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CN101388177A - 图像补偿方法及图像显示系统 - Google Patents

图像补偿方法及图像显示系统 Download PDF

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CN101388177A CNA2008100941387A CN200810094138A CN101388177A CN 101388177 A CN101388177 A CN 101388177A CN A2008100941387 A CNA2008100941387 A CN A2008100941387A CN 200810094138 A CN200810094138 A CN 200810094138A CN 101388177 A CN101388177 A CN 101388177A
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Abstract

一种图像显示系统，用于接收图像信号并呈现图像。图像显示系统包括液晶面板、背光单元以及补偿装置。背光单元发射光线。背光单元根据控制信号，确定穿透液晶面板的光线量。补偿装置根据光线的强度，改变液晶面板的液晶分子的位置。本发明所提供的图像显示系统通过控制背光单元，有效地降低了功率消耗，并且利用视觉补偿的方式，保持了画面显示的稳定清晰。

Description

图像补偿方法及图像显示系统
技术领域
本发明是关于一种图像显示系统，特别是有关于一种具有视觉补偿的图像显示系统。
背景技术
液晶显示(Liquid Crystal Display；以下简称LCD)装置具有体积薄、重量轻及辐射低的优点，近年来逐渐被广泛应用在便携式电子产品(如手机、PDA)上。LCD装置包含有液晶面板以及背光板。由于液晶面板不具备发光功能，因此需要利用背光板，作为LCD装置的发光源。
虽然背光板可提供高亮度且亮度分布均匀的光源，但其具有较大的功率消耗。因此，当LCD应用到便携式电子产品时，将造成电池电力的迅速消耗。为了降低功率消耗速度，使用者可调整背光板的亮度，以延长电池可使用的时间。
因此，业界提出了许多用于降低功率消耗的方法。举例来说，美国专利第6812659号所揭露的装置及方法利用背光板以及外界光维持液晶面板的亮度。这种控制装置通过控制电力供应，将背光板的驱动电流控制在多个选定范围中的一个。控制装置根据外界光的强度以及电池的电力，控制提供给背光板的驱动电流。因此，若外界光的强度很强，则降低背光板所发射出的光线强度。
发明内容
为了解决上述功率耗损严重的技术问题，本发明提供一种图像补偿方法，适用于图像显示系统。图像显示系统包括面板以及背光板。背光板发射光线。光线穿透面板。本发明的图像补偿方法包括：接收图像信号，用于使图像显示系统呈现图像；以及根据光线的强度，调整穿透面板的光线量。
本发明更提供一种图像显示系统，用于接收图像信号并呈现图像。图像显示系统包括液晶面板、背光单元以及补偿装置。背光单元发射光线。背光单元根据控制信号，确定穿透液晶面板的光线量。补偿装置根据光线的强度，改变液晶面板的液晶分子的位置。
本发明与现有技术相比较，其有益效果包含：通过控制背光单元，有效地降低了功率消耗，并且利用视觉补偿的方式，保持了画面显示的稳定清晰。
附图说明
图1是依据本发明实施例的图像显示系统的示意图。
图2是依据本发明实施例的调整图像信号对比度的示意图。
图3是依据本发明实施例的调整图像信号亮度的示意图。
图4是调整图像信号与图像参考电平信号之间差异的实施例的示意图。
图5是调整图像信号边缘锐利度的实施例的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的上述以及其它目的、特征和优点更明显易懂，特举出优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：
图1是依据本发明实施例的图像显示系统的示意图。图像显示系统100包含有液晶面板110、背光板120以及补偿装置130。通过控制每个像素的液晶分子的位置，液晶面板110便可呈现图像。由于液晶面板110不具发光功能，故利用背光板120提供光线SL。背光板120可为冷阴极荧光灯(Cold CathodeFluorescent Lamp；CCFL)或是发光二极管(Light Emitting Diode；LED)。控制器140产生控制信号SC，基于控制信号SC选定一个电压值，以驱动背光板120，使之发出具特定亮度的光线，并控制背光板120所发出的光线强度。补偿装置130根据光线SL的强度，调整穿透液晶面板110的光线量，用于补偿当光线SL的强度不同时，所造成的视觉差异(visual discrepancy)。在本实施例中，补偿装置130接收并调整图像信号，用于补偿视觉差异。
补偿装置130输出信号组133至液晶面板110，用于控制液晶分子的位置。信号组133包括图像信号SV以及图像参考电平(common)信号VCOM。在本实施例中，视频图像发生器131根据光线SL的强度，产生图像信号SV，以及时序控制器132产生图像参考电平信号VCOM，但此揭露并非用于限制本发明。举例来说，视频图像发生器131可能包含三原色(RGB)产生器以及数模转换器(DAC)。在此例中，RGB产生器根据光线SL的强度，调整数字化的图像信号的RGB值，并将调整后的结果传送至数模转换器。数模转换器再产生模拟的图像信号SV至液晶面板110。在其它实施例中，视频图像发生器131根据光线SL的强度，调整模拟类型的图像信号。
虽然背光板120作为图像显示系统100的光源，但是液晶面板110的每个像素的亮度由液晶分子的位置决定，其中液晶分子的位置由信号组133控制。通过一个预设电压，便可将每个液晶分子的位置设定成与阴极有关的预设角度，此预设角度可决定相应像素的特定亮度。
背光板120消耗较多的功率，因此，降低背光板120的亮度是节省功率的最有效方法。通过控制信号Sc，便可选择背光板120的驱动电压，进而控制背光板120所产生的光线的强度。举例来说，在图像显示系统100操作在正常模式时，若光线SL的强度大于预设值，则视频图像发生器131以及时序控制器132提供图像信号SV以及图像参考电平信号VCOM至液晶面板110。液晶面板110所呈现的图像的亮度正常，并且不会消耗太多的功率。
在图像显示系统100操作在省电模式下或是其它情况，若背光板120所发射出的光线SL的强度变弱，视频图像发生器131或是时序控制器132将提供调整后的图像信号SV或调整后的图像参考电平信号VCOM以增加液晶面板110所呈现的图像的亮度。在某些可能实施例中，图像显示系统100仅工作在两种模式下，一种是正常模式，另一种是省电模式。然而在另一些实施例中，背光板120所发射出的光线SL的强度可能被设定在不同的强度等级。举例来说，图像显示系统100提供两种省电模式，分别具有80％及50％的功率消耗。在第一种省电模式(具有80％的功率消耗)下，背光板120所发射出的光线SL的强度较弱，并且补偿装置130调整图像信号SV与图像参考电平信号VCOM的一者或两者，使得更多的光线能够穿透液晶分子，从而在液晶面板110上呈现清楚的图像。若在第二种省电模式(具有50％的功率消耗)下，背光板120所发射出的光线SL的强度更弱，则补偿装置130需调整图像信号SV与图像参考电平信号VCOM的一者或两者，以补偿液晶面板110所呈现的图像的亮度。
因此，提出一种图像补偿方法，通过调整对应的图像信号SV及图像参考电平信号VCOM的一者或二者，来补偿在正常模式及省电模式之间所造成的视觉差异。
在本实施例中，图像显示系统100更包括控制器140。控制器140根据电池150的电力或是使用者的设定，提供控制信号SC给背光板120，用于控制背光板120所发出的光线SL的强度。
在图像显示系统100处于省电模式时，若电池150的电力小于预设值，控制器140通过控制信号SC降低光线SL的强度。在某些实施例中，控制器140可能根据其它的因素(如环境温度)，改变光线SL的强度。
在某些实施例中，若图像显示系统100处于省电模式下，或者电池150的电力小于预设值，控制器140可利用程序代码实现，用于降低背光板120所发出的光线SL的强度。
图2是补偿装置130所发出的信号组133的可能实施例。图2的曲线21a(虚线)代表原始图像信号。此原始图像信号是在图像显示系统100处于正常模式时，提供至液晶面板110的图像信号。在图像显示系统100处于省电模式时，通过视频图像发生器131调整图像信号，用于增加图像信号的对比度。曲线21b(实线)表示调整后的图像信号。
在本实施例中，通过提高相对较亮部分的亮度值(或RGB值)并降低相对较暗部分的亮度值(或RGB值)，以增加图像信号的对比度。由于视频图像发生器131增加了图像信号的斜率，因此，液晶面板110在正常模式及省电模式所呈现的图像之间的对比度可被增加，以补偿因背光板120所发射出的光线变暗而产生的视觉差异。不论是在省电模式或正常模式，时序控制器132产生相同的图像参考电平信号22。
图3是补偿装置130所发出的信号组133的另一可能实施例。在本实施例中，视频图像发生器131调整图像信号，用于增加液晶面板110的亮度。举例来说，曲线31a(虚线)及曲线32分别代表图像显示系统100在正常模式下的图像信号以及图像参考电平信号。当图像显示系统100为省电模式时，背光板120所发射出的光线SL的强度降低至预设值。视频图像发生器131调整并输出图像信号，如曲线31b(实线)所示。
不论是在省电模式或正常模式，时序控制器132产生相同的图像参考电平信号32。在省电模式下，视频图像发生器131放大图像信号，用于增加图像信号的亮度值或RGB值。因此，液晶面板110所呈现的图像的亮度也会增加，进而补偿在省电模式及正常模式之间的视觉差异。
图4是补偿装置130所发出的信号组133的另一可能实施例。在本实施例中，通过降低图像信号与图像参考电平信号之间的差异，便可增加液晶面板110所呈现的图像的亮度。当图像显示系统100为正常模式时，时序控制器132所产生的图像参考电平信号如曲线41a(实线)所示。当图像显示系统100为省电模式时，时序控制器132调整其产生的图像参考电平信号，如曲线41b(虚线)所示。
根据图像信号与图像参考电平信号之间的差异，便可确定液晶面板110所呈现的图像的亮度。在本实施例中，不论是在省电模式或正常模式，图像信号42都一样。在进入省电模式时，背光板120所发射出的光线会比在正常模式时的光线暗。因此，时序控制器132调整图像参考电平信号，用于降低图像信号与图像参考电平信号之间的差异。当图像参考电平信号的斜率较大时，图像信号参考的电平会上升至较高，而当图像参考电平信号的斜率较低时，图像信号参考的电平较低。可通过硬件或软件控制图像参考电平信号，用于改变图像参考电平信号的振幅或直流偏压(DC bias)。液晶面板110所呈现的图像的亮度便可被增加，以补偿背光板120较暗的视觉差异。
图5是用于驱动液晶面板110的图像信号的可能实施例。当图像显示系统100为正常模式时，视频图像发生器131所产生的图像信号如曲线51a(虚线)所示。当图像显示系统100为省电模式时，视频图像发生器131所产生的图像信号如曲线51b(实线)所示。
在正常模式下，通过消除图像信号(如曲线51a所示)的切换边缘变形，得到较高的图像锐利度。在省电模式下，较高的图像锐利度会使得液晶面板110所呈现的图像较为灰暗。为了降低图像锐利度，视频图像发生器131调整图像信号51b，通过硬件及软件的一者或二者，平滑上升及下降边缘。调整后的图像信号(如曲线51b所示)用于控制液晶面板110的液晶分子。
穿透液晶面板110的光线量取决于液晶面板110的液晶分子位置，而液晶分子由补偿装置130控制，因此，调整图像信号及图像参考电平信号的一者或二者，便可在背光板120发射较暗的光线时，使液晶面板110所呈现的图像仍然清晰。上述补偿方法可通过模拟或数字方式实现，液晶面板110可为模拟或数字面板。举例来说，在以数字方式操作并且液晶面板110为数字面板的系统中，调整数字化的图像信号中的RGB值，并将结果直接传送至面板。若系统是以数字方式操作，但液晶面板110为模拟面板时，则可将数模转换器置于补偿装置130及液晶面板110之间。
所属技术领域的技术人员可轻易完成的均等改变或润饰均属于本发明所主张的范围，本发明的权利范围应以权利要求书所限定的范围为准。

Claims (21)

1.一种图像补偿方法，适用于图像显示系统，该图像显示系统包括面板以及背光板，该背光板发射光线，该光线穿透该面板，该图像补偿方法包括：
接收图像信号，用于使该图像显示系统呈现图像；以及
根据该光线的强度，调整穿透该面板的光线量。
2.如权利要求1所述的图像补偿方法，其特征在于，该调整步骤是调整该图像信号或图像参考电平信号。
3.如权利要求1所述的图像补偿方法，其特征在于，在正常模式下，该光线的强度等于第一预设值，在省电模式下，该光线的强度等于第二预设值，该第二预设值小于该第一预设值。
4.如权利要求3所述的图像补偿方法，其特征在于，在该省电模式下，增加该图像信号的对比度，以调整该图像信号。
5.如权利要求4所述的图像补偿方法，其特征在于，在该省电模式下，调整该图像信号的亮度值，以增加该图像信号的对比度。
6.如权利要求4所述的图像补偿方法，其特征在于，在该省电模式下，调整该图像信号的三原色值，以增加该图像信号的对比度。
7.如权利要求3所述的图像补偿方法，其特征在于，在该省电模式下，增加该图像信号的亮度，以调整该图像信号。
8.如权利要求3所述的图像补偿方法，其特征在于，在该省电模式下，调整该图像信号与图像参考电平信号之间的差异，以增加穿透该面板的光线量。
9.如权利要求8所述的图像补偿方法，其特征在于，通过硬件或软件的方式调整该图像参考电平信号，以调整该图像信号与该图像参考电平信号之间的差异，或是调整该图像参考电平信号的直流偏压，以调整该图像信号与该图像参考电平信号之间的差异。
10.如权利要求3所述的图像补偿方法，其特征在于，在该省电模式下，调整该图像信号，以减少该图像信号的上升斜率或下降斜率。
11.一种图像显示系统，用于接收图像信号并呈现图像，该图像显示系统包括：
液晶面板；
背光单元，用于发射光线，该背光单元根据控制信号，确定穿透该液晶面板的光线量；以及
补偿装置，根据该光线的强度，改变该液晶面板的液晶分子的位置。
12.如权利要求11所述的图像显示系统，其特征在于，更包括数模转换器，耦合于该液晶面板与该补偿装置之间，该数模转换器将该图像信号由数字类型转换成模拟类型。
13.如权利要求11所述的图像显示系统，其特征在于，该控制信号判断该背光单元操作在正常模式或是在省电模式，在该正常模式下，该光线的强度等于第一预设值，在该省电模式下，该光线的强度等于第二预设值，该第二预设值小于该第一预设值。
14.如权利要求13所述的图像显示系统，其特征在于，在该省电模式下，该补偿装置改变该液晶面板的液晶分子的位置，用于增加穿透该液晶面板的光线量。
15.如权利要求11所述的图像显示系统，其特征在于，该补偿装置通过调整该图像信号与图像参考电平信号之间的差异，来改变该液晶面板的液晶分子的位置。
16.如权利要求11所述的图像显示系统，其特征在于，该补偿装置调整该图像信号，以增加该图像的对比度。
17.如权利要求16所述的图像显示系统，其特征在于，该补偿装置调整该图像信号的亮度值，以增加该图像的对比度。
18.如权利要求16所述的图像显示系统，其特征在于，该补偿装置调整该图像信号的三原色值，以增加该图像的对比度。
19.如权利要求11所述的图像显示系统，其特征在于，该补偿装置调整该图像信号，以增加该图像的亮度。
20.如权利要求11所述的图像显示系统，其特征在于，该控制信号由使用者设定，用于控制该背光单元发射的光线强度。
21.如权利要求11所述的图像显示系统，其特征在于，更包括控制器，用于产生该控制信号，当电池的电力小于临界值时，该控制器产生该控制信号，用于降低该背光单元发射的光线强度。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090318