CN101118343A - 具有暗化面板的显示装置、暗化面板驱动装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有暗化面板的显示装置、暗化面板驱动装置及控制方法。该显示装置包括:光源;液晶显示(LCD)面板;暗化面板,设置在光源和LCD面板之间,具有多个基元,按照每个基元各自的光传送比将从光源接收的光传送到LCD面板;控制单元,使用关于LCD面板的与暗化面板的每一基元对应的区域中的每一像素的图像亮度信息来计算每一基元的光传送比,向暗化面板发送控制信号以使得每一基元具有各自的光传送比,并将每一像素的图像信息发送给LCD面板。

Description

具有暗化面板的显示装置、暗化面板驱动装置及控制方法
本申请要求于2006年8月1日提交到韩国知识产权局的第10-2006-0072665号韩国专利申请的优先权,该申请公开于此以资参考。
技术领域
根据本发明的设备和方法涉及一种具有局部暗化(local dimming)功能的显示装置、用于驱动暗化面板的装置以及该暗化面板的控制方法,更具体地讲,涉及使用暗化面板执行暗化功能。
背景技术
由于液晶显示(LCD)电视(TV)不具有来自LCD面板自身的光发射,所以需要在面板后提供光的光源。该光源被称为背光,广泛使用诸如冷阴极荧光灯(CCFL)的面光源。随着相关技术的发展,代替单个大的CCFL面板,使用如图1中所示的由多个背光单元21组合而成的背光20,从而可根据位置控制从背光20提供给LCD面板10的光的强度。即,通过分析单个屏幕上图像信号的分布,在具有相对低的亮度的图像信号集中的一部分屏幕处,从与该部分屏幕对应的背光单元向该部分屏幕提供少量的光,而在具有相对高的亮度的图像信号集中的另一部分屏幕处,从与该另一部分屏幕对应的背光单元向该另一部分屏幕提供大量的光。因此,对比度可增强。这种功能被称为局部暗化(local dimming)。
如图2中所示,已尝试使用诸如激光器的点光源100作为光源来代替诸如CCFL的面光源。图2示出使用激光光源的背光的示例。从光源100发射的光被上下左右旋转的镜子110反射,并通过漫射透镜(diffusion lens)120以被提供给LCD面板。
在使用诸如激光器的点光源的显示装置中,需要具有局部暗化功能。
发明内容
为了解决上述和/或其他方面,本发明提供一种能够执行局部暗化的显示装置和暗化面板驱动设备。
本发明提供一种在具有局部暗化功能的显示装置中更均匀地漫射从光源发射的光的方法。
本发明提供在具有局部暗化功能的显示装置中扫描从激光光源发射的光的多种方法。
根据本发明的一方面,一种显示装置包括:光源;LCD面板,根据图像信号来驱动每一像素;暗化面板,设置在光源和LCD面板之间,包括多个基元,按照每个基元各自的光传送比将从光源接收的光传送到LCD面板;控制单元,使用LCD面板的与暗化面板的每一基元对应的区域中的每一像素的图像亮度信息来计算每一基元的光传送比,向暗化面板发送控制信号以使得每一基元具有各自的光传送比,并将每一像素的图像信息发送给LCD面板。
所述控制单元确定所述光传送比随着各个像素的亮度信息的平均值变大而增加。
所述显示装置还包括漫射透镜,位于暗化面板和LCD面板之间,用于漫射来自暗化面板的光以向LCD面板提供漫射的光。
所述显示装置还包括菲涅耳透镜,位于漫射透镜和LCD面板之间,用于将来自漫射透镜的光改变为平行光束。
所述显示装置还包括漫射器,位于菲涅耳透镜和LCD面板之间,用于漫射来自菲涅耳透镜的光以向LCD面板提供漫射的光。
根据本发明的另一方面,一种用于驱动具有多个基元并控制提供给LCD面板的光的亮度的暗化面板的设备包括:驱动部分,驱动暗化面板的所述多个基元中的每一基元;控制单元,使用LCD面板的与暗化面板的每一基元对应的区域中的每一像素的图像亮度信息来确定每一基元的光传送比,并将对应于确定的光传送比的控制信号发送给驱动部分。
根据本发明的另一方面,一种控制具有多个基元的暗化面板并控制提供给LCD面板的光的亮度的方法包括:使用LCD面板的与暗化面板的每一基元对应的区域中的每一像素的图像亮度信息来确定每一基元的光传送比;根据所述光传送比来驱动每一基元传送来自光源的光。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例,本发明的上述和其他方面将变得更加清楚,其中:
图1示出现有技术的具有暗化功能的背光的示例;
图2示出现有技术的具有激光光源的LCD TV;
图3示出根据本发明示例性实施例的显示装置;
图4示出根据本发明的暗化面板的构造;
图5示出根据本发明示例性实施例的暗化面板和LCD面板的像素之间的关系;
图6是根据本发明示例性实施例的LCD面板的详细示图;
图7示出根据本发明的反射型暗化面板的示例性实施例;
图8示出根据本发明示例性实施例的扫描结构;
图9示出根据本发明另一示例性实施例的扫描结构;
图10示出根据本发明另一示例性实施例的扫描结构;
图11是根据本发明示例性实施例的图10中所示的振镜的详细示图;
图12示出根据本发明示例性实施例的暗化面板扫描和LCD面板的信号输入之间的关系;
图13示出根据本发明示例性实施例的观看者角度的LCD面板的每一像素的图像信号的发送;
图14是用于解释根据本发明示例性实施例的暗化面板的每一基元的操作的流程图。
具体实施方式
图3示出根据本发明示例性实施例的显示装置。参照图3,光源单元200包括光源210和第一漫射透镜(diffusion lens)220。被第一漫射透镜220漫射的光通过暗化面板单元225,以针对每一基元(cell)控制光的亮度。然后,被控制的光通过第二漫射透镜240以被扫描到LCD面板250上。控制单元260控制光源单元200、暗化面板单元225和LCD面板250。
图4示出根据本发明示例性实施例的暗化面板的构造。暗化面板单元225包括具有多个基元270的暗化面板230以及驱动暗化面板230的每一基元270的驱动部分235。如图4中所示,暗化面板230包括二维布置的基元270。此外,暗化面板230可以是像LCD面板一样的控制光的透射率的透射型暗化面板,或者是像数字微镜装置(DMD)面板一样的控制光的反射率的反射型暗化面板。暗化面板230被驱动,以根据预设的光传送比(transferring rate)将从光源210接收的光传送到LCD面板250。
图5示出根据本发明示例性实施例的LCD面板250中的与暗化面板230的基元270对应的像素组280。从光源210发射的光通过暗化面板230的基元270,被用作LCD面板250的像素组280的背光。由于暗化的目的在于使亮的图像信息更亮,暗的图像信息更暗,所以使用关于像素组280的图像亮度信息来确定暗化面板230的基元270的光传送比。尽管每一基元270的光传送比通常被确定为与亮度值的平均值成比例,但是可使用各种计算方法。暗化面板230的基元的总数可少于LCD面板250的像素的总数。
控制单元260使用关于LCD面板区域中的与暗化面板230的每一基元对应的各个像素的图像亮度信息来计算每一基元的光传送比,并向暗化面板230发送控制信号以使得每一基元可具有该光传送比,并将关于每一像素的图像信息发送给LCD面板250。
图6是根据本发明示例性实施例的LCD面板250的详细示图,示出了帮助通过暗化面板230的光均匀地向着LCD面板250扫描的附加部件。第二漫射透镜240将通过暗化面板230的光漫射到LCD面板250的相应区域。菲涅耳透镜290将漫射的光转换为平行光束,以使该光束垂直地入射到漫射器(diffuser)291上。漫射器291再次漫射平行光束,以将其提供给LCD面板250。
图7示出反射型暗化面板的示例。从光源200发射的光通过光路改变单元310(例如,棱镜),并入射到反射型暗化面板300上。暗化面板300根据传送比来反射入射光以将其提供给LCD面板250。被暗化面板300反射的光通过光路改变单元310和漫射透镜240入射到LCD面板250上。
图8至图10示出当光源为激光器时的示例性实施例。当光源是诸如弧光灯的点光源时,从光源发射的光被设计为是漫射的。然而,对于激光光源,由于光的直线性,即使光的传播距离延伸,光也几乎不漫射。因此,激光光源需要使用附加透镜来使其漫射,或需要使用扫描镜将其扫描到LCD面板上。
在图8中,使用扫描镜410沿暗化面板230的垂直方向扫描光,并使用水平漫射透镜400沿水平方向漫射光。水平漫射透镜400使来自光源的光成为直线形状的光。因此,光按照随着时间过去而向下扫描的水平线的形状被提供给暗化面板230。在图9中,光在被水平扫描镜420和垂直扫描镜430反射之后按照Z字形被扫描在暗化面板230上。图10示出通过上下左右旋转的振镜(galvanometer)440按照Z字形扫描光的示例。图11示出振镜440的示例性内部结构。如图11中所示,镜子441可相对于第一轴X左右旋转。第一轴X被包含在镜基底442中,镜基底442包含第二轴Y,镜基底442自身可绕第二轴Y上下旋转。轴Y被包含在扫描器基底443中。因此,镜基底442可沿四个方向自由旋转。
图12示出根据本发明示例性实施例在激光光源扫描暗化面板230的同时图像信号被发送给LCD面板250的每一像素。如图12所示,激光光源按照Z字形将光扫描到暗化面板230上。为了向观看者显示图像,当激光器将光提供给暗化面板230的特定基元270时,LCD面板250中的与该特定基元270对应的像素组280的每一像素必须具有图像信息。图13示出随着时间的过去的信号流。从LCD像素驱动520可看出,LCD像素的响应时间较慢。因此,在图像信号被发送之后,图像信号在像素中保留相当长时间。在图12中,通常,水平方向上同一行中的LCD像素500同时被驱动并向下扫描。因此,当光到达LCD面板250中的像素组280时,图像信号保留在该区域中的像素中。
图13从LCD面板的像素角度示出根据本发明示例性实施例的提供给像素的背光驱动时间510、用于图像信号的输入的LCD像素驱动时间520以及将图像传输给观看者的时间530。对于面光源,如LCD像素驱动时间520所示,后像(after-image)保留在屏幕上,这被称为所谓的图像延迟现象。然而,当像本发明的示例性实施例中一样,对暗化面板的每一基元提供光源时,从观看者角度,后像被去除,从而图像延迟现象减弱。
图14是用于解释根据本发明示例性实施例的暗化面板的每一基元的操作的流程图。参照图14,首先,LCD面板的与暗化面板的每一基元对应的像素组中的图像亮度信息被收集(600)。使用所述信息来计算预定方法的传送比。例如,可用随亮度信息值增加而增加传送比的函数来计算传送比(601)。用计算出的传送比来驱动暗化面板的基元(602)。由于在从激光光源发射的光被扫描到基元上的同时,需要保持对基元的驱动,所以确定预定时间是否过去(603),然后驱动下一基元(604)。
本发明还可被实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可存储随后可由计算机***读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的例子包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可在联网的计算机***上分布,从而计算机可读代码以分布式方式存储和执行。
如上所述,本发明通过提供附加的暗化面板使用点光源在显示装置中实现局部暗化。此外,提供用于更均匀地漫射从光源发射的光的方法,并且提供用于在使用激光光源时扫描光的各种方法。此外,当使用暗化面板时,可去除动态延迟现象。
尽管已参照本发明的示例性实施例具体地显示和描述了本发明,但是本领域技术人员应该理解,在不脱离由权利要求限定的本发明的范围和精神的情况狭,可在其中进行各种形式和细节上的改变。

Claims (17)

1.一种显示装置,包括:
光源;
LCD面板,包括多个像素;
暗化面板,设置在光源和LCD面板之间,包括多个基元,按照所述多个基元中的每个基元各自的光传送比将从光源接收的光传送到LCD面板;
控制单元,使用关于LCD面板的与每一基元对应的区域中的多个像素的每一像素的图像亮度信息来计算每一基元各自的光传送比,向暗化面板发送控制信号以使得每一基元具有各自的光传送比,并将每一像素的图像信息发送给LCD面板。
2.如权利要求1所述的显示装置,其中,控制单元确定每一基元各自的光传送比随着关于所述区域的图像亮度信息的平均值的增加而增加。
3.如权利要求1所述的显示装置,还包括:漫射透镜,位于暗化面板和LCD面板之间,用于漫射来自暗化面板的光以向LCD面板提供漫射的光。
4.如权利要求3所述的显示装置,还包括:菲涅耳透镜,位于漫射透镜和LCD面板之间,用于将来自漫射透镜的光改变为平行光束。
5.如权利要求4所述的显示装置,还包括:漫射器,位于菲涅耳透镜和LCD面板之间,用于漫射来自菲涅耳透镜的光以向LCD面板提供漫射的光。
6.如权利要求1所述的显示装置,其中,暗化面板的所述多个基元按照二维布置,所述多个基元的总数少于LCD面板的所述多个像素的总数。
7.如权利要求6所述的显示装置,其中,暗化面板包括透射型LCD面板。
8.如权利要求6所述的显示装置,其中,暗化面板包括反射型面板,并且所述显示装置还包括光路改变单元,用于改变从光源传送来的光的路径并将所述光提供给所述反射型面板。
9.如权利要求1所述的显示装置,其中,所述光源包括激光光源。
10.如权利要求9所述的显示装置,还包括:至少一个扫描镜,用于反射来自光源的光以使其传播向暗化面板,并使反射方向随着时间而改变。
11.如权利要求10所述的显示装置,还包括:漫射透镜,用于将来自光源的光改变为直线形状的光。
12.如权利要求10所述的显示装置,其中,所述扫描镜包括:沿暗化面板的垂直方向扫描光的镜;和沿暗化面板的水平方向扫描光的镜。
13.如权利要求10所述的显示装置,还包括镜基底,该镜基底与扫描镜的旋转轴连接,并包含与扫描镜的所述旋转轴垂直的旋转轴。
14.一种用于驱动包括多个基元并控制提供给包括多个像素的LCD面板的光的亮度的暗化面板的设备,该设备包括:
驱动单元,驱动暗化面板的所述多个基元中的每一基元;
控制单元,使用关于LCD面板的与每一基元对应的区域中的多个像素中的每一像素的图像亮度信息来确定每一基元的光传送比,并将对应于确定的光传送比的控制信号发送给驱动单元。
15.如权利要求14所述的设备,其中,所述控制单元确定每一基元的光传送比随着关于所述区域的图像亮度信息的平均值的增加而增加。
16.一种控制包括多个基元并控制提供给包括多个像素的LCD面板的光的亮度的暗化面板的方法,该方法包括:
使用关于LCD面板的与暗化面板的所述多个基元中的每一基元对应的区域中的多个像素的每一像素的图像亮度信息来确定每一基元的光传送比;
根据所述光传送比来驱动每一基元传送来自光源的光。
17.如权利要求16所述的方法,其中,在确定光传送比的步骤中,光传送比被确定为随着关于所述区域的图像亮度信息的平均值的增加而增加。
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