CN113934054B - 一种区域调光的显示器及调光方法和背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示器领域，具体为一种区域调光的显示器及调光方法和背光模组，在所述PCB板上设有矩阵排列的复合光源，所述复合光源包括一个基础灯珠以及至少一个调光灯珠；所有的所述基础灯珠的电源接口连接第一调光电源，所述调光灯珠与区域调光模块电气连接，所述区域调光模块的电源接口连接第二调光电源；所述区域调光模块设有区域调光控制器、初始光电源模块、区域调光电源模块以及与调光灯珠一一对应的切换开关，所述切换开关的两路输入分别与初始光电源模块、区域调光电源模块电气连接；切换开关的输出端与调光灯珠电气连接，所述切换开关与区域调光控制器电气连接。本发明可以对液晶显示器进行区域调光，同时达到降低功耗的有益效果。

Description

一种区域调光的显示器及调光方法和背光模组
技术领域
本发明涉及显示器领域，具体为一种区域调光的显示器及调光方法和背光模组。
背景技术
目前对于液晶显示器，在特殊的应用场合，需要对液晶显示器屏幕上的特定区域进行高亮显示或者是变暗显示，或者是形成一个高亮的光带在屏幕上由左向右或者由上向下进行移动。而现有的显示器往往只能对整个显示器的屏幕进行亮度调节。因此设计一种可以进行区域调光的一种液晶显示器成为一种迫切的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供了具有可以进行区域调光的一种区域调光的显示器及调光方法和背光模组。
一种液晶显示器用区域调光背光模组，包括PCB板，其特征在于：所述PCB板上设有矩阵排列的复合光源，所述PCB板上部设有导光隔断，所述导光隔断成蜂窝状，导光隔断每个凹槽包围一个复合光源；所述导光隔断的侧壁上涂设有漫反射涂层；所述复合光源包括一个基础灯珠以及至少一个调光灯珠；所有的所述基础灯珠的电源接口连接第一调光电源，所述调光灯珠与区域调光模块电气连接，所述区域调光模块的电源接口连接第二调光电源；所述区域调光模块设有区域调光控制器、初始光电源模块、区域调光电源模块以及与调光灯珠一一对应的切换开关，所述切换开关的两路输入分别与初始光电源模块、区域调光电源模块电气连接；切换开关的输出端与调光灯珠电气连接，所述切换开关与区域调光控制器电气连接。
更好的，所述PCB板上设有成行排列的初始光母线、区域调光母线。
更好的，所述切换开关为设有常开常闭触点的继电器；所述继电器的常开触点连接在初始光母线与调光灯珠之间；所述继电器的常闭触点连接在区域调光母线与调光灯珠之间；
或，
所述切换开关包括第一开关管和第二开关管；所述第一开关管连接在初始光母线与调光灯珠之间；所述第二开关管连接在区域调光母线与调光灯珠之间。
一种区域调光的显示器，包括电源模块、驱动模块和液晶显示板及其框架，应用一种液晶显示器用区域调光背光模组。
更好的，需要对区域进行调暗时：
降低第一调光电源的电压，使全部的基础灯珠的亮度下降；
将圈定区域外的调光灯珠的供电电源切换到区域调光母线；区域调光控制器控制区域调光电源模块的电源升压，使圈定区域外部的调光灯珠变亮；
将圈定区域内的调光灯珠的供电电源保持与初始光母线的连接，同时保持初始光电源模块的电压不变。
更好的，需要对区域进行调亮时：
将圈定区域内的调光灯珠的供电电源切换到区域调光母线；
区域调光控制器控制区域调光电源模块的电源升压，使圈定区域内部的调光灯珠变亮。
更好的，接收外部控件指令设定调亮区域和调暗区域；
将调亮区域内的调光灯珠的供电电源切换到区域调光母线；
将调暗区域内的调光灯珠的供电电源切换到初始光母线；
区域调光控制器控制区域调光电源模块的电源升压，使调亮区域内部的调光灯珠变亮；
区域调光控制器控制初始光电源模块的电源降压，使调暗区域内部的调光灯珠变暗。
更好的，接收外部控件指令设定第一亮度区域、第二亮度区域、第三亮度区域……末尾亮度区域；
根据亮度区域的亮度确定亮度区域内部高亮复合光源的个数和灰暗复合光源的个数；所述高亮复合光源内部调光灯珠单独连接区域调光电源模块；所述灰暗复合光源的调光灯珠单独连接初始光电源模块；所述高亮复合光源和灰暗复合光源均匀间隔分布；
根据最亮的亮度区域确定区域调光电源模块的电压大小；根据最暗的亮度区域确定初始光电源模块的电压大小。
更好的，所述导光隔断上部设有第二液晶调光层，所述第二液晶调光层与显示器原有液晶层重叠设置；
所述第二液晶调光层对应每一个像素设有三个调光液晶，三个所述调光液晶的排列方向与原有液晶层每个像素的液晶排列方向垂直。
更好的，当需要调光时：
通过触控模块获取操作人员在屏幕上圈定的区域；
将第二液晶调光层中对应圈定区域内的液晶两端的电压进行调整，使透过第二液晶调光层的光线在亮度上产生变化。
本发明的有益效果为：
可以进行区域调光液晶显示器。
通过进行区域调光可以达到降低功耗的效果。
附图说明
图1是本发明的实施例的发光二极管分布示意图。
图2是本发明的实施例的电路连接示意图。
图3是本发明的实施例的电路连接示意图。
图4是本发明一种液晶控制调光的实施例的示意图。
图5是本发明一种液晶控制调光的实施例的液晶分布示意图。
图6是本发明一种液晶控制调光的实施例的复合光源分布示意图。
图中：410、调光液晶；820、第二调光电源；810、第一调光电源；400、第二液晶调光层；120、区域调光母线；110、初始光母线；233、区域调光控制器；232、区域调光电源模块；231、初始光电源模块；240、切换开关；230、区域调光模块；220、调光灯珠；210、基础灯珠；300、导光隔断；200、复合光源；200a、高亮复合光源；200b、灰暗复合光源；100、PCB板；
具体实施方式
为使本发明的技术方案和有益效果更加清楚，下面对本发明的实施方式做进一步的详细解释。
实施例一
一种液晶显示器用区域调光背光模组，包括PCB板100，在所述PCB板100上设有矩阵排列的复合光源200。所述PCB板100上部设有导光隔断300。导光隔断300主体形状为具有一定厚度的板状，并且在其上部开设蜂窝状的通孔，其中通孔的截面形状可以设置为正六边形。导光隔断300每个凹槽包围一个复合光源200，每一个通孔作为一个容器盛放复合光源200，复合光源的光线通过通孔向液晶层照射。为了使光线的具有更好的发散效果，所述导光隔断300的侧壁上涂设有漫反射涂层。
为了实现调光同时为了保证光源的亮度均衡，所述复合光源200包括一个基础灯珠210以及至少一个调光灯珠220。基础灯珠210由同一个电源供电，本实施例中所有的所述基础灯珠210的电源接口连接第一调光电源810。第一调光电源810可以可调节基础灯珠210的亮度，且所有的基础灯珠210同步调整。此时整个液晶显示屏的亮度可以保证均衡。
以设置一个调光灯珠220为例，所述调光灯珠220与区域调光模块230电气连接，所述区域调光模块230的电源接口连接第二调光电源820。所述区域调光模块230设有区域调光控制器233、初始光电源模块231、区域调光电源模块232以及与调光灯珠220一一对应的切换开关240。
切换开关240的作用是实现对两路输入电源的切换，所述切换开关240的两路输入分别与初始光电源模块231、区域调光电源模块232电气连接，切换开关240的输出端与调光灯珠220电气连接。通过控制器的控制，调光灯珠220的供电电源可以切换到初始光电源模块231或者区域调光电源模块232，进而通过不同的电源进行控制，实现区域的光调节。所述切换开关240与区域调光控制器233电气连接。区域调光控制器233为一种处理器或者是集成在液晶显示器内部控制器中的调光模块程序，该处理器或者调光模块程序根据本发明公开的调光方法实现区域调光。
其中所述切换开关240为设有常开常闭触点的继电器；所述继电器的常开触点连接在初始光母线110与调光灯珠220之间；所述继电器的常闭触点连接在区域调光母线120与调光灯珠220之间。
或者，所述切换开关240包括第一开关管和第二开关管；所述第一开关管连接在初始光母线110与调光灯珠220之间；所述第二开关管连接在区域调光母线120与调光灯珠220之间。
在实际应用中，将调光灯珠220单独与电源连接，进行独立控制时，由于线路长度变化的影响，调光灯珠的电源无法保证均衡，进而会出现亮度的差异，为了避免上述问题，在PCB板100上设置电源母线为调光灯珠220供电。其中电源母线在PCB板100成行排列，包括初始光母线110和区域调光母线120。为减少跨接，可以在PCB板100的上表层和下表层分别敷设正极母线和负极母线，同时在调光灯珠220的两侧敷设初始光母线110和区域调光母线120。同时切换开关240与调光灯珠220间隔设置，一个切换开关240控制一个调光灯珠220。
再进区域调光时，屏幕一部分的区域亮度不变，剩余部分的调度可以调节。而需要调节的区域的调光灯珠220统一经区域调光母线120连接区域调光电源模块232。另一部分则保持与初始光母线110的连接，且统一连接初始光电源模块231。区域调光电源模块232和初始光电源模块231和外部的第二调光电源820连接，同时两者又是可以单独控制的电源，因此不需要调节的区域亮度变化差异会很小，而需要调节的区域则可以进行亮度的调整。
当设置多个调光灯珠时，此时包括第一调光灯珠、第二调光灯珠、第三调光灯珠等。所有的第一调光灯珠通过母线与电源一连接，所有的第二调光灯珠通过母线与电源二连接，所有的第三调光灯珠通过母线与电源三连接，以此类推。同时每个调光灯珠都设有一个控制开关，此时，通过控制调光灯珠的点亮的数量进行亮度的调节。还可以将其中一组调光灯珠220的电源设置为可调电源，进而可以达到微调的功能。
其中区域调光电源模块232为一个可调电源模块，可以通过串并接电阻和解除串并接电阻的方式实现电压的调节。同样的，区域调光电源模块232也可以为一个可控硅的调压器，可以采用调节占空比的方式实现电压的调节。相似的，初始光电源模块231设置为同样的可调电源模块。
实施例二
一种区域调光的显示器，包括电源模块、驱动模块和液晶显示板及其框架，应用实施例一种的液晶显示器用区域调光背光模组。
为了进行区域调光，需要获取进行区域调光的区域，因此，本实施例中的显示器还设有区域设定模块。所述区域设定模块包括设置在边框的区域调节按钮和集成在屏幕上的触控模块。所述触控模块采用电容式触摸屏或表面声波式触摸屏。触摸屏的技术现在已经非常成熟，应用触摸屏技术可以获取屏幕上的位置。其中电容式触摸屏和表面声波式触摸屏都可以进行多点采样。本实施例中，通过人为的滑动，画出一个闭合的需要调光的区域时，触摸屏可以检测到人手滑动的位置，然后计算出背光模组上对应的区域，并选定对应区域内部的调光灯珠220，将调光灯珠切换到初始光母线110或区域调光母线120上。在进行调光时，通过上述方式获取需要控制的调光灯珠，然后通过区域调节按钮调整亮度，既可以通过增量按钮提高亮度，或者通过减量按钮降低亮度。在实现亮度调节的过程中，包括以下具体的实施方法：
一
一种区域调光的显示器进行区域高亮调节的方法，需要对区域进行调亮时：
通触控模块获取操作人员在屏幕上圈定的区域。如，当显示器的局部显示一幅图画时，需要对该图进行高亮显示，此时即可以通过沿图画的边缘画出区域。尤其是在大尺寸显示屏、大尺寸的广告显示屏，多需要对显示器进行分区、分断进行不同亮度的显示，此时就可以显示出本发明所体现的节约能耗的特点。
将圈定区域内的调光灯珠220的供电电源切换到区域调光母线120。由于区域调光母线120与区域调光电源模块232的输出端连接，此时圈定区域内部的调光灯珠220都是由区域调光电源模块232提供电源。区域调光控制器233与区域调光电源模块232电气连接，在区域调光控制器233接收到调节信号后，控制区域调光电源模块232调整其输出的电压，即区域调光控制器233控制区域调光电源模块232的电源升压，使圈定区域内部的调光灯珠220变亮。初始状态下，或者，默认状态下，调光灯珠220与初始光母线110连接，此时其他未圈定区域的调光灯珠220保持与初始光母线110的连接，而与初始光母线110连接的初始光电源模块231电源模块没有调整，同时基础灯珠210供电电源也没有调整，进而未圈定的区域的亮度保持不变。
一种区域调光的显示器进行区域变暗调节的方法，需要对区域进行调暗时：
通触控模块获取操作人员在屏幕上圈定的区域。由于基础灯珠210具有调光的功能，为了保证液晶显示器原有的调光功能，调光灯珠220初始状态下与初始光母线110连接，而为了不影响亮度，初始光母线110上的电源电压保持在低电压状态，进而可以保证原有的调光范围。而在需要降低亮度，初始光母线110的电压降低的力度有限，因此需要降低第一调光电源的电压，使全部的基础灯珠210的亮度下降。同时将圈定区域外的调光灯珠220的供电电源切换到区域调光母线120；区域调光控制器233控制区域调光电源模块232的电源升压，使圈定区域外部的调光灯珠220变亮；通过两者的调整，保证未圈定区域内部的亮度不变。二在圈定区域内部的调光灯珠始终保持与初始光母线110的连接，同时保持初始光电源模块231的电压不变。在初始光母线110电压不变，圈定区域内部的调光灯珠亮度不变，而基础灯珠210的亮度降低，进而实现了亮度降低的调整。
基于上述两个实施例，还可以通过设置第二液晶调光层400实现区域光亮度的调整。此时在所述导光隔断300上部设有第二液晶调光层400，所述第二液晶调光层400与显示器原有液晶层重叠设置。第二液晶调光层400控制导光隔断300向原有液晶层透光的程度。控制第二液晶调光层400的液晶两端的电压，可以控制光透过的多少，进而可以改变亮度。
除了进行手动调整之外，还可以根据图像处理软件、图像显示软件等外部控件设定不同区域的不同亮度，以达到更加优化、清晰的图形显示效果。为了更好的显示一幅画面，需要对画面中的特定区域的亮度进行调整，通过软件以及算法可以计算出各个区域最优的亮度，本发明可以根据计算出的亮度对特定的区域的亮度进行调光，进而实现更好的显示的目的。
需要对区域进行调暗时，首先降低第一调光电源的电压，使全部的基础灯珠210的亮度下降。然后，将圈定区域外的调光灯珠220的供电电源切换到区域调光母线120；区域调光控制器233控制区域调光电源模块232的电源升压，使圈定区域外部的调光灯珠220变亮。
此时，将圈定区域内的调光灯珠220的供电电源保持与初始光母线110的连接，同时保持初始光电源模块231的电压不变。
当需要对区域进行调亮时，首先将圈定区域内的调光灯珠220的供电电源切换到区域调光母线120。然后，区域调光控制器233控制区域调光电源模块232的电源升压，使圈定区域内部的调光灯珠220变亮。
在一些复杂的图像显示过程中，为了达到更好的显示效果，需要对多个区域进行亮度的调节。本发明还公开一种对两个区域进行亮度调节的方法，包括以下步骤：
首先接收外部控件指令设定调亮区域和调暗区域。在图像处理和显示模块接收到一幅图像时，为了达到更好的显示效果，其对图像进行计算，得到需要加大亮度和降低亮度的区域。在得到上述区域之后，将区域的划分信息发送到显示器，显示器的控制器根据区域信息进行控制。
然后，区域调光控制器233将调亮区域内的调光灯珠220的供电电源切换到区域调光母线120；将调暗区域内的调光灯珠220的供电电源切换到初始光母线110。同时区域调光控制器233控制区域调光电源模块232的电源升压，使调亮区域内部的调光灯珠220变亮，区域调光控制器233控制初始光电源模块231的电源降压，使调暗区域内部的调光灯珠220变暗。此时需要进行调亮的区域亮度增大，调暗区域的亮度降低。
除了上述处理方式之外，负责图像处理的设备，还可以设置多个不同亮度的区域，以达到最优化的显示效果。此时，
首先接收外部控件指令设定第一亮度区域、第二亮度区域、第三亮度区域……末尾亮度区域。
然后，根据亮度区域的亮度确定亮度区域内部高亮复合光源200a的个数和灰暗复合光源200b的个数；所述高亮复合光源200a内部调光灯珠220单独连接区域调光电源模块232；所述灰暗复合光源200b的调光灯珠220单独连接初始光电源模块231；所述高亮复合光源200a和灰暗复合光源200b均匀间隔分布。如果是一半的高亮复合光源200a和一半的灰暗复合光源200b，则高亮复合光源200a和灰暗复合光源200b间隔排列。其他比例的按照相同的比例间隔均匀排列，如图6所示，即是一种三分之一高亮，三分之二灰暗的复合光源分布的示意图。
最后，根据最亮的亮度区域确定区域调光电源模块232的电压大小；根据最暗的亮度区域确定初始光电源模块231的电压大小。
在上述配置设置好之后，控制初始光电源模块231、区域调光电源模块232以及切换开关240进行亮度的控制。
更好的，为了简化控制，所述第二液晶调光层400对应每一个像素设有三个调光液晶，三个所述调光液晶410的排列方向与原有液晶层每个像素的液晶排列方向垂直。通过通知三个调光液晶的导通的个数，实现光透过程度的调整。
此时，需要调整光的亮度时：
首先，通过触控模块或者接收外部控件指令获取需要在显示器上进行调光的区域。
然后，将第二液晶调光层中对应圈定区域内的液晶两端的电压进行调整，使透过第二液晶调光层400的光线在亮度上产生变化。
或者，改变第二液晶调光层400中对应圈定区域内部的单个像素对应的三个调光液晶的导通个数改变液晶显示器的亮度。
当设置对个调光灯珠的时候，每个调光灯珠220都会配置相应的初始光母线110和区域调光母线120，同时相应的初始光母线110和区域调光母线120连接独立的初始光电源模块231和区域调光电源模块232。并利用上述方式对亮度进行控制，在调光灯珠220多的情况下，可以达到更好的区域调光效果。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的范围，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，凡依本发明的要求范围所述的形状、构造、特征及精神所谓的均等变化与修饰，均应包括与本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种液晶显示器用区域调光背光模组，包括PCB板(100)，其特征在于：
所述PCB板(100)上设有矩阵排列的复合光源(200)，所述PCB板(100)上部设有导光隔断(300)，所述导光隔断(300)成蜂窝状，导光隔断(300)每个凹槽包围一个复合光源(200)；所述导光隔断(300)的侧壁上涂设有漫反射涂层；
所述复合光源(200)包括一个基础灯珠(210)以及至少一个调光灯珠(220)；所有的所述基础灯珠(210)的电源接口连接第一调光电源(810)，所述调光灯珠(220)与区域调光模块(230)电气连接，所述区域调光模块(230)的电源接口连接第二调光电源(820)；
所述区域调光模块(230)设有区域调光控制器(233)、初始光电源模块(231)、区域调光电源模块(232)以及与调光灯珠(220)一一对应的切换开关(240)，所述切换开关(240)的两路输入分别与初始光电源模块(231)、区域调光电源模块(232)电气连接；切换开关(240)的输出端与调光灯珠(220)电气连接，所述切换开关(240)与区域调光控制器(233)电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种液晶显示器用区域调光背光模组，其特征在于：
所述PCB板(100)上设有成行排列的初始光母线(110)、区域调光母线(120)。
3.根据权利要求2所述的一种液晶显示器用区域调光背光模组，其特征在于：
所述切换开关(240)为设有常开常闭触点的继电器；所述继电器的常开触点连接在初始光母线(110)与调光灯珠(220)之间；所述继电器的常闭触点连接在区域调光母线(120)与调光灯珠(220)之间；
或，
所述切换开关(240)包括第一开关管和第二开关管；所述第一开关管连接在初始光母线(110)与调光灯珠(220)之间；所述第二开关管连接在区域调光母线(120)与调光灯珠(220)之间。
4.一种区域调光的显示器，包括电源模块、驱动模块和液晶显示板及其框架，其特征在于：
应用权利要求1-3任一所述的一种液晶显示器用区域调光背光模组。
5.根据权利要求4所述的一种区域调光的显示器进行区域变暗调节的方法，其特征在于：
需要对区域进行调暗时：
降低第一调光电源的电压，使全部的基础灯珠(210)的亮度下降；
将圈定区域外的调光灯珠(220)的供电电源切换到区域调光母线(120)；区域调光控制器(233)控制区域调光电源模块(232)的电源升压，使圈定区域外部的调光灯珠(220)变亮；
将圈定区域内的调光灯珠(220)的供电电源保持与初始光母线(110)的连接，同时保持初始光电源模块(231)的电压不变。
6.根据权利要求4所述的一种区域调光的显示器进行区域高亮调节的方法，其特征在于：
需要对区域进行调亮时：
将圈定区域内的调光灯珠(220)的供电电源切换到区域调光母线(120)；
区域调光控制器(233)控制区域调光电源模块(232)的电源升压，使圈定区域内部的调光灯珠(220)变亮。
7.根据权利要求4所述的一种区域调光的显示器进行区域调节的方法，其特征在于：
接收外部控件指令设定调亮区域和调暗区域；
将调亮区域内的调光灯珠(220)的供电电源切换到区域调光母线(120)；
将调暗区域内的调光灯珠(220)的供电电源切换到初始光母线(110)；
区域调光控制器(233)控制区域调光电源模块(232)的电源升压，使调亮区域内部的调光灯珠(220)变亮；
区域调光控制器(233)控制初始光电源模块(231)的电源降压，使调暗区域内部的调光灯珠(220)变暗。
8.根据权利要求4所述的一种区域调光的显示器进行区域调节的方法，其特征在于：
接收外部控件指令设定第一亮度区域、第二亮度区域、第三亮度区域……末尾亮度区域；
根据亮度区域的亮度确定亮度区域内部高亮复合光源(200a)的个数和灰暗复合光源(200b)的个数；所述高亮复合光源(200a)内部调光灯珠(220)单独连接区域调光电源模块(232)；所述灰暗复合光源(200b)的调光灯珠(220)单独连接初始光电源模块(231)；所述高亮复合光源(200a)和灰暗复合光源(200b)均匀间隔分布；
根据最亮的亮度区域确定区域调光电源模块(232)的电压大小；根据最暗的亮度区域确定初始光电源模块(231)的电压大小。
9.根据权利要求4所述的一种区域调光的显示器，其特征在于：
所述导光隔断(300)上部设有第二液晶调光层(400)，所述第二液晶调光层(400)与显示器原有液晶层重叠设置；
所述第二液晶调光层(400)对应每一个像素设有三个调光液晶，三个所述调光液晶(410)的排列方向与原有液晶层每个像素的液晶排列方向垂直。
10.根据权利要求9所述的一种区域调光的显示器，其特征在于：
当需要调光时：
通过触控模块获取操作人员在屏幕上圈定的区域；
将第二液晶调光层中对应圈定区域内的液晶两端的电压进行调整，使透过第二液晶调光层(400)的光线在亮度上产生变化。
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