專利名稱：液晶電視高動態(tài)背光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)，具體涉及一種液晶電視高動態(tài)背光系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
液晶顯示器通常由液晶面板和背光單元組成，通常情況下，背光單元發(fā)出恒定均勻的光提供給液晶面板，然后，調(diào)節(jié)液晶面板像素單元的透光率顯示圖像。在這種顯示方式下，背光單元的發(fā)光亮度與所顯示的圖像內(nèi)容無關(guān)，不論是黑暗的圖像還是明亮的圖像，背光單元始終按照最大亮度發(fā)光。LED要應(yīng)用于背光源領(lǐng)域，必須要解決許多關(guān)鍵技術(shù)問題，其一為LED發(fā)光的遠(yuǎn)場分布的均勻性和混色的均勻性問題。衡量背光源質(zhì)量的指標(biāo)包括亮度均勻性和色彩均勻性。根據(jù)前文所述亮度定義，要保證整個背光源的亮度均勻性，只需保證在整個背光源發(fā)光面積內(nèi)、可視角范圍內(nèi)光通量的均勻性。在背光源設(shè)計中，散射機(jī)制被簡化為處處一致、的朗伯三色，所以，只需保證三色面處照度分布的均勻性即可。當(dāng)不同峰值波長的色光分別實現(xiàn)均勻亮度分布后，調(diào)節(jié)光源的三色光通量比例，即可滿足色彩均勻性，實現(xiàn)均勻的白光光源。綜上所述，成功地將LED應(yīng)用于背光源的關(guān)鍵點是采用某種封裝形式，改變LED發(fā)光遠(yuǎn)程分布所具有的朗伯型不均勻強(qiáng)度分布的特點，使其在LCD給定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)均勻照度分布。目前應(yīng)用于背光源的LED封裝形式主要由邊發(fā)射式與直下式。邊發(fā)射式背光源的主要問題是由于LED僅僅單純扮演噶光源角色，消極提供恒定亮度的均勻光源給液晶顯示屏，影像亮度、對比度和畫質(zhì)僅由液晶顯示屏控制，對于提升影像對比、畫質(zhì)灰階層次分布并沒有進(jìn)一步幫助，而且，不論影像內(nèi)容如何變化，背光源所消耗功率是固定不變的，因此，邊發(fā)射式背光源存在能量損耗大的缺點。而直下式背光源不存在上述缺點，而且直下式封裝結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)主動式動態(tài)背光源。主動式動態(tài)背光源可參見專利US20060138437A1所公開的“一種利用折射機(jī)制的念咒對稱的透鏡”，以及專利US2006(^68576A1所公開的“光學(xué)系統(tǒng)”。但是，上述兩專利技術(shù)都存在部分區(qū)域照度不均勻，也即造成背光源亮度均勻性與顏色均勻性下降。所以，傳統(tǒng)的邊發(fā)射式結(jié)構(gòu)難以實現(xiàn)主動式動態(tài)背光源，因此難以滿足未來高清液晶彩電畫質(zhì)及高動態(tài)范圍影像的需求，也難以滿足人類社會對節(jié)能的需要。而采用上述傳統(tǒng)二維旋轉(zhuǎn)對稱透鏡實現(xiàn)的主動式動態(tài)背光源并不能充分發(fā)揮主動式動態(tài)背光源的優(yōu)勢。現(xiàn)有也出現(xiàn)少量基于LED的動態(tài)背光源技術(shù)，但普遍存在驅(qū)動芯片的數(shù)量太多， 成本高的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種液晶電視高動態(tài)背光系統(tǒng)，本發(fā)明的背光源機(jī)構(gòu)從原理上解決了傳統(tǒng)二維旋轉(zhuǎn)對稱透鏡在實現(xiàn)主動式動態(tài)背光源上的不足，將可近似為電光源的發(fā)光二極管發(fā)出的光通過有效機(jī)制控制在一個較低的給定
3形狀的范圍內(nèi)，通過特定的排布方式，形成均勻初涉的直下主動式動態(tài)背光源，而且，本發(fā)明采用的動態(tài)背光控制結(jié)構(gòu)，具有明顯減少驅(qū)動芯片數(shù)量，從而有效的減少驅(qū)動板的體積， 并使驅(qū)動板的設(shè)計更加簡單，技能改善圖像顯示質(zhì)量，又能顯著降低成本。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的液晶電視高動態(tài)背光系統(tǒng)，包括一具有發(fā)光組件以提供光源的LED背光模塊以及一用于動態(tài)背光控制的亮度控制單元；所述LED背光模塊設(shè)置有由若干發(fā)光二極管光源組成的LED燈陣列，用于提供所需要的波長和照度的光；光學(xué)透鏡，可無限拼接，具有三位自由折射表面的透明主題，其作用是使發(fā)光二激光發(fā)出的所有光線經(jīng)過折射改變方向后，形成N > 1的正2N邊形或長方形或正三角形的照度分布；散射結(jié)構(gòu)，用于將均勻照度分布轉(zhuǎn)化為均勻亮度分布；所述亮度控制單元包括一用于產(chǎn)生動態(tài)背光控制信號的主控電路和與其電連接的用于驅(qū)動LED燈陣列的驅(qū)動電路，該用于驅(qū)動LED燈陣列的驅(qū)動電路通過其上的行開關(guān)和列開關(guān)連接到LED燈陣列上。所述驅(qū)動電路為PWM波IC或高速開關(guān)IC，所述主控電路為MPU。所述行開關(guān)和列開關(guān)連接到LED燈陣列上組合控制結(jié)構(gòu)包括列開關(guān)一致閉合由行開關(guān)單獨控制結(jié)構(gòu)或行開關(guān)一直閉合由列開關(guān)單獨控制結(jié)構(gòu)，以及有行開關(guān)和列開關(guān)混合控制結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中亮度控制單元的控制方法如下(1)主控電路接收一圖像信號中的像素數(shù)據(jù)；(2)根據(jù)接收的像素數(shù)據(jù)以此計算出每個背光分區(qū)的亮度值；(3)主控電路分別取出每行和每列背光分區(qū)中的亮度最大值MLD，并發(fā)送給驅(qū)動電路；(4)驅(qū)動電路驅(qū)動每一個行開關(guān)的輸出其對應(yīng)行的行最大亮度值；(5)驅(qū)動電路驅(qū)動每一個列開關(guān)的輸出其對應(yīng)列的列最大亮度值；(6)主動電路再通過實際分區(qū)亮度值與期望分區(qū)亮度值相比較，計算出調(diào)整系數(shù) K ；(7)把像素數(shù)據(jù)調(diào)整為原來的1/K倍。上述控制方法中，所述步驟O)中的每個背光分區(qū)的亮度值為此背光分區(qū)對應(yīng)位置的像素數(shù)據(jù)中的最大值；所述步驟(6)中的期望分區(qū)亮度值為步驟O)中計算得到的每個背光分區(qū)的亮度值。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點及有益效果本發(fā)明的背光源機(jī)構(gòu)從原理上解決了傳統(tǒng)二維旋轉(zhuǎn)對稱透鏡在實現(xiàn)主動式動態(tài)背光源上的不足，將可近似為電光源的發(fā)光二極管發(fā)出的光通過有效機(jī)制控制在一個較低的給定形狀的范圍內(nèi)，通過特定的排布方式，形成均勻初涉的直下主動式動態(tài)背光源，而且，本發(fā)明采用的動態(tài)背光控制結(jié)構(gòu)，具有明顯減少驅(qū)動芯片數(shù)量，從而有效的減少驅(qū)動板的體積，并使驅(qū)動板的設(shè)計更加簡單，技能改善圖像顯示質(zhì)量，又能顯著降低成本。


圖1為實施例所示液晶電視高動態(tài)背光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實施例中正四邊形照度分布的透鏡封裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為實施例控制的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例液晶電視高動態(tài)背光系統(tǒng)，包括一具有發(fā)光組件以提供光源的LED背光模塊以及一用于動態(tài)背光控制的亮度控制單元，如圖1所示，所述亮度控制單元包括一用于產(chǎn)生動態(tài)背光控制信號的主控電路和與其電連接的用于驅(qū)動LED燈陣列的驅(qū)動電路，該用于驅(qū)動 LED燈陣列的驅(qū)動電路通過其上的行開關(guān)和列開關(guān)連接到LED燈陣列上。如圖2所示，所述LED背光模塊包括發(fā)光二極管41與形成正四邊形照度分布的透鏡40。發(fā)光而激光41的封裝方式包括直接使用透鏡40進(jìn)行封裝；先采用傳統(tǒng)的半球形透鏡封裝，再與透鏡40配合。透鏡40對光線的作用機(jī)制描述如下發(fā)光二極管41發(fā)出的光線中位于對稱面42的部分43，經(jīng)過折射后，初涉光線44荏苒在面42內(nèi)。發(fā)光二極管41 發(fā)出的非對稱面內(nèi)的光線45，經(jīng)過折射后，初涉光線46不一定在對稱周47與光線45組成的平面48內(nèi)。在本實施例中，透鏡的使用能將該透鏡封裝的發(fā)光二極管發(fā)出的光限制在一個較小的給定形狀的區(qū)域，因此可以實現(xiàn)主動式動態(tài)背光源。所述驅(qū)動電路為PWM波IC或高速開關(guān)IC，所述主控電路為MPU。所述行開關(guān)和列開關(guān)連接到LED燈陣列上組合控制結(jié)構(gòu)包括列開關(guān)一致閉合由行開關(guān)單獨控制結(jié)構(gòu)或行開關(guān)一直閉合由列開關(guān)單獨控制結(jié)構(gòu)，以及有行開關(guān)和列開關(guān)混合控制結(jié)構(gòu)。亮度控制單元的控制方法，如圖3所示，具體為(1)路接收一圖像信號中的像素數(shù)據(jù)；(2)根據(jù)接收的像素數(shù)據(jù)以此計算出每個背光分區(qū)的亮度值；(3)主控電路分別取出每行和每列背光分區(qū)中的亮度最大值MLD，并發(fā)送給驅(qū)動電路；(4)驅(qū)動電路驅(qū)動每一個行開關(guān)的輸出其對應(yīng)行的行最大亮度值；(5)驅(qū)動電路驅(qū)動每一個列開關(guān)的輸出其對應(yīng)列的列最大亮度值；(6)主動電路再通過實際分區(qū)亮度值與期望分區(qū)亮度值相比較，計算出調(diào)整系數(shù) K ；(7)把像素數(shù)據(jù)調(diào)整為原來的1/K倍。上述控制方法中，所述步驟O)中的每個背光分區(qū)的亮度值為此背光分區(qū)對應(yīng)位置的像素數(shù)據(jù)中的最大值；所述步驟(6)中的期望分區(qū)亮度值為步驟O)中計算得到的每個背光分區(qū)的亮度值。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.液晶電視高動態(tài)背光系統(tǒng)，其特征在于包括一具有發(fā)光組件以提供光源的LED背光模塊以及一用于動態(tài)背光控制的亮度控制單元；所述LED背光模塊設(shè)置有由若干發(fā)光二極管光源組成的LED燈陣列，用于提供所需要的波長和照度的光；光學(xué)透鏡，可無限拼接，具有三位自由折射表面的透明主題，其作用是使發(fā)光二激光發(fā)出的所有光線經(jīng)過折射改變方向后，形成N > 1的正2N邊形或長方形或正三角形的照度分布；散射結(jié)構(gòu)，用于將均勻照度分布轉(zhuǎn)化為均勻亮度分布；所述亮度控制單元包括一用于產(chǎn)生動態(tài)背光控制信號的主控電路和與其電連接的用于驅(qū)動LED燈陣列的驅(qū)動電路，該用于驅(qū)動LED燈陣列的驅(qū)動電路通過其上的行開關(guān)和列開關(guān)連接到LED燈陣列上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶電視高動態(tài)背光系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動電路為PWM波IC或高速開關(guān)IC，所述主控電路為MPU。
3.根據(jù)權(quán)利要求書所述的液晶電視高動態(tài)背光系統(tǒng)，其特征在于所述行開關(guān)和列開關(guān)連接到LED燈陣列上組合控制結(jié)構(gòu)包括列開關(guān)一致閉合由行開關(guān)單獨控制結(jié)構(gòu)或行開關(guān)一直閉合由列開關(guān)單獨控制結(jié)構(gòu)，以及有行開關(guān)和列開關(guān)混合控制結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供液晶電視高動態(tài)背光系統(tǒng)，包括一LED背光模塊以及亮度控制單元；LED背光模塊設(shè)置有由若干發(fā)光二極管光源組成的LED燈陣列，用于提供所需要的波長和照度的光；光學(xué)透鏡，可無限拼接，具有三位自由折射表面的透明主題，其作用是使發(fā)光二激光發(fā)出的所有光線經(jīng)過折射改變方向后，形成N＞1的正2N邊形或長方形或正三角形的照度分布；散射結(jié)構(gòu)，用于將均勻照度分布轉(zhuǎn)化為均勻亮度分布。亮度控制單元包括一用于產(chǎn)生動態(tài)背光控制信號的主控電路和與其電連接的用于驅(qū)動LED燈陣列的驅(qū)動電路，該用于驅(qū)動LED燈陣列的驅(qū)動電路通過其上的行開關(guān)和列開關(guān)連接到LED燈陣列上。本發(fā)明驅(qū)動板的設(shè)計更加簡單，技能改善圖像顯示質(zhì)量，又能顯著降低成本。
文檔編號F21Y101/02GK102479492SQ20101056218
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者陳東華 申請人:惠州三華工業(yè)有限公司