CN101779156B - 液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

在一个实施例中，液晶显示器组件(150)包括液晶模块(170)、包括发光二极管(162、164、168)阵列的背光组件(160)、检测至少一个发光二极管的光学输出的检测器(156)、以及耦合到检测器(156)的控制器(152)，其中，控制器(152)包括在存储单元中记录在第一时间点来自检测器(156)的用于发光二极管(162、164、168)阵列中的多个发光二极管(162、164、168)的第一输出值、测量在第二时间点来自检测器(156)的用于发光二极管(162、164、168)阵列中的多个发光二极管(162、164、168)的第二输出值、并基于所述第一输出值与所述第二输出值之间的关系来调整到所述多个发光二极管(162、164、168)的至少一个输入值的逻辑。

Description

液晶显示器
背景技术
许多电子装置包括彩色液晶显示器(LCD)。某些LCD利用白色背光(backlight)，其通过至少一个滤色器以使得不同的颜色可用于LCD屏幕。在某些装置中，LCD屏幕上的像素被分配到三个组，包括红色像素、绿色像素、以及蓝色像素。通过管理红色、绿色、以及蓝色像素的强度，在屏幕上呈现很多种颜色。
LCD显示器可以利用发光二极管(LED)阵列作为照明源。LED的输出可以根据包括LED的年数和LED的工作温度在内的多种因素而改变。此类变化可能引起显示器的输出质量随着时间的推移而下降。
附图说明
图1A是根据实施例的显示器组件的示意性前视图。
图1B是根据实施例的显示器组件的分解侧视图。
图2A和2B是根据实施例的照明时序的示意图。
图3和5是举例说明操作显示器的方法的实施例中的操作的流程图。
图4是根据实施例的数据表的示意图。
图6根据实施例的计算系统的示意图。
具体实施方式
图1A是根据实施例的显示器组件的示意性前视图，且图1B是根据实施例的液晶显示器的分解侧视图。参照图1A，显示器组件100包括基底110和耦合到该基底的监视器组件120。监视器组件120包括外壳122，其容纳LCD组件150。
参照图1B，液晶显示器组件150包括控制器152、存储器模块154、背光组件160、扩散器/偏振器(diffuser/polarizer)168、液晶(LC)模块170，且可以包括光导向膜(light directing film)172。显示器组件100可以体现为任何类型的彩色图形显示器。在一个实施例中，LC模块170可以包括薄膜晶体管(TFT)组件。在其它实施例中，LC模块170可以体现为不同类型的LC，例如二极管矩阵或另一电容驱动LC、数字反射镜组件(mirror assembly)等等。
背光组件160包括一个或多个发光二极管(LED)阵列。在某些实施例中，所述一个或多个发光二极管阵列可以包括例如红色LED162阵列、绿色LED164阵列、以及蓝色LED166阵列。在某些实施例中，背光组件160可以包括位于发光二极管附近以便将来自二极管的光朝向位于背光组件160附近的扩散器160反射的一个或多个反射杯(reflecting cup)174。在某些实施例中，扩散器168还可以充当使由LED162、164、166阵列发射的光偏振的偏振器。
在某些实施例中，背光组件可以实现替换的照明技术。例如，在某些实施例中，背光组件160可以包括白色LED阵列和一个或多个滤色器以便由LED所发射的白光产生彩色。在替换实施例中，背光组件160可以包括伴随有扩散层的蓝色LED阵列和将蓝光转换成绿色和红色阴影(shade)的光子转换材料。在替换实施例中，背光组件160可以包括产生紫外线(UV)辐射的LED和使UV辐射的波长移位至变化颜色的可见光的滤光器(filter)组件。
LC模块170位于扩散器168附近。在某些实施例中，LC模块可以是扭转向列LC、面内切换(in-plane switching)LC、或垂直对齐(vertical alignment，VA)LC。在某些实施例中，光导向膜172可以位于LC附近以提高显示器的明亮度。
在某些实施例中，光导向器(director)158被设置在背光组件160附近以便将LED162、164、166阵列发射的光引导到检测器156上。类似的导向器158可以被体现为聚焦透镜、菲涅耳(Fresnel)透镜、一个或多个反射镜、一个或多个光管、或例如集光球中的集光器。检测器156响应于入射在检测器156上的光的特性而生成电信号。例如，某些实施例检测器156可以被体现为光电二极管、四象限检测器(quadrant detector)、或另一适当的光学检测器。
在某些实施例中，可以依次照亮LED162、164、166阵列以便在LCD组件150上产生彩色图像。图2A和2B是根据实施例的照明时序的示意图。可以由控制器152来管理该时序。
图2A举例说明用于在LCD组件150上呈现单个彩色图像的时序。在图2A所描绘的实施例中，时序控制器实现多步(multi-step)过程以便在LCD组件150上显示全色图像。多步过程连续地生成全色图像的单个色彩分量图像，然后用该色彩分量照亮屏幕。用全色图像的每个色彩分量重复此过程。当以足够快的循环速率(cycle rate)实现时，连续的单个色彩分量图像表现为全色图像。
参照图2A，最初在时间T1使LCD组件同步。在LCD组件150上产生全色图像的红色分量，然后照亮红色LED162阵列。在LCD组件150上产生全色图像的绿色分量，然后照亮绿色LED164阵列。最后，在LCD组件150上产生全色图像的蓝色分量，然后照亮蓝色LED166阵列。红色、绿色、以及蓝色图像的组合在显示器组件150上产生全色图像。
许多显示器组件使用60Hz的图像刷新速率来操作。在某些实施例中，控制器152操作使得每个刷新周期被细分成(n+1)个不同的周期，其中n对应于呈现在显示器组件150上的分量色彩图像的数目。例如，在使用红色、绿色、以及蓝色LED的实施例中，可以将60Hz的刷新速率划分成四个不同的周期。在某些实施例中，可以向背光组件添加白色照明周期(例如，通过添加白色LED阵列或通过红色、绿色、以及蓝色LED阵列的同时照明)以增加屏幕的亮度，使得每个刷新周期被细分成五个不同的周期。
图2B举例说明利用三周期照明方案的实施例中的控制器152的时序周期。参照图2B，在初始同时时期之后，向红色LED162阵列施加电压，然后从红色LED162阵列去除电压。在向绿色LED164阵列施加电压之前引入延迟。保持该电压一段时间，然后从绿色LED164阵列去除电压。在向蓝色LED166阵列施加电压之前引入另一延迟。保持该电压一段时间，然后从蓝色LED166阵列去除电压。在向红色LED162阵列施加电压之前引入第二另一延迟，并继续该周期。显示器组件的其它实施例可以实现与图2A和2B所描绘的序列不同的照明时序。
在某些实施例中，液晶显示器组件可以实现补偿被用作显示器的照明源的发光二极管的光学特性变化的技术。例如，在某些实施例中，当显示器组件经过适当校准时，显示器组件可以针对发光二极管的一个或多个光学特性建立基线测量。该光学特性测量可以被存储在存储器模块中，例如存储器154。随后，可以实现重新校准例程，其中从发光二极管收集光学特性测量，并基于在初始基线测量和后续重新校准测量期间收集的光学特性之间的关系来调整发光二极管的一个或多个工作参数。
参照图3～5来描述此类技术的一个示例。图3和5是举例说明操作显示器的方法的实施例中的操作的流程图，且图4是根据实施例的数据表的示意图。在某些实施例中，由控制器152来实现图3和5所描绘的操作且图4所描绘的数据表可以被存储在存储器模块154中。
参照图3，在操作310处，针对显示器组件建立一个或多个初始工作条件。例如，在某些实施例中，通过使用耦合到计算装置以查看显示器的照相机或电荷耦合器件(CCD)来校准显示器组件。可以调整与发光二极管相关的一个或多个工作参数，直至显示器组件表现出期望的色温(例如6500K)为止。
在操作315处，记录与发光二极管相关联的一个或多个工作参数。例如，在一个实施例中，控制器将数据表400(图4)保持在存储器模块154中。参照图4，可以将数据表400组织成一系列的列和行。表400可以包括用于每个发光二极管的行。在图4所描绘的实施例中，可以由每个发光二极管在发光二极管阵列中的笛卡尔坐标位置(x，y)来唯一地对其进行识别。
在图4所描绘的实施例中，数据表400包括用于每个发光二极管的工作电压的条目。在操作315处，将用于多个发光二极管、及在某些实施例中用于每个发光二极管的工作电压记录在数据表400中。在操作320处，使用诸如检测器156的集成检测器来测量一个或多个发光二极管的输出参数。例如，在某些实施例中，LCD组件150中的每个发光二极管可单独地由控制器152寻址。在图3所描绘的初始校准过程期间，控制器可以激活各个发光二极管，向该二极管施加图4所描绘的电压V(T0)。在操作325处，将来自该发光二极管的输出参数记录在数据表400中。例如，在某些实施例中，检测器156响应于来自发光二极管的光学输入而产生输出信号，诸如输出电压VD(T0)。与在初始校准电压下工作时的每个发光二极管相关的输出电压被记录在数据表400中。因此，数据表400提供每个发光二极管的驱动电压与由检测器156响应于该驱动电压而生成的输出信号之间的相关性。
图5描绘可以用来对液晶显示器进行重新校准的过程中的操作。在操作510处，启动重新校准过程。在某些实施例中，可以由用户通过诸如软件接口或耦合到液晶显示器组件150的硬件接口的用户接口来启动重新校准过程。在其它实施例中，可以随时间周期性地实现重新校准过程。在其它实施例中，可以基于液晶显示器组件150附近的区域中的温度变化来实现重新校准过程。例如，热电偶或其它热电检测装置可以检测液晶装置组件中的温度变化超过阈值的时间且可以响应于该温度变化而触发重新校准过程。
在操作515处，使用集成检测器156来测量与发光二极管相关的一个或多个输出参数。如上所述，在某些实施例中，LCD组件150中的每个发光二极管可单独地由控制器152寻址。在图5所描绘的重新校准过程期间，控制器可以激活各个发光二极管，再次向该二极管施加图4所描绘的电压V(T0)。在操作515处，测量来自发光二极管的输出参数。例如，在某些实施例中，检测器156响应于来自发光二极管的光学输入而产生输出信号，诸如输出电压VD(TR)。可以将与在初始校准电压下工作时的每个发光二极管相关的输出电压记录在数据表400中。
如果在操作520处，在重新校准过程期间测量的输出参数与在初始校准过程期间测量的输出参数之间的差超过阈值，则控制传递到操作525，并调整与发光二极管相关的一个或多个工作参数。例如，使用图4所描绘的实施例，如果在校准过程期间测量的输出检测器电压与在重新校准过程期间测量的输出检测器电压之间的差超过阈值，则可以调整发光二极管的工作电压。
在某些实施例中，可以根据由检测器156生成的输出电压之间的差来调整工作电压。例如，可以根据分别在初始校准过程和重新校准过程期间测量的电压的比来调整发光二极管的工作电压。因此，Vnew＝V(T0)＊(VD(T0)ND(TR))。在替换实施例中，可以应用二次近似技术。
如果在操作530处，存在更多的发光二极管要评估，则控制传递到操作535，其中控制器激活阵列中的下一个发光二极管。控制返回到操作515，其中对所选的发光二极管进行评估。因此，可以循环地重复操作515至535，使得可以评估阵列中的所有发光二极管或其子集，并在必要时在重新校准过程期间进行调整。
在某些实施例中，可以将液晶显示器组件150分布为计算机系统的部件。图6是根据实施例的计算系统的示意图。图6所示的部件仅仅是示例且并不意图暗示对显示器组件的功能的范围的任何限制；显示器组件不一定取决于图6所示的特征。在所示的实施例中，可以将计算机系统600体现为用于接入因特网的手持或固定装置、台式PC、笔记本计算机、个人数字助理、或具有基本输入/输出系统(BIOS)或等效物的任何其它处理装置。
计算系统600可以包括计算机608和一个或多个随附的输入/输出装置606，其包括具有屏幕604的显示器602、键盘610、其它I/O装置(多个)612、以及鼠标614。其它装置(多个)612可以包括例如触摸屏、语音激活输入装置、轨迹球、或允许系统600接收来自开发者和/或用户的输入的任何其他装置。
计算机608包括一般在母板上和至少一个辅助电路板上实现的系统硬件620。系统硬件620包括处理器622和基本输入/输出系统(BIOS)626。BIOS 626可以在闪速存储器中实现且可以包括逻辑操作以启动计算机装置和用于执行系统初始化和测试的通电自检(POST)模块。在操作中，当计算系统600的激活开始时，处理器622访问BIOS 626并将诸如通电自检模块的BIOS 626的指令隐蔽(shadow)到操作存储器中。然后，处理器622执行通电自检操作以实现POST处理。
计算机系统600还包括可通信地连接到计算机608的文件库680。文件库680可以在内部，诸如一个或多个硬盘驱动器，或者可以在外部，诸如一个或多个外部硬盘驱动器、网络附加存储器、或单独的存储网络。在某些实施例中，文件库680可以包括一个或多个分区682、684、686。
存储器630包括用于管理计算机608的操作的操作系统640。在一个实施例中，操作系统640包括提供到系统硬件620的接口的硬件接口模块654。另外，操作系统640包括内核644、管理在计算机608的操作中使用的文件的一个或多个文件系统646和管理在计算机608上执行的进程的进程控制子系统648。操作系统640还包括一个或多个装置驱动程序650和提供操作系统640与一个或多个应用程序模块662和/或库664之间的接口的系统调用接口模块642。各种装置驱动程序650与安装在计算系统600中的硬件对接并一般对其进行控制。
在操作中，在计算机608上执行的一个或多个应用程序模块662和/或库664对系统调用接口模块642进行调用以便在计算机的处理器上执行一个或多个命令。系统调用接口模块642调用文件系统646的服务以管理(多个)命令所需的文件并调用进程控制子系统648以管理(多个)命令所需的进程。(多个)文件系统646和进程控制子系统648又调用硬件接口模块654的服务以便与系统硬件620对接。一般可以将操作系统内核644视为负责执行许多操作系统功能的一个或多个软件模块。
操作系统640的特定实施例对于本文所述的主题而言不是关键的。操作系统640可以被体现为UNIX操作系统或其任何衍生物(例如Linux、Solaris等)或体现为
Figure GPA00001010782700071
商标操作系统或另一操作系统。
本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的参考意指在至少一种实施方式中包括结合该实施例所描述的特定特征、结构、或特性。短语“在一个实施例中”在本说明书中的不同位置的出现不一定全部参考同一实施例。
因此，虽然已经以结构特征和/或方法行为专用的语言描述了实施例，但应理解的是要求保护的主题可以不限于所述的特定特征或行为。相反，该特定特征和行为是作为实现要求保护的主题的样本形式而公开的。

Claims (5)

1.一种液晶显示器组件(150)，包括：
液晶模块(170)；
背光组件(160)，包括发光二极管(162、164、168)阵列；
检测器(156)，检测至少一个发光二极管的光学输出；以及
控制器(152)，耦合到所述检测器(156)，其中，控制器(152)包括用于以下各项的逻辑：
在存储单元中记录在第一时间点来自检测器(156)的、用于发光二极管(162、164、168)阵列中的多个发光二极管(162、164、168)的第一输出值；
测量在第二时间点来自检测器(156)的、用于发光二极管(162、164、168)阵列中的多个发光二极管(162、164、168)的第二输出值；
确定在第一时间点来自检测器(156)的第一输出值与在第二时间点来自检测器(156)的第二输出值之间的差；以及
如果所确定的差超过阈值，则基于所述第一输出值与所述第二输出值的比来调整至少一个发光二极管的至少一个输入值，
其中，控制器(152)还包括逐个地激活发光二极管(162、164、168)阵列中的每个发光二极管的逻辑。
2.权利要求1的液晶显示器组件(150)，还包括将来自所述多个发光二极管(162、164、168)中的每个发光二极管的光引导到检测器(156)上的光导向器。
3.权利要求2的液晶显示器组件(150)，其中：
背光组件(160)包括引导来自发光二极管(162、164、168)阵列中的发光二极管的光的至少一个反射杯(174)；以及
反射杯(174)包括允许由发光二极管发射的光的一部分朝着光导向器漏出的孔。
4.权利要求2的液晶显示器组件(150)，其中：
所述显示器组件还包括在背光组件(160)与液晶模块(170)之间的光学路径中的扩散器，以及
入射在所述扩散器上的光的一部分被朝着检测器(156)反射。
5.权利要求1的液晶显示器组件(150)，其中，控制器(152) 响应于显示器装置中的温度变化而启动重新校准例程。 
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