于LED是电流型器件，其发光亮度与流过的电流成正比，通过控制LED的电流就可以控制它的亮度， 所以用LED作为背光源还具有控制简单，操作方便等优点。目前大尺寸液晶屏的背光技术分为侧下式和直下式两种。由于简便的架构，侧下式背光占据90%以上的大尺寸液晶屏背光市场份额。不过，由于直下式架构具有更省电、散热简单、图像对比度更好、可局部调光等优势，毫无疑问，如果LED背光架构从目前主流的侧下式改为直下式，业界对LED的需求量将会激增。但是，直下式LED背光源由于工艺上的原因，LED点阵中每个LED颗粒在结构和性能上会存在一定的差异，从而使各个LED像素的亮度不一致，而直下式LED背光源中的 LED颗粒数目又是有限的，所以很容易导致直下式LED背光源出现显示亮度不均勻的问题。 因此，解决直下式LED背光源的亮度均勻性问题，对大幅度提高和改善液晶显示的图像质量具有至关重要的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种直下式LED背光源均勻性控制的方法及其系统，以解决的直下式LED背光源亮度均勻性问题。本发明的方法，其特征在于在所述直下式LED背光源的列灰度驱动单元的每个列驱动电极上增加一个反馈模块，通过反馈模块的负反馈作用来控制LED的电流，进而实现亮度均勻的控制；以及根据LED电流和亮度之间的线性关系，建立直下式LED背光源不同区域电流和亮度的对应关系表，应用查表法对LED背光源的亮度灰度值进行校正。本发明的系统包括前级控制电路和后级驱动电路，所述前级控制电路包括视频解码模块，FPGA信号处理模块和数据缓存模块；所述的后级驱动电路包括行扫描驱动单元和列灰度驱动单元；其特征在于所述的列灰度驱动单元的每个列驱动电极上设置有一个反馈模块，通过反馈模块的负反馈作用来控制LED的电流，所述的视频解码模块接收外部的视频信号，该FPGA信号处理模块接收视频解码模块和数据缓存模块发送的数据进行处理， 并控制所述的列灰度驱动单元和行扫描驱动单元，所述的FPGA信号处理模块根据数据缓存模块中存储的LED背光源不同区域电流和亮度的对应关系表向列灰度驱动单元和行扫描驱动单元输出相应的控制信号，从而实现调制LED背光源的亮度均勻性。在本发明一实施例中，所述外部的视频信号由一带有视频输出接口的PC提供，其输出的视频
信号能用于测试和调制直下式LED背光源不同区域的亮度。在本发明一实施例中，所述的列灰度驱动单元具有输出脉宽调制信号的功能。
在本发明一实施例中，所述的行扫描驱动单元具有输出等间隔电流脉冲信号的功能。总的来说，本发明采用了反馈控制方案和灰度值校正方案，该反馈控制方案是通过反馈模块的负反馈作用来实现电流的控制，进而实现亮度均勻性的控制；该灰度值校正方案是通过FPGA信号处理模块查找存入数据缓冲模块的直下式LED背光源不同区域电流和亮度的对应关系表，向列灰度驱动单元和行扫描驱动单元输出相应的控制信号，进而控制背光源的亮度，实现亮度均勻，最大限度的满足LCD对背光源亮度均勻性的要求。
图1是本发明一种直下式LED背光源均勻性控制系统原理图。图2是本发明反馈模块的负反馈示意图。图3是本发明调节亮度均勻性的反馈控制方案示意图。图4是本发明调节亮度均勻性的灰度值校正方案原理图。图5是本发明调节亮度均勻性的灰度值校正方案测试表。图6是本发明调节亮度均勻性的灰度值校正方案灰度校正表。
具体实施例方式本发明提供一种直下式LED背光源均勻性控制的方法其特征在于在所述直下式 LED背光源的列灰度驱动单元的每个列驱动电极上增加一个反馈模块，通过反馈模块的负反馈作用来控制LED的电流，进而实现亮度均勻的控制；以及根据LED电流和亮度之间的线性关系，建立直下式LED背光源不同区域电流和亮度的对应关系表，应用查表法对LED背光源的亮度灰度值进行校正。为了让一般技术人员更好的理解本发明，下面我们结合附图对本发明的系统做进
一步说明。如图1所示，该直下式LED背光源均勻性控制系统包括外部视频信号源(本实施例可以是一 PC机)、视频解码模块、FPGA信号处理模块、数据缓存模块、列灰度驱动单元、行扫描驱动单元。视频解码模块接收PC机送来的视频信号，将其解码后发送给FPGA信号处理模块，FPGA处理模块将其处理后控制列灰度驱动单元和行扫描驱动单元。接下来从硬件和软件角度来解决LED背光源亮度均勻性问题，具体方案包括反馈控制方案和灰度值校正方案
①反馈控制方案。如图3所示，在每个列驱动电极上增加一个反馈模块，通过反馈模块的负反馈作用控制相应LED上电流的大小，进而实现亮度均勻性的控制。反馈模块的负反馈如图2所示，当通过LED的电流过大时，反馈模块上压降增大，从而使LED上压降减小， 通过LED的电流开始减小，亮度降低。同理，当通过LED的电流过小时，反馈模块上压降减小，使得LED上压降增大，通过LED的电流开始增加，亮度增加。如此往复，从而使LED的亮度达到相对均衡。②灰度值校正方案。如图4所示，将LED背光源根据实际情况分成不同的区域，通过试验测量不同区域的亮度，得到直下式LED背光源不同区域LED电流脉冲占空比与亮度之间的对应关系，将电流脉冲占空比转化为灰度值，建立起亮度(B)、电流脉冲占空比(D)、灰度值(G)之间的对应关系表(如图5所示)，然后再根据实际情况将灰度值(G)校正，得到校正后的灰度值(G’)(如图6所示)存入数据缓存模块。根据数据缓存模块内不同区域的对应关系表，输出相应的控制信号到列灰度驱动单元和行扫描驱动单元，从而提高和改善 LED背光源的亮度均勻性。 值得一提的是，本实施例中所述的列灰度驱动单元具有输出脉宽调制信号的功能。所述的行扫描驱动单元具有输出等间隔电流脉冲信号的功能。
权利要求
1.一种直下式LED背光源均勻性控制的方法，其特征在于在所述直下式LED背光源的列灰度驱动单元的每个列驱动电极上增加一个反馈模块，通过反馈模块的负反馈作用来控制LED的电流，进而实现亮度均勻的控制；以及根据LED电流和亮度之间的线性关系，建立直下式LED背光源不同区域电流和亮度的对应关系表，应用查表法对LED背光源的亮度灰度值进行校正。
2.一种直下式LED背光源均勻性控制系统，包括前级控制电路和后级驱动电路，所述前级控制电路包括视频解码模块，FPGA信号处理模块和数据缓存模块；所述的后级驱动电路包括行扫描驱动单元和列灰度驱动单元；其特征在于所述的列灰度驱动单元的每个列驱动电极上设置有一个反馈模块，通过反馈模块的负反馈作用来控制LED的电流，所述的视频解码模块接收外部的视频信号，该FPGA信号处理模块接收视频解码模块和数据缓存模块发送的数据进行处理，并控制所述的列灰度驱动单元和行扫描驱动单元，所述的FPGA 信号处理模块根据数据缓存模块中存储的LED背光源不同区域电流和亮度的对应关系表向列灰度驱动单元和行扫描驱动单元输出相应的控制信号，从而实现调制LED背光源的亮度均勻性。
3.根据权利要求2所述的直下式LED背光源均勻性控制系统，其特征在于所述外部的视频信号由一带有视频输出接口的PC提供，其输出的视频信号能用于测试和调制直下式LED背光源不同区域的亮度。
4.根据权利要求1所述的直下式LED背光源均勻性控制系统，其特征在于所述的列灰度驱动单元具有输出脉宽调制信号的功能。
5.根据权利要求1所述的直下式LED背光源均勻性控制系统，其特征在于所述的行扫描驱动单元具有输出等间隔电流脉冲信号的功能。
全文摘要
本发明是一种直下式LED背光源均匀性控制的方法和系统，其包括反馈控制方案和灰度值校正方案，该反馈控制方案是通过反馈模块的负反馈作用来实现电流的控制，进而实现亮度均匀性的控制；该灰度值校正方案是通过FPGA信号处理模块查找存入数据缓冲模块的直下式LED背光源不同区域电流和亮度的对应关系表，向列灰度驱动单元和行扫描驱动单元输出相应的控制信号，进而控制背光源的亮度，实现亮度均匀，最大限度的满足LCD对背光源亮度均匀性的要求。
文档编号G09G3/36GK102314838SQ20111029896
公开日2012年1月11日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者冯新凯, 姚剑敏, 徐胜, 李福山, 林志贤, 郭太良, 陈冬灵 申请人:福州大学