液晶模组光学均匀性调节方法及系统与流程
本发明涉及液晶模组技术领域，尤其涉及一种液晶模组光学均匀性调节方法及液晶模组光学均匀性调节系统。
背景技术：
液晶模组是液晶电视的显示部件。现有技术中，液晶模组由LED光源组件、光学膜片和液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)组成，各个LED光源经过光学膜片后，形成与液晶显示屏像素平面所对应的面光源，由于LED光源的差异性和光学膜片的装配误差，以及LED光源的光学参数(例如，光强或光型)、LED位置及光学膜片的导光特性等多方面离散因素的影响，导致入射到液晶显示屏表面的不同区域的面光源存在光强差异。
上述技术方案的弊端是，液晶显示屏的光学均匀性不佳。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种液晶模组光学均匀性调节方法，旨在提高液晶显示屏的光学均匀性。
为实现上述目的，本发明提供一种液晶模组光学均匀性调节方法，所述液晶模组包括面对设置的LED光源矩阵和光学膜片，以及设于所述光学膜片的背离所述LED光源矩阵一侧的液晶显示屏，所述光学膜片的背离所述LED光源矩阵的一侧为出光侧，所述液晶模组光学均匀性调节方法包括如下步骤：
获取所述光学膜片上每个面光源区的亮度值；
根据每个所述面光源区的亮度值，确定每个所述LED光源的第一亮度补偿系数；
根据每个所述LED光源的第一亮度补偿系数，调节所述光学膜片上每个所述面光源区的亮度，以均衡所述液晶模组的光学均匀性。
优选地，所述获取所述光学膜片上每个面光源区的亮度值之前，还包括：
获取所述LED光源矩阵的光源排布规则；
根据所述光源排布规则，将所述光学膜片进行分区，以得到包含若干个面光源区的第一矩阵，所述第一矩阵中的每一个所述面光源区，与所述LED光源矩阵中的相同位置的LED光源的法线方向光线投射区域对应，或与两个相邻的LED光源之间形成的虚拟光源的投射区域对应。
优选地，所述液晶模组光学均匀性调节方法，还包括：
获取所述液晶显示屏上每个像素区域的亮度值；
根据每个所述像素区域的亮度值，确定每个所述像素区域的第二亮度补偿系数；
根据所述第二亮度补偿系数，调节所述液晶显示屏上每个所述像素区域的亮度。
优选地，所述获取所述液晶显示屏上每个像素区域的亮度值之前，还包括：
获取所述LED光源矩阵的光源排布规则；
根据所述光源排布规则，将所述液晶显示屏进行像素分区，以得到包含若干个像素区域的第二矩阵，所述第二矩阵中的每一个所述像素区域，与所述LED光源矩阵中的相同位置的LED光源的法线方向光线投射区域对应，或与两个相邻的LED光源之间形成的虚拟光源的投射区域对应。
优选地，所述根据每个所述LED光源的第一亮度补偿系数，调节所述光学膜片上每个所述面光源区的亮度，包括：
获取每个所述LED光源的光电转换系数、初始占空比数据以及驱动电流；
根据每个所述LED光源的第一亮度补偿系数和所述初始占空比数据，计算得到每一个所述LED光源的补偿占空比数据；
根据所述光电转换系数、所述补偿占空比数据和所述驱动电流，调节所述光学膜片上每个所述面光源区的亮度。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种液晶模组光学均匀性调节系统，所述液晶模组包括面对设置的LED光源矩阵和光学膜片，以及设于所述光学膜片的背离所述LED光源矩阵一侧的液晶显示屏，所述光学膜片的背离所述LED光源矩阵的一侧为出光侧，所述液晶模组光学均匀性调节系统包括：
获取模块，用于获取所述光学膜片上每个面光源区的亮度值；
确定模块，用于根据每个所述面光源区的亮度值，确定每个所述LED光源的第一亮度补偿系数；
调节模块，用于根据每个所述LED光源的第一亮度补偿系数，调节所述光学膜片上每个所述面光源区的亮度，以均衡所述液晶模组的光学均匀性。
优选地，所述获取模块，进一步用于：
获取所述LED光源矩阵的光源排布规则；
所述液晶模组光学均匀性调节系统，还包括：
第一分区模块，用于根据所述光源排布规则，将所述光学膜片进行分区，以得到包含若干个面光源区的第一矩阵，所述第一矩阵中的每一个所述面光源区，与所述LED光源矩阵中的相同位置的LED光源的法线方向光线投射区域对应，或与两个相邻的LED光源之间形成的虚拟光源的投射区域对应。
优选地，所述获取模块进一步用于：获取所述液晶显示屏上每个像素区域的亮度值；
所述确定模块进一步用于：根据每个所述像素区域的亮度值，确定每个所述像素区域的第二亮度补偿系数；
所述调节模块进一步用于：根据所述第二亮度补偿系数，调节所述液晶显示屏上每个所述像素区域的亮度。
优选地，所述获取模块进一步用于：获取所述LED光源矩阵的光源排布规则；
所述液晶模组光学均匀性调节系统，还包括：
第二分区模块，用于根据所述光源排布规则，将所述液晶显示屏进行像素分区，以得到包含若干个像素区域的第二矩阵，所述第二矩阵中的每一个所述像素区域，与所述LED光源矩阵中的相同位置的LED光源的法线方向光线投射区域对应，或与两个相邻的LED光源之间形成的虚拟光源的投射区域对应。
优选地，所述调节模块包括：
获取单元，用于获取每个所述LED光源的光电转换系数、初始占空比数据以及驱动电流；
计算单元，用于根据每个所述LED光源的第一亮度补偿系数和所述初始占空比数据，计算得到每一个所述LED光源的补偿占空比数据；
调节单元，用于根据所述光电转换系数、所述补偿占空比数据和所述驱动电流，调节所述光学膜片上每个所述面光源区的亮度。
在本发明的技术方案中，所述液晶模组光学均匀性调节通过获取所述光学膜片上每个面光源区的亮度值，根据每个所述面光源区的亮度值，确定每个所述LED光源的第一亮度补偿系数，根据每个所述LED光源的第一亮度补偿系数，调节所述光学膜片上每个所述面光源区的亮度，以均衡所述液晶模组的光学均匀性，因此，通过调节LED光源的第一亮度补偿系数，可以有效调节每个面光源区的亮度值，从而提高了液晶显示屏的光学均匀性。
附图说明
图1为本发明液晶模组光学均匀性调节方法第一实施例的流程示意图；
图2为本发明液晶模组光学均匀性调节方法中液晶模组背光光路示意图；
图3为本发明液晶模组光学均匀性调节方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明液晶模组光学均匀性调节方法中液晶显示屏上各像素区域和LED光源的映射投影示意图；
图5为本发明液晶模组光学均匀性调节方法第三实施例的流程示意图；
图6为本发明液晶模组光学均匀性调节方法中的LED光源亮度矫正框图；
图7为本发明液晶模组光学均匀性调节方法第四实施例的流程示意图；
图8为本发明液晶模组光学均匀性调节方法第五实施例的流程示意图；
图9为本发明液晶模组光学均匀性调节方法中的背光LED点阵分布示意图；
图10为本发明液晶模组光学均匀性调节方法中的液晶显示屏亮度矫正框图；
图11为本发明液晶模组光学均匀性调节方法中的LCD背光面光源分布示意图；
图12为本发明液晶模组光学均匀性调节方法中的工厂设备连接示意图；
图13为本发明液晶模组光学均匀性调节系统第一实施例的功能模块示意图；
图14为本发明液晶模组光学均匀性调节系统第二实施例的功能模块示意图；
图15为本发明液晶模组光学均匀性调节系统第四实施例的功能模块示意图；
图16为本发明液晶模组光学均匀性调节系统第五实施例的功能模块示意图。
本发明目的实现、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
应在理解，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。
本发明提供一种液晶模组光学均匀性调节方法。
请参阅图1，为实现上述目的，本发明的第一实施例提供一种液晶模组光学均匀性调节方法，所述液晶模组包括面对设置的LED光源矩阵和光学膜片，以及设于所述光学膜片的背离所述LED光源矩阵一侧的液晶显示屏，所述光学膜片的背离所述LED光源矩阵的一侧为出光侧，所述液晶模组光学均匀性调节方法包括如下步骤：
步骤S10，获取所述光学膜片上每个面光源区的亮度值；
步骤S20，根据每个所述面光源区的亮度值，确定每个所述LED光源的第一亮度补偿系数；
步骤S30，根据每个所述LED光源的第一亮度补偿系数，调节所述光学膜片上每个所述面光源区的亮度，以均衡所述液晶模组的光学均匀性。
在本发明的技术方案中，所述液晶模组光学均匀性调节通过获取所述光学膜片上每个面光源区的亮度值，根据每个所述面光源区的亮度值，确定每个所述LED光源的第一亮度补偿系数，根据每个所述LED光源的第一亮度补偿系数，调节所述光学膜片上每个所述面光源区的亮度，以均衡所述液晶模组的光学均匀性，因此，通过调节LED光源的第一亮度补偿系数，可以有效调节每个面光源区的亮度值，从而提高了液晶显示屏的光学均匀性。
请参阅图2，LED1和LED2是液晶电视的所述LED光源矩阵中的两相邻LED光源。L1，L2，L3，L4及L5是LED1发出的光线，该光线先穿过所述光学膜片，再配合液晶光阀成像；L1’，L2’，L3’，L4’及L5’是LED2所发出光线，先穿过所述光学膜片，再配合液晶光阀成像。
L4和L5是LED1的侧出光线，对应的液晶显示屏区域为EDGE1 AREA。L3是LED1的法线方向的光线，对应的液晶显示屏区域为V1 AREA。
L2和L1是LED1的侧出光线，L5’和L4’是LED2的侧出光线，对应的液晶显示屏区域为COMMON AREA。
L3’是LED2的法线方向的光线，对应的液晶显示屏区域为V2 AREA。
L1’和L2’是LED2的侧出光线，对应的液晶显示屏区域为EDGE2 AREA。
所述面光源区为各个LED光源在所述光学膜片的入光侧或出光侧形成的多个光源区，所述LED光源经过所述光学膜片后，在所述光学膜片的出光侧形成与液晶屏幕的像素平面所对应的平面光源，LED光源的光学参数(例如，光强或光型)、LED位置和所述光学膜片的导光特性等多方面离散因素的影响，导致入射到液晶显示屏表面的不同区域的平面光源的存在光强差异，最终导致液晶显示屏的显示图像存在亮度不均现象。
通过本发明提供的电路信号处理方法，可以对LED光源进行亮度差异矫正，从而有效均衡所述液晶模组的光学均匀性。
所述LED光源矩阵包括呈N行×M列分布的LED光源，其中，N＞0，且M＞0。
请参阅图3，基于本发明的液晶模组光学均匀性调节方法的第一实施例，本发明的液晶模组光学均匀性调节方法的第二实施例中，所述步骤S10之前，还包括：
步骤S40，获取所述LED光源矩阵的光源排布规则；
步骤S50，根据所述光源排布规则，将所述光学膜片进行分区，以得到包含若干个面光源区的第一矩阵，所述第一矩阵中的每一个所述面光源区，与所述LED光源矩阵中的相同位置的LED光源的法线方向光线投射区域对应，或与两个相邻的LED光源之间形成的虚拟光源的投射区域对应。
所述光源排布规则指的是所述LED光源矩阵中每行的LED光源数量和每列的LED光源数量，更进一步的，还可以包括相邻两个LED光源的间距。根据所述LED光源矩阵的排布，将所述光学膜片的入光侧或出光侧划分为第一矩阵。
请参阅图4，所述液晶显示屏的像素分辨率为X×Y，所述LED光源矩阵包括N×M个LED光源，每两个LED光源之间形成一个虚拟光源点，同时，所述光学膜片的四周还分别环绕一条边缘区域，因此，所述光学膜片可以分为(2N+1)×(2M+1)个面光源区。
所述第一矩阵中的每一个所述面光源区，与所述LED光源矩阵中的相同位置的LED光源的法线方向光线投射区域(下文统称第一LED光源区)对应，或与两个相邻的LED光源之间形成的虚拟光源的投射区域(下文统称第一虚拟光源区)对应。
请参阅图5，基于本发明的液晶模组光学均匀性调节方法的第一实施例，本发明的液晶模组光学均匀性调节方法的第三实施例中，所述液晶模组光学均匀性调节方法，还包括：
步骤S60，获取所述液晶显示屏上每个像素区域的亮度值；
步骤S70，根据每个所述像素区域的亮度值，确定每个所述像素区域的第二亮度补偿系数；
步骤S80，根据所述第二亮度补偿系数，调节所述液晶显示屏上每个所述像素区域的亮度。
请参阅图6，本发明提供的电路信号处理方法，不仅可以对LED光源进行亮度差异矫正，还可以对液晶显示屏的入射面的光源进行矫正，通过两种矫正方法，可以将液晶显示屏的亮度均匀度提高到85％以上。
每个像素区域包含多个像素点。
所述光学膜片分为(2N+1)×(2M+1)个面光源区，相应的，所述液晶显示屏也可以分成(2N+1)×(2M+1)个像素区域。
所述液晶显示屏上的每个像素区域的亮度为Ipixel＝Datapixel×IBL，其中Datapixel为该像素区域的驱动数据，IBL为从所述光学膜片出来的每个所述面光源区的光强值。所述光学膜片处的亮度差异，使所述液晶显示屏上各个像素区域窗口所对应的IBL值不一样，因此驱动信号相同的情况下，各个像素的Ipixel不一样，所述液晶显示屏上的图像均匀性变差。
本专利通过修正所述液晶显示屏上每个像素区域的驱动数据来达到补偿光学亮度差异缺陷，每个像素区域的驱动数据矫正公式为Ipixel＝(Kposition×Datapixel)×IBL。其中，Kposition为该像素区域的驱动数据的补偿系数，Kposition是根据所述液晶显示屏上每个像素区域的实测亮度差异计算得到的一个常数值。由于每个所述像素区域存在一个Kposition值，因此，对于整个所述液晶显示屏而言，存在补偿系数数量为(2N+1)×(2M+1)的Kposition数组。
通过Kposition调节所述每个像素区域的驱动数据，可以通过调节液晶显示屏的上各个像素区域的光阀实现。
LED本身亮度离散性和LED阵列布局不均匀等背光缺陷，均可通过本发明所述方法进行修正补偿，以保证液晶模组的亮度均匀性。
对于所述液晶显示屏上的不同像素区域，Kposition的获得方法不完全相同，针对每个像素区域，Kposition的获得方法如下：
1、从实际光光学效果来看，液晶显示屏四周的像素区域EDGE AREA不存在LED光学之间的亮度叠加的问题。在本实施例中，对这部分像素区域的补偿系数不进行测试计算，直接引用该像素区域相邻的像素区域的Kposition即可。其中，该像素区域相邻的像素区域可以是与所述LED光源位置对应的区域或与虚拟光源对应的区域。
2、除了液晶显示屏的上、下、左、右四边缘的边缘像素区域之外，还剩下位于屏幕中间的(2N-1)×(2M-1)个像素区域，所述(2N-1)×(2M-1)个像素区域的Kposition值是需要测试计算获得的，如图2所示，屏幕中间的(2N-1)×(2M-1)像素区域所对应的光源分区主要由第一LED光源区和第一虚拟光源区组成；
3、每个第一LED光源区和第一虚拟光源区的亮度Iposition，是由高精度的亮度测试仪测试组合膜片的相关位置亮度得到；
4、每个像素区域的Kposition补偿系数的计算公式为：Kposition＝Imin/Iposition，其中Imin＝Min(I1，I2，…，I(2N-1)(2M-1))，即Imin为所述液晶显示屏上每个像素区域的亮度值的最小值。
需要注意的是，此处的Imin用于为每个所述像素区域的亮度值提供一个参照标准，通过获取每个像素区域的亮度值与该参照标准的差异，即可获得每个像素区域的驱动数据的补偿系数。所述参照标准并不仅限于Imin，实际上，所述参照标准可以替换为I1，I2，…，I(2M-1)(2N-1)中的任意一个，或者I1，I2，…，I(2M-1)(2N-1)的均值，甚至还可以用任意的常数值。
将液晶显示屏中心的(2N-1)×(2M-1)分区的补偿系数数组，应用到矫正公式Ipixel＝(Kposition×Datapixel)×IBL中，以在LCD驱动电路的DSP处理模块中实现亮度的矫正。
图6中，模块D1为LED亮度信号处理模块，主要完成LED驱动信号的调制功能。图6中D2是信号传输模块，是图6所示模块D1到图6所示模块D3之间信号连接总线。图6所示模块D3是LED的驱动模块，是恒流驱动型驱动模块，同时也支持电流和电流占空比的调制功能，支持电流和电压检测功能等。图6中所示D4模块，是LED的驱动电流通道，图示为一个LED的电流通道，但是本专利支持多通道(多电流)LED驱动模式。图6中所示D5是LED的供电模块，提供背光LED所需的电流电压。此种矫正方式主要适合于LOCAL-DIMMING的单灯矫正回路。
请参阅图7，基于本发明的液晶模组光学均匀性调节方法的第三实施例，本发明的液晶模组光学均匀性调节方法的第四实施例中，步骤S50之前，还包括：
步骤S90，获取所述LED光源矩阵的光源排布规则；
步骤S100，根据所述光源排布规则，将所述液晶显示屏进行像素分区，以得到包含若干个像素区域的第二矩阵，所述第二矩阵中的每一个所述像素区域，与所述LED光源矩阵中的相同位置的LED光源的法线方向光线投射区域对应，或与两个相邻的LED光源之间形成的虚拟光源的投射区域对应。
所述光源排布规则指的是所述LED光源矩阵中每行的LED光源数量和每列的LED光源数量，更进一步的，还可以包括相邻两个LED光源的间距。根据所述LED光源矩阵的排布，将所述液晶显示屏划分为包括若干个像素区域的第二矩阵。
所述液晶显示屏的像素分辨率为X×Y，所述LED光源矩阵包括N×M个LED光源，每两个LED光源之间形成一个虚拟光源点，同时，所述液晶显示屏的四周还分别环绕一条边缘区域，因此，所述液晶显示屏可以分为(2N+1)×(2M+1)个像素区域。
所述第二矩阵中的每一个所述像素区域，与所述LED光源矩阵中的相同位置的LED光源的法线方向光线投射区域(下文统称第一LED光源区)对应，或与两个相邻的LED光源之间形成的虚拟光源的投射区域(下文统称第一虚拟光源区)对应。
请参阅图8，基于本发明的液晶模组光学均匀性调节方法的第一实施例至第四实施例中的任意一项，本发明的液晶模组光学均匀性调节方法的第五实施例中，步骤S30包括：
步骤S31，获取每个所述LED光源的光电转换系数、初始占空比数据以及驱动电流；
步骤S32，根据每个所述LED光源的第一亮度补偿系数和所述初始占空比数据，计算得到每一个所述LED光源的补偿占空比数据；
步骤S33，根据所述光电转换系数、所述补偿占空比数据和所述驱动电流，调节所述光学膜片上每个所述面光源区的亮度。
LED光源本身的光强差异，可以直接调整LB的LED驱动电流，来实现光学均匀性调整。
请参阅图9至图12，在本实施例中，采用公式ILED(n,m)＝KLED(n,m)×(KLED-DUTY×DUTY)×CURRENTLED(n,m)来调节各个LED光源的差异。其中，n和m分别为所述所述LED光源矩阵上的行数据和列数据，KLED(n,m)为n行，m列的LED电源的电光转换系数(这是一个相对固定的值，在本实施例中，将KLED(n,m)作为常数处理)，(KLED-DUTY×DUTY)是一个补偿后的占空比数据，CURRENTLED(n,m)是n行，m列的LED电源的驱动电流；本专利中LED光强补偿系数KLED-DUTY是根据图11中LED阵列中的实测LED光强亮度值，按照平均值算法推算而来。
KLED(n,m)可以按照本发明实施例三中的Kposition测算方法得到。也就是说，KLED(n,m)可以通过所述光学膜片上的入光侧或出光侧上的面光源区的亮度值计算得到，但是，进行Iposition’仅采用所述LED光源的法线方向光线对应区域，而不采用虚拟光源对应的区域。
KLED(n,m)＝Imin’/Iposition’，其中Imin’＝Min(I1’，I2’，…，I(2N-1)(2M-1)’)，即Imin’为所述光学膜片上每个面光源区的亮度值的最小值。需要注意的是，此处的Imin’用于为每个所述面光源区的亮度值提供一个参照标准，通过获取每个面光源区的亮度值与该参照标准的差异，即可获得每个面光源区的补偿系数。所述参照标准并不仅限于Imin’，实际上，所述参照标准可以替换为I1’，I2’，…，I(2N-1)(2M-1)’中的任意一个，或者I1’，I2’，…，I(2N-1)(2M-1)’的均值，甚至还可以用任意的常数值。
如图10为液晶显示屏亮度矫正框图。图10中DD1模块为外来输入的信号处理模块，包括图像信号的解码、空间转换，画质优化等图像信号的预处理功能。图10中DD2模块，为信号传输模块，是DD2模块到DD3之间的信号传输总线，包括图像数据总线，命令控制总线等。图10中DD3模块为液晶显示屏驱动模块，主要完成将图像信号转化成液晶显示屏的像素驱动信号的功能；根据图11所示，将液晶显示屏屏幕有效像素分成(2N+1)×(2M+1)分区，每个像素的亮度补偿公式为Ipixel＝(Kposition×Datapixel)×IBL,Kposition为补偿系数，Datapixel为驱动数据，IBL为每个像素区域亮度；其中屏幕四边区域的分区与就近的LED(n,m)使用相同的矫正系数；本发明所述的补偿算法通过图10中DD3模块中的DSP来实现，使整屏显示均匀性可以达到85％以上。图10中所示DD4模块是液晶显示屏的驱动信号传输模块，是连接DD3和液晶显示屏之间的信号总线模块，包括GATE总线，SOURCE总线等等。此种矫正方法，不但适用于直下式背光，也适用于侧入式背光。
本专利中所提到LED亮度补偿系数和液晶显示屏的背光面光源的补偿系数是在实际工厂装配过程中测试得到。图12为工厂设备连接图。(1)LED矫正参数，是在液晶模组装配LED灯条阶段完成的；用亮度测试仪分别测试每颗LED法向光强，此数据通过数据通讯线1传递给产线电脑；电脑根据获取的每颗LED亮度信息和驱动占空比信息,通过平均补偿法得到每颗灯占空比补偿系数KLED-DUTY；并将此KLED-DUTY系数通过烧写数据线1，固化到LED亮度信号处理模块D1的存储器中，实现LED灯珠的亮度补偿功能。(2)背光面光源的矫正参数，是在液晶模组装配合光学膜片阶段完成的；用亮度测试仪分别测试光学膜片每个分区的亮度，此数据通过数据通讯线2传递给产线电脑；电脑根据获取的每个分区亮度信息,通过平均补偿法得到每个分区补偿系数KLED-DUTY；并将此KLED-DUTY系数通过烧写数据线2，固化到液晶显示屏驱动模块DD3的存储器中，实现液晶显示屏显示亮度补偿功能。
本发明利用LCD驱动模块的信号处理的DSP乘法功能，补偿LED光源阵列亮度不均的缺陷，达到了提升液晶模组显示均匀性的目的；利用LB的LED驱动电路实现LED光学组件的亮度调整，以平衡LED器件的亮度差异，从而改善光学均匀性。
此外，请参阅图13，为实现上述目的，本发明的第一实施例提供一种液晶模组光学均匀性调节系统，所述液晶模组包括面对设置的LED光源矩阵和光学膜片，以及设于所述光学膜片的背离所述LED光源矩阵一侧的液晶显示屏，所述光学膜片的背离所述LED光源矩阵的一侧为出光侧，所述液晶模组光学均匀性调节系统包括：
获取模块10，用于获取所述光学膜片上每个面光源区的亮度值；
确定模块20，用于根据每个所述面光源区的亮度值，确定每个所述LED光源的第一亮度补偿系数；
调节模块30，用于根据每个所述LED光源的第一亮度补偿系数，调节所述光学膜片上每个所述面光源区的亮度，以均衡所述液晶模组的光学均匀性。
在本发明的技术方案中，所述液晶模组光学均匀性调节通过获取所述光学膜片上每个面光源区的亮度值，根据每个所述面光源区的亮度值，确定每个所述LED光源的第一亮度补偿系数，根据每个所述LED光源的第一亮度补偿系数，调节所述光学膜片上每个所述面光源区的亮度，以均衡所述液晶模组的光学均匀性，因此，通过调节LED光源的第一亮度补偿系数，可以有效调节每个面光源区的亮度值，从而提高了液晶显示屏的光学均匀性。
请参阅图2，LED1和LED2是液晶电视的所述LED光源矩阵中的两相邻LED光源。L1，L2，L3，L4及L5是LED1发出的光线，该光线先穿过所述光学膜片，再配合液晶光阀成像；L1’，L2’，L3’，L4’及L5’是LED2所发出光线，先穿过所述光学膜片，再配合液晶光阀成像。
L4和L5是LED1的侧出光线，对应的液晶显示屏区域为EDGE1 AREA。L3是LED1的法线方向的光线，对应的液晶显示屏区域为V1 AREA。
L2和L1是LED1的侧出光线，L5’和L4’是LED2的侧出光线，对应的液晶显示屏区域为COMMON AREA。
L3’是LED2的法线方向的光线，对应的液晶显示屏区域为V2 AREA。
L1’和L2’是LED2的侧出光线，对应的液晶显示屏区域为EDGE2 AREA。
所述面光源区为各个LED光源在所述光学膜片的入光侧或出光侧形成的多个光源区，所述LED光源经过所述光学膜片后，在所述光学膜片的出光侧形成与液晶屏幕的像素平面所对应的平面光源，LED光源的光学参数(例如，光强或光型)、LED位置和所述光学膜片的导光特性等多方面离散因素的影响，导致入射到液晶显示屏表面的不同区域的平面光源的存在光强差异，最终导致液晶显示屏的显示图像存在亮度不均现象。
通过本发明提供的电路信号处理方法，可以对LED光源进行亮度差异矫正，从而有效均衡所述液晶模组的光学均匀性。
所述LED光源矩阵包括呈N行×M列分布的LED光源，其中，N＞0，且M＞0。
基于本发明的液晶模组光学均匀性调节系统的第一实施例，本发明的液晶模组光学均匀性调节系统的第二实施例中，所述获取模块10，进一步用于：
获取所述LED光源矩阵的光源排布规则；
请参阅图14，所述液晶模组光学均匀性调节系统，还包括：
第一分区模块40，用于根据所述光源排布规则，将所述光学膜片进行分区，以得到包含若干个面光源区的第一矩阵，所述第一矩阵中的每一个所述面光源区，与所述LED光源矩阵中的相同位置的LED光源的法线方向光线投射区域对应。
所述光源排布规则指的是所述LED光源矩阵中每行的LED光源数量和每列的LED光源数量，更进一步的，还可以包括相邻两个LED光源的间距。根据所述LED光源矩阵的排布，将所述光学膜片的入光侧或出光侧划分为第一矩阵。
请参阅图4，所述液晶显示屏的像素分辨率为X×Y，所述LED光源矩阵包括N×M个LED光源，每两个LED光源之间形成一个虚拟光源点，同时，所述光学膜片的四周还分别环绕一条边缘区域，因此，所述光学膜片可以分为(2N+1)×(2M+1)个面光源区。
所述第一矩阵中的每一个所述面光源区，与所述LED光源矩阵中的相同位置的LED光源的法线方向光线投射区域(下文统称第一LED光源区)对应，或与两个相邻的LED光源之间形成的虚拟光源的投射区域(下文统称第一虚拟光源区)对应。
基于本发明的液晶模组光学均匀性调节系统的第一实施例，本发明的液晶模组光学均匀性调节系统的第三实施例中，所述获取模块10进一步用于：获取所述液晶显示屏上每个像素区域的亮度值；
所述确定模块20进一步用于：根据每个所述像素区域的亮度值，确定每个所述像素区域的第二亮度补偿系数；
所述调节模块30进一步用于：根据所述第二亮度补偿系数，调节所述液晶显示屏上每个所述像素区域的亮度。
请参阅图6，本发明提供的电路信号处理方法，不仅可以对LED光源进行亮度差异矫正，还可以对液晶显示屏的入射面的光源进行矫正，通过两种矫正方法，可以将液晶显示屏的亮度均匀度提高到85％以上。
每个像素区域包含多个像素点。
所述光学膜片分为(2N+1)×(2M+1)个面光源区，相应的，所述液晶显示屏也可以分成(2N+1)×(2M+1)个像素区域。
所述液晶显示屏上的每个像素区域的亮度为Ipixel＝Datapixel×IBL，其中Datapixel为该像素区域的驱动数据，IBL为从所述光学膜片出来的每个所述面光源区的光强值。所述光学膜片处的亮度差异，使所述液晶显示屏上各个像素区域窗口所对应的IBL值不一样，因此驱动信号相同的情况下，各个像素的Ipixel不一样，所述液晶显示屏上的图像均匀性变差。
本专利通过修正所述液晶显示屏上每个像素区域的驱动数据来达到补偿光学亮度差异缺陷，每个像素区域的驱动数据矫正公式为Ipixel＝(Kposition×Datapixel)×IBL。其中，Kposition为该像素区域的驱动数据的补偿系数，Kposition是根据所述液晶显示屏上每个像素区域的实测亮度差异计算得到的一个常数值。由于每个所述像素区域存在一个Kposition值，因此，对于整个所述液晶显示屏而言，存在补偿系数数量为(2N+1)×(2M+1)的Kposition数组。
通过Kposition调节所述每个像素区域的驱动数据，可以通过调节液晶显示屏的上各个像素区域的光阀实现。
LED本身亮度离散性和LED阵列布局不均匀等背光缺陷，均可通过本发明所述方法进行修正补偿，以保证液晶模组的亮度均匀性。
对于所述液晶显示屏上的不同像素区域，Kposition的获得方法不完全相同，针对每个像素区域，Kposition的获得方法如下：
1、从实际光光学效果来看，液晶显示屏四周的像素区域EDGE AREA不存在LED光学之间的亮度叠加的问题。在本实施例中，对这部分像素区域的补偿系数不进行测试计算，直接引用该像素区域相邻的像素区域的Kposition即可。其中，该像素区域相邻的像素区域可以是与所述LED光源位置对应的区域或与虚拟光源对应的区域。
2、除了液晶显示屏的上、下、左、右四边缘的边缘像素区域之外，还剩下位于屏幕中间的(2N-1)×(2M-1)个像素区域，所述(2N-1)×(2M-1)个像素区域的Kposition值是需要测试计算获得的，如图2所示，屏幕中间的(2N-1)×(2M-1)像素区域所对应的光源分区主要由第一LED光源区和第一虚拟光源区组成；
3、每个第一LED光源区和第一虚拟光源区的亮度Iposition，是由高精度的亮度测试仪测试组合膜片的相关位置亮度得到；
4、每个像素区域的Kposition补偿系数的计算公式为：Kposition＝Imin/Iposition，其中Imin＝Min(I1，I2，…，I(2N-1)(2M-1))，即Imin为所述液晶显示屏上每个像素区域的亮度值的最小值。
需要注意的是，此处的Imin用于为每个所述像素区域的亮度值提供一个参照标准，通过获取每个像素区域的亮度值与该参照标准的差异，即可获得每个像素区域的驱动数据的补偿系数。所述参照标准并不仅限于Imin，实际上，所述参照标准可以替换为I1，I2，…，I(2M-1)(2N-1)中的任意一个，或者I1，I2，…，I(2M-1)(2N-1)的均值，甚至还可以用任意的常数值。
将液晶显示屏中心的(2N-1)×(2M-1)分区的补偿系数数组，应用到矫正公式Ipixel＝(Kposition×Datapixel)×IBL中，以在LCD驱动电路的DSP处理模块中实现亮度的矫正。
图6中，模块D1为LED亮度信号处理模块，主要完成LED驱动信号的调制功能。图6中D2是信号传输模块，是图6所示模块D1到图6所示模块D3之间信号连接总线。图6所示模块D3是LED的驱动模块，是恒流驱动型驱动模块，同时也支持电流和电流占空比的调制功能，支持电流和电压检测功能等。图6中所示D4模块，是LED的驱动电流通道，图示为一个LED的电流通道，但是本专利支持多通道(多电流)LED驱动模式。图6中所示D5是LED的供电模块，提供背光LED所需的电流电压。此种矫正方式主要适合于LOCAL-DIMMING的单灯矫正回路。
请参阅图15，基于本发明的液晶模组光学均匀性调节系统的第三实施例，本发明的液晶模组光学均匀性调节系统的第四实施例中，所述获取模块10进一步用于：获取所述LED光源矩阵的光源排布规则；
所述液晶模组光学均匀性调节系统，还包括：
第二分区模块50，用于根据所述光源排布规则，将所述液晶显示屏进行像素分区，以得到包含若干个像素区域的第二矩阵，所述第二矩阵中的每一个所述像素区域，与所述LED光源矩阵中的相同位置的LED光源的法线方向光线投射区域对应，或与两个相邻的LED光源之间形成的虚拟光源的投射区域对应。
所述光源排布规则指的是所述LED光源矩阵中每行的LED光源数量和每列的LED光源数量，更进一步的，还可以包括相邻两个LED光源的间距。根据所述LED光源矩阵的排布，将所述液晶显示屏划分为包括若干个像素区域的第二矩阵。
所述液晶显示屏的像素分辨率为X×Y，所述LED光源矩阵包括N×M个LED光源，每两个LED光源之间形成一个虚拟光源点，同时，所述液晶显示屏的四周还分别环绕一条边缘区域，因此，所述液晶显示屏可以分为(2N+1)×(2M+1)个像素区域。
所述第二矩阵中的每一个所述像素区域，与所述LED光源矩阵中的相同位置的LED光源的法线方向光线投射区域(下文统称第一LED光源区)对应，或与两个相邻的LED光源之间形成的虚拟光源的投射区域(下文统称第一虚拟光源区)对应。
请参阅图16，基于本发明的液晶模组光学均匀性调节系统的第一实施例至第四实施例中的任意一项，本发明的液晶模组光学均匀性调节系统的第五实施例中，所述调节模块30包括：
获取单元31，用于获取每个所述LED光源的光电转换系数、初始占空比数据以及驱动电流；
计算单元32，用于根据每个所述LED光源的第一亮度补偿系数和所述初始占空比数据，计算得到每一个所述LED光源的补偿占空比数据；
调节单元33，用于根据所述光电转换系数、所述补偿占空比数据和所述驱动电流，调节所述光学膜片上每个所述面光源区的亮度。
LED光源本身的光强差异，可以直接调整LB的LED驱动电流，来实现光学均匀性调整。
请参阅图9至图12，在本实施例中，采用公式ILED(n,m)＝KLED(n,m)×(KLED-DUTY×DUTY)×CURRENTLED(n,m)来调节各个LED光源的差异。其中，n和m分别为所述所述LED光源矩阵上的行数据和列数据，KLED(n,m)为n行，m列的LED电源的电光转换系数(这是一个相对固定的值，在本实施例中，将KLED(n,m)作为常数处理)，(KLED-DUTY×DUTY)是一个补偿后的占空比数据，CURRENTLED(n,m)是n行，m列的LED电源的驱动电流；本专利中LED光强补偿系数KLED-DUTY是根据图11中LED阵列中的实测LED光强亮度值，按照平均值算法推算而来。
KLED(n,m)可以按照本发明实施例三中的Kposition测算方法得到。也就是说，KLED(n,m)可以通过所述光学膜片上的入光侧或出光侧上的面光源区的亮度值计算得到，但是，进行Iposition’仅采用所述LED光源的法线方向光线对应区域，而不采用虚拟光源对应的区域。
KLED(n,m)＝Imin’/Iposition’，其中Imin’＝Min(I1’，I2’，…，I(2N-1)(2M-1)’)，即Imin’为所述光学膜片上每个面光源区的亮度值的最小值。需要注意的是，此处的Imin’用于为每个所述面光源区的亮度值提供一个参照标准，通过获取每个面光源区的亮度值与该参照标准的差异，即可获得每个面光源区的补偿系数。所述参照标准并不仅限于Imin’，实际上，所述参照标准可以替换为I1’，I2’，…，I(2N-1)(2M-1)’中的任意一个，或者I1’，I2’，…，I(2N-1)(2M-1)’的均值，甚至还可以用任意的常数值。
如图10为液晶显示屏亮度矫正框图。图10中DD1模块为外来输入的信号处理模块，包括图像信号的解码、空间转换，画质优化等图像信号的预处理功能。图10中DD2模块，为信号传输模块，是DD2模块到DD3之间的信号传输总线，包括图像数据总线，命令控制总线等。图10中DD3模块为液晶显示屏驱动模块，主要完成将图像信号转化成液晶显示屏的像素驱动信号的功能；根据图11所示，将液晶显示屏屏幕有效像素分成(2N+1)×(2M+1)分区，每个像素的亮度补偿公式为Ipixel＝(Kposition×Datapixel)×IBL,Kposition为补偿系数，Datapixel为驱动数据，IBL为每个像素区域亮度；其中屏幕四边区域的分区与就近的LED(n,m)使用相同的矫正系数；本发明所述的补偿算法通过图10中DD3模块中的DSP来实现，使整屏显示均匀性可以达到85％以上。图10中所示DD4模块是液晶显示屏的驱动信号传输模块，是连接DD3和液晶显示屏之间的信号总线模块，包括GATE总线，SOURCE总线等等。此种矫正方法，不但适用于直下式背光，也适用于侧入式背光。
本专利中所提到LED亮度补偿系数和液晶显示屏的背光面光源的补偿系数是在实际工厂装配过程中测试得到。图12为工厂设备连接图。(1)LED矫正参数，是在液晶模组装配LED灯条阶段完成的；用亮度测试仪分别测试每颗LED法向光强，此数据通过数据通讯线1传递给产线电脑；电脑根据获取的每颗LED亮度信息和驱动占空比信息,通过平均补偿法得到每颗灯占空比补偿系数KLED-DUTY；并将此KLED-DUTY系数通过烧写数据线1，固化到LED亮度信号处理模块D1的存储器中，实现LED灯珠的亮度补偿功能。(2)背光面光源的矫正参数，是在液晶模组装配合光学膜片阶段完成的；用亮度测试仪分别测试光学膜片每个分区的亮度，此数据通过数据通讯线2传递给产线电脑；电脑根据获取的每个分区亮度信息,通过平均补偿法得到每个分区补偿系数KLED-DUTY；并将此KLED-DUTY系数通过烧写数据线2，固化到液晶显示屏驱动模块DD3的存储器中，实现液晶显示屏显示亮度补偿功能。
本发明利用LCD驱动模块的信号处理的DSP乘法功能，补偿LED光源阵列亮度不均的缺陷，达到了提升液晶模组显示均匀性的目的；利用LB的LED驱动电路实现LED光学组件的亮度调整，以平衡LED器件的亮度差异，从而改善光学均匀性。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，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，或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。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！