CN1702502A - 用于控制背光单元亮度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于控制具有位于导光板相对侧的多个灯的侧光式背光单元亮度的方法，其包括：在输出图像前分析图像的每一帧的亮度数据；根据经分析的亮度数据，从把亮度分级的查找表(LUT)中选择背光亮度水平；根据经选择的亮度水平输出灯开/关控制信号；以及根据灯开/关控制信号向相应的灯提供灯开/关信号。

Description

用于控制背光单元亮度的方法
本申请要求2004年5月28日在韩国专利局申请的韩国专利申请No.P2004-38344的权益，在此引用该申请的全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种背光单元，特别涉及一种用于控制具有多个灯的侧光式背光单元的亮度的方法。
背景技术
阴极射线管(CRT)已被广泛地用于电视监视器、测量机和信息终端设备中。然而，由于CRT本身的尺寸和重量，CRT技术不能够满足对体积小、重量轻的显示器渐增的需求。从而，人们已开发出用于代替CRT的可选择的技术，例如应用电场光学效应来显示图像的液晶显示(LCD)器件、应用气体放电来显示图像的等离子体显示板(PDP)、以及应用电场发光效应来显示图像的电致发光显示(ELD)器件。
由于诸如体积小、重量轻以及功耗低的优点，人们已积极研究LCD器件，以使其适合于超薄型平板显示器件，例如用于宇宙飞船、飞机、笔记本电脑、膝上型电脑、桌上型电脑的监视器以及大型显示器件。从而，对LCD器件的需求持续增加。
大多数液晶显示器件通过控制来自内部光源、外部光源、或内部光源和外部光源的组合的光的透射率而显示图像。根据背光单元内荧光灯的排列，通常将用作LCD器件内部光源的背光单元分成直下式和侧光式两种类型。
在侧光式背光单元中，灯单元设置在导光板的边缘或侧面。所述灯单元包括用于发光的灯；嵌在灯的两端上用于保护灯的灯支架；以及附着于导光板上，围绕在灯的周围，用于反射从灯朝向导光板发出的光的反射片。由于高度的光均匀性、长的使用寿命以及薄的外形，侧光式背光单元通常用于较小尺寸的LCD器件，例如膝上型电脑监视器和桌上型电脑监视器。
在直下式背光单元中，多个灯在散光片的下表面上排成一行，藉此可用光直接照射LCD面板的整个表面。由于与侧光式背光单元相比直下式背光单元具有较高的光效率，直下式背光单元通常用在需要高亮度的大型LCD器件中，例如至少20英寸。
在直下式LCD器件中，多个灯设置在LCD面板屏幕的下方。因此，如果多个灯之一由于灯出现故障或者灯寿命终止而关闭，与关闭的灯相对应的部分屏幕会变得比周围部分的屏幕相对更暗。相比之下，在侧光式背光单元中，当灯关闭时，与仅一部分屏幕的亮度十分明显地降低不同，背光的总亮度稍微降低。在这方面，对于直下式LCD器件，需要具有适合于拆卸和安装灯单元的简单结构。
图1为根据现有技术的侧光式背光单元。如图1所示，侧光式背光单元包括位于导光板11相对侧的灯10、散光片12、棱镜片13、壳体15、以及下反射片16。通过控制从灯10发出的光的透射率，LCD面板14可在其上显示图像。导光板11引导由灯11发出的入射光通过散射片12和棱镜片13而朝向LCD面板14。散光片12将由导光板11引导的光散射到预定角度，而棱镜片13汇聚散射后的光，并将汇聚后的光发送到LCD面板14的后部。壳体15也位于导光板11的下方。为了使光损失减到最小，下层反射片16将朝向壳体15行进的光反射到LCD面板14上。
根据现有技术的侧光式背光单元进一步包括灯反射片18和灯支架17。每个灯反射片18覆盖灯10除对着导光板11的表面之外的部分，因此降低从灯10入射到导光板11的光入射面上的光损失。此外，灯支架17位于灯10的两端，以确定灯10的位置，并在导光板11的光入射面和灯10之间保持预定间隔。
在前述侧光式背光单元中，可以按照需要层叠多个散光片12和棱镜片13。
当根据现有技术的侧光式背光单元用在监视器中时，灯10位于导光板11的相对侧。然而，如果需要高亮度，在与LCD面板14的尺寸相对应的导光板11的相对侧可以设置多个灯10。在两种情形下，根据现有技术，所有的灯10同时开启或关闭。
在现有技术的侧光式背光单元中，排列在导光板11的相对侧的多个灯10同时工作，从而控制LCD面板14的整体亮度。因此，现有技术不能够根据显示的图像部分地控制LCD面板的亮度。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于控制背光单元亮度的方法，其能够基本上克服由于现有技术的局限和缺点所导致的一个或多个问题。
本发明的一个优点在于提供一种用于控制具有位于导光板相对侧的多个灯的侧光式背光单元亮度的方法。
本发明另外的特征和优点将在以下描述中加以阐述，其中部分特征和优点可以从描述中显而易见地看到，或者从本发明的实践中得知。通过在本发明的说明书、权利要求书以及附图中具体指明的结构，本发明的这些和其它优点会得到了解和实现。
为了实现这些和其它优点，根据本发明的目的，如所具体和广泛描述的，一种用于控制具有位于导光板相对侧的多个灯的侧光式背光单元亮度的方法包括：在输出图像前分析图像的每一帧的亮度数据；根据经分析的亮度数据，从把亮度分级的查找表中选择亮度水平；根据经选择的亮度水平，输出灯开/关控制信号；以及根据灯开/关控制信号向相应的灯提供灯开/关信号。
按照本发明的一个方面，一种用于控制具有位于导光板相对侧的多个灯的侧光式背光单元亮度的方法包括：在输出图像前分析图像的每一帧的亮度数据；根据经分析的亮度数据，从把亮度分级的查找表中选择亮度水平；根据经选择的亮度水平，输出亮度开/关控制信号和灯变暗控制信号；以及根据灯开/关控制信号和灯变暗控制信号向相应的灯提供灯开/关信号。
应当理解，前面的概述和下面的详细描述是示例性的和解释性的，是为了进一步解释所要求保护的本发明。
附图说明
下述附图作为说明书的一部分，是为了进一步理解本发明，该附图举例说明本发明的具体实施方式，并结合描述，用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1所示为根据现有技术的侧光式背光单元；
图2所示为根据本发明的一个具体实施方式的侧光式背光单元；
图3所示为用于控制根据本发明一实施方式的侧光式背光单元亮度的方法的流程图；以及
图4所示为用于控制根据本发明另一实施方式的侧光式背光单元亮度的方法的流程图。
具体实施方式
现在详细描述附图中所示的本发明的优选实施例。全部附图中相同或相似的部分用相同的参考数字标注。
图2为根据本发明一个实施方式的侧光式背光单元。如图2所示，根据本发明的侧光式背光单元包括：灯单元100、导光板110、散光片120、棱镜片130、下反射片160、以及位于导光板110下方的壳体150。通过控制从灯单元100发出的光的透射率，LCD面板140可在其上显示图像。更具体地说，导光板110将发射的光引导到可将光散射到预定角度的散光片120。然后，棱镜片130汇聚散射后的光，并向LCD面板140的后部发送汇聚后的光。为了将光损失减到最小，下反射片160向壳体150行进的光反射到LCD面板140上。
灯单元100设置有排列在导光板110的相对侧的多个灯。如图2所示，六个灯，按照每侧三个灯排列在导光板110的相对侧，其中，排列在导光板一侧的三个灯被依次称为第一灯100a、第二灯100b以及第三灯100c，排列在导光板110另一侧的三个灯被称为第四灯100d、第五灯100e以及第六灯100f。
根据本发明的侧光式背光单元还包括灯反射片180和灯支架170。将每个灯反射片180设置为使其覆盖灯100a～100f除对着导光板侧的部分以外的部分。灯反射片通过向导光板反射光降低光损失。灯支架170设置在灯100a～100f的每一端，以确保灯100a～100f在预定的位置，并在导光板110的光入射面与灯100a～100f之间保持预定间隔。此外，在灯100a～100f的每一端上形成的电极(未示出)与一逆变器(未示出)通过导线电连接。
按照需要可以设置多个散光片120和棱镜片130。
每个灯100a～100f为冷阴极荧光灯(CCFL)。在CCFL中，电极在管的每一端形成。因此，CCFL可以根据由逆变器通过电源线提供的信号开启和关闭CCFL。此时，电源线通过附加的连接器(未示出)与逆变器电连接。
图3为根据本发明一个实施方式的用于控制侧光式背光单元亮度的方法流程图。如图3所示，该方法主要包括四个步骤。首先，在步骤S30中，输出图像之前，分析图像的每一帧的亮度数据。然后，在步骤S31中，根据经分析的亮度数据，从把亮度分级的查找表(LUT)中选择背光灯的亮度水平。在步骤S32中，根据经选择的亮度水平，将灯开/关控制信号输出到背光单元的逆变器。然后，在步骤S33中，逆变器根据灯开/关控制信号开启和关闭相应的灯。
图4为根据本发明另一实施方式的用于控制侧光式背光单元亮度的方法流程图。如图4所示，根据本发明第二实施方式的用于控制背光单元亮度的方法主要包括四个步骤。首先，如上所述，在步骤S40中，输出图像之前，分析图像的每一帧的亮度数据。然后，在步骤S41中，根据经分析的亮度数据，从把亮度分级的查找表(LUT)中选择背光灯的亮度水平。在步骤S42中，根据经选择的亮度水平，将灯开/关控制信号和灯变暗控制信号输出到背光单元的逆变器。然后，在步骤S43中，逆变器根据灯开/关控制信号和灯变暗控制信号控制每一个灯。
灯变暗控制信号可以包括在脉冲宽度调制PWM方法或模拟可变电阻控制方法中。特别地，当应用PWM方法时，可以使用脉冲逆变器(burst inverter)施加灯变暗控制信号；当应用模拟可变电阻控制方法时，可以使用模拟逆变器(analog inverter)施加灯变暗信号。
用于把亮度分级的查找表(LUT)可以被以不同的方式和随意地改变。例如，整个亮度数据可以被分成“n”个水平，亮度可以被分成最小亮度水平、中等亮度水平和最大亮度水平。三个亮度水平可以被相等地或者不相等地划分。
在前述的查找表(LUT)中，限定了最小亮度、中等亮度和最大亮度这三个水平，并预置所述三个亮度水平中每一水平所开启的灯的数目。例如，假定六个灯如图2所示排列，首先，0～255(8位)的亮度数据被平均分成包括最小亮度水平、中等亮度水平和最大亮度水平的三个水平。特别地，在最小亮度水平时，预置为排列在导光板110一侧的第一个灯到第三个灯100a、100b、100c中的一个灯为开启，以及排列在导光板110另一侧的第四个灯到第六个灯100d、100e、100f中的一个灯为开启。在中等亮度水平时，预置为排列在导光板110一侧的第一个灯到第三个灯100a、100b、100c中的两个灯为开启，以及排列在导光板110另一侧的第四个灯到第六个灯100d、100e、100f中的两个灯为开启。在最大亮度水平时，预置所有灯100a～100f为开启。
因此，如果在一帧中的亮度数据被确定为大约100，然后应用根据本发明的LUT，相当于中等亮度水平的灯开/关控制信号会被输出到逆变器。从而，逆变器接收灯开/关控制信号，然后输出灯开/关信号到相应的灯，藉此排列在导光板110一侧的第一个灯到第三个灯100a、100b和100c中的两个灯被开启，以及排列在导光板另一侧的第四个灯到第六个灯100d、100e和100f中的两个灯被开启。
在如上所述的实施方式中，一逆变器向所有灯提供控制信号。然而，可以为每个灯设置一单独的逆变器。从而，灯开/关信号被输出到相应亮度水平的每个灯。
尽管未示出，排列在导光板110一侧的灯的数目可以不同于排列在导光板110另一侧的灯的数目。在这种情形下，根据本发明第一实施方式和第二实施方式的用于控制亮度的方法可应用于此，以便有差别地控制在导光板110两侧的亮度。即，在导光板110两侧设置灯的数目不同的情形下，可以应用根据本发明第一实施方式的灯开/关信号控制亮度，或者可以应用根据本发明第二实施方式的灯开/关信号和灯变暗控制信号控制亮度。
根据本发明的用于控制背光单元亮度的方法具有以下优点。首先，在具有位于导光板两侧的多个灯的侧光式背光单元中，根据显示的图像可以分别控制多个灯，以便可以通过提高对比度，改善图像质量。此外，可以通过分别控制多个灯增加显示图像的最大亮度水平和最小亮度水平之间的范围。
本领域技术人员可以显而易见地理解，在不偏离本发明的精神或范围内可作各种修改和变型。从而，如果对本发明所做的修改和变型在本发明所附的权利要求及其等同物的范围内，上述修改和变型均应为本发明所覆盖。

Claims (12)

1、一种用于控制具有位于导光板相对侧的多个灯的侧光式背光单元亮度的方法，该方法包括：
在输出图像前分析图像的每一帧的亮度数据；
根据经分析的亮度数据，从把亮度分级的查找表中选择亮度水平；
根据经选择的亮度水平，输出灯开/关控制信号；以及
根据灯开/关控制信号向相应的灯提供灯开/关信号。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亮度数据被分成多个亮度水平。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述亮度数据被分成包括最低亮度水平、中等亮度水平和最高亮度水平的三个亮度水平。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述亮度数据被平均分成三个亮度水平。
5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述查找表包括预置灯开/关控制信号，其提供用于每个亮度水平的开启的灯数目。
6、一种用于控制具有位于导光板相对侧的多个灯的侧光式背光单元亮度的方法，该方法包括：
在输出图像前分析图像的每一帧的亮度数据；
根据经分析的亮度数据，从把亮度分级的查找表中选择亮度水平；
根据经选择的亮度水平，输出亮度开/关控制信号和灯变暗控制信号；以及
根据灯开/关控制信号和灯变暗控制信号向相应的灯提供灯开/关信号。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述亮度数据被分成多个亮度水平。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述亮度数据被分成包括最低亮度水平、中等亮度水平和最高亮度水平的三个亮度水平。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述亮度数据被平均分成三个亮度水平。
10、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在脉冲宽度调制方法或者模拟可变电阻控制方法中应用所述灯变暗控制信号。
11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，使用脉冲逆变器或者使用模拟逆变器应用所述灯变暗信号。
12、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述查找表包括预置灯开/关控制信号，其提供用于每个亮度水平的开启的灯数目。
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