CN102968964A - 背光驱动方法及装置、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种背光驱动方法，包括步骤：获取显示装置的背光源各个区域的点亮时序和3D眼镜的开启时序；根据背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间长短调节背光源的各个区域的驱动信号，使透过3D眼镜的显示装置对应背光源的各个区域的画面的光的亮度相同；利用调节后的背光源的各个区域的驱动信号驱动所述背光源中相应的区域点亮。本发明还公开了一种背光驱动装置及显示装置。本发明使得用户采用3D眼镜观看画面时能够看到亮度均匀的画面。

Description

背光驱动方法及装置、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种背光驱动方法及装置、显示装置。
背景技术
扫描背光技术是指：在一帧画面里，根据液晶响应的时序依次打开相应区域背光从而提成画质的技术，这种技术有利于提高液晶电视的动态画质，对比度，以及快门式3D电视的画质。
快门式3D电视以具有左右眼视场的图像数据交替刷新液晶屏幕，当屏幕显示右眼图像时，右边眼镜打开，左边眼镜关闭，当屏幕显示左眼图像时，右边眼镜关闭，左边眼镜打开，循环操作，通过视场的交替使得产生3D画面。
如图1和2所示，A、B、C和D四个区域为液晶屏图像信号响应的区域，当A区域响应完毕后，A区的LED点亮，BCD区域依此类推。A、B、C和D四个区域在一帧时间内点亮及关闭一次对应的LED，由于3D眼镜在该帧内打开的时间主要集中在B和C两个区域的LED点亮的时刻，因此B和C区域透过3D眼镜接收到的光较多。而在A和D两个区域点亮时，3D眼镜只有少部分时间打开，因此透过眼镜接受到的光较少，这就造成了佩戴眼镜时看到的A和D两个区域较B和C要暗。如图2中中间的四条波形由上到下为A、B、C和D四个区域对应的时序，图2中最下方的波形为3D眼镜时序图。当3D模式下，由于3D眼镜打开的时间有限，在3D眼镜打开时间内亮度的积分值代表着各个区域的亮度，即图2中阴影部分的面积代表了在3D眼镜下看到的亮度，可以明显得出A和D区域较B和C区域要暗。即在观看同一帧画面时，会出现画面亮度不均匀的情况，越往画面的两边画面越暗，观看效果较差。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何使得用3D眼镜观看画面时看到亮度均匀的画面。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种背光驱动方法，包括步骤：
获取显示装置的背光源各个区域的点亮时序和3D眼镜的开启时序；
根据背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间长短调节背光源的各个区域的驱动信号，使透过3D眼镜的显示装置对应背光源的各个区域的画面的光的亮度相同；
利用调节后的背光源的各个区域的驱动信号驱动所述背光源中相应的区域点亮。
其中，所述调节背光源的各个区域的驱动信号进一步包括：
计算背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间ΔT1,ΔT2,…,ΔTn，n表示背光源有n个区域；
通过驱动信号的幅值与所述重叠时间长短的积分值表征亮度，根据预设亮度值L，使得∫I1ΔT1=∫I2ΔT2=…=∫InΔTn=L，按该公式调整驱动信号I1,I2,…,In的幅值大小。
其中，调节背光源的每个区域的驱动信号的方式还包括：调节所述驱动信号I1,I2,…,In各自的保持时间分别为ΔT1,ΔT2,…,ΔTn。
其中，在计算驱动信号之前还包括获取用户设定的亮度值作为所述预设亮度值L。
其中，获取用户设定的亮度值作为所述预设亮度值L的步骤进一步包括：检测用户调节显示装置的亮度，并将最终调节的亮度对应的亮度值作为预设亮度值L。
本发明还提供了一种背光驱动装置，包括：时序获取模块、驱动调节模块及驱动模块，所述时序获取模块连接所述驱动调节模块，所述驱动调节模块连接所述驱动模块；
时序获取模块获取显示装置的背光源各个区域的点亮时序和3D眼镜的开启时序，并将获取到的时序传输至驱动调节模块；
驱动调节模块根据背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间长短调节背光源的各个区域的驱动信号，使透过3D眼镜的显示装置对应背光源的各个区域的画面的光的亮度相同；
驱动模块利用调节后的背光源的各个区域的驱动信号驱动所述背光源中相应的区域点亮。
其中，所述驱动调节模块包括：预设亮度存储模块、重叠时间计算模块及信号幅度调节模块，信号幅度调节模块分别连接所述预设亮度存储模块和重叠时间计算模块；
预设亮度存储模块用于存储预设亮度值L；
重叠时间计算模块计算背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间ΔT1,ΔT2,…,ΔTn，n表示背光源有n个区域；
信号幅度调节模块通过驱动信号的幅值与所述重叠时间长短的积分值表征亮度，使得∫I1ΔT1=∫I2ΔT2=…=∫InΔTn=L，根据该公式调整驱动信号I1,I2,…,In的幅值大小。
其中，所述驱动调节模块还包括：连接所述重叠时间计算模块的信号保持时间调节模块，调节所述驱动信号I1,I2,…,In各自的保持时间分别为ΔT1,ΔT2,…,ΔTn。
其中，还包括：亮度获取模块，连接所述预设亮度存储模块，所述亮度获取模块获取用户设定的亮度值并将该设定的亮度值传输至预设亮度存储模块存储。
其中，所述亮度获取模块为：亮度检测模块，连接预设亮度存储模块；
亮度检测模块检测用户调节显示装置的亮度，并将最终调节的亮度对应的亮度值作为预设亮度值L传输至预设亮度存储模块存储。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述任一项所述的背光驱动装置。
（三）有益效果
本发明通过根据背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间长短调节背光源的各个区域的驱动信号的大小，以达到透过3D眼镜的显示装置对应背光源的各个区域的画面的光的亮度相同的目的，使得用户采用3D眼镜观看画面时能够看到亮度均匀的画面。
附图说明
图1是现有技术中通过快门式3D眼镜观看到的画面两边偏暗的示意图；
图2是导致图1中画面两边偏暗的时序图；
图3是本发明实施例的一种背光驱动方法流程图；
图4是按图3中方法驱动信号与3D眼镜开启时序关系的时序图；
图5是本发明实施例的一种背光驱动装置结构示意图；
图6是图5中驱动调节模块的具体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明在扫描背光的基础上，通过计算和调节，改变对背光驱动信号的幅度，或幅度及时序，使背光在不同区域的具有不同的亮度分布以配合3D眼镜的打开时序，从而达到更好的3D用户体验。
本实施例的背光驱动方法流程如图3所示，包括：
步骤S100，获取显示装置的背光源各个区域的点亮时序和3D眼镜的开启时序。显示装置在快门式3D显示模式下，根据事先确定的背光源各个区域的点亮时序和3D眼镜的开启时序的配合实现3D显示。显示装置通常都有一个时序控制器（timing controller），它会提供一个时序驱动信号给背光源驱动IC（即驱动背光源的驱动模块）；3D眼镜的同步信号由机芯板提供。通常在看3D电视时，需要调整3D眼镜的同步信号使其和背光的驱动信号同步，以达到3D观看的效果。因此，本步骤可以分别从时序控制器和机芯板获取背光源各个区域的点亮时序和3D眼镜的开启时序。
步骤S200，根据背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间长短调节背光源的各个区域的驱动信号，使透过3D眼镜的显示装置对应背光源的各个区域的画面的光的亮度相同。具体包括步骤：
计算背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间ΔT1,ΔT2,…,ΔTn，n表示背光源有n个区域（通常n≥2，即至少有两区域）。由于已知两个时序，两个时序的重叠时间很容易得到，由于时序事先确定，ΔT1,ΔT2,…,ΔTn的长短不一定相同。
通过驱动信号的幅值与所述重叠时间长短的积分值表征亮度，设定预设亮度值L，使得∫I1ΔT1=∫I2ΔT2=…=∫InΔTn=L，根据该公式调整驱动信号I1,I2,…,In的幅值大小。
如图2所示，为了便于理解，本实施例的背光驱动方法中以背光源及面板分成四个区域A、B、C和D为例进行说明，另外背光源通常是LED，采用电流驱动（波形为方形）。
A区亮度LA：LA=IA×ΔTA=IA×（Ta2－Tg1）。
B区亮度LB：LB=IB×ΔTB=IB×（Tb2-Tg1）。
C区亮度LC：LC=IC×ΔTC=IC×（Tg2－Tc1）。
D区亮度LD：LD=ID×ΔTD=ID×（Tg2－Td1）。
由于时序的关系，ΔTA,ΔTB,ΔTC,ΔTD各不相同，通过调节IA,IB,IC,ID的大小使得LA,LB,LC,LD相同，即等于预设亮度值L。如图4所示，由于A和D区域，ΔTA和ΔTD较短，因此调节后背光源A和D区域的驱动电流IA和ID的幅值较大（从图4中可看出大于IB和IC的幅值），这样保证了透过3D眼镜的显示装置对应背光源的各个区域的画面的光的亮度相同。
由于增大信号的幅值后，相应地能耗也变大，而对于某些区域，如A和D，该区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间并不是很长，若按原来的时序驱动，即背光驱动信号的保持时间和原来一样，如A的保持时间为Ta2－Ta1，那么增大信号的幅值后，在时间段Tg1-Ta1内会消耗更多的能量。因此，进一步地，调节背光源的每个区域的驱动信号时还包括调节驱动信号I1,I2,…,In各自的保持时间分别为背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间ΔT1,ΔT2,…,ΔTn，以减小不必要的能耗。如图4所示，为调节驱动信号的后，驱动信号与3D眼镜开启时序关系的时序图。
上述调节过程可通过在背光源驱动芯片上的单片机对每路驱动信号进行控制，包括控制信号的幅值和打开关断的时间。
步骤S300，利用调节后的背光源的各个区域的驱动信号驱动背光源中相应的区域点亮。
通过上述步骤使得用户采用3D眼镜观看画面时能够看到亮度均匀的画面，提高了用户体验。
其中，预设亮度值L可以固化在显示装置的驱动芯片中，也可以随用户调节显示装置亮度时实时获取，然后存储在相应的存储器中。
进一步地，在计算驱动信号之前还包括获取用户设定的亮度值作为预设亮度值L。可以是直接接收用户设置的表示亮度的数值，也可是通过检测用户调节显示装置的亮度，并将最终调节的亮度对应的亮度值作为预设亮度值L。通过设定预设亮度值L，可方便用于设置适于自己的亮度。
本发明还提供了一种实现上述背光驱动方法的背光驱动装置，如图5所示，该装置包括：时序获取模块100、驱动调节模块200及驱动模块300。时序获取模块100连接驱动调节模块200，驱动调节模块200连接驱动模块300。
时序获取模块100获取显示装置的背光源各个区域的点亮时序和3D眼镜的开启时序，并将获取到的时序传输至驱动调节模块200。显示装置通常都有一个时序控制器（timing controller），它会提供一个时序驱动信号给背光源驱动IC（即驱动背光源的驱动模块300）；3D眼镜的同步信号由机芯板提供。通常在看3D电视时，需要调整3D眼镜的同步信号使其和背光的驱动信号同步，以达到3D观看的效果。时序获取模块100分别从该时序控制器和机芯板中获取时序。
驱动调节模块200根据背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间长短调节背光源的各个区域的驱动信号，使透过3D眼镜的显示装置对应背光源的各个区域的画面的光的亮度相同。
该驱动调节模块200具体结构示意如图6所示，包括：预设亮度存储模块201、重叠时间计算模块202及信号幅度调节模块203，信号幅度调节模块203分别连接预设亮度存储模块201和重叠时间计算模块202。
预设亮度存储模块201用于存储预设亮度值L。
重叠时间计算模块202计算背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间ΔT1,ΔT2,…,ΔTn，n表示背光源有n个区域。
信号幅度调节模块203，该模块从预设亮度存储模块201和重叠时间计算模块202分别获取预设亮度值L和重叠时间ΔT1,ΔT2,…,ΔTn。并通过驱动信号的幅值与重叠时间长短的积分值表征亮度，使得∫I1ΔT1=∫I2ΔT2=…=∫InΔTn=L，根据该公式调整驱动信号I1,I2,…,In的幅值大小。
驱动调节模块还包括：连接重叠时间计算模块202的信号保持时间调节模块204，用于调节驱动信号I1,I2,…,In各自的保持时间分别为ΔT1,ΔT2,…,ΔTn。信号保持时间调节模块204可通过控制驱动信号的打开和关断的时间来调节，使驱动信号I1,I2,…,In各自的保持时间分别为ΔT1,ΔT2,…,ΔTn。
驱动模块300利用调节后的背光源的各个区域的驱动信号驱动所述背光源中相应的区域点亮。
该装置还包括：亮度获取模块，连接预设亮度存储模块，亮度获取模块获取用户设定的亮度值并将该设定的亮度值传输至预设亮度存储模块存储。其中，亮度获取模块可以为：亮度检测模块，连接预设亮度存储模块；亮度检测模块用于检测用户调节显示装置的亮度（可在显示装置的亮度调节界面，通过遥控器逐级调节亮度），并将最终调节的亮度对应的亮度值作为预设亮度值L传输至预设亮度存储模块存储。亮度获取模块还可以为亮度输入模块，例如：在显示装置的亮度调节界面，用户可通过遥控器调节亮度时可直接输入亮度值L，该亮度输入模块获取输入的亮度值L，并将其传输至预设亮度存储模块。
上述背光驱动装置的各个部件可以以硬件实现，或者以固化在一个或者多个处理器上运行的固件实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器（DSP）来实现上述装置。
本发明还提供了一种包括上述背光驱动装置的显示装置，该显示装置可以为：液晶面板、电子纸、液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (11)

1.一种背光驱动方法，其特征在于，包括步骤：
获取显示装置的背光源各个区域的点亮时序和3D眼镜的开启时序；
根据背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间长短调节背光源的各个区域的驱动信号，使透过3D眼镜的显示装置对应背光源的各个区域的画面的光的亮度相同；
利用调节后的背光源的各个区域的驱动信号驱动所述背光源中相应的区域点亮。
2.如权利要求1所述的背光驱动方法，其特征在于，所述调节背光源的各个区域的驱动信号进一步包括：
计算背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间ΔT1,ΔT2,…,ΔTn，n表示背光源有n个区域；
通过驱动信号的幅值与所述重叠时间长短的积分值表征亮度，根据预设亮度值L，使得∫I1ΔT1=∫I2ΔT2=…=∫InΔTn=L，按该公式调整驱动信号I1,I2,…,In的幅值大小。
3.如权利要求2所述的背光驱动方法，其特征在于，调节背光源的每个区域的驱动信号的方式还包括：调节所述驱动信号I1,I2,…,In各自的保持时间分别为ΔT1,ΔT2,…,ΔTn。
4.如权利要求2或3所述的背光驱动方法，其特征在于，在计算驱动信号之前还包括获取用户设定的亮度值作为所述预设亮度值L。
5.如权利要求4所述的背光驱动方法，其特征在于，获取用户设定的亮度值作为所述预设亮度值L的步骤进一步包括：检测用户调节显示装置的亮度，并将最终调节的亮度对应的亮度值作为预设亮度值L。
6.一种背光驱动装置，其特征在于，包括：时序获取模块、驱 动调节模块及驱动模块，所述时序获取模块连接所述驱动调节模块，所述驱动调节模块连接所述驱动模块；
时序获取模块获取显示装置的背光源各个区域的点亮时序和3D眼镜的开启时序，并将获取到的时序传输至驱动调节模块；
驱动调节模块根据背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间长短调节背光源的各个区域的驱动信号，使透过3D眼镜的显示装置对应背光源的各个区域的画面的光的亮度相同；
驱动模块利用调节后的背光源的各个区域的驱动信号驱动所述背光源中相应的区域点亮。
7.如权利要求6所述的背光驱动装置，其特征在于，所述驱动调节模块包括：预设亮度存储模块、重叠时间计算模块及信号幅度调节模块，信号幅度调节模块分别连接所述预设亮度存储模块和重叠时间计算模块；
预设亮度存储模块用于存储预设亮度值L；
重叠时间计算模块计算背光源各个区域的点亮时序分别与3D眼镜的开启时序的重叠时间ΔT1,ΔT2,…,ΔTn，n表示背光源有n个区域；
信号幅度调节模块通过驱动信号的幅值与所述重叠时间长短的积分值表征亮度，使得∫I1ΔT1=∫I2ΔT2=…=∫InΔTn=L，根据该公式调整驱动信号I1,I2,…,In的幅值大小。
8.如权利要求7所述的背光驱动装置，其特征在于，所述驱动调节模块还包括：连接所述重叠时间计算模块的信号保持时间调节模块，调节所述驱动信号I1,I2,…,In各自的保持时间分别为ΔT1,ΔT2,…,ΔTn。
9.如权利要求6所述的背光驱动装置，其特征在于，还包括：亮度获取模块，连接所述预设亮度存储模块，所述亮度获取模块获取用户设定的亮度值并将该设定的亮度值传输至预设亮度存储模块存储。
10.如权利要求9所述的背光驱动装置，其特征在于，所述亮度获取模块为：亮度检测模块，连接预设亮度存储模块；
亮度检测模块检测用户调节显示装置的亮度，并将最终调节的亮度对应的亮度值作为预设亮度值L传输至预设亮度存储模块存储。
11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求6~10中任一项所述的背光驱动装置。 
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