專利名稱：背光單元及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器，特別涉及一種用于液晶顯示器的背光單元， 所述背光單元用以動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)大所述液晶顯示器的顏色范圍。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示裝置(liquid crystal display;以下簡稱LCD)只需利用較 小的電源，便能夠使得其所呈現(xiàn)的影像具有較佳的品質(zhì)，因此，LCD裝置普 遍被作為顯示裝置。LCD裝置具有LCD面板。LCD面板具有許多液晶分子 以及像素單元。每一個(gè)像素單元與相對(duì)應(yīng)的液晶分子相關(guān)，并且具有液晶電 容、儲(chǔ)存電容以及薄膜晶體管(thin film transistor;以下簡稱TFT) 。 TFT 電性耦接液晶電容以及儲(chǔ)存電容。上述多個(gè)像素單元可形成陣列。所述陣列 具有一定數(shù)量的像素行(row)以及像素列(column)。 一般而言，掃描信 號(hào)依序被施加到像素行，用以導(dǎo)通某一像素行上的像素。當(dāng)掃描信號(hào)導(dǎo)通某 一像素行上的TFT時(shí)，源信號(hào)(影像信號(hào))會(huì)同時(shí)被施加到像素列上，用以 對(duì)被導(dǎo)通的像素行的液晶電容及儲(chǔ)存電容進(jìn)行充電。因此，借助對(duì)準(zhǔn)液晶分 子與像素行之間的方向，便可控制光線穿透液晶分子。對(duì)每一像素行重復(fù)上 述步驟，便可使得所有像素接收到相對(duì)應(yīng)的源信號(hào)(影像信號(hào))，因此，影 像信號(hào)便可被呈現(xiàn)出來。LCD為無源顯示裝置，其經(jīng)常使用冷陰極燈管(cold cathode fluorescent lamp)作為背光源，用以使得LCD屏幕呈現(xiàn)影像。借助背光模塊便可使得背 光源提供固定的亮度。因此，借助LCD的穿透率決定LCD顯示器的對(duì)比度。 一般來說，背光模塊電性耦接輸入彩像影像信號(hào)。背光模塊所提供的亮度取 決于要呈現(xiàn)在LCD屏幕上的輸入彩像影像信號(hào)。LCD顯示器的對(duì)比度因而 被增加。圖8為美國專利第6,816,141號(hào)所公開的光學(xué)顯示系統(tǒng)的示意圖。如圖所 示，所述顯示裝置具有無源顯示、光源以及視頻信號(hào)輸入。借助控制光源點(diǎn)亮無源顯示的特性，而使得影像被呈現(xiàn)的方法也被公開。被呈現(xiàn)出的影像具 有所需的信息、灰度以及顏色特性。光源根據(jù)輸入信號(hào)(如視頻信號(hào))調(diào)制 本身所產(chǎn)生的光線。根據(jù)輸入影像信號(hào)，可控制液晶分子的穿透率以及背光 源的亮度，用以增加影像的對(duì)比度。近年來，發(fā)光二極管(light emitting diode;以下簡稱LED)陣列模塊逐 漸成為新的背光源。由于LED陣列模塊可提供鮮艷的以及較亮的彩色影像， 故變得愈來愈受觀迎。當(dāng)以三原色LED (紅R、綠G、藍(lán)B)作為背光時(shí)， 需調(diào)整流經(jīng)三原色LED的電流，以使得背光提供平衡的白光。由于LED的 亮度容易受到周圍溫度的影響，因此，必須檢測并補(bǔ)償LED的亮度，方能使 得色溫(colortemperature)固定不變。圖9顯示美國專利第6213615號(hào)所公開的調(diào)整LCD的色溫的方法。借助 兩組以上的背光燈管1~5點(diǎn)亮LCD，其中背光燈管1~5具有不同的色溫。擴(kuò) 展背光燈管1 5色溫范圍優(yōu)選為改變光線的通過率。傳統(tǒng)的解決方法為，借 助開關(guān)S1切換具有不同色溫的背光燈管1~5，用以設(shè)定顯示器的色溫，并且 也可借助調(diào)整背光燈管1~5的亮度以設(shè)定色溫。然而，由于背光裝置消耗相當(dāng)大的電力，并且在運(yùn)行時(shí)，背光裝置會(huì)產(chǎn) 生熱。另一方面，無法根據(jù)像素層級(jí)(pixel level)個(gè)別地調(diào)整背光裝置的背 光。因此，顏色范圍也受到限制。截至目前為止，尚無技術(shù)可解決上述問題。發(fā)明內(nèi)容一方面，本發(fā)明涉及一種背光單元，其可用于液晶顯示器，用以動(dòng)態(tài)地 擴(kuò)展所述液晶顯示器的顏色范圍。所述液晶顯示器具有液晶顯示面板，所述 液晶顯示面板具有多個(gè)像素，上述多個(gè)像素被排列成陣列，用以呈現(xiàn)影像。在一個(gè)實(shí)施例中，所述背光單元包括多個(gè)發(fā)光元件以及控制單元。上述 多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)可發(fā)射出光線，所述光線可為紅色、綠色以及藍(lán)色 中的至少一種，并且借助排列上述多個(gè)發(fā)光元件，便可點(diǎn)亮所述液晶顯示面 板的相對(duì)應(yīng)區(qū)域。所述液晶顯示面板具有至少一個(gè)像素。上述多個(gè)發(fā)光元件 中的每一個(gè)所發(fā)出的光線具有強(qiáng)度，所述強(qiáng)度在最大值與最小值之間，其中 所述最小值小于所述最大值?？刂茊卧娦择罱由鲜龆鄠€(gè)發(fā)光元件，用以根據(jù)上述多個(gè)像素所接收到的畫面影像數(shù)據(jù)，控制上述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)所發(fā)出的光線強(qiáng)度。在 一個(gè)實(shí)施例中，借助所述控制單元，可在上述多個(gè)像素所接收到的所述畫面 影像數(shù)據(jù)為紅色時(shí)，調(diào)整由每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的紅光的強(qiáng)度，使得其為最大值，以便擴(kuò)展所述液晶顯示面板的紅色區(qū)域的顏色范圍；在上述多個(gè)像 素所接收到的所述畫面影像數(shù)據(jù)為綠色時(shí)，調(diào)整由每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的 綠光的強(qiáng)度，使得其為最大值，以便擴(kuò)展所述液晶顯示面板的綠色區(qū)域的顏 色范圍；以及在上述多個(gè)像素所接收到的所述畫面影像數(shù)據(jù)為藍(lán)色時(shí)，調(diào)整 由每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的藍(lán)光的強(qiáng)度，使得其為最大值，以便擴(kuò)展所述液 晶顯示面板的藍(lán)色區(qū)域的顏色范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，借助所述控制單元還可在上述多個(gè)像素所接收到的所 述畫面影像數(shù)據(jù)為紅色時(shí)，分別調(diào)整由每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的綠光及藍(lán)光 的強(qiáng)度，使得其成為本身相對(duì)應(yīng)的最小值；可在上述多個(gè)像素所接收到的所 述畫面影像數(shù)據(jù)為綠色時(shí)，分別調(diào)整由每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的紅光及藍(lán)光 的強(qiáng)度，使得其成為本身相對(duì)應(yīng)的最小值；以及可在上述多個(gè)像素所接收到 的所述畫面影像數(shù)據(jù)為藍(lán)色時(shí)，分別調(diào)整由每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的紅光及 綠光的強(qiáng)度，使得其成為本身相對(duì)應(yīng)的最小值。在一個(gè)實(shí)施例中，所述背光單元還包括鑲板，用以包覆所述多個(gè)發(fā)光 元件。在一個(gè)實(shí)施例中，所述鑲板被分割成多個(gè)區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)至少包含所述多個(gè)發(fā)光元件 中的一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元具有電路，用以個(gè)別地控制每一個(gè)區(qū)域 中的發(fā)光元件。在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元包括電路，用以個(gè)別地控制所述多個(gè)發(fā) 光元件中的每一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包括至少三個(gè)發(fā)光二極 管，所述多個(gè)發(fā)光二極管的每一個(gè)所發(fā)出的光線為紅色、綠色以及藍(lán)色至少 其中之一。在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元包含電路，用以個(gè)別地控制所述多個(gè)發(fā) 光二極管中的每一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)發(fā)光二極管中的每一個(gè)所發(fā)出的光線強(qiáng)度被 連續(xù)地或不連續(xù)地調(diào)整在本身的最小值與最大值之間。在一個(gè)實(shí)施例中，所述背光單元具有面板，用以包覆上述多個(gè)像素，其 中所述面板可分割成許多區(qū)域。所述控制單元具有電路，用以個(gè)別地控制每 一個(gè)區(qū)域中的發(fā)光元件。在另一實(shí)施例中，所述控制單元包括電路，用以個(gè) 別地控制上述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)。另外，上述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包括至少三個(gè)LED。在其它實(shí)施例中，所述控制單元包含電路，用以個(gè)別 地控制上述多個(gè)發(fā)光二極管中的每一個(gè)。上述多個(gè)發(fā)光二極管中的每一個(gè)所 發(fā)出的光線強(qiáng)度被連續(xù)地或不連續(xù)地調(diào)整在本身的最小值與最大值之間。另外，所述面板用以包覆上述多個(gè)發(fā)光元件，其中上述多個(gè)發(fā)光元件被 排列成陣列。上述多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)至少包含上述多個(gè)發(fā)光元件中的一個(gè)。 在一個(gè)實(shí)施例中，上述多個(gè)發(fā)光二極管的每一個(gè)所發(fā)出的光線可為紅色、綠 色以及藍(lán)色至少其中之一。在其它實(shí)施例中，上述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè) 包括LED，所述發(fā)光二極管可發(fā)射出至少一種顏色光。在另一方面，本發(fā)明涉及一種背光單元，使用于液晶顯示器，用以動(dòng)態(tài) 地?cái)U(kuò)展所述液晶顯示器的顏色范圍。所述液晶顯示器具有液晶顯示面板。所 述液晶顯示面板具有多個(gè)像素以及信號(hào)處理單元。上述多個(gè)像素排列成陣列， 用以顯示影像信號(hào)。所述信號(hào)處理單元根據(jù)所述液晶顯示面板的上述多個(gè)像 素，將所述影像信號(hào)處理成數(shù)據(jù)信號(hào)組。所述數(shù)據(jù)信號(hào)組中的每一數(shù)據(jù)信號(hào) 至少與一種顏色有關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，背光單元包括光源以及控制單元。光源可發(fā)射出不同 顏色的光線，并具有多個(gè)發(fā)光元件。借助上述多個(gè)發(fā)光元件的排列，可點(diǎn)亮 所述液晶顯示面板的相對(duì)應(yīng)區(qū)域。所述液晶顯示面板具有至少一個(gè)像素。所 述光源所發(fā)射出的光線的強(qiáng)度在最大值與最小值之間，所述最小值小于所述 最大值?？刂茊卧娦择罱铀龉庠?，用以根據(jù)上述多個(gè)像素所接收到的所 述數(shù)據(jù)信號(hào)組，個(gè)別地控制所述光源所發(fā)出的不同顏色的光線強(qiáng)度。因此， 當(dāng)所述液晶顯示面板的區(qū)域具有相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，與所述區(qū)域有關(guān)的發(fā) 光元件所發(fā)射出的光線具有最大強(qiáng)度，并且與所述相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)有關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，上述背光單元還包括鑲板，用以包覆所述多個(gè)發(fā)光 元件。在一個(gè)實(shí)施例中，所述鑲板被分割成多個(gè)區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)至少包含所述多個(gè)發(fā)光元件 中的一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元具有電路，用以個(gè)別地控制每一個(gè)區(qū)域 中的發(fā)光元件。在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元包括電路，用以個(gè)別地控制所述多個(gè)發(fā) 光元件中的每一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包括發(fā)光二極管，所述 發(fā)光二極管能發(fā)射出至少一種顏色光。在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包括至少三個(gè)發(fā)光二極 管，所述多個(gè)發(fā)光二極管的每一個(gè)所發(fā)出的光線為紅色、綠色以及藍(lán)色至少 其中之一。在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元包含電路，用以個(gè)別地控制所述多個(gè)發(fā) 光二極管中的每一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)發(fā)光二極管中的每一個(gè)所發(fā)出的光線強(qiáng)度被 連續(xù)地或不連續(xù)地調(diào)整在本身的最小值與最大值之間。背光單元還包括面板，用以包覆上述多個(gè)發(fā)光元件。上述多個(gè)發(fā)光元件 被排列成陣列。所述面板被分割成多個(gè)區(qū)域。上述多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)至少 包含上述多個(gè)發(fā)光元件中的一個(gè)。上述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包括至少三個(gè)LED,上述多個(gè)發(fā)光二極管的每一個(gè)所發(fā)出的光線可為紅色、綠色以及藍(lán) 色至少其中之一。在另一實(shí)施例中，上述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包括LED， 所述發(fā)光二極管可發(fā)射出至少一種顏色光。在一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)處理單元用以執(zhí)行下列功能接收所述影像 信號(hào)，所述影像信號(hào)來自視頻源；計(jì)算所述影像信號(hào)的RGB成分，用以決 定每一個(gè)背光點(diǎn)亮區(qū)域中的顏色范圍；將所述RGB成分轉(zhuǎn)換成彩色視頻信號(hào)；對(duì)所述彩色視頻信號(hào)降低取樣，以產(chǎn)生低取樣影像信號(hào)，所述低取樣影 像信號(hào)的分辨率相對(duì)于所述背光單元的分辨率；將所述低取樣影像信號(hào)轉(zhuǎn)換 成背光信號(hào)；以及提供所述背光信號(hào)給所述背光單元的所述控制單元。所述信號(hào)處理單元還執(zhí)行下列功能將所述背光信號(hào)與光線分布函數(shù)一 起旋轉(zhuǎn)，用以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)信號(hào)；根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)信號(hào)分割所述影像信號(hào)，以產(chǎn)生所述RGB成分組；對(duì)所述RGB組進(jìn)行伽瑪(gamma)校正；以及將所述RGB 成分轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)組，使所述液晶顯示面板呈現(xiàn)所述影像。在其它方面，本發(fā)明涉及一種方法，用以動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)展液晶顯示器的顏色 范圍。所述液晶顯示器具有液晶顯示面板。所述液晶顯示面板具有多個(gè)像素， 上述多個(gè)像素以陣列方式排列，用以呈現(xiàn)影像。根據(jù)所述液晶顯示面板的上 述多個(gè)像素，所述影像被處理成數(shù)據(jù)信號(hào)組。所述數(shù)據(jù)信號(hào)組中的每一數(shù)據(jù)信號(hào)至少與一種顏色有關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括下列步驟(0 提供背光單元，所述背光單元位于所述液晶顯示面板之中；(ii)提供所述 數(shù)據(jù)信號(hào)組給上述多個(gè)像素；以及(iii)根據(jù)上述多個(gè)像素所接收到的所述 數(shù)據(jù)信號(hào)組，個(gè)別地控制所述光源所發(fā)射出的具有不同顏色的光線的強(qiáng)度， 因此當(dāng)所述液晶顯示面板的區(qū)域接收到所述數(shù)據(jù)信號(hào)組中的相對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào) 時(shí)，與所述區(qū)域有關(guān)的發(fā)光元件發(fā)射出具有最大強(qiáng)度的光線，所述最大強(qiáng)度 與所述相對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)相關(guān)。所述背光單元包括光源，用以發(fā)射出不同顏色的光線。所述光源包括多 個(gè)發(fā)光元件。上述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)與所述液晶顯示面板的相對(duì)應(yīng)區(qū) 域有關(guān)。所述液晶顯示面板具有至少一個(gè)像素。被發(fā)射出的光線的強(qiáng)度在最 大值與最小值之間，所述最小值小于所述最大值。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方 法還包括，提供所述光線所發(fā)射出的光線給所述液晶顯示面板。在一個(gè)實(shí)施 例中，上述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包括發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管可發(fā) 射出至少一種顏色光。在另一實(shí)施例中，上述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包括 至少三個(gè)發(fā)光二極管，上述多個(gè)發(fā)光二極管的每一個(gè)所發(fā)出的光線可為紅色、 綠色以及藍(lán)色至少其中之一。上述多個(gè)發(fā)光二極管中的每一個(gè)所發(fā)出的光線 強(qiáng)度被連續(xù)地或不連續(xù)地調(diào)整在本身的最小值與最大值之間。另一方面，本發(fā)明涉及一種方法，用以動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)展液晶顯示器的顏色范 圍。所述液晶顯示器具有液晶顯示面板。所述液晶顯示面板具有多個(gè)像素， 上述多個(gè)像素以陣列方式排列，用以呈現(xiàn)影像。根據(jù)所述液晶顯示面板的上 述多個(gè)像素，所述影像被處理成數(shù)據(jù)信號(hào)組。所述數(shù)據(jù)信號(hào)組中的每一數(shù)據(jù) 信號(hào)至少與一種顏色有關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括下列步驟提供 背光單元，所述背光單元可發(fā)射出不同顏色的光線，用以點(diǎn)亮所述液晶顯示 面板；以及根據(jù)上述多個(gè)像素所接收到的所述數(shù)據(jù)信號(hào)組，個(gè)別地控制所述光源所發(fā)射出的光線的強(qiáng)度。被發(fā)射出的光線的強(qiáng)度在最大值與最小值之間， 所述最小值小于所述最大值。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括，提供所述 數(shù)據(jù)信號(hào)組給上述多個(gè)像素。在另一實(shí)施例中，所述方法還包括，提供所述 光源所發(fā)射出的光線給所述液晶顯示面板。在一個(gè)實(shí)施例中，所述光源包括多個(gè)發(fā)光元件。上述多個(gè)發(fā)光元件中的 每一個(gè)均可發(fā)射出至少一種顏色光，并且上述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)對(duì)應(yīng) 于所述液晶顯示面板的相對(duì)應(yīng)區(qū)域，所述液晶顯示面板具有至少一個(gè)像素。 在另一實(shí)施例中，所述控制步驟包括，控制發(fā)光元件，用以發(fā)射出具有最大 強(qiáng)度的光線，所述發(fā)光元件與所述液晶顯示面板的區(qū)域有關(guān)，所述最大強(qiáng)度 與所述液晶顯示面板的所述區(qū)域所接收到的相對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)有關(guān)。在另一實(shí) 施例中，上述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包括發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管可 發(fā)射出至少一種顏色光。在另一實(shí)施例中，上述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包 括至少三個(gè)發(fā)光二極管，上述多個(gè)發(fā)光二極管的每一個(gè)所發(fā)出的光線可為紅 色、綠色以及藍(lán)色至少其中之一。在一個(gè)實(shí)施例中，上述方法還包括下列步驟提供所述數(shù)據(jù)信號(hào)組給所 述多個(gè)像素。在一個(gè)實(shí)施例中，上述方法還包括下列步驟提供所述光源所發(fā)射出的 光線給所述液晶顯示面板。本發(fā)明能夠擴(kuò)展背光裝置的顏色范圍并減少功率損耗。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下特舉 出優(yōu)選實(shí)施例并配合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1A顯示CIE1931的xy色度(CHROMATICITY)圖。圖1B為如何通過增加三原色(紅色、綠色以及藍(lán)色)的強(qiáng)度而使得LCD 的顏色范圍被擴(kuò)展。圖2為具有動(dòng)態(tài)顏色范圍的LED背光單元的一個(gè)可能實(shí)施例。 圖3為本發(fā)明的用以提供光線的LED背光板的一個(gè)可能實(shí)施例。 圖4所示的信號(hào)處理流程用以定義出兩組輸出RGB成分244及246。 圖5為方塊圖，用以表示將影像信號(hào)分割成兩組RGB成分的處理方法，以及光源控制單元如何提供RGB控制信號(hào)給每一個(gè)LED背光點(diǎn)亮區(qū)域。 圖6為方塊圖，用以顯示提供個(gè)別的控制信號(hào)給每一個(gè)背光點(diǎn)亮單元的紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED的一個(gè)可能實(shí)施例。圖7A 圖7D顯示傳統(tǒng)以及本發(fā)明的的LCD如何呈現(xiàn)影像。 圖8為美國專利第6,816,141號(hào)所公開的光學(xué)顯示系統(tǒng)的示意圖。 圖9顯示美國專利第6213615號(hào)所公開的調(diào)整LCD的色溫的方法。 其中，附圖標(biāo)記說明如下1 5:燈管； Sl:開關(guān)；100、 105、 110、 120、 130:三角形；210:視頻/影像源； 240:信號(hào)處理單元； 280:液晶顯示器； 290:背光板；242:輸入RGB視頻數(shù)據(jù)成分； 244:第一輸出RGB成分； 246:第二輸出RGB成分； 405-460:步驟510:背光點(diǎn)亮區(qū)域光源控制單元 610:光源控制單元； 710:輸入影像；714、 724、 734:背光。
具體實(shí)施方式
以下所述的伽瑪為影像顯示系統(tǒng)(如LCD裝置)的亮度特性。伽瑪概述 為，在單一數(shù)值參數(shù)(single numerical parameter)，影像顯示系統(tǒng)的灰度與 亮度之間的非線性關(guān)系。若利用n位的灰度來呈現(xiàn)影像的亮度時(shí)，則灰度值 為0~(2、1)，其中，舉例而言，0代表最暗，(2、1)代表最亮。在LCD裝置中， 借助灰度值，便可控制穿透液晶的光線的亮度。利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器所產(chǎn)生的電壓，便可驅(qū)動(dòng)LCD面板的像素，使得LCD面板的像素根據(jù)畫面影像而呈現(xiàn)影像。以下將利用圖1A-圖7D,說明本發(fā)明的實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 態(tài)樣，本發(fā)明涉及一種可用在液晶顯示器的背光單元，用以動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)展液晶 顯示器的顏色范圍。所述液晶顯示器具有液晶顯示面板。所述液晶顯示面板 具有多個(gè)像素，上述多個(gè)像素以陣列方式排列，用以呈現(xiàn)影像。在計(jì)算機(jī)圖學(xué)(computer graphics)中，范圍(gamut)或是顏色范圍(color gamut)為顏色的全部子集合(subset)。 一般普遍的作法涉及顏色的子集合， 其可準(zhǔn)確地代表一種狀況，如色空間(color space)或是確定的輸出裝置。 根據(jù)顏色理論，裝置或是處理的范圍為部分的視覺色空間(visible color space)，其可被代表、檢測或是再現(xiàn)(r印roduced)。 一般來說，在許多系 統(tǒng)可產(chǎn)生彩色(其顏色范圍較寬)時(shí)，顏色范圍被具體的敘述在色彩飽和平 面(hue-saturationplane)中。在處理數(shù)字影像時(shí)，許多合適的彩色模型會(huì)被 使用，如紅、綠、藍(lán)(RGB)模型。圖1A顯示CIE 1931的xy色度圖?；野讌^(qū)域以外的馬蹄形是可能的顏 色范圍。三角形100和105顯示在不同的因素下，可用在一般圖形顯示(如 LCD屏幕)的范圍。其并未覆蓋整個(gè)色空間。三角形的三端點(diǎn)為最基本的范 圍，綠色在最上面的端點(diǎn)，紅色在右下角的端點(diǎn)，藍(lán)色在左下角的端點(diǎn)。為 了增加LCD顯示器的顏色范圍，最主要的是要增加LCD顯示器背光的顏色 范圍。本發(fā)明的原理在于根據(jù)作為背光的LED的區(qū)域，動(dòng)態(tài)地增加LED背 光的顏色范圍。因此，便可增加LED的顏色范圍，并且LCD顯示器的顏色 范圍也會(huì)被增加。圖1A顯示兩個(gè)LED背光的顏色范圍，用以說明根據(jù)本發(fā)明而使得顏色 范圍增加的實(shí)施例。在圖1A中，三角形105代表在色溫約10000K之下，被 調(diào)整后的彩色背光的顏色范圍。在此色溫下，其所呈現(xiàn)的顏色范圍為NTSC (national television system committee) 103.3%。根據(jù)本發(fā)明，若要在一個(gè)區(qū) 域呈現(xiàn)紅色影像時(shí)，則所述區(qū)域中的紅色LED的亮度被調(diào)整成最大值；若要 在一個(gè)區(qū)域呈現(xiàn)綠色影像時(shí)，則所述區(qū)域中的綠色LED的亮度被調(diào)整成最大 值；若要在一個(gè)區(qū)域呈現(xiàn)藍(lán)色影像時(shí)，則所述區(qū)域中的藍(lán)色LED的亮度被調(diào) 整成最大值。三角形100代表彩色背光的顏色范圍的調(diào)整結(jié)果，其為所產(chǎn)生 的最大顏色范圍。在本例中，顏色范圍可動(dòng)態(tài)地增加至NTSC 121%。下列表格為對(duì)照表，用以表示在色溫10000K之下，LED背光的最大亮度與LED的 RGB在最大亮度的對(duì)照。最大亮度(cd/m2)紅色 (R)綠色 (G)藍(lán)色 (B)白色 (w)在1000K之下的LED背光114.9340.350,25506,2在最大RGB之下的LED背光143.1428.868.29613,1圖IB示出如何通過增加三原色(紅色、綠色以及藍(lán)色)的強(qiáng)度而使得 LCD的顏色范圍擴(kuò)展。由于正常LED的亮度限制，白色LED或是有顏色(如 紅、綠、藍(lán)色)的LED僅被提供在LCD屏幕的部分區(qū)域，其中每一個(gè)區(qū)域 均有紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED。傳統(tǒng)上，LED背光利用白色LED 提供白光。為了增加LCD的顏色范圍，有顏色的LED被使用，并且根據(jù)要 呈現(xiàn)的影像，個(gè)別地控制每一個(gè)LED的亮度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，基 于LED本身的亮度、色度、顏色飽和度以及分析出的顏色控制信號(hào)，彩色影 像或彩色視頻均可被分析，用以定義每一個(gè)RGBLED。 RGBLED的顏色可 個(gè)別地被控制及/或調(diào)整，使得影像的顏色變得更鮮艷。背光本身的RGB LED 可個(gè)別地被開啟或關(guān)閉，用以增加影像的對(duì)比度。舉例而言，若背光的一個(gè)小區(qū)域所對(duì)應(yīng)的影像為紅色時(shí)，則所述區(qū)域中 的紅色LED的光線強(qiáng)度為最大值，并且關(guān)閉所述區(qū)域中的綠色及藍(lán)色LED。 如圖1B所示，三角形IIO水平地向右移動(dòng)，因此顏色范圍中的紅色區(qū)域會(huì) 向右擴(kuò)展。同樣地，若背光的一個(gè)小區(qū)域所對(duì)應(yīng)的影像為綠色時(shí)，則所述區(qū) 域中的綠色LED的光線強(qiáng)度為最大值，并且關(guān)閉所述區(qū)域中的紅色及藍(lán)色 LED。如圖1B所示，三角形120垂直地向上移動(dòng)，因此顏色范圍中的綠色 區(qū)域會(huì)向上擴(kuò)展。若背光的一個(gè)小區(qū)域所對(duì)應(yīng)的影像為藍(lán)色時(shí)，則所述區(qū)域 中的藍(lán)色LED的光線強(qiáng)度為最大值，并且關(guān)閉所述區(qū)域中的紅色及綠色 LED。如圖1B所示，三角形130水平地向左下方移動(dòng)，因此顏色范圍中的 藍(lán)色區(qū)域會(huì)向右擴(kuò)展。由于紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED被運(yùn)用在背 光的每一個(gè)區(qū)域，因此借助每一個(gè)背光區(qū)域中的紅色LED、綠色LED以及 藍(lán)色LED的結(jié)合，便可得到結(jié)合后的顏色范圍三角形IOO(即最大顏色范圍)。圖2為具有動(dòng)態(tài)顏色范圍的LED背光單元的一個(gè)可能實(shí)施例。具有動(dòng)態(tài) 顏色范圍的LED背光單元包括視頻/影像源(video/image source) 210、輸入 接口、信號(hào)處理單元240、液晶顯示器280、背光板290。背光板290提供光 源給液晶顯示器280。輸入接口用以接收數(shù)字輸入視頻信號(hào)。所述數(shù)字輸入視頻信號(hào)來自視頻/ 影像源210，如計(jì)算機(jī)、DVD播放器或是視頻攝影機(jī)(video camera)等。 所述數(shù)字輸入視頻信號(hào)代表多個(gè)靜態(tài)彩色影像或數(shù)字視頻。所述數(shù)字輸入視 頻信號(hào)為24位的數(shù)字影像數(shù)據(jù)，其代表16.7M (million; 106)種顏色。其 也包含具有不同強(qiáng)度的紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)、水平同步、垂 直同步以及數(shù)字彩色成分。信號(hào)處理單元240接收并處理所述數(shù)字輸入視頻 信號(hào)。信號(hào)處理單元240可包含現(xiàn)場可編程門陣列(field programmable gate array; FPGA)或是專用集成電路(application specific IC; ASIC)來處理信 號(hào)。也可利用其它元件，如高性能通用微處理器(general purpose microprocessor) 以及專業(yè)的數(shù)字信號(hào)處理器(specialized digital signal processor)。信號(hào)處理單元240處理數(shù)字輸入視頻信號(hào)，以分析出兩組RGB成分。 第一組的RGB成分用以讓液晶顯示器280顯示影像。第二組的RGB成分提 供給液晶顯示器280的背光板290。信號(hào)處理單元240具有輸入RGB視頻數(shù) 據(jù)成分242、第一輸出RGB成分244以及第二輸出RGB成分246。第一輸 出RGB成分244使液晶顯示器280顯示影像。第二輸出RGB成分246提供 給液晶顯示器280的背光板290。處理所述數(shù)字輸入視頻信號(hào)所產(chǎn)生的第一輸出RGB成分244被傳送至 液晶顯示器280。處理所述數(shù)字輸入視頻信號(hào)所產(chǎn)生的第二輸出RGB成分 246被傳送至液晶顯示器280的背光板290。第二輸出RGB成分246包含nxm 個(gè)位，其中n代表每一個(gè)背光點(diǎn)亮單元里的彩色LED的數(shù)量，m代表每一個(gè) LED的亮度。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)背光點(diǎn)亮單元具有3個(gè)LED (用以呈 現(xiàn)紅色、綠色以及藍(lán)色)，并且所呈現(xiàn)的影像亮度為8位時(shí)，則一共可提供 256個(gè)灰度值(grayscale)。在本例中，輸入RGB視頻數(shù)據(jù)成分242以及第 一輸出RGB成分244均為3x8位數(shù)據(jù)。當(dāng)影像的亮度增加至12位時(shí)，則一 共可提供4096個(gè)灰度值。背光板290接收第二輸出RGB成分246，用以提供背光給液晶顯示器 280。液晶顯示器280具有LCD面板。所述LCD面板具有許多以陣列方式排 列的像素，用以呈現(xiàn)影像。不論是個(gè)別的LED或是三個(gè)為一組的LED，可 利用LED構(gòu)成背光板。背光板可由多個(gè)背光點(diǎn)亮區(qū)域所組成，每一個(gè)區(qū)域提 供一部分的光線給液晶顯示器280。為了降低制造背光點(diǎn)亮單元的成本，背 光點(diǎn)亮單元可能不會(huì)小于LCD的像素。因而造成LED背光板290需具有許 多背光點(diǎn)亮區(qū)域。LED背光板290包含背光點(diǎn)亮區(qū)域(Rn，m)， n=l、 2、…、 N， m=l、 2、…M;其中N及M均為正整數(shù)。每一個(gè)背光點(diǎn)亮區(qū)域還有許 多背光點(diǎn)亮單元(Up" p=l、 2、…、P;其中P為正整數(shù)。每一個(gè)背光點(diǎn)亮 單元具有紅色發(fā)光二極管(Rp)、綠色發(fā)光二極管(Gp)以及藍(lán)色發(fā)光二極管 {Bp}。上述多個(gè)背光點(diǎn)亮單元覆蓋整個(gè)背光點(diǎn)亮區(qū)域，并且尺寸為NxM的 背光點(diǎn)亮區(qū)域覆蓋整個(gè)LCD顯示區(qū)域。圖3為本發(fā)明的用以提供光線的LED背光板的一個(gè)可能實(shí)施例。LED 背光板2卯具有許多發(fā)光元件。背光單元還具有鑲板，用以包覆許多發(fā)光元 件。上述多個(gè)發(fā)光元件以陣列方式排列。在一個(gè)可能實(shí)施例中，發(fā)光元件可 為LED即發(fā)光二極管。在另一可能實(shí)施例中，每一個(gè)發(fā)光元件可發(fā)出紅光、 綠光或是藍(lán)光。另外，所有的發(fā)光元件也可被排列，用以點(diǎn)亮LCD面板的相 對(duì)應(yīng)區(qū)域。所述LCD面板具有至少一個(gè)像素。發(fā)光元件所發(fā)出的光強(qiáng)度會(huì)在 最大值與最小值之間，其中所述最小值小于所述最大值。在本實(shí)施例中，整個(gè)LED背光板(包括所述鑲板)被分割成64個(gè)背光 點(diǎn)亮區(qū)域，因此，N及M均為8。每一個(gè)背光點(diǎn)亮區(qū)域具有一定數(shù)量的背光 點(diǎn)亮單元(未顯示)。每一個(gè)顯示區(qū)域具有至少一個(gè)發(fā)光元件。每一個(gè)發(fā)光 元件具有至少三個(gè)發(fā)光二極管。每個(gè)LED分別可發(fā)出相對(duì)應(yīng)顏色的光線，所述相對(duì)應(yīng)顏色為紅色、綠色以及藍(lán)色中的至少一種。其它具有主要區(qū)域、背 光點(diǎn)亮區(qū)域、背光點(diǎn)亮單元、LED的結(jié)構(gòu)也可用來實(shí)施本發(fā)明。請參考圖2，在一個(gè)可能實(shí)施例中，信號(hào)處理單元240使用FPGA。在 另一可能實(shí)施例中，信號(hào)處理單元240使用ASIC。在其它實(shí)施例中，信號(hào) 處理單元240也可使用高性能通用微處理器以及專業(yè)的數(shù)字信號(hào)處理器。信號(hào)處理單元240具有輸入RGB視頻數(shù)據(jù)成分242、第一輸出RGB成 分244以及第二輸出RGB成分246。第一輸出RGB成分244使得液晶顯示18器280顯示影像。第二輸出RGB成分246提供給液晶顯示器280的背光板 290。信號(hào)處理單元240 —般處理數(shù)字輸入視頻信號(hào)，并產(chǎn)生兩組輸出RGB 成分。信號(hào)處理單元240電性耦接上述多個(gè)發(fā)光元件，用以控制由上述多個(gè) 發(fā)光元件所發(fā)出的光線的亮度，使得畫面呈現(xiàn)影像數(shù)據(jù)。借助信號(hào)處理單元240，可使得(0在像素所接收到的畫面影像數(shù)據(jù)為 紅色時(shí)，則調(diào)整每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的紅色光強(qiáng)度，使得其為本身所相對(duì) 應(yīng)的最大值，因而擴(kuò)展LCD面板的紅色區(qū)域的顏色范圍；(ii)在像素所接 收到的畫面影像數(shù)據(jù)為綠色時(shí)，則調(diào)整每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的綠色光強(qiáng)度， 使得其為本身所相對(duì)應(yīng)的最大值，因而擴(kuò)展LCD面板的綠色區(qū)域的顏色范 圍；(iii)在像素所接收到的畫面影像數(shù)據(jù)為藍(lán)色時(shí)，則調(diào)整每一個(gè)發(fā)光元 件所發(fā)出的藍(lán)色光強(qiáng)度，使得其為本身所相對(duì)應(yīng)的最大值，因而擴(kuò)展LCD 面板的藍(lán)色區(qū)域的顏色范圍。另外，借助信號(hào)處理單元240的設(shè)置，可使得(i)在像素所接收到的畫 面影像數(shù)據(jù)為紅色時(shí)，則分別調(diào)整每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的綠色光及藍(lán)色光 的強(qiáng)度，使得其為本身所相對(duì)應(yīng)的最小值；(ii)在像素所接收到的畫面影 像數(shù)據(jù)為綠色時(shí)，則分別調(diào)整每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的紅色光強(qiáng)度及藍(lán)色光強(qiáng)度，使得其為本身所相對(duì)應(yīng)的最小值；(m)在像素所接收到的畫面影像數(shù)據(jù)為藍(lán)色時(shí)，則分別調(diào)整每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的紅色光強(qiáng)度及綠色光強(qiáng) 度，使得其為本身所相對(duì)應(yīng)的最小值。在一個(gè)可能實(shí)施例中，信號(hào)處理單元240具有電路，用以分別控制每一 個(gè)區(qū)域中的至少一個(gè)發(fā)光元件。在其它實(shí)施例中，信號(hào)處理單元240具有電 路，用以分別控制每一個(gè)發(fā)光元件。在其它實(shí)施例中，信號(hào)處理單元240具 有電路，用以分別控制每一個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)LED。每一發(fā)光元件中的 每一個(gè)LED所發(fā)出的光線強(qiáng)度可連續(xù)地或不連續(xù)地調(diào)整在其本身的最大值 與最小值之間。圖4所示的信號(hào)處理流程用以定義出兩組輸出RGB成分244及246。信 號(hào)處理單元240利用下列步驟而定義出第一組的輸出RGB成分244:在步驟405中，接收來自數(shù)字視頻/影像源210的數(shù)字輸入視頻信號(hào)I;在步驟410中，計(jì)算所接收到的數(shù)字輸入視頻信號(hào)的RGB成分，用以 決定每一個(gè)背光點(diǎn)亮單元中的較占優(yōu)勢的顏色；在步驟415中，將RGB成分轉(zhuǎn)換成彩色的視頻信號(hào)；在步驟420中，降低對(duì)彩色的視頻信號(hào)的取樣，用以減小所接收到的數(shù)字輸入視頻信號(hào)的分辨率，使得處理后的信號(hào)的分辨率相似于LED背光板的分辨率。在步驟425中，將取樣后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成背光信號(hào)Io;在步驟445中，將步驟425所得到的背光信號(hào)Io與步驟440所得到的光 線分布函數(shù)(light spread fbnction;以下簡稱LSF) P—起旋轉(zhuǎn)，以得到可呈 現(xiàn)影像的RGB成分；在步驟450中，借助步驟445所得到的RGB成分，分割原始的數(shù)字輸 入視頻影像I;在步驟455中，對(duì)分割后的結(jié)果進(jìn)行伽瑪校正；在步驟460中，將RGB成分傳送至用以呈現(xiàn)影像的LCD屏幕；以及 提供RGB成分使得液晶顯示器280呈現(xiàn)影像。信號(hào)處理單元240利用下列步驟而定義出第二組的輸出RGB成分246 給液晶顯示器280的背光在步驟405中，接收來自數(shù)字視頻/影像源210的數(shù)字輸入視頻信號(hào)I;在步驟410中，計(jì)算所接收到的數(shù)字輸入視頻信號(hào)的RGB成分，用以 定義每一個(gè)背光點(diǎn)亮單元中的較占優(yōu)勢的顏色；在步驟415中，將RGB成分轉(zhuǎn)換成彩色的視頻信號(hào)；在步驟420中，降低對(duì)彩色的視頻信號(hào)的取樣，用以減小所接收到的數(shù) 字輸入視頻信號(hào)的分辨率，使得處理后的信號(hào)的分辨率相似于LED背光板的 分辨率。在步驟425中，將取樣后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成背光信號(hào)I。；以及 經(jīng)由數(shù)個(gè)背光獨(dú)立發(fā)光區(qū)及其控制信號(hào)，提供背光信號(hào)Io給LED背光 板，用以提供背光給液晶顯示器280。圖5為方塊圖，用以表示將影像信號(hào)分割成兩組RGB成分的處理方法， 以及光源控制單元如何提供RGB控制信號(hào)給每一個(gè)LED背光點(diǎn)亮區(qū)域。此 方塊圖包含信號(hào)處理單元240、液晶顯示器280以及背光點(diǎn)亮區(qū)域光源控制 單元510。信號(hào)處理單元240具有輸入RGB成分242、第一組的輸出RGB 成分244以及第二組的輸出RGB成分246。第一組的輸出RGB成分244關(guān)于液晶顯示器280所呈現(xiàn)的影像。第二組的輸出RGB成分246關(guān)于LCD屏 幕的背光。與LCD屏幕的背光有關(guān)的第二組的輸出RGB成分246被傳送至 背光點(diǎn)亮區(qū)域光源控制單元510。背光點(diǎn)亮區(qū)域光源控制單元510的輸出信 號(hào)為NxM組的三色控制信號(hào)(如紅色、綠色以及藍(lán)色)，用以提供給NxM 個(gè)背光點(diǎn)亮區(qū)域。上述多個(gè)輸出信號(hào)中的第一組信號(hào)531提供給第一組的背 光點(diǎn)亮區(qū)域中的紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED。上述多個(gè)輸出信號(hào)中 的最后一組信號(hào)539提供給第NxM組的背光點(diǎn)亮區(qū)域中的紅色LED、綠色 LED以及藍(lán)色LED。圖6為方塊圖，用以顯示提供個(gè)別的控制信號(hào)給每一個(gè)背光點(diǎn)亮單元的 紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED的一個(gè)可能實(shí)施例。此方塊圖具有光源 控制單元610。光源控制單元接收紅色控制信號(hào)、綠色控制信號(hào)以及藍(lán)色控制信號(hào)。光 源控制單元也具有P組三種輸出信號(hào)，用以分別提供紅色控制信號(hào)、綠色控 制信號(hào)以及藍(lán)色控制信號(hào)給紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED。第一組的 輸出信號(hào)631提供控制信號(hào)分別給紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色LED。最 后一組的輸出信號(hào)639提供控制信號(hào)分別給紅色LED、綠色LED以及藍(lán)色 LED。圖7A 圖7D示出傳統(tǒng)以及本發(fā)明的的LCD如何呈現(xiàn)影像。圖7A顯示 要呈現(xiàn)的輸入影像710，其具有紅色區(qū)域、綠色區(qū)域、藍(lán)色區(qū)域以及黑色區(qū) 域。傳統(tǒng)LCD的背光714如圖7B所示，LCD屏幕的整個(gè)區(qū)域都呈現(xiàn)白光。 如圖7C所示，為了呈現(xiàn)影像710，傳統(tǒng)背光724在黑色區(qū)域?yàn)殛P(guān)閉狀態(tài)，而 在其它區(qū)域?yàn)殚_啟狀態(tài)。圖7C呈現(xiàn)傳統(tǒng)背光控制的概念。然而，如圖7D所 示，借助本發(fā)明，彩色的背光734根據(jù)影像710的顏色，提供光源給LCD 屏幕，使得對(duì)應(yīng)于影像710的紅色、綠色以及藍(lán)色部分可分別得到強(qiáng)烈的紅 色、綠色以及藍(lán)色背光，并且對(duì)應(yīng)于影像710的黑色部分的背光會(huì)被關(guān)閉。 影像710被呈現(xiàn)在LCD屏幕中，其具有最大的顏色范圍以及最深的顏色濃度。本發(fā)明的實(shí)施利用彩色的LED作為背光源。彩色的LED背光源具有至 少三個(gè)不同的波長。因此，彩色的LED背光源提供較深的顏色。根據(jù)要呈現(xiàn) 的影像，控制紅色、綠色以及藍(lán)色的LED強(qiáng)度。在影像區(qū)域中，當(dāng)紅色是較為強(qiáng)的顏色時(shí)，相對(duì)應(yīng)的紅色LED強(qiáng)度會(huì)被調(diào)整至最大值。因此，所呈現(xiàn)出來的結(jié)果將會(huì)有較強(qiáng)烈的紅色。在影像區(qū)域中，當(dāng)綠色是較為強(qiáng)的顏色時(shí)，相對(duì)應(yīng)的綠色LED強(qiáng)度會(huì)被 調(diào)整至最大值。因此，所呈現(xiàn)出來的結(jié)果將會(huì)有較強(qiáng)烈的綠色。在影像區(qū)域中，當(dāng)藍(lán)色是較為強(qiáng)的顏色時(shí)，相對(duì)應(yīng)的藍(lán)色LED強(qiáng)度會(huì)被 調(diào)整至最大值。因此，所呈現(xiàn)出來的結(jié)果將會(huì)有較強(qiáng)烈的藍(lán)色。當(dāng)LED的數(shù)量增加時(shí)，LCD所顯示的亮度也會(huì)被增加。當(dāng)控制信號(hào)的 位增加時(shí)，灰度值的數(shù)量會(huì)大幅的增加，以增加顏色的對(duì)照，并增加顏色的 深度以及飽和度。因此，LCD所呈現(xiàn)的顏色范圍便可被最大化。輸入的影像、 流經(jīng)LED的電流均會(huì)被動(dòng)態(tài)地控制，用以產(chǎn)生最大的顏色范圍以及最小的功 率損耗。本發(fā)明的另一 目的提供可動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)展LCD的顏色范圍的方法。在一個(gè)可 能實(shí)施例中，所述方法包括(0提供位于LCD面板的背光單元，(ii)提供 數(shù)據(jù)信號(hào)給多個(gè)像素，(iii)根據(jù)像素所接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)，個(gè)別地控制背 光源所發(fā)出的光線強(qiáng)度，使得在LCD面板呈現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)所對(duì)應(yīng)的影像時(shí)， LCD面板相對(duì)應(yīng)位置的發(fā)光元件將發(fā)出具有最大亮度的光線。在一個(gè)可能實(shí)施例中，背光具有光源，用以發(fā)射出具有不同顏色的光線。 光源具有許多發(fā)光元件。每一個(gè)發(fā)光元件設(shè)置在LCD面板相對(duì)應(yīng)的位置。 LCD面板具有至少一個(gè)像素。光源所發(fā)射出的光線強(qiáng)度在最大值與最小值的 范圍間。在一個(gè)可能實(shí)施例中，本發(fā)明的方法還包括將光源所發(fā)出的光線提 供給LCD面板。在一個(gè)可能實(shí)施例中，每一個(gè)發(fā)光元件可產(chǎn)生一種或一種以上的顏色。 在其它實(shí)施例中，每一個(gè)發(fā)光元件具有至少三個(gè)LED，用以呈現(xiàn)紅色、綠色 以及藍(lán)色。每一個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)LED的亮度均可連續(xù)地或不連續(xù)地調(diào) 整在最大值與最小值之間。本發(fā)明另外提供用以動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)展LCD的顏色范圍的方法。所述LCD具 有LCD面板，其具有許多以陣列方式排列的像素，用以呈現(xiàn)影像。根據(jù)所述 LCD面板的像素，所述影像可被處理成數(shù)據(jù)信號(hào)組，并且數(shù)據(jù)信號(hào)組中的每 一數(shù)據(jù)信號(hào)至少與一種顏色有關(guān)。用以動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)展LCD的顏色范圍的方法包 括下列步驟(i)提供可產(chǎn)生不同顏色光線的光源，以點(diǎn)亮LCD面板，以 及(ii)根據(jù)提供給像素的所述數(shù)據(jù)信號(hào)組，個(gè)別地控制光源所產(chǎn)生的光線強(qiáng)度。光源所產(chǎn)生的光線強(qiáng)度在最大值與最小值的范圍間。在一個(gè)可能實(shí)施 例中，所述方法還包括提供所述數(shù)據(jù)信號(hào)組給像素。在另一實(shí)施例中，所述方法還包括提供光源所發(fā)出的光線給LCD面板。在一個(gè)實(shí)施例中，光線具有許多發(fā)光元件。每一個(gè)發(fā)光元件可發(fā)出一種 或一種以上的顏色，并且被設(shè)置在LCD面板對(duì)應(yīng)位置。LCD面板具有至少 一個(gè)像素。在一個(gè)可能實(shí)施例中，控制步驟包括控制LCD面板的某一區(qū)域 的發(fā)光元件，使得其根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)而產(chǎn)生具有最大亮度的光線。雖然本發(fā)明已通過優(yōu)選實(shí)施例公開如上，然而其并非用以限定本發(fā)明， 任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可 作些許的更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種背光單元，能使用在液晶顯示器，其中所述液晶顯示器具有液晶顯示面板，所述液晶顯示面板具有多個(gè)像素，所述多個(gè)像素被排列成陣列，用以呈現(xiàn)影像，所述背光單元包括多個(gè)發(fā)光元件，所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)能發(fā)射出光線，所述光線為紅色、綠色以及藍(lán)色中的至少一種，并且借助排列所述多個(gè)發(fā)光元件，便能點(diǎn)亮所述液晶顯示面板的相對(duì)應(yīng)區(qū)域，所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)所發(fā)出的光線具有強(qiáng)度，所述強(qiáng)度在最大值與最小值之間，其中所述最小值小于所述最大值；以及控制單元，電性耦接所述多個(gè)發(fā)光元件，用以根據(jù)所述多個(gè)像素所接收到的畫面影像數(shù)據(jù)，控制所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)所發(fā)出的光線強(qiáng)度；其中借助所述控制單元能在所述多個(gè)像素所接收到的所述畫面影像數(shù)據(jù)為紅色時(shí)，調(diào)整由每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的紅光的強(qiáng)度，使得其為最大值；在所述多個(gè)像素所接收到的所述畫面影像數(shù)據(jù)為綠色時(shí)，調(diào)整由每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的綠光的強(qiáng)度，使得其為最大值；以及在所述多個(gè)像素所接收到的所述畫面影像數(shù)據(jù)為藍(lán)色時(shí)，調(diào)整由每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的藍(lán)光的強(qiáng)度，使得其為最大值。
2. 如權(quán)利要求1所述的背光單元，其中借助所述控制單元 能在所述多個(gè)像素所接收到的所述畫面影像數(shù)據(jù)為紅色時(shí)，分別調(diào)整由每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的綠光及藍(lán)光的強(qiáng)度，使得其成為本身相對(duì)應(yīng)的最小 值；能在所述多個(gè)像素所接收到的所述畫面影像數(shù)據(jù)為綠色時(shí)，分別調(diào)整由 每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的紅光及藍(lán)光的強(qiáng)度，使得其成為本身相對(duì)應(yīng)的最小 值；以及能在所述多個(gè)像素所接收到的所述畫面影像數(shù)據(jù)為藍(lán)色時(shí)，分別調(diào)整由 每一個(gè)發(fā)光元件所發(fā)出的紅光及綠光的強(qiáng)度，使得其成為本身相對(duì)應(yīng)的最小 值。
3. 如權(quán)利要求1所述的背光單元，還包括鑲板，用以包覆所述多個(gè)發(fā)光元件。
4. 如權(quán)利要求3所述的背光單元，其中所述鑲板被分割成多個(gè)區(qū)域。
5. 如權(quán)利要求4所述的背光單元，其中所述多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)至少包 含所述多個(gè)發(fā)光元件中的一個(gè)。
6. 如權(quán)利要求5所述的背光單元，其中所述控制單元具有電路，用以個(gè) 別地控制每一個(gè)區(qū)域中的發(fā)光元件。
7. 如權(quán)利要求1所述的背光單元，其中所述控制單元包括電路，用以個(gè) 別地控制所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)。
8. 如權(quán)利要求1所述的背光單元，其中所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包 括至少三個(gè)發(fā)光二極管，所述多個(gè)發(fā)光二極管的每一個(gè)所發(fā)出的光線為紅色、 綠色以及藍(lán)色至少其中之一。
9. 如權(quán)利要求8所述的背光單元，其中所述控制單元包含電路，用以個(gè) 別地控制所述多個(gè)發(fā)光二極管中的每一個(gè)。
10. 如權(quán)利要求9所述的背光單元，其中所述多個(gè)發(fā)光二極管中的每一 個(gè)所發(fā)出的光線強(qiáng)度被連續(xù)地或不連續(xù)地調(diào)整在本身的最小值與最大值之 間。
11. 一種背光單元，使用于液晶顯示器，其中所述液晶顯示器具有液晶 顯示面板，所述液晶顯示面板具有多個(gè)像素以及信號(hào)處理單元，所述多個(gè)像 素排列成陣列，用以顯示影像信號(hào)，所述信號(hào)處理單元根據(jù)所述液晶顯示面 板的所述多個(gè)像素，將所述影像信號(hào)處理成數(shù)據(jù)信號(hào)組，所述數(shù)據(jù)信號(hào)組中 的每一數(shù)據(jù)信號(hào)至少與一種顏色有關(guān)，所述背光單元包括光源，能發(fā)射出不同顏色的光線，所述光源包括多個(gè)發(fā)光元件，借助所 述多個(gè)發(fā)光元件的排列，能點(diǎn)亮所述液晶顯示面板的相對(duì)應(yīng)區(qū)域，所述光源 所發(fā)射出的光線的強(qiáng)度在最大值與最小值之間，所述最小值小于所述最大值; 以及控制單元，電性耦接所述光源，用以根據(jù)所述多個(gè)像素所接收到的所述 數(shù)據(jù)信號(hào)組，個(gè)別地控制所述光源所發(fā)出的不同顏色的光線強(qiáng)度，因此，當(dāng) 所述液晶顯示面板的區(qū)域具有相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，與所述區(qū)域有關(guān)的發(fā)光 元件所發(fā)射出的光線具有最大強(qiáng)度，并且與所述相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)有關(guān)。
12. 如權(quán)利要求ll所述的背光單元，還包括鑲板，用以包覆所述多個(gè)發(fā)光元件。
13. 如權(quán)利要求12所述的背光單元，其中所述鑲板被分割成多個(gè)區(qū)域。
14. 如權(quán)利要求13所述的背光單元，其中所述多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)至少 包含所述多個(gè)發(fā)光元件中的一個(gè)。
15. 如權(quán)利要求14所述的背光單元，其中所述控制單元具有電路，用以 個(gè)別地控制每一個(gè)區(qū)域中的發(fā)光元件。
16. 如權(quán)利要求ll所述的背光單元，其中所述控制單元包括電路，用以 個(gè)別地控制所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)。
17. 如權(quán)利要求11所述的背光單元，其中所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè) 包括發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管能發(fā)射出至少一種顏色光。
18. 如權(quán)利要求11所述的背光單元，其中所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè) 包括至少三個(gè)發(fā)光二極管，所述多個(gè)發(fā)光二極管的每一個(gè)所發(fā)出的光線為紅 色、綠色以及藍(lán)色至少其中之一。
19. 如權(quán)利要求18所述的背光單元，其中所述控制單元包含電路，用以 個(gè)別地控制所述多個(gè)發(fā)光二極管中的每一個(gè)。
20. 如權(quán)利要求19所述的背光單元，其中所述多個(gè)發(fā)光二極管中的每一 個(gè)所發(fā)出的光線強(qiáng)度被連續(xù)地或不連續(xù)地調(diào)整在本身的最小值與最大值之 間。
21. 如權(quán)利要求11所述的背光單元，其中所述信號(hào)處理單元用以執(zhí)行下 列功能接收所述影像信號(hào)；計(jì)算所述影像信號(hào)的RGB成分，用以決定每一個(gè)背光點(diǎn)亮區(qū)域中的占 優(yōu)勢的顏色；將所述RGB成分轉(zhuǎn)換成彩色視頻信號(hào)；對(duì)所述彩色視頻信號(hào)降低取樣，以產(chǎn)生低取樣影像信號(hào)，所述低取樣影 像信號(hào)的分辨率相對(duì)于所述背光單元的分辨率； 將所述低取樣影像信號(hào)轉(zhuǎn)換成背光信號(hào)；以及 提供所述背光信號(hào)給所述背光單元的所述控制單元。
22. 如權(quán)利要求21所述的背光單元，其中所述信號(hào)處理單元還執(zhí)行下列 功能-將所述背光信號(hào)與光線分布函數(shù)一起旋轉(zhuǎn)，用以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)信號(hào)； 根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)信號(hào)分割所述影像信號(hào)，以產(chǎn)生RGB成分； 對(duì)所述RGB成分進(jìn)行伽瑪校正；以及將所述RGB成分轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)組，使得所述液晶顯示面板呈現(xiàn)所述 影像。
23. —種方法，其中所述液晶顯示器具有液晶顯示面板，所述液晶顯示 面板具有多個(gè)像素，所述多個(gè)像素以陣列方式排列，用以呈現(xiàn)影像，其中根 據(jù)所述液晶顯示面板的所述多個(gè)像素，所述影像被處理成數(shù)據(jù)信號(hào)組，所述 數(shù)據(jù)信號(hào)組中的每一數(shù)據(jù)信號(hào)至少與一種顏色有關(guān)，所述方法包括下列步驟提供背光單元，所述背光單元位于所述液晶顯示面板之中，所述背光單 元包括光源，用以發(fā)射出不同顏色的光線，所述光源包括多個(gè)發(fā)光元件，所 述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)與所述液晶顯示面板的相對(duì)應(yīng)區(qū)域有關(guān)，被發(fā)射 出的光線的強(qiáng)度在最大值與最小值之間，所述最小值小于所述最大值；提供所述數(shù)據(jù)信號(hào)組給所述多個(gè)像素；以及根據(jù)所述多個(gè)像素所接收到的所述數(shù)據(jù)信號(hào)組，個(gè)別地控制所述光源所 發(fā)射出的光線的強(qiáng)度，因此當(dāng)所述液晶顯示面板的區(qū)域接收到所述數(shù)據(jù)信號(hào) 組中的相對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，與所述區(qū)域有關(guān)的發(fā)光元件發(fā)射出具有最大強(qiáng)度 的光線，所述最大強(qiáng)度與所述相對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)相關(guān)。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，還包括下列步驟提供所述光線所發(fā)射 出的光線給所述液晶顯示面板。
25. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包括 發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管能發(fā)射出至少一種顏色光。
26. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包括 至少三個(gè)發(fā)光二極管，所述多個(gè)發(fā)光二極管的每一個(gè)所發(fā)出的光線為紅色、 綠色以及藍(lán)色至少其中之一 。
27. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述多個(gè)發(fā)光二極管中的每一個(gè)所 發(fā)出的光線強(qiáng)度被連續(xù)地或不連續(xù)地調(diào)整在本身的最小值與最大值之間。
28. —種方法，其中所述液晶顯示器具有液晶顯示面板，所述液晶顯示 面板具有多個(gè)像素，所述多個(gè)像素以陣列方式排列，用以呈現(xiàn)影像，其中根 據(jù)所述液晶顯示面板的所述多個(gè)像素，所述影像被處理成數(shù)據(jù)信號(hào)組，所述數(shù)據(jù)信號(hào)組中的每一數(shù)據(jù)信號(hào)至少與一種顏色有關(guān)，所述方法包括下列步驟: 提供背光單元，所述背光單元能發(fā)射出不同顏色的光線，用以點(diǎn)亮所述 液晶顯示面板，被發(fā)射出的光線的強(qiáng)度在最大值與最小值之間，所述最小值 小于所述最大值；以及根據(jù)所述多個(gè)像素所接收到的所述數(shù)據(jù)信號(hào)組，個(gè)別地控制所述光源所 發(fā)射出的光線的強(qiáng)度。
29. 如權(quán)利要求28所述的方法，還包括下列步驟提供所述數(shù)據(jù)信號(hào)組 給所述多個(gè)像素。
30. 如權(quán)利要求29所述的方法，還包括下列步驟提供所述光源所發(fā)射 出的光線給所述液晶顯示面板。
31. 如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述光源包括多個(gè)發(fā)光元件，所述 多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)均能發(fā)射出至少一種顏色光，并且所述多個(gè)發(fā)光元 件的每個(gè)對(duì)應(yīng)于所述液晶顯示面板的相對(duì)應(yīng)區(qū)域。
32. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述控制步驟包括控制發(fā)光元件， 用以發(fā)射出具有最大強(qiáng)度的光線，所述發(fā)光元件與所述液晶顯示面板的區(qū)域 有關(guān)，所述最大強(qiáng)度與所述液晶顯示面板的所述區(qū)域所接收到的相對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù) 信號(hào)有關(guān)。
33. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包括 發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管能發(fā)射出至少一種顏色光。
34. 如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)包括 至少三個(gè)發(fā)光二極管，所述多個(gè)發(fā)光二極管的每一個(gè)所發(fā)出的光線為紅色、 綠色以及藍(lán)色至少其中之一。
全文摘要
一種背光單元及方法，所述背光單元用于液晶顯示器。在一個(gè)實(shí)施例中，所述背光單元具有多個(gè)發(fā)光元件以及控制單元。所述控制單元電性耦接上述多個(gè)發(fā)光元件，用以根據(jù)上述多個(gè)像素所接收到的畫面影像數(shù)據(jù)，控制上述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)所發(fā)射出的光線的強(qiáng)度。當(dāng)所述畫面影像數(shù)據(jù)為紅色、綠色或是藍(lán)色時(shí)，所述控制單元可個(gè)別調(diào)整上述多個(gè)發(fā)光元件中的每一個(gè)，使得其所發(fā)出的紅色、綠色或是藍(lán)色的光線具有最大強(qiáng)度，用以擴(kuò)展所述液晶顯示面板的紅色、綠色或是藍(lán)色區(qū)域的顏色范圍。本發(fā)明能夠擴(kuò)展背光裝置的顏色范圍并減少功率損耗。
文檔編號(hào)G09G3/36GK101256759SQ20081009299
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月27日
發(fā)明者周信宏, 林信吾, 汪德美, 陳志光 申請人:友達(dá)光電股份有限公司