一种液晶显示器的光学补偿系统的制作方法

xiaoxiao2020-6-26  25

专利名称:一种液晶显示器的光学补偿系统的制作方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器,尤其涉及该液晶显示器的光学补偿系统。
背景技术
在液晶显示器中,由于液晶屏的红、绿、蓝三种颜色的电光特性不一致,其表现为各个灰阶的颜色差异较大,因而需要校正各个灰阶的颜色。尤其地,暗场的灰阶误差非常明显,无法通过白平衡调节来清除各个灰阶的颜色误差。只有各个灰阶的颜色一致后,方能通过亮暗场的白平衡调节,将色温调节到符合预定要求。另一方面,液晶显示器的亮度比较高,为了增加显示器的透亮度,更好地表现颜色,需要对液晶显示器的亮度进行非线性校正。这些,均需要通过对液晶显示器进行Gamma校正(伽马校正)予以实现。具体地,校正 Gamma曲线后,不仅暗场灰阶的颜色明显改善,各个灰阶的颜色误差明显减少,而且暗场颜色细节分明,图像亮度颜色一致,透亮度好,对比度高。一般地,现有技术中的液晶显示器在进行Gamma校正时,多采用电压与 LUT (Look-Up Table,查找表)同步的方式进行。此时,设计人员需要先根据制程选取电压中间值,然后对该电压中间值进行微调以实施优化操作。然而,该校正方式仅仅只是将电压与LUT同步,并不能灵活地根据液晶显示器当前的光学特性来调整LUT中的设定参考值。一旦制程片间差较大,反映在产品上的光学结果将十分不理想,因而将增加产品的不良率。有鉴于此,如何设计一种液晶显示器的光学补偿系统,通过液晶显示器所反馈的电压来调整其光学特性,从而有效地降低因制程漂移所造成的不良率,是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容
针对现有技术中的液晶显示器在伽马校正时所存在的上述缺陷,本发明提供了一种液晶显示器的光学补偿系统。依据本发明的一个方面,提供了一种液晶显示器的光学补偿系统,包括查找表(LUT,Look-Up Table),用于存储多组光感电压的参考电压值;检测电路,包括多个图像传感器,每一图像传感器用于检测预设的灰阶信号,并反馈与所述灰阶信号对应的当前光感电压;伽马缓冲电路,用于接收所述当前光感电压,并将其与上述参考电压值进行比较; 以及控制电路,用于将所述伽马缓冲电路输出的电压转换成相对应的一数字信号,以调节所述液晶显示器的光学特性。 优选地,检测电路包括九个图像传感器,其中,三个图像传感器分别对应于一第一灰阶,另三个图像传感器对应于一第二灰阶,以及剩下的三个图像传感器对应于一第三灰阶。 优选地,光学补偿系统还包括一模拟图像信号处理器,设置于所述LUT和所述液晶显示器之间,用于接收来自所述图像传感器的灰阶信号,并根据亮度大小转换为相应的光感电压。更优选地,伽马缓冲电路还包括一运算放大器阵列,用于接收所述当前光感电压,将其与上述参考电压值进行比较,并产生新的参考电压以存储于所述LUT中。优选地,运算放大器阵列包括一运算模块和一比较模块,其中,运算模块具有三个模拟加法器和三个模拟减法器,其电性连接至所述控制单元以使所述系统工作于正常模式;以及比较模块电性连接至所述控制单元以使所述系统工作于调节模式。优选地,在所述调节模式下,所述LUT电性连接至所述伽马缓冲电路,调节所述 LUT中储存的相应电压以及该电压下的各灰阶光学参考电压。优选地,光学补偿系统还包括一外部调节接口,在正常模式下,外部调节接口与所述伽马缓冲电路电性连接,所述控制单元生成相应的灰阶信号至所述液晶显示器中的图像传感器。优选地,模拟图像信号处理器还包括一模拟加法器、一模拟电平移位器和一比较器,其中,所述模拟加法器接收同一灰阶下的各图像传感器输出的电压并将相加后的结果传送至所述模拟电平移位器,再将移位处理后的电压与所述LUT中所储存的Vlight电压进行比较,以转换为所述运算放大器阵列的参考电压。优选地,该图像传感器镀于所述液晶显示器的遮光区。采用本发明的液晶显示器的光学补偿系统,藉由检测电路中的多个图像传感器来检测预设的灰阶信号,并将该灰阶信号所对应的当前光感电压反馈至伽马缓冲电路,从而利用运算放大器等模拟电路达到调整液晶显示器光学特性的效果。此外,该光学补偿系统在基本不增加成本的条件下,可有效降低因制程漂移所造成的不良率,还可节约设计人员反复调整所需的人力成本。


读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式
以后,将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中,图1示出依据本发明的一个方面的液晶显示器的光学补偿系统的结构框图;图2示出图1的检测电路中的图像传感器的位置示意图;图3示出图1的一优选实施例中的图像传感器用来检测当前光感电压的原理示意图;以及图4示出图1的另一优选实施例中的模拟图像信号处理器的结构框图。
具体实施例方式为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备,可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例,附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而,本领域的普通技术人员应当理解,下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外,附图仅仅用于示意性地加以说明,并未依照其原尺寸进行绘制。下面参照附图,对本发明各个方面的具体实施方式
作进一步的详细描述。图1示出依据本发明的一个方面的液晶显示器的光学补偿系统的结构框图。参照图1,该光学补偿系统包括查找表(LUT,Look-Up Table) 101、伽马缓冲电路103、控制电路105和检测电路107。其中,LUT 101用于存储多组光感电压的参考电压值。检测电路107 设置于液晶显示器内部,其包括多个图像传感器,并且每一图像传感器用来检测预设的灰阶信号,并反馈与该灰阶信号相对应的当前光感电压。在此,简要描述一下“灰阶”的物理含义。通常来说,液晶显示屏幕上人们肉眼所见到的每一个点,即每一个像素,它是由红、绿、蓝三个子像素组成的,即RGB三原色。每一个子像素,其背后的光源都可以显现出不同的亮度级别。而灰阶则表示由最暗到最亮之间不同亮度的层次级别。中间的层次级别越多,液晶显示屏幕所能够呈现的画面效果也就越细腻。以8位面板为例,其能够表现的不同亮度的层次级别为256,则可称为256个灰阶。 LCD屏幕上每个像素,均由不同亮度层次的红色、绿色和蓝色组合起来,最终形成不同的色彩点。亦即,屏幕上每一个点的色彩变化,其实都是由构成这个点的三个RGB子像素的灰阶变化所引起的。伽马缓冲电路103电性连接LUT 101和检测电路107,用于接收来自检测电路107 的当前光感电压,并将该当前光感电压与来自LUT 101的参考电压值进行比较。控制电路 105电性连接至伽马缓冲电路103的输出端,用于将伽马缓冲电路103输出的电压转换成相对应的一数字信号,从而基于该数字信号来调节液晶显示器的光学特性。在一具体实施例中,检测电路107中的图像传感器镀于液晶显示器的遮光区。在另一具体实施例中,该光学补偿系统还包括一模拟图像信号处理器(图中未示),设置于LUT 101和液晶显示器的检测电路107之间,用于接收来自图像传感器的灰阶信号,并根据亮度大小转换为相应的光感电压。此外,伽马缓冲电路103还包括一运算放大器阵列,用于接收模拟图像信号处理器所转换的当前光感电压,将其与上述参考电压值进行比较,并产生新的参考电压以存储于所述LUT 101中。较佳地,伽马缓冲电路103的运算放大器阵列包括一运算模块和一比较模块。其中,运算模块具有三个模拟加法器和三个模拟减法器,其电性连接至控制电路105以使光学补偿系统工作于正常模式。比较模块电性连接至控制电路105以使光学补偿系统工作于调节模式。具体来说,在调节模式下,LUT 101电性连接至伽马缓冲电路103,调节LUT中储存的相应电压以及该电压下的各灰阶光学参考电压。光学补偿系统还包括一外部调节接口,在正常模式下,该外部调节接口与伽马缓冲电路103电性连接,控制电路105生成相应的灰阶信号并将其传送至液晶显示器中的图像传感器。在又一具体实施例中,检测电路107包括九个图像传感器,其中,三个图像传感器分别对应于一第一灰阶,另三个图像传感器对应于一第二灰阶,以及剩下的三个图像传感器对应于一第三灰阶。在此,第一灰阶、第二灰阶和第三灰阶对应于不同亮度,因而其层次级别也不相同。图2示出图1的检测电路中的图像传感器的位置示意图。参照图2,图像传感器 203设置于液晶显示器的遮光区,并且,每个图像传感器像素的周边具有9个薄膜晶体管液晶显示器像素201。本领域的技术人员应当理解,本发明的图像传感器并不仅仅局限于图 2所示的布局或数量,只要图像传感器像素能有效接受特定液晶显示器的光学表现,便可看做本发明的光学补偿系统中的图像传感器单元。图3示出图1的一优选实施例中的图像传感器用来检测当前光感电压的原理示意图。参照图3,背光模块304将背光打到薄膜晶体管液晶显示器的像素301中,以得到相对应的灰阶信号后,利用前铁框内侧的球面反射片302将光收集到图像传感器303上,并由该图像传感器303基于所收集的光信号来输出对应的反馈电压。由前述可知,通过闭环反馈进行调整时,伽马缓冲电路103不仅需要接收该反馈电压,还需接收来自LUT的参考电压。在一具体实施例中,可先挑选接近制程中间电压值的最佳像素400,再将LUT 101 与伽马缓冲电路103电性连接,而将外部调节接口与伽马缓冲电路103电性断开,从而将该系统切换至调节模式,以调整LUT中所储存的对应电压,使其光学表现符合标准。然后再储存该设定下的各灰阶光学参考电压,并计算各灰阶中间电压。最后,将LUT 101与伽马缓冲电路103电性断开,而将外部调节接口与伽马缓冲电路103电性连接,从而将该系统从调节模式切换为正常模式,以便锁定液晶显示器所需要的光学特性。图4示出图1的另一优选实施例中的模拟图像信号处理器的结构框图。参照图4, 模拟图像信号处理器还包括一模拟加法器、一模拟电平移位器和一比较器。其中,模拟加法器接收同一灰阶下的各图像传感器输出的电压(如VFB1、Vfb2和Vfb3),并将相加后的结果传送至模拟电平移位器,再将移位处理后的电压与LUTlOl中所储存的Vlight电压进行比较, 以转换为运算放大器阵列的参考电压。采用本发明的液晶显示器的光学补偿系统,藉由检测电路中的多个图像传感器来检测预设的灰阶信号,并将该灰阶信号所对应的当前光感电压反馈至伽马缓冲电路,从而利用运算放大器等模拟电路达到调整液晶显示器光学特性的效果。此外,该光学补偿系统在基本不增加成本的条件下,可有效降低因制程漂移所造成的不良率,还可节约设计人员反复调整所需的人力成本。上文中,参照附图描述了本发明的具体实施方式
。但是,本领域中的普通技术人员能够理解,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,还可以对本发明的具体实施方式
作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
权利要求
1.一种液晶显示器的光学补偿系统,其特征在于,所述光学补偿系统包括一查找表(LUT,Look-up Table),用于存储多组光感电压的参考电压值;一检测电路,包括多个图像传感器,每一图像传感器用于检测预设的灰阶信号,并反馈与所述灰阶信号对应的当前光感电压;一伽马缓冲电路,用于接收所述当前光感电压,并将其与上述参考电压值进行比较;以及一控制电路,用于将所述伽马缓冲电路输出的电压转换成相对应的一数字信号,以调节所述液晶显示器的光学特性。
2.根据权利要求1所述的光学补偿系统,其特征在于,所述检测电路包括九个图像传感器,其中,三个图像传感器分别对应于一第一灰阶,另三个图像传感器对应于一第二灰阶,以及剩下的三个图像传感器对应于一第三灰阶。
3.根据权利要求1所述的光学补偿系统,其特征在于,所述光学补偿系统还包括一模拟图像信号处理器,设置于所述LUT和所述液晶显示器之间,用于接收来自所述图像传感器的灰阶信号,并根据亮度大小转换为相应的光感电压。
4.根据权利要求3所述的光学补偿系统,其特征在于,所述伽马缓冲电路还包括一运算放大器阵列,用于接收所述当前光感电压,将其与上述参考电压值进行比较,并产生新的参考电压以存储于所述LUT中。
5.根据权利要求4所述的光学补偿系统,其特征在于,所述运算放大器阵列包括一运算模块和一比较模块,其中,所述运算模块具有三个模拟加法器和三个模拟减法器,其电性连接至所述控制单元以使所述系统工作于正常模式;以及所述比较模块电性连接至所述控制单元以使所述系统工作于调节模式。
6.根据权利要求5所述的光学补偿系统,其特征在于,在所述调节模式下,所述LUT电性连接至所述伽马缓冲电路,调节所述LUT中储存的相应电压以及该电压下的各灰阶光学参考电压。
7.根据权利要求5所述的光学补偿系统,其特征在于,所述光学补偿系统还包括一外部调节接口,在所述正常模式下,所述外部调节接口与所述伽马缓冲电路电性连接,所述控制单元生成相应的灰阶信号至所述液晶显示器中的图像传感器。
8.根据权利要求4所述的光学补偿系统,其特征在于,所述模拟图像信号处理器还包括一模拟加法器、一模拟电平移位器和一比较器,其中,所述模拟加法器接收同一灰阶下的各图像传感器输出的电压并将相加后的结果传送至所述模拟电平移位器,再将移位处理后的电压与所述LUT中所储存的Vlight电压进行比较,以转换为所述运算放大器阵列的参考电压。
9.根据权利要求1所述的光学补偿系统,其特征在于,所述图像传感器镀于所述液晶显示器的遮光区。
全文摘要
本发明提供了一种液晶显示器的光学补偿系统,包括查找表,用于存储多组光感电压的参考电压值;检测电路,包括多个图像传感器,每一图像传感器用于检测预设的灰阶信号,并反馈与灰阶信号对应的当前光感电压;伽马缓冲电路,用于接收当前光感电压,并将其与参考电压值进行比较;以及控制电路,用于将伽马缓冲电路输出的电压转换成数字信号,以调节液晶显示器的光学特性。采用本发明,藉由图像传感器来检测预设的灰阶信号,并将该灰阶信号所对应的当前光感电压反馈至伽马缓冲电路,从而利用运算放大器达到调整其光学特性的效果。此外,在基本不增加成本的条件下,可有效降低因制程漂移所造成的不良率,并且节约设计人员反复调整所需的人力成本。
文档编号G09G3/36GK102324225SQ20111030532
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者吴旅瑶 申请人:友达光电股份有限公司

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