液晶显示幕LED背光源均匀亮度控制

文章摘要：图1：像点修正前的LED亮度和顺向电流直方图将计算所得的像点修正值四捨五入到最接近的分数值，再将它乘上原始亮度，即可得到新的LED亮度值：计算和储存每颗LED的像点修正资料后，再将LED驱动元件设定为最大电流，以便单独调整每颗LED的电流，如图2的直方图所示。只要将像点修正资料存入TLC5940晶片内建的EEPROM记忆体，系统就能在每次开机时取出这些像点修正资料，直到下一次重新校准为止。图2：像点修正后的LED亮度和顺向电流直方图动态亮度调整成为LED背光源TV必备功能广告看板、或大型显示器等室内/室外工业用显示器只需「静态」调整就已足够（校准值维持固定不变，直到工程人员重新调整这些校准值为

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图1：像点修正前的LED亮度和顺向电流直方图

将计算所得的像点修正值四捨五入到最接近的分数值，再将它乘上原始亮度，即可得到新的LED亮度值：



计算和储存每颗LED的像点修正资料后，再将LED驱动元件设定为最大电流，以便单独调整每颗LED的电流，如图2的直方图所示。只要将像点修正资料存入TLC5940晶片内建的EEPROM记忆体，系统就能在每次开机时取出这些像点修正资料，直到下一次重新校准为止。



图2：像点修正后的LED亮度和顺向电流直方图

动态亮度调整成为LED背光源TV必备功能

广告看板、或大型显示器等室内/室外工业用显示器只需「静态」调整就已足够（校准值维持固定不变，直到工程人员重新调整这些校准值为止)；此时面板亮度的调整会与系统例行维护作业一起进行。然而新出现的各种市场应用却需要更先进的调整方法，尤其当这项技术逐渐融入消费性产品和家庭生活后，设计人员必须针对LED亮度随时间而改变的现象进行控制和调整。

虽然这个转变过程仍在起步阶段，其所需的技术却已经存在。新力（40吋Qualia 005）以及三星（46吋LNR460D）都已推出采用LED背光源的液晶电视；但它们并非我们想像般使用白光LED，而是将红光、蓝光和绿光LED组合在一起并进行控制，以产生亮度可调整的白色光源。LED背光源有许多胜过传统灯泡的优点，像是电源效率更高、移动画面残影更少、色谱范围更广（某些场合大于105% NTSC)、寿命更长、以及色温可调整等；其画质更是传统光源无法比拟。另一方面，採用LED背光源的电视工程师不仅会面临传统面板制造商所遇到的亮度差异困扰，更会遇到温度带来的挑战；这是因为LED亮度随温度改变的特性会对电视背光应用造成极大影响。另外，这类电视若要提供最佳画质，就必须针对消费者家里不断变动的照明状况调整背光源的各项属性。这些技术考量，加上电视是一种消费应用的事实，让动态亮度调整成为LED背光源不可或缺的功能。

要提供这类动态控制回路，电视内部必须安装感测器来测量LED温度和亮度变动，外部也要用感测器测量电视周围的亮度。最基本的控制回路会利用感测器搜集这些资料，再将测量结果送给处理器，处理器就会评估这些资料，并且指挥TLC5940之类的LED驱动元件进行调整。处理器会根据工厂设定的原始像点修正资料和新搜集的动态资料来产生新的像点修正值。

在前面的例子里，若环境光源感测器发现周围亮度很低，使LED只需达到最大亮度的七成或56毫烛光就已足够，处理器就会计算出新的「环境光源」像点修正值为44.8。在这同时，如果温度上升导致LED亮度输出减少一成，处理器则会计算出「温度」像点修正值为71.1。综合这三个像点修正值即可计算出新的像点修正资料，以补偿这三种亮度变异所造成的误差：



如上所示，将像点修正总值设为48即可产生我们所需的56毫烛光亮度。由于受到温度升高造成LED亮度减少的影响，此计算过程已将初始电流设为产品制造过程时所使用电流的90%。



从以上分析可知，唯有能够提供和结合静态与动态像点修正方法的先进LED驱动元件，才能针对消费者观赏环境提供最理想的照明解决方案。

走向智能型电视背光源

新力和三星的原型设计都是将LED串联以减少所需控制的LED数量，但要真正提供全动态的背光照明控制，我们仍须个别控制每一颗LED的亮度。为达到此目标，LED供应商正在发展新技术以提供更有弹性的LED连接方式。

智能型电视背光源是推动家庭娱乐转型的另一项重要创新技术。初期产品的杰出表现更证明了在LED技术协助下，显示器画质会在未来几年内达到过去无法想像的境界，进而为消费者带来无比震撼的视觉飨宴。

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