背光省电技术-.doc

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1、屮小尺寸LCD驱动IC的背光省电技术・LABC/CABC1：简介耗电的大小对携带型的电了产品，如行动电话、数字相机、PDA、MP4/MP3、手持游戏机…等而言是非常重要的指标，表示了消费者可以无拘束地使用产品多久。而这些产品有一个共通点，他们都有显示屏幕来做人与机器Z间的桥梁。为了表示足够的信息、提供高质量的色彩以及支持多媒体的应用，这个屏幕的分辨率必须要足够，颜色要多，显示的区域也退越大越好，这些要求同时也代表着功率消耗的不断增加。TFT-LCD作为此类产品的标准显示器常常成为了功率消耗的主要纟R件。图1表示了一个有着高分辨率TFT-LCD的手

2、机嵌入式系统的功能方块，其屮高分辨率、高显不颜色、大尺寸的LCD,需要大的背光系统、大的TFT-LCDW版、高运算速度的驱动IC,这些都造成了高的功率消耗。假设以一般QVGA分辨率的显示器手机在正常操作下各个组件功率消耗的比较。可以看到显示系统因为背光的关系(通常为4个LED),耗电量是非常惊人的，占整支手机的功耗40%以上。说明了显示屏耗电量的多寡对于手持式产品的使用时间有着决定性的影响。身为专业的LCD驱动IC提供厂商，矽创持续的经由研发新的电路设计或采用高集成的制程去降低驷动IC的功耗，如表1可以看到不管是MSTN、CSTN还是A-TFT产

3、品，在省电这一块，矽创已经竭尽所能的将驱动IC的功耗减少了80%以上。当驱动1C大幅度降低功率消耗的同时，也代表看高耗电的背光系统所占的比重越来越大。与最新的QVGA驱动IC相比，同尺寸的背光将多了20倍以上的功耗，也主窄了产品的使用时间。因此我们把研究省电的目标朝向了背光模块，提出了一种背光电流调变技术。驱动IC会动态且同步的控制背光亮度与显示血，在维持视觉效果不变的前提下，去降低背光的功耗至70%以下。相比Z下，这项技术的成功研发与应用将可增加相关产品40%以上的使用时间。2：手机背光省电技术在手机背光的省电技术上，日前己实际应用较可行的有两

4、种，一为环境光侦测对应背光控制(LightAdaptiveBrightnessControl-LABC)和内容对应背光控制(ContentAdaptiveBrightnessControl-CABC)技术。此两种方式相同的地方在于都属于对应性背光控制技术(AdaptiveBrightnessControl-ABC)。如果LCD模块要显示一个50%辉度的画面，传统的背光照明模块亮度维持固定，功耗为100%,藉由面板显示50%的灰阶去达成。此种传统的方式简单来说就是提供一个大于实际所需要的画面亮度，再藉rflLCD面版去作调节；在显示过亮的逝面时容易

5、造成视觉疲劳,暗tai面细节衰退，对比不佳且造成不必要的电力浪费。相较Z下ABC会先将照明模块背光亮度下降50%,同时将欲显示的慚面转换为100%灰阶显示，因此可维持相同的显示辉度但仅消耗一半的功率，达到省电也提高显示对比的优点。藉由这个基木的概念衍生出了LABC与CABC两个节省背光功耗的技术。3：LABCLABC的L指的就是亮度传感器(LightSensor),这个概念衍生H医学相关的研究。如图4人类的眼睛对于环境光是相当敏感的，环境光偏亮则瞳孔收缩降低进入视网膜的亮度;相反的,坏境光若偏暗则瞄孔放大增加视网膜感受到的亮度让人类分辨物体。因此

6、我们可以利用这样的人体机制，当白天大太阳下时，由于外在光线很亮，嚏孔收缩，手机背光必须维持100%的亮度显示让眼睛辨别。但到了阴煤或暗处，由于外在环境光源降低，瞳孔放大，手机背光只要维持70%亮度显示眼睛即感受到相同的显示效果。如此一来，节省了30%的背光功耗，这就是LABC的基本概念。LABC的技术要实现有两个要点，第一LCD模块必须搭配一个光传感器。此种光传感器有的是独立一个组件放置于手机主板上，或藉由照相机模块充当光传感器，更复杂的则是TFT-LCD厂设计在玻璃上。第二就是驱动IC必须内含影像的补偿计算与背光控制。LABC基木功能方块图如图

7、5。手机的处理器会去读取光传感器的数值，了解目前环境光的强弱。确定外界光源示，处理器直接将数值以指令方式告诉矽创的LCD驱动IC,IC内部将依此数据动态的补偿画面与调整背光信号。此过稈即为LABC的省电程序。4：CABCCABC的C指的是内容(Content),也就是图资分析。他的概念是在LCD驱动IC内新增一个内容分析器(ImageContentAnalyzer)电路，假设当手机处理辭传送了一张图片数据到驷动IC,内容分析器会计算并统计图片的数据后依据设定与算法白动的将其灰阶亮度提高30%(此时图片变亮)，再将背光亮度降低30%(此时图片变暗)

8、。由于我们事先已经将图片经过分析器电路补偿亮度，因此使用者可以得到与原先电路相差无几的显示效果，但减少了30%的背光功耗。图资分析器首先