CN113744694B - 全局控制的局部调光 - Google Patents

Abstract

本申请涉及全局控制的局部调光。示例设备可以包括显示面板、包括多个背光区(例如，其中每个背光区包括至少一个发光二极管)的背光源、以及被配置为在显示面板上显示图像并向背光源提供亮度等级信息和地址信息的控制器。在一些示例中，每个背光区具有地址，并且该设备被配置为基于与对应于背光区的地址相关联的亮度等级信息来调节背光区的亮度。这种方法可以提高显示对比度，同时保持高显示亮度。还公开了各种其他方法、系统和计算机可读介质。

Description

全局控制的局部调光

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年5月29日提交的美国临时申请号63/031,889和2020年11月2日提交的美国非临时专利申请号17/087,559的权益，其公开内容通过引用以其整体结合于此。

附图简述

附图示出了许多示例性实施例，并且是说明书的一部分。与以下描述一起，这些附图展示并解释了本公开的各种原理。

图1示出了根据一些实施例，如何可以在显示器中一起实现高对比度和高亮度。

图2是包括发光二极管(LED)阵列的显示器背光源(backlight)的逐行照明的示例说明。

图3A-3B示出了逐行背光照明的示例帧信号。

图4是LED阵列寻址的示例说明。

图5示出了根据一些实施例的LED驱动器的菊花链(daisy chain)布置。

图6示出了根据一些实施例的用于LED背光源的驱动电路。

图7示出了根据一些实施例的LED阵列的寻址。

图8示出了根据一些实施例的LED驱动器的另一菊花链布置。

图9示出了根据一些实施例的用于LED背光源的另一驱动电路。

图10示出了根据一些实施例的驱动方法，其中所有LED可以被同时点亮。

图11示出了根据一些实施例的与用于LED背光源的驱动电路相结合的显示驱动器。

图12示出了根据一些实施例的与用于LED背光源的驱动电路相结合的显示驱动器，该LED背光源不使用单独驱动芯片。

图13示出了并行驱动LED的示例配置。

图14示出了根据一些实施例的被称为“智能LED”的LED模块的布置，其允许改善背光源驱动。

图15和图16示出了根据一些实施例的控制LED背光源的示例方法。

图17是可结合本公开的实施例使用的示例性增强现实眼镜的图示。

图18是可结合本公开的实施例使用的示例性虚拟现实头戴装置(headset)的图示。

在全部附图中，相同的参考符号和描述指示相似的但不一定相同的元件。虽然本文描述的示例性实施例易于进行各种修改和替代形式，但是特定实施例已经通过附图中的示例示出，并且在本文详细描述。然而，本文描述的示例性实施例不旨在限于所公开的特定形式。本公开覆盖了落入所附权利要求范围内的所有修改、等同物和替代物。

示例性实施例的详细描述

本公开大体上涉及例如电子显示器、电子显示器的控制以及包括这种显示器的各种设备和系统。如下文将更详细解释的，本公开的实施例包括改进的驱动电路、显示器、增强现实设备和虚拟现实设备。

下面参照图1-18提供显示器和LED背光源操作的详细描述。图1示出了根据一些实施例，如何可以在显示器中一起实现高对比度和高亮度。图2-3示出了包括LED阵列的显示器背光源的逐行点亮。图5-11示出了驱动LED背光源的方法。图12示出了根据一些实施例的与用于LED背光源的驱动电路相结合的显示驱动器，该LED背光源不使用单独驱动芯片。图13示出了并行驱动LED。图14示出了根据一些实施例的允许改善背光源驱动的LED模块(其也可以被称为“智能LED”)的布置。图15-16示出了示例方法，图17-18示出了示例增强现实(AR)和虚拟现实(VR)设备。

具有局部调光(local dimming)的示例显示器可以包括背光源，例如LED背光源，其可以基本上作为低分辨率灰度显示器来操作。分辨率(例如，由背光面板的背光区提供的分辨率)与利用背光使用的显示面板(例如，液晶显示器(LCD)面板)的分辨率相比可能较低。局部调光可以通过降低背光源的特定区域内的LED强度来实现，该特定区域可以被称为背光区，并且在该示例中，如果背光区包括一个或更多个LED，则也可以被称为LED区。例如，包括LED排列的背光源可以包括m×n个LED区的阵列，其中m和n是整数。每个LED区可以包括一个或更多个LED，例如一个或更多个小型LED(mini-LED)和/或微型LED(micro-LED)。小型LED(小型化LED)的尺寸可以小于0.2mm，微型LED的尺寸可以小于500微米，例如小于100微米。LED区阵列的多路复用驱动可以使用局部调光驱动IC，该IC可以使用串行外围接口(SPI)总线或任何其他合适的接口电连接到控制器。

LED区阵列可以逐排(line-by-line)驱动，在任何特定时刻只有一排背光源(例如，一排LED区)被点亮。例如，如果背光源被分成m行，则每行的接通时间(on-time)可以是(至少近似地)帧时间除以行数(m)。如下文进一步讨论的，这种方法可以降低背光源的亮度。

使用滚动扫描模式(例如，背光源的逐行点亮)的传统局部调光驱动器可能具有各种缺点。背光源接通时间可能需要缩短，例如，使得每行LED可具有非常短的接通时间，从而降低背光源亮度。此外，LED驱动电流可能需要增加，有时超过100％，以补偿原本由于短接通时间而导致降低的亮度。更高电流和更高电压的附加要求可能需要具有相应更高电压或电流额定值的部件，这些部件可能更昂贵和/或物理上更大，并且可能产生更多热量。由于使用的LED工作参数，例如高电流，LED也可能在低效率范围内工作。滚动扫描模式可能会引入一些伪像效果(artificial effect)，例如显示图像中的视觉伪像。使用单个驱动器可能还需要物理上较大的集成电路(IC)，以及大量IC引脚输出，这可能导致复杂的连接布局。然而，本文描述的示例背光源、背光控制方法和包括背光源的设备克服了这些缺点中的一些或全部。

图1以简化的示意方式示出了如何可以在显示器中实现高对比度和高亮度。该图示出背光源100和LCD面板102可以组合提供显示器104。背光源100的亮度的局部空间变化可以帮助提高显示器104上显示的图像106的对比度。例如，背光源可以包括LED阵列，并且可以在较高图像亮度的区域内局部变亮，而在较低图像亮度的区域内局部调暗。背光源亮度的空间变化可以被称为“局部调光”，因为背光源的部分亮度可以从最大值降低。显示器112显示为背光源108(例如，具有均匀的亮度)和LCD面板110的组合。显示在显示器112上的图像114可以相对于图像106具有相对高的亮度，因为没有背光源108的局部调光。例如，背光源108可以是冷阴极荧光灯(CCFL)灯，其可以具有可调节的整体亮度，但是不支持局部调光。由于缺少背光源108的局部调光，图像114的对比度可能小于图像106的对比度。如上所述，期望实现高对比度和高亮度两者的组合，并且这可以通过本文描述的示例方法来实现，例如全局控制的局部调光(116)。

虽然如果使用局部调光背光源，显示器可以具有更高的对比度，但是全局调光背光源(没有局部调光属性)可以使显示器实现更高的显示亮度(例如，因为局部调光背光源可以降低背光源部分的亮度)。局部调光和全局调光两者的优点可以以一种被称为“全局控制的局部调光”的方法结合，这将在下面更详细地描述。

图2示出了包括LED阵列的背光源的逐行点亮。背光源220可以类似于图1中100所示的背光源，并且可以允许局部调光。控制器200可以与局部调光驱动IC 210通信，该IC210又向包括LED阵列的背光源220提供驱动信号。驱动信号可以由多路复用总线(1：m连接)和驱动总线(1：n连接)提供。LED可以排列成m行×n列的阵列。每个背光区可以代表背光源的一部分，并且可以包括一个或更多个LED，例如小型化LED。该图示出了可以被点亮的第一行222，包括多个区(等于列的数量)。例如，可以通过依次点亮第一行222、第二行224和其他行来依次点亮行，直到最后一行226被点亮。

在一些示例中，控制器可以由显示电路的主板提供。控制器可以包括一个或更多个微控制器和/或微处理器以及任何支持组件，例如存储器等。控制器还可以被配置为使用任何合适的驱动方案向显示面板(诸如LCD面板)提供显示驱动信号。控制器可以被配置为分析显示驱动信号(例如，使用直方图分析或任何其他合适的方法)，以确定显示面板中与较亮区域相比显示相对较暗(低亮度)图像的区域。对应的背光区(与对应于更亮区域的背光区相比)可以具有降低的亮度，这可以增加显示图像的对比度。

图3A-3B示出了逐行背光照明的帧信号。图3A示出了背光源300，该背光源包括LED区阵列，具有行310、312等，这些行被依次点亮，以最后一行314的点亮结束。行也可以称为排(line)。图3B示出了一种可能的驱动方案，包括表示连续帧时间开始的帧信号320和322，并且第一、第二和后续行的点亮信号被示为信号脉冲324、326和后续脉冲，以对应于最后一行314的点亮的脉冲328结束。

在逐排(例如，逐行)方法中，在任何特定时间只能点亮一排(或一行)的LED区。这也可以称为滚动扫描模式。LED区亮度可以减少大约等于排数(也称为行数)的因子。使用逐排方法可以限制背光区的数量(例如，由于相应的LED点亮时间的减少)，这可以导致较低的图像质量，例如与使用这里描述的方法形成的图像相比，图像具有降低的对比度和/或亮度。

在示例局部控制的全局调光方法中，对于每一帧，可以同时点亮LED区，例如，点亮时间最多可以等于帧时间。当与特定LED峰值电流的滚动扫描模式相比时，背光源亮度可以增加大约等于排数(也称为行数)的因子。然后，可以通过修改单独的LED区或LED区组的亮度来实现局部调光。与逐排方法相比，可以增加LED区的数量，从而允许提高对比度和图像亮度。使用传统的逐排方法，显示器亮度和对比度可能必须相互权衡，并且LED区的数量可能受到显示器亮度要求的严重限制。

在一些示例中，可以通过调节一个或更多个LED区(例如一行或更多行LED区)的亮度来实现局部调光。使用单个驱动器进行局部调光可能存在一个或更多个缺点。单个驱动器的驱动器总线可能需要m×n(通常为8x64或更多)的电连接以及控制信号的其他连接。可能很难在例如具有2层的简单的PCB(印刷电路板)布局上布置m×n的连接布局。使用单个驱动器，热量产生可能集中在驱动器中，并且可能难以消散产生的热量。使用扫描模式来驱动背光源也可能引入不需要的视觉伪像形式的伪像效果。使用逐排方法，最大LED接通时间可以是每帧总背光源接通时间(T_接通)的1/m，其中m是排数。为了保持亮度(与更长的点亮时间相比)，可能需要将LED电流增加一个与排数相等的因子。在这一较短的点亮时间内增加的电流可能会降低LED的工作效率，这可被称为LED效率下降，并可能加速LED与年限相关的退化。

然而，全局控制的局部调光驱动技术可以避免这些缺点。在一些示例中，这可以避免背光源的扫描照明，并且背光源的所有LED可以同时接通，使得可以使用精确的定时器来调整接通时间(其控制整体亮度)，从而可以避免运动模糊和重影图像(ghost image)问题。与扫描驱动方法相比，这种方法中的LED接通时间不必明显减少，因此由于最大电流减少，LED可以以更高的效率工作。这种方法也可以使用相对较少的控制线，并且由于大大减少了连接的数量，其电路布局可以更简单并且相对更容易设计。例如，连接(例如，到每个LED驱动器的连接)的数量可以减少5倍或更多，例如10倍或更多，例如50倍或更多。

在一些示例中，显示器可以被配置为使用全局调光方法。在全局调光方法中，背光源的所有光源可以基本上同时被点亮。背光源可以包括多个(a plurality of)光源，例如LED，并且这些光源可以被分组到背光区中。例如，可以有m×n的背光区，其中m和n都是整数。每个背光区(例如，LED区)可以具有其自己的驱动器，或者驱动器可以驱动多于一个的背光区。驱动器可以例如以诸如菊花链配置的串联配置、其他串联配置、并行连接配置或其他合适的配置电连接。控制器可以使用电连接与背光源和任何其他设备组件通信，该电连接可以包括至少一个串行连接(其也可以称为串行总线)和/或并行连接(也称为并行总线)。

图4是包括诸如LED区420的LED区阵列的背光源410的寻址方案的示例说明。如图所示，每个LED区包括一个或更多个LED和相关的驱动器，例如驱动器422。在本例中，每个区都有自己的驱动器，驱动器可以通过使用菊花链配置电连接在一起并连接到控制器。背光源包括第一行LED区412、第二行414和以最后一个区416结束的后续行。然而，使用这种配置，除了逐行以外的驱动方法也是可能的。区亮度可以按行和/或按区位置变化。可以使用与每个区相关联的驱动器的地址来识别区位置。此外，控制器可以向背光源发送地址信息和亮度等级信息，并且每个LED区的亮度等级信息可以与相应区的地址相关联。

在一些示例中，背光源可以包括LED区的阵列，例如具有总共(m×n)个LED区的矩形阵列，其中m是阵列内的行数，n是列数。然而，LED区可以以任何期望的布置来布置。例如，LED区可以布置成圆化形状(rounded shape)，例如卵形(oval)、圆形、椭圆形或眼睛形状布置。在一些示例中，LED区可以具有三维布置，例如弯曲形状(例如，用于弯曲的LED屏幕)或其他形状。图4示出了使用SPI总线寻址LED区，但是这不是限制性的，并且可以使用任何合适的通信协议。

控制器400可以向背光源提供地址信息和亮度等级信息。在一些示例中，每个背光区可以具有地址。与每个背光区相关联的驱动器或其他合适的电路可以使用与相应背光区的地址相关联的亮度等级信息来控制背光区的亮度。亮度等级信息可以包括背光区亮度可以基于的数值参数。例如，亮度等级信息可以包括最小亮度到最大亮度之间的亮度参数(例如，在0到1或另一个最大值之间)。在一些示例中，最小亮度可以被设置在基线水平，并且基线水平可以被调整(例如，通过控制器调整)以补偿用户感知的或实际的显示亮度变化。

在一些示例中，背光区亮度可以基于亮度等级信息结合校准参数。校准参数可以修改亮度等级信息，例如，以补偿背光区亮度的与年限相关的退化，补偿感知亮度中与视角相关的变化，补偿其他与空间相关的亮度，校正由于相关光学系统的属性而导致的亮度变化，校正与用户相关的视觉灵敏度变化，或者出于任何其他原因(例如用户偏好)调整LED区亮度。校准参数可以包括：一个或更多个贡献校准参数，例如初始校准参数(例如，基于初始设备配置，如果设备配置有修改，则可以调整该初始设备配置)；补偿校准参数(例如，基于相对不频繁地例如一天一次或更少频率地调整的与年限相关的部件变化)；和/或动态校准参数(例如，为了补偿设备使用期间更快速变化的因素，例如相对于显示器的瞳孔位置、环境条件变化(例如温度或真实世界的照明水平，或者当设备在打开后变暖时)。眼睛跟踪系统也可用于确定瞳孔位置并提供动态校准参数。校准参数可以包括以下项中的一个或更多个：基线水平(例如，最小照明水平)的调整；亮度等级信息和背光区的相应亮度调节之间的缩放调节(例如，成比例或非线性缩放)，调节最大亮度等级，或以其他方式修改一个或更多个背光区亮度。

包括一个或更多个发光二极管的背光区可被称为LED区。在一些示例中，背光区可以包括LED模块，如下面更详细讨论的。用于显示面板的背光源可以包括LED的布置，并且这些可以被布置为LED区。在一些示例中，可以通过调整LED区内的一个或更多个LED的亮度来改变LED区的亮度。

在一个示例中，控制器和背光源之间的背光连接可以具有少于10个电连接。此外，控制器和LED区(例如，LED模块)之间的背光连接可以包括串行连接。在上面关于图4讨论的示例中，背光连接包括SPI(串行外围接口)总线，具有标记为Addr[1，2]的地址连接和负载连接。

图5示出了根据一些实施例的LED驱动器(例如，LED驱动器500、510和520)的菊花链布置。为了简明起见，LED驱动器可以被称为驱动器。每个驱动器可以仅使用5个电连接来电连接到下一个驱动器(例如，驱动器链中的相邻驱动器)；在本例中，两个SPI连接、两个地址连接(标记为Addr)和一个负载连接。连接(图中标记为“导线”，尽管可以使用任何合适的连接形式)可以类似于图4所示的那些。类似的串行连接可用于将驱动器连接到控制器。图5示出了使用SPI总线寻址LED区，但是这不是限制性的，并且可以使用任何合适的通信协议。

本文描述的示例可以提供一个或更多个各种优点。例如，本文描述的示例中的散热可以分散在多个驱动器上，而不是集中在单个驱动器内。此外，每个驱动器可以使用相对少量的电连接(例如，与使用单个驱动器相比)电连接到下一个驱动器和控制器。例如，驱动器可以使用少于10个电连接，例如5个电连接，以串联(例如，菊花链)布置连接在一起。

图6示出了根据一些实施例的用于LED背光源的一个LED区的驱动电路的框图。驱动电路可以包括移位寄存器600、净空寄存器(headroom register)610、LED电流寄存器620、校准寄存器630、亮度寄存器640、模数转换器(ADC)650、数模转换器(DAC)660、8位计数器670、LED驱动器680、解码器690和信号缓冲器(例如信号缓冲器692和694)。

在这个示例中，地址线(标记为Addr1_In和Addr2_In)由解码器690接收。如果该地址对应于背光区，则信号被传递到各种寄存器(610、620、630和640)。移位寄存器600接收CLK(时钟)和MOSI(主出从入(master out slave in))信号(标记为CLK_In和MOSI_In)，并提供相应的输出信号(标记为CLK_Out和MOSI_Out)，这些信号被传递到下一个电路，其中时钟信号被传递到8位计数器670。通信可以使用串行总线，如SPI、I2C或任何其他合适的协议。8位计数器将亮度信号从亮度寄存器640传递到LED驱动器680，并可用于控制相应LED区的亮度。这可用于提供局部调光，即背光源亮度的空间变化。ADC 650可以将来自LED驱动器的照度(luminance)信号(例如，源自光电检测器的信号)传递到净空寄存器610。

图7示出了根据一些实施例的使用控制器700对背光源710的寻址。该配置与上面关于图4讨论的示例有一些相似之处。在该示例中，背光源710包括LED区的布置，例如LED区722，并且每个区可以包括一个或更多个LED。背光源还包括例如驱动器720和730的驱动器的布置。在这个示例中，每个驱动器可以被配置成驱动四个LED区。

每个驱动器可以驱动一个或更多个LED区。例如，每个驱动器可以驱动1-16个LED区，例如2-8个LED区。

图8示出了根据一些实施例的LED驱动器例如LED驱动器800、810和820的菊花链布置。这种布置与图5所示的布置有一些相似之处。在这个示例中，地址连接包括四个连接，因此在每个驱动器之间以及在驱动器和控制器(例如，可以称为主板)之间有7个连接，包括4个地址连接、2个SPI连接和负载连接。图8示出了使用SPI总线寻址LED区，但是这不是限制性的，并且可以使用任何合适的通信协议。

图9示出了根据一些实施例的用于LED背光源的另一驱动电路的一部分。驱动器电路可以包括复制的组件，多个组件中的每一个都与特定区相关联。图9示出了用于LED背光源的四个LED区的驱动电路的框图。在该图中，驱动电路包括移位寄存器900、净空寄存器910、LED电流寄存器920、校准寄存器930、亮度寄存器940、模数转换器(ADC)950、数模转换器(DAC)960、8位计数器970、LED驱动器980、解码器990和信号缓冲器，例如信号缓冲器992。

在这个示例中，由地址连接携带的地址信号(标记为Addr[1：4]_In)由解码器990接收。如果地址对应于四个区中的一个，则信号被传递到适当的寄存器(例如，在910、920、930和940所示的四个寄存器中的每一种寄存器中的一个)。移位寄存器900接收时钟和MOSI信号(标记为CLK_In和MOSI_In)，并提供相应的输出信号(标记为CLK_Out和MOSI_Out)，这些信号被传递到下一个电路，其中时钟信号被传递到970所示的四个8位计数器中的每个计数器。通信可以使用串行总线，例如SPI、I2C或任何其他合适的通信协议。8位计数器将亮度信号从亮度寄存器940传递到LED驱动器980，并可用于控制相应LED区的亮度。这可用于提供局部调光，即背光源亮度的空间变化。ADC 950可以将来自每个LED驱动器的照度信号(例如，源自光电检测器的信号)传递到910所示的相应净空寄存器。

因此，在一些示例中，驱动器可以被配置为控制一个或更多个区。例如，驱动器可以控制两个或更多区，例如四个区。驱动器电路可以包括与每个区相关联的复制组件，例如，如以上关于图9所讨论的。在一些示例中，(例如，在背光源内)驱动器配置可以包括移位寄存器、解码器、净空寄存器、LED电流寄存器、校准寄存器和亮度寄存器、ADC、DAC和8位计数器。校准寄存器可以在非易失性存储器中存储一个或更多个校准参数。

图10示出了可以与局部调光驱动方案一起使用的驱动方法。该方案包括脉冲，例如可以启动帧时间的帧信号脉冲1000和1010。在这个示例中，所有的LED区可以同时被点亮。这提供了上面关于图1讨论的高亮度方法的优点，同时还允许使用背光源亮度的空间变化来实现高对比度。在这个示例中，驱动信号包括对应于新的帧时间开始的脉冲。所有LED可以在延迟时间(表示为Td)后接通，LED使用接通时间1020(表示为T_接通)点亮。在该示例中，延迟时间和接通时间加起来大约最多等于帧时间，尽管也可以使用其他方法(例如，从帧时间的开始或者在帧时间中间的某个时间段点亮LED)。控制器可以使用激活信号激活LED区或LED模块点亮，并且定时器可以用于将帧时间内的LED点亮延迟可编程的时间段(例如，延迟时间)。背光区可以同时被一起点亮，并且每个背光区的亮度可以通过例如基于亮度等级信息调整背光区的点亮时间来控制。

图11示出了使用专用显示驱动器的局部调光架构。该电路包括控制器1100(例如主板)、驱动器1110、背光源1120(包括LED区1122，其可以包括一个或更多个LED，例如小型化LED)、DDIC(显示驱动器集成电路)1140和显示面板1130。控制器1100和DDIC 1140之间的连接可以包括MIPI(移动工业处理器接口)连接，例如符合诸如C-Phy或D-Phy的连接标准的连接。

在图11所示的布置中使用单个驱动器配置，区的最大数量可由驱动器限制。照明模式可以是滚动扫描模式，由于LED点亮是帧时间的一小部分(例如，帧时间除以行数，或其他滚动部分的数量)，导致高的LED电流。在这种配置中，驱动器可能具有到背光源的大量连接(例如，到背光源的(m+n+4)个连接)，并且可能需要控制器(例如，主板的地址端口)和驱动器之间的控制总线。单个驱动器使用的连接数量可能超过80条导线，这可能会使布局变得困难。单个驱动器可以包括用于内部逻辑的高频时钟(例如，40MHz或更高)，以使用脉宽调制(PWM)来控制局部亮度。高频时钟可导致包括单个驱动器的电路消耗更高的功率。此外，热量产生集中在单个驱动器中，这可能导致靠近驱动器的电路或显示组件的一小部分内的温度大幅升高，这又可能降低显示性能。

图12示出了根据一些实施例的局部调光架构，其允许消除图11的配置中所示的驱动器。如该图所示，所示电路包括控制器1200(例如主板)、背光源1210(包括LED模块1212，下面将更详细地讨论)、显示面板1220(例如LCD面板)和DDIC(显示驱动器集成电路)1230。控制器1200和DDIC 1230之间的连接可以包括MIPI连接。与图11所示的架构相比，控制器1200和背光源1210之间的连接数量大大减少。通过给背光源增加更多的功能(例如，通过在LED模块中包括额外的电路，如下面进一步讨论的)，连接的数量可以被简化到显著的程度。例如，LED模块可以是可单独寻址的，以允许背光源的空间相关亮度调节，例如局部调光功能。控制器和背光源之间的电连接可以包括SPI(例如，具有4个连接的串行外围接口)和例如3个控制连接，并且连接的总数可以大约为7个或更少。图12示出了在该示例中使用的SPI总线，但是可以使用任何合适的通信接口，例如任何合适的串行通信接口。

图13示出了由LED驱动器1300并行驱动多个LED 1310、1320和1330的示例配置。如上所述，上文关于图11描述的背光源可以使用类似的方法来驱动LED区内的多个LED。可以使用外部LED驱动器来控制发光，例如使用驱动电流控制或脉宽调制(PWM)。区的最大数量可由LED驱动器决定，并且可能是有限的。使用这种方法，照明模式可以由驱动器控制，并固定在硬件中。

附加部件可与LED或LED组相关联，以形成LED模块，其也可称为“智能LED”。LED模块的使用可以允许一个或更多个以下优点：驱动器1110可以从图12的配置中去除(具有其相关联的散热优点)，照明模式可以在软件控制下，并且区的数量可以更灵活并且可以增加。

图14示出了LED模块的布置，其允许实现简化的架构，例如上面关于图12讨论的架构。图14示出了电源1400、第一LED模块1410、第二LED模块1420和第三LED模块1430。更详细地考虑LED模块1430，LED模块1430包括至少一个LED 1432、照明控制块1434和输入/输出(I/O)块1436。如图所示，LED模块也可以连接到电源1400和电路地1450。在这个示例中，控制器1440计算期望的LED区亮度，并使用到LED模块的输入/输出连接来控制LED区的亮度。这些电连接可以串联进行，一个LED模块的I/O块连接到一个或更多个其他模块的I/O块。控制器1440可以包括被编程为计算LED区亮度(在该示例中，这些可以是LED模块亮度)的微控制器或微处理器，并且可以被配置为使用局部调光来提高显示图像的对比度。LED模块可以各自接收时钟频率(例如，大约1MHz的时钟频率)，以提供用于LED模块点亮的定时信号。

在示例操作模式中，控制器(例如，图14中的控制器1440)可以计算每个区的亮度等级，并将亮度等级信息发送到LED模块。亮度等级信息可以包括与LED区的地址相关联的亮度等级信息。每个LED区可能有不同的地址。在一些示例中，可能存在这样的配置，其中在LED区(例如，对于具有诸如离显示器中心的距离的共同特征的LED区)之间共享地址。照明控制块可以使用任何合适的方法，例如电流控制或PWM控制，点亮LED模块中的一个或更多个LED。在一些示例中，电流控制可以用于照明校准。例如，如果在给定电流的情况下LED模块的亮度降低，则LED模块的驱动电流可以增加，反之亦然，这可以使用光电二极管来检测。在一些示例中，控制器1440可以被配置为提供与LED模块地址信息相关联的亮度等级信息。如果特定的LED模块将模块地址信息识别为对应于该LED模块，则可以使用相关联的亮度等级信息来确定LED模块的亮度。

在一些示例中，控制器可以使用串行通信总线(也称为串行总线或串行连接)，例如SPI总线或I2C(集成电路间)总线或并行总线，来电连接到背光源(例如，连接到LED区或LED模块)。

可以使用单个或更多个电源，这可以基于背光源内的LED模块的总数。可以使用任何合适的通信协议，例如菊花链模式或SPI(串行外围接口)、并行模式或I2C。LED点亮可以使用任何合适的方法来触发，例如外部触发或VSYNC信号，或者使用外部触发结合内部定时器。在接收到外部触发后，LED点亮可以被延迟可编程的时间段，然后LED模块可以被点亮可编程的点亮时间或帧时间的剩余部分(例如，直到接收到下一个触发信号)。这可以允许软件控制的照明模式。示例LED模块可以包括NVM(非易失性存储器，以调整基线亮度，或者存储一个或更多个校准参数，这些参数可以用于提高显示均匀性。在一些示例中，设备可以包括校准寄存器，该校准寄存器包括被配置为存储一个或更多个校准参数的非易失性存储器。在一些示例中，NVM可用于存储校准参数，该校准参数可用于调节背光源并因此调节显示器亮度。示例LED模块还可以包括光电二极管，以补偿寿命亮度下降。示例LED模块可以包括一个或更多个LED。

LED模块的配置(如图14所示的那些)可以允许一个或更多个以下优点。例如，发光可以由LED模块使用例如照明控制块在内部控制。此外，可能有无限数量的区。照明模式可以由外部微控制器控制，并且照明模式可以使用软件(SW)进行调整。另外，与基于滚动扫描模式相反，照明模式可以由全局控制信号控制。LED模块也可以用于各种背光配置，例如滚动背光源或全局背光源。此外，LED模块可以以任何照明顺序点亮。而且不需要集中式的驱动IC。如上所述，最大LED电流可以是在滚动扫描模式中的最大LED电流的一小部分(例如，1/m，其中m是行数)，以实现相同的亮度。在滚动扫描模式中，LED可以仅在帧时间的一小部分时间(例如，1/m)内被点亮，并且在该减少的时间期间，LED电流可能需要更高以补偿该小部分的点亮。更高的LED电流可能导致效率降低和更高的瞬时发热(这可能难以消散，导致更快的设备退化)。对于相同的LED峰值电流，总亮度可以比使用滚动扫描模式时高m倍。此外，可以仅使用几根导线(7根或更少)来连接控制器(例如主板地址端口)和LED模块，这简化了组装和/或布局。低频时钟也可用于基于定时或PWM的亮度控制，通常约为1MHz。这种低频时钟通常比如图11所示的与LED阵列一起使用的典型单驱动器中使用的高频时钟(例如，高于40MHz)具有小得多的功耗。此外，散热可以分布在LED模块上，使得热量产生更均匀地分布(例如，与使用单个驱动器的热量产生和散热相比)。

LED模块可用于形成任意形状的背光源。由于LED模块可以由它们的地址控制，所以LED模块可以排列成任何期望的排列，例如，排列成矩形阵列或非矩形排列。背光源形状可以是圆化的(例如，大致圆形、卵形或眼睛形状)或任何其他期望的形状。在一些示例中，单个显示器的不同部分可以由用户的不同眼睛观看。背光源可以符合这种布置的最佳形状。在一些示例中，LED模块之间的间距可以具有空间变化，例如，以修改背光的空间强度分布。这可以用来补偿显示器的视角亮度变化。

在一些示例中，显示器可以用作近眼显示器。例如，由于基于眼睛瞳孔和显示器的相对位置的有效视角的变化，感知亮度可能存在空间变化。感知的显示亮度的变化(例如，对于均匀亮度的显示)可以通过背光源亮度的变化来补偿。例如，如果显示器的外围区域被感知为不太亮，则背光源的相应外围周围的LED区可以被调整为更亮，从而消除感知亮度的感知到的下降。在一些示例中，由于用于将图像光从显示器传送到用户眼睛的光学系统，可能会出现显示亮度的感知变化。LED模块亮度的变化可以用于调节由显示器本身、视角、光学系统或设备的其他方面引入的这种感知变化。

在一些示例中，背光源的一部分可能变得不太亮，例如，由于一个或更多个LED或其他部件的退化。背光源亮度可以使用光电二极管来确定。光电二极管可以集成到相应的LED模块中，或者以其他方式位于它可以检测来自LED模块的光的地方。校准参数可被确定并用于增加模块驱动电流、驱动时间、基线水平、其他亮度参数或点亮时间中的一个或更多个，以补偿亮度的任何下降。

在一些示例中，可以在头戴式设备中为左眼和右眼提供单独的显示器。在一些示例中，可以使用单个显示器，并且显示器的不同部分可以由左眼和右眼中的一个或两个观看。

本文描述的原理的示例应用包括改进的背光源，其可以与例如LCD面板一起使用。LCD面板可以包括任何合适的显示配置，例如扭曲向列型(TN)，并且可以是例如有源矩阵LCD。

在一些示例中，本文描述的方法可以适用于发射型显示器。例如，可以使用如本文所述的LED模块来制造发射型显示器，并且可以使用本文所述的与背光源相关的寻址方法或者使用任何合适的寻址方案来寻址显示器的像素。在一些示例中，发射模块可以包括至少一个发射元件、照明控制块和输入/输出(I/O)块。发射模块也可以连接到电源和电路地。控制器可以计算期望的发射元件亮度，并使用到发射模块的输入/输出连接来控制发射元件的亮度。发射元件可以是LED或者可以是任何发射元件。

示例发射技术可以包括LED，例如半导体LED。LED可以有任何合适的发射光谱。LED模块可以包括红色、绿色、黄色、橙色、蓝色、紫色、白色或任何其他颜色或颜色组合中的一种或更多种。在一些示例中，可以使用可以与LED模块地址信息相关联的色彩平衡信息来全局或局部地调整背光源的色彩平衡。在一些示例中，背光源可以包括RGB(红色、绿色和蓝色)彩色LED。

在一些示例中，LED模块、LED或LED区可以包括一个或更多个有机发光设备(OLED)，例如有机发光二极管。示例还可包括使用本文所述方法寻址的OLED显示器，例如，包括本文所述的包括一个或更多个OLED发射元件的LED模块，或包括一个或更多个OLED的LED区。LED可以包括小型LED或微型LED，如微型OLED。

在一些示例中，可以基于以下项中的一个或更多个来调整LED模块的亮度：在背光源内的位置；用户对显示器相应部分的感知亮度；用户的眼睛明视反应曲线；用户偏好；LED(例如，LED区或模块)随时间退化；与显示器相关联的光学系统的光学参数；或者一个或更多个其他相关因素。可用于修改一个或更多个LED区亮度的校准参数可用于补偿这些因素。

本文描述的原理的示例应用可以包括改进的AR和/或VR设备，或者包括一个或更多个显示器的其他设备(例如其他头戴式设备、电视、计算机或其他设备)。诸如LCD的显示器可以包括局部调光背光源，当与全局调光背光源(例如，具有空间均匀背光照明强度的背光源，其可以具有可调节的整体亮度)相比时，该局部调光背光源可以提供更高对比度的图像。

如下所述，使用局部调光的示例显示器可以具有一个或更多个各种优点。在一些示例中，可能需要数量大大减少的电连接。例如，可以使用10个或更少(例如5个或更少)的电连接来将控制器连接到背光源。连接数量的减少可以极大地简化布局(例如，允许使用两层柔性PCB或刚性PCB)。产生的热量可以分布在每个LED驱动器上，并且使用多个驱动器可以大大提高散热。

在一些示例中，背光源可以不使用扫描模式，并且所有的LED区可以同时接通(点亮)。每一排(或其他排列)LED区的最大接通时间可以等于或小于总背光源接通时间(T_接通)。区的时间平均亮度可以通过调整每帧的接通时间来调整，例如，通过以下一个或更多个：调整帧时间期间的占空比、LED的周期性切换、使用小于最大接通时间的接通时间、和/或通过调整驱动电压和/或驱动电流。与例如逐排扫描模式操作相比，使用这种方法可以降低最大LED电流，因为在每一帧期间LED可以接通更长的时间。例如，由于较低的最大驱动电流，每个LED可以以较高的效率运行。每个LED区的亮度可以由数字定时器控制，这可以非常精确且易于控制。

在一些示例中，每个LED区具有不同的LED驱动器，并且显示器可以包括总共m×n个LED驱动器。与使用单个LED驱动器相比，这可能会增加成本，因此成本可能高于使用单个局部调光LED驱动器。这可能会使全局调光方法显得不理想。然而，如本文所述，示例全局调光方法可以提供一个或更多个显著的优点，例如改进的热管理、更简单的连接、更少问题的连接布局、降低的峰值LED电流、提高的LED效率、降低的功耗(例如，由于提高的LED效率，这也可以减少背光源中的热量产生并减少电池需求，例如便携式应用中的电池重量)、(例如，由于降低的峰值LED电流而)改善的LED寿命、降低的闪烁、减少的视觉伪像(例如，与扫描方法相关联的那些视觉伪像)、对背光源的调光区域的改进控制(例如，可以对可跨越背光源宽度的一部分的区进行调光，而不是调光限于一排或更多排)等。

在一些示例中，每个背光区包括一个或更多个LED。每个区可以与不同的LED驱动器相关联，使得LED驱动器的数量可以等于区的数量。一个区可以包括一组LED，例如一组矩形的LED。本文使用的术语“矩形”可以包括正方形作为示例。在一些示例中，区可以包括彼此物理上不相邻的LED。例如，不同的区可以包括交错行的光源、交错行部分或其他排列的光源。

在一些示例中，背光源内的多个背光区可以与单个LED驱动器相关联，并且多个区可以少于区的总数。背光源可以包括多个LED驱动器，并且每个LED驱动器可以与一个或更多个背光区相关联。例如，区的数量(例如1-32个区，例如1-16个区，例如1-8个区，例如4个区，或者2个区)可以与单个LED驱动器相关联。这些范围如同本文描述的所有范围可以是包含性的，并且是示例性的而非限制性的。在一些示例中，背光源可以包括多个区，这些区具有可以单独调节(例如，通过调节点亮时间)的亮度，并且背光源可以包括被配置为控制背光区的亮度的多个LED驱动器或其他电路。LED区的数量可以大于LED驱动器的数量，因为多个LED驱动器中的每一个可以用于驱动一个或更多个LED区。在一些示例中，多个LED驱动器中的每一个可以用于驱动一组x×y的LED区，其中x和y可以各自是1-8范围内的整数，例如1-4，例如1-2，并且x和y可以相同或不同。由每个LED驱动器驱动的区的数量可以表示为D，对于一组x×y的区，D可以等于x乘以y。这些区可以以任何期望的排列方式排列，并且这些区的配置以及因此背光源的配置可以是非矩形的。在一些示例中，背光源可以包括代替LED的其他发光设备，并且每个背光区可以包括一个或更多个这样的发光设备。

在代表性示例中，LED驱动器可以用于驱动4个区(尽管这是示例性的而非限制性的)。在本例中，4个区可以共享单个LED驱动器。LED驱动器可以以菊花链布置电连接(尽管也可以使用其他配置)。所需的连接可包括两个SPI连接、用于寻址区的四个连接和1个负载连接。这些连接可以用于例如使用串行连接或并行连接(例如菊花链)将多个LED驱动器连接在一起。驱动器框图可以包括移位寄存器(例如，接收和提供时钟和MOSI信号的32位移位寄存器)、多个寄存器(例如，用于净空、LED电流、校准、亮度的寄存器，其可以包括用于每个被驱动区的寄存器)、解码器(例如，接收寻址信号)、以及ADC、DAC和计数器(例如，每个区一个)。在每一帧时间内，一个区中的所有LED(在某些示例中，背光源中的所有LED)可能同时接通。这种方法的优点可以包括以下一个或更多个：简化的连接布局(例如，仅使用7个连接，使用2层柔性PCB或刚性PCB布局可能相对容易)、多个驱动器上的热分布(改善散热和改善热管理)、降低的LED峰值电流、改善的LED效率以及诸如上述的其他优点。

局部调光驱动方法的驱动序列可以包括点亮背光源中的所有LED一段时间T_接通。例如，在接收到帧信号之后，可能会有时间延迟T_d，并且LED可以在帧时间的剩余部分被点亮，直到接收到下一个帧信号。所有的LED可以同时接通，例如，在前一帧信号之后的延迟时间之后。可以使用其他定时方法，例如在接收到帧信号后接通LED一段时间T_接通，在剩余的帧时间内关闭LED。定时信号可以由时钟提供，例如，在帧时间内的预定时间接通LED区(例如，LED模块)，和/或在LED区被接通后的预定时间关闭LED区。在一些示例中，所有的LED区可以一起接通，并且通过改变点亮时间来控制亮度。在一些示例中，可以通过调节驱动电流、驱动电压或占空比(例如脉宽调制的占空比)中的一个或更多个来控制LED区的亮度。

在一些示例中，可以使用多个LED驱动器，但是可能没有扫描操作模式，并且所有LED区可以同时接通。在一些示例中，每排LED区的最大接通时间可以等于总背光源接通时间(T_接通)。这可以使LED以较低的峰值电流和较高的效率运行。亮度可以由数字定时器控制，这可能非常精确且易于控制。在这种上下文中，亮度可以是随时间平均的亮度(例如，在一个或更多个帧上平均的亮度)，并且可以表示沿观看方向如法线方向的平均照度。每个LED区可以有LED驱动器。如果有m×n个区，每个LED驱动器驱动D个区，则驱动器总数可以是(mx n)/D个LED驱动器。对于D＝4，成本可能接近使用单个局部调光驱动IC。在一些示例中，D可以是1到32之间的整数，例如2、4或8。在一些示例中，D可以是区总数(m×n)(被整除)的因子。在一些示例中，m和n可以各自是介于2到128之间的整数，例如介于2到16之间的整数。在一些示例中，这些范围与本文描述的其他范围一样，可以是包含性的。

示例包括全局控制的局部调光方法，该方法可以使用分布式LED驱动器，而不是单个集中式LED驱动器。如本公开所述，这种方法具有一个或更多个优点。本文描述的技术的示例应用包括使用具有全局控制的局部调光的背光源的虚拟现实头戴装置。其他示例包括头戴装置、投影显示器和任何使用背光源的显示器。

本文描述的示例可以指LED、LED模块和LED驱动器。在一些示例中，任何合适的发光技术可用于背光源，其可用于代替发光二极管。示例可包括其他电致发光器，例如包括电致发光聚合物的发光设备、例如量子点的纳米结构、激光器或其他电致发光材料或设备配置或其他设备。在一些示例中，“LED”可以指发光二极管。然而，本文描述的示例可以包括背光源中任何类型的发光元件的使用、操作和控制。

示例设备可以包括显示设备，例如包括LCD显示器和被配置为照亮LCD显示器的背光源的LCD设备。背光源可以包括被配置为发光的多个光源，例如LED。LCD显示器可以包括一对透明基板(例如玻璃板)以及位于基板之间的液晶薄层，例如向列液晶。LCD显示器可以具有替代配置，例如，包括透明电极以向选定的LCD像素施加电势。LCD显示器可以是扭曲向列显示器，并且可以是有源或无源矩阵显示器。LCD显示器还可以包括一个或更多个偏振器。在一些示例中，设备可以包括一个或更多个反射层，该反射层被配置为帮助将来自背光源的光引导通过LCD显示器。背光源可以包括设置在基板上的光源矩阵，例如LED。在一些示例中，LCD显示器可以包括具有第一偏振轴的第一偏振器和具有第二偏振轴的第二线性偏振器，第二偏振轴与第一偏振轴平行或正交对齐。来自背光源的光可以穿过第一偏振器，然后穿过第一基板、液晶层、第二基板，然后穿过第二基板。在一些示例中，液晶显示器可以位于背光源和用户的眼睛之间。

在一些示例中，示例设备包括头戴式显示器(HMD)，该头戴式显示器包括具有LCD显示器和被配置为照明LCD显示器的背光源的LCD设备。背光源可以定位成照明LCD显示器，并且可以包括多个光源，例如发光二极管。

在一些示例中，电子设备包括显示面板和被配置为照亮显示面板的背光源。背光源可以包括多个区，每个区包括一个或更多个光源和多个光源驱动器。每个光源驱动器可以与多个区中的一个或更多个区相关联。电子设备可以包括头戴式设备，例如VR头戴装置或头戴式增强现实设备。显示面板可以是液晶面板，也可以称为液晶显示器(LCD)。光源可以包括电致发光光源，例如发光二极管。

在一些示例中，示例背光源被配置为照亮显示面板(例如，诸如LCD面板的电子显示器)，并且背光源可以包括被配置为发光的多个光源。背光源可以包括多个区，并且每个区可以包括多个光源中的一个或更多个光源。背光源还可以包括多个光源驱动器。每个光源驱动器可以与多个区中的一个或更多个区相关联。

在一些示例中，操作电子设备的方法可以包括向多个光源驱动器提供驱动信号，其中多个光源驱动器(例如，LED驱动器)中的每一个被配置为激励背光源的一个或更多个区。每个区可以包括一个或更多个光源。在一些示例中，用于电子显示器的光源驱动器(例如LED驱动器)可以被配置为控制背光源的一个或更多个区，其中一个或更多个区的每个区可以包括一个或更多个光源(例如1-16个LED)。在一些示例中，背光源可以包括4-512个区，尽管该数值范围与本公开中的其他数值范围一样是示例性的而非限制性的。在一些示例中，诸如LED驱动器的驱动器芯片或其他电子电路(例如，处理器)可以被配置为执行或促成一个或更多个所描述的示例方法的至少一部分。在一些示例中，非瞬态存储器设备可以存储指令，当(例如，由处理器或其他电路)执行这些指令时，这些指令执行或促成一个或更多个所描述的示例方法的至少一部分。

光源可包括LED。在一些示例中，背光源可以包括多个光源，例如发白光的LED(例如，具有发射颜色的组合，或者LED和磷光体发射的组合)、红色LED、绿色LED、黄色LED、蓝色LED、紫色LED或者来自任何合适的发射设备的发射颜色的任何合适的组合。在一些示例中，LED可以包括磷光体，并且可以包括蓝色、紫色或UV发射元件以及磷光体。在一些示例中，增强现实和/或虚拟现实设备可以包括例如如本文所述的全局控制的局部调光器。在一些示例中，AR和/或VR头戴装置可以具有背光源，该背光源具有小于帧时间的背光源接通时间，这可以帮助避免运动模糊和/或重影图像问题。在一些示例中，背光源接通时间可以在帧时间的5％到80％之间，例如在5％到50％之间。所有范围都是示例性的而非限制性的。

在一些示例中，电子设备包括电子显示器和被配置为照亮电子显示器的背光源，其中背光源包括多个区，每个区包括一个或更多个光源和多个光源驱动器，其中每个光源驱动器与多个区中的一个或更多个区相关联。

图15示出了示例方法1500，该方法包括：由控制器确定关于包括多个背光区的背光源的地址信息和亮度等级信息(1510)；将地址信息和亮度等级信息从控制器传输到背光源(1520)，其中多个背光区中的每个背光区具有至少一个发光二极管和地址；并且，对于多个背光区中的每个背光区，基于与对应于背光区的地址信息内的地址相对应的亮度等级信息来调整照明亮度(1530)。

对于具有相应地址的每个LED区，可以基于与该LED区的地址相关联的亮度等级信息来调整LED区的亮度。亮度调节可以由专用于LED区的驱动器来执行，或者在一些示例中，驱动器可以控制一个或更多个区，例如1-8个LED区。背光源可以包括多个驱动器，并且在一些示例中，可以包括至少8个驱动器。如在本公开的其他地方所讨论的，多个驱动器的使用可以提供诸如改善热分布的优点。在一些示例中，在至少一部分帧时间内，所有LED区都可以被点亮。在一些示例中，例如，如果显示图像的对应部分是黑色图像部分，则LED区在一个或更多个帧时间期间可能不被点亮。

图16示出了示例方法1600，方法包括：由控制器确定关于包括多个LED模块的背光源的地址信息和亮度等级信息(1610)；将地址信息和亮度等级信息从控制器传输到背光源(1620)，其中每个LED模块包括至少一个发光二极管、照明控制块和输入/输出块；以及使用每个LED模块的照明块来基于与对应于照明块的地址信息内的地址相对应的亮度等级信息来调节照明亮度(1630)。图15或图16所示的步骤可以由任何合适的电路和/或计算机可执行代码和/或计算系统来执行。

在一些示例中，地址信息和亮度等级信息可以由控制器确定，以增强包括背光源和显示面板(例如LCD面板)的显示器的对比度。例如，诸如LED模块的背光区可以具有基于相应显示图像亮度的亮度。显示的图像亮度(和/或图像一部分的亮度)可以通过分析视频信号(或其他接收信号)来确定，例如，使用直方图分析来确定。

在一些示例中，计算机实现的方法包括通过控制器或任何其他合适的电路来执行本文描述的任何方法的步骤，例如上面关于图15和图16讨论的方法。

在一些示例中，能够实现本文描述的原理的系统包括至少一个物理处理器和物理存储器，该物理存储器包括计算机可执行指令，当该指令被物理处理器执行时，使得物理处理器执行本文描述的任何方法的步骤，例如上面关于图15和图16讨论的方法。

在一些示例中，非暂时性计算机可读介质可以包括一个或更多个计算机可执行指令，当由计算设备的至少一个处理器执行时，该指令使得计算设备执行本文描述的任何方法的步骤，例如上面关于图16和图17讨论的方法。

在一些示例中，设备可以包括背光源，背光源可以包括LED，例如分成m×n个区的LED阵列(如果背光区包括LED，其可以被称为背光区或LED区)。该设备可以被配置为同时接通所有背光区，并且使用数字定时器控制每个背光区的亮度。在一些示例中，设备包括用于每个背光区的驱动器(例如，LED驱动器)。在一些示例中，LED驱动器可以在多个(例如，四个)背光区之间共享。驱动器可以使用菊花链模式连接在一起，并连接到控制器。每个背光区可以包括一个或更多个LED(例如，在LED区中包括一个或更多个LED)，或者一个或更多个LED模块。控制器可用于控制LED模块或LED区的点亮。控制器单元可以向每个LED区或LED模块发送亮度等级信息。控制器可以使用激活信号激活LED区或LED模块点亮，并且定时器可以用于将帧时间内的LED点亮延迟可编程的时间段。背光区可以同时被一起点亮，并且背光区的亮度可以通过调整背光区的点亮时间来控制。

在一些示例中，LED模块可以包括照明控制单元(例如，包括开关)、相关联的I/O单元、调节基线亮度的非易失性存储器(NVM)和补偿寿命亮度下降的光电二极管。例如，如果光电二极管信号变低，基线亮度可能会增加。照明控制单元可以连接到一个或更多个电源，并且可以控制LED模块的亮度。照明控制单元可以使用电流控制、电压控制、接通时间或脉宽调制(PWM)控制中的一个或更多个来控制LED模块的亮度。控制器可以提供同步信号(例如，上面讨论的VSYNC信号)，或者激活信号。LED模块可以包括一个或更多个定时器(例如，可编程定时器)，用于将LED点亮延迟可编程的时间段，或者使用可编程的持续时间来控制点亮。定时可以是软件控制的，并且设备可以具有软件控制的照明模式。定时器可以使用低频(例如，1MHz)时钟。照明控制单元可以使用脉宽调制(PWM)控制来激活LED模块或LED区内的LED。控制器可以使用菊花链通信模式或并行通信模式来控制背光源。LED模块可以包括非易失性存储器(NVM)，其可以存储用于调整基线亮度和改善显示均匀性的参数(例如，一个或更多个校准参数，例如基线水平)。LED模块可以包括用于补偿寿命亮度下降的光电二极管。

在一些示例中，可以使用一个或更多个校准参数来调整背光区(例如，LED区或LED模块)的亮度。校准参数可用于修改基线亮度等级(例如，最小亮度等级)，或者缩放背光区的亮度等级信息。

本文描述的原理的示例应用包括控制与LCD一起使用的基于LED的背光源的改进方法。示例背光源包括LED模块的排列，其也可以称为“智能LED”。LED模块可以包括一个或更多个发光二极管、I/O块和照明控制块。微控制器可以向LED模块发送背光源控制数据(例如亮度等级信息和地址信息)，其可以包括LED模块地址数据和与一个或更多个地址相关联的亮度数据。可以使用任何合适的寻址方案，例如SPI或I2C。示例SPI总线只需要控制器和LED模块之间的三线连接。所有的LED模块可以在一帧时间内例如使用定时脉冲同时接通。背光源亮度可以随着由背光源控制数据确定的位置而变化，这允许显示器的部分的局部调光和改善的对比度。此外，定时脉冲的调整(例如，背光区被点亮之前的延迟时间)允许显示器亮度的全局调整。在一些示例中，LED模块可以包括非易失性存储器，其可以用于存储与亮度调节相关的数据(例如，校准数据)。在一些示例中，围绕背光源外围的LED模块通常可以具有比中心的LED模块更高的亮度，以补偿由于视角变化而导致的朝向显示器外围的感知亮度下降。光电二极管可用于补偿时间相关的亮度变化。所描述的方法与滚动扫描模式背光源相比具有各种优点，例如提高了LED的效率，消除了易于产生问题热量的驱动器芯片，以及消除了与滚动扫描模式相关的视觉伪像。LED模块的排列可以是任意的，并且不限于矩形LED阵列。

在一些示例中，改进的背光源可以包括背光区(例如LED区或LED模块)的布置(例如，阵列)。这种方法比使用单个驱动器控制背光源提供了更多的灵活性。背光源和任何形式的驱动电子设备之间的接口被简化(例如，有更少的导线连接)。LED的峰值电流可以减小，和/或对于特定的峰值驱动电流可以获得更高的亮度。由于在较低峰值电流提高了LED的效率，可以降低功耗，并且由于消除了具有高频时钟的驱动器，可以降低功耗(例如，如上面关于图11和图12所讨论的)。使用本文描述的方法，可以消除用于PWM的高频时钟，并且可以替代地使用较低频率的时钟来提供定时信号(例如，为LED模块内的内部时钟提供触发脉冲以控制LED亮度)。所描述的方法对于改进的增强现实和/或虚拟现实设备可能特别有用。

示例实施例

示例1：示例设备可以包括显示面板、包括背光区的背光源、以及控制器，该控制器被配置为在显示面板上显示图像并向背光源提供亮度等级信息和地址信息，其中背光区的每个背光区具有地址并包括至少一个发光二极管(LED)，并且该设备被配置为基于亮度等级信息和地址信息来调整背光区的亮度。

示例2.根据示例1所述的设备，其中显示面板是液晶显示面板，并且该设备被配置为使得来自背光源的光穿过液晶显示面板。

示例3.根据示例1-2中任一项所述的设备，其中控制器通过背光连接被连接到背光区，并且背光连接包括串行连接。

示例4.根据示例3所述的设备，其中背光连接包括串行连接、地址线和负载连接。

示例5.根据示例3-4中任一项所述的设备，其中背光连接包括多个电连接，并且电连接的数量小于10。

示例6.根据示例1-5中任一项所述的设备，其中背光区各自具有驱动器。

示例7.根据示例1-6中任一项所述的设备，其中背光源包括多个驱动器，并且多个驱动器中的每个驱动器与1至4个背光区相关联。

示例8.根据示例1-7中任一项所述的设备，其中控制器和多个驱动器以菊花链配置电连接在一起。

示例9.根据示例1-8中任一项所述的设备，其中背光区在显示面板的帧时间的至少一部分内被同时点亮。

示例10.根据示例1-9中任一项所述的设备，其中该设备被配置为通过调节至少一个背光区的点亮时间、驱动电流、驱动电压或脉宽调制中的至少一个来调节背光区的亮度。

示例11.根据示例1-10中任一项所述的设备，其中地址信息包括对应于背光区的地址，并且亮度等级信息包括与对应于背光区的地址相关联的亮度等级。

示例12.根据示例1-11中任一项所述的设备，其中该设备是增强现实设备或虚拟现实设备。

示例13.根据示例1-12中任一项所述的设备，其中每个背光区包括包含至少一个LED的LED模块、输入/输出块和照明控制块。

示例14.根据示例13所述的设备，其中输入/输出块被配置为从控制器接收亮度等级信息和地址信息，并且照明控制块被配置为以基于LED模块的亮度等级信息的亮度来点亮至少一个LED。

示例15.根据示例1-14中任一项所述的设备，其中背光源包括LED模块的布置，并且LED模块的布置通过串行连接电连接到控制器。

示例16.根据示例1-15中任一项所述的设备，其中控制器包括微处理器或微控制器。

示例17.一种示例方法可以包括将地址信息和亮度等级信息从控制器传输到背光源(其中背光源包括背光区，并且多个背光区的背光区具有地址并且包括至少一个发光二极管)，并且基于与背光区的地址相关联的亮度等级信息来调整背光区的照明亮度。

示例18.根据示例17所述的方法，其中调节背光区的照明亮度的步骤由驱动器执行，并且背光源包括包含该驱动器的多个驱动器。

示例19.一种示例方法可以包括：将地址信息和亮度等级信息从控制器传输到背光源，其中：背光源包括多个LED模块，并且多个LED模块中的一个LED模块具有地址，并且包括至少一个发光二极管、照明控制块和输入/输出块；以及使用LED模块的照明控制块来基于与LED模块的地址相关联的亮度等级信息，调节LED模块的照明亮度。

示例20.根据示例19所述的方法，其中控制器和多个LED模块通过串行连接被连接在一起。

本公开的实施例可以包括各种类型的人工现实系统或结合各种类型的人工现实系统来被实现。人工现实是在呈现给用户之前已经以某种方式被调整的一种形式的现实，其可以包括例如虚拟现实、增强现实、混合现实、混杂现实或其某种组合和/或衍生物。人工现实内容可以包括完全计算机生成的内容或者与所捕获的(例如，现实世界)内容组合的计算机生成的内容。人工现实内容可以包括视频、音频、触觉反馈或它们的某种组合，它们中的任何一个都可以在单个通道或多个通道中呈现(例如向观看者产生三维(3D)效果的立体视频)。此外，在一些实施例中，人工现实还可以与用于例如在人工现实中创建内容和/或以其他方式在人工现实中使用(例如，在人工现实中执行活动)的应用、产品、附件、服务或其某种组合相关联。

可以在各种不同的形状因子和配置中实现人工现实系统。一些人工现实系统可能被设计成在没有近眼显示器(NED)的情况下工作。其他人工现实系统可以包括NED，该NED还提供对真实世界的可视性(例如，图17中的增强现实系统1700)，或者使用户视觉沉浸在人工现实中可视性(例如，图18中的虚拟现实系统1800)。虽然一些人工现实设备可以是自主式系统，但是其他人工现实设备可以与外部设备通信和/或协作以向用户提供人工现实体验。这种外部设备的示例包括手持控制器、移动设备、台式计算机、由用户佩戴的设备、由一个或更多个其他用户佩戴的设备、和/或任何其他合适的外部系统。

转到图17，增强现实系统1700可以包括具有框架1710的眼镜设备1702，框架1710被配置为将左显示设备1715(A)和右显示设备1715(B)保持在用户的眼睛前方。显示设备1715(A)和1715(B)可以一起或独立地起作用来向用户呈现图像或图像系列。虽然增强现实系统1700包括两个显示器，但是可以在具有单个NED或两个以上NED的增强现实系统中实现本公开的实施例。

在一些实施例中，增强现实系统1700可以包括一个或更多个传感器，例如传感器1740。传感器1740可以响应于增强现实系统1700的运动而生成测量信号，并且可以实质上位于框架1710的任何部分上。传感器1740可以代表多种不同感测机制中的一种或更多种，例如位置传感器、惯性测量单元(IMU)、深度相机组件、结构光发射器和/或检测器或其任意组合。在一些实施例中，增强现实系统1700可以包括或不包括传感器1740，或者可以包括一个以上传感器。在传感器1740包括IMU的实施例中，IMU可以基于来自传感器1740的测量信号来生成校准数据。传感器1740的示例可以非限制地包括加速度计、陀螺仪、磁力计、检测运动的其他合适类型的传感器、用于IMU的误差校正的传感器、或其某种组合。

在一些示例中，增强现实系统1700还可以包括具有多个声换能器1720(A)-1720(J)的麦克风阵列，统称为声换能器1720。声换能器1720可以代表检测由声波引起的气压变化的换能器。每个声换能器1720可以被配置成检测声音并将检测到的声音转换成电子格式(例如，模拟或数字格式)。图17中的麦克风阵列可以包括例如十个声换能器：1720(A)和1720(B)，其可以被设计成放置在用户的相应耳朵内；声换能器1720(C)、1720(D)、1720(E)、1720(F)、1720(G)和1720(H)，其可以位于框架1710上的不同位置；和/或声换能器1720(I)和1720(J)，它们可以定位在相应颈带1705上。

在一些实施例中，声换能器1720(A)-(J)中的一个或更多个可以用作输出换能器(例如，扬声器)。例如，声换能器1720(A)和/或1720(B)可以是耳塞或任何其他合适类型的头戴式耳机或扬声器。

麦克风阵列的声换能器1720的配置可以变化。虽然增强现实系统1700在图17中显示为具有十个声换能器1720，但是声换能器1720的数量可以大于或小于十个。在一些实施例中，使用更高数量的声换能器1720可以增加所收集的音频信息的量和/或音频信息的灵敏度和准确度。相反，使用较少数量的声换能器1720可以降低相关控制器1750处理所收集的音频信息所需的计算能力。此外，麦克风阵列的每个声换能器1720的位置可以变化。例如，声换能器1720的位置可以包括用户上的定义位置、框架1710上的定义坐标、与每个声换能器1720相关联的取向或它们的某种组合。

声换能器1720(A)和1720(B)可以位于用户耳朵的不同部分，例如耳廓后面、耳屏后面和/或耳廓或窝内。或者，除了耳道内的声换能器1720之外，在耳朵上或耳朵周围可以有附加的声换能器1720。将声换能器1720定位在用户的耳道附近可以使麦克风阵列能够收集关于声音如何到达耳道的信息。通过将至少两个声换能器1720定位在用户头部的任一侧(例如，作为双耳麦克风)，增强现实设备1700可以模拟双耳听觉并捕捉用户头部周围的3D立体声声场。在一些实施例中，声换能器1720(A)和1720(B)可以经由有线连接1730连接到增强现实系统1700，并且在其他实施例中，声换能器1720(A)和1720(B)可以经由无线连接(例如，蓝牙连接)连接到增强现实系统1700。在另外其他实施例中，声换能器1720(A)和1720(B)可以根本不与增强现实系统1700结合使用。

框架1710上的声换能器1720可以以各种不同的方式定位，包括沿着镜腿的长度、跨过镜梁、在显示设备1715(A)和1715(B)的上方或下方、或它们的某种组合。声换能器1720也可以被定向成使得麦克风阵列能够检测佩戴增强现实系统1700的用户周围的大范围方向上的声音。在一些实施例中，可以在增强现实系统1700的制造期间执行优化过程，以确定麦克风阵列中每个声换能器1720的相对定位。

在一些示例中，增强现实系统1700可以包括或连接到外部设备(例如，配对设备)，例如颈带1705。颈带1705通常代表任何类型或形式的配对设备。因此，颈带1705的讨论也可适用于各种其他配对设备，例如充电盒、智能手表、智能电话、腕带、其他可佩戴设备、手持控制器、平板电脑、膝上型电脑、其他外部计算设备等。

如图所示，颈带1705可以通过一个或更多个连接器连接到眼镜设备1702。连接器可以是有线或无线的，并且可以包括电气和/或非电气(例如，结构)部件。在一些情况下，眼镜设备1702和颈带1705可以独立地操作而在它们之间没有任何有线或无线连接。虽然图17示出了在眼镜设备1702和颈带1705上的示例位置中的眼镜设备1702和颈带1705的部件，但是这些部件可以位于眼镜设备1702和/或颈带1705的其他地方和/或在眼镜设备1402和/或颈带1405上不同地分布。在一些实施例中，眼镜设备1702和颈带1705的部件可以位于与眼镜设备1702、颈带1705或其某种组合配对的一个或更多个附加外围设备上。

将诸如颈带1705的外部设备与增强现实眼镜设备配对可以使眼镜设备能够实现一副眼镜的形状因子，同时仍然能够提供足够的电池和计算能力用于扩展的能力。增强现实系统1700的电池电力、计算资源和/或附加特征中的一些或全部可以由配对设备提供或者在配对设备和眼镜设备之间共享，因而总体上减小眼镜设备的重量、热分布和形状因子，同时仍然保持期望的功能。例如，颈带1705可以允许以其他方式将被包括在眼镜设备上的部件包括在颈带1705中，因为用户可以在他们的肩膀上容忍比在他们的头上将容忍的重量负荷更重的重量负荷。颈带1705也可以具有更大的表面积，以在该表面积上将热量扩散并分散到周围环境中。因此，颈带1705可以允许比以其他方式在独立眼镜设备上可能有的电池和计算容量更大的电池和计算容量。由于颈带1705中承载的重量比眼镜设备1702中承载的重量对用户的侵害更小，因此用户可以忍受佩戴较轻的眼镜设备，并且可以忍受比佩戴较重的独立眼镜设备更长的时间来携带或佩戴成对的设备，从而使得用户能够将人工现实环境更充分地结合到他们的日常活动中。

颈带1705可以与眼镜设备1702和/或其他设备通信地耦合。这些其他设备可以向增强现实系统1700提供某些功能(例如，跟踪、定位、深度映射、处理、存储等)。在图17的实施例中，颈带1705可以包括两个声换能器(例如，1720(I)和1720(J))，它们是麦克风阵列的一部分(或者潜在地形成它们自己的麦克风子阵列)。颈带1705还可以包括控制器1725和电源1735。

颈带1705的声换能器1720(I)和1720(J)可以被配置成检测声音并将检测到的声音转换成电子格式(模拟的或数字的)。在图17的实施例中，声换能器1720(1)和1720(J)可以定位在颈带1705上，从而增加颈带声换能器1720(1)和1720(J)与定位在眼镜设备1702上的其他声换能器1720之间的距离。在一些情况下，增加在麦克风阵列的声换能器1720之间的距离可以提高经由麦克风阵列执行的波束成形的准确度。例如，如果声换能器1720(C)和1720(D)检测到声音，并且声换能器1720(C)和1720(D)之间的距离大于例如声换能器1720(D)和1720(E)之间的距离，则所检测到的声音的所确定的源位置可能比声换能器1720(D)和1720(E)检测到声音的情况更准确。

颈带1705的控制器1725可以处理由在颈带1705和/或增强现实系统1700上的传感器生成的信息。例如，控制器1725可以处理来自麦克风阵列的描述由麦克风阵列检测到的声音的信息。对于每个检测到的声音，控制器1725可以执行到达方向(DOA)估计以估计方向(检测到的声音从该方向到达麦克风阵列)。当麦克风阵列检测到声音时，控制器1725可以用该信息填充音频数据集。在增强现实系统1700包括惯性测量单元的实施例中，控制器1725可以从位于眼镜设备1702上的IMU计算所有惯性和空间计算。连接器可以在增强现实系统1700和颈带1705之间以及增强现实系统1700和控制器1725之间传送信息。信息可以是以光数据、电数据、无线数据的形式或任何其他可传输数据形式。将由增强现实系统1700生成的信息的处理移动到颈带1705可以减少在眼镜设备1702中的重量和热量，使它变得对用户来说更舒适。

颈带1705中的电源1735可以向眼镜设备1702和/或颈带1705提供电力。电源1735可以非限制地包括锂离子电池、锂聚合物电池、一次锂电池、碱性电池或任何其他形式的电力储存装置。在一些情况下，电源1735可以是有线电源。在颈带1705上而不是在眼镜设备1702上包括电源1735可以帮助更好地分配由电源1735生成的重量和热量。

如所提到的，一些人工现实系统可以实质上用虚拟体验代替用户对现实世界的一个或更多个感官知觉，而不是将人工现实与实际现实混合。这种类型系统的一个示例是头戴式显示系统，例如图18中的虚拟现实系统1800，其主要或完全覆盖用户的视野。虚拟现实系统1800可以包括前刚性主体1802和被成形为适配在用户的头部周围的带1804。虚拟现实系统1800还可以包括输出音频换能器1806(A)和1806(B)。此外，虽然在图18中未示出，但是前刚性主体1802可以包括一个或更多个电子元件，其包括一个或更多个电子显示器、一个或更多个惯性测量单元(IMU)、一个或更多个跟踪发射器或检测器、和/或用于创建人工现实体验的任何其他合适的设备或系统。

人工现实系统可以包括各种类型的视觉反馈机构。例如，增强现实系统1700和/或虚拟现实系统1800中的显示设备可以包括一个或更多个LCD、LED显示器、微型LED显示器、有机LED(OLED)显示器、数字光投影(DLP)微显示器、硅上液晶(LCoS)微显示器和/或任何其他合适类型的显示屏。这些人工现实系统可以包括用于双眼的单个显示屏，或者可以为每只眼睛提供显示屏，这可以提供对变焦调节或对于校正用户的屈光不正的附加的灵活性。这些人工现实系统中的一些还可以包括具有一个或更多个透镜(例如，传统的凹透镜或凸透镜、菲涅耳(Fresnel)透镜、可调液体透镜等)的光学子系统，用户可以通过这些透镜来观看显示屏。这些光学子系统可用于多种目的，包括准直(例如，使物体看起来距离其物理距离更远)、放大(例如，使物体看起来比其实际尺寸更大)和/或传递(例如，传递到观察者的眼睛)光。这些光学子系统可以用于非光瞳形成架构(例如直接准直光但导致所谓枕形失真的单透镜构造)和/或光瞳形成架构(例如产生所谓桶形失真以抵消枕形失真的多透镜构造)。

除了使用显示屏之外或代替使用显示屏，本文描述的一些人工现实系统可以包括一个或更多个投影系统。例如，在增强现实系统1700和/或虚拟现实系统1800中的显示设备可以包括(使用例如，波导)将光投射到显示设备中的微LED投影仪，例如允许环境光穿过的透明组合透镜。显示设备可以朝着用户的瞳孔折射所投射的光，并且可以使用户能够同时观看人工现实内容和现实世界。显示设备可以使用多种不同光学部件中的任何一种来实现这一点，这些光学部件包括波导部件(例如，全息、平面、衍射、偏振和/或反射波导元件)、光操纵表面和元件(例如衍射、反射和折射元件和光栅)、耦合元件等。人工现实系统也可以配置有任何其他合适类型或形式的图像投影系统，例如在虚拟视网膜显示器中使用的视网膜投影仪。

本文描述的人工现实系统还可以包括各种类型的计算机视觉部件和子系统。例如，增强现实系统1700和/或虚拟现实系统1800可以包括一个或更多个光学传感器，例如二维(2D)或3D相机、结构光发射器和检测器、飞行时间深度传感器、单光束或扫描激光测距仪、3D LiDAR传感器和/或任何其他合适类型或形式的光学传感器。人工现实系统可以处理来自这些传感器中的一个或更多个的数据以识别用户的位置、绘制现实世界的地图、向用户提供关于现实世界周围环境的背景、和/或执行各种其他功能。

本文描述的人工现实系统还可以包括一个或更多个输入和/或输出音频换能器。输出音频换能器可以包括音圈扬声器、带状扬声器、静电扬声器、压电扬声器、骨传导换能器、软骨传导换能器、耳屏振动换能器和/或任何其他合适类型或形式的音频换能器。类似地，输入音频换能器可以包括电容式麦克风、电动式麦克风(dynamic microphone)、带式麦克风、和/或任何其他类型或形式的输入换能器。在一些实施例中，单个换能器可以用于音频输入和音频输出两者。

在一些实施例中，本文描述的人工现实系统还可以包括触感(即触觉)反馈系统，其可以被结合到头饰、手套、紧身衣裤、手持控制器、环境设备(例如椅子、地板垫等)中，和/或任何其他类型的设备或系统。触觉反馈系统可以提供各种类型的皮肤反馈，包括振动、力、牵引力、纹理和/或温度。触觉反馈系统还可以提供各种类型的动觉反馈，例如运动和顺应性。可以使用电机、压电致动器、射流系统和/或各种其他类型的反馈机构来实现触觉反馈。可以独立于其他人工现实设备、在其他人工现实设备内、和/或与其他人工现实设备结合来实现触觉反馈系统。

通过提供触觉感觉、可听内容和/或视觉内容，人工现实系统可以创建整个虚拟体验或者增强用户在各种背景和环境中的现实世界体验。例如，人工现实系统可以帮助或扩展用户在特定环境中的感知、记忆或认知。一些系统可以增强用户与在现实世界中的其他人的交互，或者可以实现用户与虚拟世界中的其他人的更沉浸式的交互。人工现实系统还可以用于教育目的(例如，用于在学校、医院、政府组织、军事组织、商业企业等中的教学或培训)、娱乐目的(例如，用于玩视频游戏、听音乐、观看视频内容等)和/或用于可及性目的(例如，作为助听器、助视器等)。本文公开的实施例可以在这些背景和环境中的一个或更多个中和/或在其他背景和环境中实现或增强用户的人工现实体验。

如上面所详述的，本文描述和/或示出的计算设备和系统广泛地表示能够执行计算机可读指令(例如在本文描述的模块中包含的那些指令)的任何类型或形式的计算设备或系统。在它们的最基本的配置中，这些计算设备可以各自包括至少一个存储器设备和至少一个物理处理器。

在一些示例中，术语“存储器设备”通常指能够存储数据和/或计算机可读指令的任何类型或形式的易失性或非易失性存储设备或介质。在一个示例中，存储器设备可以存储、加载和/或维护本文描述的一个或更多个模块。存储器设备的示例非限制地包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、光盘驱动器、高速缓存、这些部件中的一个或更多个的变形或组合、或者任何其他合适的储存存储器。

在一些示例中，术语“物理处理器”通常指能够解析和/或执行计算机可读指令的任何类型或形式的硬件实现的处理单元。在一个示例中，物理处理器可以访问和/或修改存储在上述存储器设备中的一个或更多个模块。物理处理器的示例非限制地包括微处理器、微控制器、中央处理单元(CPU)、实现软核处理器的现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、这些部件中的一个或更多个的部分、这些部件中的一个或更多个的变形或组合、或任何其他合适的物理处理器。

尽管被示为单独的元件，但是本文描述和/或示出的模块可以表示单个模块或应用的部分。此外，在某些实施例中，这些模块中的一个或更多个可以表示一个或更多个软件应用或程序，其当由计算设备执行时可以使计算设备执行一个或更多个任务。例如，本文描述和/或示出的一个或更多个模块可以表示被存储和配置为在本文描述和/或示出的一个或更多个计算设备或系统上运行的模块。这些模块中的一个或更多个还可以表示被配置为执行一个或更多个任务的一个或更多个专用计算机的全部或部分。

此外，本文描述的一个或更多个模块可以将数据、物理设备和/或物理设备的表示从一种形式转换成另一种形式。例如，本文所述的模块中的一个或更多个可以接收待转换的数据、转换数据、输出转换的结果以执行功能、使用转换的结果来执行功能、以及存储转换的结果以执行功能。该数据可以是图像内容数据，例如显示的图像数据和/或背光数据，例如与特定亮度地址相关联的亮度等级。该功能可以是控制显示面板和/或背光。附加地或可替代地，本文所述的一个或更多个模块可以通过在计算设备上执行、在计算设备上存储数据、和/或以其他方式与计算设备交互来将处理器、易失性存储器、非易失性存储器和/或物理计算设备的任何其他部分从一种形式转换成另一种形式。

在一些实施例中，术语“计算机可读介质”通常指能够存储或携带计算机可读指令的任何形式的设备、载体或介质。计算机可读介质的示例包括但不限于传输型介质(诸如，载波)以及非暂时性介质，诸如，磁存储介质(例如，硬盘驱动器、磁带驱动器和软盘)、光存储介质(例如，光盘(CD)、数字视频盘(DVD)和BLU-RAY盘)、电子存储介质(例如，固态驱动器和闪存介质)以及其他分发系统。

本文描述和/或示出的过程参数和步骤的顺序仅作为示例被给出，并且可以根据需要变化。例如，虽然本文示出和/或描述的步骤可以以特定顺序被示出或讨论，但是这些步骤不必需要以所示出或讨论的顺序来被执行。本文描述和/或示出的各种示例性方法也可以省略本文描述或示出的一个或更多个步骤，或者包括除了那些公开的步骤之外的附加步骤。

本文描述的示例性实施例不旨在限于所公开的特定形式。更确切地，本公开覆盖了落入本公开范围内的所有修改、等同物和替代物。

已经提供了前面的描述，以使本领域的其他技术人员能够最好地利用本文公开的示例性实施例的各个方面。该示例性描述不旨在穷举或限制于所公开的任何精确形式。许多修改和变化是可能的，而不偏离本公开的精神和范围。本文公开的实施例应当在所有方面被认为是说明性的而不是限制性的。在确定本公开的范围时，可参考所附权利要求及其等同物。

除非另有说明，否则说明书和权利要求书中使用的术语“连接到”和“耦合到”(及其派生词)应被解释为允许直接和间接(即，通过其他元件或部件)连接。此外，说明书和权利要求书中使用的术语“一个(a)”或“一个(an)”应被解释为意指“...中的至少一个”。最后，为了便于使用，说明书和权利要求书中使用的术语“包括(including)”和“具有”(及其派生词)可与词语“包括(comprising)”互换并具有相同的含义。

Claims (20)

1.一种人工现实系统，所述人工现实系统包括用于确定瞳孔位置的眼睛跟踪设备和近眼显示设备，所述近眼显示设备包括：

显示面板；

背光源，其包括背光区；和

控制器，其被配置为：

在所述显示面板上显示图像；和

向所述背光源提供亮度等级信息和地址信息，

其中：

所述背光区中的每个背光区具有地址并且包括至少一个发光二极管(LED)，并且

所述近眼显示设备被配置为基于所述亮度等级信息和所述地址信息来调节所述背光区的亮度；

所述亮度等级信息由校准参数修改，所述校准参数基于所述瞳孔位置，使得所调节的所述背光区的亮度补偿感知亮度中的变化。

2.根据权利要求1所述的人工现实系统，其中所述显示面板是液晶显示面板，并且

所述近眼显示设备被配置成使得来自所述背光源的光穿过所述液晶显示面板。

3.根据权利要求1所述的人工现实系统，其中所述控制器通过背光连接被连接到所述背光区，并且

所述背光连接包括串行连接。

4.根据权利要求3所述的人工现实系统，其中所述背光连接包括所述串行连接、地址线和负载连接。

5.根据权利要求3所述的人工现实系统，其中所述背光连接包括多个电连接，并且

所述电连接的数量少于10个。

6.根据权利要求1所述的人工现实系统，其中所述背光区各自具有驱动器。

7.根据权利要求1所述的人工现实系统，其中所述背光源包括多个驱动器，并且所述多个驱动器中的每个驱动器与1至4个背光区相关联。

8.根据权利要求7所述的人工现实系统，其中所述控制器和所述多个驱动器以菊花链配置电连接在一起。

9.根据权利要求1所述的人工现实系统，其中所述背光区在所述显示面板的帧时间的至少一部分内被同时点亮。

10.根据权利要求1所述的人工现实系统，其中所述近眼显示设备被配置为通过调节所述背光区中的至少一个背光区的点亮时间、驱动电流、驱动电压或脉宽调制中的至少一个来调节所述背光区的亮度。

11.根据权利要求1所述的人工现实系统，其中：

所述地址信息包括对应于所述背光区的地址，并且

所述亮度等级信息包括与对应于所述背光区的地址相关联的亮度等级。

12.根据权利要求1所述的人工现实系统，其中所述人工现实系统是增强现实系统或虚拟现实系统。

13.根据权利要求1所述的人工现实系统，其中每个背光区包括LED模块，所述LED模块包括：

至少一个LED；

输入/输出块；和

照明控制块。

14.根据权利要求13所述的人工现实系统，其中：

所述输入/输出块被配置为从所述控制器接收所述亮度等级信息和所述地址信息，并且

所述照明控制块被配置为以基于所述LED模块的所述亮度等级信息的亮度来点亮所述至少一个LED。

15.根据权利要求13所述的人工现实系统，其中所述背光源包括包含所述LED模块的LED模块的布置，并且所述LED模块的布置通过串行连接电连接到所述控制器。

16.根据权利要求1所述的人工现实系统，其中所述控制器包括微处理器或微控制器。

17.一种用于人工现实系统的方法，所述人工现实系统包括用于确定瞳孔位置的眼睛跟踪设备和近眼显示设备，所述方法包括：

将地址信息和亮度等级信息从控制器传输到背光源，其中：

所述背光源包括背光区，并且

所述背光区中的背光区具有地址并包括至少一个发光二极管；和基于与所述背光区的地址相关联的所述亮度等级信息来调节所述背光区的照明亮度；

其中，所述亮度等级信息由校准参数修改，所述校准参数基于所述瞳孔位置，使得所调节的所述背光区的照明亮度补偿感知亮度中的变化。

18.根据权利要求17所述的方法，其中：

调节所述背光区的照明亮度的步骤由驱动器执行，并且

所述背光源包括包含所述驱动器的多个驱动器。

19.一种用于人工现实系统的方法，所述人工现实系统包括用于确定瞳孔位置的眼睛跟踪设备和近眼显示设备，所述方法包括：

将地址信息和亮度等级信息从控制器传输到背光源，其中：

所述背光源包括多个LED模块，并且

所述多个LED模块中的LED模块具有地址，并且包括至少一个发光二极管、照明控制块和输入/输出块；和

使用所述LED模块的照明控制块来基于与所述LED模块的地址相关联的亮度等级信息调节所述LED模块的照明亮度；

其中，所述亮度等级信息由校准参数修改，所述校准参数基于所述瞳孔位置，使得所调节的所述LED模块的照明亮度补偿感知亮度中的变化。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述控制器和所述多个LED模块通过串行连接被连接在一起。