[发明专利]背光装置和集成此背光装置的液晶显示器

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示器(LCD)的背光，特别涉及一种提供背光给液晶显示屏的背光装置以及一种控制液晶显示器屏幕亮度的方法。

背景技术

液晶显示器(LCD)的显示屏不是一个自发光装置。施加到LCD显示屏的电压可以改变显示屏里液晶元件(像素)的透光率(lighttransmittance)。LCD显示屏可以反光，使得可以通过周围的光反射而看到显示屏上出现的图像。但对大尺寸或高对比度的LCD显示屏并不非常有用。

在诸如电视、计算机显示器和手持式电子设备的应用里，LCD显示屏是通过背光从后面进行照明。在大多数应用里，背光是一个均匀且恒定的光输出，仅是通过改变显示屏内液晶元件的透光率，来控制显示图象的亮度变化。为了在环境高强光的条件下获得良好的可视能力，背光必须有高亮度能级。由此会产生许多缺点，包括高功耗、产生过热。恒定背光的另一个缺点是：当像素处于黑暗或关闭状态时，由于背光穿过LCD显示屏时的漏光，导致LCD显示器的有限的动态对比度。这种漏光使黑暗区域显示出灰色而不是实际的黑色。

一种意在改善LCD显示器动态范围的技术是依照视频图像的亮度动态地调整整体背光亮度。如果图像相对比较明亮，那么背光控制使光源运行至高亮度。如果图像比较暗，就调暗背光输出而减少漏光，并协助使图像变暗。这种背光技术的一个优点是能够降低背光功耗。尽管此技术能够提高LCD的对比度范围，并稍微节省背光功率，但可能导致图像失真，并引起图像亮度波动。

最近，已经有尝试根据显示图像不同部分的亮度去动态地改变不同背光区域的不同光强度。这种方法在美国专利文献2005/0231978和2006/0007103里有描述。

以上两个美国专利文献都描述了一种背光系统，背光包括被排列在LCD显示屏后面的一个发光二极管(LED)阵列，LCD显示屏被分成两个或多个分割区域。背光系统的一个控制器确定每个分割区域内显示图像的峰值亮度，并根据所需亮度单独控制该分割区域后面的LED光强度。因此，当一部分显示图像有较暗的颜色或较低的亮度级时，在该部分图像后面的背光LED就有较低的光输出，而另一部分显示图像有浅色或较高亮度时，相应的背光LED就有一个高亮度的光输出。

上述方法以及迄今实施的其它方法仍然有一些缺点，包括图像颜色失真和亮度失真。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种背光装置用来提供背光到一个液晶显示屏以及一种控制液晶显示屏亮度的方法，其能够克服或缓解上述问题。

一种背光装置，用来提供背光到一个显示视频图像的液晶显示屏，包括：

多个发光装置，用来提供背光到一个液晶显示屏；

一个控制器单元，用来接收视频图像并将视频图像分割成多个子图像，其中每个子图像对应至少一个发光装置，并根据至少一个子图像的灰度级特征来产生每个发光装置的驱动信号；

其中每个子图像的灰度级特征是子图像及其邻近子图像里图像像素的灰度级直方图的加权灰度级值、或加权灰度级值与子图像里图像像素的平均灰度级值的组合、或加权灰度级值与子图像里图像像素的峰值灰度级值的组合、或加权灰度级值与平均灰度级值、峰值灰度级值的组合。

一种液晶显示器装置，包括：

一个液晶显示屏；

多个发光装置，用来提供背光给液晶显示屏；

一个控制器单元，用来接收视频图像并将视频图像分割成多个子图像，其中每个子图像对应至少一个发光装置，并依照至少一个子图像的灰度级特征产生每个发光装置的驱动信号，并基于多个发光装置的光空间分布调整视频图像信号，其中每个子图像的灰度级特征是子图像及其邻近子图像里图像像素的灰度级直方图的加权灰度级值、或加权灰度级值与子图像里图像像素的平均灰度级值的组合、或加权灰度级值与子图像里图像像素的峰值灰度级值的组合、或加权灰度级值与平均灰度级值、峰值灰度级值的组合。

一种液晶显示器系统，包括：

一个液晶显示屏；

多个发光装置，用来提供背光给液晶显示屏；

一个图像处理单元，用来接收并处理视频图像；