CN103000144A - 一种液晶显示装置的背光调节方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液晶显示装置的背光调节方法及装置,所述方法包括:检测液晶显示装置所处的外界环境温度,并获得与所述外界环境温度相对应的液晶显示装置的液晶响应时间信息;根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息;根据所述背光时序信息调节液晶显示装置的背光打开时间;所述装置包括:温度检测模块、存储模块、处理模块、控制模块;本发明根据外界环境温度和液晶显示装置的液晶响应时间关系,动态调整液晶显示装置的背光打开时间,能有效提高显示亮度,还能有效的解决液晶显示装置在低温下液晶响应时间过长,导致2D显示拖尾严重、3D显示串扰大的问题,从而提高用户使用时的观赏舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及背光调节领域,尤其涉及一种液晶显示装置的背光调节方法及装置。
背景技术
液晶显示装置的液晶响应时间是衡量液晶电视画面质量的一项重要指标,其液晶响应时间越短,则运动画面越不容易出现拖尾现象,图像的画质越高。目前生活中使用不同等级的液晶材料及驱动方法的液晶显示装置,其液晶的响应时间对应于实际环境温度变化的曲率均不一样,但其总的规律都是温度变低的情况下,液晶响应时间相应变长,其响应时间主要计算公式如下:
其中,τd表示液晶响应时间,γ表示液晶材料的粘滞系数,d表示液晶显示屏间隙,V表示液晶显示装置的驱动电压,Δε表示液晶材料的介电系数。
从上述的公式可知,液晶响应时间跟液晶的粘滞系数、液晶显示屏间隙成正比,与液晶显示装置驱动电压、液晶材料的介电常数成反比。
对于一个制造好的液晶屏,其液晶显示屏间隙是一定的;液晶显示装置的驱动电压或增幅也是一定的,而液晶材料的粘滞系数和介电常数也都直接与液晶材料本身的特性相关,研发人员经过反复研究试验,采用一种稳定而又可以满足液晶响应时间要求的液晶材料来制造显示屏,但实际上,其稳定特性也仅能在一定范围内得到保持,而大多数液晶显示装置在外界环境温度为0℃度以下时,其粘滞系数和介电常数的比值会增大,因此相应的,在低温情况下,液晶显示装置的液晶响应时间也随之变长。
3D显示的方式有很多种,其中一种广泛运用且具有高清晰度的方式是主动快门式3D技术。主动快门式3D技术主要是通过提高画面的刷新率来实现3D效果,具体是通过把图像按帧一分为二,形成对应左眼和右眼的两组画面,连续交错显示出来,同时,同步信号发射器将同步控制快门式3D眼镜的左右镜片开关,使左、右双眼能够在正确的时刻看到相应画面,从而在人的大脑中合成立体的图像画面,实现3D功能。主动快门式3D技术要求显示图像的液晶显示装置的液晶响应时间足够快,否则,当左画面背光打开时,左眼镜同时打开,如果此时液晶显示装置的液晶响应时间较长,则在左画面背光尚未完全打开使得左画面信息未得到完全显示,同时右画面背光尚未完全关闭使得上一副右画面信息也还有部分残留,从而导致左眼错误的看到了右眼的信息,发生串扰,3D效果变差。故对于主动快门3D技术液晶显示装置,当液晶响应时间发生变化时,若能随之给出新的一组与其液晶响应时间相匹配的时序,使左画面背光在上一幅右画面完全消失、左画面呈现时打开,则能提高显示效果。
对液晶显示装置来说,使用环境温度在0℃度以下是很常见的情况,尤其是对于我国北方某些地区来说,年极限温差能达到80℃,冬季时环境温度经常会达到零下20℃-零下30℃,相应的,此时的液晶显示装置的液晶响应时间也会变长。若已经考虑到低温时液晶响应时间会相应变长,从而设定一种适用于低温环境的固定的时序及占空比,则背光的占空比就会很低,从而导致液晶显示装置在环境温度并不低、液晶响应时间短的环境下,亮度很低;若没有考虑低温使用环境,而设定一种适用于环境温度并不低、液晶响应时间短的环境的固定时序及占空比,则在低温环境下使用时,液晶响应时间相应变长,此时会造成串扰和拖尾,图像效果变差。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种液晶显示装置的背光调节方法及装置,根据液晶显示装置所处的外界环境温度的变化,生成与液晶显示装置的液晶响应时间信息相应的背光时序信息,从而消除画面串扰与拖尾现象,得到最佳显示效果。
本发明提供了一种液晶显示装置的背光调节方法,包括:
检测液晶显示装置所处的外界环境温度,并获得与所述外界环境温度相对应的液晶显示装置的液晶响应时间信息;
根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息;
根据所述背光时序信息调节液晶显示装置背光的打开时间。
优选地,当所述显示模式为3D模式时,所述生成的背光时序信息包括根据外界环境温度变化的延时信息。
优选地,当所述显示模式为3D模式时,所述生成的背光时序信息还包括根据外界环境温度变化的占空比信息。
优选地,当所述显示模式为3D模式时,根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息还包括:将液晶显示装置背光划分为多个单独控制区域,生成包含与液晶显示装置的液晶响应时间相匹配的多组背光时序信息。
优选地,当所述显示模式为2D模式时,根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息还包括:判断液晶显示装置的液晶响应时间是否小于临界响应时间,是则不生成新的背光时序信息,背光打开时间不做调整。
优选地,当所述显示模式为2D模式时,根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息还包括:当液晶显示装置的液晶响应时间大于临界响应时间时,所述生成的背光时序信息还包括根据外界环境温度变化的延时信息。
优选地,当所述显示模式为2D模式时,根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息还包括:当液晶显示装置的液晶响应时间大于临界响应时间时,所述生成的背光时序信息还包括根据外界环境温度变化的占空比信息。
优选地,所述检测液晶显示装置所处的外界环境温度,并获得与所述外界环境温度相对应的液晶显示装置的液晶响应时间信息之前还包括:将外界环境温度及所对应的液晶响应时间信息对应存储。
本发明还提供一种液晶显示装置的背光调节装置,包括:
存储模块,用于存储环境温度和其所对应的液晶响应时间信息;
温度检测模块,用于检测液晶显示装置所处的外界环境温度;
处理模块,用于根据所述外界环境温度及所述温度对应的所述液晶响应时间信息生成背光时序信息;
控制模块,用于根据所述背光时序信息调节液晶显示装置背光的打开时间。
优选地,所述处理模块还包括对液晶显示装置所处的显示模式的识别,即识别所述液晶显示装置是工作在2D模式还是3D模式;
所述处理模块还用于在3D/2D模式下,根据外界环境温度的变化分别生成包括有延时信息及占空比信息的背光时序信息。
本发明液晶显示装置的背光调节方法包括:检测液晶显示装置所处的外界环境温度,并获得与所述外界环境温度相对应的液晶显示装置的液晶响应时间信息;根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息;根据所述背光时序信息调节液晶显示装置背光的打开时间。本发明根据外界环境温度和液晶响应时间的关系,动态调整液晶显示装置的背光,不仅能有效提高显示亮度,还能有效的解决液晶显示装置在低温下由于液晶响应时间过长,导致2D显示拖尾严重、3D显示串扰大的问题,从而提高用户使用时的观赏舒适性。
附图说明
图1是液晶显示装置的背光调节方法一实施例的流程图;
图2是液晶显示装置3D模式下的背光调节方法一实施例的原理图;
图3是液晶显示装置3D模式下的背光调节方法另一实施例的原理图;
图4是液晶显示装置3D模式下的背光调节方法又一实施例的原理图;
图5是液晶显示装置2D模式下的背光调节方法一实施例的流程图;
图6是液晶显示装置的背光调节装置一实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
参照图1,图1为液晶显示装置的背光调节方法一实施例的流程图;本发明提供了一种液晶显示装置的背光调节方法,包括:
检测液晶显示装置所处的外界环境温度,并获得与所述外界环境温度相对应的液晶显示装置的液晶响应时间信息;
根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息;
根据所述背光时序信息调节液晶显示装置背光的打开时间。
本发明提供的液晶显示装置的背光调节方法是根据外界环境温度和液晶响应时间的关系,动态调整液晶显示装置背光的打开时间,不仅能有效的解决液晶显示装置在低温下由于液晶响应时间过长,导致2D显示拖尾严重、3D显示串扰大的问题,还能有效提高显示亮度。
如图2至4所示,图2为液晶显示装置3D模式下的背光调节方法一实施例的原理图;图3为液晶显示装置3D模式下的背光调节方法另一实施例的原理图;图4为液晶显示装置3D模式下的背光调节方法又一实施例的原理图;进一步的,当所述显示模式为3D模式时,所述生成的背光时序信息还包括根据外界环境温度变化的延时信息及占空比信息。
3D显示的方式有很多种,其中一种广泛运用且具有高清晰度的方式是主动快门式3D技术。主动快门式3D技术主要是通过提高画面的刷新率来实现3D效果,具体的,通过把图像按帧一分为二,形成对应左眼和右眼的两组画面,连续交错显示出来,同时,同步信号发射器将同步控制快门式3D眼镜的左右镜片开关,使左、右双眼能够在正确的时刻看到相应画面,从而在人的大脑中合成立体的图像画面,实现3D功能。
如图2所示,由于液晶显示装置的液晶有一定的响应时间,故为了使3D下的左画面(左画面:为图中L部分)不受上一副右画面(右画面:图中R部分)干扰,则左画面的背光会在上一副有效右画面切换一定时间后再打开,即设延时时间t1,背光的占空比为TZ,背光切换周期为T1,则TZ=ta/(ta+tb),ta+tb=T1,所述占空比TZ越大,则3D模式下背光显示亮度越高,占空比TZ越小,3D模式下背光显示亮度越小;液晶显示装置的背光显示亮度越高,则画面对比度越高,显示效果相对较好,但由上述主动式快门3D式技术的原理可知,为保证3D功能的实现,必须保证左眼画面里没有右眼画面信息,右眼画面里没有左眼画面信息,因此在液晶响应时间较长的情况下,为防止发生串扰,应当增加延时时间t1,并对应的调整占空比TZ,方可保证良好的显示效果。
此时若已经考虑到低温时液晶响应时间会相应变长这一因素,而设定一种适用于低温环境的固定的时序t1及占空比TZ,则背光的占空比TZ相对很低,从而导致液晶显示装置在环境温度并不低、液晶响应时间较短的环境下,亮度很低;若此时不考虑低温使用环境这一因素,而设定一种适用于环境温度并不低、液晶响应时间较短的环境的固定时序t1及占空比TZ,则在低温环境下使用时,液晶响应时间会因环境温度降低而相应变长,此时的固定时序t1及占空比TZ并不适用,此时左眼的画面还残留上一场右眼画面的信息,相应的右眼画面也还残留上一场左眼画面的信息,造成串扰和拖尾,图像效果变差。
因此由图2可知,本实施例背光显示采用插黑技术(指在相邻两帧或者数帧之内***一帧全黑帧,用以达到增加总帧数的效果,让原本有拖影的画面变得清晰),且根据实际的外界环境温度对应的液晶响应时间,动态的调节输出3D模式下包含延时t1及占空比TZ信息的时序信号,能实时输出3D显示的最佳画面,既保证3D显示的串扰非常小,又尽可能的提高了3D显示的亮度,均衡实时输出最佳画面。其具体调整如下,当根据检测到的环境温度,相应的查询到液晶响应时间变长时,则相应的增加延时时间t1,且使其稍大于查询到的液晶响应时间,随即得出新的延时时间t1和新的占空比TZ,此时延时时间t1增大,占空比TZ减小,虽然占空比TZ的减小导致3D显示的亮度降低,但延时时间t1的增大有效保证了3D显示的串扰不再发生,避免了3D显示画面的重影现象。当根据检测到的环境温度相应的查询到的液晶响应时间变短时,则相应的缩短延时时间t1,且使其稍小于查询到的液晶响应时间,随即得出新的延时时间t1和新的占空比TZ,此时延时时间t1减小亦可保证不发生3D显示的串扰,同时占空比TZ增大使得3D显示的亮度得到提高。
如图3及图4所示,当所述显示模式为3D模式时,根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息还包括:将液晶显示装置背光划分为多个单独控制区域,生成包含与液晶显示装置的液晶响应时间相匹配的多组背光时序信息。
参照图3,本实施例中背光显示亦采用插黑技术,其液晶显示装置的背光调节方法与上述图2中实施例区别之处在于:需将液晶显示装置背光划分为多个单独控制区域(背光1···背光n),分别生成各个区域的多组背光打开延时和占空比。其具体调节方法如下:当根据检测到的环境温度,相应的查询到液晶响应时间变长时,则相应的调节背光时序,得到新的延时时间t1…tn ,及新的占空比TZ1…TZn, TZ1…TZn的各个值可相同也可不同,此时延时时间t1+…+ tn得到的总和是增大的,且TZ1 +…+ TZn得到的总和是减小的,此时虽然占空比的总和降低,会使3D显示的亮度降低,但延时时间的总和增大有效保证了3D显示的串扰不再发生,避免了3D显示画面的重影现象。相应的,根据检测到的环境温度,查询到液晶响应时间变短时,则相应的调节背光时序,得到新的延时时间t1…tn ,新的占空比TZ1…TZn,此时延时时间t1+…+ tn得到的总和是减小的,TZ1…TZn的各个值可相同也可不同,且TZ1 +…+ TZn得到的总和是增大的,此时延时时间总和虽然减小但亦可保证不发生3D显示的串扰,同时占空比总和的增大使得3D显示的亮度和对比度得到提高。
参照图4,本实施例与图3中实施例的区别之处在于:本实施例背光显示不采用插黑技术。但其液晶显示装置的背光调节方法与上述图3中一致,同样需将液晶显示装置背光划分为多个单独控制区域(背光1···背光n),分别生成各个区域的多组背光打开延时和占空比。其具体调节方法如下:当根据检测到的环境温度,相应的查询到的液晶响应时间变长时,则相应的调节背光时序,得到新的延时时间t1…tn ,新的占空比TZ1…TZn,此时延时时间t1+…+tn得到的总和是增大的,TZ1…TZn的各个值可相同也可不同,且TZ1 +…+ TZn得到的总和是减小的,此时虽然占空比的总和降低,会使3D显示的亮度降低,但延时时间的总和增大有效保证了3D显示的串扰不再发生,避免了3D显示画面的重影现象。相应的,根据检测到的环境温度,查询到的液晶响应时间变短时,则相应的调节背光时序,得到新的延时时间t1…tn ,及新的占空比TZ1…TZn,TZ1…TZn的各个值可相同也可不同,此时延时时t1+…+ tn得到的总和是减小的,且TZ1 +…+ TZn得到的总和是增大的,此时延时时间总和虽然减小但亦可保证不发生3D显示的串扰,同时占空比总和的增大使得3D显示的亮度和对比度得到提高。
参照图5,图5为液晶显示装置2D模式下的背光调节方法一实施例的流程图;进一步的,当所述显示模式为2D模式时,根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息还包括:判断液晶显示装置的液晶响应时间是否小于临界响应时间T0,是则不生成新的背光时序信息,背光打开时间不做调整。否则生成包括根据外界环境温度变化的延时信息及占空比信息的背光时序信息。在最初设计液晶显示装置时,可根据其液晶材料的性质,以及外界环境温度对其液晶响应时间的影响关系,确定一个液晶响应时间的临界点,即临界响应时间T0,当液晶响应时间小于T0时,2D显示画面的快速运动物体的运动拖尾小,不容易被察觉,用户可看到正常的显示画面;当液晶响应时间大于临界响应时间T0时,此时2D显示画面的快速运动物体的运动拖尾大,其液晶响应时间较长,已不能呈现出正常的显示画面,就需要适当的调整液晶显示装置的背光时序信息。
进一步的,当根据检测到的外界环境温度查询到相应的液晶响应时间小于T0时,此时2D模式下背光时序不做调整。液晶显示装置的背光设定为常亮,此时2D显示画面的亮度很高。
可理解的,如果当根据检测到的外界环境温度查询到相应的液晶响应时间大于T0时,所述生成的背光时序信息还包括根据外界环境温度变化的延时信息及占空比信息。此时2D模式下背光开启或关闭方法可参照图3D模式下的背光调节方法,此时所述2D模式下的第1帧画面对应于所述3D模式下左眼的第1帧画面,所述2D模式下的第2帧画面对应于所述3D模式下右眼的第1帧画面,相应的,所述2D模式下的第2N-1帧画面对应于所述3D模式下左眼的第N帧画面,所述2D模式下的第2N帧画面对应于所述3D模式下右眼的第N帧画面。此时由于背光以一定占空比打开,使2D显示的亮度降低,但有效的降低了2D模式下由于液晶响应时间长,拖尾严重的现象。
进一步的,所述检测液晶显示装置所处的外界环境温度,并获得与所述外界环境温度相对应的液晶显示装置的液晶响应时间之前还包括:将外界环境温度及所对应的液晶响应时间对应存储。具体的,在最初设计液晶显示装置时,即根据实际所用的液晶材料的特性,利用液晶响应时间测试仪,测出不同的外界环境下其温度和该液晶显示装置的液晶响应时间的关系曲线,并将其配对存储。
参照图6,图6为液晶显示装置的背光调节装置一实施例的结构示意图;本发明还提供一种液晶显示装置的背光调节装置,包括:
存储模块10,用于存储环境温度和其所对应的液晶响应时间信息;所述环境温度所对应的液晶响应时间信息可由外部设备具体测试获得。
温度检测模块20,用于检测液晶显示装置所处的外界环境温度;
处理模块30,用于根据所述外界环境温度及所述温度对应的所述液晶响应时间信息生成背光时序信息;
控制模块40,用于根据所述背光时序信息调节液晶显示装置背光的打开时间。
所述处理模块40还包括对液晶显示装置所处的显示模式的识别,即识别所述液晶显示装置是工作在2D模式还是3D模式;所述处理模块40还用于在3D/2D模式下,根据外界环境温度的变化分别生成包括有延时信息及占空比信息的背光时序信息。
具体的,详述一液晶显示装置的背光调节装置的工作流程如下:
所述存储模块10存储环境温度和其所对应的液晶响应时间信息;所述环境温度所对应的液晶响应时间信息可由外部设备具体测试获得,如表1中所示,但所述检测的环境温度并不限于表1中所示温度,而应当包括所述液晶显示装置所有可能使用的环境温度范围。
表1
温度(℃) | 45 | 40 | 30 | 20 | 10 | 0 | -10 | -20 | -30 |
液晶响应时间 | T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 | T7 | T8 | T9 |
所述温度检测模块20检测所述液晶显示装置实际所处的外界环境温度。并根据所检测到的实际温度从所述存储模块10中查询该温度下的液晶显示装置的液晶响应时间;
所述处理模块30根据查询到的液晶响应时间,并判断目前液晶显示装置的工作在2D模式还是3D模式,计算出该模式下最佳背光打开时序及占空比,即生成包括根据外界环境温度变化的延时信息及占空比信息的时序信息;
所述控制模块40根据所述背光时序信息调节液晶显示装置背光打开时间,发出控制指令,所述液晶显示装置接收所述指令并改变当前模式下的背光开关延时及占空比。
通过以上本发明实施例的技术方案可以看出,本发明根据外界环境温度和液晶响应时间的关系,生成包含根据外界环境温度变化的延时信息及占空比信息的时序信息,并根据所述时序信息动态调节液晶显示装置背光打开时间;生成包含根据外界环境温度变化的时序信息可在液晶显示装置背光切换的过程中,有效解决液晶显示装置在低温下由于液晶响应时间过长而导致的2D显示拖尾严重、3D显示串扰大的问题。生成包含根据外界环境温度变化的占空比信息的时序信息还可在液晶显示装置背光切换的过程中,有效提高显示亮度,从而提高用户使用时的观赏舒适性。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制其专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种液晶显示装置的背光调节方法,其特征在于,包括:
检测液晶显示装置所处的外界环境温度,并获得与所述外界环境温度相对应的液晶显示装置的液晶响应时间信息;
根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息;
根据所述背光时序信息调节液晶显示装置背光的打开时间。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置的背光调节方法,其特征在于,当所述显示模式为3D模式时,所述生成的背光时序信息包括根据外界环境温度变化的延时信息。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置的背光调节方法,其特征在于,当所述显示模式为3D模式时,所述生成的背光时序信息还包括根据外界环境温度变化的占空比信息。
4.根据权利要求1至3任一项所述的液晶显示装置的背光调节方法,其特征在于,当所述显示模式为3D模式时,根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息还包括:将液晶显示装置背光划分为多个单独控制区域,生成包含与液晶显示装置的液晶响应时间相匹配的多组背光时序信息。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置的背光调节方法,其特征在于,当所述显示模式为2D模式时,根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息还包括:判断液晶显示装置的液晶响应时间是否小于临界响应时间,是则不生成新的背光时序信息,背光打开时间不做调整。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置的背光调节方法,其特征在于,当所述显示模式为2D模式时,根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息还包括:当液晶显示装置的液晶响应时间大于临界响应时间时,所述生成的背光时序信息还包括根据外界环境温度变化的延时信息。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置的背光调节方法,其特征在于,当所述显示模式为2D模式时,根据所述液晶响应时间信息及当前液晶显示装置所处的显示模式,生成相应的背光时序信息还包括:当液晶显示装置的液晶响应时间大于临界响应时间时,所述生成的背光时序信息还包括根据外界环境温度变化的占空比信息。
8.根据权利要求1所述的液晶显示装置的背光调节方法,其特征在于,所述检测液晶显示装置所处的外界环境温度,并获得与所述外界环境温度相对应的液晶显示装置的液晶响应时间信息之前还包括:将外界环境温度及所对应的液晶响应时间信息对应存储。
9.一种液晶显示装置的背光调节装置,其特征在于,包括:
存储模块,用于存储环境温度和其所对应的液晶响应时间信息;
温度检测模块,用于检测液晶显示装置所处的外界环境温度;
处理模块,用于根据所述外界环境温度及所述温度对应的所述液晶响应时间信息生成背光时序信息;
控制模块,用于根据所述背光时序信息调节液晶显示装置背光的打开时间。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置的背光调节装置,其特征在于,所述处理模块还包括对液晶显示装置所处的显示模式的识别,即识别所述液晶显示装置是工作在2D模式还是3D模式;
所述处理模块还用于在3D/2D模式下,根据外界环境温度的变化分别生成包括有延时信息及占空比信息的背光时序信息。
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