背光单元、显示设备和控制背光单元的方法
专利名称：背光单元、显示设备和控制背光单元的方法
技术领域：
一个或多个实施例涉及一种具有优异的三维图像效果的背光单元、一种显示设备和一种控制该背光单元的方法。
背景技术：
背光单元被用作许多应用产品的光源，这些应用产品包括但不限于用在笔记本计算机、桌上型计算机、液晶显示(IXD)-TV、移动通信终端等中的显示装置。例如，作为平板显示装置的IXD装置是本身不发光而形成图像的受光型显示装置。因此，在这样的IXD装置中，背光单元是必需的。通常，背光单元设置在显示装置的后表面上，以发射光。可基于光源的布置对背光单元进行分类。例如，直下式背光单元将来自安装在 LCD装置正下方的多个光源的光发射到LCD面板上，边光式背光单元将来自安装在导光板 (LGP)侧壁上的光源的光发射到LCD面板上。在背光单元中通常使用冷阴极荧光灯(CCFL) 作为光源，但在背光单元中不总是使用CCFL作为光源。此外，也可以使用发光二极管(LED) 代替CCFL。
发明内容
技术问题说明性的实施例提供了一种具有优异的三维图像效果的背光单元。说明性的实施例还提供了一种具有优异的三维图像效果的显示设备。说明性的实施例还提供了一种控制具有优异的三维图像效果的背光单元的方法。问题的解决方案根据说明性的实施例，提供了一种背光单元，该背光单元包括多个发光器件，用于发射光；图像深度信息提取单元，用于从图像信号提取图像深度信息；亮度计算器，用于由图像深度信息计算亮度；以及控制器，用于根据计算的亮度来控制多个发光器件的亮度。可以控制包括多个相邻的发光器件的块单元中的发光器件。控制器可通过调整施加到多个发光器件的电压来控制多个发光器件的亮度。控制器可使用脉宽调制(PWM)来控制多个发光器件的亮度。亮度计算器可将图像划分成多个区域并计算每个区域的亮度。亮度计算器可按照如下方式计算亮度随着图像深度的增大，亮度减小，并且随着图像深度的减小，亮度增大。根据另一说明性的实施例，提供了一种显示设备，该显示设备包括图像板，用于产生图像信号；显示面板，用于根据图像板产生的图像信号来显示图像；多个发光器件，用于向显示面板发射光；图像深度信息提取单元，用于从来自图像板的图像信号提取图像深度信息；亮度计算器，用于由图像深度信息计算亮度；以及控制器，用于根据计算的亮度来控制多个发光器件的亮度。根据另一说明性的实施例，提供了一种控制背光单元的方法，该方法包括下述步
4骤从图像信号提取图像深度信息；根据图像深度信息计算多个图像区域的亮度；以及控制多个发光器件的亮度，以使其对应于计算的亮度。计算亮度的步骤可包括使用对应于图像深度信息的查找表。提取图像深度信息的步骤可包括将图像深度分布区域划分成多个区域。控制多个发光器件的亮度的步骤可包括将图像划分成多个区域并计算每个区域的亮度。附图的简要说明通过参照附图详细描述说明性的实施例，以上和其他特征及优点将变得更加清楚，在附图中
图1示意性地示出了根据说明性实施例的显示设备的层状结构；图2是根据说明性实施例的显示设备的框图；图3a示出了根据说明性实施例的显示设备中使用的图像；图3b、图3c和图3d是用于描述从图3a的图像提取深度信息和亮度信息的过程的图像；图4示意性地示出了根据说明性实施例的背光单元；以及图5是示出了根据说明性实施例的控制背光单元的方法的流程图。
具体实施例方式在下文中，将参照附图更充分地描述根据说明性实施例的背光单元、显示设备和控制该背光单元的方法。图1示意性地示出了根据说明性实施例的显示设备100的层状结构。图2是根据说明性实施例的显示设备100的框图。参照图1和图2，显示设备100包括用于发射光的背光单元10和使用背光单元10 发射的光来显示图像的显示面板70。显示面板70可以是液晶显示(IXD)面板，但不局限于此。显示面板70包括多个像素单元，每个像素单元包括薄膜晶体管和电极，显示面板70通过根据图像板20输入的图像信号将电场传递到显示面板70的每个像素并调制背光单元10发射的光来显示图像。背光单元10可以包括多个发光器件15和控制发光器件15的控制器28。发光器件15可以是发光二极管(LED)，但不限于此。用于均勻地漫射发光器件15发射的将要入射到显示面板70中的光的漫射板40和用于通过调整光路来将光引导至显示面板70的棱镜片50可以设置在发光器件15与显示面板70之间。偏振改善膜60可以设置在棱镜片50 与显示面板70之间，以通过改善偏振来提高光效率。然而，显示设备100的层状结构不限于图1中示出的层状结构，在背光单元10的发光器件15与显示面板70之间可以设置各种层。背光单元10可以包括二维地排列在基底12上的多个发光器件15和控制发光器件15的控制器28。基底12可以包括印刷电路板(PCB)基底。参照图2，当图像板20输出图像信号时，图像信号被输入到显示面板驱动单元22 和图像深度信息提取单元24。显示面板驱动单元22根据图像信号产生显示面板驱动信号， 以操作显示面板70。根据显示面板驱动信号，通过每个像素的开关切换来操作显示面板70。显示面板驱动单元22可以包括关于被施加到显示面板70的每个像素的电压的信息。 例如，可以通过调整被施加到显示面板70的每个像素的电压来控制背光单元10的发光器件15发射的光的透射率，从而以灰阶表现图像。图像深度信息提取单元M从图像板20输出的图像信号提取图像深度信息。例如，如果图像信号包括二维图像和图像深度信息，则图像深度信息提取单元M可以提取图像深度信息，而无需计算图像深度。在立体图像的情况下，由图像信号计算图像深度。例如，可以通过根据输入图像的颜色信息混合预定的深度模型来从二维图像提取图像深度信息。在 Pseudo 3D Image Generation width Simple Depth Models, 2005IEEE (用简单深度模型产生伪3D图像，2005IEEE)中公开了这样的方法。可以通过比较诸如边缘、线和角落之类的特征点来计算视差图而从立体图像提取图像深度信息。在1999年8月发表的 IEEE Transaction on Consumer Electronics (IEEE 消费电子产品汇刊)第 45 卷第 3 期第 804-810页的Edge-Preserving Directional Regularization Technique For Disparity Estimation of Stereoscopic Images (用于立体图像的视差估计的边缘保持方向性调整技术)中公开了这样的方法。例如，当显示图3a中示出的图像时，图北中示出了从图3a中的图像提取的图像深度信息。随着图像深度的减小，图像在颜色上看起来越接近于白色，并且随着图像深度的增大，图像在颜色上看起来越接近于黑色。换言之，随着观察者与图像之间的距离的减小， 图像在颜色上看起来越接近于白色，并且随着观察者与图像之间的距离的增大，图像在颜色上看起来越接近于黑色。图3c是根据图像深度信息被划分成多个区域(例如第一区域Li、第二区域L2和第三区域L3)的图像。当将图3a中的图像与图3c中的图像深度分布进行比较时，图3a中示出的最靠近观察者的湖泊对应于图3c中的第一区域Li，处于图像中部的区域对应于第二区域L2，离观察者最远的天空对应于第三区域L3。例如，图像的位于第一区域Ll中的部分可具有第一图像深度信息，图像的位于第二区域L2中的部分可具有第二图像深度信息， 图像的位于第三区域L3中的部分可具有第三图像深度信息。关于这点，如果将对图像深度的辨析表示为位(bit)，则可以以灰阶示出第一区域Li、第二区域L2和第三区域L3。例如， 每个区域的图像深度信息可以以灰阶分布在白(255)与黑(0)之间。可根据发光器件15的数目将图像深度分布区域划分成多个区域。例如，图像深度信息提取单元M可以将图像划分成多个亮度分布区域A，如图3d中所示，并可使用求平均运算来提取每个亮度分布区域A的深度信息。在图像深度信息提取单元M提取深度信息之后，亮度计算器沈计算对应于每条深度信息的亮度。亮度计算器26可以包括对应于每条深度信息的查找表。亮度计算器沈可以包括用于根据深度信息来计算亮度的参考值。基于该参考值，可以提取亮度需要被调整的区域。根据亮度计算器沈获得的亮度，控制器观控制发光器件15的亮度。可以各自独立地电操作发光器件15，并可以基于亮度分布控制发光器件15的亮度。例如，如果图像具有如图3c中所示的亮度分布，则将位于与第一区域Ll对应的区域中的发光器件15的亮度控制成Lib，将位于与第二区域L2对应的区域中的发光器件15的亮度控制成L2b，并将位于与第三区域L3对应的区域中的发光器件15的亮度控制成L3b。关于这点，当每个区域的
6深度满足关系“第一区域Ll的深度<第二区域L2的深度<第三区域L3的深度”时，可将与每个区域对应的发光器件的亮度控制成满足关系Lib > L2b > L3b。
可以各自独立地控制发光器件15。可选择地，如图4中所示，可以控制包括多个相邻的发光器件15的块B。如图4中所示，发光器件15可以二维地排列在基底12上，并可被划分成多个块B， 其中，可以各自独立地控制块B。多个块B可以对应于例如如图3d中所示的亮度计算器沈的多个亮度分布区域A。块B中包含的发光器件15的数目不受限制。图4示出了四个发光器件15位于块B中，但是图4仅仅是说明性的实施例。发光器件15可以设置在PCB基底12上，并具有电路，通过该电路，电流被独立地供应到发光器件15。控制器观可以使用数模(D/A)转换器控制供应到每个发光器件15 的电流或施加到每个发光器件15的电压。或者，可以使用D/A转换器调整供应到每个块B 的发光器件15的电流或施加到每个块B的发光器件15的电压来控制发光器件15的亮度。 例如，可以相对于位于低亮度区域中的发光器件15将相对更大或更小的电流供应到位于高亮度区域中的发光器件15来改善图像的景色，因此，可以改善图像的三维效果。可选择地，控制器28可使用脉宽调制(PWM)来控制发光器件15的亮度。根据说明性的实施例，发光器件15均可以是包括多个发光二极管的多芯片发光器件，所述多个发光二极管发射具有至少两种波长范围的光并形成在单个封装件中。发光二极管芯片发射的具有不同波长的光被全内反射，以产生白光。可以考虑每种波长的发光二极管芯片发射的光的量而根据期望色温的范围来改变每种波长的发光二极管芯片的数目及其排列。如上所述，因为与单芯片发光器件的尺寸相比多芯片发光器件的尺寸没有显著改变，所以多芯片发光器件的体积也没有明显改变。另外，因为在发光器件15中执行用于白色的颜色混合，所以用于颜色混合的空间显著减小，从而减小了背光单元10的厚度。发光器件15也均可以是单芯片发光器件，发射具有不同波长的光的发光器件15 可以被交替地排列。例如，发射具有第一波长的光的第一发光器件、发射具有第二波长的光的第二发光器件和发射具有第三波长的光的第三发光器件可以设置在PCB基底12上，并可以分开预定的距离。关于这点，在这里仅交替地排列了一个第一发光器件、一个第二发光器件和一个第三发光器件。然而，如果需要增大具有不同波长的多种光中的一种光的量，则可以连续地排列用于发射该光的两个芯片。例如，可以通过排列红光发射器件、绿光发射器件、绿光发射器件和蓝光发射器件来增大绿光的量。可选择地，发光器件15可以构成包括荧光材料的单芯片。可以将从单芯片发射的光与被单芯片发射的光激发的荧光材料发射的光混合来发射白光。用于发光器件以形成白光的荧光材料在本领域中是公知的，因此，在这里将省略对其的描述。图5是示出了根据说明性实施例的控制背光单元10的方法的流程图。在操作SlO中，在图像板20(图1)中产生图像信号，并且在操作S15中，从图像信号提取图像深度信息。在操作S20中，由图像深度信息计算图像的亮度。随着图像深度的增大，亮度减小，并且随着图像深度的减小，亮度增大。亮度计算器26可以包括对应于图像深度信息用来计算亮度信息的查找表或参考值。亮度计算器26可将图像划分成多个亮度分布区域。在操作S25中，根据计算的图像亮度控制与多个亮度分布区域对应的区域中的发光器件15的亮度。可以根据图像深度控制亮度，以改善三维效果。可将控制发光器件的亮度的方法分成控制每个发光器件15的亮度的方法和控制包括多个发光器件15的块的亮度的方法。如上所述，背光单元10和使用背光单元10的显示设备100根据图像深度信息控制发光器件15的亮度，以改善三维效果。可通过处理图像信号来改善三维效果，而无需使用单独的装置。此外，因为通过图像的景色控制发光器件15的亮度，所以与保持恒定亮度的发光器件相比可以降低功耗。根据控制背光单元10的方法的说明性实施例，通过从图像信号提取图像深度信息并从图像深度信息提取图像的亮度来控制发光器件15。因此，可以改善基于图像的风景的三维效果。虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域普通技术人员应当理解，在不脱离由下面的权利要求书限定的本发明的范围和精神的情况下， 在这里可以做出形式上和细节上的各种改变。
权利要求
1.一种背光单元，所述背光单元包括 多个发光器件，被构造成发射光；图像深度信息提取单元，被构造成提取对应于图像信号的图像深度信息； 亮度计算器，被构造成计算对应于图像深度信息的亮度；以及控制器，被构造成根据计算的亮度来控制多个发光器件的亮度。
2.如权利要求1所述的背光单元，其中，控制器被构造成控制包括多个相邻的发光器件的块单元中的发光器件。
3.如权利要求1所述的背光单元，其中，控制器被构造成通过调整施加到多个发光器件的电压来控制多个发光器件的亮度。
4.如权利要求1所述的背光单元，其中，控制器被构造成使用脉宽调制来控制多个发光器件的亮度。
5.如权利要求1至权利要求4中的任一权利要求所述的背光单元，其中，亮度计算器被构造成将图像划分成多个区域并计算所述多个区域中的每个区域的亮度。
6.如权利要求1至权利要求4中的任一权利要求所述的背光单元，其中，亮度计算器被构造成按照如下方式计算亮度随着图像深度的增大，计算的亮度减小，并且随着图像深度的减小，计算的亮度增大。
7.—种显示设备，所述显示设备包括 图像板，被构造成产生图像信号；显示面板，被构造成根据图像板产生的图像信号来显示图像； 多个发光器件，被构造成向显示面板发射光；图像深度信息提取单元，被构造成从图像板产生的图像信号提取图像深度信息； 亮度计算器，被构造成计算对应于图像深度信息的亮度；以及控制器，被构造成根据计算的亮度来控制多个发光器件的亮度。
8.如权利要求7所述的显示设备，其中，控制器被构造成控制包括多个相邻的发光器件的块单元中的发光器件。
9.如权利要求7所述的显示设备，其中，控制器被构造成通过调整施加到多个发光器件的电压来控制多个发光器件的亮度。
10.如权利要求7所述的显示设备，其中，控制器被构造成使用脉宽调制来控制多个发光器件的亮度。
11.如权利要求7至权利要求10中的任一权利要求所述的显示设备，其中，亮度计算器被构造成将图像划分成多个区域并计算所述多个区域中的每个区域的亮度。
12.如权利要求7至权利要求10中的任一权利要求所述的显示设备，其中，亮度计算器被构造成按照如下方式计算亮度随着图像深度的增大，计算的亮度减小，并且随着图像深度的减小，计算的亮度增大。
13.—种控制背光单元的方法，所述方法包括下述步骤 从图像信号提取图像深度信息；根据图像深度信息计算多个图像区域的亮度；以及对应于计算的亮度控制多个发光器件的亮度。
14.如权利要求13所述的方法，其中，按照如下方式执行计算亮度的步骤随着图像深度的增大，计算的亮度减小，并且随着图像深度的减小，计算的亮度增大。
15.如权利要求13所述的方法，其中，计算亮度的步骤包括使用对应于图像深度信息的查找表。
全文摘要
提供了一种背光单元、一种显示设备和一种控制该背光单元的方法。该背光单元包括被构造成从图像信号提取图像深度信息的图像深度信息提取单元和被构造成计算对应于图像深度信息的亮度的亮度计算器。该背光单元根据对应于图像深度计算的亮度控制多个发光器件的亮度来改善图像的三维效果。
文档编号G09G3/22GK102483534SQ201080039192
公开日2012年5月30日 申请日期2010年9月1日 优先权日2009年9月2日
发明者文琇培, 李浩燮, 金大式, 高荣志, 黄东春 申请人:三星电子株式会社
技术领域：
一个或多个实施例涉及一种具有优异的三维图像效果的背光单元、一种显示设备和一种控制该背光单元的方法。
背景技术：
背光单元被用作许多应用产品的光源，这些应用产品包括但不限于用在笔记本计算机、桌上型计算机、液晶显示(IXD)-TV、移动通信终端等中的显示装置。例如，作为平板显示装置的IXD装置是本身不发光而形成图像的受光型显示装置。因此，在这样的IXD装置中，背光单元是必需的。通常，背光单元设置在显示装置的后表面上，以发射光。可基于光源的布置对背光单元进行分类。例如，直下式背光单元将来自安装在 LCD装置正下方的多个光源的光发射到LCD面板上，边光式背光单元将来自安装在导光板 (LGP)侧壁上的光源的光发射到LCD面板上。在背光单元中通常使用冷阴极荧光灯(CCFL) 作为光源，但在背光单元中不总是使用CCFL作为光源。此外，也可以使用发光二极管(LED) 代替CCFL。
发明内容
技术问题说明性的实施例提供了一种具有优异的三维图像效果的背光单元。说明性的实施例还提供了一种具有优异的三维图像效果的显示设备。说明性的实施例还提供了一种控制具有优异的三维图像效果的背光单元的方法。问题的解决方案根据说明性的实施例，提供了一种背光单元，该背光单元包括多个发光器件，用于发射光；图像深度信息提取单元，用于从图像信号提取图像深度信息；亮度计算器，用于由图像深度信息计算亮度；以及控制器，用于根据计算的亮度来控制多个发光器件的亮度。可以控制包括多个相邻的发光器件的块单元中的发光器件。控制器可通过调整施加到多个发光器件的电压来控制多个发光器件的亮度。控制器可使用脉宽调制(PWM)来控制多个发光器件的亮度。亮度计算器可将图像划分成多个区域并计算每个区域的亮度。亮度计算器可按照如下方式计算亮度随着图像深度的增大，亮度减小，并且随着图像深度的减小，亮度增大。根据另一说明性的实施例，提供了一种显示设备，该显示设备包括图像板，用于产生图像信号；显示面板，用于根据图像板产生的图像信号来显示图像；多个发光器件，用于向显示面板发射光；图像深度信息提取单元，用于从来自图像板的图像信号提取图像深度信息；亮度计算器，用于由图像深度信息计算亮度；以及控制器，用于根据计算的亮度来控制多个发光器件的亮度。根据另一说明性的实施例，提供了一种控制背光单元的方法，该方法包括下述步
4骤从图像信号提取图像深度信息；根据图像深度信息计算多个图像区域的亮度；以及控制多个发光器件的亮度，以使其对应于计算的亮度。计算亮度的步骤可包括使用对应于图像深度信息的查找表。提取图像深度信息的步骤可包括将图像深度分布区域划分成多个区域。控制多个发光器件的亮度的步骤可包括将图像划分成多个区域并计算每个区域的亮度。附图的简要说明通过参照附图详细描述说明性的实施例，以上和其他特征及优点将变得更加清楚，在附图中
图1示意性地示出了根据说明性实施例的显示设备的层状结构；图2是根据说明性实施例的显示设备的框图；图3a示出了根据说明性实施例的显示设备中使用的图像；图3b、图3c和图3d是用于描述从图3a的图像提取深度信息和亮度信息的过程的图像；图4示意性地示出了根据说明性实施例的背光单元；以及图5是示出了根据说明性实施例的控制背光单元的方法的流程图。
具体实施例方式在下文中，将参照附图更充分地描述根据说明性实施例的背光单元、显示设备和控制该背光单元的方法。图1示意性地示出了根据说明性实施例的显示设备100的层状结构。图2是根据说明性实施例的显示设备100的框图。参照图1和图2，显示设备100包括用于发射光的背光单元10和使用背光单元10 发射的光来显示图像的显示面板70。显示面板70可以是液晶显示(IXD)面板，但不局限于此。显示面板70包括多个像素单元，每个像素单元包括薄膜晶体管和电极，显示面板70通过根据图像板20输入的图像信号将电场传递到显示面板70的每个像素并调制背光单元10发射的光来显示图像。背光单元10可以包括多个发光器件15和控制发光器件15的控制器28。发光器件15可以是发光二极管(LED)，但不限于此。用于均勻地漫射发光器件15发射的将要入射到显示面板70中的光的漫射板40和用于通过调整光路来将光引导至显示面板70的棱镜片50可以设置在发光器件15与显示面板70之间。偏振改善膜60可以设置在棱镜片50 与显示面板70之间，以通过改善偏振来提高光效率。然而，显示设备100的层状结构不限于图1中示出的层状结构，在背光单元10的发光器件15与显示面板70之间可以设置各种层。背光单元10可以包括二维地排列在基底12上的多个发光器件15和控制发光器件15的控制器28。基底12可以包括印刷电路板(PCB)基底。参照图2，当图像板20输出图像信号时，图像信号被输入到显示面板驱动单元22 和图像深度信息提取单元24。显示面板驱动单元22根据图像信号产生显示面板驱动信号， 以操作显示面板70。根据显示面板驱动信号，通过每个像素的开关切换来操作显示面板70。显示面板驱动单元22可以包括关于被施加到显示面板70的每个像素的电压的信息。 例如，可以通过调整被施加到显示面板70的每个像素的电压来控制背光单元10的发光器件15发射的光的透射率，从而以灰阶表现图像。图像深度信息提取单元M从图像板20输出的图像信号提取图像深度信息。例如，如果图像信号包括二维图像和图像深度信息，则图像深度信息提取单元M可以提取图像深度信息，而无需计算图像深度。在立体图像的情况下，由图像信号计算图像深度。例如，可以通过根据输入图像的颜色信息混合预定的深度模型来从二维图像提取图像深度信息。在 Pseudo 3D Image Generation width Simple Depth Models, 2005IEEE (用简单深度模型产生伪3D图像，2005IEEE)中公开了这样的方法。可以通过比较诸如边缘、线和角落之类的特征点来计算视差图而从立体图像提取图像深度信息。在1999年8月发表的 IEEE Transaction on Consumer Electronics (IEEE 消费电子产品汇刊)第 45 卷第 3 期第 804-810页的Edge-Preserving Directional Regularization Technique For Disparity Estimation of Stereoscopic Images (用于立体图像的视差估计的边缘保持方向性调整技术)中公开了这样的方法。例如，当显示图3a中示出的图像时，图北中示出了从图3a中的图像提取的图像深度信息。随着图像深度的减小，图像在颜色上看起来越接近于白色，并且随着图像深度的增大，图像在颜色上看起来越接近于黑色。换言之，随着观察者与图像之间的距离的减小， 图像在颜色上看起来越接近于白色，并且随着观察者与图像之间的距离的增大，图像在颜色上看起来越接近于黑色。图3c是根据图像深度信息被划分成多个区域(例如第一区域Li、第二区域L2和第三区域L3)的图像。当将图3a中的图像与图3c中的图像深度分布进行比较时，图3a中示出的最靠近观察者的湖泊对应于图3c中的第一区域Li，处于图像中部的区域对应于第二区域L2，离观察者最远的天空对应于第三区域L3。例如，图像的位于第一区域Ll中的部分可具有第一图像深度信息，图像的位于第二区域L2中的部分可具有第二图像深度信息， 图像的位于第三区域L3中的部分可具有第三图像深度信息。关于这点，如果将对图像深度的辨析表示为位(bit)，则可以以灰阶示出第一区域Li、第二区域L2和第三区域L3。例如， 每个区域的图像深度信息可以以灰阶分布在白(255)与黑(0)之间。可根据发光器件15的数目将图像深度分布区域划分成多个区域。例如，图像深度信息提取单元M可以将图像划分成多个亮度分布区域A，如图3d中所示，并可使用求平均运算来提取每个亮度分布区域A的深度信息。在图像深度信息提取单元M提取深度信息之后，亮度计算器沈计算对应于每条深度信息的亮度。亮度计算器26可以包括对应于每条深度信息的查找表。亮度计算器沈可以包括用于根据深度信息来计算亮度的参考值。基于该参考值，可以提取亮度需要被调整的区域。根据亮度计算器沈获得的亮度，控制器观控制发光器件15的亮度。可以各自独立地电操作发光器件15，并可以基于亮度分布控制发光器件15的亮度。例如，如果图像具有如图3c中所示的亮度分布，则将位于与第一区域Ll对应的区域中的发光器件15的亮度控制成Lib，将位于与第二区域L2对应的区域中的发光器件15的亮度控制成L2b，并将位于与第三区域L3对应的区域中的发光器件15的亮度控制成L3b。关于这点，当每个区域的
6深度满足关系“第一区域Ll的深度<第二区域L2的深度<第三区域L3的深度”时，可将与每个区域对应的发光器件的亮度控制成满足关系Lib > L2b > L3b。
可以各自独立地控制发光器件15。可选择地，如图4中所示，可以控制包括多个相邻的发光器件15的块B。如图4中所示，发光器件15可以二维地排列在基底12上，并可被划分成多个块B， 其中，可以各自独立地控制块B。多个块B可以对应于例如如图3d中所示的亮度计算器沈的多个亮度分布区域A。块B中包含的发光器件15的数目不受限制。图4示出了四个发光器件15位于块B中，但是图4仅仅是说明性的实施例。发光器件15可以设置在PCB基底12上，并具有电路，通过该电路，电流被独立地供应到发光器件15。控制器观可以使用数模(D/A)转换器控制供应到每个发光器件15 的电流或施加到每个发光器件15的电压。或者，可以使用D/A转换器调整供应到每个块B 的发光器件15的电流或施加到每个块B的发光器件15的电压来控制发光器件15的亮度。 例如，可以相对于位于低亮度区域中的发光器件15将相对更大或更小的电流供应到位于高亮度区域中的发光器件15来改善图像的景色，因此，可以改善图像的三维效果。可选择地，控制器28可使用脉宽调制(PWM)来控制发光器件15的亮度。根据说明性的实施例，发光器件15均可以是包括多个发光二极管的多芯片发光器件，所述多个发光二极管发射具有至少两种波长范围的光并形成在单个封装件中。发光二极管芯片发射的具有不同波长的光被全内反射，以产生白光。可以考虑每种波长的发光二极管芯片发射的光的量而根据期望色温的范围来改变每种波长的发光二极管芯片的数目及其排列。如上所述，因为与单芯片发光器件的尺寸相比多芯片发光器件的尺寸没有显著改变，所以多芯片发光器件的体积也没有明显改变。另外，因为在发光器件15中执行用于白色的颜色混合，所以用于颜色混合的空间显著减小，从而减小了背光单元10的厚度。发光器件15也均可以是单芯片发光器件，发射具有不同波长的光的发光器件15 可以被交替地排列。例如，发射具有第一波长的光的第一发光器件、发射具有第二波长的光的第二发光器件和发射具有第三波长的光的第三发光器件可以设置在PCB基底12上，并可以分开预定的距离。关于这点，在这里仅交替地排列了一个第一发光器件、一个第二发光器件和一个第三发光器件。然而，如果需要增大具有不同波长的多种光中的一种光的量，则可以连续地排列用于发射该光的两个芯片。例如，可以通过排列红光发射器件、绿光发射器件、绿光发射器件和蓝光发射器件来增大绿光的量。可选择地，发光器件15可以构成包括荧光材料的单芯片。可以将从单芯片发射的光与被单芯片发射的光激发的荧光材料发射的光混合来发射白光。用于发光器件以形成白光的荧光材料在本领域中是公知的，因此，在这里将省略对其的描述。图5是示出了根据说明性实施例的控制背光单元10的方法的流程图。在操作SlO中，在图像板20(图1)中产生图像信号，并且在操作S15中，从图像信号提取图像深度信息。在操作S20中，由图像深度信息计算图像的亮度。随着图像深度的增大，亮度减小，并且随着图像深度的减小，亮度增大。亮度计算器26可以包括对应于图像深度信息用来计算亮度信息的查找表或参考值。亮度计算器26可将图像划分成多个亮度分布区域。在操作S25中，根据计算的图像亮度控制与多个亮度分布区域对应的区域中的发光器件15的亮度。可以根据图像深度控制亮度，以改善三维效果。可将控制发光器件的亮度的方法分成控制每个发光器件15的亮度的方法和控制包括多个发光器件15的块的亮度的方法。如上所述，背光单元10和使用背光单元10的显示设备100根据图像深度信息控制发光器件15的亮度，以改善三维效果。可通过处理图像信号来改善三维效果，而无需使用单独的装置。此外，因为通过图像的景色控制发光器件15的亮度，所以与保持恒定亮度的发光器件相比可以降低功耗。根据控制背光单元10的方法的说明性实施例，通过从图像信号提取图像深度信息并从图像深度信息提取图像的亮度来控制发光器件15。因此，可以改善基于图像的风景的三维效果。虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域普通技术人员应当理解，在不脱离由下面的权利要求书限定的本发明的范围和精神的情况下， 在这里可以做出形式上和细节上的各种改变。
权利要求
1.一种背光单元，所述背光单元包括 多个发光器件，被构造成发射光；图像深度信息提取单元，被构造成提取对应于图像信号的图像深度信息； 亮度计算器，被构造成计算对应于图像深度信息的亮度；以及控制器，被构造成根据计算的亮度来控制多个发光器件的亮度。
2.如权利要求1所述的背光单元，其中，控制器被构造成控制包括多个相邻的发光器件的块单元中的发光器件。
3.如权利要求1所述的背光单元，其中，控制器被构造成通过调整施加到多个发光器件的电压来控制多个发光器件的亮度。
4.如权利要求1所述的背光单元，其中，控制器被构造成使用脉宽调制来控制多个发光器件的亮度。
5.如权利要求1至权利要求4中的任一权利要求所述的背光单元，其中，亮度计算器被构造成将图像划分成多个区域并计算所述多个区域中的每个区域的亮度。
6.如权利要求1至权利要求4中的任一权利要求所述的背光单元，其中，亮度计算器被构造成按照如下方式计算亮度随着图像深度的增大，计算的亮度减小，并且随着图像深度的减小，计算的亮度增大。
7.—种显示设备，所述显示设备包括 图像板，被构造成产生图像信号；显示面板，被构造成根据图像板产生的图像信号来显示图像； 多个发光器件，被构造成向显示面板发射光；图像深度信息提取单元，被构造成从图像板产生的图像信号提取图像深度信息； 亮度计算器，被构造成计算对应于图像深度信息的亮度；以及控制器，被构造成根据计算的亮度来控制多个发光器件的亮度。
8.如权利要求7所述的显示设备，其中，控制器被构造成控制包括多个相邻的发光器件的块单元中的发光器件。
9.如权利要求7所述的显示设备，其中，控制器被构造成通过调整施加到多个发光器件的电压来控制多个发光器件的亮度。
10.如权利要求7所述的显示设备，其中，控制器被构造成使用脉宽调制来控制多个发光器件的亮度。
11.如权利要求7至权利要求10中的任一权利要求所述的显示设备，其中，亮度计算器被构造成将图像划分成多个区域并计算所述多个区域中的每个区域的亮度。
12.如权利要求7至权利要求10中的任一权利要求所述的显示设备，其中，亮度计算器被构造成按照如下方式计算亮度随着图像深度的增大，计算的亮度减小，并且随着图像深度的减小，计算的亮度增大。
13.—种控制背光单元的方法，所述方法包括下述步骤 从图像信号提取图像深度信息；根据图像深度信息计算多个图像区域的亮度；以及对应于计算的亮度控制多个发光器件的亮度。
14.如权利要求13所述的方法，其中，按照如下方式执行计算亮度的步骤随着图像深度的增大，计算的亮度减小，并且随着图像深度的减小，计算的亮度增大。
15.如权利要求13所述的方法，其中，计算亮度的步骤包括使用对应于图像深度信息的查找表。
全文摘要
提供了一种背光单元、一种显示设备和一种控制该背光单元的方法。该背光单元包括被构造成从图像信号提取图像深度信息的图像深度信息提取单元和被构造成计算对应于图像深度信息的亮度的亮度计算器。该背光单元根据对应于图像深度计算的亮度控制多个发光器件的亮度来改善图像的三维效果。
文档编号G09G3/22GK102483534SQ201080039192
公开日2012年5月30日 申请日期2010年9月1日 优先权日2009年9月2日
发明者文琇培, 李浩燮, 金大式, 高荣志, 黄东春 申请人:三星电子株式会社
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