LED液晶彩电的区域背光调光技术

　　由于液晶彩电的基本原理是液晶光阀加背光照明方式，即本身不发光，显示图像主要是靠液晶屏上的像素打开或关闭使背光透过或不能透过液晶像素，从而产生图像。因此不管液晶屏上显示的是明亮图像还是较暗的图像，在使用FL背光的常规液晶背光中，背光亮度都是不变的，这就使得常规CCFL液晶彩电在显示图像的黑色部分时，黑色不黑，或者说黑不下来，尤其是在显示较暗画面的图像时，会感觉到液晶屏上总是似乎蒙着一层白雾，这也是液晶彩电相对于CRT彩电和彩电的一个弱点，普通彩电的指标大大低于彩电和CRT彩电。为了改善液晶彩电重现图像的对比度，在背光在液晶彩电中使用后，随之出现了区域（或局部）动态背光调整技术，这种技术的使用，可以大大提高液晶彩电的对比度指标，使液晶彩电重现图像的质量得到很大提升。
　　
　　根据液晶屏背光LED的布局及安装位置，可分为直下式LED背光和边缘式LED背光这两种方式。直下式LED背光中的LED布置在整个液晶板的背部，也就是液晶板的正下方（或者说正后方），所以叫直下式；而边缘式LED背光照明中的LED背光灯只布置在液晶屏的上下左右四边。一般来说，区域动态背光调整技术只能在直下式LED背光液晶彩电中实现，在边缘式LED背光液晶彩电中较难实现（据报道，已经有厂家在研究并实现了边光LED液晶彩电的区域动态背光调整技术）。
　　
　　1．整体背光亮度控制
　　
　　直下式LED背光液晶彩电的背光亮度调整有两种方法，一种是整体调整LED的发光亮度，这与采用CCFL冷阴极灯管背光照明液晶彩电的背光亮度调整方式基本相同。在用户通过调整菜单调整屏幕亮度时，就是通过同时调整液晶屏背部安装的所有LED发光亮度来实现的，这种同时调整所有背光LED发光亮度的方式，通常称为整体背光亮度调整或称为全局背光亮度调整( Global Dimming)。这种亮度调整方式在由用户调整好屏幕亮度后，不管显示图像的内容，其整体背光亮度调整信号Global Dimming都不再发生变化，不再对LED的发光亮度进行控制。
　　
　　2．动态区域背光亮度控制
　　
　　直下式LED背光的另一种亮度调整方式更为先进，它可以大幅提高画面的对比度，并降低液晶彩电的功耗，这就是动态区域背光亮度控制技术(也称局部背光亮度控制，alDimming)。
　　
　　区域式背光亮度调整技术是根据图像内容对部分背光LED的发光亮度进行调整，具体实现方法如下：将直下式背光中所有的LED划分成若干个小单元，同时，液晶彩电视频主控内的区域式背光亮度控制电路或单独设置的区域式背光亮度控制电路将整个图像画面分割成相应数量的小单元（单元数与液晶屏下的LED单元数相对应，如图2-25所示。注意：LED单元个数不是LED的个数，一个单元的LED可能包含几个或十几个LED，同一小单元内的背光LED受同一个LED驱动电路的控制，发光亮度相等。具体机型可能有所不同，如图2-26所示），并对每个图像单元的图像亮度进行分析，将分析结果变换成LED背光亮度控制信号，去控制与图像单元相对应的单元背光LED的发光亮度。当显示图像画面中某一部分亮度较高时，则区域式背光亮度控制电路控制与这部分高亮度图像液晶板下部相对应的背光LED单元，使这部分LED的发光亮度提高，而使画面中低亮度部分对应的背光LED单元降低发光亮度，如下图所示。

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　　采用动态区域背光亮度控制技术的LED彩电具有以下优点。
　　
　　①大幅提高LED液晶彩电的对比度指标。由于背光亮度受图像内容控制，在图像黑色部分，相对应的LED单元甚至可以不发光，而图像明亮所对应的LED背光单元发光亮度增强，因此对比度得到了很大的提高，改善了液晶彩电显示图像时黑色不黑的问题。
　　
　　②更加节能。没有采用区域背光亮度控制技术的LED彩电和采用CCFL背光的LCD彩电，在不人为改变背光亮度的情况下，不管图像亮暗背光亮度都是不变的；而采用区域背光亮度控制技术的LED彩电在图像内容暗时，可自动降低背光亮度，因此更加省电。

　　③降低对于背光亮度均匀性的敏感度。采用LED背光时，过去存在一个如何使屏幕的亮度均匀的问题，采用区域亮度控制技术后不但可提高液晶彩电的对比度，还能够解决亮度均匀的问题，这是因为实际的图像在每个具体部位的亮度是不一样的，可能有的区域较亮、有的区域较暗，所以对背光亮度均匀性的敏感度有所降低。
　　
　　显然，采用CCFL背光的LCD彩电是不可能实现区域亮度控制的，一方面是因为CCFL的形状是长条形，无法按屏幕分成小的单元，另一方面则是因为它的亮度也不可能按照图像的内容进行快速调整。
　　
　　LED背光区域控制技术并非十全十美，还存在以下不足。
　　
　　①采用区域背光亮度控制技术的LED彩电在背光LED驱动与控制电路方面比较复杂。
　　
　　②背光LED分区单元越多，区域背光亮度控制的效果就越好，才能做较细部的区域控制设计。但分区越多，LED的密度提高，使得区域控制系统复杂度随之提高。
　　
　　③LED发光亮暗的控制速度能否跟得上输入信号的变化，尤其是电视画面多为动态影像，其LED背光反应速度更是对重现画面的效果有直接影响。
　　
　　④图像上可能后出现光晕现象。尤其是当画面背景为黑色、前景为明亮物体时f例如一轮明月高挂黑色天空），居然背光LED亮度会随画面不同明暗而自动调整，但是在明亮画面与黑暗画面的交界处，仍不可避免会有晕光现象出现，尤其当明亮物体在移动时，若LED背光亮度不能实时改变，此现象更明显。
　　
　　⑤动态区域背光亮度控制技术效果的好坏，与从图像信号中提取区域背光亮度控制信号的算法之间具有密切的关系（尤其是上述第⑨、④项问题），因此，不同厂家算法的不同，也是采用背光区域控制技术LED彩电之间图像重现效果优劣之分的关键。
　　
　　虽然LED背光区域控制技术并不是十全十美，但总地来说，这一技术的采用对提高LED液晶彩电的整体图像质量的效果还是非常明显和突出的，也是目前所有背光源中最佳的解决方案。