專利名稱：液晶顯示器及其背光單元亮度自動恒定電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器，更具體地說，涉及一種帶背光單元亮度自動恒 定電路的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶顯示器的背光單元包括發(fā)光管，如冷陰極熒光管(CCFL)、發(fā)光二級 管(LED)等。通常顯示屏的亮度調(diào)節(jié)是人工手動輸入亮度設(shè)置信號，通過控制 電路來增大或減小發(fā)光管的供電電流，使顯示屏達(dá)到所需的亮度。但由于發(fā) 光管的發(fā)光特性是變化且不穩(wěn)定的，亮度會隨溫度及使用時間的變化而不同， 需要在亮度變化后再次進(jìn)行手動調(diào)節(jié)。這種性能上的缺陷，對于一般應(yīng)用影 響不太大，但對于特殊行業(yè)的應(yīng)用，卻可能是無法容忍的。例如，當(dāng)顯示器 用于醫(yī)療診斷時，由于亮度波動，將影響畫面顯示效果，很可能會給醫(yī)生的 診斷帶來不良影響，有時甚至可能導(dǎo)致誤診。
另外，在剛開機(jī)時或從節(jié)能模式回到正常操作模式時，顯示器亮度無法 立刻達(dá)到設(shè)定的亮度.通常需要經(jīng)過10 30分鐘后才會達(dá)到設(shè)定的亮度。在 此亮度未達(dá)到設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)亮度的時間內(nèi)，顯示器是不適合作診斷用。為了提 高工作效率，使用者希望顯示器開機(jī)后馬上就能達(dá)到要求的亮度，而不是等 上數(shù)十分鐘。
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本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器開機(jī)后不能 很快達(dá)到設(shè)定的亮度且長工作時間后亮度發(fā)生改變的缺陷，提供一種背光單 元亮度自動恒定電路。
另外還提供一種具有背光單元亮度自動恒定電路的液晶顯示器。
4本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種背光單元亮度自 動恒定電路，包括與背光單元相連的亮度控制電路以及亮度設(shè)置電路；還包 括；
用于檢測背光單元發(fā)光亮度的亮度檢測電路；
用于將檢測到的亮度信號與亮度設(shè)定值進(jìn)行比較的比較電路；
其中，所述比較電路的第一輸入端與所述亮度檢測電路相連、第二輸入
端與所述亮度設(shè)置電路相連，所述比較電路的輸出端與所述亮度控制電路相連。
在本發(fā)明所述的背光單元亮度自動恒定電路中，還包括用于檢測環(huán)境溫 度的溫度檢測電路，其輸出端連接于所述比較電路的第一或第二輸入端。
在本發(fā)明所述的背光單元亮度自動恒定電路中，所述亮度控制電路包括 控制芯片，所述比較電路的輸出端與所述亮度控制電路之間連接有放大電路， 用于對所述比較電路輸出的誤差信號進(jìn)行匹配性放大處理。
在本發(fā)明所述的背光單元亮度自動恒定電路中，所述背光單元包括冷陰 極熒光燈管，所述亮度控制電路還包括場效應(yīng)晶體管及變壓器，其中所述場 效應(yīng)晶體管的柵極與所述控制芯片的輸出端口相連、漏極與電源相連、源極 與變壓器的初級繞組相連，所述冷陰極熒光燈管與變壓器的次級繞組相連； 所述控制芯片的輸出信號是方波驅(qū)動信號，其占空比隨接收到的誤差信號幅 度的變化而改變。
在本發(fā)明所述的背光單元亮度自動恒定電路中，所述比較電路包括第一 運(yùn)算放大器，所述比較電路的第一輸入端為第一運(yùn)算放大器的反相輸入端、 所述比較電路的第二輸入端為第一運(yùn)算放大器的同相輸入端；所述第一運(yùn)算 放大器的反相輸入端與輸出端之間連接有反饋補(bǔ)償電容。
在本發(fā)明所述的背光單元亮度自動恒定電路中，所述放大電路包括第二 運(yùn)算放大器。
本發(fā)明還構(gòu)造一種液晶顯示器，包括液晶顯示屏、設(shè)置于顯示屏背面的 背光單元，以及背光單元亮度自動恒定電路；所述背光單元亮度自動恒定電 路包括用于設(shè)置顯示亮度的亮度設(shè)置電路； 用于檢測背光單元發(fā)光亮度的亮度檢測電路； 用于將檢測到的亮度信號與亮度設(shè)定值進(jìn)行比較的比較電路； 用于控制背光單元發(fā)光亮度的亮度控制電路；
其中，所述比較電路的第一輸入端與所述亮度檢測電路相連、第二輸入 端與所述亮度設(shè)置電路相連，所述比較電路的輸出端與所述亮度控制電路相 連，且所述亮度控制電路與背光單元相連。
在本發(fā)明所述的液晶顯示器中，所述背光單元亮度自動恒定電路還包括 用于檢測環(huán)境溫度的溫度檢測電路，其輸出端連接于所述比較電路的第一或 第二輸入端。
在本發(fā)明所述的液晶顯示器中，所述亮度控制電路包括控制芯片，所述 比較電路的輸出端與所述亮度控制電路之間連接有放大電路，用于對所述比 較電路輸出的誤差信號進(jìn)行匹配性放大處理。
在本發(fā)明所述的液晶顯示器中，所述背光單元包括冷陰極熒光燈管，所 述亮度控制電路還包括場效應(yīng)晶體管及變壓器，其中所述場效應(yīng)晶體管的柵 極與所述控制芯片的輸出端口相連、漏極與電源相連、源極與變壓器的初級 繞組相連，所述冷陰極熒光燈管與變壓器的次級繞組相連；所述控制芯片的 輸出信號是方波驅(qū)動信號，其占空比隨接收到的誤差信號幅度的變化而改變。
實施本發(fā)明的背光單元亮度自動恒定電路及液晶顯示器，具有以下有益 效果由于采用了背光單元亮度自動恒定電路，能夠使液晶顯示器在開機(jī)后 很快達(dá)到設(shè)定亮度且在工作過程中保持恒定亮度，長時間有效地保證顯示畫 面質(zhì)量。
另外，由于背光單元亮度自動恒定電路還帶有溫度檢測及補(bǔ)償電路，克 服了電子電路溫漂的影響。
因此，實施本發(fā)明能夠更好地滿足用戶需求，有利于提高用戶的工作效 率及質(zhì)量。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示屏及其亮度控制電路的示意框圖2是現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示屏及其亮度控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的液晶顯示屏及其亮度控制電路的框圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的液晶顯示屏及其亮度控制電路的框圖5是根據(jù)本發(fā)明一實施例的液晶顯示屏及其亮度控制電路的電路原理
圖6是根據(jù)本發(fā)明一實施例的液晶顯示器組件結(jié)構(gòu)安裝示意圖； 圖7是本發(fā)明液晶顯示屏亮度-時間曲線與現(xiàn)有技術(shù)液晶顯示屏亮度-時 間曲線的比較圖。
具體實施例方式
圖1是傳統(tǒng)液晶顯示屏及其亮度控制電路的示意框圖。如圖1所示，液 晶顯示屏10帶有背光單元101，用戶可通過亮度設(shè)置電路30設(shè)定其所需的顯 示屏亮度，該亮度設(shè)定信號將輸出給控制電路20?？刂齐娐?0根據(jù)接收到的 亮度設(shè)定信號，輸出相應(yīng)的驅(qū)動信號給背光單元101，將其發(fā)光亮度控制在設(shè) 定值。通常背光單元101是發(fā)光管，如冷陰極熒光管(CCFL)、發(fā)光二級管(LED) 等。
圖2是傳統(tǒng)液晶顯示屏及其亮度控制電路的一個實例的結(jié)構(gòu)示意圖，其 中背光單元101為CCFL發(fā)光管。如圖2所示，液晶顯示器的背光單元101由 外部電路驅(qū)動。Va為通過顯示器用戶界面可調(diào)節(jié)亮度設(shè)置的控制信號。用戶 可以通過調(diào)節(jié)該電壓Va達(dá)到調(diào)整亮度的目的。VCC為電路提供電源?？刂菩?片102根據(jù)電壓Va來輸出占空比一定的方波驅(qū)動信號，推動MOS管Q及變壓 器T，驅(qū)動背光單元發(fā)光。
本發(fā)明的構(gòu)思是構(gòu)造一種能夠使背光單元的發(fā)光亮度自動恒定的電路， 可由以下幾部分組成a.檢測背光單元發(fā)出光的亮度的亮度檢測電路；b.檢 測電路工作時周圍的環(huán)境溫度的溫度檢測電路；c.將亮度檢測值與用戶設(shè)定 的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，另外溫度檢測值作為補(bǔ)償?shù)谋容^電路；d.控制電路。根
7據(jù)具體實施方案，還可選擇性地增加放大電路，用于對比較電路輸出的誤差 信號進(jìn)行匹配性放大處理。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的液晶顯示屏及其亮度控制電路的框圖。該 實施例與圖1所示的傳統(tǒng)液晶顯示屏的背光單元亮度控制電路相比，增加了 亮度檢測電路40和比較電路50。亮度檢測電路40包括光傳感芯片，其可將 來自背光單元101的光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號后送入比較電路50。比較電 路50還接收亮度設(shè)置電路30的輸出，并將亮度檢測電路40輸出的代表實時 亮度的信號與亮度設(shè)置電路30輸出的代表亮度設(shè)定值的信號進(jìn)行比較，比較 結(jié)果信號發(fā)送到控制電路20。控制電路20根據(jù)接收到的比較結(jié)果信號改變供 給背光單元101的電流或電壓的大小，從而將背光單元101的發(fā)光亮度控制 在設(shè)定的亮度范圍。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的液晶顯示屏及其亮度控制電路的框圖。 與圖3的實施例相比，增加了溫度檢測電路60，用于監(jiān)測周圍的環(huán)境溫度。 溫度檢測電路60包括一個溫度傳感芯片，其可將來自環(huán)境的溫度信號轉(zhuǎn)換成 相應(yīng)的電信號后送入比較電路50。比較電路50將溫度檢測電路60輸出的代 表環(huán)境溫度的信號作為補(bǔ)償信號，經(jīng)與亮度檢測電路40輸出的代表實時亮度 的信號與亮度設(shè)置電路30輸出的代表亮度設(shè)定值的信號一起綜合處理后，將 比較/處理結(jié)果信號發(fā)送到控制電路20?？刂齐娐?0根據(jù)接收到的比較/處理 結(jié)果信號改變供給背光單元101的電流或電壓的大小，從而將背光單元101 的發(fā)光亮度控制在設(shè)定的亮度范圍。
作為優(yōu)選，本發(fā)明的背光單元亮度自動恒定電路中，比較電路50與控制 電路20之間，還可增加放大電路，用于對比較電路輸出的誤差信號進(jìn)行匹配 性放大處理。
值得一提的是，比較電路50可以采用運(yùn)算放大器來實現(xiàn)，也可以采用其 它IC芯片來實現(xiàn)。當(dāng)采用運(yùn)算放大器來實現(xiàn)比較電路時，亮度檢測電路40 的輸出端和亮度設(shè)置電路30的輸出端可以一個接運(yùn)算放大器的同向輸入端， 另一個接運(yùn)算放大器的反向輸入端。而溫度檢測電路60的輸出端既可接運(yùn)算 放大器的同向輸入端，也可選擇接運(yùn)算放大器的反向輸入端。圖5是根據(jù)本發(fā)明一實施例的液晶顯示屏及其亮度控制電路的電路原理 圖。在本實施例中，背光單元101為CCFL發(fā)光管。亮度檢測電路包括光傳感 芯片106和電阻Rl。溫度檢測電路包括溫度傳感芯片103和電阻R2。 Va是亮 度設(shè)置電路30輸出的亮度控制信號。比較電路50包括第一運(yùn)算放大器104 和電容C1。放大電路包括第二運(yùn)算放大器105和電阻R4、 R5、 R6、 R7和R8。 亮度控制電路20包括控制芯片102、 MOS管Q及變壓器T。
其工作原理是光傳感芯片106測量背光單元101產(chǎn)生的亮度，并轉(zhuǎn)換 成電信號，通過電阻Rl傳遞到第一運(yùn)算放大器104的反向輸入端。亮度控制 信號Va通過R3傳遞到第一運(yùn)算放大器104的同向輸入端。溫度傳感芯片103 監(jiān)測環(huán)境的溫度，作為補(bǔ)償信號通過電阻R2也傳遞到第一運(yùn)算放大器104的 同向輸入端。第一運(yùn)算放大器104會產(chǎn)生一誤差信號。另外C1為反饋補(bǔ)償電 容。
第二運(yùn)算放大器105和電阻R4/R5/R6/R7/R8組成反向放大電路。誤差信 號經(jīng)過此級處理后產(chǎn)生適應(yīng)于控制芯片102的電平，經(jīng)過控制芯片106處理 后，輸出方波驅(qū)動信號推動變壓器。方波驅(qū)動信號的占空比隨控制芯片106 所接收到的誤差信號幅度的變化而改變，從而可以改變燈管電流以調(diào)節(jié)輸出 亮度。當(dāng)顯示器亮度沒有達(dá)到設(shè)定亮度時，誤差信號會增大燈管驅(qū)動電流； 而超過設(shè)定亮度時，誤差信號會減小燈管驅(qū)動電流，如此來達(dá)到亮度的恒定。 調(diào)節(jié)過程無需人的干預(yù)，電路自動快速完成。
作為中一種實施方式，溫度傳感芯片也可通過電阻R2連接到第一運(yùn)算放 大器104的反向輸入端。
與圖2所示的傳統(tǒng)液晶顯示屏的背光單元亮度調(diào)節(jié)電路相比，圖5所示 本發(fā)明的背光單元亮度自動恒定電路中虛線框內(nèi)的電路為增加的電路，該電 路制作成實物電路板后放置在圖6中所在位置。它與其他電路板通過電纜線 連接。外電路提供給它電源Vcc及控制信號Va，它的輸出信號給控制芯片102。
圖6為該電路小板在液晶顯示器中的位置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中
100: 前框；
110:液晶屏；120:液晶屏透出光的小孔；
130:固定電路小板的支架(固定在150上)；
140:電路小板(光傳感器及溫度傳感器安裝在此板上)；
150:大固定板(與110固定在一起，其上放主控制大板)；
160: 后蓋
圖7是本發(fā)明液晶顯示屏亮度-時間曲線與現(xiàn)有技術(shù)液晶顯示屏亮度-時 間曲線的比較圖。圖7中，用實線畫出的是傳統(tǒng)液晶顯示器中背光單元發(fā)光 強(qiáng)度的曲線，其穩(wěn)定性主要取決于背光單元中燈管的特性(其發(fā)光特性和時間 坐標(biāo)呈波動關(guān)系)。用虛線畫出的是本發(fā)明增加了亮度恒定電路的顯示器的發(fā) 光亮度曲線，其亮度不再依賴燈管，不僅能快速穩(wěn)定，并可以長時間保持一 致，以符合醫(yī)療閱片以及其它用途的要求。在一個實施例中，采用了本發(fā)明 的背光單元亮度自動恒定電路的顯示器，開機(jī)或從節(jié)能模式回到正常操作模 式時，顯示屏亮度能夠在20 30秒內(nèi)達(dá)到設(shè)定的亮度。
權(quán)利要求
1、一種背光單元亮度自動恒定電路，包括與背光單元(101)相連的亮度控制電路(20)以及亮度設(shè)置電路(30)；其特征在于，還包括；用于檢測背光單元發(fā)光亮度的亮度檢測電路(40)；用于將檢測到的亮度信號與亮度設(shè)定值進(jìn)行比較的比較電路(50)；其中，所述比較電路(50)的第一輸入端與所述亮度檢測電路相連(40)、第二輸入端與所述亮度設(shè)置電路(20)相連，所述比較電路(50)的輸出端與所述亮度控制電路(20)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的背光單元亮度自動恒定電路，其特征在于，還 包括用于檢測環(huán)境溫度的溫度檢測電路(60)，其輸出端連接于所述比較電路 (50)的第一或第二輸入端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的背光單元亮度自動恒定電路，其特征在于， 所述亮度控制電路包括控制芯片(102)，所述比較電路(50)的輸出端與所述亮 度控制電路(20)之間連接有放大電路，用于對所述比較電路輸出的誤差信號 進(jìn)行匹配性放大處理。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的背光單元亮度自動恒定電路，其特征在于，所 述背光單元(101)包括冷陰極熒光燈管，所述亮度控制電路(20)還包括場效應(yīng) 晶體管(Q)及變壓器(T)，其中所述場效應(yīng)晶體管(Q)的柵極與所述控制芯片 (102)的輸出端口相連、漏極與電源相連、源極與變壓器(T)的初級繞組相連， 所述冷陰極熒光燈管與變壓器(T)的次級繞組相連；所述控制芯片(102)的輸 出信號是方波驅(qū)動信號，其占空比隨接收到的誤差信號幅度的變化而改變。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的背光單元亮度自動恒定電路，其特征在于，所 述比較電路(50)包括第一運(yùn)算放大器(104)，所述比較電路的第一輸入端為第 一運(yùn)算放大器(104)的反相輸入端、所述比較電路(50)的第二輸入端為第一運(yùn) 算放大器(104)的同相輸入端；所述第一運(yùn)算放大器(104)的反相輸入端與輸 出端之間連接有反饋補(bǔ)償電容(C1)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的背光單元亮度自動恒定電路，其特征在于，所述放大電路包括第二運(yùn)算放大器(105)。
7、 一種液晶顯示器，包括液晶顯示屏(IO)、設(shè)置于顯示屏背面的背光單 元(IOI)，以及背光單元亮度自動恒定電路；其特征在于，所述背光單元亮度自動恒定電路包括用于設(shè)置顯示亮度的亮度設(shè)置電路(30); 用于檢測背光單元發(fā)光亮度的亮度檢測電路(40);用于將檢測到的亮度信號與亮度設(shè)定值進(jìn)行比較的比較電路(50);用于控制背光單元發(fā)光亮度的亮度控制電路(20);其中，所述比較電路(50)的第一輸入端與所述亮度檢測電路(40)相連、 第二輸入端與所述亮度設(shè)置電路(30)相連，所述比較電路(50)的輸出端與所 述亮度控制電路(20)相連，且所述亮度控制電路(20)與背光單元(101)相連。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶顯示器，其特征在于，所述背光單元亮度 自動恒定電路還包括用于檢測環(huán)境溫度的溫度檢測電路(60)，其輸出端連接 于所述比較電路(50)的第一或第二輸入端。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的液晶顯示器，其特征在于，所述亮度控制 電路包括控制芯片(102),所述比較電路(50)的輸出端與所述亮度控制電路 (20)之間連接有放大電路，用于對所述比較電路輸出的誤差信號進(jìn)行匹配性 放大處理。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，其特征在于，所述背光單元(IOI) 包括冷陰極熒光燈管，所述亮度控制電路(20)還包括場效應(yīng)晶體管(Q)及變壓 器(T)，其中所述場效應(yīng)晶體管(Q)的柵極與所述控制芯片(102)的輸出端口相 連、漏極與電源相連、源極與變壓器(T)的初級繞組相連，所述冷陰極熒光燈 管與變壓器(T)的次級繞組相連；所述控制芯片(102)的輸出信號是方波驅(qū)動 信號，其占空比隨接收到的誤差信號幅度的變化而改變。
全文摘要
本發(fā)明涉及液晶顯示器及其背光單元亮度自動恒定電路。所述背光單元亮度自動恒定電路包括亮度設(shè)置電路、亮度檢測電路、比較電路、亮度控制電路；其中，比較電路的第一輸入端與亮度檢測電路相連、第二輸入端與亮度設(shè)置電路相連，比較電路的輸出端與亮度控制電路相連，且亮度控制電路與背光單元相連。實施本發(fā)明，由于采用了背光單元亮度自動恒定電路，能夠使液晶顯示器在開機(jī)后很快達(dá)到設(shè)定亮度且在工作過程中保持恒定亮度，長時間有效地保證顯示畫面質(zhì)量；另外，由于背光單元亮度自動恒定電路還帶有溫度檢測及補(bǔ)償電路，克服了電子電路溫漂的影響；因而本發(fā)明能夠更好地滿足用戶需求，有利于提高用戶的工作效率及質(zhì)量。
文檔編號G09G3/36GK101604507SQ20081006782
公開日2009年12月16日 申請日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者雄 張, 戴小兵, 林恩禮, 郭伯瀾 申請人:深圳市巨烽顯示科技有限公司