CN102237046A - 背光照明装置、显示装置和背光照明方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种背光照明装置，包括多个背光光源，用于为显示装置提供照明，所述背光照明装置进一步包括：接收单元，用于接收输入的图像信号；计算单元，根据所述图像信号，计算所述多个背光光源中的每个可控区域的背光亮度值，生成第一背光亮度值序列；背光亮度值序列调整单元，根据所述显示装置的反应时间，调整所述多个背光光源中的每个可控区域的背光亮度值，并将所述第一背光亮度值序列调整为第二背光亮度值序列；背光驱动单元，根据所述第二背光亮度值序列驱动所述多个背光光源。上述技术方案具有如下技术效果：根据显示装置的反应时间，将第一背光亮度值序列调整为第二背光亮度值序列，并根据第二背光亮度值序列来驱动多个背光光源，从而克服了图像拖尾的技术问题，进而实现了稳定图像的技术效果。

Description

背光照明装置、显示装置和背光照明方法

技术领域

本发明涉及显示技术，具体而言，涉及背光照明装置、显示装置和背光照明方法。

背景技术

在液晶显示屏中，由于液晶分子本身特性及液晶驱动方式的原因，液晶显示器件存在拖影问题。针对此问题，大多采用MEMC芯片解决拖影，现有的MEMC(Motion Estimate and Motion Compensation，运动估计和运动补偿)技术在自身的某些方面还存在着局限性，例如，在显示的运动物体本身运动趋势很难判断的情况下会表现出明显的不足，且不同的MEMC方案所表现出的不足不尽相同，在何种情况下会出现不足也难以判断，另外，采用MEMC技术还需增加额外的芯片成本。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的MEMC技术不能从本质上解决拖尾现象。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，一个方面，本发明的实施例提供了一种背光照明装置，包括多个背光光源，用于为显示装置提供照明，所述背光照明装置进一步包括：接收单元，用于接收输入的图像信号；计算单元，根据所述图像信号，计算所述多个背光光源中的每个可控区域的背光亮度值，生成第一背光亮度值序列；背光亮度值序列调整单元，根据所述显示装置的反应时间，调整所述多个背光光源中的每个可控区域的背光亮度值，并将所述第一背光亮度值序列调整为第二背光亮度值序列；背光驱动单元，根据所述第二背光亮度值序列驱动所述多个背光光源。上述技术方案具有如下技术效果：根据显示装置的反应时间，将第一背光亮度值序列调整为第二背光亮度值序列，并根据第二背光亮度值序列来驱动多个背光光源，从而克服了图像拖尾的技术问题，进而实现了稳定图像的技术效果。

另一方面，本发明的实施例提供了一种显示装置，包括：上述技术方案中所述的背光照明装置。该技术方案具有如下技术效果：由于采用上述技术方案中所述的背光照明装置，从而克服了图像拖尾的技术问题，进而实现了稳定图像的技术效果。

再一方面，本发明的实施例提供了一种背光照明方法，用于为显示装置提供照明，包括：计算步骤，根据接收到的图像信号，计算出多个背光光源中的每个可控区域的背光亮度值，生成第一背光亮度值序列；调整步骤，根据所述显示装置的反应时间，调整所述多个背光光源中的每个可控区域的背光亮度值，并将所述第一背光亮度值序列调整为第二背光亮度值序列；驱动步骤，根据所述第二背光亮度值序列驱动所述多个背光光源。该技术方案具有如下技术效果：根据显示装置的反应时间，将第一背光亮度值序列调整为第二背光亮度值序列，并根据第二背光亮度值序列来驱动多个背光光源，从而克服了图像拖尾的技术问题，进而实现了稳定图像的技术效果。

附图说明

图1示出了本发明实施例的液晶显示装置中液晶像素的反应时间的示意图；

图2示出了本发明实施例的背光照明装置的框图；

图3示出了图2示出的背光照明装置中的背光光源的布局范例的示意图；

图4示出了图2示出的背光照明装置进行背光扫描时的示意图；

图5示出了本发明实施例的显示装置的框图；

图6示出了本发明实施例的背光照明方法的流程图；以及

图7示出了图6示出的背光照明方法的一个实施例的控制流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了本发明实施例的液晶显示装置中液晶像素的反应时间的示意图。在图1中可以看出，横轴表示时间，纵轴表示灰阶度，图中TrR称为上升时间，TrD称为下降时间，在这两段时间内液晶分子处于不稳定显示的状态，称之为液晶像素的反应时间。本发明实施例的技术方案的原理在于：通过控制器控制背光源的驱动器可以达到控制背光源局部或整体熄灭或打开的效果，结合相应的LCD驱动时序，在像素的反应时间(图1所示的TrR和TrD)内熄灭背光，在像素稳定显示后打开背光。一方面这相当于减小的像素的点亮时间，使液晶电视像素的闪烁占空比减小；另一方面相当于将液晶分子不稳定显示的画面隐去，只显示稳定画面。从视觉心理和显示本身两方面改善了拖影的问题。

图2示出了本发明实施例的背光照明装置的框图。

本发明实施例的背光照明装置200包括多个背光光源202、接收单元204、计算单元206、背光亮度值序列调整单元208和背光驱动单元210。多个背光光源202用于为显示装置提供照明。接收单元204用于接收输入的图像信号。计算单元206根据所述图像信号，计算所述多个背光光源202中的每个可控区域的背光亮度值，生成第一背光亮度值序列。背光亮度值序列调整单元208根据所述显示装置的反应时间，调整所述多个背光光源202中的每个可控区域的背光亮度值，并将所述第一背光亮度值序列调整为第二背光亮度值序列。背光驱动单元210根据所述第二背光亮度值序列驱动所述多个背光光源202。上述技术方案具有如下技术效果：根据显示装置的反应时间，将第一背光亮度值序列调整为第二背光亮度值序列，并根据第二背光亮度值序列来驱动多个背光光源，在像素的反应时间内熄灭背光光源，在像素稳定显示后打开背光，一方面相当于减小的像素的点亮时间，使液晶电视像素的闪烁占空比减小，另一方面相当于将液晶分子不稳定显示的画面隐去，只显示稳定画面，从而克服了图像拖尾的技术问题，进而实现了稳定图像的技术效果。

在上述技术方案中，优选地，所述背光亮度值序列调整单元208包括第一寄存器、计数器、调整单元和第二寄存器。第一寄存器用于储存所述第一背光亮度值序列。计数器用于根据所述显示装置的反应时间进行计数。调整单元208将所述第一寄存器中的所述第一背光亮度值序列写入第二寄存器，根据所述计数器的计数值，分析所述多个背光光源中的所述每个可控区域的状态，将应当熄灭的可控区域在所述第二寄存器中对应的亮度值写零，从而生成所述第二背光亮度值序列。所述第二寄存器用于储存所述第二背光亮度值序列。

在上述技术方案中，优选地，所述背光照明装置200为LED背光照明装置，所述背光光源202为LED背光光源，所述显示装置为LCD显示装置。

本领域技术人员应当理解，尽管这里以LED(发光二极管)为例做了说明，但是，所述背光照明装置可以采用冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)、表面导电电子发射显示器(SED)和场发生显示器(FED)。

在上述技术方案中，优选地，所述背光驱动单元210包括脉宽调制寄存器。

在上述技术方案中，优选地，所述背光驱动单元210通过与所述图像信号的垂直同步信号进行同步，根据所述第二背光亮度值序列驱动所述多个背光光源202。

图3示出了图2示出的背光照明装置中的多个背光光源的布局范例的示意图。在图3中可以看出，多个背光光源按照预定的排布方式进行排列，其中示出了第1可控行至第n可控行，所谓可控行指的是背光光源中被控制到的区域，星号和圆圈表示的是背光光源的不同亮度。本领域技术人员应当理解，这里给出的排布方式只是作为示例，并不用于限定背光光源的排布方式。

图4示出了图2示出的背光照明装置进行背光扫描时的实例示意图。

这里将直下式LED背光源作为背光照明装置来说明背光扫描时的实例。采用直下式LED背光源优势在于可以将背光源分为若干子区域分别加以控制。其中每行m个区域，每列n个区域。这样就可以让垂直方向上n行的可控区域配合LCD控制的时序顺序的熄灭打开，产生类似扫描的效果，改善拖影现象。以反应时间为5ms，分辨率为1920×1080的全高清面板为例。假设场频为100HZ，行驱动器需在10ms内打开1080行，背光的n行可控区域也要与行驱动器打开液晶面板的时序同步。当一场的数据开始刷新时，在0ms～(10/n)ms时间段内背光的第一行可控区域开始熄灭，直到(t×10/n)ms后再将其打开，其中(t×10/n)≥5且t为整数；同样的(1×10/n)ms～(2×10/n)ms时间段内第二行可控区域的背光开始熄灭，在(t×10/n)ms后将其打开；如此依次进行直到(n-1)×10/n ms～10ms最后一行可控区域背光开始熄灭，(t×10/n)ms后打开。如此动作一直重复就产生了背光的扫描效果。图4以100HZ场信号，n＝10为例给出了两场信号扫描的示意图，图中假设没进行扫描背光之前所有背光可控行均为点亮状态。使用0代表相应行熄灭，1代表相应行点亮。

图5示出了本发明实施例的显示装置的框图。该显示装置500包括上述技术方案所述的背光照明装置200。由于采用上述技术方案中所述的背光照明装置，从而克服了图像拖尾的技术问题，进而实现了稳定图像的技术效果。

图6示出了本发明实施例的背光照明方法的流程图。

背光照明方法，用于为显示装置提供照明，包括：计算步骤602，根据接收到的图像信号，计算出多个背光光源中的每个可控区域的背光亮度值，生成第一背光亮度值序列；调整步骤604，根据所述显示装置的反应时间，调整所述多个背光光源中的每个可控区域的背光亮度值，并将所述第一背光亮度值序列调整为第二背光亮度值序列；驱动步骤606，根据所述第二背光亮度值序列驱动所述多个背光光源。

该技术方案具有如下技术效果：根据显示装置的反应时间，将第一背光亮度值序列调整为第二背光亮度值序列，并根据第二背光亮度值序列来驱动多个背光光源，从而克服了图像拖尾的技术问题，进而实现了稳定图像的技术效果。

在上述技术方案中，优选地，所述调整步骤604具体为：使用第一寄存器储存所述第一背光亮度值序列；使用计数器根据所述显示装置的反应时间进行计数；将所述第一寄存器中的所述第一背光亮度值序列写入第二寄存器，根据所述计数器的计数值，分析所述多个背光光源中的所述每个可控区域的状态，将应当熄灭的可控区域在所述第二寄存器中对应的亮度值写零，从而生成所述第二背光亮度值序列；使用所述第二寄存器储存所述第二背光亮度值序列。

在该技术方案中，由于采用第一寄存器、计数器、第二寄存器来调整背光亮度值序列，能够在液晶单元反应时间内，使背光装置的可控区域熄灭，从而从根本上避免了拖尾现象。

在上述技术方案中，优选地，判断是否落入所述显示装置的上升沿和下降沿的时间段内，如果判断结果为是，则可确定所述多个背光光源中应当熄灭的可控区域。

在上述技术方案中，优选地，所述背光照明装置为LED背光照明装置，所述背光光源为LED背光光源，所述背光驱动单元包括脉宽调制寄存器。本领域技术人员应当理解，尽管这里以LED(发光二极管)为例做了说明，但是，所述背光照明装置可以采用冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)、表面导电电子发射显示器(SED)和场发生显示器(FED)。

在上述技术方案中，优选地，在所述驱动步骤中，通过与所述图像信号的垂直同步信号进行同步，根据所述第二背光亮度值序列驱动所述多个背光光源。

下面结合图7说明本发明实施例的背光照明方法的控制流程，在该实施例中，通过FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)进行扫描背光的控制，该FPGA主要模块有接收单元，计算统计单元，存储单元，计数单元等。FPGA接收单元接收前端图像信号，计算统计单元应用相应的算法计算出背光源上每个可控区域的亮度值并存入自身例化的寄存器1，判断计数器的状态，分析相应可控行是点亮还是熄灭，将寄存器1的数据写入寄存器2并将应该熄灭的行寄存器中的亮度值写零。最后将图像信号给入到液晶面板驱动芯片，同时将寄存器2中的背光亮度值给入到背光驱动芯片，通过时序控制装置(未示出)，以输入的图像信号(视频信号)中的同步信号为基准，生成液晶面板驱动芯片(驱动芯片通常包括源驱动器和栅驱动器)以及背光驱动芯片所需的同步控制脉冲，从而准确地控制液晶面板驱动芯片及背光驱动芯片之间在时间顺序上的同步操作，以保证背光的扫描时序与液晶面板的驱动时序同步，达到最好的显示效果。

本领域技术人员应当理解，尽管这里以LED(发光二极管)作为背光光源为例做了说明，但是，所述背光照明装置可以采用冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)、表面导电电子发射显示器(SED)和场发生显示器(FED)。

从而，本发明中所采用的扫描式背光的原理是利用控制器控制背光源的熄灭与打开，模仿传统CRT的动态取样和极小的闪烁占空比，从而达到改善拖影现象的目的。直下式LED背光源以LCD面板背面的LED通过合理的排布和适当的光学处理达到显示器件背光源的要求。这些LED在行列排布上有一定的规则性。通过控制器控制这些LED的驱动器可以达到控制背光源局部或整体熄灭或打开的效果。

结合相应的LCD驱动时序，在像素的反应时间内熄灭背光，在像素稳定显示后打开背光。一方面这相当于减小的像素的点亮时间，使液晶电视像素的闪烁占空比减小；另一方面相当于将液晶分子不稳定显示的画面隐去，只显示稳定画面。从视觉心理和显示本身两方面改善了拖影的问题。同时，由于不用采取MEMC芯片，从而还降低了硬件成本

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种背光照明装置，包括多个背光光源，用于为显示装置提供照明，其特征在于，所述背光照明装置进一步包括：

接收单元，用于接收输入的图像信号；

计算单元，根据所述图像信号，计算所述多个背光光源中的每个可控区域的背光亮度值，生成第一背光亮度值序列；

背光亮度值序列调整单元，根据所述显示装置的反应时间，调整所述多个背光光源中的每个可控区域的背光亮度值，并将所述第一背光亮度值序列调整为第二背光亮度值序列；

背光驱动单元，根据所述第二背光亮度值序列驱动所述多个背光光源。

2.根据权利要求1所述的背光照明装置，其特征在于，所述背光亮度值序列调整单元包括：

第一寄存器，用于储存所述第一背光亮度值序列；

计数器，用于根据所述显示装置的反应时间进行计数；

调整单元，将所述第一寄存器中的所述第一背光亮度值序列写入第二寄存器，根据所述计数器的计数值，分析所述多个背光光源中的所述每个可控区域的状态，将应当熄灭的可控区域在所述第二寄存器中对应的亮度值写零，从而生成所述第二背光亮度值序列；

所述第二寄存器，用于储存所述第二背光亮度值序列。

3.根据权利要求1或2所述的背光照明装置，其特征在于，所述背光照明装置为LED背光照明装置，所述背光光源为LED背光光源，所述显示装置为LCD显示装置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的背光照明装置，其特征在于，所述背光驱动单元包括脉宽调制寄存器。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的背光照明装置，其特征在于，所述背光驱动单元通过与所述图像信号的垂直同步信号进行同步，根据所述第二背光亮度值序列驱动所述多个背光光源。

6.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求1至5中任一项所述的背光照明装置。

7.一种背光照明方法，为显示装置提供照明，其特征在于，包括：

计算步骤，根据接收到的图像信号，计算出多个背光光源中的每个可控区域的背光亮度值，生成第一背光亮度值序列；

调整步骤，根据所述显示装置的反应时间，调整所述多个背光光源中的每个可控区域的背光亮度值，并将所述第一背光亮度值序列调整为第二背光亮度值序列；

驱动步骤，根据所述第二背光亮度值序列驱动所述多个背光光源。

8.根据权利要求7所述的背光照明方法，其特征在于，所述调整步骤具体为：

使用第一寄存器储存所述第一背光亮度值序列；

使用计数器根据所述显示装置的反应时间进行计数；

将所述第一寄存器中的所述第一背光亮度值序列写入第二寄存器，根据所述计数器的计数值，分析所述多个背光光源中的所述每个可控区域的状态，将应当熄灭的可控区域在所述第二寄存器中对应的亮度值写零，从而生成所述第二背光亮度值序列；

使用所述第二寄存器储存所述第二背光亮度值序列。

9.根据权利要求8所述的背光照明方法，其特征在于，判断是否落入所述显示装置的上升沿和下降沿的时间段内，如果判断结果为是，则可确定所述多个背光光源中应当熄灭的可控区域。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的背光照明方法，其特征在于，所述背光照明装置为LED背光照明装置，所述背光光源为LED背光光源，所述背光驱动单元包括脉宽调制寄存器。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的背光照明方法，其特征在于，在所述驱动步骤中，通过与所述图像信号的垂直同步信号进行同步，根据所述第二背光亮度值序列驱动所述多个背光光源。

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