[发明专利]液晶电视高动态背光系统

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示技术，具体涉及一种液晶电视高动态背光系统。

背景技术

液晶显示器通常由液晶面板和背光单元组成，通常情况下，背光单元发出恒定均匀的光提供给液晶面板，然后，调节液晶面板像素单元的透光率显示图像。在这种显示方式下，背光单元的发光亮度与所显示的图像内容无关，不论是黑暗的图像还是明亮的图像，背光单元始终按照最大亮度发光。

LED要应用于背光源领域，必须要解决许多关键技术问题，其一为LED发光的远场分布的均匀性和混色的均匀性问题。衡量背光源质量的指标包括亮度均匀性和色彩均匀性。根据前文所述亮度定义，要保证整个背光源的亮度均匀性，只需保证在整个背光源发光面积内、可视角范围内光通量的均匀性。在背光源设计中，散射机制被简化为处处一致、的朗伯三色，所以，只需保证三色面处照度分布的均匀性即可。当不同峰值波长的色光分别实现均匀亮度分布后，调节光源的三色光通量比例，即可满足色彩均匀性，实现均匀的白光光源。综上所述，成功地将LED应用于背光源的关键点是采用某种封装形式，改变LED发光远程分布所具有的朗伯型不均匀强度分布的特点，使其在LCD给定区域实现均匀照度分布。

目前应用于背光源的LED封装形式主要由边发射式与直下式。边发射式背光源的主要问题是：由于LED仅仅单纯扮演噶光源角色，消极提供恒定亮度的均匀光源给液晶显示屏，影像亮度、对比度和画质仅由液晶显示屏控制，对于提升影像对比、画质灰阶层次分布并没有进一步帮助，而且，不论影像内容如何变化，背光源所消耗功率是固定不变的，因此，边发射式背光源存在能量损耗大的缺点。而直下式背光源不存在上述缺点，而且直下式封装结构可以实现主动式动态背光源。

主动式动态背光源可参见专利US20060138437A1所公开的“一种利用折射机制的念咒对称的透镜”，以及专利US20060268576A1所公开的“光学系统”。但是，上述两专利技术都存在部分区域照度不均匀，也即造成背光源亮度均匀性与颜色均匀性下降。

所以，传统的边发射式结构难以实现主动式动态背光源，因此难以满足未来高清液晶彩电画质及高动态范围影像的需求，也难以满足人类社会对节能的需要。而采用上述传统二维旋转对称透镜实现的主动式动态背光源并不能充分发挥主动式动态背光源的优势。

现有也出现少量基于LED的动态背光源技术，但普遍存在驱动芯片的数量太多，成本高的缺点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种液晶电视高动态背光系统，本发明的背光源机构从原理上解决了传统二维旋转对称透镜在实现主动式动态背光源上的不足，将可近似为电光源的发光二极管发出的光通过有效机制控制在一个较低的给定形状的范围内，通过特定的排布方式，形成均匀初涉的直下主动式动态背光源，而且，本发明采用的动态背光控制结构，具有明显减少驱动芯片数量，从而有效的减少驱动板的体积，并使驱动板的设计更加简单，技能改善图像显示质量，又能显著降低成本。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：液晶电视高动态背光系统，包括一具有发光组件以提供光源的LED背光模块以及一用于动态背光控制的亮度控制单元；

所述LED背光模块设置有：

由若干发光二极管光源组成的LED灯阵列，用于提供所需要的波长和照度的光；

光学透镜，可无限拼接，具有三位自由折射表面的透明主题，其作用是使发光二激光发出的所有光线经过折射改变方向后，形成N＞1的正2N边形或长方形或正三角形的照度分布；

散射结构，用于将均匀照度分布转化为均匀亮度分布；

所述亮度控制单元包括一用于产生动态背光控制信号的主控电路和与其电连接的用于驱动LED灯阵列的驱动电路，该用于驱动LED灯阵列的驱动电路通过其上的行开关和列开关连接到LED灯阵列上。

所述驱动电路为PWM波IC或高速开关IC，所述主控电路为MPU。

所述行开关和列开关连接到LED灯阵列上组合控制结构包括列开关一致闭合由行开关单独控制结构或行开关一直闭合由列开关单独控制结构，以及有行开关和列开关混合控制结构。

本发明中亮度控制单元的控制方法如下：

(1)主控电路接收一图像信号中的像素数据；

(2)根据接收的像素数据以此计算出每个背光分区的亮度值；

(3)主控电路分别取出每行和每列背光分区中的亮度最大值MLD，并发送给驱动电路；

(4)驱动电路驱动每一个行开关的输出其对应行的行最大亮度值；