降低功率的显示器制造技术

用于显示器的背光包括多个独立可控的光发射器组。通过由脉冲宽度调制(PWM)驱动电路产生的PWM信号，光发射器组的亮度水平是可控的。不同光发射器组的PWM信号的相位被配置成位移不同的量，从而错开不同组的光发射器的起始时间。这样的PWM信号的相移可导致这样的总功耗：与如果不对相同的PWM信号进行相移相比，总功耗更逐渐地上升，在时间上更均匀地分布，以及保持在更低的最大值。还可使图像的PWM信号的第一个PWM循环的时长比图像的后续PWM循环长，从而延长初始的功率上升时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及显示器，例如，诸如IXD平板显示器。本专利技术涉及以下类型的显示器该显示器具有背光，背光包括诸如发光二极管(LED)的发光器件的阵列；而且本专利技术涉及适合于应用在这样的显示器中的背光。
技术介绍
诸如液晶显示器(LCD)的某些显示器包括被背光照亮的空间光调制器。来自背光的光与对光进行空间调制的空间光调制器相互作用，从而将图像呈现给观看者。图像例如可为静态图像或视频图像。空间光调制器可包括可控像素的阵列。在某些这样的显示器中，背光包括用于照亮空间光调制器的区域的多个发光器件，例如LED。这样的发光器件或这样的发光器件的群组可以是独立可控的，从而可以经由空间光调制器使背光发射的光的强度以期望的方式变化。本文中，这样的显示器被称为双调制显示器。双调制显示器的一些示例在以下中描述了 2005年5月10日颁布的并且题为 "High Dynamic Range Display Device”的美国专利第 6891672 号，2008 年 7 月 22 日颁布的并且题为 ‘‘High Dynamic Range Display Device” 的美国专利第 7403332 号，以及 2008 年 7 月 31 日公开的并且题为"Rapid Image Rendering on Dual-ModuIation Displays” 的美国专利申请公开第2008/0180466号，其全部通过引用合并于此以用于所有目的。可通过被称为脉冲宽度调制(PWM)的技术，来控制背光上的光发射器的亮度。诸如LED的发光器件可通过接通和断开通过该器件的适当的固定电流，在100%亮度的接通状态与0%亮度的断开状态之间切换。PWM通过在若干百分比的重复时间段将各个光发射器脉冲到其接通状态来工作。如果时间段充分短(例如1毫秒)，则人类视觉系统检测不到光发射器在接通状态与断开状态之间循环。观察者仅感知到平均发射光强度，其与器件处于接通状态的PWM时间段的百分比成比例。该百分比被称为PWM信号的占空比。例如，由具有75%占空比的PWM信号驱动的光发射器在每个PWM时间段的75%被接通，并且呈现给观察者好像稳定地发射具有其最大亮度的75%亮度的光。
技术实现思路
本专利技术具有多个方面。一个方面提供显示器。显示器例如可包括计算机显示器、 电视机、视频监视器、家庭影院显示器、体育场显示器、诸如用于医疗图像的显示器的专用显示器、车辆模拟器或虚拟现实系统中的显示器等。本专利技术的另一方面提供用于显示器的背光。本专利技术的另一方面包括用于控制显示器的背光的控制器和控制装置。本专利技术的其它方面提供用于操作显示器的方法和用于驱动显示器背光的方法。除了以上描述的示例性方面和实施例之外，通过参考附图和通过研究下面的详细说明，其它方面和实施例将变得明显。附图说明在附图的参考图中图示了示例性实施例。意图在于，本文中公开的实施例和图被认为是说明性的，而不是限制性的。图IA是现有技术的显示器背光的示意平面图；图IB图示照亮空间光调制器的与图IA的背光相似的背光；图2是图示具有相同相位的四个传统PWM驱动信号所需要的功率的波形图；图3是图示根据本专利技术的示例实施例的具有不同相位的四个PWM驱动信号所需要的功率的波形图；图4A是图示根据本专利技术的示例实施例的相对于显示器的PWM循环的帧循环的时长的波形图；图4B是图示根据本公开的示例实施例的与图3的PWM驱动信号相似的PWM驱动信号的波形图，其中，帧中的第一个PWM循环的时长被延长；图5是根据本公开的示例实施例的包括光发射器方块(tile)的背光的示意图；图6是图示根据本公开的示例实施例的方法的流程图；图7是图示根据本公开的可替选实施例的PWM驱动信号的波形图；图8是根据本公开的可替选实施例的背光的示意图；以及图9A至图9C示出可将不同组的光发射器布置在背光的阵列中的示例方式。具体实施例方式在以下描述中，阐述了具体细节，以向本领域技术人员提供更透彻的理解。然而， 可能未详细示出或描述公知的元件，以避免不必要地使本公开难理解。因此，描述和附图被视为是在说明性的意义上而不是在限制性的意义上。图IA图示用于显示器的背光20。背光20包括多个光发射器22。光发射器22例如可为LED。发射的光可包括诸如白光的宽带光，或者可包括具有不同光谱的光的混合。例如，背光20可包括独立的红光发射器、绿光发射器和蓝光发射器。如上所述，在双调制显示器的情况下，背光20可包括照亮空间光调制器的背部的单独可控光源(例如LED)的阵列。 每个单独可控光源可包括一个或更多个发光器件。图IB示出显示器30。显示器30具有照亮空间光调制器34的背光32。背光32 包括多个光发射器33。空间光调制器34包括像素35的阵列，其中，像素35可被控制成将入射到像素35上的变化量的光传递给观看区域。在图示的显示器中，空间光调制器是透射型的。空间光调制器34例如可包括IXD面板。显示器30包括产生控制信号37的控制器36，该控制信号37控制背光32的光发射器33发射具有在空间光调制器34的区域上空间地变化的强度的光。控制器36还产生控制信号38，该控制信号38控制空间光调制器34的像素35。控制器36在输入39处接收图像数据，以及基于图像数据产生控制信号37和38，以使观看者根据图像数据看见图像。图2图示用于驱动背光上的四个光发射器或光发射器的群组的四个PWM驱动信号 1「14。PWM信号I1-I4各自具有周期T、和T的75%的接通时间或占空比。所有信号彼此同相。PWM驱动信号I1-I4各自在时刻、以电流I。n—起上升，并且在时刻、一起下降。电流 I。n对应于将光发射器驱动处于其接通状态所需要的电流。为了说明的方便，在图2中将PWM 驱动信号I1-I4图示为相同的；但是，在双调制显示器中，各个信号可以是单独可控的，以具有特定的占空比。因此，不同的光发射器可工作于不同的亮度水平。在图2所示的典型PWM 中，通过改变PWM循环中各个光发射器被断开的时间，来控制亮度水平；即，从各个PWM循环的开始，对占空比进行计时。图2中的波形Pt。tal表示驱动由四个PWM驱动信号I1-I4控制的光发射器所需要的总电功率。总功率pt。tal是各个这样的光发射器在给定的时间所消耗的功率之和，由P = IV给出，其中，I是通过光发射器的驱动电流，而V是此时光发射器上的对应电压降。如图 2中所看到的，Ptotal在时刻、立即跳到最大值Pmax。例如，如果驱动光发射器的各个PWM信号I1-I4在处于接通状态时消耗(I。n) (Von)的功率，则Pmax将等于4 (Ion) (Von)。Ptotal从时刻 to到时刻t3保持在Pmax，然后在各个PWM循环的最后四分之一，由于每个光发射器切换到断开状态，所以Pt。tal下降到零。类似地，四个LED从时刻、至、将消耗4(I。n)的总电流，然后在各个循环的最后四分之一消耗零的总电流。当与多个光发射器一起使用时，PWM的缺点在于，在各个PWM循环的开始期间，在一些时长同时接通全部的光发射器(对于任何非零的亮度设定)。结果是，不管显示器的有效亮度水平，显示器的电源都必需能够至少在短时间传送足够的功率以完全驱动所有的光发射器，以及几乎瞬间地提供该功率。该需求增加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂夫·马尔热尔姆，尼尔·W·梅斯梅尔，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：发明
国别省市：