БЛОК ФОНОВОЙ ПОДСВЕТКИ, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ БЛОКОМ ФОНОВОЙ ПОДСВЕТКИ И ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ДИСПЛЕЙ
BACKLIGHT UNIT, METHOD FOR CONTROLLING BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к жидкокристаллическим дисплеям, в частности, к блоку фоновой подсветки, способу управления блоком фоновой подсветки и жидкокристаллическому дисплею, содержащему блок фоновой подсветки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Жидкокристаллические дисплеи представляют собой плоские и ультратонкие устройства отображения, которые состоят из заданного количества цветных или монохромных пикселей, расположенных перед источником света или поверхностью отражения. Жидкокристаллические дисплеи имеют такие характеристики, как низкое энергопотребление, высокое качество изображения, небольшой объем и небольшой вес, и, таким образом, они предпочитаемы большинством пользователей, и они становятся основной тенденцией в сфере устройств отображения. Жидкокристаллический дисплей обычно содержит жидкокристаллическую панель и блок фоновой подсветки. Жидкокристаллическая панель и блок фоновой подсветки расположены напротив друг друга. Блок фоновой подсветки обеспечивает источник света для жидкокристаллической панели, а жидкокристаллическая панель использует источник света для отображения изображений.
[0003] В некоторых существующих жидкокристаллических дисплеях блок фоновой подсветки управляется управляющим сигналом, который синхронен с сигналом частоты кадров Vsync. На фиг. 1 представлена форма волны управляющего сигнала, частота сигнала частоты кадров составляет 100 Гц, а время цикла составляет 10 мс. Когда управляющий сигнал PWM (широтномодулированный) модуля фоновой подсветки синхронизируется с сигналом частоты кадров, коэффициент заполнения времени, в течение которого блок фоновой подсветки переключается, является одинаковым. При оптимизации коэффициента заполнения контролируется яркость жидкокристаллического дисплея, тем самым улучшается качество отображения и экономится потребляемая мощность.
[0004] Согласно вышеописанному способу управления коэффициент заполнения представляет собой заданное фиксированное значение при условии, что частота сигнала частоты кадров не меняется. Однако при некоторых обстоятельствах, например, когда канал переключается, 2D/3D режим переключается или источник сигнала переключается, частота сигнала частоты кадров будет меняться. Например, на фиг. 2 показана форма волны управляющего сигнала. Сигнал частоты кадров является нормальным в 1-м кадре F1, частота составляет 100 Гц, время цикла составляет 10 мс. Во 2-м кадре F2 ситуация меняется, частота составляет 137 Гц, а время цикла составляет 7,3 мс. Частота 3-го кадра F3 составляет 116 Гц, а время цикла составляет 8,6 мс. Частота 4-го и 5-го кадров составляет 137 Гц, а время цикла составляет 7,3 мс. Частота 6-го и 7-го кадров возвращается к нормальным значениям, то есть частота составляет 100 Гц, а время цикла составляет 10 мс. В начале F2 блок фоновой подсветки включается, поскольку управляющий ШИМ-сигнал блока фоновой подсветки установлен без учета изменения сигнала частоты кадров, один цикл управляющего ШИМ-сигнала продолжается до тех пор, пока не начнется F3. Для F2 происходит переполнение блока фоновой подсветки. Для F3 источник света, обеспечиваемый блоком фоновой подсветки, недостаточен. Такая же ситуация возникает между F4 и F5 и возвращается к нормальному состоянию до F6 и F7. Как описано выше, в соответствии со способом синхронизации управляющего сигнала и сигнала частоты кадров в существующих блоках фоновой подсветки, коэффициент заполнения блока фоновой подсветки переключается с заданным значением в цикле кадра, в котором сигнал частоты кадров внезапно меняется и, таким образом, сигнал уменьшает качество отображения жидкокристаллических дисплеев.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Чтобы устранить недостатки существующего уровня техники, настоящее изобретение предусматривает блок фоновой подсветки и способ управления блоком фоновой подсветки, управляющий сигнал блока фоновой подсветки синхронен с сигналом частоты кадров, причем управляющий сигнал также меняется, когда внезапно меняется сигнал частоты кадров. В каждом кадре коэффициент заполнения времени включенного состояния блока фоновой подсветки соответствует заданному коэффициенту заполнения, и, таким образом, обеспечивается качество отображения.
[0006] Для достижения вышеуказанной цели вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает блок фоновой подсветки.
[0007] Блок фоновой подсветки содержит модуль фоновой подсветки, содержащий источник света для излучения света, блок генерации напряжения для обеспечения управляющего напряжения для блока фоновой подсветки, блок управления фоновой подсветкой для приема сигнала частоты кадров и формирования сигнала управления циклом в соответствии с сигналом частоты кадров, причем сигнал управления циклом имеет одинаковое время цикла с сигналом частоты кадров, чип управления фоновой подсветкой для формирования широтномодулированного (ШИМ) сигнала в соответствии с сигналом управления циклом и заданным коэффициентом заполнения D, причем ШИМ-сигнал имеет такое же время цикла, что и время управления циклом, а коэффициент заполнения ШИМ-сигнала равен D в каждом цикле, ШИМ-сигнал сконфигурирован для управления блоком генерации напряжения для подачи управляющего напряжения в блок фоновой подсветки или его отсечки.
[0008] В одном варианте осуществления изобретения блок управления фоновой подсветкой содержит чип микроконтроллера, причем чип микроконтроллера принимает сигнал частоты кадров и формирует сигнал управления циклом.
[0009] В одном варианте осуществления изобретения чип микроконтроллера захватывает нарастающий фронт текущего сигнала частоты кадров, устанавливает время цикла текущего сигнала частоты кадров и формирует сигнал управления циклом в реальном времени в соответствии со временем цикла текущего сигнала частоты кадров. Время цикла текущего сигнала частоты кадров совпадает со временем текущего сигнала частоты кадров.
[0010] В одном варианте осуществления изобретения модуль фоновой подсветки дополнительно содержит отражающую пластину, светопроводящую пластину и группу оптических пленок, сложенных вместе. Источник света расположен напротив светопроводящей пластины, и свет, излучаемый источником света, передается на светопроводящую пластину.
[0011] В одном варианте осуществления изобретения источник света содержит блок светодиодов, содержащий несколько светодиодов.
[0012] Другой вариант осуществления настоящего изобретения также предусматривает способ управления блоком фоновой подсветки. Блок фоновой подсветки содержит модуль фоновой подсветки, имеющий источник света, и блок генерации напряжения для обеспечения управляющего напряжения для модуля фоновой подсветки. Способ включает следующие этапы.
[0013] Блок управления фоновой подсветкой принимает сигнал частоты кадров и формирует сигнал управления циклом в соответствии с сигналом частоты кадров, причем сигнал управления циклом имеет такое же время цикла, что и сигнал частоты кадров.
[0014] Чип управления фоновой подсветкой формирует широтномодулированный (ШИМ) сигнал в соответствии с сигналом управления циклом и заданным коэффициентом заполнения D, причем ШИМ-сигнал имеет такое же время цикла, что и время управления циклом, и коэффициент заполнения ШИМ-сигнала равен D в каждом цикле, ШИМ-сигнал сконфигурирован для управления блоком генерации напряжения, чтобы обеспечить блок фоновой подсветки управляющим напряжением или его отсечь.
[0015] В одном варианте осуществления изобретения блок управления фоновой подсветкой содержит чип микроконтроллера, причем чип микроконтроллера принимает сигнал частоты кадров и формирует сигнал управления циклом.
[0016] В одном варианте осуществления изобретения чип микроконтроллера захватывает нарастающий фронт текущего сигнала частоты кадров, устанавливает время цикла текущего сигнала частоты кадров и формирует сигнал управления циклом в реальном времени в соответствии со временем цикла текущего сигнала частоты кадров. Время цикла текущего сигнала частоты кадров совпадает со временем текущего сигнала частоты кадров.
[0017] В одном варианте осуществления изобретения модуль фоновой подсветки дополнительно содержит отражающую пластину, светопроводящую пластину и группу оптических пленок, сложенных вместе. Источник света расположен напротив светопроводящей пластины, и свет, излучаемый источником света, передается на светопроводящую пластину.
[0018] Другой вариант осуществления настоящего изобретения также предусматривает жидкокристаллический дисплей, который содержит жидкокристаллическую дисплейную панель, содержащую несколько пиксельных блоков, драйвер истока для формирования сигналов передачи данных в пиксельные блоки, драйвер затвора для формирования сигналов сканирования в пиксельные блоки, блок фоновой подсветки для обеспечения источника света для жидкокристаллической панели и контроллер синхронизации для получения данных в виде изображения и формирования управляющего сигнала для управления драйвером истока и драйвером затвора. Контроллер синхронизации также формирует сигнал частоты кадров, подаваемый в блок управления фоновой подсветкой блока фоновой подсветки.
[0019] В соответствии с блоком фоновой подсветки и способом управления блоком фоновой подсветки, предусмотренными вариантами осуществления настоящего изобретения, управляющий сигнал синхронен с сигналом частоты кадров, и управляющие сигналы блока фоновой подсветки также меняются в соответствии с изменением сигнала частоты кадров. Таким образом, коэффициент заполнения времени включенного состояния блока фоновой подсветки соответствует заданному коэффициенту заполнения, и обеспечивается качество отображения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРЕТЕЖЕЙ
[0020] Фиг. 1 - схематический вид, показывающий форму волны управляющего сигнала блока фоновой подсветки при нормальном состоянии сигнала частоты кадров на известном уровне техники.
[0021] Фиг. 2 - схематический вид, показывающий форму волны управляющего сигнала блока фоновой подсветки при ненормальном состоянии сигнала частоты кадров на известном уровне техники.
[0022] Фиг. 3 - схематический вид жидкокристаллического дисплея, представленного в варианте осуществления настоящего изобретения.
[0023] Фиг. 4 - схематический вид блока фоновой подсветки, представленного в варианте осуществления настоящего изобретения.
[0024] Фиг. 5 - схематический вид модуля фоновой подсветки, представленного в варианте осуществления настоящего изобретения.
[0025] Фиг. 6 - схематический вид, показывающий форму волны управляющего сигнала блока фоновой подсветки при ненормальном состоянии сигнала частоты кадров на известном уровне техники.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0026] Чтобы сделать цель, технические детали и преимущества настоящего изобретения более понятными, ниже описаны варианты осуществления настоящего изобретения, сопровождающие чертежами.
[0027] Как показано на фиг. 3, один вариант осуществления изобретения предусматривает жидкокристаллический дисплей, который содержит жидкокристаллическую панель 1, содержащую несколько пиксельных блоков, драйвер затвора 2, драйвер истока 3, блок фоновой подсветки 4 и контроллер синхронизации 5.
[0028] Контроллер синхронизации 5 получает данные в виде изображения и формирует управляющий сигнал для управления драйвером истока 3 и драйвером затвора 2. Контроллер синхронизации 5 управляет драйвером затвора 2, чтобы формировать сигналы сканирования для пиксельных блоков 11. Кроме того, контроллер синхронизации 5 также формирует сигнал частоты кадров Vsync для блока фоновой подсветки 4. Блок фоновой подсветки 4 управляется сигналом частоты кадров Vsync для обеспечения источника света для жидкокристаллической панели 1, а затем жидкокристаллический дисплей отображает изображения.
d
[0029] Со ссылкой на фиг. 4 и 5, блок фоновой подсветки 4 в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения содержит модуль фоновой подсветки 41, блок управления фоновой подсветкой 42, чип управления фоновой подсветкой 43 и блок генерации напряжения 44. Фоновая подсветка 41 содержит источник света 411 для излучения света. Блок генерации напряжения 44 сконфигурирован для обеспечения управляющим напряжением модуля фоновой подсветки 41. Блок управления фоновой подсветкой 42 принимает сигнал частоты кадров Vsync и формирует сигнал управления циклом St в соответствии с сигналом частоты кадров Vsync. Сигнал управления циклом St имеет такое же время цикла, что и сигнал частоты кадров Vsync. Чип управления фоновой подсветкой 43 формирует широтномодулированный (ШИМ) сигнал в соответствии с сигналом управления циклом St и заданным коэффициентом заполнения D. ШИМ-сигнал имеет такое же время цикла, что и сигнал управления циклом St, а коэффициент заполнения ШИМ-сигнала сохраняется D в каждом времени (периоде) цикла. ШИМ-сигнал сконфигурирован для управления блоком генерации напряжения для обеспечения блока фоновой подсветки 41 управляющим напряжением V или его отсечки.
sync
Sync
sync
sync
[0030] Кроме того, блок управления фоновой подсветкой 42 содержит чип микроконтроллера 421. Чип микроконтроллера 421 принимает сигнал частоты кадров Vsync и формирует сигнал управления циклом St. В частности, чип микроконтроллера 421 захватывает нарастающий фронт текущего сигнала частоты кадров V, устанавливает время цикла текущего сигнала частоты кадров V и формирует сигнал управления циклом St в реальном времени в соответствии со временем цикла текущего сигнала частоты кадров V. Время цикла сигнала управления циклом St в реальном времени совпадает со временем цикла текущего сигнала частоты кадров V.
[0031] Как показано на фиг. 5, в настоящем варианте осуществления изобретения модуль фоновой подсветки 41 дополнительно содержит отражающую пластину 412, светопроводящую пластину 413 и группу оптических пленок 414, сложенных вместе. Источник света 411 расположен напротив светопроводящей пластины 412, и свет, излучаемый источником света 411, передается на светопроводящую пластину 413. Подробно, источник света 411 может быть блоком светодиодов, содержащим несколько светодиодов.
[0032] Блок фоновой подсветки 4, например, управляется следующим образом.
sync
sync
sync
sync
i
sync
i
sync
i
[0033] Во-первых, блок управления фоновой подсветкой 42 принимает сигнал частоты кадров V, отправленный контроллером синхронизации 5, и формирует сигнал управления циклом St в соответствии с сигналом частоты кадров V. Подробно, чип микроконтроллера 421 в блоке управления фоновой подсветкой 42 принимает сигнал частоты кадров V и формирует сигнал управления циклом St. Более подробно, чип микроконтроллера 421 захватывает нарастающий фронт текущего сигнала частоты кадров V, устанавливает время цикла T текущего сигнала частоты кадров V и формирует сигнал управления циклом St в реальном времени в соответствии со временем цикла T текущего сигнала частоты кадров V. Время цикла сигнала управления циклом St в реальном времени равно Tm, где Tm=T.
n
n
[0034] Затем чип управления фоновой подсветкой 43 формирует ШИМ-сигнал в соответствии с сигналом управления циклом St и заданным коэффициентом заполнения D. ШИМ-сигнал имеет время цикла T, где T=Tm. Кроме того, коэффициент заполнения ШИМ-сигнала сохраняется D в каждом времени (периоде) цикла.
[0035] Наконец, ШИМ-сигнал управляет блоком генерации напряжения 44, который обеспечивает или отсекает управляющее напряжение, подаваемое в модуль фоновой подсветки 41, тем самым управляя коэффициентом заполнения времени включенного состояния модуля фоновой подсветки 41 в соответствии с заданным коэффициентом заполнения D.
i
n
n
m
i
sync
sync
[0036] Согласно вышеописанному способу управления, если время цикла T текущего сигнала частоты кадров меняется относительно предыдущего цикла, время цикла Tm соответствующего сигнала управления циклом St в реальном времени соответственно меняется, и время цикла T ШИМ-сигнала текущего кадра также соответственно меняется. То есть, для любого кадра изображений сохраняется соотношение T=T=T. Поскольку ШИМ-сигнал непосредственно синхронизирован с сигналом управления циклом St, а сигнал управления циклом St также меняется в соответствии с сигналом частоты кадров V, ШИМ-сигнал также может управлять сохранением коэффициента заполнения времени включенного состояния модуля фоновой подсветки 41 на уровне заданного значения D, когда сигнал частоты кадров V внезапно меняется.
sync
sync
i
n
sync
[0037] В конкретном примере, как показано формой волны на фиг. 6, сигнал частоты кадров V является нормальным в 1-м кадре F1, который имеет частоту 100 Гц и время цикла 10 мс. Во 2-м кадре F2 частота меняется на 137 Гц, а время цикла меняется на 7,3 мс. Частота 3-го кадра F3 составляет 116 Гц, а время цикла составляет 8,6 мс. Частота 4-го и 5-го кадров составляет 137 Гц, а время цикла 7,3 мс. Частота 6-го и 7-го кадров возвращается к нормальным значениям, то есть, частота составляет 100 Гц, а время цикла составляет 10 мс. Сигнал частоты кадров V является ненормальным во 2-м - 5-м кадрах, а время цикла T соответственно составляет 7,3 мс, 8,6 мс, 7,3 мс и 7,3 мс. Соответственно, время цикла Tm соответствующего сигнала управления циклом St и время цикла T ШИМ-сигнала также соответственно меняется на 7,3 мс, 8,6 мс, 7,3 мс и 7,3 мс. В соответствии с заданным коэффициентом заполнения D контролируется время включенного состояния модуля фоновой подсветки 41. Как следствие, коэффициент заполнения времени включенного состояния модуля задней подсветки 41 сохраняется D в аномальных кадрах сигналов частоты кадров V.
[0038] В заключении, в соответствии с блоком фоновой подсветки и способом управления блоком фоновой подсветки, предусмотренным вариантами осуществления настоящего изобретения, управляющий сигнал синхронен с сигналом частоты кадров, и управляющие сигналы блока фоновой подсветки также меняются в соответствии с изменением сигнала частоты кадров. Таким образом, коэффициент заполнения времени включенного состояния блока фоновой подсветки соответствует заданному коэффициенту заполнения, и обеспечивается качество отображения.
[0039] Вышеприведенные описания являются только вариантами осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что модификации или усовершенствования могут также производиться специалистами в данной области техники без отступления от сущности настоящего изобретения, и эти модификации и улучшения также должны быть включены в объем настоящего изобретения.