家居照明的亮点是基于LED微波传感器的智能控制led感应灯，营造舒适、环保、节能的照明自然环境，让人们更好地享受生活，已成为市场的主流和趋势。

LED由于其光源特性，决定了其未来智能照明的发展方向。 3-5年后，当导光板效率超过应用极限时，环保节能的实际效果就不再是导光板的最终收益。 未来照明市场竞争的主导地位更多体现在对智能化的要求上。

近年来，众多国际照明品牌刚刚开始合理布局微波感应技术、通讯、多媒体系统等智能控制系统行业。 早在2012年上半年，海森智能就与默克雪兰诺合作，新增绿色生态商业服务基础设施计划。 通过跨行业合作，该计划为建筑公司的领导者提供可持续的公共和办公建筑，以及全方位服务项目和材料解决方案。 去年，还以领先的照明控制解决方案为总体目标led感应灯，利用 LED 微波传感器进行自动照明控制。

其实，智能照明的定义远不止于此。 智能照明有两个关键定义：一是通过认知和光的变化融入人，二是以光为传播媒介，以人为因素为信号接收器。 智能照明不仅要改变光体，还要将通信、认知、云计算、物联网等现代技术融入其中，达到光不只是光的效果。

目前市场上的智能照明开关产品主要是利用电源的控制功能来达到智能化的效果，技术应用本身并没有太大难度。 此外，中国市场对智能照明的要求并不高。 高新引导工业生产实验室数据显示，目前智能引导照明所占份额不到2%，其应用主要体现在可调引导景观照明、可调LED色温引导道路灯和监视器等方面。

据智能照明科学研究显示，大部分厂商都停留在传统传感器产品上，而新型LED微波传感器的厂商则寥寥无几。 此外，对智能的定义认识不够深入，盲目追求智能，着眼于当前利益和国际对智能的认识，主要是从人与环境的和谐相处。

摘要：国家发改委、工信部于2016年5月18日发布《关于实施制造业升级改造重大工程包的通知》，指出新型平板显示工程领域。是我国的重点发展方向，体现了国家对显示屏的重视程度。 及相关产业。 LED作为背光源，具有低功耗、长寿命等特点，被广泛应用于户外显示屏、液晶屏、平板电视等。近年来随着科技的飞速发展，LED背光源分区越来越多以及更多用于显示器和平板电视。 本文将详细介绍LED背光分区调光技术在平板电视中的应用。 了解背光区域调光电视。

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关键词：LED； 区域调光； 平板电视

LED，全称Light- diode，是一种常用的发光器件，通过电子与空穴的复合释放能量发光。 近年来，LED以其低功耗、长寿命的特点，在显示领域不断发挥着重要作用。 告诉。

1 LED背光分区调光技术

1.1 分区调光技术

分区调光技术，即局部调光（Local），可以独立控制指定区域。 区域调光控制技术根据所要显示区域的图像内容，决定背光源的亮度或颜色，调制LCD控制信号。 在保持图像亮度的前提下，可以有效节省功耗，提高对比度。 [2]

液晶显示图像的可感知情况可以表示为：呈现给人眼的图像是屏幕上的图像内容加上背光显示。 通过调整分区背光，可以使画面中亮的部分显示得更亮，暗的部分显示得更暗。 一方面可以节省功耗，另一方面可以提高对比度。

Local由两部分组成，背光部分和图像补偿部分。 通过背光控制提高了对比度。 同时，一张图片过来的时候，暗区的光线亮度会比较暗。 这时候暗场的细节就不清楚了。 因此，需要图像补偿来补偿暗场细节。

1.2 分区调光技术的主要特点

分区调光功耗更低：对于没有分区背光的显示器，整个背光面同时发光； 带分区背光，背光分为多个区域，每个区域可独立控制。

区域调光对比度更高：明暗区域对比明显，画面层次感更好。

区域调光峰值亮度高：亮区峰值亮度可通过软件计算控制，可在不增加功耗的情况下大幅提升峰值亮度； 该功能可应用于环境光强的场景，需要提升显示设备亮度的情况。

1.3 分区调光技术在LED背光中的应用

区域调光技术主要应用于液晶显示器上的侧入式和直下式LED背光源，可以提高屏幕对比度和峰值亮度。 由于配备区域调光的侧光式LED背光的明显缺点，即光晕（halo）。 峰值亮度越高，对比度越高，漏光越严重； 当峰值亮度越低，渗光越弱，但对比度也降低。 直下式背光方式可以更好的改善漏光（光晕）现象。 因此，目前的区域调光技术主要采用直下式背光来提高图像质量。

2 区域调光技术在平板电视中的应用

目前，在平板电视LED背光源的应用中，主要有两种背光源调节技术：全局（）调光和局部（Local）调光。

调光就是调整整个屏幕。 提高高亮度时，会同时提高低亮度，背光源的功耗也会相应增加； 降低低亮度时，会同时降低高亮度，影响图像的景深显示。 影响。

为了解决全局背光控制的这些缺点，提高显示屏的动态对比度，更好的优化电源的有效功率，降低整机功耗，研究该技术并在平板上应用-平板电视。

2.1 分区调光应用于平板电视的系统架构

图1 应用于平板电视的区域调光系统架构

区域调光控制的方法主要有以下两种。

1）SOC→MCU（百格级）/FPGA（千格级以上）→驱动模块→背光模块

该架构的分区调光算法可以存储在MCU/FPGA中，可以独立进行算法设计，更改和调整比较方便； 负载能力强，分区数量没有限制； 缺点是SoC(MTK**)/FRC(6M**)、MCU/FPGA、驱动模块同步处理比较复杂。

2）SoC→驱动→背光模组

该架构由SoC直接驱动，同步和数据处理相对简单； 缺点是分区越多，越会占用SoC资源，降低设计产品的差异化。

2.2 分区驱动技术的应用

随着LED背光分区技术的发展，平板电视的分区数量已经从几十个分区到上千个分区不等。 从产品驱动的角度来看，背光方案的设计遵循“低分区少IC，高分区多IC”的原则。 同一个解决方案有不同的 IC 设计选项，这主要取决于系统的可制造性、功耗和成本。

Mini-LED技术的发展推动了驱动技术的发展。 这种显示技术主要分为两类。 一种是通过无源矩阵（PM）或有源矩阵（AM）直接驱动Mini LED，这与Micro LED最为接近。 LED显示技术还有很多技术难题没有攻克，还没有实现商业化应用； 另一种是Mini LED背光技术。 通过将Mini LED背光与LCD结合，可以大大改善LCD的对比度和运动模糊。 表现。 [3]

PM（无源矩阵）模式静态或扫描实现。 静态模式：高压大电流模式，成本和可靠性最优，平板电视大批量出货led调光器，分区数量集中在百分区级别； 主要用于传统的LED背光解决方案。

扫描方式：高压低电流模式，分区越多，静态成本越低。 平板电视小批量出货，分区数量集中在1000分区级别； 主要应用于传统LED和Mini LED背光方案。

AM模式（ ，动态矩阵）：低电压低电流模式，大大降低成本，优势明显； 软件协议可靠性、信号传输完整性等需要大量的实验验证、优化和改进； 分区数量集中在数千分区级别； 主要应用于Mini LED背光方案。

在实现上，分区驱动在系统中可以设计为：分体灯驱动，即LED灯和驱动芯片分开，用线束连接； 集成灯驱动，即LED灯和驱动芯片放置在同一块玻璃基板或铝基板或FR4板等，通过印制板走线，取消了线束。

2.3 分区驱动算法的应用

局部算法设计主要分为对比度增强算法和功耗限制算法。 首先对图像的亮度灰阶值进行对比度增强算法，然后根据背光功耗的限制值限制PWM占空比，将最终值提供给背光驱动器控制背光.

一种从图像信息中提取背光驱动信号的方法。

(1)平均值法。 背光强度通过计算每个分区中所有像素的平均灰度值来确定。 确定的背光强度相对较暗。 该方法对比度高、功耗低，但图像失真严重。

(2) 平方根法，通过计算每个背光分区的灰度平均值，然后归一化取均方根值来确定背光强度，可以进一步增强平均法的背光信号，避免了背光太暗，但还是避免不了图像失真的现象。

(3)最大值法取对应分区内所有子像素的最大值作为背光值。 这种方法虽然可以保持大部分图像细节，但功耗大，对比度难以提高。

通过算法提升画质，提升动态对比度显示效果，优化电源有效功率，降低整机功耗； 并可对暗场信号进行单独处理，有效改善整机部分漏光现象。

2.4 区域调光系统的设计考虑

从光学角度来看，隔断电视中LED灯的主要形式有灯条和灯板。 第一种灯条方式成本低，每个区域的灯数不宜过多（单排灯多则光纹较差）； 粒子数量可根据光纹设计排列，光纹可接近正方形。 由于各区域的光型对画质优化影响很大，因此需要系统地考虑灯光的布置。

从整机功耗来看，电流越高，发热量相应增加，平板电视整机功耗增加，效率下降。 从系统角度看，采用小尺寸芯片，降低驱动电流，相应增加背光分区控制，提高电视画质。

在产品定位上，平板电视的背光源应该有多少分区，目前还没有明确的标准。 目前，必须综合考虑亮度、外观、成本、系统可制造性等因素。

2.5、平​​板电视产业发展

目前，各平板电视厂商都在大力布局局部功能成套，具有区域调光功能的产品在市场上取得了良好的市场反响。 分区技术的发展和应用预期如下。

(1)显示(画质)技术迭代，Mini LED/Micro LED是目前最有可能成为下一代显示技术，并可能成为未来5到10年显示产业的焦点。 Mini LED是Micro LED的领先技术，被定义为液晶显示应用中的“高端直下式升级”产品。 各大终端消费电子品牌相继推出基于Mini LED背光源的新品，成为电视行业新的技术发展趋势。

（2）PM分区技术短期内仍是百格级别的主流方案，但AM分区技术有下沉趋势（百格级别）； 分区越多，显示质量越好，但相应需要的LED数量和LED IC的数量也会增加，从而增加成本。 另一方面，PM Mini LED与AM Mini LED在技术上存在一些差异，也会影响分区路线的选择。 如果采用AM背板，可以有效减少LED的使用数量，更容易实现1000以上的分区，实现更细腻的显示效果。

3 结论

随着LED背光分区技术的发展，平板电视的分区数量已经从几十个分区到上千个分区不等。 在消费升级的大环境下，分区调光技术成为未来电视行业发展的主旋律。 先进技术与产品的完美融合，将让更多更好的平板电视走进千家万户，让更多的消费者享受到科技带来的极致体验。

参考：

[1] 张鑫，吴培文，肖淑萍，等． 显示驱动芯片液晶与显示器的原理及发展现状[J]． 液晶与显示, 2020,35(11):17-21.

[2] 李福文，金伟奇，邵锡斌led调光器，等． 基于LED背光区域控制的高动态范围液晶显示技术的发展[J]. 光学技术, 2009(06):29-32.

[3] 季红雷，陈乃军，王代青，等． Mini-LED背光技术在电视产品应用中的进展与挑战[J]. 液晶与显示, 2021(08):25-27.

（注：本文转载自《电子世界》杂志2022年10月号）