CN102298908A - Led液晶模组的调光方法和直下式led液晶模组 - Google Patents

Led液晶模组的调光方法和直下式led液晶模组 Download PDF

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Abstract

本发明公开了LED液晶模组的调光方法和直下式LED液晶模组，其方法包括将LED背光灯组分成多个区域；将图像画面分成与所述LED背光灯组多个区域相对应多个区间；查找各个图像画面中各个区间的最大像素灰阶，确定对应背光区域的输出亮度；调节LED背光灯组中对应区域的LED灯组亮度；将像素点对应的背光区域亮度与显示面板的最终像素点亮度对比，调节显示面板中相应像素点的透过率，完成显示。本发明通过上述方法使得LED背光灯组中的LED灯可根据实际图像显示区域所需亮度，提供相应的亮度，从而降低了LED液晶模组的功耗，节约了能源。同时还改善了整体画面的质量，增加液晶模组的色域覆盖率，提高了对比度。

Description

LED液晶模组的调光方法和直下式LED液晶模组
技术领域
本发明涉及LED背光调光技术，特别涉及一种LED液晶模组的调光方法和直下式LED液晶模组。
背景技术
目前市场主流的液晶电视模组的背光源在液晶电视工作时均处于最亮状态，并且在液晶电视使用过程中，背光源亮度保持不变；在需要显示不同亮度画面时，通常采用改变显示面板的透过率的方式实现对亮度的调节。这样使得电视画面中，有部分地方显示较暗的画面时，液晶电视模组的背光亮度仍然处于最亮状态，这样就造成了能源的严重浪费。
有鉴于此，本发明提供LED液晶模组的调光方法和直下式LED液晶模组。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的一目的在于提供一种LED液晶模组的调光方法，以解决现有技术资源浪费的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种LED液晶模组的调光方法，包括：
将LED背光灯组分成多个区域；
将图像画面分成与所述LED背光灯组多个区域相对应的多个区间；
查找各个图像画面中各个区间的最大像素灰阶，确定对应背光区域的输出亮度；
调节LED背光灯组中对应区域的LED灯组亮度；
根据像素点对应的背光区域亮度与显示面板的最终像素点亮度，调节显示面板中相应像素点的透过率，完成显示。
所述的LED液晶模组的调光方法，其中，所述对应背光区域的输出亮度为该区域的自身亮度与各区域对其影响的亮度之和。
所述的LED液晶模组的调光方法，其中，在LED背光灯组中，区域                                                
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE001
对区域
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE002
影响的亮度的计算方法为：
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE004
均为常数，x为区域
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 378900DEST_PATH_IMAGE002
之间的距离；
则，区域
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE006
对区域
Figure 808745DEST_PATH_IMAGE002
的影响亮度为：
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE007
区域
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE008
的最终亮度
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE009
为：
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE011
为区域
Figure 112687DEST_PATH_IMAGE002
自身的发光亮度，且m≠m1，n≠n1。
所述的LED液晶模组的调光方法，其中，在显示面板中，各区间的最终像素点亮度的计算方法为：
其中，
Figure 387811DEST_PATH_IMAGE009
为LED背光灯组中与各区间对应背光区域的LED灯组的最终亮度，
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE013
为LED背光灯组中与各区间对应背光区域的实际输出亮度与最大亮度的比值；
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE014
为显示面板的最大透过率；
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE015
为显示面板的实际透过率与最大透过率的比值。
所述的LED液晶模组的调光方法，其中，所述多个区域为70-100个区域，所述相应的区间与所述的区域对应设置。
一种直下式LED液晶模组，包括液晶屏、LED背光灯组和控制系统，所述控制系统分别与所述液晶屏和LED背光灯组连接，其中，
所述的LED背光灯组划分为多个区域，所述的液晶屏对应划分为多个区间；
所述的控制系统包括：
像素灰阶计算单元，用于计算液晶屏区域的最大像素显示灰阶；
LED背光灯组输出亮度计算单元，用于计算对应的LED灯组输出的亮度；
LED背光灯组调整单元，用于调整LED灯组的驱动调节LED灯组的输出亮度；
像素点亮度输出控制单元，用于调节面板中相应像素点的透过率，完成显示。
所述的直下式LED液晶模组，其中，所述对应的LED灯组输出的亮度为该区域的自身亮度与各区域对其影响的亮度之和。
所述的直下式LED液晶模组，其中，所述液晶屏划分为多个区域，具体在于划分为70-100个区域，所述的LED背光灯组对应划分为与所述区域对应的多个区间，具体数目对应等同于液晶屏区域的数目。
所述的直下式LED液晶模组，其中，所述的调整LED灯组的驱动调节LED灯组的输出亮度，具体在于：调整LED驱动的脉冲宽度，或者调整驱动电流大小实现LED灯组亮度的调整。
相较于现有技术，本发明提供的LED液晶模组的调光方法和直下式LED液晶模组，其方法通过将LED背光灯组分成多个区域；将图像画面分成与所述LED背光灯组多个区域相对应的多个区间；查找各个图像画面中各个区间的最大像素灰阶，确定对应背光区域的输出亮度；调节LED背光灯组中对应区域的LED灯组亮度；根据像素点对应的背光区域亮度与显示面板的最终像素点亮度，调节显示面板中相应像素点的透过率，完成显示，使得LED背光灯组中的LED灯可根据实际图像显示区域所需亮度，提供相应的亮度，从而降低了LED液晶模组的功耗，节约了能源。同时还改善了整体画面的质量，增加液晶模组的色域覆盖率，提高了对比度。 
附图说明
图1为本发明LED液晶模组的调光方法流程图。
图2为本发明LED液晶模组的调光方法中背光灯组的分区示意图。
图3为本发明直下式LED液晶模组的结构框图。
图4中本发明直下式LED液晶模组中的控制系统的结构框图。
具体实施方式
本发明提供一种LED液晶模组的调光方法和直下式LED液晶模组，通过将LED背光灯组分成多个区域，通过对各区域的亮度计算来控制LED灯组的发光亮度，然后结合显示面板的透过率来完成图像显示，从而降低了功耗，节约了能源。
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明实施例提供的LED液晶模组的调光方法，其包括：
S110、将LED背光灯组分成多个区域； 
S120、将图像画面分成与所述LED背光灯组多个区域相对应的多个区间；
S130、查找各个图像画面中各个区间的最大像素灰阶，确定对应背光区域的输出亮度；
S140、调节LED背光灯组中对应区域的LED灯组亮度；
S150、根据像素点对应的背光区域与显示面板的最终像素点亮度，调节显示面板中相应像素点的透过率，完成显示。
在步骤S110中：将M颗LED灯以等间距均匀排列的方式设置在LED背光模组中，将LED背光灯组分成N个区域，其中N为70-100之间的整数。在LED背光灯组中，每个区域包含M/N颗LED灯，每个区域中的M/N个LED灯为一个整体（即组成一个LED灯组），通过调节LED灯组的驱动电流或者调整LED驱动的脉冲宽度，使得每个区域的LED灯组亮度可以实现L0~Ln级灰阶，其中，L0为最小亮度值，Ln为最大亮度值。
在步骤S120中，将液晶屏的图像画面对应划分为N个区间，并且每一个区间与LED背光灯组N个区域中的每一个区域一一对应。在显示画面时，每一个区域中的LED灯组的亮度由对应区间的显示画面亮度来决定
在步骤S110查找各个图像画面中各个区间的最大像素灰阶，确定对应背光区域的输出亮度步骤,作为本发明实施例的计算方法，描述如下：
对图像画面中每个区间中的所有像素进行综合对比分析，找到各个区域中的最大像素灰阶GLm（GLm为第m个区域的最大像素灰阶），从而得出对应背光区域的输出亮度。
在LED背光灯组中，对于选定的某个区域，由于其他区域的光会对该区域的亮度产生影响，因此本发明综合考虑各个区域对该区域的共同作用，即该区域对应背光区域的输出亮度为该区域的自身亮度与各区域对其影响的亮度之和。具体实施时，区域
Figure 657380DEST_PATH_IMAGE001
对区域
Figure 992547DEST_PATH_IMAGE008
影响的亮度的计算方法为：
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE017
其中，均为常数，x为区域和
Figure 422894DEST_PATH_IMAGE008
之间的距离；
则，区域
Figure 194541DEST_PATH_IMAGE006
对区域
Figure 833595DEST_PATH_IMAGE008
的影响亮度为：
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE018
区域
Figure 716100DEST_PATH_IMAGE008
的最终亮度
Figure 6267DEST_PATH_IMAGE009
为：
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE019
其中，为区域
Figure 573701DEST_PATH_IMAGE008
自身的发光亮度，且m≠m1，n≠n1。
在得到LED背光灯组各个区域的最终亮度后、根据
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE020
的值对背光源中对应LED灯组亮度进行调节，最后通过调节显示面板中相应区域的透过率对图像亮度进行补偿，最终达到图像在LED液晶电视上真实再现的目的。在显示面板中，各区间的最终像素点亮度的计算方法为：
Figure 994318DEST_PATH_IMAGE012
其中，
Figure 404571DEST_PATH_IMAGE009
为LED背光灯组中与各区间对应背光区域的LED灯组的最终亮度，
Figure 518020DEST_PATH_IMAGE013
为LED背光灯组中与各区间对应背光区域的实际输出亮度与最大亮度的比值；
Figure 443251DEST_PATH_IMAGE014
为显示面板的最大透过率；
Figure 355974DEST_PATH_IMAGE015
为显示面板的实际透过率与最大透过率的比值。这样，当知道面板的像素最大灰阶L后，就能计算对应的背光区域所需最大光强，进而计算该背光区域的自身的发光亮度。
以下举一个应用实施例对本发明提供的LED液晶模组的调光方法进行详细说明：
本实施例中，液晶模组采用直下式LED光源，将LED背光灯组分为81个区域，如图2所示。每个区域中LED灯组的发光总强度分为n+1个灰阶（L0~Ln），然后根据LED背光灯组的81个区域，将液晶屏的图像画面对应分为81个区间，设定图像画面中每个像素的灰阶为0~255，显示面板的最大透过率为6.5%。
若LED背光灯组中，在第
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE021
区域中最亮像素的灰阶为220，最暗为63，将该区域像素灰阶设定为220，显示面板的透过率设定为最大值6.5%，则与
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE022
区域的背光区域的最大亮度应为3384，其计算方法是220/6.5%。考虑到周围其区域光的影响，假设其他80个区域光线对该区域的影响为
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE023
=
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE024
+
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE025
+……+
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE026
=284，该数值为一般显示情况下根据前述公式计算并经过实验校验所得的值，该数值根据其周围的区域数目估算，边角的区域受其他区域光影响较低。第
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE027
区域的LED输出光亮度
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE028
应该为3100，最终使得
Figure 764139DEST_PATH_IMAGE027
区域的总亮度为
Figure 2011102756058100002DEST_PATH_IMAGE029
+
Figure 865081DEST_PATH_IMAGE023
=3384。然后通过改变显示面板的透过率，使得在
Figure 893080DEST_PATH_IMAGE027
区域中的最亮灰阶仍然为220，该区域中的其他像素部分也相应的调整显示面板透过率来实现所需亮度灰阶。
计算出的数值后，根据区域中LED的数量与每个LED的发光亮度即可通过调整LED驱动的脉冲宽度，或者调整驱动电流大小实现LED灯组亮度的调整。
基于上述的调光方法，本发明还对应提供一种直下式LED液晶模组，请参阅图3，其包括液晶屏10、LED背光灯组20和控制系统30，所述控制系统30分别与所述液晶屏10和LED背光灯组20连接，且所述LED背光灯组20位于液晶屏10的后侧方。
所述LED背光灯组20用于提供背光，所述液晶屏10用于显示图像，在调光时，所述LED背光灯组将被分成多个区域，具体为70-100个区域；液晶屏的图像画面也将分成与所述LED背光灯组多个区域相对应的多个区间，具体根据背光灯组所分的区域来定。
请一并参阅图4，所述的控制系统30包括：像素灰阶计算单元301、LED背光灯组输出亮度计算单元302、LED背光灯组调整单元303和像素点亮度输出控制单元304。
像素灰阶计算单元301，用于计算液晶屏区域的最大像素显示灰阶。LED背光灯组输出亮度计算单元302，用于计算对应的LED灯组输出的亮度，其计算方法前述部分已经描述，在此不再赘述。LED背光灯组调整单元303，用于调整LED灯组的驱动调节背光LED灯组的输出亮度。像素点亮度输出控制单元304，用于调节面板中相应像素点的透过率，完成显示。
在具体实施时，所述对应的LED灯组输出的亮度为该区域的自身亮度与各区域对其影响的亮度之和。所述的调整LED灯组的驱动调节LED灯组的输出亮度，具体在于：调整LED驱动的脉冲宽度，或者调整驱动电流大小实现LED灯组亮度的调整。
综上所述，本发明通过将LED背光灯组分成多个区域；将图像画面分成与所述LED背光灯组多个区域相对应的多个区间；查找各个图像画面中各个区间的最大像素灰阶，确定对应背光区域的输出亮度；调节LED背光灯组中对应区域的LED灯组亮度；根据像素点对应的背光区域亮度与显示面板的最终像素点亮度，调节显示面板中相应像素点的透过率，完成显示，使得LED背光灯组中的LED灯可根据实际图像显示区域所需亮度，提供相应的亮度，从而降低了LED液晶模组的功耗，节约了能源。同时还改善了整体画面的质量，增加液晶模组的色域覆盖率，提高了对比度。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种LED液晶模组的调光方法，其特征在于，包括：
将LED背光灯组分成多个区域；
将图像画面分成与所述LED背光灯组多个区域相对应的多个区间；
查找各个图像画面中各个区间的最大像素灰阶，确定对应背光区域的输出亮度；
调节LED背光灯组中对应区域的LED灯组亮度；
根据像素点对应的背光区域亮度与显示面板的最终像素点亮度，调节显示面板中相应像素点的透过率，完成显示。
2.根据权利要求1所述的LED液晶模组的调光方法，其特征在于：所述对应背光区域的输出亮度为该区域的自身亮度与各区域对其影响的亮度之和。
3.根据权利要求2所述的LED液晶模组的调光方法，其特征在于，在LED背光灯组中，区域 
Figure 5490DEST_PATH_IMAGE001
对区域
Figure 2011102756058100001DEST_PATH_IMAGE002
影响的亮度的计算方法为：
Figure 922630DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 2011102756058100001DEST_PATH_IMAGE004
均为常数，x为区域
Figure 640050DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 723675DEST_PATH_IMAGE002
之间的距离；
则，区域
Figure 2011102756058100001DEST_PATH_IMAGE006
对区域
Figure 538047DEST_PATH_IMAGE002
的影响亮度为：
Figure 298193DEST_PATH_IMAGE007
区域
Figure 2011102756058100001DEST_PATH_IMAGE008
的最终亮度为：
其中， m≠m1，n≠n1且
Figure 951077DEST_PATH_IMAGE011
为区域
Figure 619956DEST_PATH_IMAGE008
自身的发光亮度。
4.根据权利要求3所述的LED液晶模组的调光方法，其特征在于，在显示面板中，各区间的最终像素点亮度的计算方法为：
Figure 2011102756058100001DEST_PATH_IMAGE012
其中，
Figure 551003DEST_PATH_IMAGE009
为LED背光灯组中与各区间对应背光区域的LED灯组的最终亮度，为LED背光灯组中与各区间对应背光区域的实际输出亮度与最大亮度的比值；
Figure 2011102756058100001DEST_PATH_IMAGE014
为显示面板的最大透过率；为显示面板的实际透过率与最大透过率的比值。
5.根据权利要求1所述的LED液晶模组的调光方法，其特征在于，所述多个区域为70-100个区域，所述多个区间对应所述区域设定。
6.一种直下式LED液晶模组，包括液晶屏、LED背光灯组和控制系统，所述控制系统分别与所述液晶屏和LED背光灯组连接，其特征在于，
    所述的LED背光灯组划分为多个区域，所述的液晶屏对应划分为多个区间；
所述的控制系统包括：
像素灰阶计算单元，用于计算液晶屏区域的最大像素显示灰阶；
LED背光灯组输出亮度计算单元，用于计算对应的LED灯组输出的亮度；
LED背光灯组调整单元，用于调整LED灯组的驱动调节LED灯组的输出亮度；
像素点亮度输出控制单元，用于调节面板中相应像素点的透过率，完成显示。
7.根据权利要求6所述的直下式LED液晶模组，其特征在于，所述对应的LED灯组输出的亮度为该区域的自身亮度与各区域对其影响的亮度之和。
8.根据权利要求6所述的直下式LED液晶模组，其特征在于，所述液晶屏划分为多个区域，具体在于划分为70-100个区域，所述的LED背光灯组划分为与所述区域对应的多个区间。
9.根据权利要求6所述的直下式LED液晶模组，其特征在于，所述的调整LED灯组的驱动调节LED灯组的输出亮度，具体在于：调整LED驱动的脉冲宽度，或者调整驱动电流大小实现LED灯组亮度的调整。
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