具有讯框位移背光调节的显示系统及其调节方法

xiaoxiao2020-6-26  18

专利名称:具有讯框位移背光调节的显示系统及其调节方法
技术领域
本发明涉及一种显示系统,特别涉及一种具有背光调节的显示系统及 其调节方法。
背景技术
以电池为电源的可携式电子装置,例如行动电话、个人数字助理 (PDA)、数字相机及数字摄影机等,主要的功率消耗来自显示系统,而显 7J^系统中又以背光装置的消耗功率最大,为了减少显示系统的消耗功率以 延长电池寿命,提出使背光变暗以减少背光装置的消耗功率,以及增加显 示面板的穿透率以维持相同的亮度的技术,此技术即为所谓的背光调节 (backlight scaling)技术。以穿透式薄膜晶体管液晶显示(Thm Film Transistor Liquid Ctrystal Display, TFT-LCD)系统为例,在TFT-LCD面板 上观察到的亮度L与背光亮度(backlight luminance)b及TFT-LCD面板的 穿透率t(x)的关系式为
L=t(x). b …(公式1)
其中,穿透率t(x)为像素值X的函数。背光装置消耗的功率与背光亮度b 成强烈正相关,亦即背光亮度b越大所消耗的功率就越多,相反地, TFT-LCD面板的消耗功率几乎是固定的而与其穿透率t(x)无关,通过背光 调节降低背光亮度b减少消耗功率,以及增加TFT-LCD面板的穿透率t(x) 维持相同的亮度L,使经背光调节后的影像与原影像在每一个像素的亮度 上相同,因此在经背光调节后影像不会有精确度的损失,达到降低显示系 统的消耗功率以延长电池寿命的目的。此外,对TFT-LCD面板而言,较 高的穿透率可以减少液晶的漏光现象增加影像的质量。
图1为现有具有背光调节的显示系统100, 一讯框n的像素值x(n)由
像素序列接口经输入连接器110输入至时间控制器130并储存至讯框 (frame)缓冲器120中,低压输入VCC及GND经输入连接器110至直流/ 直流转换器及伽玛电压产生器140以产生适当的电源提供给时间控制器 130、扫描驱动器集成电路(IC)152及信号驱动器IC 154,背光驱动器150 经连接器112耦接高压输入HV—VDD及HV—GND。时间控制器130从讯 框缓冲器120取出讯框n的所有像素值x(n)以算出讯框n的灰阶或然率分 布产生一直方图,根据该直方图产生讯框n的最佳背光亮度b(n),以及根 据最佳背光亮度b(n)重新计算讯框n的所有像素值x(n)产生新的像素值x' (n),接着时间控制器130将新的像素值x' (n)提供给信号驱动器IC 154 及扫描驱动器IC 152,以驱动显示面板(例如一 TFT-LCD面板)160产生对 应的穿透率t(x'),以及将最佳背光亮度b(n)提供给背光驱动器150驱动 背光装置170产生背光172给显示面板160,以显示出讯框n的图像。在 现有的显示系统100中,需要讯框缓冲器120在直方图产生前储存讯框n 的所有像素值以达到实时的背光调节,由于讯框缓冲器120由巨大的内存 所组成,导致制造成本过高。

发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具有框位移背光调节的显示系统及其调 节方法,通过该显示系统及其调节方法以降低成本。
为达到上述目的,本发明提供一种具有讯框位移背光调节的显示系统, 其包括一时间控制器根据当前讯框的像素信号产生一背光亮度,并根据该 背光亮度计算下一讯框的像素信号, 一显示面板根据该第二讯框重新计算 后的像素信号产生对应的穿透率,以及一背光装置根据该背光亮度产生一 背光提供给该显示面板以显示该第二讯框的影像。
本发明的另一方案是提供一种显示系统的讯框位移背光调节方法,包
括下列步骤根据当前讯框的像素信号产生一背光亮度;根据该背光亮
度重新计算下一讯框的像素信号;以及根据该下一讯框重新计算后的像素 信号及该背光亮度显示该下一讯框的影像。
本发明由于采用了上述的技术方案,使之与现有技术相比,具有以下的优点和积
极效果本发明利用当前讯框的像素信号调节显示下一讯框的背光亮度及 显示面板的穿透率,以讯框位移的方式进行背光调节,因此不需庞大的讯 框缓冲器储存讯框信号,且此讯框位移的概念可应用于白背光装置及彩色 背光装置,达到降低成本的目的。


图1为现有具有背光调节的显示系统的示意图;以及
图2为本发明具有讯框位移背光调节的显示系统的示意图。
具体实施例方式
以下将结合附图对本发明的具有讯框位移背光调节的显示系统及其调节方法作进 一步的详细描述。
图2为根据本发明的一个实施例,具有讯框位移背光调节的显示系统200包括 直流/直流转换器及伽玛电压产生器230经输入连接器210耦接低压输入VCC及GND , 以产生电源提供给时间控制器220、扫描驱动器IC 242及信号驱动器IC 244,背光驱 动装置240经连接器212耦接高压输入HV一VDD及HV—GND,信号驱动器IC 244及 扫描驱动器IC 242组成的驱动装置根据时间控制器220产生的像素信号驱动显示面板 250,以及背光装置260由背光驱动装置240根据时间控制器220产生的背光亮度而驱 动,以产生背光262提供给显示面板250。当第一个讯框的像素信号x(l)从像素序列 接口经输入连接器210及时间控制器220输入至信号驱动IC 244时,时间控制器220 计算像素信号x(l)得到第一个讯框对应的统计图hl,并根据统计图hl产生对应的背 光亮度b(l),当第二个讯框的像素信号x(2)从像素序列接口经输入连接器210输入时 间控制器220时,时间控制器220根据背光亮度b(l)重新计算像素信号x(2)产生像素 信号x' (2)提供给信号驱动器IC244以驱动显示面板250产生对应的穿透率t(x' ,2), 背光驱动装置240根据时间控制器220提供的背光亮度b(l)驱动背光装置260产生背 光262给显示面板250以显示第二个讯框的影像,此时,时间控制器220计算像素信 号x(2)得到第二个讯框对应的统计图h2,并根据统计图h2产生对应的背光亮度b(2) 进行第三个讯框的背光调整,换言之,在本发明中,公式l可修正为
L(n)=t(x',n)*b(n-l) ……(公式2)
其中,L(n)为第n个讯框在显示面板250上被观察到的亮度,x'为第n 个讯框的像素信号x经第n-l个讯框产生的背光亮度b(n-l)重新计算后的 像素信号。由于相邻的讯框典型地具有非常相似的统计图,且人类的眼睛 无法察觉在二个连续讯框之间的差异,因此利用当前讯框(第n-1个讯框) 的像素信号的统计图得到下一讯框(第n个讯框)的背光亮度及对应的像素 信号并不会影响到影像的质量,如此以当前讯框(第n-l个讯框)的像素信 号进行下一讯框(第n个讯框)的背光调整,仅需要少量的像素缓冲器进行 处理,而不需庞大的讯框缓冲器,达到减少背光装置260消耗功率及降低 成本的目的。
此外,由于显示系统200能显示的像素信号具有一范围,若经背光调
节后产生的像素信号不在该范围内,则会导致显示系统200显示的影像失
真,因此最佳的背光亮度系在使像素信号超出该范围中的最小值,例如当
显示系统200能显示的像素信号范围在0~255时,在未经背光调节的情况
下,亦即当背光亮度b=l时,若当前讯框的像素信号的直方图分布在
10~100,则根据当前讯框产生的背光亮度的最小值b加n为^,由于在本
发明中,当前讯框产生的背光亮度系提供给下一讯框进行背光调节,且下
一讯框的像素信号不会与当前讯框的像素信号完全相同,因此取b二丄以避
2
免下一讯框的像素信号经背光调节后超出0~255的范围造成影像失真。在
此范例中,背光亮度由l减少为丄,故消耗功率减少为原来的丄。
2 2
在一实施例中,讯框的像素由红色、绿色及蓝色次像素构成,显示面
板250包括TFT-LCD面板,背光装置260包括由白光光源及彩色滤光片 组成的白背光装置,其中白光光源包括冷阴极荧光灯(CCFL)、白光发光二 极管(WLED)、白光有机发光二极管(WOLED)或由红色、绿色及蓝色光源 混合产生的白光,以及讯框的像素信号x包括灰阶值,时间控制器220统 计讯框的像素灰阶值产生该像素灰阶值的直方图,并根据该灰阶值的直方 图产生白光背光亮度bw,次像素的亮度经由白光背光亮度bw及各色穿透 率的乘积决定<formula>formula see original document page 8</formula>
其中,LR、 Le及LB分别为红色、绿色及蓝色次像素的亮度,tR、 tc及tB分别为显示面 板250对应红色、绿色及蓝色次像素的穿透率,经由调整k、 tc及tB以产生不同的颜 色显示在显示面板250上,例如当红色、绿色及蓝色的亮度比I^: Lc: U为3: 6: 1 时,显示在显示面板250上的颜色为白色。
在另一实施例中,背光装置260包括由色彩光源组成的彩色背光装置,例如背光 装置260具有红色光源、绿色光源及蓝色光源,以及讯框的像素信号x包括色彩值, 例如红色、绿色及蓝色色彩值,时间控制器220统计讯框的像素色彩值产生该像素色 彩值的直方图,并根据该色彩值的直方图产生对应的色光背光亮度bK、 bc及be,次像 素的亮度经由色光背光亮度bR、 bc及bB及各色穿透率的乘积决定,因此公式3可修 正为<formula>formula see original document page 8</formula>其中,bR、 bG及bB分别为红光背光亮度、绿光背光亮度及蓝光背光亮度。公式4可应
用在空间(spatial)及时间(temporal)二种合成颜色的方法中,例如经由将彩色滤光片放置 在一 TFT-LCD显示面板上而实现空间合成颜色的方法,或者经由在非常短的时间周期 中连续地产生红色、绿色及蓝色使人类视觉无法察觉的时间上的差异而实现时间合成 颜色的方法,此时间合成颜色的方法称为色彩连续显示(color sequential display),由于 空间合成颜色的方法为一个像素中红色、绿色及蓝色成分分别由红色、绿色及蓝色次 像素显示,而时间合成颜色的方法为一个像素中红色、绿色及蓝色成分使用相同的像 素结构,因此时间合成颜色的方法可提升像素密度,而增加显示面板分辨率或减少显 示面板的尺寸。
在不同的实施例中,彩色背光装置包括色彩光源及色彩转换单元,该色彩光源包 括蓝色光源,例如蓝色发光二极管或蓝色有机发光二极管,以及讯框的像素信号x包 括蓝色色彩值,时间控制器220统计讯框的像素的蓝色色彩值产生蓝色色彩值的直方 图,并根据该蓝色色彩值的直方图产生蓝色光背光亮度bB进行背光调节以产生蓝色亮 度Lb,经由色彩转换单元根据蓝色亮度LB产生对应的红色亮度LR及绿色亮度LG
以上介绍的仅仅是基于本发明的较佳实施例,并不能以此来限定本发明的范围。 任何对本发明的测量装置作本技术领域内熟知的步骤的替换、组合、分立,以及对本 发明实施步骤作本技术领域内熟知的等同改变或替换均不超出本发明的揭露以及保护 范围。
权利要求
1. 一种具有讯框位移背光调节的显示系统,包括一时间控制器,统计一第一讯框的像素信号产生一背光亮度,以及根据该背光亮度重新计算一第二讯框的像素信号;一显示面板,根据该第二讯框重新计算后的像素信号产生对应的穿透率;以及一背光装置,根据该背光亮度产生一背光提供给该显示面板以显示该第二讯框的影像。
2. 如权利要求1所述的显示系统,其特征在于,所述第一讯框及所述 第二讯框为相邻的二个讯框。
3. 如权利要求1所述的显示系统,其特征在于,更包括一驱动装置根 据所述第二讯框重新计算后的像素信号驱动所述显示面板。
4. 如权利要求3所述的显示系统,其特征在于,所述驱动装置包括信 号驱动器集成电路及扫描驱动器集成电路。
5. 如权利要求1所述的显示系统,其特征在于,更包括一背光驱动装 置根据所述背光亮度驱动所述背光装置。
6. 如权利要求1所述的显示系统,其特征在于,所述像素信号包括灰 阶值。
7. 如权利要求1所述的显示系统,其特征在于,所述像素信号包括色彩值。
8. 如权利要求1所述的显示系统,其特征在于,所述背光亮度包括白 光背光亮度。
9. 如权利要求1所述的显示系统,其特征在于,所述背光亮度包括色 光背光亮度。
10. 如权利要求1所述的显示系统,其特征在于,所述显示面板包括薄 膜晶体管液晶显示面板。
11. 如权利要求1所述的显示系统,其特征在于,所述背光装置包括彩 色背光装置或白背光装置。
12. 如权利要求11所述的显示系统,其特征在于,所述彩色背光装置 包括红色光源、绿色光源及蓝色光源。
13. 如权利要求11所述的显示系统,其特征在于,所述彩色背光装置 包括一色彩光源;以及 一色彩转换单元。
14. 如权利要求13所述的显示系统,其特征在于,所述色彩光源包括 蓝色光源。
15. 如权利要求14所述的显示系统,其特征在于,所述蓝色光源包括 蓝色发光二极管或蓝色有机发光二极管。
16. 如权利要求11所述的显示系统,其特征在于,所述白背光装置包括一白光光源;以及一彩色滤光片。
17. 如权利要求16所述的显示系统,其特征在于,所述白光光源包括以下之一冷阴极荧光灯、白光发光二极管、白光有机发光二极管或由红色、,绿色及蓝色光源混合产生的白光。
18. —种显示系统的讯框位移背光调节方法,包括下列歩骤根据当前讯框的像素信号产生一背光亮度; 根据该背光亮度重新计算下一讯框的像素信号;以及 根据该下一讯框重新计算后的像素信号及该背光亮度显示该下一讯 框的影像。
19. 如权利要求18所述的讯框位移背光调节方法,其特征在于,所述 产生该背光亮度的步骤包括下列步骤统计该当前讯框的像素的灰阶值以产生该灰阶值的直方图;以及 根据该灰阶值的直方图产生一白光背光亮度。
20. 如权利要求18所述的讯框位移背光调节方法,其特征在于,所述 产生该背光亮度的步骤包括下列步骤统计该当前讯框的像素的色彩值产生该色彩值的直方图;以及 根据该色彩值的直方图产生该色彩值颜色的色光背光亮度。
全文摘要
一种具有讯框(frame)位移背光调节的显示系统及其调节方法,利用讯框位移的方式,以当前讯框的像素信号调节显示下一讯框影像的背光亮度及像素信号,因此省略储存讯框像素信号的讯框缓冲器,达到降低成本的目的。
文档编号G09G3/34GK101388176SQ20071014743
公开日2009年3月18日 申请日期2007年9月12日 优先权日2007年9月12日
发明者刘景萌, 魏维信 申请人:立锜科技股份有限公司

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