具有可调节的直接照明式背光单元的显示器制造技术

本公开涉及具有可调节的直接照明式背光单元的显示器。本文公开了一种显示器，所述显示器可具有像素阵列，诸如液晶像素阵列。所述像素阵列可由包括发光二极管阵列的背光单元照明。背光亮度选择电路可选择所述发光二极管的亮度值。所述背光亮度选择电路可基于图像数据、基于在先前图像帧中使用的亮度值、基于设备信息和/或基于传感器信息来选择所述亮度值。所述背光亮度选择电路可选择背光亮度水平以抑制可见伪影，诸如闪烁和光晕。由所述背光亮度选择电路选择的所述背光水平可由功率消耗补偿电路来修改。所述功率消耗补偿电路可估计使用目标亮度水平来操作背光源所需的功率消耗的量，并且可修改所述目标亮度水平以满足最大功率消耗要求。

【技术实现步骤摘要】
具有可调节的直接照明式背光单元的显示器本专利申请要求于2019年4月18日提交的美国专利申请16/388,427的优先权，该专利申请据此全文以引用方式并入本文。
技术介绍
本公开整体涉及显示器，并且更具体地涉及背光显示器。电子设备通常包括显示器。例如，计算机和蜂窝电话有时具有背光液晶显示器。侧光式背光单元具有将光发射到导光板的边缘表面的发光二极管。然后导光板将所发射的光横向分布在显示器上以用作背光照明。直接照明式背光单元具有垂直发射穿过显示器的光的发光二极管阵列。直接照明式背光源可具有允许增强动态范围并降低功率消耗的局部可调光发光二极管。然而，如果不小心，直接照明式背光源可为大体积的或者可产生不期望的可见伪影。
技术实现思路
本文公开了一种显示器，所述显示器可具有像素阵列，诸如液晶像素阵列。像素阵列可用来自背光单元的背光照明进行照明。背光单元可包括发光二极管阵列，其中每个发光二极管被放置在相应的单元中。每个发光二极管的亮度可在每个显示帧中变化以优化显示器的观看。背光亮度选择电路可选择背光单元中的发光二极管的亮度值。背光亮度选择电路可基于图像数据来选择亮度值。背光亮度选择电路可基于先前图像帧中的发光二极管所使用的亮度值来选择亮度值。背光亮度选择电路可基于设备信息(诸如关于哪些软件应用程序当前正在电子设备上运行的信息)来选择亮度值。背光亮度选择电路可基于显示信息诸如显示操作模式来选择亮度值。背光亮度选择电路可基于环境条件诸如环境光水平或温度来选择亮度值。背光亮度选择电路可使用基于图像内容来生成目标亮度值的内容分析电路。闪烁抑制电路可修改目标亮度值以减少显示器操作期间的可见闪烁。例如，闪烁抑制电路可使用时间滤波器来减少闪烁。光晕抑制电路可修改目标亮度值以减少所显示图像中的可见光晕。光晕抑制电路可基于图像的内容和其他所接收的信息在抑制可见光晕和保持图像中的动态范围之间确定优先顺序。背光亮度选择电路中的闪光抑制电路可识别可检测到的闪光风险何时发生，并且可在检测到闪光风险时采取合适的抑制动作。场景变化检测电路可通过将一个或多个先前帧的亮度值与当前帧的目标亮度值进行比较来识别场景变化何时发生。如果检测到场景变化，则可采取合适的动作(例如，可修改闪烁抑制电路的参数)。由所述背光亮度选择电路选择的所述背光水平可由功率消耗补偿电路来修改。功率消耗补偿电路可从背光亮度选择电路接收目标背光水平，并且可使用目标亮度水平来估计操作背光源所需的功率消耗的量。功率消耗补偿电路可使用一个或多个查找表来估计功率消耗的量。功率消耗补偿电路可评估静态功率消耗(与单个显示帧相关联)和动态功率消耗(与显示帧的序列相关联)两者。附图说明图1是根据实施方案的具有显示器的例示性电子设备的图示。图2是根据一个实施方案的例示性显示器的横截面侧视图。图3是根据一个实施方案的直接照明式背光单元的例示性发光二极管阵列的顶视图。图4是根据一个实施方案的示出背光源可如何在显示器的不同部分中具有不同亮度的例示性显示器的顶视图。图5是根据一个实施方案的具有显示器的例示性电子设备的示意图，该显示器具有直接照明式背光单元。图6是根据一个实施方案的示出可用于改变整个显示器上的背光亮度的控制电路的例示性电子设备的示意图。图7是根据一个实施方案的示出可用于改变整个显示器上的背光亮度并针对变化的背光亮度补偿像素值的控制电路的详细视图的例示性电子设备的示意图。图8是根据一个实施方案的示出可如何在使用帧延迟的同时改变整个显示器上的背光亮度并针对变化的背光亮度补偿像素值的用于操作具有显示器的电子设备的例示性步骤的图示，该显示器具有直接照明式背光单元。图9是根据一个实施方案的具有局部可适应的直接照明式背光源的电子设备的例示性背光亮度选择电路的示意图。图10是根据一个实施方案的可包括在图9的背光亮度选择电路中的例示性闪烁抑制电路的示意图。图11是根据一个实施方案的不使用背光斜坡示例中的液晶透射率和背光亮度随时间变化的曲线图。图12是根据一个实施方案的使用背光斜坡示例中的液晶透射率和背光亮度随时间变化的曲线图。图13是根据一个实施方案的具有局部可适应的直接照明式背光源的电子设备的例示性功率消耗补偿电路的示意图。图14是根据一个实施方案的用于操作具有背光亮度选择电路的电子设备的例示性方法步骤的图示。图15是根据一个实施方案的用于操作具有功率消耗补偿电路的电子设备的例示性方法步骤的图示。具体实施方式电子设备可提供有背光显示器。背光显示器可包括由来自直接照明式背光单元的光背光照明的液晶像素阵列或其他显示器结构。图1示出了可提供有具有直接照明式背光单元的显示器的类型的示例性电子设备的透视图。图1的电子设备10可为计算设备诸如膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器、或其他手持式或便携式电子设备、较小的设备(诸如腕表设备)、挂式设备、耳机或听筒设备、被嵌入在眼镜中的设备或者佩戴在用户的头部上的其他装备，或其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子装备被安装在信息亭或汽车中的系统)、实现这些设备的功能中的两种或更多种功能的装备、或其他电子装备。如图1所示，设备10可具有显示器诸如显示器14。显示器14可安装在外壳12中。有时可称为壳体或箱体的外壳12可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料或这些材料中的任意两种或更多种的组合形成。外壳12可以利用一体式配置形成，在一体式配置中，外壳12的一部分或全部被机加工或模制成单个结构，或者可以利用多个结构(例如，内部框架结构、形成外部外壳表面的一个或多个结构等)形成。外壳12可具有支架诸如任选的支架18，可具有多个部件(例如，相对于彼此移动的外壳部分以形成膝上型计算机或具有可移动部件的其他设备)，可具有蜂窝电话或平板电脑的形状(例如在其中支架18被省略的布置中)和/或可具有其他合适的构型。图1所示的外壳12的布置是示例性的。显示器14可为并入导电电容性触摸传感器电极层或其他触摸传感器部件(例如，电阻性触摸传感器部件、声学触摸传感器部件、基于力的触摸传感器部件、基于光的触摸传感器部件等)的触摸屏显示器或者可为非触敏的显示器。电容触摸屏电极可由氧化铟锡焊盘或者其他透明导电结构的阵列形成。显示器14可包括由液晶显示器(LCD)部件形成的像素16的阵列或者可具有基于其他显示技术的像素阵列。图2中示出了显示器14的横截面侧视图。如图2所示，显示器14可包括像素阵列诸如像素阵列24。像素阵列24可包括像素阵列诸如图1的像素16(例如，具有像素16的行和列的像素阵列)。像素阵列24可由液晶显示器模块(有时称为液晶显示器或液晶层)或其他合适的像素阵列结构形成。用于形成像素阵列24的液晶显示器例如可包括上部偏振器和下部偏振器、插入在上部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子设备，包括：/n多个像素；/n背光源，所述背光源具有被配置为产生用于所述多个像素的背光照明的多个发光二极管；和/n控制电路，所述控制电路被配置为：/n在第一帧期间，基于第一组图像数据来确定所述多个发光二极管的亮度值；以及/n在所述第一帧之后的第二帧期间，使用第二组图像数据来显示图像，同时所述多个发光二极管使用在所述第一帧期间确定的所述亮度值来产生背光照明。/n

【技术特征摘要】
20190418 US 16/388,4271.一种电子设备，包括：
多个像素；
背光源，所述背光源具有被配置为产生用于所述多个像素的背光照明的多个发光二极管；和
控制电路，所述控制电路被配置为：
在第一帧期间，基于第一组图像数据来确定所述多个发光二极管的亮度值；以及
在所述第一帧之后的第二帧期间，使用第二组图像数据来显示图像，同时所述多个发光二极管使用在所述第一帧期间确定的所述亮度值来产生背光照明。


2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为：
在所述第二帧期间，基于在所述第一帧期间确定的所述亮度值来生成模拟的背光重建。


3.根据权利要求2所述的电子设备，其中生成所述模拟的背光重建包括使用一个或多个点扩散函数来模拟与所述多个像素中的每个像素相关联的实际背光亮度值。


4.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为：
基于所述模拟的背光重建来补偿所述第二组图像数据。


5.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为：
在所述第二帧期间，基于所述补偿的第二组图像数据来生成多个色调映射。


6.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为：
在所述第二帧之后的第三帧期间，使用在所述第二帧期间生成的所述色调映射来调节第三组图像数据；以及
在所述第三帧期间，使用所述调节的第三组图像数据来显示图像。


7.根据权利要求1所述的电子设备，其中基于所述第一组图像数据来确定所述多个发光二极管的所述亮度值包括基于所述第一组图像数据的内容来确定初始目标亮度值。


8.根据权利要求7所述的电子设备，其中基于所述第一组图像数据来确定所述多个发光二极管的所述亮度值包括至少基于在所述第一帧之前的附加帧中使用的附加亮度值来修改所述初始目标亮度值。


9.根据权利要求8所述的电子设备，其中至少基于在所述附加帧中使用的所述附加亮度值来修改所述初始目标亮度值包括响应于在所述附加帧中使用的所述附加亮度值与指示场景变化的所述初始目标亮度值之间的比较来修改所述初始目标亮度值。


10.根据权利要求8所述的电子设备，其中至少基于在所述附加帧中使用的所述附加亮度值来修改所述初始目标亮度值包括将时间滤波器应用于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·荣格，M·阿尔布雷克特，D·M·彼得罗维奇，张振雄，D·S·扎拉蒂莫，PY·埃米利，M·卢特拉，乐城瑞，洪凌宇，姚维信，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US