CN103047589A - 直下式led背光模组设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及直下式LED背光模组设计方法，包括：a．根据液晶模组中设定的LED混光距离、LED的行方向发光角度和列方向发光角度，确定LED在行方向和列方向的最大间距；b．根据液晶模组的参数和实际亮度需求，计算得到LED灯板有效显示区域内LED的行数和列数；c．按行方向将LED灯板分为i个区域，各区域的宽度两两不相等，其中i为≥1的整数；d．通过控制电路对LED灯板的背光从所划分的各区域依次扫描点亮，并通过延时方式控制各个通道开启的时延参数，使相邻通道的亮度比小于30%。本发明的直下式LED背光模组设计方法，能够有效的解决快门式3D液晶显示屏在使用直下式LED背光在应用时存在的串扰问题，使用户收看到的3D画面质量更高，更清晰。

Description

直下式LED背光模组设计方法
技术领域
本发明涉及LED背光模组的设计方法，具体的讲是直下式LED背光模组设计方法。
背景技术
随着液晶显示技术的快速发展，3D液晶显示逐渐受到市场和消费者的追捧。在3D液晶电视中，有一类快门式（也称为Shutter Glass或SG）3D显示技术。这种技术通过间隔的两台摄像机同时拍摄同一个物体的左右眼两幅画面，然后合成处理后，在显示屏上通过分时显示的方式显示出来，然后搭配与分时频率相同的快门式眼镜，使人的左右眼分别观看到摄像机拍摄到的同一物体画面。由于两幅画面存在视差的不同，人眼即可感受到了立体的影像，实现3D效果显示。
在快门式3D显示技术中，有一个不足：即由于液晶面板自身并不发光，必须利用背光作为光源。同时，由于液晶材料自身响应速度存在毫秒级的延迟，如果不对背光系统进行处理，左眼在一定时间内会观看到右眼的画面，右眼在一定时间内也会观看到左眼的画面（即crosstalk，串扰），3D显示效果并不理想。
为了实现更好的3D显示效果，一般通过扫描背光的方式来对背光系统进行控制。在侧入式LED背光系统中，背光扫描主要通过放置在背光系统两个短边的LED灯条搭配微结构导光板实现，由于LED背光系统的灯条数量和分区相对容易调整，因此技术难度不大。而在直下式LED背光系统中，LED在水平和垂直方向的排列位置与宽度对光学设计有非常重要的影响，能否设计出更有效的分区方式，对3D显示的效果起着至关重要的作用。由于直下式LED背光系统在光学设计中的复杂性，LED灯板的设计、分区方式的选择、背光扫描方式都需要系统考虑认真选择，否则难以实现成本和效果的最佳匹配，容易出现串扰的问题。
发明内容
本发明提供了一种直下式LED背光模组设计方法，以解决快门式3D液晶显示屏在使用直下式LED背光在应用时存在的串扰问题。
本发明的直下式LED背光模组设计方法，包括：
a．根据液晶模组中设定的LED混光距离、LED的行方向发光角度和LED的列方向发光角度，确定LED在行方向和列方向的最大间距；
b．根据所述液晶模组的参数和实际亮度需求，计算得到LED灯板有效显示区域内LED的行数和列数；
c．按行方向将LED灯板分为i个区域，各区域的宽度两两不相等，其中i为≥1的整数；
d．通过控制电路对LED灯板的背光从所划分的第1区域到第i区域进行扫描点亮，并通过延时方式控制各区域的LED开启的时延参数，使相邻区域的亮度比小于30%。
这样，通过控制LED灯板发出背光的亮度，减弱快门式3D液晶屏幕的串扰影响，提高用户的3D主观体验效果。
进一步的，步骤b还包括：
以步骤a得到的行方向和列方向的最大间距为基础，根据液晶模组的行长度和列长度，得到满足所述液晶模组基本光学要求所需的最少LED数量；
根据液晶模组的实际亮度需求和能效需求计算得到所需的实际LED数量，再结合所述的最少LED数量，得到实际最少LED数量；
根据实际最少LED数量，计算出能够以整数均匀填满LED灯板有效显示区域的LED行、列数组合。
具体的，所述的实际最少LED数量≥max[最少LED数量，实际LED数量]。
具体的，所述的实际最少LED数量＝（液晶模组亮度×屏幕显示面积）/（k×LED光通量×光学膜片总衰减率×液晶面板穿透率）。
优选的，步骤d中所述的对LED灯板的第1区域到第i区域进行扫描点亮时，检测当前点亮区域对应的几何中心点以及与该区域相邻的2个区域的几何中心的亮度值，其中第1区域检测的相邻区域为第2区域和第3区域亮度值，第i区域检测的相邻区域为i－1区域与i－2区域。
测试得知，本发明的直下式LED背光模组设计方法，能够有效的解决快门式3D液晶显示屏在使用直下式LED背光在应用时存在的串扰问题，使用户收看到的3D画面质量更高，更清晰。
以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
具体实施方式
本发明的直下式LED背光模组设计方法，包括：
a．根据液晶模组中设定的LED混光距离H、LED的行方向发光角度θ1和LED的列方向发光角度θ2，确定LED在行方向和列方向的最大间距：
Figure BDA00002732092700021
b．以步骤a得到的行方向和列方向的最大间距为基础，以步骤a得到的行方向和列方向的最大间距D1、D2为基础，根据液晶模组的行长度N1和列长度N2，得到满足所述液晶模组基本光学要求所需的最少LED数量
Figure BDA00002732092700032
根据液晶模组的实际亮度需求和能效需求计算得到所需的实际LED数量
Figure BDA00002732092700033
其中L为液晶模组亮度，S为液晶屏幕的显示面积，k为LED光源总光通量与液晶模组亮度的系数，一般参考取值为0.5，Φ为LED光通量，d为光学膜片总衰减率，Tr为液晶面板穿透率。再结合所述的最少LED数量，得到实际最少LED数量
n(min)≥max[最少LED数量n(min1)，实际LED数量n(min2)]；
根据实际最少LED数量，计算出能够以整数均匀填满LED灯板有效显示区域的LED行、列数组合（j×k），其中j×k≥n(min)；
c．按行方向将LED灯板分为i个区域，各区域记为W1、W2、W3…Wi，并且各区域的宽度两两不相等，即W1≠W2≠W3≠…≠Wi，其中i为≥1的整数；
d．通过控制电路对LED灯板的背光从所划分的第1区域W1到第i区域Wi进行扫描点亮，并且检测当前点亮区域对应的几何中心点以及与该区域相邻的2个区域的几何中心的亮度值，LWu、LWu-1、LWu＋1，（u=2～i－1）。其中第1区域检测的相邻区域为第2区域W2和第3区域W3亮度值，第i区域检测的相邻区域为i－1区域Wi－1与i－2区域Wi－2。定义Rb为模组表面相邻通道亮度比Rb＝LWu±1/LWu，（u=2～i－1），同时通过硬件或软件的延时方式控制各个通道开启的时延参数，使相邻通道的亮度比Rb＜30%。

Claims (5)

1.直下式LED背光模组设计方法，其特征包括：
a．根据液晶模组中设定的LED混光距离、LED的行方向发光角度和LED的列方向发光角度，确定LED在行方向和列方向的最大间距；
b．根据所述液晶模组的参数和实际亮度需求，计算得到LED灯板有效显示区域内LED的行数和列数；
c．按行方向将LED灯板分为i个区域，各区域的宽度两两不相等，其中i为≥1的整数；
d．通过控制电路对LED灯板的背光从所划分的第1区域到第i区域进行扫描点亮，并通过延时方式控制各区域的LED开启的时延参数，使相邻区域的亮度比小于30%。
2.如权利要求1所述的直下式LED背光模组设计方法，其特征为步骤b还包括：
以步骤a得到的行方向和列方向的最大间距为基础，根据液晶模组的行长度和列长度，得到满足所述液晶模组基本光学要求所需的最少LED数量；
根据液晶模组的实际亮度需求和能效需求计算得到所需的实际LED数量，再结合所述的最少LED数量，得到实际最少LED数量；
根据实际最少LED数量，计算出能够以整数均匀填满LED灯板有效显示区域的LED行、列数组合。
3.如权利要求2所述的直下式LED背光模组设计方法，其特征为：所述的实际最少LED数量≥max[最少LED数量，实际LED数量]。
4.如权利要求2所述的直下式LED背光模组设计方法，其特征为：
所述的实际最少LED数量＝（液晶模组亮度×屏幕显示面积）/（k×LED光通量×光学膜片总衰减率×液晶面板穿透率）。
5.如权利要求1所述的直下式LED背光模组设计方法，其特征为：步骤d中所述的对LED灯板的第1区域到第i区域进行扫描点亮时，检测当前点亮区域对应的几何中心点以及与该区域相邻的2个区域的几何中心的亮度值，其中第1区域检测的相邻区域为第2区域和第3区域亮度值，第i区域检测的相邻区域为i－1区域与i－2区域。
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