发明内容
本公开提供了一种光源模块、驱动该光源模块的方法、以及含该光源模块的显示装置。光源模块在每个光源块上执行亮度调节并在考虑由相邻光源块引起的干扰亮度的同时控制每个光源块的亮度调节,因此减少了亮点并且将局部的相对对比度最大化。
本发明的一方面提供了一种光源模块,包括:光源组件,包括对应于多个显示区域的多个光源块,并且用于根据调光控制信号调节每个光源块的输出亮度;以及调光控制单元,用于确定相应的显示区域的平均灰度级和固有亮度,通过使用固有亮度来计算每个显示区域的阈值灰度级,以基于阈值灰度级将灰度级分为第一灰度级部分和第二灰度级部分,并且对于每个光源块,当显示区域的平均灰度级在第一灰度级部分时输出固有亮度作为调光控制信号,或者当显示区域的平均灰度级在第二灰度级部分时输出基于固有亮度值的可变亮度作为调光控制信号。
该固定亮度可以是光源块的最大亮度,并且可变亮度可以在小于最大亮度的亮度范围内选择。
当平均灰度级等于阈值灰度级时,调光控制信号可以作为最大亮度输出。
第一灰度级部分的灰度级可以大于阈值灰度级值,而第二灰度级部分的灰度级可以小于阈值灰度级值。
调光控制单元可以包括:固有亮度信号发生器,用于通过使用施加到显示区域的图像信号产生显示区域的平均灰度级和固有亮度;干扰亮度信号发生器,用于通过使用相邻显示区域的固有亮度和点扩展函数(PSF)滤波器来产生每个显示区域的干扰亮度值;阈值灰度级确定器,用于通过使用干扰亮度值来确定阈值灰度级;以及调光控制信号发生器,用于根据阈值灰度级和平均灰度级输出最大亮度值和小于最大亮度值的亮度值中的一个作为调光控制信号。
阈值灰度级可对应于一个亮度值,此亮度值在加上干扰亮度值时变为最大亮度值。
固有亮度信号发生器可以包括:平均灰度级计算器,用于通过使用图像信号计算每个光源块的平均灰度级;以及固有亮度提取器,用于提取对应于平均灰度级的亮度值作为固有亮度值。
固有亮度提取器可以包括统一查找表,用于存储多个统一灰度级组(每个统一灰度级组包括至少一个灰度级),以及多个对应于各自的统一灰度级组的亮度值。
光源模块还可以包括固有亮度调节器,包括变量查找表,该变量查找表用于存储对应于多个可变灰度级组的多个可变亮度值,每个可变灰度级组包括至少一个小于阈值灰度级的灰度级,以及用于通过使用变量查找表提取对应于平均灰度级的亮度值作为变化后的固有亮度值。在每个可变灰度级组中的灰度级的数量可以小于在每个统一灰度级组中的灰度级的数量。
变量查找表的最大可变亮度值可以是干扰亮度值。
调光控制信号发生器可以在当平均灰度级小于阈值灰度级时输出对应于变化后的亮度值和干扰亮度值之和的亮度值作为调光控制信号,以及当平均灰度级大于或者等于阈值灰度级时输出最大亮度值作为调光控制信号。
PSF滤波器可以具有含多个加权值的矩阵形式,其中矩阵的中心值在0.1到1的范围并且围绕矩阵中心的值以高斯函数的形式减小。
PSF滤波器的中心可以设置为对应于中心显示区域,并且通过将除了矩阵的中心值以外的加权值与相邻显示区域的相应固有亮度值相乘并且将乘积结果相加来获得干扰亮度值。
当平均灰度级小于阈值灰度级时调光控制信号发生器可以输出对应于固有亮度值和干扰亮度值之和的亮度值作为调光控制信号,并且当平均灰度级小于阈值灰度级时调光控制信号发生器可以输出最大亮度值作为调光控制信号。
光源模块还可以包括干扰灰度级提取器,用于通过使用干扰亮度值来产生干扰灰度级。
调光控制信号发生器可以用于:当平均灰度级大于或者等于阈值灰度级时输出最大亮度值作为调光控制信号,当平均灰度级小于阈值灰度级并且大于或者等于干扰灰度级时输出对应于固有亮度值和干扰亮度值之和的亮度值作为调光控制信号,并且当平均灰度级小于干扰灰度级时输出固有亮度值或者最小亮度值中的一个作为调光控制信号。
本发明的另一个方面提供了用于驱动光源模块的方法,包括以下步骤:通过使用施加于显示区域的图像信号计算对应于多个光源块的多个显示区域的每一个的平均灰度级;通过使用每个显示区域的平均灰度级计算每个显示区域的固有亮度;根据预定显示区域和与预定显示区域相邻的显示区域的固有亮度确定阈值灰度级;以及基于阈值灰度级将所有灰度级分为第一灰度级部分和第二灰度级部分,并且当(如果)平均灰度级位于第一灰度级部分时使对应于预定显示区域的光源块能够发出具有基于固有亮度的亮度的光,或者当(如果)平均灰度级位于第二灰度级部分时使光导块能够发出具有最大亮度的光。
确定阈值灰度级可以包括:通过使用相邻显示区域的固有亮度和PSF滤波器计算预定显示区域的干扰亮度;并且确定对应于当加上干扰亮度值时变为最大亮度值的亮度值的灰度级作为阈值灰度级。
可以由干扰亮度与固有亮度之和获得基于固有亮度的亮度。
该方法还可以包括,在确定阈值灰度级之后通过使用干扰亮度值产生干扰灰度级。从光源块发光可以包括:当(如果)平均灰度级在第一灰度级部分时使光源块能够发出具有固有亮度或者最小亮度的光;或者当(如果)平均灰度级大于干扰灰度级并且小于阈值灰度级时使光源块能够发出具有基于固有亮度的亮度的光。
该方法还可以包括:通过使用变量查找表提取对应于平均灰度级的亮度值作为变化后的亮度值,变量查找表用于存储多个可变灰度级组(每个可变灰度级组包括小于阈值灰度级的灰度级),以及对应于各自的可变灰度级组的多个可变亮度值,其中,通过使用统一查找表计算固有亮度,统一查找表用于存储多个统一灰度级组(每个统一灰度级组包括至少一个灰度级),以及对应于各自的统一灰度级组的多个亮度值,在每个可变灰度级组中的灰度级的数量少于在每个统一灰度级组中的灰度级的数量。
可以由干扰亮度与固有亮度之和获得基于固有亮度的亮度。
本发明的另一个方面提供了显示装置,包括:具有图像显示面板的显示面板,图像显示面板被分为N(整数)个显示区域;光源组件包括对应于N个显示区域并用于根据N个调光控制信号调节每个光源块的输出亮度的N个光源块;以及调光控制单元,用于确定每个光源块的平均灰度级和每个相应的显示区域的固有亮度,通过使用固有亮度计算每个显示区域的阈值灰度级,根据阈值灰度级将灰度级分为第一灰度级部分和第二灰度级部分,并且对每个光源块,当显示区域的平均灰度级在第一灰度级部分时输出固定的亮度作为每个光源块的调光控制信号,或者当显示区域的平均灰度级在第二灰度级部分时输出根据固有亮度值变化的可变亮度作为每个光源块的调光控制信号。
调光控制单元可以作为集成电路(IC)芯片制造。
具体实施方式
图1是根据示例性实施例的显示装置的框图。图2是图1的显示装置中所示的调光控制器2200的框图。图3是图1的显示装置中将背光块的亮度与块的图像信号的灰度级比较的曲线。
参照图1到图3,根据示例性实施例的显示装置包括显示面板1000,光源模块2000,以及信号转换模块3000。
信号转换模块3000转换从外部视频卡(未示出)接收的图像信号IS输入并且向显示面板1000和光源模块2000提供转换的图像信号TIS。在本示例性实施例中,信号转换模块3000将具有最小化传输差分信号(TMDS)格式的图像信号IS转换成具有低压差分信号(LVDS)格式的转换的图像信号TIS。信号转换模块3000可以完整地形成在显示面板1000上或者光源模块2000上。
如图1所示,显示面板1000包括液晶显示器(LCD)面板1100,用于显示图像,以及面板控制单元1200,用于控制该LCD面板1100。
LCD面板1100被分为多个显示区域A。每个显示区域A包括多个像素(未详细示出)。优选地,LCD面板1100的显示区域A以矩阵形式排列,如图1中所示。
虽然没有在图中详细示出,但是每个LCD面板1100的像素可以包括薄膜晶体管(TFT)和液晶电容器。每个像素还可以包括存储电容器。TFT的漏极连接到液晶电容器上。液晶电容器包括下层的像素电极,上层的公共电极,和在像素电极与公共电极之间的液晶分子层。在液晶电容器上提供滤色器。每个像素电极和公共电极可以被分为多个子像素区。LCD面板1100不限于本示例性实施例,并且可以以各种形式修改。因此,可以在每个像素内提供多个子像素。而且,每个像素可以在横向方向长于纵向方向,或者相反。而且,像素可以被修改为矩形以外的多种形状。LCD面板1100具有多条栅极线G/L以及多条数据线D/L。每个像素的TFT具有与栅极线G/L之一相连的栅极,以及与数据线D/L之一相连的源极。TFT响应被施加到栅极线G/L上的信号而导通,并且施加到数据线上的图像信号被提供给液晶电容器。LCD面板1100包括TFT和其上形成有像素电极的底层基板,以及公共电极和其上形成有滤色器的顶层基板。LCD面板1100还包括在底层基板和顶层基板之间的液晶分子层。
面板控制单元1200包括栅极驱动器1210,数据驱动器1220,以及信号控制器1230。栅极驱动器1210响应从信号控制器1230输出的控制信号,顺序地将栅极导通信号施加到栅极线G/L。数据驱动器1220将图像信号施加到数据线D/L。信号控制器1230产生多个控制信号以控制栅极驱动器1210和数据驱动器1220。信号控制器1230将从信号转换模块3000输出的作为图像信号IS转换的图像信号TIS施加到数据驱动器1220。定时控制器可以作为信号控制器1230使用。虽然没有在图中示出,但是面板控制单元1200还可以包括电压发生器,其产生的电压施加到栅极驱动器1210和数据驱动器1220。另外,面板控制单元1200还可以包括时钟控制器,用于控制栅极信号的时钟周期。面板控制器1200还可以包括为本领域技术人员所知的多个其它电路元件,用以控制LCD面板1100的操作。
在本示例性实施例中,面板控制器1200的各自的元件1220,1210,和1230可以作为多个IC芯片制造并且被安装在印刷电路板(PCB)上。PCB可以通过柔性印刷电路板(FPCB)与LCD面板1100连接。本发明不限于本示例性实施例。面板控制单元1200的元件1220,1210和1230的部分可以被安装在LCD面板1100的底层基板上。而且,栅极驱动器1210可以被制造在LCD面板1100的底层基板上。因此,栅极驱动器1210可以与LCD面板1100的TFT一起制造。
光源模块2000包括光源组件2100和调光控制单元2200。
光源组件2100包括对应于(例如,部分重叠)LCD面板1100的显示区域A的多个光源块B,以及光源控制单元2120,该单元用于根据从调光控制单元2200输出的多个调光控制信号改变施加到光源块B的电压。
光源块B以矩阵形式排列。光源块B对应于(例如,部分重叠)LCD面板1100的显示区域A。因此,一个光源块B向LCD面板1100的一个显示区域A发射光。每个光源块B根据从光源控制单元2120施加的电压发光。每个光源块B根据从调光控制单元2200输出的调光控制信号DIS输出具有对应于所要显示的图像的亮度的光,其中所述图像将显示在LCD面板1100的相应显示区域A。因此,根据本示例性实施例的光源模块可以执行局部调光。
各个光源块B可以使用各种技术的不同的发光装置。例如,可以从由冷阴极荧光灯(CCFL),外部电极荧光灯(EEFL),发光二极管(LED),有机发光二极管(OLED),以及各种荧光放电灯组成的组中选择发光装置。优选地,根据本示例性实施例的光源块B由多个LED实现。在使用LED的情况下,光源块B包括多个LED和其上安装有多个LED的基板。
光源控制单元2120可以通过控制被施加到每个光源块B的脉冲电压的脉冲宽度来调节光源块B的亮度。虽然没有示出,但是光源控制单元2120包括与光源块B相连的光源驱动器,以向光源块施加脉冲电压,以及脉冲宽度控制器,用于根据从调光控制单元2200输出的调光控制信号DIS来控制脉冲电压的脉冲宽度。光源驱动器可以包括DC-DC转换器。然而,本发明不限于DC-DC转换器。根据光源块B的技术,光源驱动器可以使用不同类型的转换器或者逆变器。脉冲电压典型地为方波脉冲。脉冲宽度控制器控制发送到每个光源块B的方波脉冲的占空比。以这种方式,每个光源块B的亮度被独立地控制。在备选的实施例中,每个光源块B的亮度也可以通过调节脉冲电流的脉冲宽度或者电压或电流的幅度来控制。
而且,虽然没有示出,但是光源组件2100可以包括至少一个光传感器。光传感器检测光源组件2100的发光强度。光传感器可以将检测出的光源组件2100的发光强度提供给调光控制单元2200以控制光源组件2100的总亮度。
根据从信号转换模块3000输出的转换的图像信号TIS,调光控制单元2200产生多个调光控制信号DIS以控制光源块B的光发射量(即,输出亮度)。
调光控制单元2200提供多个调光控制信号DIS给光源控制单元2120。根据本示例性实施例的调光控制单元2200计算相应的显示区域A的固有亮度(如,使用提供给每个区A的转换的图像信号TIS的部分的平均灰度级)以及计算由于所述相应的显示区域A的相邻显示区域A所产生的干扰亮度,并且根据干扰亮度确定阈值灰度级。调光控制单元2200在对应于固有亮度的平均灰度级等于或者大于阈值灰度级时输出最大亮度作为调光控制信号,以及当对应于固有亮度的平均灰度级小于阈值灰度级时输出固有亮度与干扰亮度之和作为调光控制信号DIS。
参照图2,调光控制单元2200包括固有亮度信号发生器2210,干扰亮度信号发生器2220,阈值灰度级确定器2230,以及调光控制信号发生器2240。
固有亮度信号发生器2210基于施加给对应于光源块B的每个显示区域A的转换的图像信号TIS的部分来计算固有亮度值。固有亮度信号发生器2210包括:平均灰度级计算器2211,用于计算施加给每个显示区域A的转换的图像信号TIS的平均灰度级;以及固有亮度提取器2212,用于提取对应于平均灰度级的固有亮度值。
平均灰度级计算器2211通过将施加在每个显示区域A的图像信号TIS的灰度级相加并且用该灰度级之和除以施加到每个显示区域A的图像信号TIS的数量来计算平均灰度级值(平均灰度级)。固有亮度提取器2212根据平均灰度级值(平均灰度级)提取固有亮度值。固有亮度提取器2212确定对应于平均灰度级值(平均灰度级)的固有亮度,该固有亮度值是基于图3中的线C被计算出的。优选地,平均灰度级是如图3中所示的256个灰度级(例如,从0到255)中的一个。优选地,亮度在0到100的范围内。在备选的实施例中,亮度在0到122的范围内。亮度代表对应于灰度级的光源块的亮度。
上述的灰度级和亮度可以是如图3中的线C指示的线性关系。这是因为液晶的透光率根据灰度级基本上以线性增加。因此,可以通过将灰度级乘以一个预定斜率值来计算亮度。换言之,固有亮度提取器2212可以通过使用线性函数计算固有亮度,该线性函数中,通过将自变量与一个固定值相乘(或者通过将自变量与一个固定值相加)计算因变量。在本示例性实施例中,每一个灰度级增量对应于一个亮度。因此,如图3中所示,灰度级和亮度可以根据线性函数以直线形式线性地改变。本发明不限于具有该线性函数。固有亮度提取器2212可以通过使用各种函数提取固有亮度值,例如二次函数,分数函数,三角函数,指数函数,或者对数函数。因此,可以以曲线形式线性地改变灰度级和亮度。可以以曲线的一部分为大约直线的形状改变灰度级和亮度。
优选地,根据本示例性实施例的固有亮度提取器2212将自变量(即,灰度级)和相应的因变量(即,亮度)存储在存储器的查找表中。当平均灰度级输入到固有亮度提取器2212中时,固有亮度提取器2212提取对应于来自查找表的平均灰度级的亮度并且输出提取出的亮度作为固有亮度。
如图3所示,灰度级0对应于最小亮度0。这意味着黑色数据被应用为图像信号。在这种情况下,优选地,光源块B不发射任何光。255的灰度级对应于100的最大亮度。这意味着白色数据被应用为图像信号。在这种情况下,优选地,光源块B发射具有最大光发射量的光。
在本示例性实施例中,固有亮度提取器2212提取对应于平均灰度级的输出亮度作为固有亮度。例如,当平均灰度级值(平均灰度级)为77时,输出30的值作为固有亮度。当平均灰度级值(平均灰度级)为127时,输出50的值作为固有亮度。当平均灰度级值(平均灰度级)是203时,输出80的值作为固有亮度。
本发明不限于上述实施例。在备选的实施例中,灰度级可以与输出亮度成反比。这是因为在这样的备选实施例中,由于液晶的特性,液晶的透光率可以根据灰度级线性减小。因此,0的灰度级和255的灰度级可以分别是最大亮度和最小亮度。
固有亮度信号发生器2210输出对应于计算出的平均灰度级的平均灰度级信号AGS,以及对应于固有亮度值的固有亮度信号OBS。在上述示例性实施例中,输出亮度和固有亮度值由数字表示(例如,二进制数字)。为了方便描述,输出亮度和固有亮度值由电信号的最大(额定)电压或电流的百分比来表示。因此,输出亮度的范围不限于上述的范围,而是可以以各种范围来表示。在本示例性实施例中,固有亮度值与固有亮度信号相同。
干扰亮度信号发生器2220通过使用显示区域A的各自的固有亮度值和点扩展函数(PSF)滤波器产生由(基于)相邻显示区域A引起的干扰亮度值。PSF滤波器是可以人工产生虚拟干扰亮度的滤波器。可以通过人工产生虚拟干扰亮度并且将该干扰亮度施加到光源块上来使亮点减少。
在没有执行局部调光的情况下,所有光源块B发射具有最大亮度的光。因此,发射到每个相应显示区域A的光的亮度是相应光源块B的亮度和由相邻的光源块B引起的干扰亮度之和。然而,在根据本示例性实施例执行局部调光的情况下,如果没有考虑由相邻光源块B引起的干扰亮度,亮点可能在相邻显示区域之间的边界上产生。因此,在本示例性实施例中,考虑到干扰亮度,重新调整每个显示区域A的亮度。
为此,干扰亮度信号发生器2220通过使用PSF滤波器和来自固有亮度信号发生器2210的固有亮度信号OBS产生干扰亮度值。
图4示出了根据示例性实施例的PSF滤波器的面板的显示区域的示图,以及图5示出了在面板各自的显示区域中固有亮度的值的实例的面板的显示区域的示图。如图4所示,PSF滤波器可以以5×5矩阵形式制造,其中,中心值为1并且相邻值以高斯函数的形式减少。优选地,考虑到光源(即,LED)的发光分布调节相邻值。在图5中,当在所有相邻显示区域A的固有亮度是30时,在中心区X的干扰亮度是48。因此,调整PSF滤波器使它的中心与用于计算干扰亮度的显示区域相匹配。在PSF中的加权值乘以对应于该加权值的显示区域A的固有亮度,并且将其结果值相加。因此,当图5中的中心区X与图4中的1.00相匹配时,干扰亮度值根据以下计算:
显示中心区的干扰亮度值X=30*0.00+30*0.00+30*0.05+30*0.00+30*0.00+30*0.00+30*0.10+30*0.15+30*0.10+30*0.00+30*0.10+30*0.30+30*0.30+30*0.10+30*0.00+30*0.10+30*0.15+30*0.10+30*0.00+30*0.00+30*0.00+30*0.50+30*0.00+30*0.00=30*0.05*2+30*0.10*6+30*0.15*2+30*0.3*2=48
是面板的显示区域的图表。干扰亮度信号发生器2220输出计算得的干扰亮度值作为干扰亮度信号IBS。干扰亮度值如同上述的固有亮度值那样,以电信号的电压或者电流的百分比表示的值。
上述的PSF滤波器可以以各种方式修改。
图6和图7是示出了图5中修改的PSF滤波器的面板的显示区域的示图。
如图6所示,中心值不限于1,而可以小于1。在图6中示出具有0.4的中心值的PSF滤波器。优选地,中心值可以在0.1到1.0的范围内选择。对于中心值的变化,相邻值以符合高斯函数的形式变化。此外,如图7所示,PSF滤波器可以具有3×5的矩阵形式。可以在3到7的范围内选择行和列。可以根据中心值和PSF滤波器的矩阵形式改变干扰亮度值。优选地,PSF滤波器使用由仿真或测量确定的滤波系数。
阈值灰度级确定器2230通过使用从干扰亮度信号发生器2220产生的干扰亮度信号IBS来确定阈值灰度级。当加上在对应于灰度级的亮度值中的干扰亮度值时,阈值灰度级表示具有最大亮度值的灰度级。
参照图5,如上面所描述的,考虑干扰亮度值为48的情况。如图3所示,当相应显示区域的灰度级是77时,相应显示区域的最终亮度值是78(=30+48),其为48的干扰亮度值和对应于77的灰度级的30的固有亮度值之和。当相应显示区域的灰度级是127时,最终亮度值是98(=50+48)。当相应显示区域的灰度级是203时,最终的亮度值是128(=80+48)。然而,由于输出亮度不能超过100的最大亮度值,128的灰度级的最终亮度值是100。另外,对于133的灰度级的最终亮度值是100(=52+48)。因此,133的灰度级是阈值灰度级。阈值灰度级值是通过对应于从最大亮度值(如,100)减去干扰亮度值(如,48)获得的亮度值(如,52)的灰度级值(如,133的灰度级)。可以通过各种方法计算阈值灰度级值。因此,可以通过从最大灰度级值(即,255的灰度级)中减去对应于干扰亮度值(即,48)的灰度级值(即,122的灰度级)来计算阈值灰度级值(即,255-122=133的灰度级)。
调光控制信号发生器2240通过使用平均灰度级信号AGS和固有亮度信号发生器2210的固有亮度信号OBS、干扰亮度信号发生器2220的干扰亮度信号IBS、以及阈值灰度级确定器2230的阈值灰度级来产生用于调节各个光源块的亮度的调光控制信号DIS。然后,调光控制信号发生器2240提供产生的调光控制信号DIS给光源组件2100。灰度级的总数量(从0的灰度级到255的灰度级)根据阈值灰度级分为第一灰度级部分和第二灰度级部分。在本示例性实施例中,第一灰度级部分是包含低于阈值灰度级的低灰度级部分,并且第二灰度级部分是包含高于阈值灰度级的高灰度级部分。
调光控制信号发生器2240确定平均灰度级值(平均灰度级)是否大于阈值灰度级值。当调光控制信号发生器2240确定平均灰度级值(平均灰度级)位于第二灰度级(高于阈值)部分时,调光控制信号发生器2240输出最大亮度值(如,100)作为调光控制信号DIS。因此,当平均灰度级值(平均灰度级)等于或者大于阈值灰度级时,调光控制信号发生器2240输出最大亮度值(如,100)给光源块B。当调光控制信号发生器2240确定平均灰度级值(平均灰度级)位于第一灰度级(低于阈值)部分时,调光控制信号发生器2240输出对应于固有亮度信号OBS和干扰亮度信号IBS之和的最终亮度值作为最终亮度值。
因此,如图3所示,在灰度级(即,第二灰度级部分)高于阈值灰度级(如,133的灰度级)处的所有最终亮度值具有最大输出亮度值。在灰度级(即,第一灰度级部分)低于阈值灰度级(如,133的灰度级)处的最终亮度值根据相应的平均灰度级的固有亮度值变化。
因此,当显示区域A的平均灰度级具有在第二灰度级部分(即,在阈值灰度级和255的最大灰度级之间的部分)的灰度级时,最大输出亮度变为最终亮度值,而不管显示区域A的固有亮度值。在这种情况下,光源块B发射具有最高亮度的光,而基本上没有进行亮度调节。而且,当显示区域A的平均灰度级具有在第一灰度级部分(即,在最小灰度级(即,0的灰度级)和阈值灰度级之间的部分)的灰度级时,显示区域A的固有亮度值和干扰亮度值之和变为最终亮度值。当平均灰度级具有在最小灰度级(如,0)和阈值灰度级之间的灰度级时,光源块B执行亮度调节。因此,光源块B发射具有对应于最终亮度值的亮度的光。
调光控制信号发生器2240确定是否根据确定的阈值灰度级执行光源块的亮度调节或者是否使光源块发射具有最大亮度的光。然后,调光控制信号发生器2240根据确定的结果提供调光控制信号DIS给光源组件2100。
在本示例性实施例中,用于调节亮度的阈值灰度级值根据相邻显示区域A的固有亮度(即,干扰亮度)变化。因此,随着相邻显示区域A的固有亮度值降低,阈值灰度级增加至更接近最大灰度级(如,255)。随着相邻显示区域A的固有亮度值增加,阈值灰度级减小至更接近最小灰度级(如,255)。这意味着将进行亮度调节的灰度级的数量(在最小灰度级和阈值灰度级之间的区域的灰度级的数量)随着干扰亮度值的增加而减小。相反,将进行亮度调节的灰度级的数量(在最小灰度级和阈值灰度级之间的区域的灰度级的数量)随着干扰亮度值的减小而增加。
例如,当光源块B的干扰亮度值增加到80时,53的灰度级变为阈值灰度级。因此,实际上仅在相应的显示区域A的灰度级中的0的灰度级到52的灰度级之间对每个具有干扰亮度80的光源块B执行亮度调节。在53的灰度级到255的灰度级之间的光源块总是发射具有最大亮度100的光。作为另一个实施例,当干扰亮度值为30时,阈值灰度级变为179。因此,仅在0的灰度级到179的灰度级之间执行亮度调节,并且具有在灰度级179和灰度级255之间的灰度级的光源块B具有最大亮度。
当干扰亮度值是80时,最终亮度值是80,即使相应显示区域A的固有亮度值不为零。因此,当与对应于光源块B的显示区域A相邻的显示区域A的亮度为亮时,可以使光源块B变亮。这意味着随着相邻显示区域的固有亮度增大,对应于显示区域A的光源块B更接近最大亮度。而且,当与对应于光源块B的显示区域A相邻的显示区域A的亮度为暗时,可以使相应的光源块B的干扰亮度相应地变暗。
调光控制单元2200的元件2210,2220,2230,和2240可以在单独的IC芯片上制造。阈值灰度级确定器2230和调光控制信号发生器2240可以集成为单一的输出单元,而不采用独立的芯片配置。而且,干扰亮度信号发生器2220和阈值灰度级确定器2230也可以集成为单一的信号确定和发生单元,而不采用独立的芯片配置。虽然没有示出,但是根据本示例性实施例的调光控制单元2200还可以包括存储器。该存储器可以存储提供给调光控制单元2200的所有信号,以及在调光控制单元2200中使用的所有信号。而且,调光控制单元2200可以被制造为IC芯片并安装其上安装有光源组件2100的电路元件的面板基底上。而且,调光控制单元2200可以安装在其上安装有面板控制单元1200的基底上。
如上面描述的,使用干扰亮度可以设置阈值灰度级。因此,当LCD面板1100的显示区域A的平均灰度级值(平均灰度级)大于或者等于阈值灰度级值时,输出最大亮度值作为调光控制信号DIS,而没有单独的调光操作。当显示区域A的平均灰度级值(平均灰度级)小于阈值灰度级值时,输出通过固有亮度值与干扰亮度值之和获得的最终亮度值作为调光控制信号DIS。以这种方式,可以防止相邻显示区域A之间的亮点,并且可以保证相对充足的对比度。
虽然在上述的示例性实施例中已经描述了亮度值随着平均灰度级值(平均灰度级)的增加而线性地增加,但本发明不限于此。随着平均灰度级增加,亮度值可以根据LCD面板1100中的液晶的特性线性地减小。在这种情况下,上述的最大亮度和最小亮度可以变换。因此,当平均灰度级值(平均灰度级)在最小灰度级和阈值灰度级之间时,最大输出亮度值可以是最终亮度值,而不管显示区域A的固有亮度值。而且,当平均灰度级值(平均灰度级)在阈值灰度级和最大灰度级之间时,显示区域A的固有亮度值与干扰亮度值之和可以是最终亮度值。因此,上述的第一灰度级部分和第二灰度级部分可以互换。
下面将描述根据示例性实施例的光源模块的操作。图8是示出了根据示例性实施例的光源模块的操作的流程图。参照图8,在步骤S100中,使用提供给对应于各自的光源块B的显示区域A的转换的图像信号TIS计算每个各自的显示区域A的灰度级。在步骤S110中,使用平均灰度级计算每个相应显示区域A的固有亮度值。平均灰度级代表提供给每个显示区域A的转换的图像信号TIS的部分的平均灰度级值。固有亮度值表示根据平均灰度级的图像的亮度。在这点上,计算对应于在参考灰度级范围内的平均灰度级的亮度值作为固有亮度值。而且,在计算灰度级之前根据LCD面板100的显示区域A可以将从外部施加的转换的图像信号TIS分组。在步骤S120中,使用以前计算的固有亮度值和PSF滤波器计算显示区域A的干扰亮度值。在步骤S130中,使用干扰亮度值设置阈值灰度级。在步骤S140中,将平均灰度级值(平均灰度级)与阈值灰度级值相比较。因此,确定平均灰度级是否大于阈值灰度级值。在步骤S150中,当平均灰度级大于或者等于阈值灰度级值时,输出最大输出亮度值(如,100)作为调光控制信号DIS给相应光源块B。在步骤S160中,当平均灰度级小于阈值灰度级值时,输出对应于固有亮度值与干扰亮度值之和的最终亮度值作为调光控制信号DIS给相应光源块B。接收调光控制信号DIS的光源块B发射具有对应于调光控制信号的亮度的光。本发明不限于上述的示例性实施例。当在确定阈值灰度级之后给出的平均灰度级小于阈值灰度级时,可以改变对应于预设的平均灰度级的固有亮度值。将参照附图描述根据另一个示例性实施例的光源模块。将省略与上述的示例性实施例重复的描述。图9的示例性实施例的技术也可以被应用于上述示例性实施例。图9是根据本发明的另一个示例性实施例的光源模块的框图。图10示出了根据另一个示例性实施例的对应于图像信号的灰度级的亮度的曲线图。图11示出了根据另一个示例性实施例的统一查找表。图12示出了根据另一个示例性实施例的变量查找表。参照图9到图12,根据另一个示例性实施例的光源块包括光源组件2100和调光控制单元2200。调光控制单元2200计算由每个显示区域A的平均灰度级引起的固有亮度和由与每个相应显示区域A相邻的相邻显示区域A的平均灰度级引起的干扰亮度,并且根据干扰亮度确定阈值灰度级。当相应显示区域A的平均灰度级等于或者大于阈值灰度级时,最大亮度作为用于相应显示区域A的调光控制信号DIS输出。当相应显示区域A的平均灰度级小于阈值灰度级时,固有亮度改变。因此,改变后的固有亮度与干扰亮度之和作为用于相应显示区域A的调光控制信号DIS输出。调光控制单元2200包括固有亮度信号发生器2210,干扰亮度信号发生器2220,阈值灰度级确定器2230,调光控制信号发生器2240,以及固有亮度调节器2250。固有亮度信号发生器2210包括平均灰度级计算器2211,用于通过使用提供给每个显示区域A的转换的图像信号TIS的部分输出对应于平均灰度级的平均灰度级信号AGS,以及固有亮度提取器2212,用于通过使用平均灰度级提取固有亮度值并输出提取的固有亮度值作为固有亮度信号。如图10中所示的平均灰度级,绘制平均灰度级对输出亮度的图,每一个输出亮度对应于多个灰度级。因此,如图11所示,固有亮度提取器2212可以包括存储统一灰度级组和对应于每个统一灰度级组的亮度的统一查找表,其中,每个统一灰度级组包括相等数量的多个灰度级。在图11中,每一个统一灰度级组包括32个灰度级,并且在相邻统一灰度级组的亮度值之间的阶跃差约为14。然而,本发明不限于本示例性实施例。在每个统一灰度级组中的灰度级的数量可以大于2,并且在亮度值之间的阶跃差可以大于或者小于14。而且,包括在灰度级组中的灰度级的数量可以每组不同,并且可以对应于在LCD面板1100中采用的特定LCD分子的γ值。在统一灰度级组之间的亮度值的阶跃(step)差可以从一个阶跃变为另一个阶跃。参照图10中的阶跃图线E和图11中的查找表,当由平均灰度级计算器计算的平均灰度级值为63时,固有亮度提取器2212输出28的值作为固有亮度值。即使当平均灰度级值为80时,固有亮度提取器2212也输出28作为固有亮度值。当平均灰度级值为100时,固有亮度提取器2212输出42作为固有亮度值。固有亮度提取器2212输出固有亮度值作为固有亮度信号OBS。干扰亮度信号发生器2220通过使用固有亮度信号发生器2210的固有亮度信号OBS和PSF滤波器产生相应显示区域A的干扰亮度值。阈值灰度级确定器2230通过使用干扰亮度值确定阈值灰度级。因此,如图10所示,当干扰亮度值为50时阈值灰度级为127。固有亮度调节器2250通过使用阈值灰度级、相应显示区域A的平均灰度级、和干扰亮度值改变相应显示区域的固有亮度。因此,如图12所示,固有亮度调节器2250可以包括存储可变灰度级组以及对应于各个可变灰度级组的亮度值的变量查找表,每个所述可变灰度级组具有至少一个灰度级。因此,固有亮度调节器2250将低于阈值灰度级的灰度级分为多个可变灰度级组。为各个可变灰度级组设置亮度值。在可变灰度级组中的灰度级的数量可以与在统一灰度级组中的灰度级的数量不同。在本示例性实施例中,在可变灰度级组中的灰度级的数量小于在每个统一灰度级组中的灰度级的数量。因此,在图11所示的统一查找表中一个统一灰度级组中的灰度级数量为32。图12中变量查找表的除了最后一个可变灰度级组的可变灰度级组中的灰度级的数量为16。优选地,可变灰度级组的最大亮度值是干扰亮度值。即使将相同的平均灰度级值(平均灰度级)施加到固有亮度调节器2250和固有亮度提取器2212,固有亮度值和变化的固有亮度值可以彼此不同。例如,当平均灰度级是10的灰度级、20的灰度级、50的灰度级、100的灰度级、和200的灰度级时,固有亮度提取器2212输出0、0、14、42和84作为各自的固有亮度值。固有亮度调节器2250输出0、7、21、42和50作为各自的变化的固有亮度值。可以通过调整固有亮度提取器2212的变量查找表的可变灰度级组的范围再次划分对应于灰度级的变化的固有亮度值。因此,在前一个示例性实施例中,10的灰度级和20的灰度级的固有亮度值都是0,但是变化的固有亮度值分别是0和7。以这种方式,可以使用在将固有亮度值再分之后获得的变化固有亮度值来执行精细亮度调节。根据本示例性实施例的调光控制信号发生器2240接收平均灰度级信号AGS、阈值灰度级、干扰亮度值、和变化固有亮度值。因此,当平均灰度级大于阈值灰度级时,调光控制信号发生器2240产生最大亮度值作为指定光源块的调光控制信号DIS,而不执行亮度调节。当平均灰度级等于或者小于阈值灰度级时,变化固有亮度值与干扰亮度值之和作为调光控制信号DIS输出。因此,当使用由图10中的阶跃线E指示的固有亮度值时,由图10中的虚线F指示的,在平均灰度级低于阈值灰度级的区域中的亮度值的数量是5。然而,当使用由图10中的虚线指示的变化固有亮度时,如图10中的线H指示的,在平均灰度级小于阈值灰度级的区域中的亮度值的数量为8。以这种方式,可以通过为平均灰度级低于阈值灰度级的区域时间方式再分(例如脉冲宽度调节)调光控制信号DIS来执行精细亮度调节。虽然在本示例性实施例中已经描述了固有亮度调节器2250与调光控制信号发生器2240分别执行,但是本发明并不限于此。固有亮度调节器结合到调光控制信号发生器2240中作为其一个部件。下面将描述根据示例性实施例的光源模块2000的操作。图13是示出了根据另一个示例性实施例的光源模块2000的操作的流程图。参照图13,在步骤S200中,使用提供给对应于各自光源块B的显示区域A的转换的图像信号TIS计算各个显示区域A的平均灰度级值(平均灰度级)。在步骤S210中,使用每个显示区域A的平均灰度级值(平均灰度级)计算每个显示区域A的固有亮度值。使用统一查找表计算固有亮度值。在步骤S220中,使用固有亮度和PSF滤波器计算每个相应显示区域A的干扰亮度值。在步骤S230中,使用干扰亮度值设置阈值灰度级。在步骤S240中,考虑低于阈值灰度级的灰度级计算变化固有亮度值。使用变量查找表计算变化固有亮度值,在变量查找表中,在每个可变灰度级组中灰度级的数量根据阈值灰度级而不同并且亮度值对应于可变灰度级组而不同。在步骤S250中,确定平均灰度级是否小于阈值灰度级值。在步骤S260中,当平均灰度级大于或者等于阈值灰度级值时,输出最大输出亮度值作为调光控制信号DIS给相应光源块B。在步骤S270中,当平均灰度级小于阈值灰度级值时,输出对应于变化固有亮度值和干扰亮度值之和的亮度值作为调光控制信号DIS给相应光源块B。接收调光控制信号DIS的光源块B发出具有对应于调光控制信号的光。备选地,在确定平均灰度级是否小于阈值灰度级之后,仅当平均灰度级小于阈值灰度级时可以计算变化的固有亮度值。本发明不限于上面的示例性实施例。可以在确定阈值灰度级之后计算对应于干扰亮度值的干扰灰度级。可以以多种方式通过使用阈值灰度级和干扰灰度级执行亮度调节。将参照附图描述根据另一个示例性实施例的光源模块。将省略与上面描述的示例性实施例重复的描述。图14和图15的示例性实施例的技术也可以被应用到上述的示例性实施例。图14是根据另一个示例性实施例的光源模块的框图。图15是根据另一个示例性实施例的将亮度和图像信号的灰度级比较的曲线。参照图14和图15,根据另一个示例性实施例的光源模块包括光源组件2100和调光控制单元2200。调光控制单元2200计算由每个显示区域A的平均灰度级引起的固有亮度和与每个相应显示区域A相邻的显示区域A的平均灰度级引起的干扰亮度,以及根据干扰亮度确定干扰灰度级。此后,调光控制单元2200根据干扰亮度确定阈值灰度级。当相应显示区域A的平均灰度级在干扰灰度级和阈值灰度级之间时,调光控制单元2200输出固有亮度和干扰亮度之和作为调光控制信号DIS。当相应显示区域A的平均灰度级小于或者等于干扰灰度级时,调光控制信号发生器2200输出最小亮度、固有亮度、和干扰亮度中的一个作为调光控制信号DIS。当相应显示区域A的平均灰度级大于或者等于阈值灰度级时,调光控制信号发生器2200输出最大亮度作为调光控制信号DIS。调光控制单元2200包括固有亮度信号发生器2210,干扰亮度信号发生器2220,阈值灰度级确定器2230,调光控制信号发生器2240,以及干扰灰度级提取器2260。固有亮度信号发生器2210包括平均灰度级计算器2211,用于通过使用提供给每个显示区域A的转换的图像信号TIS的部分,输出对应于平均灰度级值(平均灰度级)的平均灰度级信号AGS。固有亮度信号发生器2210还包括固有亮度提取器2212,用于通过使用平均灰度级提取固有亮度值并且输出提取的固有亮度值作为固有亮度信号。干扰亮度信号发生器2220通过使用固有亮度信号发生器2210的固有亮度信号OBS和PSF滤波器产生相应显示区域A的干扰亮度值。阈值灰度级确定器2230通过使用干扰亮度值确定阈值灰度级。干扰灰度级提取器2260提取对应于干扰亮度值的干扰灰度级。例如,如图15所示,当干扰亮度值为30时,阈值灰度级为177并且干扰灰度级为77。在本示例性实施例中,调光控制信号发生器2240接收平均灰度级,阈值灰度级、干扰灰度级、干扰亮度值、和固有亮度值。当如图15指示的平均灰度级大于阈值灰度级(gc)时,调光控制信号发生器2240输出最大亮度值作为调光控制信号DIS。当平均灰度级在阈值灰度级(gc)和干扰灰度级(gi)之间时,调光控制信号发生器2240输出对应于固有亮度值和干扰亮度值之和的亮度值作为调光控制信号DIS。当平均灰度级小于干扰灰度级(gi)时,调光控制信号发生器2240输出固有亮度值作为调光控制信号DIS。在本示例性实施例中,仅在平均灰度级小于阈值灰度级(gc)的区域执行亮度调节。由于具有低于干扰灰度级(gi)的低平均灰度级,可以排除由干扰亮度引起的影响。以这种方式,可以改善在低平均灰度级中的亮度再生。干扰灰度级提取器2260可以整合到调光控制信号发生器2240,另外,干扰灰度级提取器2260可以整合到阈值灰度级确定器。将在下面描述根据另一个示例性实施例的光源模块的操作。图16是示出了根据另一个示例性实施例的光源模块的操作的流程图。参照图16,在步骤S300中,使用提供给对应于各自的光源块B的显示区域A的转换的图像信号TIS计算每个各自显示区域A的平均灰度级值(平均灰度级)。在步骤S310中,使用平均灰度级值(平均灰度级)计算每个显示区域A的固有亮度值。在步骤S320中,使用固有亮度值和PSF滤波器计算对应于显示区域A的干扰亮度值。在步骤S330中,使用干扰亮度值设定干扰灰度级和阈值灰度级。在步骤S340中,确定平均灰度级是否小于阈值灰度级值。在步骤S350中,当平均灰度级大于或者等于阈值灰度级值时,输出最大输出亮度值作为调光控制信号DIS给相应光源块B。在步骤S360中,当平均灰度级小于阈值灰度级值时,确定平均灰度级是否大于干扰灰度级值。在步骤S370中,当平均灰度级大于干扰灰度级值时,输出对应于固有亮度值与干扰亮度值之和的亮度值作为调光控制信号DIS给相应光源块B。在步骤S380中,当平均灰度级小于干扰灰度级值时,输出固有亮度值作为调光控制信号DIS给相应光源块B。此后,接收调光控制信号DIS的光源块B发射具有对应于调光控制信号的亮度的光。如上面所述,在显示面板的显示区域之间的亮点可以通过考虑到由相邻光源块引起的干扰亮度在相应光源块上执行亮度调节来减少。而且,通过根据由相邻显示区域引起的干扰亮度确定阈值灰度级,可以仅在具有灰度级大于阈值灰度级的区域或者具有灰度级小于阈值灰度级的区域执行亮度调节。因此,可以局部地得到足够的相对对比度,并且可以最大化光源模块的亮度调节能力,因此提高了显示的图像的可见度。尽管已经参照具体的实施例描述了光源,用于驱动该光源的方法,以及具有该光源的显示装置,但本发明不限于此。因此,本领域的技术人员可以容易地理解,在不背离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围内,可以对本发明进行各种修改和变化。