CN103680423A - 一种控制局部色域的方法、系统、背光源和显示器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制局部色域的方法、系统、背光源和显示器件，方法包括：接收待显示画面的图像信号；对图形信号进行解析，得到待显示画面中的高色域区域，其中高色域区域是色域值超过预设范围的区域；根据高色域区域对背光源的不同区域进行控制。该方法通过对待显示的图像信号进行分析，按照色域值将其划分为高色域区域和低色域区域，并根据分析结果得到的高色域区域，实现对背光源的不同区域进行控制，实现在一些不需要显示高色域图像的区域只需要点亮低演色性LED灯即可，因此能够在保证画面质量的同时，降低背光源的功耗，达到节能的目的。本发明还提供了基于上述方法的控制局部色域的系统、背光源以及包括该背光源的显示器件，实现节能。

Description

一种控制局部色域的方法、系统、背光源和显示器件

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种控制局部色域的方法、系统、背光源和显示器件。

背景技术

在显示领域，针对各种显示设备、打印机和印刷设备等常用色域表征某种设备所能表达颜色种类的范围区域，主要人眼可见的自然界所能显示的颜色组成最大的色域空间，如果某种设备的色域空间越大，则其所能表示的颜色就越丰富，即能够显示的自然界颜色的能力就越强。对于液晶显示设备，色域由彩色滤光片和背光源共同决定，在彩色滤光片不变的情况下，可以通过更换背光源来实现不同的色域需求，但是背光源的亮度和可以显示色域的能力是成反比关系的，所以在满足一定亮度的情况下，高色域显示就相对需要较高的背光源功耗；同样在背光源不变的情况下，不同的色域需要不同的彩色滤光片，为了实现高色域就需要高滤过性的彩色滤光片，但是高滤过性的彩色滤光片会造成液晶面板的透光率下降，为了保证正常显示就要提高背光源的功耗，所以在显示高色域画面时也需要相对较高的背光源功耗。

高色域显示是当前显示设备共同追求的目标，但通常并不是整幅画面都需要高色域显示，大多数情况下，一幅画面的很多部分都不需要高色域显示，且色域越高，能耗越大，如果不需要显示高色域的区域还是以高演色性的LED进行显示，会造成能源的浪费。现有技术中由蓝光LED、绿光LED、红光LED和白光LED组成的背光源灯源，由蓝光LED、绿光LED、红光LED来保证画面的高色域，而白光LED来保证画面的亮度，相比于单纯使用蓝光LED、绿光LED、红光LED的灯源，这种方案能够对色域和亮度进行调节和控制，在一定程度上提高画面品质，但是并不能对整个画面根据局部色域的高低控制LED灯，也不能降低背光源的功耗。

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在保证画面品质的情况下降低背光源的功耗。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种控制局部色域的方法，包括：

S1、接收待显示画面的图像信号；

S2、对所述图形信号进行解析，得到所述待显示画面中的高色域区域，其中所述高色域区域是色域值超过预设范围的区域；

S3、根据所述高色域区域对背光源的不同区域进行控制。

进一步地，所述背光源包括LED灯，分为高演色性LED灯和低演色性LED灯。

进一步地，所述对背光源的不同区域进行控制具体包括：

在所述高色域区域打开高演色性LED灯，关闭低演色性LED灯；在所述高色域以外的区域打开低演色性LED灯，关闭高演色性LED灯。

进一步地，在步骤S2对所述图形信号进行解析，得到所述待显示画面中的高色域区域的同时还得到所述待显示画面中的黑色区域，其中所述黑色区域是亮度低于预设值的区域；

进一步地步骤S3还包括：根据所述黑色区域对背光源的不同区域亮度进行调节。

进一步地，在所述黑色区域中所有LED灯都关闭。

为解决上述问题，本发明还提供了一种控制局部色域的系统，包括：图像接收装置、第一图像解析装置和第一控制装置，所述图像接收装置用于接收待显示画面的图像信号；

所述第一图像解析装置用于对所述图形信号进行解析，得到所述待显示画面中的高色域区域，其中所述高色域区域是色域值超过预设范围的区域；

所述第一控制装置用于根据所述高色域区域对背光源的不同区域进行控制。

进一步地，所述背光源包括LED灯，分为高演色性LED灯和低演色性LED灯。

进一步地，所述第一控制装置对背光源的不同区域进行控制具体包括：

在所述高色域区域打开高演色性LED灯，关闭低演色性LED灯；在所述高色域以外的区域打开低演色性LED灯，关闭高演色性LED灯。

进一步地，所述系统还包括第二图像解析装置，用于对所述图形信号进行解析，得到所述待显示画面中的黑色区域，其中所述黑色区域是亮度低于预设值的区域；

进一步地所述系统还包括第二控制装置，用于根据所述黑色区域对背光源的不同区域亮度进行调节。

进一步地，在所述黑色区域中所有LED灯都关闭。

为解决上述问题，本发明还提供了一种背光源，所述背光源为以上所述的背光源，所述背光源的LED阵列包括至少一个局部阵列单元，通过电路控制每个局部阵列单元中LED灯的打开与关闭。

进一步地，每个局部阵列单元包括高演色性LED灯和低演色性LED灯，且所述高演色性LED灯与所述低演色性LED灯的打开与关闭状态由各自对应的电路单独进行控制；

对高色域区域打开高演色性LED灯，关闭低演色性LED灯；对所述高色域以外的区域打开低演色性LED灯，关闭高演色性LED灯，其中所述高色域是演色性超过预设范围的区域。

进一步地，为保证背光源的亮度，所述高演色性LED灯比所述低演色性LED灯的数目多；或者增加所述高演色性LED灯的电流。

进一步地，所述高演色性LED灯与所述低演色性LED灯沿着横纵方向均间隔分布。

为解决上述问题，本发明还提供了一种显示器件，包括以上所述的背光源。

（三）有益效果

本发明实施例提供的一种控制局部色域的方法，包括：接收待显示画面的图像信号；对图形信号进行解析，得到待显示画面中的高色域区域，其中高色域区域是色域值超过预设范围的区域；根据高色域区域对背光源的不同区域进行控制。该方法通过对待显示的图像信号进行分析，按照色域值将其划分为高色域区域和低色域区域，并根据分析结果得到的高色域区域，实现对背光源的不同区域进行控制。现有技术中全部采用相同色域要求的LED灯进行显示，在一些低色域区域仍然采用高色域需求的背光源进行显示，造成不必要的浪费，而本发明提供的方法通过对显示区域进行高色域和低色域的区分，实现在一些不需要显示高色域图像的区域只需要点亮低演色性LED灯即可，因此能够在保证画面质量的同时，降低背光源的功耗，达到节能的目的。本发明还提供了基于上述方法的控制局部色域的系统、背光源以及包括该背光源的显示器件，实现节能。

附图说明

图1是现有技术中表示色域的色度图；

图2是本发明实施例一中提供的一种控制局部色域的方法的步骤流程图；

图3是本发明实施例一中区分高色域和低色域的色度图；

图4是本发明实施例一提供的另一种局部调光和局部色域调整同时进行的步骤流程图；

图5是本发明实施例二提供的一种控制局部色域的系统的组成示意图；

图6是本发明实施例二提供的另外一种同时进行局部调光和局部色域调整的系统的组成示意图；

图7是本发明实施例三提供的一种背光源的最佳方案中LED阵列排布方式示意图。

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。

针对不同的显示设备，需要使用不同的色域标准，比如在广播电视领域，最常用到的是NTSC（National Television Standards Committee的缩写，即国家电视标准委员会）色域标准；而在计算机和投影显示领域，通常用sRGB（standard Red Green Blue，一种彩色语言协议）标准，两者所表示的色域空间如图1所示。CIE（国际照明协会）制定了一种可以直观地表示和描述色域的方法，即图1的CIE色度图（即Chromaticity diagram），图1中的马蹄形图形代表了自然界中所有的颜色种类，各种设备所能表现的色域范围用红、绿、蓝三点的连线组成的三角形区域来表示，三角形的面积越大，说明该显示设备的色域范围越大。其中图1中的D65表示标准白色光源，即人工模拟的太阳光。

实施例一

本发明实施例一提供了一种控制局部色域的方法，方法步骤流程图如图2所示，具体包括以下步骤：

步骤S1、接收待显示画面的图像信号。

步骤S2、对图形信号进行解析，得到待显示画面中的高色域区域，其中高色域区域是色域值超过预设范围的区域。

步骤S3、根据高色域区域对背光源的不同区域进行控制。

该方法通过对待显示的图像信号进行分析，按照色域值将其划分为高色域区域和低色域区域，并根据分析结果得到的高色域区域实现对背光源的不同区域进行控制，实现在一些不需要显示高色域图像的区域只需要点亮低演色性背光源即可，因此能够在保证画面质量的同时，降低背光源的功耗，达到节能的目的。

优选地，上述步骤S3中对背光源的不同区域进行控制具体包括：

在高色域区域打开高演色性LED灯，关闭低演色性LED灯；在高色域以外的区域打开低演色性LED灯，关闭高演色性LED灯。

在实际应用中，对于显示画面上的低色域区域，由于目前背光源的发光特性是演色性越高，导致背光源的功耗就越高。所以在对待显示画面的图像信号进行解析之后能够划分出高色域区域和低色域区域，只有高色域区域打开高演色性LED灯，将低演色性LED灯关闭，而对于不属于高色域区域，则只需要打开低演色性LED灯，关闭高演色性LED灯，由于将高演色性LED灯关闭，就能降低功耗。

优选地，本发明实施例一中的背光源包括LED灯，具体为高演色性LED灯和低演色性LED灯。

以图3中所给的色度图为例，其中实线三角形表示的是低色域区域，虚线三角形表示的是高色域区域，其中高色域表示对应的区域打开高演色性LED灯，表达色域空间的能力也比较大，对于低色域反之。

接收到待显示画面的图像信号之后，对其进行解析，分成若干个区域，其中一部分是高色域区域，其余为低色域区域。显示设备对该待显示画面进行显示时，根据区分结果，即确定的高色域和低色域，对整个画面的不同局部区域对应的背光源进行控制，在高色域区域将高演色性LED灯打开，低演色性LED灯关闭；反之，在低色域区域将低演色性LED灯打开，高演色性LED灯关闭，实现对不同的区域控制局部色域，解决在低色域由于高演色性LED灯打开时产生不必要的功耗的问题。

需要说明的是，高色域和低色域之间没有明确的划分，只是相对而言，需要根据产品的实际需要进行划分，例如在本实施例一中对演色性设定一个预设范围，在预设范围之内的就属于低色域，超过该预设范围就属于高色域。当然，在其它实施例中对于预设范围的要求会与本实施例一种有所不同，但是本实施例一提供的方法就是对相对区分出高色域和低色域的不同局部区域进行分类处理，所以当预设范围变化时，该方法仍然适用。

进一步地，本实施例一中控制局部色域的同时，为了提高对比度，还可以将其与局部调光相结合，具体的步骤流程如下：

步骤S2’、对图形信号进行解析，得到待显示画面中的黑色区域，其中黑色区域是亮度低于预设值的区域。

步骤S3’、根据黑色区域对背光源的不同区域亮度进行调节。

由于在黑色区域中所有LED灯（包括高演色性LED灯和低演色性LED灯）都关闭，能够节省功耗，其中的背光源也是LED灯。

上述进行局部调光的步骤和局部色域调整的步骤同时进行，因此，步骤流程如图4所示。

因此，本实施例中提供的方法在根据待显示画面的分析之后对背光源进行局部调色域和局部调光，能够根据待显示画面的需求对高演色性LED灯、低演色性LED灯的打开和关闭进行控制，避免不必要的浪费，达到节能的目的。

实施例二

本发明实施例二还提供了一种控制局部色域的系统，组成示意图如图5所示，具体包括：

图像接收装置10、第一图像解析装置20和第一控制装置30，其中图像接收装置10用于接收待显示画面的图像信号；

第一图像解析装置20用于对图形信号进行解析，得到待显示画面中的高色域区域，其中高色域区域是色域值超过预设范围的区域；

第一控制装置30用于根据高色域区域对背光源的不同区域进行控制。

上述系统图像接收装置接收待显示画面的图像信号，并由第一图像解析装置进行解析，得到其中的高色域，再由第一控制装置对背光源的不同区域显示进行调节。具体的，在高色域区域打开高演色性LED灯，关闭低演色性LED灯；在高色域以外的区域打开低演色性LED灯，关闭高演色性LED灯。

优选地，本实施例中的背光源也是以LED灯为例进行说明的。

进一步地，该系统还包括第二图像解析装置40，用于对图形信号进行解析，得到待显示画面中的黑色区域，其中黑色区域是亮度低于预设值的区域；

进一步地还包括第二控制装置50，用于根据黑色区域对背光源的不同区域亮度进行调节。

如果是在黑色区域中，则将所有背光源都关闭，因此能够根据第一图像解析装置20和第二图像解析装置40的解析结果对局部区域的LED灯（分为高演色性LED灯和低演色性LED灯）根据需要进行打开和关闭，避免不必要的功耗。

第二图像解析装置40和第二控制装置50与上述第一图像解析装置20和第一控制装置30可以同时进行局部调光和局部色域调整，示意图如图6所示。

本实施例二中调整局部色域的系统，能够在接收待显示画面之后对其进行分析，根据分析得到的结果对背光源进行局部调色域和局部调光，能够根据待显示画面的需求对高演色性LED灯、低演色性LED灯的打开和关闭进行控制，避免不必要的浪费，达到节能的目的。同时还能进行调光，提高对比度，进一步提高画面品质。

实施例三

本发明实施例三提供了一种背光源，其中背光源的LED阵列包括至少一个局部阵列单元，通过电路控制每个局部阵列单元中LED的打开与关闭。

本实施例中通过将整个背光源划分成多个局部阵列单元，对于每个局部阵列单元中的LED灯打开和关闭进行电路控制，以实现根据画面显示需求在某些局部阵列区域显示高色域，剩余的局部阵列区域显示低色域区域，这样既能保证高品质的显示画面，还能减少不必要的功耗，达到节能的目的。

优选地，对于划分得到的每个局部阵列单元包括高演色性LED灯和低演色性LED灯，且高演色性LED灯与低演色性LED灯的打开与关闭状态由各自对应的电路单独进行控制，即对应高演色性LED灯和低演色性LED灯之间的打开与关闭互不影响，可以对不同的局部阵列单元对应的区域根据显示需求进行单独控制。具体的，在高色域区域打开高演色性LED灯，关闭低演色性LED灯；在高色域以外的区域打开低演色性LED灯，关闭高演色性LED灯，其中高色域区域是色域值超过预设范围的区域。

进一步地，为保证背光源的亮度，高演色性LED灯比低演色性LED灯的数目多；或者增加高演色性LED灯的电流。

优选地，高演色性LED灯与低演色性LED灯沿着横纵方向均间隔分布，如图7中给出的一种最佳方案，即在LED阵列中包括9个局部阵列单元，每个局部阵列单元包括3*4个LED灯。以阵列中第1排第1列的局部阵列单元为例，第1行LED灯从左向右的排布方式为高演色性LED灯、低演色性LED灯、高演色性LED灯、低演色性LED灯；对于第2行LED灯从左向右的排布方式为低演色性LED灯、高演色性LED灯、低演色性LED灯、高演色性LED灯；第3行LED灯的排布方式与第1行相同。对于剩余8个局部阵列单元，LED灯的排布方式与其相同，该分布结构的LED阵列能够满足根据画面显示需求对阵列进行局部色域调整。图7中H标示高演色性LED灯，D标示低演色性LED灯。

本实施例中高演色性LED灯和低演色性LED灯之间没有明确的区分，只是相对而言，根据实际的产品需要有不同的划分。LED灯源包括：红绿蓝三色芯片(Red&Green&Blue Chips)LED、绿蓝二色芯片(Green&Blue Chips)加红粉(Red Phosphor)的LED、蓝光芯片(BlueChip)加黄粉(Yellow Phosphor)的LED、蓝光芯片(Blue Chip)加红绿粉(Red&Green Phosphors)的LED、紫外光芯片(UV Chip)加红绿蓝粉(Red&Green&Blue Phosphors)的LED、近紫外光芯片(near-UV Chip)加红绿蓝粉(Red&Green&Blue Phosphors)的LED、多量子阱法制备的LED。其中LED芯片(LED Chips)的结构包括：发射蓝色、紫外和近紫外光的GaInN/Sapphire结构，发射绿色和蓝绿色光的GaP/GaP、AlGaInP/GaAs、GaInN/Sapphire结构，发射红、橙、黄、黄绿色光的AlGaAs/GaAs、AlGaP/GaAs、GaAsP/GaP、AlGaInP/GaAs、GaP/GaP结构，及用多量子阱法制备的GaInN-MQW和GaAlInP-MQW结构。

LED灯所用荧光粉包括以下两种：

第一种、蓝光芯片激发型荧光粉包括：铝酸盐系黄色荧光粉、硼酸盐系和钒酸盐系黄色荧光粉、碱土金属硫化物红色荧光粉、钼酸盐红色荧光粉、钨酸盐系红色荧光粉、硅酸盐系绿色荧光粉、半导体纳米晶荧光粉。

第二种、紫外近紫外光芯片激发型荧光粉包括：铝酸盐系蓝色荧光粉、硼酸盐系蓝色荧光粉、氯硼酸盐系蓝色荧光粉、磷酸盐系和氯硅酸盐系蓝色荧光粉、钼酸盐和钨酸盐系红色荧光粉、硅酸盐系红色荧光粉、氧化锌系红色荧光粉、矾磷盐系红色荧光粉、硅酸盐系绿色荧光粉、磷酸盐系绿色荧光粉、硅酸盐系黄色荧光粉、氮氧化物黄色荧光粉、半导体纳米晶荧光粉。

需要说明的是，上述只是本实施例的一种最佳实施方案，但是并不局限于上述实施方案，在其他实施例中可以根据需要对高演色性LED灯与低演色性LED灯的排布方式进行调整和更改。对LED阵列划分也不局限于9个局部阵列单元，在其它实施例中根据实际需求对局部阵列单元进行划分。

还需要说明的是，本实施例提供的背光源是直下式背光源，由阵列LED构成，进一步将阵列LED分成若干区域，每个区域同时包含高演色性LED灯和低演色性LED灯。

本实施例中所述的背光源通过在局部阵列单元包括高演色性LED灯和低演色性LED灯两种不同的LED灯，通过电路单独控制，根据画面显示需求进行控制，避免不必要的LED灯打开导致的功耗较大，实现节能的目的。

实施例四

本发明实施例四还提供了一种显示器件，包括以上所述的背光源。使用上述背光源也能够根据带显示画面的需求对LED阵列中高演色性LED灯和低演色性LED灯被单独打开和关闭，能够保证画面品质的情况下，具有节能的特点。

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 (15)

1.一种控制局部色域的方法，其特征在于，包括：

S1、接收待显示画面的图像信号；

S2、对所述图形信号进行解析，得到所述待显示画面中的高色域区域，其中所述高色域区域是色域值超过预设范围的区域；

S3、根据所述高色域区域对背光源的不同区域进行控制。

2.如权利要求1所述的控制局部色域的方法，其特征在于，所述背光源包括LED灯，分为高演色性LED灯和低演色性LED灯。

3.如权利要求2所述的控制局部色域的方法，其特征在于，所述对背光源的不同区域进行控制具体包括：

在所述高色域区域打开高演色性LED灯，关闭低演色性LED灯；在所述高色域以外的区域打开低演色性LED灯，关闭高演色性LED灯。

4.如权利要求1所述的控制局部色域的方法，其特征在于，在步骤S2对所述图形信号进行解析，得到所述待显示画面中的高色域区域的同时还得到所述待显示画面中的黑色区域，其中所述黑色区域是亮度低于预设值的区域；

进一步地步骤S3还包括：根据所述黑色区域对背光源的不同区域亮度进行调节。

5.如权利要求4所述的控制局部色域的方法，其特征在于，在所述黑色区域中所有LED灯都关闭。

6.一种控制局部色域的系统，其特征在于，包括：图像接收装置、第一图像解析装置和第一控制装置，所述图像接收装置用于接收待显示画面的图像信号；

所述第一图像解析装置用于对所述图形信号进行解析，得到所述待显示画面中的高色域区域，其中所述高色域区域是色域值超过预设范围的区域；

所述第一控制装置用于根据所述高色域区域对背光源的不同区域进行控制。

7.如权利要求6所述的控制局部色域的系统，其特征在于，所述背光源包括LED灯，分为高演色性LED灯和低演色性LED灯。

8.如权利要求7所述的控制局部色域的系统，其特征在于，所述第一控制装置对背光源的不同区域进行控制具体包括：

在所述高色域区域打开高演色性LED灯，关闭低演色性LED灯；在所述高色域以外的区域打开低演色性LED灯，关闭高演色性LED灯。

9.如权利要求6所述的控制局部色域的系统，其特征在于，所述系统还包括第二图像解析装置，用于对所述图形信号进行解析，得到所述待显示画面中的黑色区域，其中所述黑色区域是亮度低于预设值的区域；

进一步地所述系统还包括第二控制装置，用于根据所述黑色区域对背光源的不同区域亮度进行调节。

10.如权利要求9所述的控制局部色域的系统，其特征在于，在所述黑色区域中所有LED灯都关闭。

11.一种背光源，所述背光源为权利要求1-10所述的背光源，其特征在于，所述背光源的LED阵列包括至少一个局部阵列单元，通过电路控制每个局部阵列单元中LED灯的打开与关闭。

12.如权利要求11所述的背光源，其特征在于，每个局部阵列单元包括高演色性LED灯和低演色性LED灯，且所述高演色性LED灯与所述低演色性LED灯的打开与关闭状态由各自对应的电路单独进行控制；

在高色域区域打开高演色性LED灯，关闭低演色性LED灯；在所述高色域以外的区域打开低演色性LED灯，关闭高演色性LED灯，其中所述高色域区域是色域值超过预设范围的区域。

13.如权利要求12所述的背光源，其特征在于，为保证背光源的亮度，所述高演色性LED灯比所述低演色性LED灯的数目多；或者增加所述高演色性LED灯的电流。

14.如权利要求12或13所述的背光源，其特征在于，所述高演色性LED灯与所述低演色性LED灯沿着横纵方向均间隔分布。

15.一种显示器件，其特征在于，所述显示器件包括权利要求11-14所述的背光源。

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