具有背光照明的图像显示的方法和装置制造方法及图纸

一个ＬＣＤ显示装置，被配置以每秒Ｍ个图像帧的图像帧速率在图像显示器表面上显示图像，本装置包括一个背光装置，其包括一个ＬＥＤ背光设备用来提供背光照明到所述图像显示器表面以及一个背光控制器用来控制产生背光和所述图像显示器表面上背光照明的亮度分布；其中背光控制器包括一个处理器，其被设置成根据一个预定关系关于所述图像帧图像内容的亮度分布特征产生一组背光照明数据，其中所述背光照明数据包括所述图像显示器表面上所述图像帧需要的背光亮度分布的信息；并基于所述背光照明数据在所述图像帧的持续期间产生多个背光照明帧给每个所述图像帧；其中在所述图像帧的持续期间产生的所述多个背光照明帧的亮度总和等于所述图像显示器表面上所述图像帧需要的背光亮度分布。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及图像显示的方法和装置，特别涉及具有一个背光装置的图像显示方法和装置。本专利技术特别涉及一个具有LED背光装置的LCD显示器。
技术介绍
许多图像显示设备包括一个图像显示表面，如一个具有背光照明的 LCD显示表面。在一个传统的LCD显示面板上，通常在LCD面板后面提 供一个均匀亮度的背光，LCD表面上的液晶元件通过改变透光度来控制像 素亮度。通常，观察者感觉到的LCD显示器上的像素亮度是背光亮度和液 晶元件透光度的乘积。最近，已经有越来越多的使用动态方案来控制背光 照明来改善背光LCD显示器的对比度。这样一个用于LCD显示器的动态 控制背光元件的例子在USSN 11/707,517里有讨论，在此其通过引用被结 合到本文内。通常，通过处理一个将被显示的图像信号，然后产生背光照明，其亮 度与通过背光源的PWM (脉宽调制)控制所显示的图像亮度相当，而实 现动态背光照明。但是，这种方案是相当昂贵的，并且数据转换率很低。 当更高的分辨率有更多的像素数目时，使用PWM方案进行背光亮度控制 几乎是不可能的。所以，期望能够提供一个改善方案的动态背光照明控制。专利技术概述概括地讲，本专利技术描述了一个LCD显示装置，其被配置以每秒M个 图像帧的图像帧速率在图像显示器表面上显示图像，本装置包括一个背光 装置，其包括一个LED背光设备用来提供背光照明到所述图像显示器表面 以及一个背光控制器用来控制产生背光和所述图像显示器表面上背光照明 的亮度分布；其中背光控制器包括一个处理器，其被设置成根据一个预定 条件关于所述图像帧图像内容的亮度分布特征产生一组背光照明数据，其 中所述背光照明数据包括所述图像显示器表面上所述图像帧需要的背光亮5度分布的信息；并基于所述背光照明数据在所述图像帧的持续期间，对每 个所述图像帧产生多个背光照明帧；其中在所述图像帧的持续期间产生的 所述多个背光照明帧的亮度总和等于所述图像显示器表面上所述图像需要 的背光亮度分布。本专利技术描述了一种产生LED背光照明到LCD显示设备的图像显示器 表面的方法，其中所述LCD显示设备被配置以每秒M个图像帧的图像帧 速率产生视频图像，并且背光照明有一个亮度图案，其具有一个与将被或 正被显示在所述图像表面上的图像帧的亮度分布相关的亮度分布，本方法 包括以下步骤，计算所述图像显示器表面上所述图像帧的亮度分布特征， 依照一个预定关系关于所述图像帧的所述亮度分布特征确定一个需要的背 光亮度分布图案，并对于每个所述图像帧产生多个背光照明帧，其中在所 述图像帧的持续期间产生的所述多个背光照明帧的亮度总和等于所述需要 的背光亮度分布图案。通过对每个图像帧产生多个背光照明帧以生成一个图像帧的背光照明 总和，可以不需要定制化硬件如PWM驱动器。附图说明结合范例并参照附图，以下将详细描述本专利技术的优选实施例，其中图1是一个具有本专利技术背光装置的LCD显示器装置的示意图2是本专利技术图像显示器装置的功能模块的示意图3是本专利技术背光设备的单个背光源的典型物理布局的示意图4是本专利技术背光装置的一个简略电路的典型电路示意图5显示多个背光照明帧形成本专利技术图像帧的一个合计灰度级的一个 典型运作；图6显示多个背光照明帧的第二典型运作以形成本专利技术图像帧的一个合计灰度级；图7描述一个图像帧和对应该图像帧的多个背光帧之间的典型时序关 系；和图8描述一个图像帧和对应该图像帧的多个背光帧之间的第二典型时 序关系。优选实施例详述图1和3描述一个典型的图像显示装置100,其具有一个LCD显示面 板120和一个背光装置140。 LCD显示面板被连接到一个视频处理单元 122，其处理一个进来的视频图像，并与LCD时序控制器(timing controller) 协同将图像转换成适合在LCD显示面板上显示的格式。视频处理单元和时 序控制器一起运行，以便使运动的图像以一个预定图像帧速率(M)显示 在图像显示器表面上。目前，图像显示装置通常被配置以每秒M个图像帧 的图像帧速率显示图像，其中M是60或以上。背光装置包括一个背光设 备142，其包括多个背光源144被分布安装在一个背光壳体上以及一个背 光控制器146。一个LCD显示面板包括多个液晶元件被安排成一个像素矩阵。当有背 光照明时，通过控制单个液晶元件的透光度或不透光度，在LCD显示器表 面上形成图像。通过改变施加到液晶元件的电压，可以选择和改变图像像 素的"灰度"或亮度。对一个典型的或传统的LCD显示器而言， 一个均匀 亮度分布的背光照明被施加到LCD显示器上的所有液晶元件。最新的研究 和发展已经显示，通过改变背光照明的亮度分布，使其遵循和匹配将被显 示到显示器上的图像的亮度分布，将大大改善图像质量和对比度。为了提供动态的背光照明到一个将显示在图像帧上的图像，首先分析 将被显示在图像显示器表面上的图像亮度分布，然后根据一个预定关系， 如在USSN 11/707,517内讨论的算法，计算一个图像帧的图像内容的亮度 分布特征以产生一组背光照明数据。作为一个例子，背光装置可以被配置 使得负责一个图像部分的背光照明亮度直接等同于那个图像部分的图像亮度，从而较亮的图像会受到较亮的背光照明，反之亦然。在获得一组背光照明数据之后，其包括将被显示到图像显示器表面上的图像帧上需要的背光亮度分布的信息，然后，背光控制器146处理这些 数据而提供期望的背光照明。为了提供背光照明到一个LCD显示面板120，其包括多个安排成矩阵 形式的液晶像素，背光装置也包括多个安排成矩阵形式的背光源144，其 中每个背光源被安排成提供背光照明给单个LCD像素或给多个LCD像素， 这多个LCD像素共同定义LCD图像显示器表面上的一个具体图像部分。 通常，背光源被安排成使得整个背光源提供背光照明到整个LCD显示器表 面。如图3所示，背光源矩阵被安排成多个行和列，其共同形成一个矩形 矩阵。每个背光源144是由一个驱动电路驱动，其通常，但不是必须，由 电流源控制以供应运行电流给背光源。背光源的亮度或强度通常是通过改 变供应给背光源的电流而进行控制。通常，较高的电流会产生较亮的照明， 而较低的电流会产生较低水准的背光照明。目前，LED (发光二极管)通 常被用作背光源。如图4所示，每个背光源包括多个LED，例如，不同颜 色的LED，如红色(1442)、绿色(1444)和蓝色(1446) LED。每个LED 被连接到各个可控电流源148，以改变各个LED的各个发光亮度，从而提 供一个可选择的背光照明亮度级。通过调整R (1442) G (1444) B (1446) LED的相对亮度，能够获得白色或有颜色的背光照明。为了提供一个对图像显示器表面合适的或预定的亮度分布的背光照明 到LCD显示器，图1-4的背光装置包括一个背光控制器，其从视频图像处 理器122接收有关将被显示在LCD显示器表面上的图像帧的图像内容的图 像亮度分布的信息。然后，根据一个选择的背光产生算法，分析图像帧的 亮度分布，提供一个需要的照明亮度分布给包括多个背光源的背光设备。 一旦背光控制器分析了图像亮度分布，然后得到需要的背光照明亮度分布， 为一个具体图像帧就可以确定每个背光源的亮度级。背光控制器包括一个 模数转换器(ADC)，其被设置以确定对应一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个ＬＣＤ显示装置，被配置以每秒Ｍ个图像帧的图像帧速率在图像显示器表面上显示图像，该装置包括一个背光装置，其包括一个ＬＥＤ背光设备用来提供背光照明到所述图像显示器表面以及一个背光控制器用来控制产生背光和所述图像显示器表面上背光照明的亮度分布；其中背光控制器包括一个处理器，其被设置成：　.根据一个预定关系，关于所述图像帧的图像内容的亮度分布特征产生一组背光照明数据，其中所述一组背光照明数据包括在所述图像显示器表面上所述图像帧要求的背光亮度分布的信息；和　.基于所述一 组背光照明数据在所述图像帧的持续期间为每个所述图像帧产生多个背光照明帧；其中在所述图像帧持续期间产生的所述多个背光照明帧的亮度总和等于在所述图像显示器表面上所述图像帧需要的背光亮度分布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉龙，吴均华，蔡振荣，彭华军，洪俊傑，
申请(专利权)人：香港应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]