光源驱动电路 【技术领域】
本发明是有关于一种光源驱动电路，且特别是有关于一种利用参数的最佳化来达到降低功率消耗的光源驱动电路。
背景技术
近年来，液晶显示器(LCD)以轻薄的体积与较低耗电量等优点，广泛地应用在各种需要显示装置的电子产品中。液晶显示器系利用液晶材料的旋旋光性(optical activity)和光电特性来显示影像。然而，由于液晶材料本身并不具有发光的功能，因此液晶显示器必须配置一背光模块，来提供显示影像时所需的光源。
背光模块在提供光源的过程中，其是利用一光源驱动电路来驱动发光组件，以致使发光组件产生光源。此外，光源驱动电路更用以控制发光组件的调光范围、光亮度以及光均匀度等特性，以致使背光模块所提供的光源能符合液晶显示器的面板亮度、画面质量与色彩饱和度等性质。
图1A绘示为公知光源驱动电路的电路方块图。参照图1A，公知光源驱动电路100包括灰阶辨识单元110、参数计算单元120、调光控制单元130以及驱动单元140。在此，灰阶辨识单元110会将一影像数据Data1划分成多数个数据区块，并撷取出每一数据区块的最大灰阶值。其中，倘若影像数据Data1的分辨率为8位，且其所对应的画面最大灰阶值为255。
之后，如式(1)所示，参数计算单元120会依据每一数据区块的最大灰阶值，计算出每一数据区块各自所对应的工作周期。
Dj=VGj255*100%---(1)]]>
其中，Dj为第j个资料区块所对应的工作周期，VGj为第j个数据区块所对应的最大灰阶值，j为正整数。
再者，调光控制单元130会依据数据区块所对应的工作周期与一规范电流值Ispec，而产生多数个调光控制讯号。藉此，驱动单元140将可依据这些调光控制讯号产生多数个驱动脉波PU11～PU1n，以依序驱动配置在背光模块中的多数个发光二极管(未绘示)。其中，所述发光二极管的电流皆不大于规范电流值Ispec。
值得注意的是，由于驱动脉波PU11～PU1n的工作周期介于0％到100％之间，因此当数据区块的最大灰阶值为255时，驱动单元140将产生工作周期为100％的驱动脉波。此时，如图1B所示的，在每一显示周期T中，流经发光二极管的电流都将维持在规范电流值Ispec，并藉此产生最大亮度的背光源。
然而，当公知技术欲提高背光源的最大亮度时，公知光源驱动电路100必须提高规范电流值Ispec，以藉此提高驱动脉波PU11～PU1n的电压准位。此时，公知光源驱动电路100的功率消耗将相对地被提升。此外，发光二极管的接面温度(junction temperature)也将随着规范电流值Ispec的提高而提升，进而降低背光模块的使用寿命。
【发明内容】
本发明提供一种光源驱动电路，用以降低电路本身的功率消耗。
本发明提供一种光源驱动电路，用以降低背光模块的系统成本。
本发明提出一种光源驱动电路，用以驱动多数个发光组件。光源驱动电路包括一灰阶辨识单元、一参数最佳化模块、一参数计算单元、一调光控制单元以及一驱动单元。其中，灰阶辨识单元用以将一影像数据划分成多数个数据区块，并撷取出所述数据区块各自所对应的最大灰阶值。之后，参数最佳化模块会依据一规范电流值与一特定电流值的比值而产生一最佳化周期值，其中规范电流值小于特定电流值。
另一方面，参数计算单元会依据最佳化周期值与一画面最大灰阶值而取得一特定比值。之后，参数计算单元更将所述数据区块的最大灰阶值分别与特定比值相乘而取得多数个工作周期值。藉此，调光控制单元会依据所述工作周期值与特定电流值，而产生多数个调光控制讯号。驱动单元则依据所述调光控制讯号而产生驱动发光组件所需的多数个驱动脉波。
在本发明的一实施例中，上述的驱动脉波的工作周期分别相等于所述工作周期值，且流经所述发光组件的电流皆不大于特定电流值。
本发明另提出一种光源驱动电路，用以驱动多数个发光组件。光源驱动电路包括一灰阶辨识单元、一参数最佳化模块、一参数计算单元、一调光控制单元以及一驱动单元。其中，灰阶辨识单元用以将一影像数据划分成多数个数据区块，并撷取出所述数据区块各自所对应的最大灰阶值。再者，参数最佳化模块会依据一规范电流值与一特定周期值的比值而产生一最佳化电流值，其中特定周期值小于1。
另一方面，参数计算单元会依据最佳化电流值与一画面最大灰阶值而取得一特定比值。此外，参数计算单元更将所述数据区块的最大灰阶值分别与特定比值相乘而取得多数个电流值。藉此，调光控制单元会依据所述电流值与特定周期值，而产生多数个调光控制讯号。而驱动单元则用以依据所述调光控制讯号而产生驱动发光组件所需的多数个驱动脉波。
在本发明的一实施例中，上述的驱动脉波的工作周期皆不大于特定周期值，且流经所述发光组件的电流分别相等于所述电流值。
值得一提的是，上述光源驱动电路适用于一背光模块。此外，所述发光组件配置在背光模块中，并分别由一发光二极管所构成。
本发明是利用参数最佳化模块来产生最佳化周期值或是最佳化电流值。藉此，光源驱动电路将可依据最佳化周期值或是最佳化电流值，来调整驱动脉波的工作周期或是电压准位。其中，驱动脉波的工作周期皆小于100％，且发光组件的电流皆大于规范电流值。如此一来，与公知技术相较的下，本发明无须提升电路本身的消耗功率，就可增加发光组件地最大亮度，并进而有助于降低背光模块的系统成本。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
图1A为公知光源驱动电路的电路方块图；
图1B为用以说明图1A实施例的电流波形图；
图2A为依据本发明一实施例的光源驱动电路的电路架构图；
图2B为图2A实施例与公知技术相较的下发光组件的电流波形图；
图3A为依据本发明另一实施例的光源驱动电路的电路架构图；
图3B为图3A实施例与公知技术相较的下发光组件的电流波形图。
【具体实施方式】
在以实施例说明本发明的精神之前，首先假设各实施例所列举的光源驱动电路适用于一背光模块。此外，各实施例所述的光源驱动电路更用以驱动配置在背光模块中的多数个发光组件(未绘示出)，以致使所述发光组件产生光源。其中，所述发光组件可分别由一发光二极管所构成。然上述假设并非用以限定本发明，熟悉此技术者也可依据本发明的精神，更动光源驱动电路的应用型态。
图2A为依据本发明一实施例的光源驱动电路的电路架构图。参照图2A，光源驱动电路200包括灰阶辨识单元210、参数计算单元220、调光控制单元230、驱动单元240以及参数最佳化模块250。其中，灰阶辨识单元210与参数最佳化模块250分别电性连接至参数计算单元220。参数计算单元220电性连接至调光控制单元230。而调光控制单元230则电性连接至驱动单元240。
在整体作动上，灰阶辨识单元210用以将一影像数据Data2划分成多数个数据区块DB21～DB2n。之后，灰阶辨识单元210会比对数据区块DB21～DB2n各自所包括的灰阶值，以撷取出数据区块DB21～DB2n各自所对应的最大灰阶值VG21～VG2n。举例来说，倘若数据区块DB27包括灰阶值P21～P24，且灰阶值P23＞灰阶值P21＞灰阶值P22＞灰阶值P24。此时，灰阶辨识单元210将比对灰阶值P21～P24的大小，并从中撷取出灰阶值P23来作为数据区块DB27所对应的最大灰阶值VG27。
另一方面，参数最佳化模块250会依据规范电流值Ispec与特定电流值Ipre的比值而产生一最佳化周期值Dop，其中规范电流值Ispec小于特定电流值Ipre。之后，参数计算单元220会依据最佳化周期值Dop与画面最大灰阶值VGmax而取得一特定比值RT2。此外，参数计算单元220更将数据区块DB21～DB2n的最大灰阶值VG21～VG2n分别与特定比值RT2相乘而取得多数个工作周期值D21～D2n。
举例来说，以资料区块DB21为例来看。此时，如式(2)所示，参数计算单元220会依据最佳化周期值Dop与画面最大灰阶值VGmax的比值而取得特定比值RT2。之后，如式(3)所示，参数计算单元220会将最大灰阶值VG21与特定比值RT2相乘而取得工作周期值D21。
RT2=DopVGmax---(2)]]>
D21=RT2*VG21(3)
换而言的，倘若D2i用以表示第i个工作周期值，VG2i用以表示第i个最大灰阶值，n为正整数，i为整数且1≤i≤n，则参数计算单元220是依据式(4)而计算出工作周期值D21～D2n。此外，在本实施例中，倘若影像数据Data2的分辨率为k位，则其所对应的画面最大灰阶值VGmax为2k，k为正整数。
D2i∶Dop＝VG2i∶VGmax (4)
之后，调光控制单元230会依据工作周期值D21～D2n与特定电流值Ipre，而产生多数个调光控制讯号S21～S2n。藉此，驱动单元240将依据调光控制讯号S21～S2n而产生驱动发光组件所需的多数个驱动脉波PU21～PU2n。值得注意的是，驱动脉波PU21～PU2n的工作周期分别相等于工作周期值D21～D2n。换言的，光源驱动电路200可以藉由调整驱动脉波PU21～PU2n的工作周期来达到调光的机制。此外，在本实施例中，所述发光组件的电流皆不大于特定电流值Ipre。
图2B绘示为图2A实施例与公知技术相较的下发光组件的电流波形图，其中标号201用以表示图2A实施例所产生的电流波形，标号202用以表示公知技术所产生的电流波形。在图2A实施例中，由于规范电流值Ispec小于特定电流值Ipre，故如电流波形201所示，在每一显示周期T中，光源驱动电路200会产生工作周期小于100％的驱动脉波，来致使发光组件产生最大亮度。
且知，此时流经发光组件的电流维持在特定电流值Ipre并大于规范电流值Ispec，因此与公知技术相较的下，图2A实施例可以在不提升电路本身的消耗功率下，增加发光组件的最大亮度。相对而言，采用本实施例的背光模块可以利用较少的发光组件来达到相同亮度的背光源，因此本实施例将有助于降低背光模块的系统成本。
请继续参照图2A，参数最佳化模块250包括能量计算单元251与参数产生单元252。其中，如式(5)所示的，能量计算单元251用以将显示周期值T与规范电流值Ispec相乘，并据以产生一系统能量值Psys。之后，如式(6)所示的，参数产生单元252会将系统能量值Psys除以显示周期值T与特定电流值Ipre，并据以产生最佳化周期值Dop。
Psys＝T×Ispec (5)
Dop=PsysT×Ipre---(6)]]>
换而言的，参数最佳化模块250主要是利用规范电流值Ispec与特定电流值Ipre，来产生最佳化周期值Dop。值得一提的是，在本实施例中，所述显示周期值T反比于影像数据Data2的更新频率。
图3A绘示为依据本发明另一实施例的光源驱动电路的电路架构图。参照图3A，光源驱动电路300包括灰阶辨识单元310、参数计算单元320、调光控制单元330、驱动单元340以及参数最佳化模块350。其中，灰阶辨识单元310与参数最佳化模块350分别电性连接至参数计算单元320。参数计算单元320电性连接至调光控制单元330。而调光控制单元330则电性连接至驱动单元340。
在整体作动上，灰阶辨识单元310用以将一影像数据Data3划分成多数个数据区块DB31～DB3n。之后，灰阶辨识单元310会比对数据区块DB31～DB3n各自所包括的灰阶值，以撷取出数据区块DB31～DB3n各自所对应的最大灰阶值VG31～VG3n。举例来说，倘若数据区块DB37包括灰阶值P31～P34，且灰阶值P32＞灰阶值P34＞灰阶值P33＞灰阶值P31。此时，灰阶辨识单元310将比对灰阶值P31～P34的大小，并从中撷取出灰阶值P32来作为数据区块DB37所对应的最大灰阶值VG37。
另一方面，参数最佳化模块350会依据规范电流值Ispec与特定周期值Dpre的比值而产生一最佳化电流值Iop，其中特定周期值Dpre小于1。之后，参数计算单元320会依据最佳化电流值Iop与画面最大灰阶值VGmax而取得一特定比值RT3。再者，参数计算单元320更将数据区块DB31～DB3n的最大灰阶值VG31～VG3n分别与特定比值RT3相乘而取得多数个电流值I31～I3n。
举例来说，如式(7)所示的，参数计算单元320会依据最佳化电流值Iop与画面最大灰阶值VGmax的比值而取得特定比值RT3。之后，如式(8)所示，参数计算单元320会将最大灰阶值VG31与特定比值RT3相乘而取得电流值I31。
RT3=IopVGmax---(7)]]>
I31＝RT3*VG31 (8)
换言之，倘若I3i用以表示第i个电流值，VG3i用以表示第i个最大灰阶值，n为正整数，i为整数且1≤i≤n，则参数计算单元320是依据式(9)而计算出电流值I31～I3n。此外，在本实施例中，倘若影像数据Data3的分辨率为k位，则其所对应的画面最大灰阶值VGmax为2k，k为正整数。
I3i∶Iop＝VG3i∶VGmax (9)
之后，调光控制单元330会依据电流值I31～I3n与特定周期值Dpre，而产生多数个调光控制讯号S31～S3n。藉此，驱动单元340将依据调光控制讯号S31～S3n而产生驱动发光组件所需的多数个驱动脉波PU31～PU3n。值得注意的是，所述发光组件的电流分别相等于电流值I31～I3n。换言的，光源驱动电路300是藉由调整驱动脉波PU21～PU2n的电压准位来达到调光的机制。此外，在本实施例中，驱动脉波PU31～PU3n的工作周期皆不大于特定周期值Dpre。
图3B绘示为图3A实施例与公知技术相较的下发光组件的电流波形图，其中标号301用以表示图3A实施例所产生的电流波形，标号302用以表示公知技术所产生的电流波形。在图3A实施例中，如电流波形301所示，在每一显示周期T中，光源驱动电路300会产生工作周期等于特定周期值Dpre的驱动脉波，来致使发光组件产生最大亮度。
此外，由于特定周期值Dpre维持在小于1的情况下，故此时流经发光组件的电流值I31也会大于规范电流值Ispec。藉此，与公知技术相较的下，图3A实施例也可以在不提升电路本身的消耗功率下，增加发光组件的最大亮度。相对而言，采用图3A实施例的背光模块也可利用较少的发光组件来达到相同亮度的背光源，因此图3A实施例也将有助于降低背光模块的系统成本。
综上所述，本发明是以规范电流值为基准的情况下，利用参数最佳化模块来产生最佳化周期值或是最佳化电流值。藉此，驱动单元所产生的驱动脉波的工作周期皆小于100％，且发光组件的电流皆大于规范电流值。如此一来，与公知技术相较的下，本发明无须提升电路本身的消耗功率，就可增加发光组件的最大亮度，并进而有助于降低背光模块的系统成本。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。