專利名稱：一種直下式led背光源色彩調(diào)整方法及其調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)光二極管LED控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液晶用 背光源色彩調(diào)整方法及其調(diào)整裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段，液晶顯示裝置LCD由于有重量輕、體積小、耗電少、輻 射低、品質(zhì)佳等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、電腦顯示器、電 視等個(gè)人消費(fèi)品中。由于LCD面板本身不具有發(fā)光特性，因此必須在 LCD面板上加上一個(gè)發(fā)光源，方能達(dá)到顯示效果，背光源模組即是提 供LCD顯示器背光光源的光學(xué)組件。
LCD背光源模組可使用發(fā)光二極管LED、冷陰極熒光燈CCFL、外 部電極熒光燈EFFL等作為光源。
市場(chǎng)上大屏幕LCD主流的背光源依舊是冷陰極熒光燈CCFL，但 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，特別是大功率LED芯片的出現(xiàn)，LED亮度和 效率有了顯著的提高，使得LED背光源越來(lái)越多的應(yīng)用到LCD背光中。 LED光源最明顯的特點(diǎn)是色域的擴(kuò)展。使用LED背光具有更寬廣的色 域，實(shí)現(xiàn)更艷麗的色彩。但長(zhǎng)時(shí)間觀看LED背光源的電視會(huì)讓人覺得 艷麗的色彩很刺眼，圖像感覺失真，久而久之會(huì)產(chǎn)生視覺疲勞。為了 解決這個(gè)問題，需要對(duì)LED燈源的色彩表現(xiàn)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，將色彩 調(diào)整到視覺感到比較舒服的區(qū)域。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間觀看LED背光源電視會(huì)讓人覺得艷麗的色彩很刺眼， 圖像感覺失真，久而久之會(huì)產(chǎn)生視覺疲勞的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一 種直下式LED背光源色彩調(diào)整方法及其調(diào)整裝置，直下式LED背光源 色彩調(diào)整方法的具體步驟如下
1) 對(duì)整個(gè)LCD面板按照分辨率進(jìn)行分區(qū)，并建立分區(qū)查找表；
2) 初始化寫默認(rèn)值，開機(jī)根據(jù)默認(rèn)值對(duì)RGB三種顏色的LED燈 按照默認(rèn)的占空比進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使其輸出均衡的白場(chǎng)；
3) 將視頻信號(hào)中的視頻編碼值引入到核心控制單元中，從視頻 編碼中解出相應(yīng)的RGB三種顏色的亮度值數(shù)據(jù)及像素值，并對(duì)視頻信 號(hào)進(jìn)行緩存；
4) 查分區(qū)査找表，確定RGB三種顏色的亮度值數(shù)據(jù)所在的分辨 率區(qū)域，在保證視頻解碼板發(fā)送低電壓差分信號(hào)LVDS的時(shí)鐘在85MHz 的同時(shí)，還要產(chǎn)生一個(gè)大于85MHz的時(shí)鐘作為數(shù)據(jù)計(jì)算的控制時(shí)鐘；
5) 根據(jù)分辨率查找表中所分區(qū)域，將該區(qū)域內(nèi)RGB三種顏色亮 度值數(shù)據(jù)做加權(quán)平均，得出此區(qū)域內(nèi)的平均RGB三種顏色亮度值，建 立50組寄存器來(lái)存儲(chǔ)每個(gè)區(qū)域的RGB三種顏色亮度值；
6) 參考此區(qū)域內(nèi)RGB三種顏色亮度值數(shù)據(jù)之間的比例關(guān)系，設(shè) 置此區(qū)域內(nèi)RGB三種顏色亮度值數(shù)據(jù)；
7) 核心控制單元將此區(qū)域內(nèi)經(jīng)過設(shè)置的RGB三種顏色亮度值數(shù) 據(jù)輸出到驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)LED燈發(fā)光；
8) 核心控制單元讀取色彩傳感器檢測(cè)到的RGB三種顏色亮度值 數(shù)據(jù)，與設(shè)置的RGB三種顏色亮度值數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷傳感器中反饋的RGB三種顏色亮度值配比值是否與已設(shè)置的RGB三種顏色亮度值 配比值相同，不相同則返回步驟5)重新設(shè)置RGB三種顏色亮度值數(shù) 據(jù)；
9)判斷相同時(shí)則結(jié)束這一次色彩調(diào)整過程，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次色 彩調(diào)整的過程。
所述步驟l)中按照設(shè)計(jì)要求將若干LED燈為一組，將LCD面板 分成分辨率大小為137X154的若干小區(qū)域。
所述步驟3)中，在保證LVDS發(fā)送的時(shí)鐘在85MHz以外，還要 產(chǎn)生一個(gè)大于85MHz的時(shí)鐘作為數(shù)據(jù)計(jì)算的控制時(shí)鐘。
所述步驟3)中的核心控制單元通過核心控制單元中的色彩調(diào)整 電路對(duì)LED燈的陣列組合中每組RGB的三色的色彩搭配實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控 制。
所述步驟5)中，分別建立50組寄存器來(lái)存儲(chǔ)每個(gè)區(qū)域的首行 中相應(yīng)的RGB值，在下一行數(shù)據(jù)到來(lái)時(shí)，將下一行的數(shù)據(jù)累加到上一 行的數(shù)據(jù)中去，減小FIFO的深度。
所述步驟6)中，得出這個(gè)小區(qū)域內(nèi)的RGB三色光值的一個(gè)比例 數(shù)據(jù)值，核心控制單元控制LED燈驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)生滿足三色光比例的占 空比的脈沖寬度調(diào)制P麗波，實(shí)現(xiàn)小區(qū)域內(nèi)的色彩調(diào)整。
一種直下式LED背光源色彩調(diào)整裝置，包括液晶顯示裝置LCD 面板，LED燈的陣列組合，視頻信號(hào)處理單元，核心控制單元模塊， 色彩傳感器單元，以及LED燈驅(qū)動(dòng)單元，視頻信號(hào)處理單元的輸出端 連接到核心控制單元的一個(gè)輸入端，主要完成視頻信號(hào)解碼功能；色彩傳感器單元的輸出端鏈接到核心控制單元的另一個(gè)輸入端，完成色
彩模擬量檢測(cè)；核心控制單元，完成整體裝置的控制；LED燈驅(qū)動(dòng)單 元由多組驅(qū)動(dòng)芯片組成，主要接收核心控制單元的控制信號(hào)，完成對(duì) LED燈的驅(qū)動(dòng)。
所述核心控制單元可以是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA、單片機(jī)、數(shù)
字信號(hào)處理DSP、 ARM等常規(guī)控制器件。
所述的LED陣列組合是分組驅(qū)動(dòng)且LCD面板均勻分布的結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明所述的直下式LED背光源色彩調(diào)整方法及其調(diào)整裝置可
以自動(dòng)完成色彩調(diào)整，并可以通過此裝置調(diào)整色彩均勻度。


圖l本發(fā)明的色彩調(diào)整裝置的原理框圖。 圖2本發(fā)明的色彩調(diào)整方法流程圖。 圖3本發(fā)明的液晶屏分區(qū)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖來(lái)對(duì)專利作進(jìn)一步的詳細(xì)的說明 直下式LED背光源色彩調(diào)整裝置的原理框圖如圖1所示，主要由 四部分組成，包括視頻信號(hào)處理單元1，主要完成視頻信號(hào)解碼功能；
核心控制單元模塊2，完成色彩模擬量檢測(cè)，可以是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣 列FPGA、單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理DSP、 ARM等常規(guī)控制器件；色彩傳 感器單元3，完成色彩模擬量檢測(cè)；LED燈驅(qū)動(dòng)單元4為n個(gè)驅(qū)動(dòng)芯 片組成，主要接收核心控制單元的控制信號(hào)，完成對(duì)LED燈的驅(qū)動(dòng)， n的取值取決于LCD面板尺寸的大小，所使用的LED燈的數(shù)量以及單個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片的驅(qū)動(dòng)能力，根據(jù)實(shí)際需要情況來(lái)決定，圖3所示為本發(fā) 明的方法對(duì)顯示屏進(jìn)行分區(qū)的示意圖，其中包括LED燈陣列5， LCD 面板6是傳統(tǒng)的LCD液晶面板。
圖2為本發(fā)明的直下式LED背光源色彩調(diào)整方法的流程圖，主要 描述了色彩調(diào)整方法的過程。
一種直下式LED背光源色彩調(diào)整方法，包括如下步驟
1) 首先要對(duì)整個(gè)LCD面板按照分辨率進(jìn)行分區(qū)，以1366X768 分辨率的LCD面板為例，參見圖3，按照九個(gè)LED燈為一LED燈陣列 5，將LCD面板其分成50個(gè)分辨率大小為137X154的小區(qū)域，由50 個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片組成LED燈組成驅(qū)動(dòng)單元4，將每個(gè)小區(qū)域編號(hào)，并按照 分區(qū)編號(hào)建立分區(qū)信息查找表。然后將視頻信號(hào)中的行同步HSYNC 和場(chǎng)同步VSYNC信號(hào)進(jìn)行分析，根據(jù)分析的數(shù)據(jù)來(lái)判斷當(dāng)前需要調(diào)整 色彩的LCD陣列是LCD面板的第幾個(gè)區(qū)域，以此來(lái)確保對(duì)該區(qū)域LED 燈驅(qū)動(dòng)芯片調(diào)整的準(zhǔn)確性。
2) 初始化寫默認(rèn)值，開機(jī)根據(jù)默認(rèn)值對(duì)RGB三種顏色的LED燈 按照默認(rèn)的占空比進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使其輸出均衡的白場(chǎng)；
3) 將視頻信號(hào)中的視頻編碼值引入到核心控制單元中，在已經(jīng) 將LED燈驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮的前提下將視頻信號(hào)引入到核心控制單元中去。所
引入的信號(hào)為視頻解碼板即視頻信號(hào)處理單元所輸出的28bits LVDS 信號(hào)，其中包括8bits紅色、8bits綠色、8bits藍(lán)色信號(hào)，以及l(fā)bit 行同步，lbit場(chǎng)同步，lbit復(fù)位，lbit消隱。從視頻編碼中解出相 應(yīng)的RGB三種顏色的亮度值數(shù)據(jù)及像素值，核心控制單元通過核心控制單元中的色彩調(diào)整電路對(duì)LED燈的陣列組合中每組RGB的三色的色
彩搭配實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制，并對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行緩存；
4)査分區(qū)査找表，確定RGB三種顏色的亮度值數(shù)據(jù)所在的分辨 率區(qū)域；根據(jù)相關(guān)芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)得知，接收到的LVDS數(shù)據(jù)速率是 85MHz。本方法在引入視頻信號(hào)做分析的時(shí)候，要保證圖像傳輸?shù)膶?shí) 時(shí)性以及核心控制單元處理時(shí)間之間的同步問題。既要保證視頻信號(hào) 驅(qū)動(dòng)LCD面板不會(huì)產(chǎn)生時(shí)間差，又要保證核心控制單元有足夠的時(shí)鐘 周期將同一區(qū)域中的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)取與處理。除了保證LVDS發(fā)送的時(shí) 鐘要在85MHz以外，還要產(chǎn)生一個(gè)大于85MHz的時(shí)鐘作為數(shù)據(jù)計(jì)算的 控制時(shí)鐘。緩存上最佳方案是通過先入先出存儲(chǔ)器FIFO來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù) 的高速傳輸與緩存。按照LCD面板驅(qū)動(dòng)的原理，要實(shí)現(xiàn)全屏面板點(diǎn)亮， 需要對(duì)LCD面板進(jìn)行行場(chǎng)掃描，即柵極送出波形，依序?qū)⒚恳恍械谋?膜晶體管TFT打開，讓整行的源極同時(shí)將一行點(diǎn)亮，充電到各自所需 的電壓，顯示不同的灰階。當(dāng)這一行充好電時(shí)，柵極便將電壓關(guān)閉， 然后下一行的柵極便將電壓打開，再由相同的一排源極對(duì)下一行的顯 示點(diǎn)進(jìn)行充放電。如此依序下去，當(dāng)充好了最后一行的顯示點(diǎn)，便又 回過來(lái)從頭從第一行再開始充電。所以我們至少要采集到154X1366 X 3 X 8=5048736這么多數(shù)據(jù)量后，才可以對(duì)這其中的RGB三種顏色 亮度值數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析。要想緩存這樣大的數(shù)據(jù)量，需要采用內(nèi)部 資源豐富的器件或更高端的核心控制單元產(chǎn)品。根據(jù)應(yīng)用分析，要計(jì) 算的只是RGB三種顏色亮度值，并且只需知道計(jì)算完的RGB三種顏色 亮度值屬于LCD面板的哪個(gè)區(qū)域。5) 根據(jù)分辨率査找表中所分區(qū)域，將該區(qū)域內(nèi)RGB三種顏色亮 度值數(shù)據(jù)做加權(quán)平均，得出此區(qū)域內(nèi)的平均RGB三種顏色亮度值，建 立50組寄存器來(lái)存儲(chǔ)每個(gè)區(qū)域的首行中相應(yīng)的RGB三種顏色亮度值。
當(dāng)下一行數(shù)據(jù)到來(lái)時(shí)，可以將下一行的數(shù)據(jù)累加到上一行的數(shù)據(jù)中去， 這樣一來(lái)FIFO的深度就可以相應(yīng)減小。
6) 參考此區(qū)域內(nèi)RGB三種顏色亮度值數(shù)據(jù)之間的比例關(guān)系，設(shè) 置此區(qū)域內(nèi)RGB三種顏色亮度值數(shù)據(jù)；
寄存器中累加的數(shù)據(jù)最后需要做一步均值計(jì)算處理，因?yàn)橛?jì)算的 目的是要知道這個(gè)區(qū)域中RGB三種顏色亮度值所占的平均比重，所以 計(jì)算完成后便可以得出這個(gè)小區(qū)域內(nèi)，RGB三種顏色亮度值的一個(gè)比 例關(guān)系。依照得出的這個(gè)比例關(guān)系，核心控制單元控制LED燈驅(qū)動(dòng)芯 片產(chǎn)生可以滿足RGB三種顏色亮度值比例關(guān)系占空比的P麗波，從而 實(shí)現(xiàn)小區(qū)域內(nèi)的色彩調(diào)整。
7) 核心控制單元將此區(qū)域內(nèi)經(jīng)過設(shè)置的RGB三種顏色亮度值數(shù) 據(jù)輸出到驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)LED燈發(fā)光，LED燈的陣列組合中每組RGB 的三色的色彩搭配是通過核心控制單元中的色彩調(diào)整電路來(lái)實(shí)現(xiàn)獨(dú) 立控制的；
8) 核心控制單元讀取色彩傳感器檢測(cè)到的RGB三種顏色亮度值 數(shù)據(jù)，并與設(shè)置的RGB三種顏色亮度值數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷傳感器中 反饋的RGB三種顏色亮度值配比值是否與已設(shè)置的RGB三種顏色亮度 值配比值相同，不相同則返回步驟5)重新設(shè)置RGB三種顏色亮度值 數(shù)據(jù)；9)若判斷相同時(shí)則結(jié)束這一次色彩調(diào)整過程，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次色 彩調(diào)整的過程。
在完成各個(gè)小區(qū)域的色彩調(diào)整之后，LCD面板還需要進(jìn)行整個(gè)面 板的色彩均勻度調(diào)整。通過色彩傳感器把每個(gè)區(qū)域的RGB三種顏色亮 度值數(shù)據(jù)采集到核心控制單元內(nèi)部，并把所有采集到的數(shù)據(jù)與之前寄 存器中的均值數(shù)據(jù)做比較，根據(jù)實(shí)際顯示的色彩偏移進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào) 整。
權(quán)利要求
1.一種直下式LED背光源色彩調(diào)整方法，其特征在于包括如下步驟1)對(duì)整個(gè)LCD面板按照分辨率進(jìn)行分區(qū)，并建立分區(qū)查找表；2)初始化寫默認(rèn)值，開機(jī)根據(jù)默認(rèn)值對(duì)RGB三種顏色的LED燈按照默認(rèn)的占空比進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使其輸出均衡的白場(chǎng)；3)將視頻信號(hào)中的視頻編碼值引入到核心控制單元中，從視頻編碼中解出相應(yīng)的RGB三種顏色的亮度值數(shù)據(jù)及像素值，并對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行緩存；4)查分區(qū)查找表，確定RGB三種顏色的亮度值數(shù)據(jù)所在的分辨率區(qū)域，既要保證視頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)LCD面板不會(huì)產(chǎn)生時(shí)間差，又要保證核心控制單元的時(shí)鐘周期；5)根據(jù)分辨率查找表中所分區(qū)域，將該區(qū)域內(nèi)RGB三種顏色亮度值數(shù)據(jù)做加權(quán)平均，得出此區(qū)域內(nèi)的平均RGB三種顏色亮度值，建立50組寄存器來(lái)存儲(chǔ)每個(gè)區(qū)域的RGB三種顏色亮度值；6)參考此區(qū)域內(nèi)RGB三種顏色亮度值數(shù)據(jù)之間的比例關(guān)系，設(shè)置此區(qū)域內(nèi)RGB三種顏色亮度值數(shù)據(jù)；7)核心控制單元將此區(qū)域內(nèi)經(jīng)過設(shè)置的RGB三種顏色亮度值數(shù)據(jù)輸出到驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)LED燈發(fā)光；8)核心控制單元讀取色彩傳感器檢測(cè)到的RGB三種顏色亮度值數(shù)據(jù)，并與設(shè)置的RGB三種顏色亮度值數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷傳感器中反饋的RGB三種顏色亮度值配比值是否與已設(shè)置的RGB三種顏色亮度值配比值相同，不相同則返回步驟5)重新設(shè)置RGB三種顏色亮度值數(shù)據(jù)；9)若判斷相同時(shí)則結(jié)束這一次色彩調(diào)整過程，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次色彩調(diào)整的過程。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直下式LED背光源色彩調(diào)整方法，其特 征在于所述步驟l)中按照設(shè)計(jì)要求將若干LED燈為一組，將LCD 面板分成分辨率大小為137X154的若干小區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直下式LED背光源色彩調(diào)整方法，其特 征在于所述步驟4)中，在保證視頻解碼板發(fā)送低電壓差分信號(hào)LVDS 的時(shí)鐘在85MHz的同時(shí)，還要產(chǎn)生一個(gè)大于85MHz的時(shí)鐘作為數(shù)據(jù)計(jì) 算的控制時(shí)鐘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直下式LED背光源色彩調(diào)整方法，其特 征在于所述步驟3)中的核心控制單元通過核心控制單元中的色彩 調(diào)整電路對(duì)LED燈的陣列組合中每組RGB的三色的色彩搭配實(shí)現(xiàn)獨(dú)立 控制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直下式LED背光源色彩調(diào)整方法，其特 征在于所述步驟6)中，得出這個(gè)小區(qū)域內(nèi)的RGB三色光值的一個(gè) 比例數(shù)據(jù)值，核心控制單元控制LED燈驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)生滿足三色光比例 的占空比的脈沖寬度調(diào)制P1VM波，實(shí)現(xiàn)小區(qū)域內(nèi)的色彩調(diào)整。
6. —種直下式LED背光源色彩調(diào)整裝置，包括液晶顯示裝置 LCD面板(6) ， LED燈的陣列組合(5)，視頻信號(hào)處理單元(1), 核心控制單元模塊(2)，色彩傳感器單元(3)，以及LED燈驅(qū)動(dòng)單 元(4)，其特征在于視頻信號(hào)處理單元(1)的輸出端連接到核心控制單元(2)的一個(gè)輸入端，主要完成視頻信號(hào)解碼功能；色彩傳 感器單元(3)的輸出端鏈接到核心控制單元(2)的另一個(gè)輸入端， 完成色彩模擬量檢測(cè)；核心控制單元(2)的輸出端連接LED燈驅(qū)動(dòng) 單元(4)，完成整體裝置的控制；LED燈驅(qū)動(dòng)單元(4)由多組驅(qū)動(dòng) 芯片組成，主要接收核心控制單元發(fā)送的控制信號(hào)，完成對(duì)LED燈的 驅(qū)動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的直下式LED背光源色彩調(diào)整裝置，其特 征在于所述核心控制單元(2)可以是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA、單 片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理DSP、 ARM等常規(guī)控制器件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的直下式LED背光源色彩調(diào)整裝置，其特 征在于所述的LED燈的陣列組合(5)是分組驅(qū)動(dòng)且按照LCD面板(6)均勻分布的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明屬于LED控制技術(shù)領(lǐng)域，一種直下式LED背光源色彩調(diào)整方法，步驟如下1)對(duì)LCD面板分區(qū)建立查找表；2)初始化按占空比輸出白場(chǎng)；3)解出RGB亮度值及像素值，緩存；4)查分區(qū)表，確定RGB的亮度值數(shù)據(jù)的區(qū)域；5)將亮度值加權(quán)，得出顏色亮度值；6)設(shè)置區(qū)域內(nèi)RGB顏色亮度值數(shù)據(jù)；7)驅(qū)動(dòng)LED燈發(fā)光；8)讀取顏色亮度數(shù)據(jù)，進(jìn)行比較，判斷與配比值是否相同，不相同則返回重新設(shè)置RGB顏色亮度值；9)判斷相同時(shí)則結(jié)束。調(diào)整裝置，包括LCD面板，LED燈的陣列組合，視頻處理單元，核心控制單元，色彩傳感器單元，以及LED燈驅(qū)動(dòng)單元。本發(fā)明可以自動(dòng)完成色彩調(diào)整，并可以通過調(diào)整色彩均勻度。
文檔編號(hào)G02F1/133GK101578001SQ20091002285
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者唐益紹 申請(qǐng)人:彩虹集團(tuán)公司