[发明专利]背光模组及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及背光及环境光感测，更具体地说，涉及利用发光二极管(LED)进行背光及环境光感测。

背景技术

液晶显示器(LCD)被广泛用在从小型手持移动电话到大型平板电视的各种电子设备和设施上。一般地，液晶显示器包括三种主要类型，每种类型的液晶显示器具有适用于不同设备的不同特性，。这三种LCD的类型包括：透射式、反射式和半投射半反射式液晶显示器。现对与本发明密切相关的透射式与半投射半反射式液晶显示器作进一步的阐述。

透射式液晶显示器提供高亮度、对比度和颜色饱和度，它的特征是采用背光(也就是，位于液晶显示器的后方的内部光源)提供照明。透射式液晶显示器的背光一般由白色发光二极管(LED)构成。这些背光发光二极管的能耗相对较高，这是因为它们通常采用足够的功率驱动，用以获得足够的光输出，来与设备在其中运行的最强的室外光线环境抗衡，诸如阳光可能很强的户外环境。

一种解决这种高能耗问题的方法，是在液晶显示器的外表面设置和定位环境光感测器。环境光感测器用于估测当前液晶显示器的使用环境的环境光状况，该环境光状况接下来被用于调整背光源发光二极管的亮度，以适应而不是大大超过环境光状况所要求的亮度。虽然这种方法能够改善能耗，但是添加环境光感测器会增加显示器的成本并增加其整体尺寸。另外，利用环境光感测器的常规透射式显示器设备并没有考虑显示器自身的屏幕增加到所感测的估测环境光状况的光量。因此屏幕的亮度常常被调节成次优选设置。

半投射半反射式液晶显示器在一个显示器中合并了透射功能和反射功能。在黑暗或者低环境光级别的情况下，背光启动，图像主要通过透射模式进行显示。在明亮环境光的情况下，例如在强烈太阳光下，反射模式起主要作用以照亮LCD，背光启动来辅助显示图像或者关闭背光以节省能量。在反射模式下，液晶显示器被外部光源照射，外部光源的光从液晶显示器的前方穿透并由液晶显示器后方的嵌入式反射器反射回来。由于工作在反射模式下的半投射半反射液晶显示器依靠外部光源进行图像显示，因而能耗较低并且在高环境光亮度的环境下具有较佳的易读性。

为了估测当前环境光状况，使得在较亮的环境中背光的亮度可以降低以允许半投射半反射式显示器的反射模式进行接管，通常使用环境光感测器。如前所述，虽然这种方法能够改善能耗，但是却增加了成本以及增加了显示器的整体尺寸。

因此，需要一种为液晶显示器进行环境光状况估测的设备及方法，同时无需传统的环境光感测器且消除与之相关的缺点。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种背光模组，包括：

发光二极管(LED)阵列；以及

背光控制器，用于正向偏置发光二极管阵列为液晶显示器(LCD)提供背光，反向偏置发光二极管阵列以感测环境光亮度(ambient light level)。

优选的，背光控制器包括：

脉宽调制器，用于提供脉宽调制(PWM)信号，其中脉宽调制信号的每个周期包括开启时间和关闭时间；以及

发光二极管阵列驱动器，用于在脉宽调制信号的开启时间使发光二极管阵列正向偏置以及在脉宽调制信号的关闭时间使发光二极管阵列反向偏置。

优选的，背光控制器还包括：

偏压发生器，用于在脉宽调制信号的开启时间向LED阵列驱动器提供正向偏置电压使发光二极管阵列正向偏置，以及在脉宽调制信号的关闭时间向LED阵列驱动器提供反向偏置电压，使发光二极管阵列反向偏置。

优选的，背光控制器控制偏压发生器在脉宽调制信号的选择时段的关闭时间向发光二极管阵列提供反向偏置电压。

优选的，背光控制器控制偏压发生器仅在脉宽调制信号的每N个周期的一个周期的关闭时间内、向发光二极管阵列驱动器提供反向偏置电压，此处的N为整数。

优选的，发光二极管驱动器在脉宽调制信号的关闭时间反向偏置仅一部分发光二极管阵列。

优选的，背光控制器还包括：

亮度控制器，用于配合液晶显示器的图像控制器，确保环境光在脉宽调制信号的关闭时间可以穿透液晶显示器。

优选的，背光控制器进一步包括：

亮度控制器，用于根据LED阵列感测的环境光亮度，调制脉宽调制信号的占空比。

优选的，背光控制器进一步包括：

亮度控制器，用于根据LED阵列感测的环境光亮度以及从液晶显示器的图像控制器接收的信息，调制脉宽调制信号的占空比。