TW202205251A - 顯示器的驅動裝置及控制方法 - Google Patents

Abstract

一種顯示器的驅動裝置，包括一影像處理電路、一顯示驅動器以及一光源驅動器。該影像處理電路根據一亮度資料對一第一影像資料進行補償以產生一補償影像資料。該顯示驅動器根據該補償影像資料控制該顯示器的顯示面板在一第一時間點與一第二時間點之間顯示一影像。該光源驅動器在該第一時間點與第二時間點之間的一第三時間點，根據該亮度資料更新該顯示器的背光板的亮度。

Description

顯示器的驅動裝置及控制方法

本發明是有關一種顯示器，特別是調整顯示器背光板亮度的方法。

傳統的液晶顯示器包括一顯示面板及一背光板，顯示面板與背光板的控制需要配合以提昇影像的品質，因此顯示面板與背光板的時序控制便成了相當重要的課題。

本發明的目的，在於提出一種顯示器的驅動裝置及控制方法。

根據本發明，一種顯示器的驅動裝置包括一影像處理電路、一顯示驅動器以及一光源驅動器。該影像處理電路根據一亮度資料對一第一影像資料進行補償以產生一補償影像資料。該顯示驅動器根據該補償影像資料控制該顯示器的顯示面板在一第一時間點與一第二時間點之間顯示一影像。該光源驅動器在該第一時間點與第二時間點之間的一第三時間點，根據該亮度資料更新該顯示器的背光板的亮度。

根據本發明，一種顯示器的控制方法，包括下列步驟：根據一亮度資料對一第一影像資料進行補償獲得一補償影像資料；根據該補償影像資料控制該顯示器的顯示面板在一第一時間點與一第二時間點之間顯示一影像；以及在該第一時間點與第二時間點之間的一第三時間點，根據該亮度資料更新該顯示器的背光板的亮度。

本發明可以改善影像品質，進而改善視覺效果。

在具有區域調光系統(local dimming system)的液晶顯示器中，影像資料需要依據背光板的亮度資料進行補償。圖1提供一多幀連續影像的示意圖，其中包括第M-2~M+1幀(frame)的影像資料。圖2及圖3分別顯示液晶顯示器中顯示面板及背光板的兩種更新時序。如圖2與圖3所示，顯示面板具有n條掃描線L₁ ~L_n (圖中未示出)根據補償後的影像資料a~c與a’~c’依序更新。掃描線L₁ 是在時間t₁ 更新，掃描線L_n/4 是在時間t_n/4 更新，掃描線L_n/2 是在時間t_n/2 ，掃描線L_n 是在時間t_n 更新。背光板具有多個發光元件(例如發光二極體)。背光板根據一亮度資料控制該多個發光元件的亮度。背光板的亮度資料是根據影像資料來決定，並且用於補償影像資料。在圖2與圖3中，背光板的亮度資料A是根據圖1第M-2幀影像資料所決定的。背光板的亮度資料B是根據圖1第M-1幀影像資料所決定的。背光板的亮度資料C是根據圖1第M幀影像資料所決定的。

由於顯示面板是逐條更新掃描線L₁ ~L_n 的影像資料，而背光板是同時更新其所有發光元件的亮度，因此兩者存在著不匹配。在圖2的例子中，第M-1幀補償後的影像資料a是根據下一幀的亮度資料B補償第M-1幀影像所獲得，第M幀補償後的影像資料b是根據下一幀的亮度資料C補償第M幀影像所獲得。在顯示器顯示第M-1幀補償後的影像資料a的過程中，掃描線L₁ 在時間t₁ a更新的資料會維持一個幀的時間，直到時間t₁ b才會被再次更新。由於第M-1幀補償後的影像資料A是根據亮度資料B補償第M-1幀影像所獲得，因此，掃描線L1在時間t₁ a更新的資料所匹配的亮度資料是B。但由於背光板根據亮度資料B更新亮度的時間點較顯示器開始顯示影像資料a的時間點晚了一個幀的時間，因此，掃描線L₁ 在時間t₁ a更新的資料與背光板的亮度只有在時段CP₁ 才匹配。同理，掃描線L_n/4 在時間t_n/4 a更新的資料與背光板的亮度只有在時段CP₂ 才匹配，掃描線L_n/2 在時間t_n/2 a更新的資料與背光板的亮度只有在時段CP₃ 才匹配，掃描線L_n 在時間t_n a更新的資料與背光板的亮度只有在時段CP_n 才匹配。

在圖3的例子中，第M-1幀補償後的影像資料a’是根據同一幀的亮度資料A補償第M-1幀影像所獲得，第M幀補償後的影像資料b’是根據同一幀的亮度資料B補償第M幀影像所獲得。在顯示器顯示第M幀補償後的影像資料b’的過程中，掃描線L₁ 在時間t₁ b更新的資料會維持一個幀的時間，直到時間t₁ c才會被再次更新。由於第M幀補償後的影像資料a是根據亮度資料B補償第M-1幀影像所獲得，因此，掃描線L₁ 在時間t₁ b更新的資料所匹配的亮度資料是B。但由於掃描線L₁ ~L_n 是是依序更新，並且時間點都跟背光板根據亮度資料B更新亮度的時間點不同。因此，掃描線L₁ 在時間t₁ b更新的資料與背光板的亮度只有在時段CP₁ 才匹配。同理，掃描線L_n/4 在時間t_n/4 b更新的資料與背光板的亮度只有在時段CP₂ 才匹配，掃描線L_n/2 在時間t_n/2 b更新的資料與背光板的亮度只有在時段CP₃ 才匹配，掃描線L_n 在時間t_n b更新的資料與背光板的亮度只有在時段CP_n 才匹配。

圖4顯示本發明用以驅動顯示器10的驅動裝置20。圖5是圖4中的顯示器10的實施例。參照圖4及圖5，顯示器10包含一顯示面板12及一背光板14。顯示面板12包括多個顯示區域122，每一個顯示區域122包含多個像素(圖中未示)用以顯示圖像。背光板14位於顯示面板12的下方且具有多個發光區域142，該多個發光區域142分別對應多個顯示區域122，每一個發光區域142包含多個發光元件(圖中未示)，例如發光二極體。參照圖4，驅動裝置20包括一影像處理電路22、一顯示驅動器24及一光源驅動器26。影像處理電路22依序接收影像資料P1與影像資料P2，其中影像資料P1與影像資料P2是代表連續的兩個幀的影像。影像處理電路22在接收影像資料P1後，根據影像資料P1決定一亮度資料B。接著當影像處理電路22接收到影像資料P2後，影像處理電路22會根據亮度資料B對影像資料P2進行補償以產生一補償影像資料Pc。影像處理電路22除了輸出補償影像資料Pc及亮度資料B分別給顯示驅動器24及光源驅動器26之外，影像處理電路22還會提供一垂直同步信號Vsync及一亮度更新信號S分別給顯示驅動器24及光源驅動器26。

圖6顯示圖4中顯示面板12及背光板14的更新時序。基於簡潔，圖6的實施例僅以兩幀連續的影像為例作為說明，但本發明並不以此為限，熟習本技術領域之人士當能理解圖6，並且應用到連續多幀的影像。參照圖4及圖6，在圖6中，垂直同步信號Vsync1位於時間點T1，垂直同步信號Vysnc2位於時間點T2，垂直同步信號Vsync3位於時間點T3。相鄰的兩個垂直同步信號Vsync之間為一個顯示時段。在時間點T1至T2的這個顯示時段，顯示驅動器24根據來自影像處理電路22的補償影像資料Pc控制顯示面板12顯示一影像。如前所述，補償影像資料Pc是根據亮度資料B對影像資料P2進行補償而產生，而亮度資料B是根據影像資料P1計算出來的。顯示驅動器24因應在時間點T1的垂直同步信號Vsync1，在時間點t₁ a與t_n a之間依序更新顯示面板12的多條掃描線L₁ ~L_n 的資料。第一條掃描線L₁ 是在時間t₁ a更新，掃描線L_n/4 是在時間t_n/4 a更新，掃描線L_n/2 是在時間t_n/2 a，最後一條掃描線L_n 是在時間t_n a更新。垂直同步信號Vsync1所在的時間點T1與的更新第一條掃描線L₁ 的時間點t₁ a之間有一時間差Δt1，而更新最條一條掃描線L_n 的時間點t_n a與垂直同步信號Vsync2所在的時間點T2 之間有一時間差Δt2。由於差值Δt1與Δt2很小，實務上幾乎可忽略不計。

圖6所示的控制方法的特徵之一，是光源驅動器26在時間點T1與時間點T2之間(或者更準確的說是在時間點t₁ a與t_n a之間)的時間點T4 ，根據亮度資料B更新背光板14的亮度。具體來說，光源驅動器26因應收到的亮度更新信號S，在時間點T4根據亮度資料B更新背光板14的亮度。亮度資料B包括多個區域資料(圖中未示)分別對應背光板14的多個發光區域142。在一實施例中，每個發光區域142包括一個或多個發光元件(例如發光二極體)。光源驅動器26根據多個區域資料分別控制每一個發光區域142的所有發光元件的亮度。在一實施例中，時間點T4是在時間點T1及時間點T2的中間。在另一實施例中，時間點T4為時間點t_n/2 a，也就是在更新第一條掃描線L₁ 的時間點t₁ a與更新最條一條掃描線L_n 的時間點t_n a的中間。

相較於圖2的控制方法，圖6的控制方法可以被理解為是延後背光板14的更新時間，使更新背光板14亮度的時間點T4晚於時間點T1。或者，更準確的來說，是使更新背光板14亮度的時間點T4晚於更新第一條掃描線L1的時間點t₁ a。

根據圖6的時序，掃描線L₁ 在時間t₁ a更新的資料與背光板14的亮度在時段CP₁ 匹配，掃描線L_n/4 在時間t_n/4 a更新的資料與背光板14的亮度在時段CP_n/4 匹配，掃描線L_n/2 在時間t_n/2 a更新的資料與背光板14的亮度在時段CP_n/2 匹配，掃描線L_n 在時間t_n a更新的資料與背光板14的亮度在時段CP_n 匹配。

在圖2與圖3中，時段CP₁ 和CP_n 的差值過大，可能導致顯示面板上方和下方的顏色或亮度出現明顯差異，造成較差的視覺效果。相較於圖2或圖3的時序圖，圖6的時段CP₁ ~CP_n 顯示較為均勻，並且時段CP₁ ~CP_n 中的最大值與小值的差異明顯變小。因此，圖6的控制方法將可獲得較佳的視覺效果。

影像處理電路22包括一時序控制器(Timing controller)222。如圖7所示，在影像處理電路22中的時序控制器222用於接收影像資料P1及影像資料P2，並且輸出補償影像資料Pc及垂直同步信號Vsync給顯示驅動器24，輸出亮度資料B及亮度更新信號S給光源驅動器26。顯示驅動器24因應垂直同步信號Vsync控制顯示面板12顯示影像。光源驅動器26因應亮度更新信號S在時點間點T4更新背光板14的亮度。時序控制器222包含一延遲電路2222及一局部調光處理器2224。延遲電路222用以延遲垂直同步信號Vsync以產生亮度更新信號S，使得亮度更新信號S在垂直同步信號Vsync輸出經過一段時間後才輸出。局部調光處理器2224依序接收影像資料P1及影像資料P2。局部調光處理器2224會對所接收的影像資料P1進行處理以產生亮度資料B，再利用亮度資料B對影像資料P2進行補償以產生補償影像資料Pc。

請參照圖8。在另一實施例中，影像處理電路22包括一橋接晶片224及一時序控制器226。橋接晶片224依序接收影像資料P1及影像資料P2，並且輸出亮度資料B及亮度更新信號S給光源驅動器26，輸出補償影像資料Pc給時序控制器226。橋接晶片224包含一延遲電路2242及一局部調光處理器2244。延遲電路2242接收來自時序控制器226的垂直同步信號Vsync，並延遲垂直同步信號Vsync以產生亮度更新信號S，使亮度更新信號S在垂直同步信號Vsync輸出經過一段時間後才輸出。局部調光處理器2244依序接收影像資料P1及影像資料P2。局部調光處理器2244處理所接收的影像資料P1產生亮度資料B，再利用亮度資料B對影像資料P2進行補償以產生補償影像資料Pc。時序控制器226接收來自局部調光處理器2244的補償影像資料Pc，並輸出補償影像資料Pc及垂直同步信號Vsync給顯示驅動器24。顯示驅動器24因應該垂直同步信號Vsync控制顯示面板12顯示影像。

圖9顯示光源驅動器26的實施例。圖9的光源驅動器26包括一第一選擇器261、一第二選擇器262、一第一暫存器263、一第二暫存器264、一驅動單元265及一時序控制器266。第一選擇器261連接影像處理電路22、第一暫存器263及第二暫存器264。第一選擇器261根據一選擇信號Se1依序將亮度資料B的第一部分儲存在第一暫存器263以及將該亮度資料B的第二部分儲存在第二暫存器264。第二選擇器262連接第一暫存器263及第二暫存器264，根據選擇信號Se1決定輸出該第一部分或該第二部分。驅動單元265連接第二選擇器263，根據第二選擇器262輸出的第一部分更新背光板14的第一區域的亮度，以及根據第二選擇器263輸出的第二部分更新背光板14的第二區域的亮度。時序控制器266接收亮度更新信號S，並因應亮度更新信號S產生選擇信號Se1以控制第一選擇器261與第二選擇器262依序輸出該亮度資料B的第一部分與第二部分。

從圖9的實施例可以了解，第一暫存器263與第二暫存器264的儲存空間，小於亮度資料B的資料量。這個配置的好處是可以節省光源驅動器26內的暫存器空間，有助於縮小光源驅動器26的面積，以及節省成本。

在前述說明中，亮度資料B是根據影像資料P1來決定，在其他的實施例中，亮度資料B亦可以是以其他的方式來決定，例如根據影像資料P2來決定。因此，本發明提供的方法可以理解為包括以下步驟： 根據一亮度資料對一影像資料進行補償獲得一補償影像資料； 根據該補償影像資料控制一顯示面板在一第一時間點與一第二時間點之間顯示一影像；以及 在該第一時間點與第二時間點之間的一第三時間點，根據該亮度資料更新一背光板的亮度。

以上所述僅是本發明的實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

10:顯示器 12:顯示面板 122:顯示區域 14:背光板 142:發光區域 20:驅動裝置 22:影像處理電路 222:時序控制器 2222:延遲電路 2224:局部調光處理器 224:橋接晶片 2242:延遲電路 2244:局部調光處理器 226:時序控制器 24:顯示驅動器 26:光源驅動器 261:第一選擇器 262:第二選擇器 263:第一暫存器 264:第二暫存器 265:驅動單元 266:時序控制器

圖1顯示提供多幀連續影像的示意圖。 圖2是顯示面板及背光板的更新時序的第一實施例。 圖3是顯示面板及背光板的更新時序的第二實施例。 圖4顯示本發明的驅動裝置的實施例。 圖5顯示圖4中顯示器的實施例。 圖6顯示圖4中顯示面板及背光板的更新時序的一實施例。 圖7顯示圖4中影像處理電路的第一實施例。 圖8顯示圖4中影像處理電路的第二實施例。 圖9顯示光源驅動器的實施例。

10:顯示器

12:顯示面板

14:背光板

20:驅動裝置

22:影像處理電路

24:顯示驅動器

26:光源驅動器

Claims (15)

1. 一種顯示器的驅動裝置，該顯示器包含一顯示面板及一背光板，該驅動裝置包括： 一影像處理電路，執行下列操作： 根據一亮度資料對一第一影像資料進行補償以產生一補償影像資料； 一顯示驅動器，連接該影像處理電路，根據該補償影像資料控制該顯示面板在一第一時間點與一第二時間點之間顯示一影像；以及 一光源驅動器，連接該影像處理電路，在該第一時間點與第二時間點之間的一第三時間點，根據該亮度資料更新該背光板的亮度。
2. 如請求項1的驅動裝置，其中該第三時間點在該第一時間點及該第二時間點的中間。
3. 如請求項1的驅動裝置，其中該亮度資料包括多個區域資料分別對應該背光板的多個發光區域，該光源驅動器根據該多個區域資料分別控制每一該發光區域的亮度。
4. 如請求項1的驅動裝置，其中在對該第一影像資料進行補償之前，該影像處理電路執行的操作更包括： 依序接收一第二影像資料與該第一影像資料；以及 根據該第一影像資料或該第二影像資料決定該亮度資料。
5. 如請求項4的驅動裝置，其中該影像處理電路包括一時序控制器接收該第一影像資料及該第二影像資料，並且輸出該亮度資料及該補償影像資料。
6. 如請求項5的驅動裝置，其中該時序控制器產生一垂直同步信號及一亮度更新信號分別給該顯示驅動器及該光源驅動器，其中該顯示驅動器因應該垂直同步信號控制該顯示面板顯示該影像，該光源驅動器因應該亮度更新信號在該第三時間點更新該背光板的亮度。
7. 如請求項6的驅動裝置，其中該時序控制器包括： 一延遲電路，連接該光源驅動器，用以延遲該垂直同步信號以產生該亮度更新信號，使該亮度更新信號在該垂直同步信號輸出經過一段時間後才輸出； 一局部調光處理器，連接該顯示驅動器及該光源驅動器，處理該第二影像資料產生該亮度資料，並利用該亮度資料對該第一影像資料進行補償以產生該補償影像資料。
8. 如請求項4的驅動裝置，其中該影像處理電路包括： 一橋接晶片，接收該第一影像資料及該第二影像資料，並且輸出該亮度資料及該補償影像資料；以及 一時序控制器，連接該橋接晶片及該顯示驅動器，從該橋接晶片接收該補償影像資料並將該補償影像資料傳送給該顯示驅動器。
9. 如請求項8的驅動裝置，其中該時序控制器產生一垂直同步信號給該顯示驅動器，該顯示驅動器因應該垂直同步信號控制該顯示面板顯示該影像。
10. 如請求項9的驅動裝置，其中該橋接晶片接收該垂直同步信號，並據以產生一亮度更新訊號輸出給該光源驅動器，該橋接晶片包括： 一延遲電路，連接該時序控制器，用以延遲該垂直同步信號以產生該亮度更新信號，使該亮度更新信號在該垂直同步信號輸出經過一段時間後才輸出； 以及 一局部調光處理器，連接該時序控制器，處理該第二影像資料產生該亮度資料，並利用該亮度資料對該第一影像資料進行補償以產生該補償影像資料。
11. 如請求項1的驅動裝置，其中該光源驅動器包括： 一第一暫存器； 一第二暫存器； 一第一選擇器，連接該影像處理電路、該第一暫存器及該第二暫存器，根據一選擇信號依序將該亮度資料的第一部分儲存在該第一暫存器以及將該亮度資料的第二部分儲存在該第二暫存器； 一第二選擇器，連接該第一暫存器及該第二暫存器，根據該選擇信號決定輸出該第一部分或該第二部分；以及 一驅動單元，連接該第二選擇器，根據該第二選擇器輸出的該第一部分更新該背光板的第一區域的亮度，以及根據該第二選擇器輸出的該第二部份分更新該背光板的第二區域的亮度。
12. 一種顯示器的控制方法，該顯示器包含一顯示面板及一背光板，該控制方法包括下列步驟： 根據一亮度資料對一第一影像資料進行補償獲得一補償影像資料； 根據該補償影像資料控制該顯示面板在一第一時間點與一第二時間點之間顯示一影像；以及 在該第一時間點與第二時間點之間的一第三時間點，根據該亮度資料更新該背光板的亮度。
13. 如請求項12的控制方法，其中該第三時間點位在該第一時間點及該第二時間點的中間。
14. 如請求項12的控制方法，其中該背光板包括多個發光區域，每一區域包括多個發光元件，該亮度資料包括多個區域資料分別對應該多個發光區域，該控制該背光板的步驟包括根據每一該區域資料分別控制每一該發光區域中的該多個發光元件的亮度。
15. 如請求項12的控制方法，其中在對該第一影像資料進行補償的步驟之前，該控制方法更包括： 依序接收一第二影像資料與該第一影像資料；以及 根據該第一影像資料或該第二影像資料決定該亮度資料。

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