事实说话 全面解析TCL自然色健康技术

偏振光与视觉疲劳关系的实验(一)

   TFT- LCD液晶平板电视逐步成为市场的主流电视产品，其性能不断提高，视角问题已经基本解决，但是其它一些固有的缺点在用作大屏幕电视显示时逐步暴露出来。主要有：1、随着电视屏幕的增大，原先的低功耗优势逐步消失；2、对比度小，黑电屏不够黑；3、观看液晶电视引起视觉疲劳；4、由于固有的显示原理，显示运动图像产生模糊；使其高分辨率优势在显示运动画面体现不出来。如何解决这些问题，一直困扰着LCD生产企业？

    目前在国内外其它企业还没有采用动态控制技术在对比度、功耗、视觉舒适度3个方面同时进行改善的LCD TV产品。 TCL此项自然光技术成果，成功地解决了这一困扰。自然光技术填补了我国TFT-LCD电视技术在动态背光技术和偏振光技术上的空缺；同时也是我国TFT-LCD电视技术自主创新的又一成果； 该液晶电视数字视频动态背光调制技术达到了国际先进、国内领先水平。

    自然光技术共包涵了两个方面：
1、圆偏振光液晶电视技术------ 此项技术将液晶电视的出射光转变成园偏振状态，更接近自然光，减轻了人们的视觉疲劳，达到护眼的目的。

2、液晶电视动态背光调制技术------ 通过该技术的实施，可以提高画质，提高视觉舒适度，节省功耗。

一、圆偏振光液晶电视技术

    几万年来，人类生活在自然界中，人们看到的绝大部分光是自然光，人眼最适应于自然光。普通LCD-TV发出的光是线偏振光，人眼对线偏振光适应吗？

    由此,TCL开发了圆偏振光液晶电视技术:

    ■  在我们的方案中，通过该技术将液晶电视的出射光转化成圆偏振光。
    ■  光是一种电磁波，具有振动方向。自然光的振动方向在传播面各个方向上呈均匀分布，对人眼的作用在各个方向上是相同的；
    ■  圆偏振光的振动方向在传播面上则是旋转的，对人眼的综合效果也表现为各向同性；
    ★  圆偏振光最接近于自然光。

    实施圆偏振光技术的实例照片

    裸眼下，未实施区域和实施区域间         偏光片下，实施区域仍可透光，
              差异很小。                             而未实施区域明显消光。
              

    下面进行的是光的偏振状态和视觉疲劳关系的实验：

    

    对同一个被测试者，对比没有偏振光技术的电视和有偏振光技术的LCD电视，监测其观看电视过程中视力的变化，从而反映出其视觉疲劳的趋势；

    本方案中，我们模拟家庭观看电视的情形，组织被测试者观看电视2.5小时，对其观看电视过程中的视力进行研究 ；

    在每次观看电视的过程中，每隔一段时间（如30分钟）进行一次视力的测试 ，记录其变化。

实验数据(一)

    目前，我们已分职员、在校大学生、普通劳工等三组,进行了64人次的测试，，各被测试者视力变化的平均值趋势如下：

圆偏振光 LCD-TV/普通 LCD-TV分级视力变化趋势

偏振光与视觉疲劳关系的实验(二)

   

    为了更准确地反映上述差异性，受TCL委托，国家平板显示工程技术研究中心与国内某著名高校眼科中心视觉生理实验室一起，借助专业的电生理记录系统仪器和科学的分析手段，进行了长时间观看LCD-TV的视觉疲劳研究。

    眨眼频率是反映视觉疲劳的敏感指标，人眼疲劳后会本能地增加眨眼频率来润滑眼球。

    测试中，被测试人员分为两组，分别观看普通液晶电视和圆偏振光液晶电视，从眼电图(EOG)中监测其观看电视过程中眨眼频率的变化，从而反映出其视觉疲劳的趋势；

    偏振光与视觉疲劳关系的实验现场(二)

     偏振光与视觉疲劳关系的实验数据(二)

    偏振光与视觉疲劳关系的实验分析结果(二)

    两组受检者观看故事片前后的眨眼频率（平均值±标准差  次/每200秒）

    分别对两组受检者观看电视前后的眨眼频率,应用专业软件SPSS11.5 进行了配对t-检验，结果表明:观看普通液晶电视后的眨眼频率比观看前高，差异有显著意义（p<0.05）;圆偏组受检者观看故事片前后的眨眼频率差异无显著意义（p>0.05）。

实验初步结论

    从实验（一）与实验（二）所获得的数据曲线以及专业的分析表明: 相对于普通液晶电视，圆偏振光液晶电视对减轻视觉疲劳明显有好处。

    相关的研究与论文发表于6月在台湾举行的SEMI 2007平板显示展；本月（9月）国际信息显示协会（SID）在莫斯科举行的2007年欧洲显示大会（Eurodisplay'2007）；以及即将于日本举行的第14届国际显示会议（IDW’07）。同时也获得了业内人士的高度评价和广泛关注。

专利保护

    TCL已在国内提交了多项发明专利申请，对这一成果的方法进行保护。

    同时，在台湾，TCL也提交了数项发明专利申请，对该成果的方法进行保护。

    在世界其他国家的专利申请也在进行中。

    上述专利中,包含了近100项权利要求.

动态背光技术

目前液晶电视广泛采用的CCFL背光是恒定发光，会引起三个问题：

    1、无论什么画面，背光始终保持恒定，浪费大量的电能；

    2、 漏光较多，如罩薄纱，通透感差，对比度不足；

    3、平均亮度高，长期观看引起人眼睛的视觉疲劳。

现状：

  1、  LCD目前所使用的CCFL背光源的恒定亮度，在较亮的图像情况下导致很高的亮度和高的光通量输出，

  2、 在一般的环境光下提供远大于实际需求的画面亮度，易于造成视觉疲劳，且造成不必要的浪费。另外，较高的底色会造成低亮度区域的细节丢失，使暗画面的表现缺乏层次感。

动态背光控制技术

    TCL 液晶电视数字视频动态背光控制技术，考虑到目前CCFL背光的特点，结合图像处理技术，对背光进行分区亮度控制；

    同时本项目还增加以下技术：色彩补偿，解决液晶显示色域小的问题，喜好色校正，图像局部色校正，肤色校正，黑电平拉伸，白电平扩展，蓝电平扩展等方式。

动态背光控制技术

一般电视节目，视频图象的信号平均负载一般是30%～50%白色，电影平均负载更低。

CCFL背光亮度不可控到可控（PWM）。

动态背光控制技术

动态背光控制技术

    在不影响观看效果条件下，对图象负载（APL）大于30%的画面，降低背光的亮度，避免过亮画面对眼睛的强烈刺激。采用数字积分的办法对图像内容进行分析，确定全屏幕加权负载，对LCD CCFL背光进行非线性的亮度控制；

    在图像平均亮度比较暗（平均亮度小于30%）时候，分析图像的直方图，根据图像信号的亮度分布密度，动态的对图像信号增益进行控制，对图像gamma进行动态调整；相应的对背光亮度进行调整；

    对肤色、树叶绿、蓝天等局部图像，进行色彩校正，使其更符合观看习惯。

动态背光控制技术

技术成果：

TCL新一代动态背光控制技术通过了部级鉴定，属专利技术，其创新点为：

1、先进的背光控制技术与视频图像数字处理技术的结合；

2、分区域CCFL背光控制与整体背光控制相结合；

3、由视频图像所计算的平均图像信号水平（APL），来调节产生与人的视觉特性适合的亮度水平，提高视觉舒适度。

4、动态的背光控制在不同区域分别形成10％到100％的背光亮度，有效地降低了LCD TV的功耗。

技术成果：

    新一代动态背光技术实现静态对比度大于10000：1 动态对比度更是达到了50000：1以上；是当前世界上CCFL背光液晶电视的最高性能，同时在一般电视观看的条件下，功耗降低不低于54%。

    该技术的问世对于改善当前液晶电视的性能具有重要意义。对比度的提高使图象质量有了极大改进，功耗的降低对节约能源非常有意义，根据人眼特性的亮度调节能够保护视力健康。

合作成果：

    我们的成果很快便得到业界的认可。其应用推广后所带来市场潜力和巨大经济效益，也被各界垂青。近期已有部分企业已经与TCL进行洽谈，希望得到此项技术的授权使用。

    TCL集团的该项专利技术先后授权许可给与台湾普诚可以、日本瑞萨科技（Renesas）科技，用于生产制造专用集成电路和SOC芯片，这也是中国整机企业第一次对外技术的授权许可！

    TCL集团与其合作伙伴一起努力，从核心技术研究、解决方案开发、IC制造等环节，有效的完成该技术的向市场的快速推广，真正地造福消费者。