CN113539187B

CN113539187B - 一种显示装置的调光方法、显示装置

Info

Publication number: CN113539187B
Application number: CN202010320655.2A
Authority: CN
Inventors: 李鹏
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd; Beijing BOE Display Technology Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd; Beijing BOE Display Technology Co Ltd
Priority date: 2020-04-22
Filing date: 2020-04-22
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2040-04-22
Also published as: CN113539187A

Abstract

本发明公开了一种显示装置的调光方法、显示装置，该方法包括：将当前需要显示的当前图像等分为多个分区，一个分区与显示装置中的一个调光单元对应；其中，调光单元包括与位于调光单元中心对应的主光源，以及均匀分布在主光源四周的多个辅光源，显示装置中任一相邻两个辅光源的距离相等；确定每个分区对应的主光源亮度和辅光源亮度；根据主光源亮度、辅光源亮度对相应分区对应的主光源、辅光源进行亮度调节。从而提高了显示装置的显示效果。

Description

一种显示装置的调光方法、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤指一种显示装置的调光方法、显示装置。

背景技术

随着对画质的追求越来越高，目前在很多中高端电视上已使用多分区背光来实现显示。

传统的局部调光(Local Dimming)背光模组是利用数百个LED灯组成的背光源代替CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp，冷阴极荧光灯管)背光灯，组成背光源的各LED灯可根据图像的明暗进行局部调光，使得显示画面的对比度更高，达到更好的明暗对比效果，以实现较好的显示效果。

但，传统的局部调光技术在图像亮暗交替的区域容易产生光晕，且在大尺寸显示屏上，使用大功率LED，其数量受到限制，分区数量不足，反而可能出现明暗画面不匹配的问题，造成显示效果不佳。

鉴于此，如何提高显示效果，成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种显示装置的调光方法、显示装置，用以解决现有技术中存在显示效果较差的技术问题。

第一方面，为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种显示装置的调光方法，该方法包括：

将当前需要显示的当前图像等分为多个分区，一个分区与显示装置中的一个调光单元对应；其中，所述调光单元包括与位于所述调光单元中心对应的主光源，以及均匀分布在所述主光源四周的多个辅光源，所述显示装置中任一相邻两个辅光源的距离相等；

确定每个分区对应的主光源亮度和辅光源亮度；

根据所述主光源亮度、所述辅光源亮度对相应分区对应的主光源、辅光源进行亮度调节。

可选地，确定每个分区对应的主光源亮度和辅光源亮度，包括：

将每个分区等分为多个子分区，一个子分区对应一个辅光源，所述子分区的中心与所述辅光源对应；

根据所述每个分区的平均亮度，和分区亮度系数，以及主辅亮度系数，确定所述每个分区对应的主光源亮度；其中，所述分区亮度系数用于指示所述分区亮度分布的均匀度，所述主辅亮度系数用于指示所述分区的中心区域与周边区域的亮度关系，所述周边区域为所述分区中除所述中心区域外的剩余区域；

根据所述每个子分区的平均亮度和中心亮度，确定所述每个子分区对应的辅光源亮度；其中，所述辅光源亮度与所述每个分区的平均亮度和中心亮度之和成正比。

可选地，所述分区亮度系数、所述主辅亮度系数的计算公式分别为：

其中，α为所述分区亮度系数，β为所述主辅亮度系数，C_gm为所述每个分区的平均亮度，A_gm为所述每个分区的中心亮度，A_gni为所述每个分区中的第i个子分区的中心亮度，n为所述每个分区对应的辅光源的总数量，n>2，1≤i≤n，所述每个分区的中心亮度为所述每个分区中心区域的平均亮度。

可选地，所述主光源亮度、所述辅光源亮度的计算公式分别为：

L_m＝C_gm(1+α+β)；

L_n＝(A_gn+C_gn)/2；

其中，L_m为所述主光源亮度，L_n为所述辅光源亮度，C_gm为所述每个分区的平均亮度，A_gn为所述每个子分区的中心亮度，C_gn为所述每个子分区的平均亮度，所述每个子分区的中心亮度为所述每个子分区的中心区域的平均亮度。

可选地，对各个分区中的主光源、辅光源进行亮度调节，包括：

当所述当前图像为单帧图像时，按所述单帧图像的显示频率及所述各分区的主光源亮度、辅光源亮度控制对应分区中的主光源、辅光源；

当所述当前图像为连续多帧图像中的当前帧图像时，计算当前帧图像与下一帧图像中预设的多个标志点的灰度差；

若所述灰度差小于等于第一阈值，确定所述连续多帧图像的相邻两帧图像亮度变化慢，则在达到预设条件时按所述各分区的主光源亮度、辅光源亮度控制对应分区中的主光源、辅光源；

若所述灰度差大于第一阈值，确定所述连续多帧图像的相邻两帧图像亮度变化快，在对所述各分区中的主光源、辅光源进行渐进式亮度调节，直到达到对应的主光源亮度、辅光源亮度。

可选地，所述预设条件为所述当前帧图像中预设的多个标志点中任一标志点的亮度发生变化，或达到设定时间间隔；其中，所述多个标志点均匀分布在所述当前帧图像中。

可选地，对所述各分区中的主光源、辅光源进行渐进式亮度调节，直到达到对应的主光源亮度、辅光源亮度，包括：

按主光源、辅光源的各自划分的亮度等级，逐级提高主光源或辅光源的亮度，直到达到对应的主光源亮度、辅光源亮度；

若所述灰度差大于等于第二阈值，确定所述连续多帧图像的相邻两帧图像亮度变化剧烈，则在对所述主光源、所述辅光源完成一级亮度调节后，计算调节亮度后的当前帧图像与所述下一帧图像中所述多个标志点的灰度差，并将之作为确定所述连续多帧图像的相邻两帧图像亮度变化剧烈的条件；其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

可选地，还包括：

根据当前环境亮度，确定是否进行亮度补偿；

若确定进行亮度补偿，

当所述显示装置位于室内环境时，调整所述主光源亮度进行所述亮度补偿；

当所述显示装置位于强光环境时，调整所述主光源亮度和所述辅光源亮度进行所述亮度补偿；

其中，所述主光源亮度按照第一增量补偿级线性增加或减少，所述辅光源亮度按照第二增量补偿级线性增加或减少，且所述主光源亮度与所述辅光源亮度异步变化；所述第一增量补偿级与所述主光源的主目标亮度成反比，与所述亮度补偿后的总目标亮度的百分之一的变化量及所述主目标亮度被划分的亮度等级总数成正比；所述第二增量补偿级与所述辅光源的辅目标亮度成反比，与所述总目标亮度的百分之一的变化量及所述辅目标亮度被划分的亮度等级总数成正比；所述总目标亮度为所述主目标亮度与所述辅目标亮度之和。

可选地，还包括：

将所述显示装置的显示区划分为多个单一色块；

将每个单一色块划分为对称的两部分，其中一部分与所述主光源对应，另一部分与所述辅光源对应；

在任一单色块对应的色差大于等于色差阈值时，调整所述任一单色块对应的主光源和辅光源的亮度，使所述任一单色块对应的色差小于所述色差阈值。

第二方面，本发明实施例提供了显示装置，该显示装置包括：

包括阵列基板及位于所述阵列基板一侧的液晶盒，还包括：

背光源，位于所述阵列基板远离所述液晶盒的一侧；

所述背光源包括均匀分布的多个主光源，以及每个主光源四周均匀分布的多个辅光源；其中，所述辅光源的最大亮度小于所述主光源的最大亮度，任一相邻的两个主光源之间的距离相等，任一相邻的两个辅光源之间的距离相等。

可选地，所述多个辅光源构成一个正多边形的多个顶点，一个辅光源对应一个顶点；

所述主光源位于所述正多边形的中心。

可选地，还包括：

第一控制器，与所有主光源连接，用于控制所述主光源的亮度；

第二控制器，与所有辅光源连接，用于控制所述辅光源的亮度；

第三控制器，与所述第一控制器和所述第二控制器连接，用于将控制所述主光源、所述辅光源的亮度的数据分别发送给所述第一控制器、所述第二控制器，并通过同步时钟信号使所述第一控制器和所述第二控制器对所述主光源和所述辅光源的亮度进行同步控制。

可选地，在所述液晶盒远离所述阵列基板的一面设置有亮度传感器或亮度分析仪，用于测量环境光的亮度。

本发明有益效果如下：

在本发明提供的实施例中，通过让背光源中均匀分布的多个主光源，以及每个主光源四周均匀分布的多个辅光源，并让辅光源的最大亮度小于主光源的最大亮度，任一相邻的两个主光源之间的距离相等，任一相邻的两个辅光源32之间的距离相等。这使得辅光源可以采用小功率的LED，主光源可以采用大功率的，从而在背光源中采用大功率的LED和小功率的LED相结合的方式，既满足亮度需求，又可以细化局部调光(Local Dimming)分区，进而避免了只用大功率的LED，导致Local Dimming分区过少，显示效果差的问题；也避免了只用小功率的LED，导致光源数量过多的问题，避免传统的局部调光技术在图像亮暗交替的区域容易产生光晕的问题，提高显示效果。

在本发明提供的实施例中，通过将当前需要显示的当前图像等分为多个分区，一个分区与显示装置中的一个调光单元对应；其中，调光单元包括与位于调光单元中心对应的主光源，以及均匀分布在主光源四周的多个辅光源，显示装置中任一相邻两个辅光源的距离相等；确定每个分区对应的主光源亮度和辅光源亮度；根据主光源亮度、辅光源亮度对相应分区对应的主光源、辅光源进行亮度调节。从而提高了显示装置的显示效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的背光源中光源的分布示意图一；

图3为本发明实施例提供的背光源中光源的分布示意图二；

图4为本发明实施例提供的由一个主光源和该主光源周围分布的多个辅光源构成的调光单元的示意图一；

图5为本发明实施例提供的由一个主光源和该主光源周围分布的多个辅光源构成的调光单元的示意图二；

图6为本发明实施例提供的显示装置中控制器与主光源和辅光源的连接示意图；

图7为本发明实施例提供的显示装置的调光方法的流程图；

图8为本发明实施例提供的将当前图像等分为多个分区的示意图；

图9为本发明实施例提供的将一个分区等分为多个子分区的示意图一；

图10为本发明实施例提供的将一个分区等分为多个子分区的示意图二；

图11为本发明实施例提供的图9对应分区的中心区域的示意图；

图12为本发明实施例提供的图10对应分区的中心区域的示意图；

图13为本发明实施例提供的图9对应子分区的中心区域的示意图；

图14为本发明实施例提供的图10对应子分区的中心区域的示意图；

图15为本发明实施例提供的分区与对应子分区的亮度关系示意图；

图16为本发明实施例提供的当前帧图像中预设的多个标志点的示意图；

图17为本发明实施例提供的LED色块分布示意图；

图18为本发明实施例提供的将AD3色块划均为2个小色块的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种显示装置的调光方法、显示装置，用以解决现有技术中显示效果较差的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。

需要说明的是，在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

下面结合附图，对本发明实施例提供的一种显示装置的调光方法进行具体说明。

请参见图1为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图，该显示装置包括：

阵列基板1及位于阵列基板1一侧的液晶盒2。

背光源3，位于阵列基板1远离液晶盒2的一侧。

请参见图2和图3，图2为本发明实施例提供的背光源中光源的分布示意图一，图3为本发明实施例提供的背光源中光源的分布示意图二。

背光源3包括均匀分布的多个主光源31，以及每个主光源31四周均匀分布的多个辅光源32；其中，辅光源32的最大亮度小于主光源31的最大亮度，任一相邻的两个主光源31之间的距离d1相等，任一相邻的两个辅光源32之间的距离d2相等。

需要说明的是，相邻的两个主光源31是指两个主光源31的中心连线上没有主光源31和辅光源32的两个主光源31，相邻的两个辅光源32是指两个辅光源32的中心连线上没有主光源31和辅光源32的两个辅光源32。

在本发明提供的实施例中，通过让背光源3中均匀分布的多个主光源31，以及每个主光源31四周均匀分布的多个辅光源32，并让辅光源32的最大亮度小于主光源31的最大亮度，任一相邻的两个主光源31之间的距离d1相等，任一相邻的两个辅光源32之间的距离d2相等。这使得辅光源32可以采用小功率的LED，主光源可以采用大功率的LED，从而在背光源中采用大功率的LED和小功率的LED相结合的方式，既满足亮度需求，又可以细化局部调光(Local Dimming)分区，进而避免了只用大功率的LED，导致Local Dimming分区过少，显示效果差的问题；也避免了只用小功率的LED，导致光源数量过多的问题，避免传统的局部调光技术在图像亮暗交替的区域容易产生光晕的问题，提高显示效果。

请继续参见图4和图5，图4为本发明实施例提供的由一个主光源和该主光源周围分布的多个辅光源构成的调光单元的示意图一，图5为本发明实施例提供的由一个主光源和该主光源周围分布的多个辅光源构成的调光单元的示意图二。

多个辅光源32构成一个正多边形的多个顶点，一个辅光源32对应一个顶点，主光源31位于正多边形的中心。

在本发明提供的实施例中，由一个主光源31及其周围均匀分布的多个辅光源32可以构成一个调光单元，该调光单元可以是如图4中所示的回形，该回形的内边缘和外边缘均为正方形，且内边缘和外边沿的中心重叠，主光源31位于回形的中心，辅光源32位于回形的内边缘的四个顶点上，背光源3中所有调光单元呈阵列排布。

该调光单元也可以是如图5所述的正六边形，主光源31位于正六边形的中心，辅光源32位于每个正六边形的顶点，背光源3中所有调光单元呈阵列排布。

在本发明提供的实施例中，通过将多个辅光源32构成一个正多边形的多个顶点，一个辅光源32对应一个顶点，主光源31位于正多边形的中心，可以使每个调光单元发出的光均匀分布，从而提高显示装置的显示效果。

请参见图6为本发明实施例提供的显示装置中控制器与主光源和辅光源的连接示意图，该显示装置还包括：

第一控制器4，与所有主光源31连接，用于控制主光源31的亮度。

第二控制器5，与所有辅光源32连接，用于控制所述辅光源32的亮度。

第三控制器6，与第一控制器4和第二控制器5连接，用于将控制主光源31、辅光源32的亮度的数据分别发送给第一控制器4、第二控制器5，并通过同步时钟信号使第一控制器4和第二控制器5对主光源31和辅光源32的亮度进行同步控制。

第一控制器4、第二控制器5可以是微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，单片机等，第一控制器4可以对每个主光源31进行单独控制，也可以将几个主光源31组成一组进行控制，第二控制器5可以对每个辅光源32进行单独控制，也可以将几个辅光源32组成一组进行控制，可以将一个主光源对应的多个辅光源32组成一个组，也可以将一个组的主光源31对应的多个辅光源32组成一个组。

第三控制器6可以是现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)。第三控制器6通过将各个主光源31、各个辅光源32的控制数据分别发送给第二控制器5、第一控制器4，并向第一控制器4、第二控制器5发送相同的同步时钟信号使第一控制器4和第二控制器5对主光源31和辅光源32的亮度进行同步控制。

在本发明提供的实施例中，在液晶盒远离阵列基板的一面设置有亮度传感器或亮度分析仪，用于测量环境光的亮度。

在显示装置中设置亮度传感器，可以根据亮度传感器测得的环境光对背光源的亮度补偿，从而提高显示效果。

在显示装置中设置亮度分析仪，并存储显示装置的初始亮度分布表，可以根据亮度分析仪对显示装置的亮度进行测量，并根据测量结果，对显示装置的亮度进行自动校正，从而可以提高显示装置的显示效果。

在本发明提供的实施例中，显示装置可以是电视、户外广告屏、医用显示器。

请参见图7，为本发明实施例提供一种对如上所述的显示装置的进行调光的方法，调光方法包括：

步骤701：将当前需要显示的当前图像等分为多个分区，一个分区与显示装置中的一个调光单元对应；其中，调光单元包括与位于调光单元中心对应的主光源，以及均匀分布在主光源四周的多个辅光源，显示装置中任一相邻两个辅光源的距离相等。

请参见图8为本发明实施例提供的将当前图像等分为多个分区的示意图，为便于理解在图8中将部分分区以粗虚线框标出，一个粗虚线框对应当前图像中的一个分区，同时也对应一个调光单元，具体每个调光单元的结构请参见图4，调光单元的结构也可以是图5的形式，相应的在将当前图像划分为多个分区时，每个分区的形状也与图5之后调光单元的外轮廓形状相同。

在将当前图像等分为多个分区后，便可执行步骤702。

步骤702：确定每个分区对应的主光源亮度和辅光源亮度。

确定每个分区对应的主光源亮度和辅光源亮度，可以采用以下方式：

先将每个分区等分为多个子分区，一个子分区对应一个辅光源，子分区的中心与辅光源对应。

然后，根据每个分区的平均亮度，和分区亮度系数，以及主辅亮度系数，确定每个分区对应的主光源亮度；其中，分区亮度系数用于指示分区亮度分布的均匀度，主辅亮度系数用于指示分区的中心区域与周边区域的亮度关系，周边区域为分区中除中心区域外的剩余区域。

其中，分区亮度系数、主辅亮度系数的计算公式分别为：

其中，α为分区亮度系数，β为主辅亮度系数，C_gm为每个分区的平均亮度，A_gm为每个分区的中心亮度，A_gni为每个分区中的第i个子分区的中心亮度，n为每个分区对应的辅光源的总数量，n>2，1≤i≤n，每个分区的中心亮度为每个分区中心区域的平均亮度。

α为正表示分区的中心区域亮度(主光源区域亮度)高于整体平均亮度，为负则表示分区的中心区域亮度低于整体平均亮度。

β为正表示分区的中心区域亮度(主光源区域亮度)高于辅助光源区域平均亮度，为负则表示中心区域亮度低于辅助光源平均亮度。

α和β均可以取(-1,1)之间的任意值。

最后，根据每个子分区的平均亮度和中心亮度，确定每个子分区对应的辅光源亮度；其中，辅光源亮度与每个分区的平均亮度和中心亮度之和成正比。

主光源亮度、辅光源亮度的计算公式分别为：

L_m＝C_gm(1+α+β) (3)；

L_n＝(A_gn+C_gn)/2 (4)；

其中，L_m为主光源亮度，L_n为辅光源亮度，C_gm为每个分区的平均亮度，A_gn为每个子分区的中心亮度，C_gn为每个子分区的平均亮度，每个子分区的中心亮度为每个子分区的中心区域的平均亮度。

例如，请参见图9和图10，图9为本发明实施例提供的将一个分区等分为多个子分区的示意图一，图10为本发明实施例提供的将一个分区等分为多个子分区的示意图二。在图9、图10中一个分区中的子分区之间以虚线进行分割，为便于理解在其中一个子分区中填充了斜线，并将图9、图10中的主光源标识为31、辅光源标识为32(即对主光源和辅光源采用与图2-图5中相同的标识)。

图9的分区划分方式采用的是与图4的调光单元相同的划分方式，图10的分区划分方式采用的是与图5的调光单元相同的方法方式。

在图9中，由于有4个辅光源，所以将一个分区等分为了4个相同大小的子分区(四个相同大小的正方形)，在图10中由于6个辅光源，所以将一个分区等分为了6个相同大小的子分区(每个子分区是由两个相同大小的直角三角形构成的，且这两个直角三角形的斜边为该子分区对应的辅光源与主光源直角的连线)。

在将分区的子分区划分好之后，便可计算该分区的平均亮度、各子分区的平均亮度。

分区的平均亮度为该分区的平均灰度值，即该分区中所有像素的灰度值之和与分区像素总数量的比值；子分区的平均亮度为该子分区的平均灰度值，即该子分区中所有像素的灰度值之和与子分区像素总数量的比值。

请参见图11～图14，图11为图9对应分区的中心区域的示意图，图12为图10对应分区的中心区域的示意图，图13为图9对应子分区的中心区域的示意图，图14为图10对应子分区的中心区域的示意图。

分区的中心区域(图中以网格线填充区域示出)为分区的中心点O到分区的边界顶点D连线的1/2处取点m之间的连线围成的区域，在图11和图12中示出一个分区的中心区域的示意图。

子分区的中心区域(图中以网格线填充区域示出)为子分区的中心点o到分区的边界顶点d连线的1/2处取点n之间的连线围成的区域，在图13和图14中示出一个子分区的中心区域的示意图。

需要说明的是在图11～图14中，为了便于理解，在分区中同时还示出了对应的主光源(大的黑色实心圆)、辅光源(小的黑色实心圆)。

根据上述方法确定了分区的中心区域和各子分区的中心区域后，计算分区的中心区域的平均灰度值，将之作为该分区的中心区域的亮度；计算各子分区的中心区域的平均灰度值，将之作为该子分区的中心区域的亮度。子分区的平均亮度为该子分区的平均灰度。

采用公式(1)和(2)便可计算出分区亮度系数，以及主辅亮度系数。

采用公式(3)和(4)便可计算出每个分区对应的主光源亮度，以及各子分区对应的辅光源亮度。

以下提供调整主光源亮度的实施例：

请参见图15为本发明实施例提供的分区与对应子分区的亮度关系示意图。

(1)当α和β均为正，如图15中的(1)所示，表示分区的中心区域亮度(即主光源对应区域亮度)高于分区的平均亮度，同时也高于子分区的平均亮度(即辅助光源对应区域平均亮度)，此时主光源位于最亮区域，主光源亮度需要上调；

假设图15的(1)中分区的平均亮度、中心区域的亮度分别为C_gm＝178，A_gm＝225；该分区对应的四个子分区的中心区域的亮度分别为A_gn1＝225、A_gn2＝220、A_gn3＝200、A_gn4＝105。

由公式(1)和(2)可以计算出：α＝(225-178)/178＝0.26。

β＝(225-(225+220+200+105)/4)/((225+220+200+105)/4)＝0.2。

由公式(3)可以计算出：主光源亮度应为L_m＝178×(1+0.26+0.2)＝255。

需要说明的是，由于在本申请中亮度是以灰度值代替的，所以各亮度的取值范围为0～255，当计算结果大于255是，对应的亮度值取255。

(2)当α为正，而β为负，如图15的(2)所示，表示分区的中心区域的亮度高于该分区的平均亮度，但此时子分区(即辅光源)存在局部亮度高于分区的中心区域的亮度的情况，因此主光源位于亮区(比平均亮度高)，但并非最亮区域(存在更亮的光源)，此种情况下主光源亮度的调整方向不确定，由参数绝对值决定。

假设如图15的(2)中，分区的平均亮度、中心区域的亮度分别为：C_gm＝148，A_gm＝162；该分区对应的四个子分区的中心区域的亮度分别为：A_gn1＝175、A_gn2＝210、A_gn3＝175、A_gn4＝100。

由公式(1)和(2)可以计算出：α＝(162-148)/148＝0.09。

β＝(162-(175+210+175+100)/4)/((175+210+175+100)/4)＝-0.02。

由公式(3)可以计算出：主光源亮度应为L_m＝148*(1+0.09-0.02)＝158。

(3)当α为负，而β为正，如图15中(3)所示，表示分区的中心区域的亮度低于分区平均亮度，但相对于子分区的中心区域的亮度稍高，因此主光源位于暗区，但并非最暗区域，此种情况下主光源亮度调整方向不确定，由参数绝对值决定。

假设如图15中(3)，分区的平均亮度、中心区域的亮度分别为：C_gm＝64，A_gm＝62；该分区对应的四个子分区的中心区域的亮度分别为：A_gn1＝68、A_gn2＝60、A_gn3＝60、A_gn4＝55。

由公式(1)和(2)可以计算出：α＝(62-64)/64＝-0.03。

β＝(62-(68+60+60+55)/4)/((68+60+60+55)/4)＝0.02。

由公式(3)可以计算出：主光源亮度应为L_m＝64*(1-0.03+0.02)＝63。

(4)当α和β均为负；如图15中(4)所示，表示分区的中心区域的亮度高于分区的平均亮度，但此时子分区存在局部亮度高于分区的中心区域的亮度的情况，因此主光源位于亮区(比平均亮度高)，但并非最亮区域(存在更亮的光源)，此种情况下，表示主光源位于最暗区域，主光源亮度需要下调；

假设如图15中(4)分区的平均两千、中心区域的亮度分别为：C_gm＝18，A_gm＝14；该分区对应的四个子分区的中心区域亮度分别为A_gn1＝22、A_gn2＝13、A_gn3＝17、A_gn4＝14。

由公式(1)和(2)可以计算出：α＝(14-18)/18＝-0.22。

β＝(14-(22+13+17+14)/4)/((22+13+17+14)/4)＝-0.15。

由公式(3)可以计算出：主光源亮度应L_m＝18*(1-0.22-0.15)＝11。

为了节约篇幅就不对分区为图9的情况如何计算主光源亮度、以及子分区亮度进行举例了，相关计算请参见公式(1)～(4)。

在确定每个分区对应的主光源亮度和辅光源亮度之后，便可执行步骤703。

步骤703：根据主光源亮度、辅光源亮度对相应分区对应的主光源、辅光源进行亮度调节。

采用步骤102的方式确定当前图像中各分区对应的主光源亮度和辅光源亮度后，可以将主光源亮度和辅光源亮度分别存放在两个数组中。

由于需要显示图像的不同，对主光源、辅光源的亮度调节方式也不同：

若当前图像为单帧图像时，按单帧图像的显示频率及各分区的主光源亮度、辅光源亮度控制对应分区中的主光源、辅光源。即单帧图像是通过调整每一帧图像的亮度值(主光源亮度和辅光源亮度)发送时间，实现图像和背光的同步变化，从而达到更好的显示效果。

若当前图像为连续多帧图像中的当前帧图像时，计算当前帧图像与下一帧图像中预设的多个标志点的灰度差。

若灰度差小于等于第一阈值，确定连续多帧图像的相邻两帧图像亮度变化慢，则在达到预设条件时按所述各分区的主光源亮度、辅光源亮度控制对应分区中的主光源、辅光源。其中，预设条件为当前帧图像中预设的多个标志点中任一标志点的亮度发生变化，或达到设定时间间隔；其中，多个标志点均匀分布在当前帧图像中。

若灰度差大于第一阈值，确定连续多帧图像的相邻两帧图像亮度变化快，在对各分区中的主光源、辅光源进行渐进式亮度调节，直到达到对应的主光源亮度、辅光源亮度。

请参见图16为本发明实施例提供的当前帧图像中预设的多个标志点的示意图。在图16中共设置了17个标志点，它们均匀分布在当前帧图像中。

当标志点中的至少一个点发生变化，则判断当前帧图像相较于前一帧图像发生变化，再将当前帧图像的整幅画面的灰阶解析出来，并计算当前帧图像中各分区对应的主光源亮度和辅光源亮度，并根据计算出的主光源亮度和辅光源亮度对当前帧图像的对应分区进行亮度调节。

对于连续多帧图像的相邻两帧图像亮度变化慢的情况，若在连续时长内，这17点均不发生变化，为了适应图像信息小幅变动需求，则在达到连续时长时读入当前帧图像的完整灰阶，进行全屏比对，确定画面变化情况。

在实际应用中，如果可以手动设置切换动态模式和静态模式，则在进入动态模式时采取根据标志点灰度值是否发生变化来决定是否重新计算当前帧图像的亮度值，而静态模式下采用按时间长度来重新计算当前帧图像的亮度值，图每0.5s～1s进行一次判断，这样可以降低点了功耗、维持电源系统稳定。

对于连续多帧图像的相邻两帧图像亮度变化快的情况，可以按主光源、辅光源的各自划分的亮度等级，逐级提高主光源或辅光源的亮度，直到达到对应的主光源亮度、辅光源亮度。

例如，对于部分动态画面，其变化速率快，几乎每一帧画面都会出现亮度调整的情况，导致区域调光(对各分区调光)也需要快速变化。

本专利采用渐变法处理相邻两帧图像亮度变化快的情况，根据图像灰阶分布情况，可以将主光源、辅光源的亮度变化也划分为0～255，例如当亮度变化大于256/4＝64灰阶(将主光源、辅光源的亮度划分为4个等级)，则视为亮度大幅变化，在变化时即采用渐变法进行亮度处理。

渐变法处理过程：将主光源、辅光源的亮度(0～255)，分为0～64,64～128,128～192,192～255四个等级，以此作为判断基准，当变化剧烈情况下，对亮度的调节不会一次调整到对应的亮度值，会根据具体情况进行分段调整。

设当前帧图像与前一帧图像中对应的同一光源对应的变化幅度为r，以将光源的亮度划分为0～64,64～128,128～192,192～255这几个等级为例。实际应用中还可以有其它的等级划分方式，在此不一一举例。

若0≤r＜64，直接赋值，完成调整，即直接将当前帧图中对应光源的亮度调节到实际亮度。

若64≤r＜128，分两步调整，r≤92，按照32、r0(r0为实际变化幅度)调整，92≤r＜128，按照64、r0调整。

若128≤r＜192分三步调整，r≤160，按照48、96、r0(r0为实际变化幅度)调整，160≤r＜192，按照64、128、r0调整。

192≤r≤255分四步调整，r≤160，按照48、96、r0(r0为实际变化幅度)调整，160≤r＜192，按照64、128、r0调整。

例如以前一帧图像与当前帧图像中同一分区的主光源亮度为例，在前一帧图像中主光源亮度为32，当前帧图像中该主光源亮度为150，当前帧图像与前一帧图像的亮度变化幅度为150-32＝118，对应64≤r＜128这一级，要将当前帧图像中该主光源亮度调整到150，需要先从32调整到32+64＝96，再从96调整到32+118＝150，如此对该分区的主光源亮度进行渐进式调节，对辅光源亮度进行渐进式调节也可以采用此种方式，在此不再赘述。

而对于图像明暗剧烈变化，会引起主光源、辅光源对应的驱动电路负载变化也比较剧烈，对LED驱动电源稳定性有一定影响。此时采用下列方式进行调整：

若灰度差大于等于第二阈值，确定连续多帧图像的相邻两帧图像亮度变化剧烈，则在对主光源、辅光源完成一级亮度调节后，计算调节亮度后的当前帧图像与所述下一帧图像中所述多个标志点的灰度差，并将之作为确定连续多帧图像的相邻两帧图像亮度变化剧烈的条件；其中，第二阈值大于所述第一阈值。

对应相邻两帧图像亮度变化剧烈的情况，通常来说较为少见，即使两帧图像灰阶变化比较大，同一个亮度分区内也基本不会出现连续两帧剧烈变化。一旦出现连续变化，则在根据上述相邻两帧图像亮度变化快中的方法完成一次调整后，根据调整后的值判断下一帧是否符合剧烈变化标准，不再按照实际两帧的灰阶变化判断。所有未完成的渐变过程均按照以上方法进行。

例如，以前一帧图像与当前帧图像中同一分区的主光源亮度为例，在前一帧图像中主光源亮度为16，当前帧图像中该主光源亮度为230，当前帧图像中主光源与前一帧图像中主光源的亮度变化幅度为230-16＝214，该值大于第二阈值(假设为180)，确定相邻两帧图像亮度变化剧烈，按照前面的方法对主光源的亮度进行第一次调整为15+64＝79，计算第一调整后的值79与230的变化幅度为230-79＝151，此值小于180(第二阈值)未达到剧烈变化的条件，采用上述128≤r＜192中r≤160的情况进行亮度调节。

在实际应用中，显示装置受环境光的影响会使采用计算出的亮度值显示当前图像时，出现画面不清楚的情况，如环境中存在强光源，显示装置采用原有的亮度显示图像时会出现反光的情况，为满足强光下可视的要求可以对显示装置中各光源进行相应的亮度补偿。

这要求显示装置中需要安装有测量环境光亮度的传感器，如在显示装置中国内嵌亮度传感器，根据亮度变化判断是否需要进行亮度补偿。

具体的，根据当前环境亮度，确定是否进行亮度补偿。

若确定不需要进行亮度补偿，则采用前面所述的方法计算出的主光源亮度、辅光源亮度对主光源、辅光源进行亮度调整。

若确定进行亮度补偿，当显示装置位于室内环境时，调整主光源亮度进行亮度补偿；当显示装置位于强光环境时，调整主光源亮度和辅光源亮度进行所述亮度补偿。

其中，主光源亮度按照第一增量补偿级线性增加或减少，辅光源亮度按照第二增量补偿级线性增加或减少，且主光源亮度与辅光源亮度异步变化；第一增量补偿级与主光源的主目标亮度成反比，与亮度补偿后的总目标亮度的百分之一的变化量及主目标亮度被划分的亮度等级总数成正比；第二增量补偿级与辅光源的辅目标亮度成反比，与总目标亮度的百分之一的变化量及辅目标亮度被划分的亮度等级总数成正比；总目标亮度为主目标亮度与辅目标亮度之和。

例如，假设当前环境中要求某一分区对应的目标亮度为Lx，该分区中主光源能达到的最大亮度为Lmax，辅光源需要达到的亮度为Lnx，并满足Lx＝Lmax+Lnx，并将主光源划分为255个亮度等级，辅光源划分为64个亮度等级，在进行亮度补偿时，本发明中规定主光源与辅光源不同时调整亮度，即在调整主光源亮度时不调整辅光源亮度，在调整辅光源亮度时不调整主光源亮度。

故，目标亮度每变化1％的量记为ΔLx，应分别与主光源、辅光源每变化1％的亮度变化量相等(分别记为ΔLmax、ΔLnx)，相应的主光源、辅光源每变化1％的亮度变化量对应的亮度等级变化量分别为M、N，其中M、N为整数，则：

ΔLx＝ΔLmax＝ΔLnx；

其中，

即：

例如，原主光源亮度可达500nit，辅助光源最大可达150nit，强光环境要求最大600nit。

根据以上要求，Lnx需要根据实际需求调整至100nit，Lmax为500nit，Lx为600nit。

根据公式取x＝1，即Lmax亮度变化1％，分别得到M和N的变化值(N变化到0之前，M不变)。

即600×1％＝(M/255)×500＝(N/64)×100。

可以计算出N近似取4，M近似取3。

根据实际取值情况，主光源亮度、辅光源亮度的对应关系为：(L_m，L_n)分别为(255，64)、(255，60)…(255，4)、(255，0)，(252，0)…(3，0)，(0，0)。

根据以上规则与原亮度档一一对应，可以继续保持背光的线性变化。当辅助光源总亮度与主光源总亮度比值发生变化，根据规则做相应调整即可。

在有补偿的情况下，Local Dimming功能以上述亮度分级为基础进行调整，避免两种功能冲突。

对于主光源亮度衰减补偿的情况，在对亮度一致性要求较高的应用场合，如医疗显示器等应用场合，长时间使用后显示装置后亮度后会发生衰减，从而影响使用效果，利用辅助光源弥补主光源的亮度衰减，保持模组亮度长期维持恒定，可维持初始显示效果，从而延长使用寿命。

其原理与强光下亮度补偿类似，但其补偿依据并非亮度传感器，而是亮度分析仪器。可以在背光模组内置Flash存储器，存储初始亮度分布表，并对外预留USB调整接口。

由于背光模组均要安装到一定的整机设备中，需要按照该显示设备使用寿命，每隔一定时间对显示设备进行亮度校准，按照标准读取所需亮度数据，通过USB接口传输至背光模组中。

背光模组的微控制器将读入的亮度数据与原始数据比对，当差异超过限值，则根据签名的亮度补偿方法进行补偿，从而将亮度补偿至初始状态，并存入存储器中，作为下一次调整依据。

在本发明提供的实施例中，还可以通过对亮度的调节来保持色度的一致性，从而使显示的色度差异较低。

可以采用下列方式来调整亮度，以保持色度的一致性：

先，将显示装置的显示区划分为多个单一色块。

再将每个单一色块划分为对称的两部分，其中一部分与主光源对应，另一部分与辅光源对应。

最后，在任一单色块对应的色差大于等于色差阈值时，调整任一单色块对应的主光源和辅光源的亮度，使任一单色块对应的色差小于所述色差阈值。

对于部分色度一致性要求高的场合，比如拼接屏应用，要求色差满足(Δx,Δy)均小于±0.01，而普通模组只需要达到±0.03。主光源和辅助光源均选择同一色块，其色坐标分布为±0.03，不能满足要求。将单一色块划分成两部分，主光源和辅助光源选择相对的区域，色度呈对称分布范围，通过调整主光源和辅助光源亮度比例，可以减小显示色差，从而满足高色差要求。

请参见图17，为本发明实施例提供的LED色块分布示意图，图9中每个菱形区域均代表一个LED色块，对应于一个(x,y)色坐标区域，模组的色坐标分布即受到色块大小和对应区域影响，在选择背光源时，选定一个LED色块，可以计算出模组的色坐标分布。

需要说明的是，LED色块表示的是色温的区域范围。LED的色温按标准是分段的，每一段有一个最大值和最小值，在色坐标系中以(x,y)坐标集合表示，这样一个色温段就是一个小块的区域，在LED规格书中以色块方式呈现。

如图17所示，LED色块是按照普通模组要求进行划分，在色块选型时，首先根据色度需求选定其中一个色块区域，假设选定色块为图中AD3，原色块的x坐标分布范围(0.275,0.280)，y坐标分布范围(0.238,0.258)。

请参见图18为本发明实施例提供的将AD3色块划均为2个小色块的示意图，将AD3色块沿x坐标方向取中点，从而将AD3均匀分成两个小的色块，分别标记为S1和S2。则S1区域x坐标分布范围(0.275，0.2775)，y坐标分布范围(0.238，0.248)；S2区域x坐标分布范围(0.2775，0.280)，y坐标分布范围(0.248，0.258)。

主光源和辅助光源分别选择S1和S2色块，使其具备色度互补性，根据以下计算公式可以计算出混色后色坐标。

其中，(x₁,y₁)为S1区域LED色坐标，(x₂,y₂)为2区域LED色坐标，L₁为S1区域LED亮度，L2为S2区域LED亮度，(x,y)为混色后的色坐标。

根据以上公式，可以看出，调节两种光源亮度比例，可以实现色度的变化，由于划分后的色块区域相对于大色块中心点成对称分布，取其极限值，取值范围也只有原色块的一半，由于辅助光源比主光源暗，实际结果会更靠近色块中心点，从而实现色差的缩小。由于该方法中两种光源亮度可根据要求调整，并非完全固定，因此相对于亮度固定的设计方法，其调整更加灵活，适应范围更广。

需要说明的是：色度互补性是针对每个LED色块的中心点而言，无论怎样划分色块，均需要以此中心点为分割线中点，本发明采用了分割成两个小色块的方法，只有两个区域对称分布，其按照以下公式混色后，坐标才会更靠近中心点。同时LED厂家通过筛选提供符合要求LED产品，按照此种方法，比其他分割方式更具经济性。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种显示装置的调光方法，其特征在于，包括：

确定每个分区对应的主光源亮度和辅光源亮度；

根据所述主光源亮度、所述辅光源亮度对相应分区对应的主光源、辅光源进行亮度调节；

其中，确定每个分区对应的主光源亮度和辅光源亮度，包括：

将每个分区等分为多个子分区，一个子分区对应一个辅光源，所述子分区的中心与所述辅光源对应；根据所述每个分区的平均亮度，和分区亮度系数，以及主辅亮度系数，确定所述每个分区对应的主光源亮度；其中，所述分区亮度系数用于指示所述分区亮度分布的均匀度，所述主辅亮度系数用于指示所述分区的中心区域与周边区域的亮度关系，所述周边区域为所述分区中除所述中心区域外的剩余区域；根据每个子分区的平均亮度和中心亮度，确定所述每个子分区对应的辅光源亮度；其中，所述辅光源亮度与所述每个子分区的平均亮度和中心亮度之和成正比。

2.如权利要求1所述的调光方法，其特征在于，所述分区亮度系数、所述主辅亮度系数的计算公式分别为：

3.如权利要求2所述的调光方法，其特征在于，所述主光源亮度、所述辅光源亮度的计算公式分别为：

L_m＝C_gm(1+α+β)；

L_n＝(A_gn+C_gn)/2；

4.如权利要求1所述的调光方法，其特征在于，对各个分区中的主光源、辅光源进行亮度调节，包括：

5.如权利要求4所述的调光方法，其特征在于，所述预设条件为所述当前帧图像中预设的多个标志点中任一标志点的亮度发生变化，或达到设定时间间隔；其中，所述多个标志点均匀分布在所述当前帧图像中。

6.如权利要求5所述的调光方法，其特征在于，对所述各分区中的主光源、辅光源进行渐进式亮度调节，直到达到对应的主光源亮度、辅光源亮度，包括：

7.如权利要求1-6任一项所述的调光方法，其特征在于，还包括：

根据当前环境亮度，确定是否进行亮度补偿；

若确定进行亮度补偿，

8.如权利要求1-6任一项所述的调光方法，其特征在于，还包括：

将所述显示装置的显示区划分为多个单一色块；

9.一种显示装置，包括阵列基板及位于所述阵列基板一侧的液晶盒，其特征在于，包括：

背光源，位于所述阵列基板远离所述液晶盒的一侧；

所述背光源包括均匀分布的多个主光源，以及每个主光源四周均匀分布的多个辅光源；其中，所述辅光源的最大亮度小于所述主光源的最大亮度，任一相邻的两个主光源之间的距离相等，任一相邻的两个辅光源之间的距离相等；

调光单元，所述调光单元的中心与所述主光源对应，每个调光单元对应所述显示装置当前需要显示的当前图像的一个分区，所述调光单元用于确定每个分区对应的主光源亮度和辅光源亮度；根据所述主光源亮度、所述辅光源亮度对相应分区对应的主光源、辅光源进行亮度调节；

其中，确定每个分区对应的主光源亮度和辅光源亮度，包括：将每个分区等分为多个子分区，一个子分区对应一个辅光源，所述子分区的中心与所述辅光源对应；根据所述每个分区的平均亮度，和分区亮度系数，以及主辅亮度系数，确定所述每个分区对应的主光源亮度；其中，所述分区亮度系数用于指示所述分区亮度分布的均匀度，所述主辅亮度系数用于指示所述分区的中心区域与周边区域的亮度关系，所述周边区域为所述分区中除所述中心区域外的剩余区域；根据每个子分区的平均亮度和中心亮度，确定所述每个子分区对应的辅光源亮度；其中，所述辅光源亮度与所述每个子分区的平均亮度和中心亮度之和成正比。

10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述多个辅光源构成一个正多边形的多个顶点，一个辅光源对应一个顶点；

所述主光源位于所述正多边形的中心。

11.如权利要求9或10所述的显示装置，其特征在于，还包括：

12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，在所述液晶盒远离所述阵列基板的一面设置有亮度传感器或亮度分析仪，用于测量环境光的亮度。