液晶模組光學均勻性調節(jié)方法及系統(tǒng)與流程
本發(fā)明涉及液晶模組技術領域，尤其涉及一種液晶模組光學均勻性調節(jié)方法及液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)。
背景技術：
液晶模組是液晶電視的顯示部件。現(xiàn)有技術中，液晶模組由LED光源組件、光學膜片和液晶顯示屏(Liquid Crystal Display，LCD)組成，各個LED光源經過光學膜片后，形成與液晶顯示屏像素平面所對應的面光源，由于LED光源的差異性和光學膜片的裝配誤差，以及LED光源的光學參數(shù)(例如，光強或光型)、LED位置及光學膜片的導光特性等多方面離散因素的影響，導致入射到液晶顯示屏表面的不同區(qū)域的面光源存在光強差異。
上述技術方案的弊端是，液晶顯示屏的光學均勻性不佳。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于提供一種液晶模組光學均勻性調節(jié)方法，旨在提高液晶顯示屏的光學均勻性。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種液晶模組光學均勻性調節(jié)方法，所述液晶模組包括面對設置的LED光源矩陣和光學膜片，以及設于所述光學膜片的背離所述LED光源矩陣一側的液晶顯示屏，所述光學膜片的背離所述LED光源矩陣的一側為出光側，所述液晶模組光學均勻性調節(jié)方法包括如下步驟：
獲取所述光學膜片上每個面光源區(qū)的亮度值；
根據每個所述面光源區(qū)的亮度值，確定每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)；
根據每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)，調節(jié)所述光學膜片上每個所述面光源區(qū)的亮度，以均衡所述液晶模組的光學均勻性。
優(yōu)選地，所述獲取所述光學膜片上每個面光源區(qū)的亮度值之前，還包括：
獲取所述LED光源矩陣的光源排布規(guī)則；
根據所述光源排布規(guī)則，將所述光學膜片進行分區(qū)，以得到包含若干個面光源區(qū)的第一矩陣，所述第一矩陣中的每一個所述面光源區(qū)，與所述LED光源矩陣中的相同位置的LED光源的法線方向光線投射區(qū)域對應，或與兩個相鄰的LED光源之間形成的虛擬光源的投射區(qū)域對應。
優(yōu)選地，所述液晶模組光學均勻性調節(jié)方法，還包括：
獲取所述液晶顯示屏上每個像素區(qū)域的亮度值；
根據每個所述像素區(qū)域的亮度值，確定每個所述像素區(qū)域的第二亮度補償系數(shù)；
根據所述第二亮度補償系數(shù)，調節(jié)所述液晶顯示屏上每個所述像素區(qū)域的亮度。
優(yōu)選地，所述獲取所述液晶顯示屏上每個像素區(qū)域的亮度值之前，還包括：
獲取所述LED光源矩陣的光源排布規(guī)則；
根據所述光源排布規(guī)則，將所述液晶顯示屏進行像素分區(qū)，以得到包含若干個像素區(qū)域的第二矩陣，所述第二矩陣中的每一個所述像素區(qū)域，與所述LED光源矩陣中的相同位置的LED光源的法線方向光線投射區(qū)域對應，或與兩個相鄰的LED光源之間形成的虛擬光源的投射區(qū)域對應。
優(yōu)選地，所述根據每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)，調節(jié)所述光學膜片上每個所述面光源區(qū)的亮度，包括：
獲取每個所述LED光源的光電轉換系數(shù)、初始占空比數(shù)據以及驅動電流；
根據每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)和所述初始占空比數(shù)據，計算得到每一個所述LED光源的補償占空比數(shù)據；
根據所述光電轉換系數(shù)、所述補償占空比數(shù)據和所述驅動電流，調節(jié)所述光學膜片上每個所述面光源區(qū)的亮度。
此外，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)，所述液晶模組包括面對設置的LED光源矩陣和光學膜片，以及設于所述光學膜片的背離所述LED光源矩陣一側的液晶顯示屏，所述光學膜片的背離所述LED光源矩陣的一側為出光側，所述液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)包括：
獲取模塊，用于獲取所述光學膜片上每個面光源區(qū)的亮度值；
確定模塊，用于根據每個所述面光源區(qū)的亮度值，確定每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)；
調節(jié)模塊，用于根據每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)，調節(jié)所述光學膜片上每個所述面光源區(qū)的亮度，以均衡所述液晶模組的光學均勻性。
優(yōu)選地，所述獲取模塊，進一步用于：
獲取所述LED光源矩陣的光源排布規(guī)則；
所述液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)，還包括：
第一分區(qū)模塊，用于根據所述光源排布規(guī)則，將所述光學膜片進行分區(qū)，以得到包含若干個面光源區(qū)的第一矩陣，所述第一矩陣中的每一個所述面光源區(qū)，與所述LED光源矩陣中的相同位置的LED光源的法線方向光線投射區(qū)域對應，或與兩個相鄰的LED光源之間形成的虛擬光源的投射區(qū)域對應。
優(yōu)選地，所述獲取模塊進一步用于：獲取所述液晶顯示屏上每個像素區(qū)域的亮度值；
所述確定模塊進一步用于：根據每個所述像素區(qū)域的亮度值，確定每個所述像素區(qū)域的第二亮度補償系數(shù)；
所述調節(jié)模塊進一步用于：根據所述第二亮度補償系數(shù)，調節(jié)所述液晶顯示屏上每個所述像素區(qū)域的亮度。
優(yōu)選地，所述獲取模塊進一步用于：獲取所述LED光源矩陣的光源排布規(guī)則；
所述液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)，還包括：
第二分區(qū)模塊，用于根據所述光源排布規(guī)則，將所述液晶顯示屏進行像素分區(qū)，以得到包含若干個像素區(qū)域的第二矩陣，所述第二矩陣中的每一個所述像素區(qū)域，與所述LED光源矩陣中的相同位置的LED光源的法線方向光線投射區(qū)域對應，或與兩個相鄰的LED光源之間形成的虛擬光源的投射區(qū)域對應。
優(yōu)選地，所述調節(jié)模塊包括：
獲取單元，用于獲取每個所述LED光源的光電轉換系數(shù)、初始占空比數(shù)據以及驅動電流；
計算單元，用于根據每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)和所述初始占空比數(shù)據，計算得到每一個所述LED光源的補償占空比數(shù)據；
調節(jié)單元，用于根據所述光電轉換系數(shù)、所述補償占空比數(shù)據和所述驅動電流，調節(jié)所述光學膜片上每個所述面光源區(qū)的亮度。
在本發(fā)明的技術方案中，所述液晶模組光學均勻性調節(jié)通過獲取所述光學膜片上每個面光源區(qū)的亮度值，根據每個所述面光源區(qū)的亮度值，確定每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)，根據每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)，調節(jié)所述光學膜片上每個所述面光源區(qū)的亮度，以均衡所述液晶模組的光學均勻性，因此，通過調節(jié)LED光源的第一亮度補償系數(shù)，可以有效調節(jié)每個面光源區(qū)的亮度值，從而提高了液晶顯示屏的光學均勻性。
附圖說明
圖1為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)方法第一實施例的流程示意圖；
圖2為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)方法中液晶模組背光光路示意圖；
圖3為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)方法第二實施例的流程示意圖；
圖4為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)方法中液晶顯示屏上各像素區(qū)域和LED光源的映射投影示意圖；
圖5為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)方法第三實施例的流程示意圖；
圖6為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)方法中的LED光源亮度矯正框圖；
圖7為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)方法第四實施例的流程示意圖；
圖8為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)方法第五實施例的流程示意圖；
圖9為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)方法中的背光LED點陣分布示意圖；
圖10為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)方法中的液晶顯示屏亮度矯正框圖；
圖11為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)方法中的LCD背光面光源分布示意圖；
圖12為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)方法中的工廠設備連接示意圖；
圖13為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)第一實施例的功能模塊示意圖；
圖14為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)第二實施例的功能模塊示意圖；
圖15為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)第四實施例的功能模塊示意圖；
圖16為本發(fā)明液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)第五實施例的功能模塊示意圖。
本發(fā)明目的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
應在理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明提供一種液晶模組光學均勻性調節(jié)方法。
請參閱圖1，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一實施例提供一種液晶模組光學均勻性調節(jié)方法，所述液晶模組包括面對設置的LED光源矩陣和光學膜片，以及設于所述光學膜片的背離所述LED光源矩陣一側的液晶顯示屏，所述光學膜片的背離所述LED光源矩陣的一側為出光側，所述液晶模組光學均勻性調節(jié)方法包括如下步驟：
步驟S10，獲取所述光學膜片上每個面光源區(qū)的亮度值；
步驟S20，根據每個所述面光源區(qū)的亮度值，確定每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)；
步驟S30，根據每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)，調節(jié)所述光學膜片上每個所述面光源區(qū)的亮度，以均衡所述液晶模組的光學均勻性。
在本發(fā)明的技術方案中，所述液晶模組光學均勻性調節(jié)通過獲取所述光學膜片上每個面光源區(qū)的亮度值，根據每個所述面光源區(qū)的亮度值，確定每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)，根據每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)，調節(jié)所述光學膜片上每個所述面光源區(qū)的亮度，以均衡所述液晶模組的光學均勻性，因此，通過調節(jié)LED光源的第一亮度補償系數(shù)，可以有效調節(jié)每個面光源區(qū)的亮度值，從而提高了液晶顯示屏的光學均勻性。
請參閱圖2，LED1和LED2是液晶電視的所述LED光源矩陣中的兩相鄰LED光源。L1，L2，L3，L4及L5是LED1發(fā)出的光線，該光線先穿過所述光學膜片，再配合液晶光閥成像；L1’，L2’，L3’，L4’及L5’是LED2所發(fā)出光線，先穿過所述光學膜片，再配合液晶光閥成像。
L4和L5是LED1的側出光線，對應的液晶顯示屏區(qū)域為EDGE1 AREA。L3是LED1的法線方向的光線，對應的液晶顯示屏區(qū)域為V1 AREA。
L2和L1是LED1的側出光線，L5’和L4’是LED2的側出光線，對應的液晶顯示屏區(qū)域為COMMON AREA。
L3’是LED2的法線方向的光線，對應的液晶顯示屏區(qū)域為V2 AREA。
L1’和L2’是LED2的側出光線，對應的液晶顯示屏區(qū)域為EDGE2 AREA。
所述面光源區(qū)為各個LED光源在所述光學膜片的入光側或出光側形成的多個光源區(qū)，所述LED光源經過所述光學膜片后，在所述光學膜片的出光側形成與液晶屏幕的像素平面所對應的平面光源，LED光源的光學參數(shù)(例如，光強或光型)、LED位置和所述光學膜片的導光特性等多方面離散因素的影響，導致入射到液晶顯示屏表面的不同區(qū)域的平面光源的存在光強差異，最終導致液晶顯示屏的顯示圖像存在亮度不均現(xiàn)象。
通過本發(fā)明提供的電路信號處理方法，可以對LED光源進行亮度差異矯正，從而有效均衡所述液晶模組的光學均勻性。
所述LED光源矩陣包括呈N行×M列分布的LED光源，其中，N＞0，且M＞0。
請參閱圖3，基于本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)方法的第一實施例，本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)方法的第二實施例中，所述步驟S10之前，還包括：
步驟S40，獲取所述LED光源矩陣的光源排布規(guī)則；
步驟S50，根據所述光源排布規(guī)則，將所述光學膜片進行分區(qū)，以得到包含若干個面光源區(qū)的第一矩陣，所述第一矩陣中的每一個所述面光源區(qū)，與所述LED光源矩陣中的相同位置的LED光源的法線方向光線投射區(qū)域對應，或與兩個相鄰的LED光源之間形成的虛擬光源的投射區(qū)域對應。
所述光源排布規(guī)則指的是所述LED光源矩陣中每行的LED光源數(shù)量和每列的LED光源數(shù)量，更進一步的，還可以包括相鄰兩個LED光源的間距。根據所述LED光源矩陣的排布，將所述光學膜片的入光側或出光側劃分為第一矩陣。
請參閱圖4，所述液晶顯示屏的像素分辨率為X×Y，所述LED光源矩陣包括N×M個LED光源，每兩個LED光源之間形成一個虛擬光源點，同時，所述光學膜片的四周還分別環(huán)繞一條邊緣區(qū)域，因此，所述光學膜片可以分為(2N+1)×(2M+1)個面光源區(qū)。
所述第一矩陣中的每一個所述面光源區(qū)，與所述LED光源矩陣中的相同位置的LED光源的法線方向光線投射區(qū)域(下文統(tǒng)稱第一LED光源區(qū))對應，或與兩個相鄰的LED光源之間形成的虛擬光源的投射區(qū)域(下文統(tǒng)稱第一虛擬光源區(qū))對應。
請參閱圖5，基于本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)方法的第一實施例，本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)方法的第三實施例中，所述液晶模組光學均勻性調節(jié)方法，還包括：
步驟S60，獲取所述液晶顯示屏上每個像素區(qū)域的亮度值；
步驟S70，根據每個所述像素區(qū)域的亮度值，確定每個所述像素區(qū)域的第二亮度補償系數(shù)；
步驟S80，根據所述第二亮度補償系數(shù)，調節(jié)所述液晶顯示屏上每個所述像素區(qū)域的亮度。
請參閱圖6，本發(fā)明提供的電路信號處理方法，不僅可以對LED光源進行亮度差異矯正，還可以對液晶顯示屏的入射面的光源進行矯正，通過兩種矯正方法，可以將液晶顯示屏的亮度均勻度提高到85％以上。
每個像素區(qū)域包含多個像素點。
所述光學膜片分為(2N+1)×(2M+1)個面光源區(qū)，相應的，所述液晶顯示屏也可以分成(2N+1)×(2M+1)個像素區(qū)域。
所述液晶顯示屏上的每個像素區(qū)域的亮度為Ipixel＝Datapixel×IBL，其中Datapixel為該像素區(qū)域的驅動數(shù)據，IBL為從所述光學膜片出來的每個所述面光源區(qū)的光強值。所述光學膜片處的亮度差異，使所述液晶顯示屏上各個像素區(qū)域窗口所對應的IBL值不一樣，因此驅動信號相同的情況下，各個像素的Ipixel不一樣，所述液晶顯示屏上的圖像均勻性變差。
本專利通過修正所述液晶顯示屏上每個像素區(qū)域的驅動數(shù)據來達到補償光學亮度差異缺陷，每個像素區(qū)域的驅動數(shù)據矯正公式為Ipixel＝(Kposition×Datapixel)×IBL。其中，Kposition為該像素區(qū)域的驅動數(shù)據的補償系數(shù)，Kposition是根據所述液晶顯示屏上每個像素區(qū)域的實測亮度差異計算得到的一個常數(shù)值。由于每個所述像素區(qū)域存在一個Kposition值，因此，對于整個所述液晶顯示屏而言，存在補償系數(shù)數(shù)量為(2N+1)×(2M+1)的Kposition數(shù)組。
通過Kposition調節(jié)所述每個像素區(qū)域的驅動數(shù)據，可以通過調節(jié)液晶顯示屏的上各個像素區(qū)域的光閥實現(xiàn)。
LED本身亮度離散性和LED陣列布局不均勻等背光缺陷，均可通過本發(fā)明所述方法進行修正補償，以保證液晶模組的亮度均勻性。
對于所述液晶顯示屏上的不同像素區(qū)域，Kposition的獲得方法不完全相同，針對每個像素區(qū)域，Kposition的獲得方法如下：
1、從實際光光學效果來看，液晶顯示屏四周的像素區(qū)域EDGE AREA不存在LED光學之間的亮度疊加的問題。在本實施例中，對這部分像素區(qū)域的補償系數(shù)不進行測試計算，直接引用該像素區(qū)域相鄰的像素區(qū)域的Kposition即可。其中，該像素區(qū)域相鄰的像素區(qū)域可以是與所述LED光源位置對應的區(qū)域或與虛擬光源對應的區(qū)域。
2、除了液晶顯示屏的上、下、左、右四邊緣的邊緣像素區(qū)域之外，還剩下位于屏幕中間的(2N-1)×(2M-1)個像素區(qū)域，所述(2N-1)×(2M-1)個像素區(qū)域的Kposition值是需要測試計算獲得的，如圖2所示，屏幕中間的(2N-1)×(2M-1)像素區(qū)域所對應的光源分區(qū)主要由第一LED光源區(qū)和第一虛擬光源區(qū)組成；
3、每個第一LED光源區(qū)和第一虛擬光源區(qū)的亮度Iposition，是由高精度的亮度測試儀測試組合膜片的相關位置亮度得到；
4、每個像素區(qū)域的Kposition補償系數(shù)的計算公式為：Kposition＝Imin/Iposition，其中Imin＝Min(I1，I2，…，I(2N-1)(2M-1))，即Imin為所述液晶顯示屏上每個像素區(qū)域的亮度值的最小值。
需要注意的是，此處的Imin用于為每個所述像素區(qū)域的亮度值提供一個參照標準，通過獲取每個像素區(qū)域的亮度值與該參照標準的差異，即可獲得每個像素區(qū)域的驅動數(shù)據的補償系數(shù)。所述參照標準并不僅限于Imin，實際上，所述參照標準可以替換為I1，I2，…，I(2M-1)(2N-1)中的任意一個，或者I1，I2，…，I(2M-1)(2N-1)的均值，甚至還可以用任意的常數(shù)值。
將液晶顯示屏中心的(2N-1)×(2M-1)分區(qū)的補償系數(shù)數(shù)組，應用到矯正公式Ipixel＝(Kposition×Datapixel)×IBL中，以在LCD驅動電路的DSP處理模塊中實現(xiàn)亮度的矯正。
圖6中，模塊D1為LED亮度信號處理模塊，主要完成LED驅動信號的調制功能。圖6中D2是信號傳輸模塊，是圖6所示模塊D1到圖6所示模塊D3之間信號連接總線。圖6所示模塊D3是LED的驅動模塊，是恒流驅動型驅動模塊，同時也支持電流和電流占空比的調制功能，支持電流和電壓檢測功能等。圖6中所示D4模塊，是LED的驅動電流通道，圖示為一個LED的電流通道，但是本專利支持多通道(多電流)LED驅動模式。圖6中所示D5是LED的供電模塊，提供背光LED所需的電流電壓。此種矯正方式主要適合于LOCAL-DIMMING的單燈矯正回路。
請參閱圖7，基于本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)方法的第三實施例，本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)方法的第四實施例中，步驟S50之前，還包括：
步驟S90，獲取所述LED光源矩陣的光源排布規(guī)則；
步驟S100，根據所述光源排布規(guī)則，將所述液晶顯示屏進行像素分區(qū)，以得到包含若干個像素區(qū)域的第二矩陣，所述第二矩陣中的每一個所述像素區(qū)域，與所述LED光源矩陣中的相同位置的LED光源的法線方向光線投射區(qū)域對應，或與兩個相鄰的LED光源之間形成的虛擬光源的投射區(qū)域對應。
所述光源排布規(guī)則指的是所述LED光源矩陣中每行的LED光源數(shù)量和每列的LED光源數(shù)量，更進一步的，還可以包括相鄰兩個LED光源的間距。根據所述LED光源矩陣的排布，將所述液晶顯示屏劃分為包括若干個像素區(qū)域的第二矩陣。
所述液晶顯示屏的像素分辨率為X×Y，所述LED光源矩陣包括N×M個LED光源，每兩個LED光源之間形成一個虛擬光源點，同時，所述液晶顯示屏的四周還分別環(huán)繞一條邊緣區(qū)域，因此，所述液晶顯示屏可以分為(2N+1)×(2M+1)個像素區(qū)域。
所述第二矩陣中的每一個所述像素區(qū)域，與所述LED光源矩陣中的相同位置的LED光源的法線方向光線投射區(qū)域(下文統(tǒng)稱第一LED光源區(qū))對應，或與兩個相鄰的LED光源之間形成的虛擬光源的投射區(qū)域(下文統(tǒng)稱第一虛擬光源區(qū))對應。
請參閱圖8，基于本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)方法的第一實施例至第四實施例中的任意一項，本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)方法的第五實施例中，步驟S30包括：
步驟S31，獲取每個所述LED光源的光電轉換系數(shù)、初始占空比數(shù)據以及驅動電流；
步驟S32，根據每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)和所述初始占空比數(shù)據，計算得到每一個所述LED光源的補償占空比數(shù)據；
步驟S33，根據所述光電轉換系數(shù)、所述補償占空比數(shù)據和所述驅動電流，調節(jié)所述光學膜片上每個所述面光源區(qū)的亮度。
LED光源本身的光強差異，可以直接調整LB的LED驅動電流，來實現(xiàn)光學均勻性調整。
請參閱圖9至圖12，在本實施例中，采用公式ILED(n,m)＝KLED(n,m)×(KLED-DUTY×DUTY)×CURRENTLED(n,m)來調節(jié)各個LED光源的差異。其中，n和m分別為所述所述LED光源矩陣上的行數(shù)據和列數(shù)據，KLED(n,m)為n行，m列的LED電源的電光轉換系數(shù)(這是一個相對固定的值，在本實施例中，將KLED(n,m)作為常數(shù)處理)，(KLED-DUTY×DUTY)是一個補償后的占空比數(shù)據，CURRENTLED(n,m)是n行，m列的LED電源的驅動電流；本專利中LED光強補償系數(shù)KLED-DUTY是根據圖11中LED陣列中的實測LED光強亮度值，按照平均值算法推算而來。
KLED(n,m)可以按照本發(fā)明實施例三中的Kposition測算方法得到。也就是說，KLED(n,m)可以通過所述光學膜片上的入光側或出光側上的面光源區(qū)的亮度值計算得到，但是，進行Iposition’僅采用所述LED光源的法線方向光線對應區(qū)域，而不采用虛擬光源對應的區(qū)域。
KLED(n,m)＝Imin’/Iposition’，其中Imin’＝Min(I1’，I2’，…，I(2N-1)(2M-1)’)，即Imin’為所述光學膜片上每個面光源區(qū)的亮度值的最小值。需要注意的是，此處的Imin’用于為每個所述面光源區(qū)的亮度值提供一個參照標準，通過獲取每個面光源區(qū)的亮度值與該參照標準的差異，即可獲得每個面光源區(qū)的補償系數(shù)。所述參照標準并不僅限于Imin’，實際上，所述參照標準可以替換為I1’，I2’，…，I(2N-1)(2M-1)’中的任意一個，或者I1’，I2’，…，I(2N-1)(2M-1)’的均值，甚至還可以用任意的常數(shù)值。
如圖10為液晶顯示屏亮度矯正框圖。圖10中DD1模塊為外來輸入的信號處理模塊，包括圖像信號的解碼、空間轉換，畫質優(yōu)化等圖像信號的預處理功能。圖10中DD2模塊，為信號傳輸模塊，是DD2模塊到DD3之間的信號傳輸總線，包括圖像數(shù)據總線，命令控制總線等。圖10中DD3模塊為液晶顯示屏驅動模塊，主要完成將圖像信號轉化成液晶顯示屏的像素驅動信號的功能；根據圖11所示，將液晶顯示屏屏幕有效像素分成(2N+1)×(2M+1)分區(qū)，每個像素的亮度補償公式為Ipixel＝(Kposition×Datapixel)×IBL,Kposition為補償系數(shù)，Datapixel為驅動數(shù)據，IBL為每個像素區(qū)域亮度；其中屏幕四邊區(qū)域的分區(qū)與就近的LED(n,m)使用相同的矯正系數(shù)；本發(fā)明所述的補償算法通過圖10中DD3模塊中的DSP來實現(xiàn)，使整屏顯示均勻性可以達到85％以上。圖10中所示DD4模塊是液晶顯示屏的驅動信號傳輸模塊，是連接DD3和液晶顯示屏之間的信號總線模塊，包括GATE總線，SOURCE總線等等。此種矯正方法，不但適用于直下式背光，也適用于側入式背光。
本專利中所提到LED亮度補償系數(shù)和液晶顯示屏的背光面光源的補償系數(shù)是在實際工廠裝配過程中測試得到。圖12為工廠設備連接圖。(1)LED矯正參數(shù)，是在液晶模組裝配LED燈條階段完成的；用亮度測試儀分別測試每顆LED法向光強，此數(shù)據通過數(shù)據通訊線1傳遞給產線電腦；電腦根據獲取的每顆LED亮度信息和驅動占空比信息,通過平均補償法得到每顆燈占空比補償系數(shù)KLED-DUTY；并將此KLED-DUTY系數(shù)通過燒寫數(shù)據線1，固化到LED亮度信號處理模塊D1的存儲器中，實現(xiàn)LED燈珠的亮度補償功能。(2)背光面光源的矯正參數(shù)，是在液晶模組裝配合光學膜片階段完成的；用亮度測試儀分別測試光學膜片每個分區(qū)的亮度，此數(shù)據通過數(shù)據通訊線2傳遞給產線電腦；電腦根據獲取的每個分區(qū)亮度信息,通過平均補償法得到每個分區(qū)補償系數(shù)KLED-DUTY；并將此KLED-DUTY系數(shù)通過燒寫數(shù)據線2，固化到液晶顯示屏驅動模塊DD3的存儲器中，實現(xiàn)液晶顯示屏顯示亮度補償功能。
本發(fā)明利用LCD驅動模塊的信號處理的DSP乘法功能，補償LED光源陣列亮度不均的缺陷，達到了提升液晶模組顯示均勻性的目的；利用LB的LED驅動電路實現(xiàn)LED光學組件的亮度調整，以平衡LED器件的亮度差異，從而改善光學均勻性。
此外，請參閱圖13，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一實施例提供一種液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)，所述液晶模組包括面對設置的LED光源矩陣和光學膜片，以及設于所述光學膜片的背離所述LED光源矩陣一側的液晶顯示屏，所述光學膜片的背離所述LED光源矩陣的一側為出光側，所述液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)包括：
獲取模塊10，用于獲取所述光學膜片上每個面光源區(qū)的亮度值；
確定模塊20，用于根據每個所述面光源區(qū)的亮度值，確定每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)；
調節(jié)模塊30，用于根據每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)，調節(jié)所述光學膜片上每個所述面光源區(qū)的亮度，以均衡所述液晶模組的光學均勻性。
在本發(fā)明的技術方案中，所述液晶模組光學均勻性調節(jié)通過獲取所述光學膜片上每個面光源區(qū)的亮度值，根據每個所述面光源區(qū)的亮度值，確定每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)，根據每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)，調節(jié)所述光學膜片上每個所述面光源區(qū)的亮度，以均衡所述液晶模組的光學均勻性，因此，通過調節(jié)LED光源的第一亮度補償系數(shù)，可以有效調節(jié)每個面光源區(qū)的亮度值，從而提高了液晶顯示屏的光學均勻性。
請參閱圖2，LED1和LED2是液晶電視的所述LED光源矩陣中的兩相鄰LED光源。L1，L2，L3，L4及L5是LED1發(fā)出的光線，該光線先穿過所述光學膜片，再配合液晶光閥成像；L1’，L2’，L3’，L4’及L5’是LED2所發(fā)出光線，先穿過所述光學膜片，再配合液晶光閥成像。
L4和L5是LED1的側出光線，對應的液晶顯示屏區(qū)域為EDGE1 AREA。L3是LED1的法線方向的光線，對應的液晶顯示屏區(qū)域為V1 AREA。
L2和L1是LED1的側出光線，L5’和L4’是LED2的側出光線，對應的液晶顯示屏區(qū)域為COMMON AREA。
L3’是LED2的法線方向的光線，對應的液晶顯示屏區(qū)域為V2 AREA。
L1’和L2’是LED2的側出光線，對應的液晶顯示屏區(qū)域為EDGE2 AREA。
所述面光源區(qū)為各個LED光源在所述光學膜片的入光側或出光側形成的多個光源區(qū)，所述LED光源經過所述光學膜片后，在所述光學膜片的出光側形成與液晶屏幕的像素平面所對應的平面光源，LED光源的光學參數(shù)(例如，光強或光型)、LED位置和所述光學膜片的導光特性等多方面離散因素的影響，導致入射到液晶顯示屏表面的不同區(qū)域的平面光源的存在光強差異，最終導致液晶顯示屏的顯示圖像存在亮度不均現(xiàn)象。
通過本發(fā)明提供的電路信號處理方法，可以對LED光源進行亮度差異矯正，從而有效均衡所述液晶模組的光學均勻性。
所述LED光源矩陣包括呈N行×M列分布的LED光源，其中，N＞0，且M＞0。
基于本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)的第一實施例，本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)的第二實施例中，所述獲取模塊10，進一步用于：
獲取所述LED光源矩陣的光源排布規(guī)則；
請參閱圖14，所述液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)，還包括：
第一分區(qū)模塊40，用于根據所述光源排布規(guī)則，將所述光學膜片進行分區(qū)，以得到包含若干個面光源區(qū)的第一矩陣，所述第一矩陣中的每一個所述面光源區(qū)，與所述LED光源矩陣中的相同位置的LED光源的法線方向光線投射區(qū)域對應。
所述光源排布規(guī)則指的是所述LED光源矩陣中每行的LED光源數(shù)量和每列的LED光源數(shù)量，更進一步的，還可以包括相鄰兩個LED光源的間距。根據所述LED光源矩陣的排布，將所述光學膜片的入光側或出光側劃分為第一矩陣。
請參閱圖4，所述液晶顯示屏的像素分辨率為X×Y，所述LED光源矩陣包括N×M個LED光源，每兩個LED光源之間形成一個虛擬光源點，同時，所述光學膜片的四周還分別環(huán)繞一條邊緣區(qū)域，因此，所述光學膜片可以分為(2N+1)×(2M+1)個面光源區(qū)。
所述第一矩陣中的每一個所述面光源區(qū)，與所述LED光源矩陣中的相同位置的LED光源的法線方向光線投射區(qū)域(下文統(tǒng)稱第一LED光源區(qū))對應，或與兩個相鄰的LED光源之間形成的虛擬光源的投射區(qū)域(下文統(tǒng)稱第一虛擬光源區(qū))對應。
基于本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)的第一實施例，本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)的第三實施例中，所述獲取模塊10進一步用于：獲取所述液晶顯示屏上每個像素區(qū)域的亮度值；
所述確定模塊20進一步用于：根據每個所述像素區(qū)域的亮度值，確定每個所述像素區(qū)域的第二亮度補償系數(shù)；
所述調節(jié)模塊30進一步用于：根據所述第二亮度補償系數(shù)，調節(jié)所述液晶顯示屏上每個所述像素區(qū)域的亮度。
請參閱圖6，本發(fā)明提供的電路信號處理方法，不僅可以對LED光源進行亮度差異矯正，還可以對液晶顯示屏的入射面的光源進行矯正，通過兩種矯正方法，可以將液晶顯示屏的亮度均勻度提高到85％以上。
每個像素區(qū)域包含多個像素點。
所述光學膜片分為(2N+1)×(2M+1)個面光源區(qū)，相應的，所述液晶顯示屏也可以分成(2N+1)×(2M+1)個像素區(qū)域。
所述液晶顯示屏上的每個像素區(qū)域的亮度為Ipixel＝Datapixel×IBL，其中Datapixel為該像素區(qū)域的驅動數(shù)據，IBL為從所述光學膜片出來的每個所述面光源區(qū)的光強值。所述光學膜片處的亮度差異，使所述液晶顯示屏上各個像素區(qū)域窗口所對應的IBL值不一樣，因此驅動信號相同的情況下，各個像素的Ipixel不一樣，所述液晶顯示屏上的圖像均勻性變差。
本專利通過修正所述液晶顯示屏上每個像素區(qū)域的驅動數(shù)據來達到補償光學亮度差異缺陷，每個像素區(qū)域的驅動數(shù)據矯正公式為Ipixel＝(Kposition×Datapixel)×IBL。其中，Kposition為該像素區(qū)域的驅動數(shù)據的補償系數(shù)，Kposition是根據所述液晶顯示屏上每個像素區(qū)域的實測亮度差異計算得到的一個常數(shù)值。由于每個所述像素區(qū)域存在一個Kposition值，因此，對于整個所述液晶顯示屏而言，存在補償系數(shù)數(shù)量為(2N+1)×(2M+1)的Kposition數(shù)組。
通過Kposition調節(jié)所述每個像素區(qū)域的驅動數(shù)據，可以通過調節(jié)液晶顯示屏的上各個像素區(qū)域的光閥實現(xiàn)。
LED本身亮度離散性和LED陣列布局不均勻等背光缺陷，均可通過本發(fā)明所述方法進行修正補償，以保證液晶模組的亮度均勻性。
對于所述液晶顯示屏上的不同像素區(qū)域，Kposition的獲得方法不完全相同，針對每個像素區(qū)域，Kposition的獲得方法如下：
1、從實際光光學效果來看，液晶顯示屏四周的像素區(qū)域EDGE AREA不存在LED光學之間的亮度疊加的問題。在本實施例中，對這部分像素區(qū)域的補償系數(shù)不進行測試計算，直接引用該像素區(qū)域相鄰的像素區(qū)域的Kposition即可。其中，該像素區(qū)域相鄰的像素區(qū)域可以是與所述LED光源位置對應的區(qū)域或與虛擬光源對應的區(qū)域。
2、除了液晶顯示屏的上、下、左、右四邊緣的邊緣像素區(qū)域之外，還剩下位于屏幕中間的(2N-1)×(2M-1)個像素區(qū)域，所述(2N-1)×(2M-1)個像素區(qū)域的Kposition值是需要測試計算獲得的，如圖2所示，屏幕中間的(2N-1)×(2M-1)像素區(qū)域所對應的光源分區(qū)主要由第一LED光源區(qū)和第一虛擬光源區(qū)組成；
3、每個第一LED光源區(qū)和第一虛擬光源區(qū)的亮度Iposition，是由高精度的亮度測試儀測試組合膜片的相關位置亮度得到；
4、每個像素區(qū)域的Kposition補償系數(shù)的計算公式為：Kposition＝Imin/Iposition，其中Imin＝Min(I1，I2，…，I(2N-1)(2M-1))，即Imin為所述液晶顯示屏上每個像素區(qū)域的亮度值的最小值。
需要注意的是，此處的Imin用于為每個所述像素區(qū)域的亮度值提供一個參照標準，通過獲取每個像素區(qū)域的亮度值與該參照標準的差異，即可獲得每個像素區(qū)域的驅動數(shù)據的補償系數(shù)。所述參照標準并不僅限于Imin，實際上，所述參照標準可以替換為I1，I2，…，I(2M-1)(2N-1)中的任意一個，或者I1，I2，…，I(2M-1)(2N-1)的均值，甚至還可以用任意的常數(shù)值。
將液晶顯示屏中心的(2N-1)×(2M-1)分區(qū)的補償系數(shù)數(shù)組，應用到矯正公式Ipixel＝(Kposition×Datapixel)×IBL中，以在LCD驅動電路的DSP處理模塊中實現(xiàn)亮度的矯正。
圖6中，模塊D1為LED亮度信號處理模塊，主要完成LED驅動信號的調制功能。圖6中D2是信號傳輸模塊，是圖6所示模塊D1到圖6所示模塊D3之間信號連接總線。圖6所示模塊D3是LED的驅動模塊，是恒流驅動型驅動模塊，同時也支持電流和電流占空比的調制功能，支持電流和電壓檢測功能等。圖6中所示D4模塊，是LED的驅動電流通道，圖示為一個LED的電流通道，但是本專利支持多通道(多電流)LED驅動模式。圖6中所示D5是LED的供電模塊，提供背光LED所需的電流電壓。此種矯正方式主要適合于LOCAL-DIMMING的單燈矯正回路。
請參閱圖15，基于本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)的第三實施例，本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)的第四實施例中，所述獲取模塊10進一步用于：獲取所述LED光源矩陣的光源排布規(guī)則；
所述液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)，還包括：
第二分區(qū)模塊50，用于根據所述光源排布規(guī)則，將所述液晶顯示屏進行像素分區(qū)，以得到包含若干個像素區(qū)域的第二矩陣，所述第二矩陣中的每一個所述像素區(qū)域，與所述LED光源矩陣中的相同位置的LED光源的法線方向光線投射區(qū)域對應，或與兩個相鄰的LED光源之間形成的虛擬光源的投射區(qū)域對應。
所述光源排布規(guī)則指的是所述LED光源矩陣中每行的LED光源數(shù)量和每列的LED光源數(shù)量，更進一步的，還可以包括相鄰兩個LED光源的間距。根據所述LED光源矩陣的排布，將所述液晶顯示屏劃分為包括若干個像素區(qū)域的第二矩陣。
所述液晶顯示屏的像素分辨率為X×Y，所述LED光源矩陣包括N×M個LED光源，每兩個LED光源之間形成一個虛擬光源點，同時，所述液晶顯示屏的四周還分別環(huán)繞一條邊緣區(qū)域，因此，所述液晶顯示屏可以分為(2N+1)×(2M+1)個像素區(qū)域。
所述第二矩陣中的每一個所述像素區(qū)域，與所述LED光源矩陣中的相同位置的LED光源的法線方向光線投射區(qū)域(下文統(tǒng)稱第一LED光源區(qū))對應，或與兩個相鄰的LED光源之間形成的虛擬光源的投射區(qū)域(下文統(tǒng)稱第一虛擬光源區(qū))對應。
請參閱圖16，基于本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)的第一實施例至第四實施例中的任意一項，本發(fā)明的液晶模組光學均勻性調節(jié)系統(tǒng)的第五實施例中，所述調節(jié)模塊30包括：
獲取單元31，用于獲取每個所述LED光源的光電轉換系數(shù)、初始占空比數(shù)據以及驅動電流；
計算單元32，用于根據每個所述LED光源的第一亮度補償系數(shù)和所述初始占空比數(shù)據，計算得到每一個所述LED光源的補償占空比數(shù)據；
調節(jié)單元33，用于根據所述光電轉換系數(shù)、所述補償占空比數(shù)據和所述驅動電流，調節(jié)所述光學膜片上每個所述面光源區(qū)的亮度。
LED光源本身的光強差異，可以直接調整LB的LED驅動電流，來實現(xiàn)光學均勻性調整。
請參閱圖9至圖12，在本實施例中，采用公式ILED(n,m)＝KLED(n,m)×(KLED-DUTY×DUTY)×CURRENTLED(n,m)來調節(jié)各個LED光源的差異。其中，n和m分別為所述所述LED光源矩陣上的行數(shù)據和列數(shù)據，KLED(n,m)為n行，m列的LED電源的電光轉換系數(shù)(這是一個相對固定的值，在本實施例中，將KLED(n,m)作為常數(shù)處理)，(KLED-DUTY×DUTY)是一個補償后的占空比數(shù)據，CURRENTLED(n,m)是n行，m列的LED電源的驅動電流；本專利中LED光強補償系數(shù)KLED-DUTY是根據圖11中LED陣列中的實測LED光強亮度值，按照平均值算法推算而來。
KLED(n,m)可以按照本發(fā)明實施例三中的Kposition測算方法得到。也就是說，KLED(n,m)可以通過所述光學膜片上的入光側或出光側上的面光源區(qū)的亮度值計算得到，但是，進行Iposition’僅采用所述LED光源的法線方向光線對應區(qū)域，而不采用虛擬光源對應的區(qū)域。
KLED(n,m)＝Imin’/Iposition’，其中Imin’＝Min(I1’，I2’，…，I(2N-1)(2M-1)’)，即Imin’為所述光學膜片上每個面光源區(qū)的亮度值的最小值。需要注意的是，此處的Imin’用于為每個所述面光源區(qū)的亮度值提供一個參照標準，通過獲取每個面光源區(qū)的亮度值與該參照標準的差異，即可獲得每個面光源區(qū)的補償系數(shù)。所述參照標準并不僅限于Imin’，實際上，所述參照標準可以替換為I1’，I2’，…，I(2N-1)(2M-1)’中的任意一個，或者I1’，I2’，…，I(2N-1)(2M-1)’的均值，甚至還可以用任意的常數(shù)值。
如圖10為液晶顯示屏亮度矯正框圖。圖10中DD1模塊為外來輸入的信號處理模塊，包括圖像信號的解碼、空間轉換，畫質優(yōu)化等圖像信號的預處理功能。圖10中DD2模塊，為信號傳輸模塊，是DD2模塊到DD3之間的信號傳輸總線，包括圖像數(shù)據總線，命令控制總線等。圖10中DD3模塊為液晶顯示屏驅動模塊，主要完成將圖像信號轉化成液晶顯示屏的像素驅動信號的功能；根據圖11所示，將液晶顯示屏屏幕有效像素分成(2N+1)×(2M+1)分區(qū)，每個像素的亮度補償公式為Ipixel＝(Kposition×Datapixel)×IBL,Kposition為補償系數(shù)，Datapixel為驅動數(shù)據，IBL為每個像素區(qū)域亮度；其中屏幕四邊區(qū)域的分區(qū)與就近的LED(n,m)使用相同的矯正系數(shù)；本發(fā)明所述的補償算法通過圖10中DD3模塊中的DSP來實現(xiàn)，使整屏顯示均勻性可以達到85％以上。圖10中所示DD4模塊是液晶顯示屏的驅動信號傳輸模塊，是連接DD3和液晶顯示屏之間的信號總線模塊，包括GATE總線，SOURCE總線等等。此種矯正方法，不但適用于直下式背光，也適用于側入式背光。
本專利中所提到LED亮度補償系數(shù)和液晶顯示屏的背光面光源的補償系數(shù)是在實際工廠裝配過程中測試得到。圖12為工廠設備連接圖。(1)LED矯正參數(shù)，是在液晶模組裝配LED燈條階段完成的；用亮度測試儀分別測試每顆LED法向光強，此數(shù)據通過數(shù)據通訊線1傳遞給產線電腦；電腦根據獲取的每顆LED亮度信息和驅動占空比信息,通過平均補償法得到每顆燈占空比補償系數(shù)KLED-DUTY；并將此KLED-DUTY系數(shù)通過燒寫數(shù)據線1，固化到LED亮度信號處理模塊D1的存儲器中，實現(xiàn)LED燈珠的亮度補償功能。(2)背光面光源的矯正參數(shù)，是在液晶模組裝配合光學膜片階段完成的；用亮度測試儀分別測試光學膜片每個分區(qū)的亮度，此數(shù)據通過數(shù)據通訊線2傳遞給產線電腦；電腦根據獲取的每個分區(qū)亮度信息,通過平均補償法得到每個分區(qū)補償系數(shù)KLED-DUTY；并將此KLED-DUTY系數(shù)通過燒寫數(shù)據線2，固化到液晶顯示屏驅動模塊DD3的存儲器中，實現(xiàn)液晶顯示屏顯示亮度補償功能。
本發(fā)明利用LCD驅動模塊的信號處理的DSP乘法功能，補償LED光源陣列亮度不均的缺陷，達到了提升液晶模組顯示均勻性的目的；利用LB的LED驅動電路實現(xiàn)LED光學組件的亮度調整，以平衡LED器件的亮度差異，從而改善光學均勻性。
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。
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