液晶显示器及其局部调光控制方法
专利名称：液晶显示器及其局部调光控制方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及液晶显示器及其局部调光控制方法。
背景技术：
液晶显示器已经广泛用于个人计算机(例如，笔记本PC)、办公自动化设备、音频/ 视频设备、室内/户外广告显示设备等。液晶显示器使用薄膜晶体管(TFT)作为开关元件来显示图像。占据液晶显示器大多数的背光式液晶显示器控制施加于液晶层的电场并且调制来自背光单元的光，由此显示图像。液晶显示器的图像质量取决于其对比度特性。仅使用控制施加于液晶层的数据电压以调制液晶层的透光率的方法来改善对比度特性是有局限性的。作为一种解决方案，已经提出一种背光调光法来改善对比度特性。该背光调光法根据在液晶显示器上显示的图像来调节背光单元的亮度。背光调光法包括一种用于调节液晶显示器的整个显示表面的亮度的全局调光法，以及一种用于控制液晶显示器的局部显示表面的亮度的局部调光法。全局调光法可以提高在两个相邻帧之间所测量的动态对比度。局部调光法可以在一个帧内控制液晶显示器的局部显示表面的亮度，由此提高使用全局调光法难以提高的静态对比度。最近基于各种图象处理技术的发展开发了能够选择性地实现二维QD)图像和三维(3D)图像的液晶显示器。已经考虑应用局部调光法来实现3D图像，以改善对比度并减小功耗。在相关技术的局部调光技术中，将背光单元分为多个块。该局部调光技术调节该多个块中各块的调光值，由此提高属于显示亮图像的块的背光单元的亮度，而降低属于显示暗图像的块的背光单元的亮度。像素数据的调制可以补偿局部调光技术所造成的背光单元的亮度的不足。基于通过各块的背光单元的光量的分析结果所获得的像素增益值，来执行像素数据的调制。图1例示了相关技术的局部调光技术中用于像素数据的补偿。如图1所示，在第N 帧与第(N+1)帧之间的垂直空时段VB中输出在第N帧中的各块的调光值。基于第N帧的各块的调光值来获得第N帧的像素增益值，然后利用第N帧的像素增益值补偿要在第(N+1) 帧中显示的数据。在图1中，Vsync表示垂直同步信号，而DE表示数据使能。在实现2D图像时不难应用相关技术的局部调光技术。然而，在实现3D图像时应用相关技术的局部调光技术，会产生以下问题。已知存在几种用于实现3D图像的方法。在这几种方法中，液晶快门眼镜法以帧为单位在显示元件上交替显示左眼数据和右眼数据，并与显示定时同步地打开或关闭液晶快门眼镜的左眼快门和右眼快门，由此实现3D图像。在显示左眼数据的多个帧期间，液晶快门眼镜仅打开左眼快门，而在显示右眼数据的多个帧期间仅打开右眼快门，由此以时分方式产生双眼相差(binocular disparity)。具体地说，利用液晶快门眼镜法的液晶显示器最近由这样的方法(称为“LBRB”法)来驱动在相邻的左眼数据帧和右眼数据帧之间插入黑帧(black frame)，以解决由液晶的响应特性延迟导致的图像拖尾现象。在“LBRB”法中，“L”指左眼数据帧，“R”指右眼数据帧，而“B”表示黑帧。然而，如图2所示，如果在实现3D图像时应用相关技术的局部调光技术，则在要在左或右眼数据帧L/R中显示的数据中产生了灰度级饱和。这是因为向要在左或右眼数据帧 L/R中显示的数据应用了正好在该左或右眼数据帧L/R之前的黑帧B中计算出的像素增益值。基于使得利用包括要进行局部调光的相应像素的块的调光值根据到达所述要进行局部调光的相应像素的总光量(即，调光光量)而获得的亮度等于根据到达不进行局部调光的相应像素的总光量(即，非调光光量)而获得的亮度所需要的数据，来确定像素增益值。通过将具有固定值的该非调光光量除以该调光光量来计算像素增益值。因此，当调光光量小于非调光光量时，相应像素的像素增益值增加。由于调光光量较小，因而黑帧B中计算出的像素增益值增大。因为数据的向上调制宽度随着像素增益值的增加而增加，因此，在高灰度级部分产生了灰度级饱和。换句话说，在以与实现2D图像相同的方式在实现3D图像时应用的相关技术的局部调光技术中，基于在当前帧中获得的调光值计算当前帧的像素增益值，并将该像素增益值用于补偿下一帧的数据。因此，应用于下一帧的像素增益值不适合相邻帧(例如，值B和L或帧B和R)之间相关性不大的3D模式。灰度级饱和增大了 3D重影并降低了显示质量。
发明内容
本发明的实施方式提供了在实现2D图像和3D图像时能够改善显示质量的液晶显示器及其局部调光控制方法。在一个方面，提供了一种液晶显示器，该液晶显示器包括液晶显示面板，其被配置成响应于模式信号而选择性地显示2D图像和3D图像；包括多个光源的背光单元，所述背光单元向所述液晶显示面板提供光；背光驱动电路，其被配置成基于多个预先确定的块中的各块的调光值，来单独地驱动所述多个预先确定的块，所述多个预先确定的块分别包括所述多个光源；以及局部调光控制电路，其被配置成基于第一帧中各块的调光值计算像素增益值，将所述像素增益值应用于排列在所述第一帧之后的第二帧的数据补偿，并且响应于所述模式信号来改变针对所述数据补偿应用像素增益值的时刻。局部调光控制电路响应于用于实现2D图像的2D模式信号基于第N帧中获得的各块的调光值来计算第(N+1)帧中的像素增益值，并将该像素增益值应用于第(N+1)帧的数据补偿，其中，N是正整数。局部调光控制电路响应于用于实现3D图像的3D模式信号使第N帧中获得的各块的调光值延迟预定时段，基于第N帧的各块的经延迟的调光值计算第 (N+4)帧中的像素增益值，并将该像素增益值应用于第(N+4)帧的数据补偿。以左眼数据帧、黑帧、右眼数据帧和黑帧的顺序在液晶显示板上显示3D图像。局部调光控制电路包括延迟单元，其被配置成响应于2D模式信号而使各块的调光值旁路通过，并响应于3D模式信号而使各块的调光值延迟3个帧，以输出各块的经延迟的调光值；增益值计算单元，其被配置成计算像素增益值；以及数据调制单元，其被配置成将像素增益值乘以第(N+1)帧的数据或第(N+4)帧的数据。在另一个方面，提供了一种液晶显示器的局部调光控制方法，该液晶显示器包括响应于模式信号而选择性显示2D图像和3D图像的液晶显示面板和包括多个光源并向所述液晶显示面板提供光的背光单元，所述局部调光控制方法包括以下步骤(A)基于多个预先确定的块中的各块的调光值，单独地驱动所述多个预先确定的块，其中，所述多个预先确定的块各包括所述光源；以及(B)基于第一帧中各块的调光值计算像素增益值，将所述像素增益值应用于排列在所述第一帧之后的第二帧的数据补偿，并且响应于所述模式信号来改变针对所述数据补偿应用像素增益值的时刻。
附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，这些附图例示了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中图1例示了相关技术的局部调光技术中对像素数据的补偿；图2例示了当实现3D图像时应用相关技术的局部调光技术产生灰度级饱和的原因；图3例示了根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器；图4例示了局部调光控制电路的示例性结构；图5例示了将表面光源分成多个块以实现局部调光方法的示例；图6例示了围绕包括相应像素的块的尺寸为PXP的分析区域，其中P是块的数目；图7例示了在3D模式下实现调光值输出、像素增益值计算和数据调制时的定时；图8例示了在2D模式下实现调光值输出、像素增益值计算和数据调制时的定时；图9例示了在3D模式下比较相关技术和本发明的示例性实施方式之间的操作和效果的结果；以及图10顺序地例示了根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器的局部调光控制方法的各个阶段。
具体实施例方式下面将详细描述本发明的实施方式，在附图中例示出了其示例。图3示出了根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器。如图3所示，根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器包括液晶显示面板10、定时控制器11、数据驱动电路12、 选通驱动电路13、局部调光控制电路14、背光驱动电路15、背光单元16和液晶快门眼镜 (shutter glaSSeS)20。根据本发明的实施方式的液晶显示器响应于从用户接口(未示出) 接收到的模式信号2D/3D MODE (模式)而选择2D模式和3D模式其中之一。液晶显示面板10包括上玻璃基板、下玻璃基板以及位于上玻璃基板和下玻璃基板之间的液晶层。多条数据线DL和多条选通线GL在液晶显示面板10的下玻璃基板上彼此交叉。根据数据线DL和选通线GL的交叉结构，以矩阵形式在液晶显示面板10上布置多个液晶单元Clc。该多个液晶单元Clc中的各液晶单元Clc包括薄膜晶体管TFT、连接到薄膜晶体管TFT的像素电极1和存储电容器Cst等。在液晶显示面板10的上玻璃基板上形成黑底、滤色器和公共电极2。在垂直电场驱动方式(如，扭曲向列(TN)模式和垂直对准(VA)模式)中，公共电极2形成在上玻璃基板上。在水平电场驱动方式(如，面内切换(IPS)模式和边缘场切换(FFS)模式)中，公共电极2与像素电极1 一起形成在下玻璃基板上。该多个液晶单元Clc各自都包括用于显示红色图像的红色(R)液晶单元、用于显示绿色图像的绿色(G)液晶单元和用于显示蓝色图像的蓝色(B)液晶单元。R、G和B液晶单元形成单位像素。偏振板分别附接于液晶显示面板10的上和下玻璃基板。在与上玻璃基板和下玻璃基板中的液晶接触的内表面上分别形成用于设定液晶的预倾角的配向层。定时控制器11向局部调光控制电路14提供从系统板(未示出，其上安装有视频源)接收的数字视频数据RGB，并且向数据驱动电路12提供经局部调光控制电路14补偿的调制数据R’ G’ B’。在以下描述中，数字视频数据RGB指用于以2D模式实现2D图像的数据，并且指用于在3D模式下实现3D图像的左眼数据、右眼数据和黑数据(black data)。定时控制器11从系统板接收定时信号VSynC、HSynC、DE和DCLK，并基于定时信号 Vsync,Hsync,DE和DCLK来生成用于分别控制数据驱动电路12和选通驱动电路13的操作定时的数据定时控制信号DDC和选通定时控制信号GDC。定时控制器11可以响应于模式信号2D/3D MODE进行不同的操作。在2D模式下，定时控制器11将插入帧(interpolation frame)插在以60Hz的帧频率输入的2D图像信号的帧之间，并且将数据定时控制信号DDC 的频率乘以选通定时控制信号⑶C的频率。因此，定时控制器11可以以(60XJ)Hz的帧频率来控制数据驱动单元12的操作和选通驱动单元13的操作，其中，J是等于或大于2的正整数。在3D模式下，定时控制器11将黑帧(black frame)插在以60Hz的帧频率输入的左眼数据和右眼数据的帧之间，并且将数据定时控制信号DDC的频率乘以选通定时控制信号 ⑶C的频率。因此，定时控制器11可以以(60XK)Hz的帧频率来控制数据驱动单元12的操作和选通驱动单元13的操作，其中，K是等于或大于4的正整数。此外，在3D模式下，定时控制器11生成快门控制信号CST，并响应于该快门控制信号CST控制液晶快门眼镜20的操作。数据驱动电路12包括多个数据驱动集成电路(IC)。各数据驱动IC包括移位寄存器，其用于对时钟进行采样；寄存器，其用于临时存储输入数据；锁存器，其响应于从移位寄存器接收的时钟来存储对应于各行的数据，并且同时输出对应于各行的数据；数模转换器(DAC)，其用于基于伽马基准电压来选择与从锁存器接收的数字数据相对应的正负伽马电压；多路选择器，其用于对接收从正负伽马电压转换的模拟数据的数据线DL进行选择；输出缓冲器，其连接在多路选择器和数据线DL之间。数据驱动电路12在定时控制器 11的控制下对调制数据R’ G’ B’进行锁存，并且使用正负伽马补偿电压将锁存的调制数据 R’G’B’转换成正负模拟数据电压。然后，数据驱动电路12向数据线DL提供正负模拟数据电压。选通驱动电路13包括多个选通驱动IC。各个选通驱动IC包括移位寄存器；电平转换器，其用于将移位寄存器的输出信号转换到适用于液晶单元的TFT驱动的摆幅宽度； 输出缓冲器等。选通驱动电路13在定时控制器11的控制下顺序地输出选通脉冲(或扫描脉冲)，并且向选通线GL提供选通脉冲。因此，选择了接收数据电压的水平线。选通驱动电路13可以通过板内选通(GIP :gate-in-panel)工艺直接形成在液晶显示板10的下玻璃基板上。电平转换器可以与定时控制器11 一起安装在控制板(未示出)上。局部调光控制电路14分析从定时控制器11接收的数字视频数据RGB，并获取从背光单元16划分出的多个块中各块的代表值。局部调光控制电路14基于各块的代表值来确定用于控制背光单元16的多个光源的各块的调光值DIM。局部调光控制电路14计算对由各块的调光值DIM所造成的亮度降低进行补偿的像素增益值，然后基于该像素增益值对数字视频数据RGB进行补偿，由此生成调制数据R' G' B'。局部调光控制电路14响应于模式信号2D/3D MODE在不同时刻应用用于数据补偿的像素增益值。更具体地说，在2D模式下，局部调光控制电路14基于第N帧中获得的各块的调光值DIM计算第(N+1)帧中的像素增益值，其中，N是正整数。此外，在2D模式下，局部调光控制电路14向第(N+1)帧的数据补偿应用第(N+1)帧的像素增益值。在3D模式下，局部调光控制电路14使第N帧中获得的各块的调光值DIM延迟预定时段，然后基于各块的经延迟的调光值DIM计算第(N+4)帧中的像素增益值。此外，在3D模式下，局部调光控制电路14向第(N+4)帧的数据补偿应用第(N+4)帧的像素增益值。局部调光控制电路14可以安装在定时控制器11的内部。背光驱动电路15基于从局部调光控制电路14接收的各块的调光值DIM，使用具有变化的占空比的脉冲宽度调制(PWM)信号来驱动属于各块的光源。基于PWM信号的占空比来有差异地控制光源的开启时间。包括多个光源的背光单元16向液晶显示面板10提供光。作为背光单元16的表面光源以矩阵形式分成多个块。背光单元16可以实现为侧光式背光单元和直下式背光单元中的一种。在直下式背光单元16中，在液晶显示面板10之下堆叠多个光学片和散射板， 并且多个光源位于散射板之下。在侧光式背光单元16中，在液晶显示面板10之下堆叠多个光学片和导光板，并且多个光源位于导光板的侧面。背光单元16的多个光源可以实现为点光源，如发光二极管(LED)。在3D模式下驱动液晶快门眼镜20。液晶快门眼镜20包括独立电控制的左眼快门STL和右眼快门STR。左眼快门STL和右眼快门STR中每一个都包括第一透明基板、第一透明基板上形成的第一透明电极、第二透明基板、第二透明基板上形成的第二透明电极以及置于第一透明基板和第二透明基板之间的液晶层。向第一透明电极施加基准电压，并向第二透明电极施加开(ON)或关(OFF)电压。当向第二透明电极施加开电压时，左眼快门 STL和右眼快门STR中各快门响应于快门控制信号CST传送来自液晶显示板10的光。另一方面，当向第二透明电极施加关电压时，左眼快门STL和右眼快门STR中的每一个都阻挡来自液晶显示板10的光。液晶快门眼镜20在显示左眼数据的多个帧期间仅打开左眼快门 STL，而在显示右眼数据的多个帧期间仅打开右眼快门STR，由此以时分方式产生双眼相差 (binocular disparity)。图4例示了局部调光控制电路14的示例性结构。如图4所示，局部调光控制电路14包括图像分析单元141、调光值确定单元142、 延迟单元143、选择单元144、光量获得单元145、增益值计算单元146和数据调制单元147。如图5所示，图像分析单元141分析多个虚拟块BLK[1，1]至BLK[n，m]中的各虚拟块中分配给第N帧的数字视频数据RGB，以获得各个块BLK[1，1]至BLK[n，m]的代表值， 其中所述多个块BLK[1，1]至BLK[n，m]是从液晶显示面板10的显示表面以矩阵形式划分的。此外，可以通过根据相应块中包含的像素的数字视频数据RGB获得最大灰度级、并将相应块的最大灰度级的和除以该相应块中包含的像素数来计算各块的代表值。调光值确定单元142将从图像分析单元141接收的各块的代表值映射到预先设定的调光曲线，并且确定各块的调光值DIM。调光曲线可以实现为查找表。各块的调光值DIM可以与各块的代表值成比例。如图7和图8所示，调光值确定单元142在相邻帧之间的垂直空时段VB中输出第N帧的各块的调光值DIM。在3D模式下，延迟单元143使从调光值确定单元142接收到的各块的调光值 DIM延迟预定时段，并输出各块的经延迟的调光值DIM_D。作为对应于用于实现3D图像的 “LBRB”法的操作，延迟单元143对诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync以及数据使能DE的定时信号进行计数，并基于计数的结果使各块的调光值DIM延迟3个帧。在2D 模式下，延迟单元143使从调光值确定单元142接收到的各块的调光值DIM没有延迟时段地旁路通过。选择单元144响应于模式信号2D/3D MODE选择性地输出从延迟单元143接收到的各块的经延迟的调光值DIM_D或各块的旁落通过的调光值DIM。在3D模式下，光量获得单元145获得到达不经受局部调光的各像素的光量(即， 具有固定最大值的非调光光量)，并且利用各块的经延迟的调光值DIM_D来获得到达经受局部调光的各像素的光量(即，调光光量)。在2D模式下，光量获得单元145获得到达不经受局部调光的各像素的光量(即，具有固定最大值的非调光光量)，并且利用各块的旁路通过的调光值DIM来获得到达经受局部调光的各像素的光量(即，调光光量)。非调光光量表示当背光单元16的所有光源都以最大亮度开启时到达相应像素的总光量。如图6所示，调光光量表示到达分析区域中的相应像素的总光量，其中，分析区域的尺寸是PXP，并且在使包括经受局部调光的相应像素的块位于分析区域中间的状态下围绕该块，其中P表示块的数目，并且是等于或大于3的奇数。换句话说，经受调光的光量由位于分析区域内的块的经延迟的调光值DIM_D或旁路通过的调光值DIM来确定。如图7所示，在3D模式下，增益值计算单元146基于从光量获得单元145接收的非调光中的光量和调光中的光量，来针对各像素计算第(N+4)帧的像素增益值。如图8所示， 在2D模式下，增益值计算单元146基于从光量获得单元145接收的非调光中的光量和调光中的光量，来针对各像素计算第(N+1)帧的像素增益值。更具体地，增益值计算单元146将非调光中的光量除以调光中的光量，并且对相除结果执行1/Y的指数运算，由此计算像素增益值G。如图7所示，在3D模式下，数据调制单元147使从增益值计算单元146接收到的第(N+4)帧的像素增益值乘以分配给第(N+4)帧的数字视频数据RGB(而+4)，由此执行数据调制。如图8所示，在2D模式下，数据调制单元147使从增益值计算单元146接收到的第(N+1)帧的像素增益值乘以分配给第(N+1)帧的数字视频数据RGBO^n)，由此执行数据调制。数据调制单元147向定时控制器11供应要在第(N+4)帧或第(N+1)帧显示的调制数据 R' G' B'。图9例示了在3D模式下比较相关技术和本发明的实施方式之间的操作和效果的结果。更具体地说，图9例示了将局部调光技术应用于包括具有黑灰度级的左眼数据帧L 和具有中间灰度级(例如，灰度级127)的右眼数据帧R的3D图像的示例。在相关技术中，如图9(A)所示，基于第N帧(即，黑帧B)中获得的调光值计算像素增益值，并将第N帧的像素增益值应用于与第N帧具有非常低的数据相关性的第(N+1) 帧(即，右眼数据帧R)的数据补偿。因此，产生了灰度级饱和。结果，体现在右眼数据帧R 中的灰度级增加到比其中间灰度级(例如，灰度级127)大得多的X灰度级，并且3D串扰增加。另一方面，在本发明的实施方式中，如图9(B)所示，基于通过使第N帧(即，黑帧 B)中获得的调光值延迟三个帧得到的经延迟的调光值来计算像素增益值。将第N帧的像素增益值应用于与第N帧具有非常高的数据相关性的第(N+4)帧(即，黑帧B)的数据补偿。 以与第N帧相同的方式，基于通过使第(N+1)帧(即，右眼数据帧R)中获得的调光值延迟三个帧得到的经延迟的调光值来计算像素增益值，并将第(N+1)帧的像素增益值应用于与第(N+1)帧具有非常高的数据相关性的第(N+幻帧(即，右眼数据帧R)的数据补偿。因此， 防止了灰度级饱和的产生。结果，体现在右眼数据帧R中的灰度级保持在类似于其中间灰度级(例如，灰度级127)的Y灰度级，并且3D串扰降低。图10顺序地例示了根据本发明的实施方式的液晶显示器的局部调光控制方法的各个阶段。如图10所示，在步骤Sll和步骤S12中，局部调光控制方法分析从液晶显示面板的显示表面以矩阵形式划分出的多个虚拟块中的各个虚拟块中分配给第N帧的数字视频数据RGB，并且获得各个块的代表值。然后，在步骤S13中，局部调光控制方法将各块的代表值映射到预先设定的调光曲线，以确定各块的调光值DIM。在步骤S14中，局部调光控制方法确定驱动模式是否为3D模式。在步骤S15中，当驱动模式是3D模式时，局部调光控制方法使各块的调光值DIM 延迟预定时段，并输出各块的经延迟的调光值DIM_D。如果“LBRB”方法用于实现3D图像， 可以选择3个帧作为预定时段。在步骤S16中，局部调光控制方法获得到达不经受局部调光的各像素的光量(即，具有固定最大值的非调光光量)，并且基于各块的经延迟的调光值 DIM_D来获得第(N+4)帧中到达经受局部调光的各像素的光量(即，调光光量)。此外，在步骤S16中，该局部调光控制方法基于非调光光量和调光光量来针对各个像素计算第(N+4) 帧的像素增益值。在步骤S16中，局部调光控制方法使像素增益值乘以分配给第(N+4)帧的数字视频数据RGB(i^n+4)，由此执行数据调制。在步骤S17中，当驱动模式是2D模式时，局部调光法使各块的调光值DIM无延迟时段地旁路通过。局部调光控制方法获得到达不经受局部调光的各像素的光量(即，具有固定最大值的非调光光量)，并且基于各块的旁路通过的调光值DIM来获得第(N+1)帧中到达经受局部调光的各像素的光量(即，调光光量)。局部调光控制方法基于该非调光光量和调光光量来针对各像素计算第(N+1)帧的像素增益值。局部调光控制方法使像素增益值乘以分配给第(N+1)帧的数字视频数据RGB0^+1)，由此执行数据调制。如上所述，在根据本发明的实施方式的液晶显示器及其局部调光控制方法中，考虑两帧之间的数据相关性根据输入模式在不同时刻应用用于数据调制的像素增益值。在2D 模式下，以与相关技术相同的方式，基于第N帧中获得的各块的调光值来计算第(N+1)帧的像素增益值，并将第(N+1)帧的像素增益值应用于第(N+1)帧的数据补偿。另一方面，在3D 模式下，基于通过使第N帧中获得的各块的调光值延迟预定时段所获得的经延迟的调光值来计算第(N+4)帧中的像素增益值。将第(N+4)帧的像素增益值应用于第(N+4)帧的数据补偿。结果，根据本发明的实施方式的液晶显示器及其局部调光控制方法能够在实现2D图像和3D图像时防止3D串扰并显著改善显示质量。尽管参照多个示例性实施方式描述了实施方式，应理解的是本领域技术人员可以想出落入本公开的原理的范围内的许多其他修改和实施方式。更具体地说，可以在本公开、 附图及所附权利要求的范围内对本主题组合装置的组成部件和/或装置进行各种变换和修改。除对组成部件和/或装置的变换和修改外，替代性使用对本领域的技术人员也是明显的。 本申请要求2010年10月8日提交的韩国专利申请第10-2010-0098186号的优先权，通过引用将其并入本文中用于一切目的，如同在本文中全面阐述了一样。
权利要求
1.一种液晶显示器，该液晶显示器包括液晶显示面板，其被配置成响应于模式信号而选择性地显示2D图像和3D图像；包括多个光源的背光单元，所述背光单元向所述液晶显示面板提供光；背光驱动电路，其被配置成基于多个预先确定的块中的各块的调光值，来单独地驱动所述多个预先确定的块，所述多个预先确定的块分别包括所述光源；以及局部调光控制电路，其被配置成基于第一帧中各块的调光值计算像素增益值，将所述像素增益值应用于排列在所述第一帧之后的第二帧的数据补偿，并且响应于所述模式信号来改变针对所述数据补偿应用所述像素增益值的时刻。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述局部调光控制电路响应于用于实现所述2D图像的2D模式信号基于第N帧中获得的各块的调光值来计算第(N+1)帧中的像素增益值，并将该像素增益值应用于所述第(N+1)帧的数据补偿，其中，N是正整数，其中，所述局部调光控制电路响应于用于实现所述3D图像的3D模式信号使所述第N 帧中获得的各块的调光值延迟预定时段，基于所述第N帧的各块的经延迟的调光值计算第 (N+4)帧中的像素增益值，并将该像素增益值应用于所述第(N+4)帧的数据补偿。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，以左眼数据帧、黑帧、右眼数据帧和黑帧的顺序在所述液晶显示面板上显示所述3D图像。
4.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，所述局部调光控制电路包括延迟单元，其被配置成响应于所述2D模式信号而使各块的调光值旁路通过，并响应于所述3D模式信号而使各块的调光值延迟3个帧，以输出各块的经延迟的调光值；增益值计算单元，其被配置成计算所述像素增益值；以及数据调制单元，其被配置成将所述像素增益值乘以所述第(N+1)帧的数据或所述第 (N+4)帧的数据。
5.一种液晶显示器的局部调光控制方法，该液晶显示器包括响应于模式信号而选择性显示2D图像和3D图像的液晶显示面板和包括多个光源并向所述液晶显示面板提供光的背光单元，所述局部调光控制方法包括以下步骤(A)基于多个预先确定的块中的各块的调光值，单独地驱动所述多个预先确定的块，其中，所述多个预先确定的块各包括所述光源；以及(B)基于第一帧中各块的调光值计算像素增益值，将所述像素增益值应用于排列在所述第一帧之后的第二帧的数据补偿，并且响应于所述模式信号来改变针对所述数据补偿应用所述像素增益值的时刻。
6.根据权利要求5所述的局部调光控制方法，其中，所述步骤(B)包括响应于用于实现所述2D图像的2D模式信号基于第N帧中获得的各块的调光值来计算第(N+1)帧中的像素增益值，并将该像素增益值应用于所述第(N+1)帧的数据补偿，其中，N是正整数，其中，所述步骤(B)包括响应于用于实现所述3D图像的3D模式信号将第N帧中获得的各块的调光值延迟预定时段，基于第N帧的各块的所述经延迟的调光值计算第(N+4)帧中的像素增益值，并将该像素增益值应用于所述第(N+4)帧的数据补偿。
7.根据权利要求6所述的局部调光控制方法，其中，以左眼数据帧、黑帧、右眼数据帧和黑帧的顺序在所述液晶显示面板上显示所述3D图像。
8.根据权利要求6所述的局部调光控制方法，其中，所述步骤(B)包括响应于所述2D模式信号而使各块的调光值旁路通过，并响应于所述3D模式信号而使各块的调光值延迟3 个帧，以输出各块的所述经延迟的调光值，其中，所述步骤(B)包括将所述像素增益值乘以所述第(N+1)帧的数据或所述第(N+4) 帧的数据。
全文摘要
本发明讨论了一种液晶显示器及其局部调光控制方法。该液晶显示器包括液晶显示面板，其响应于模式信号而选择性地显示2D图像和3D图像；背光单元，其包括多个光源；背光驱动电路，其基于多个预先确定的块中的各块的调光值，来单独地驱动所述多个预先确定的块，所述多个预先确定的块分别包括所述光源；以及局部调光控制电路，其基于第一帧中各块的调光值计算像素增益值，将所述像素增益值应用于排列在所述第一帧之后的第二帧的数据补偿，并且响应于所述模式信号来改变针对所述数据补偿应用所述像素增益值的时刻。
文档编号G09G3/34GK102446494SQ20111014431
公开日2012年5月9日 申请日期2011年5月31日 优先权日2010年10月8日
发明者朴昶均, 洪熙政, 赵大镐, 赵炳喆 申请人:乐金显示有限公司
技术领域：
本发明的实施方式涉及液晶显示器及其局部调光控制方法。
背景技术：
液晶显示器已经广泛用于个人计算机(例如，笔记本PC)、办公自动化设备、音频/ 视频设备、室内/户外广告显示设备等。液晶显示器使用薄膜晶体管(TFT)作为开关元件来显示图像。占据液晶显示器大多数的背光式液晶显示器控制施加于液晶层的电场并且调制来自背光单元的光，由此显示图像。液晶显示器的图像质量取决于其对比度特性。仅使用控制施加于液晶层的数据电压以调制液晶层的透光率的方法来改善对比度特性是有局限性的。作为一种解决方案，已经提出一种背光调光法来改善对比度特性。该背光调光法根据在液晶显示器上显示的图像来调节背光单元的亮度。背光调光法包括一种用于调节液晶显示器的整个显示表面的亮度的全局调光法，以及一种用于控制液晶显示器的局部显示表面的亮度的局部调光法。全局调光法可以提高在两个相邻帧之间所测量的动态对比度。局部调光法可以在一个帧内控制液晶显示器的局部显示表面的亮度，由此提高使用全局调光法难以提高的静态对比度。最近基于各种图象处理技术的发展开发了能够选择性地实现二维QD)图像和三维(3D)图像的液晶显示器。已经考虑应用局部调光法来实现3D图像，以改善对比度并减小功耗。在相关技术的局部调光技术中，将背光单元分为多个块。该局部调光技术调节该多个块中各块的调光值，由此提高属于显示亮图像的块的背光单元的亮度，而降低属于显示暗图像的块的背光单元的亮度。像素数据的调制可以补偿局部调光技术所造成的背光单元的亮度的不足。基于通过各块的背光单元的光量的分析结果所获得的像素增益值，来执行像素数据的调制。图1例示了相关技术的局部调光技术中用于像素数据的补偿。如图1所示，在第N 帧与第(N+1)帧之间的垂直空时段VB中输出在第N帧中的各块的调光值。基于第N帧的各块的调光值来获得第N帧的像素增益值，然后利用第N帧的像素增益值补偿要在第(N+1) 帧中显示的数据。在图1中，Vsync表示垂直同步信号，而DE表示数据使能。在实现2D图像时不难应用相关技术的局部调光技术。然而，在实现3D图像时应用相关技术的局部调光技术，会产生以下问题。已知存在几种用于实现3D图像的方法。在这几种方法中，液晶快门眼镜法以帧为单位在显示元件上交替显示左眼数据和右眼数据，并与显示定时同步地打开或关闭液晶快门眼镜的左眼快门和右眼快门，由此实现3D图像。在显示左眼数据的多个帧期间，液晶快门眼镜仅打开左眼快门，而在显示右眼数据的多个帧期间仅打开右眼快门，由此以时分方式产生双眼相差(binocular disparity)。具体地说，利用液晶快门眼镜法的液晶显示器最近由这样的方法(称为“LBRB”法)来驱动在相邻的左眼数据帧和右眼数据帧之间插入黑帧(black frame)，以解决由液晶的响应特性延迟导致的图像拖尾现象。在“LBRB”法中，“L”指左眼数据帧，“R”指右眼数据帧，而“B”表示黑帧。然而，如图2所示，如果在实现3D图像时应用相关技术的局部调光技术，则在要在左或右眼数据帧L/R中显示的数据中产生了灰度级饱和。这是因为向要在左或右眼数据帧 L/R中显示的数据应用了正好在该左或右眼数据帧L/R之前的黑帧B中计算出的像素增益值。基于使得利用包括要进行局部调光的相应像素的块的调光值根据到达所述要进行局部调光的相应像素的总光量(即，调光光量)而获得的亮度等于根据到达不进行局部调光的相应像素的总光量(即，非调光光量)而获得的亮度所需要的数据，来确定像素增益值。通过将具有固定值的该非调光光量除以该调光光量来计算像素增益值。因此，当调光光量小于非调光光量时，相应像素的像素增益值增加。由于调光光量较小，因而黑帧B中计算出的像素增益值增大。因为数据的向上调制宽度随着像素增益值的增加而增加，因此，在高灰度级部分产生了灰度级饱和。换句话说，在以与实现2D图像相同的方式在实现3D图像时应用的相关技术的局部调光技术中，基于在当前帧中获得的调光值计算当前帧的像素增益值，并将该像素增益值用于补偿下一帧的数据。因此，应用于下一帧的像素增益值不适合相邻帧(例如，值B和L或帧B和R)之间相关性不大的3D模式。灰度级饱和增大了 3D重影并降低了显示质量。
发明内容
本发明的实施方式提供了在实现2D图像和3D图像时能够改善显示质量的液晶显示器及其局部调光控制方法。在一个方面，提供了一种液晶显示器，该液晶显示器包括液晶显示面板，其被配置成响应于模式信号而选择性地显示2D图像和3D图像；包括多个光源的背光单元，所述背光单元向所述液晶显示面板提供光；背光驱动电路，其被配置成基于多个预先确定的块中的各块的调光值，来单独地驱动所述多个预先确定的块，所述多个预先确定的块分别包括所述多个光源；以及局部调光控制电路，其被配置成基于第一帧中各块的调光值计算像素增益值，将所述像素增益值应用于排列在所述第一帧之后的第二帧的数据补偿，并且响应于所述模式信号来改变针对所述数据补偿应用像素增益值的时刻。局部调光控制电路响应于用于实现2D图像的2D模式信号基于第N帧中获得的各块的调光值来计算第(N+1)帧中的像素增益值，并将该像素增益值应用于第(N+1)帧的数据补偿，其中，N是正整数。局部调光控制电路响应于用于实现3D图像的3D模式信号使第N帧中获得的各块的调光值延迟预定时段，基于第N帧的各块的经延迟的调光值计算第 (N+4)帧中的像素增益值，并将该像素增益值应用于第(N+4)帧的数据补偿。以左眼数据帧、黑帧、右眼数据帧和黑帧的顺序在液晶显示板上显示3D图像。局部调光控制电路包括延迟单元，其被配置成响应于2D模式信号而使各块的调光值旁路通过，并响应于3D模式信号而使各块的调光值延迟3个帧，以输出各块的经延迟的调光值；增益值计算单元，其被配置成计算像素增益值；以及数据调制单元，其被配置成将像素增益值乘以第(N+1)帧的数据或第(N+4)帧的数据。在另一个方面，提供了一种液晶显示器的局部调光控制方法，该液晶显示器包括响应于模式信号而选择性显示2D图像和3D图像的液晶显示面板和包括多个光源并向所述液晶显示面板提供光的背光单元，所述局部调光控制方法包括以下步骤(A)基于多个预先确定的块中的各块的调光值，单独地驱动所述多个预先确定的块，其中，所述多个预先确定的块各包括所述光源；以及(B)基于第一帧中各块的调光值计算像素增益值，将所述像素增益值应用于排列在所述第一帧之后的第二帧的数据补偿，并且响应于所述模式信号来改变针对所述数据补偿应用像素增益值的时刻。
附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，这些附图例示了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中图1例示了相关技术的局部调光技术中对像素数据的补偿；图2例示了当实现3D图像时应用相关技术的局部调光技术产生灰度级饱和的原因；图3例示了根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器；图4例示了局部调光控制电路的示例性结构；图5例示了将表面光源分成多个块以实现局部调光方法的示例；图6例示了围绕包括相应像素的块的尺寸为PXP的分析区域，其中P是块的数目；图7例示了在3D模式下实现调光值输出、像素增益值计算和数据调制时的定时；图8例示了在2D模式下实现调光值输出、像素增益值计算和数据调制时的定时；图9例示了在3D模式下比较相关技术和本发明的示例性实施方式之间的操作和效果的结果；以及图10顺序地例示了根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器的局部调光控制方法的各个阶段。
具体实施例方式下面将详细描述本发明的实施方式，在附图中例示出了其示例。图3示出了根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器。如图3所示，根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器包括液晶显示面板10、定时控制器11、数据驱动电路12、 选通驱动电路13、局部调光控制电路14、背光驱动电路15、背光单元16和液晶快门眼镜 (shutter glaSSeS)20。根据本发明的实施方式的液晶显示器响应于从用户接口(未示出) 接收到的模式信号2D/3D MODE (模式)而选择2D模式和3D模式其中之一。液晶显示面板10包括上玻璃基板、下玻璃基板以及位于上玻璃基板和下玻璃基板之间的液晶层。多条数据线DL和多条选通线GL在液晶显示面板10的下玻璃基板上彼此交叉。根据数据线DL和选通线GL的交叉结构，以矩阵形式在液晶显示面板10上布置多个液晶单元Clc。该多个液晶单元Clc中的各液晶单元Clc包括薄膜晶体管TFT、连接到薄膜晶体管TFT的像素电极1和存储电容器Cst等。在液晶显示面板10的上玻璃基板上形成黑底、滤色器和公共电极2。在垂直电场驱动方式(如，扭曲向列(TN)模式和垂直对准(VA)模式)中，公共电极2形成在上玻璃基板上。在水平电场驱动方式(如，面内切换(IPS)模式和边缘场切换(FFS)模式)中，公共电极2与像素电极1 一起形成在下玻璃基板上。该多个液晶单元Clc各自都包括用于显示红色图像的红色(R)液晶单元、用于显示绿色图像的绿色(G)液晶单元和用于显示蓝色图像的蓝色(B)液晶单元。R、G和B液晶单元形成单位像素。偏振板分别附接于液晶显示面板10的上和下玻璃基板。在与上玻璃基板和下玻璃基板中的液晶接触的内表面上分别形成用于设定液晶的预倾角的配向层。定时控制器11向局部调光控制电路14提供从系统板(未示出，其上安装有视频源)接收的数字视频数据RGB，并且向数据驱动电路12提供经局部调光控制电路14补偿的调制数据R’ G’ B’。在以下描述中，数字视频数据RGB指用于以2D模式实现2D图像的数据，并且指用于在3D模式下实现3D图像的左眼数据、右眼数据和黑数据(black data)。定时控制器11从系统板接收定时信号VSynC、HSynC、DE和DCLK，并基于定时信号 Vsync,Hsync,DE和DCLK来生成用于分别控制数据驱动电路12和选通驱动电路13的操作定时的数据定时控制信号DDC和选通定时控制信号GDC。定时控制器11可以响应于模式信号2D/3D MODE进行不同的操作。在2D模式下，定时控制器11将插入帧(interpolation frame)插在以60Hz的帧频率输入的2D图像信号的帧之间，并且将数据定时控制信号DDC 的频率乘以选通定时控制信号⑶C的频率。因此，定时控制器11可以以(60XJ)Hz的帧频率来控制数据驱动单元12的操作和选通驱动单元13的操作，其中，J是等于或大于2的正整数。在3D模式下，定时控制器11将黑帧(black frame)插在以60Hz的帧频率输入的左眼数据和右眼数据的帧之间，并且将数据定时控制信号DDC的频率乘以选通定时控制信号 ⑶C的频率。因此，定时控制器11可以以(60XK)Hz的帧频率来控制数据驱动单元12的操作和选通驱动单元13的操作，其中，K是等于或大于4的正整数。此外，在3D模式下，定时控制器11生成快门控制信号CST，并响应于该快门控制信号CST控制液晶快门眼镜20的操作。数据驱动电路12包括多个数据驱动集成电路(IC)。各数据驱动IC包括移位寄存器，其用于对时钟进行采样；寄存器，其用于临时存储输入数据；锁存器，其响应于从移位寄存器接收的时钟来存储对应于各行的数据，并且同时输出对应于各行的数据；数模转换器(DAC)，其用于基于伽马基准电压来选择与从锁存器接收的数字数据相对应的正负伽马电压；多路选择器，其用于对接收从正负伽马电压转换的模拟数据的数据线DL进行选择；输出缓冲器，其连接在多路选择器和数据线DL之间。数据驱动电路12在定时控制器 11的控制下对调制数据R’ G’ B’进行锁存，并且使用正负伽马补偿电压将锁存的调制数据 R’G’B’转换成正负模拟数据电压。然后，数据驱动电路12向数据线DL提供正负模拟数据电压。选通驱动电路13包括多个选通驱动IC。各个选通驱动IC包括移位寄存器；电平转换器，其用于将移位寄存器的输出信号转换到适用于液晶单元的TFT驱动的摆幅宽度； 输出缓冲器等。选通驱动电路13在定时控制器11的控制下顺序地输出选通脉冲(或扫描脉冲)，并且向选通线GL提供选通脉冲。因此，选择了接收数据电压的水平线。选通驱动电路13可以通过板内选通(GIP :gate-in-panel)工艺直接形成在液晶显示板10的下玻璃基板上。电平转换器可以与定时控制器11 一起安装在控制板(未示出)上。局部调光控制电路14分析从定时控制器11接收的数字视频数据RGB，并获取从背光单元16划分出的多个块中各块的代表值。局部调光控制电路14基于各块的代表值来确定用于控制背光单元16的多个光源的各块的调光值DIM。局部调光控制电路14计算对由各块的调光值DIM所造成的亮度降低进行补偿的像素增益值，然后基于该像素增益值对数字视频数据RGB进行补偿，由此生成调制数据R' G' B'。局部调光控制电路14响应于模式信号2D/3D MODE在不同时刻应用用于数据补偿的像素增益值。更具体地说，在2D模式下，局部调光控制电路14基于第N帧中获得的各块的调光值DIM计算第(N+1)帧中的像素增益值，其中，N是正整数。此外，在2D模式下，局部调光控制电路14向第(N+1)帧的数据补偿应用第(N+1)帧的像素增益值。在3D模式下，局部调光控制电路14使第N帧中获得的各块的调光值DIM延迟预定时段，然后基于各块的经延迟的调光值DIM计算第(N+4)帧中的像素增益值。此外，在3D模式下，局部调光控制电路14向第(N+4)帧的数据补偿应用第(N+4)帧的像素增益值。局部调光控制电路14可以安装在定时控制器11的内部。背光驱动电路15基于从局部调光控制电路14接收的各块的调光值DIM，使用具有变化的占空比的脉冲宽度调制(PWM)信号来驱动属于各块的光源。基于PWM信号的占空比来有差异地控制光源的开启时间。包括多个光源的背光单元16向液晶显示面板10提供光。作为背光单元16的表面光源以矩阵形式分成多个块。背光单元16可以实现为侧光式背光单元和直下式背光单元中的一种。在直下式背光单元16中，在液晶显示面板10之下堆叠多个光学片和散射板， 并且多个光源位于散射板之下。在侧光式背光单元16中，在液晶显示面板10之下堆叠多个光学片和导光板，并且多个光源位于导光板的侧面。背光单元16的多个光源可以实现为点光源，如发光二极管(LED)。在3D模式下驱动液晶快门眼镜20。液晶快门眼镜20包括独立电控制的左眼快门STL和右眼快门STR。左眼快门STL和右眼快门STR中每一个都包括第一透明基板、第一透明基板上形成的第一透明电极、第二透明基板、第二透明基板上形成的第二透明电极以及置于第一透明基板和第二透明基板之间的液晶层。向第一透明电极施加基准电压，并向第二透明电极施加开(ON)或关(OFF)电压。当向第二透明电极施加开电压时，左眼快门 STL和右眼快门STR中各快门响应于快门控制信号CST传送来自液晶显示板10的光。另一方面，当向第二透明电极施加关电压时，左眼快门STL和右眼快门STR中的每一个都阻挡来自液晶显示板10的光。液晶快门眼镜20在显示左眼数据的多个帧期间仅打开左眼快门 STL，而在显示右眼数据的多个帧期间仅打开右眼快门STR，由此以时分方式产生双眼相差 (binocular disparity)。图4例示了局部调光控制电路14的示例性结构。如图4所示，局部调光控制电路14包括图像分析单元141、调光值确定单元142、 延迟单元143、选择单元144、光量获得单元145、增益值计算单元146和数据调制单元147。如图5所示，图像分析单元141分析多个虚拟块BLK[1，1]至BLK[n，m]中的各虚拟块中分配给第N帧的数字视频数据RGB，以获得各个块BLK[1，1]至BLK[n，m]的代表值， 其中所述多个块BLK[1，1]至BLK[n，m]是从液晶显示面板10的显示表面以矩阵形式划分的。此外，可以通过根据相应块中包含的像素的数字视频数据RGB获得最大灰度级、并将相应块的最大灰度级的和除以该相应块中包含的像素数来计算各块的代表值。调光值确定单元142将从图像分析单元141接收的各块的代表值映射到预先设定的调光曲线，并且确定各块的调光值DIM。调光曲线可以实现为查找表。各块的调光值DIM可以与各块的代表值成比例。如图7和图8所示，调光值确定单元142在相邻帧之间的垂直空时段VB中输出第N帧的各块的调光值DIM。在3D模式下，延迟单元143使从调光值确定单元142接收到的各块的调光值 DIM延迟预定时段，并输出各块的经延迟的调光值DIM_D。作为对应于用于实现3D图像的 “LBRB”法的操作，延迟单元143对诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync以及数据使能DE的定时信号进行计数，并基于计数的结果使各块的调光值DIM延迟3个帧。在2D 模式下，延迟单元143使从调光值确定单元142接收到的各块的调光值DIM没有延迟时段地旁路通过。选择单元144响应于模式信号2D/3D MODE选择性地输出从延迟单元143接收到的各块的经延迟的调光值DIM_D或各块的旁落通过的调光值DIM。在3D模式下，光量获得单元145获得到达不经受局部调光的各像素的光量(即， 具有固定最大值的非调光光量)，并且利用各块的经延迟的调光值DIM_D来获得到达经受局部调光的各像素的光量(即，调光光量)。在2D模式下，光量获得单元145获得到达不经受局部调光的各像素的光量(即，具有固定最大值的非调光光量)，并且利用各块的旁路通过的调光值DIM来获得到达经受局部调光的各像素的光量(即，调光光量)。非调光光量表示当背光单元16的所有光源都以最大亮度开启时到达相应像素的总光量。如图6所示，调光光量表示到达分析区域中的相应像素的总光量，其中，分析区域的尺寸是PXP，并且在使包括经受局部调光的相应像素的块位于分析区域中间的状态下围绕该块，其中P表示块的数目，并且是等于或大于3的奇数。换句话说，经受调光的光量由位于分析区域内的块的经延迟的调光值DIM_D或旁路通过的调光值DIM来确定。如图7所示，在3D模式下，增益值计算单元146基于从光量获得单元145接收的非调光中的光量和调光中的光量，来针对各像素计算第(N+4)帧的像素增益值。如图8所示， 在2D模式下，增益值计算单元146基于从光量获得单元145接收的非调光中的光量和调光中的光量，来针对各像素计算第(N+1)帧的像素增益值。更具体地，增益值计算单元146将非调光中的光量除以调光中的光量，并且对相除结果执行1/Y的指数运算，由此计算像素增益值G。如图7所示，在3D模式下，数据调制单元147使从增益值计算单元146接收到的第(N+4)帧的像素增益值乘以分配给第(N+4)帧的数字视频数据RGB(而+4)，由此执行数据调制。如图8所示，在2D模式下，数据调制单元147使从增益值计算单元146接收到的第(N+1)帧的像素增益值乘以分配给第(N+1)帧的数字视频数据RGBO^n)，由此执行数据调制。数据调制单元147向定时控制器11供应要在第(N+4)帧或第(N+1)帧显示的调制数据 R' G' B'。图9例示了在3D模式下比较相关技术和本发明的实施方式之间的操作和效果的结果。更具体地说，图9例示了将局部调光技术应用于包括具有黑灰度级的左眼数据帧L 和具有中间灰度级(例如，灰度级127)的右眼数据帧R的3D图像的示例。在相关技术中，如图9(A)所示，基于第N帧(即，黑帧B)中获得的调光值计算像素增益值，并将第N帧的像素增益值应用于与第N帧具有非常低的数据相关性的第(N+1) 帧(即，右眼数据帧R)的数据补偿。因此，产生了灰度级饱和。结果，体现在右眼数据帧R 中的灰度级增加到比其中间灰度级(例如，灰度级127)大得多的X灰度级，并且3D串扰增加。另一方面，在本发明的实施方式中，如图9(B)所示，基于通过使第N帧(即，黑帧 B)中获得的调光值延迟三个帧得到的经延迟的调光值来计算像素增益值。将第N帧的像素增益值应用于与第N帧具有非常高的数据相关性的第(N+4)帧(即，黑帧B)的数据补偿。 以与第N帧相同的方式，基于通过使第(N+1)帧(即，右眼数据帧R)中获得的调光值延迟三个帧得到的经延迟的调光值来计算像素增益值，并将第(N+1)帧的像素增益值应用于与第(N+1)帧具有非常高的数据相关性的第(N+幻帧(即，右眼数据帧R)的数据补偿。因此， 防止了灰度级饱和的产生。结果，体现在右眼数据帧R中的灰度级保持在类似于其中间灰度级(例如，灰度级127)的Y灰度级，并且3D串扰降低。图10顺序地例示了根据本发明的实施方式的液晶显示器的局部调光控制方法的各个阶段。如图10所示，在步骤Sll和步骤S12中，局部调光控制方法分析从液晶显示面板的显示表面以矩阵形式划分出的多个虚拟块中的各个虚拟块中分配给第N帧的数字视频数据RGB，并且获得各个块的代表值。然后，在步骤S13中，局部调光控制方法将各块的代表值映射到预先设定的调光曲线，以确定各块的调光值DIM。在步骤S14中，局部调光控制方法确定驱动模式是否为3D模式。在步骤S15中，当驱动模式是3D模式时，局部调光控制方法使各块的调光值DIM 延迟预定时段，并输出各块的经延迟的调光值DIM_D。如果“LBRB”方法用于实现3D图像， 可以选择3个帧作为预定时段。在步骤S16中，局部调光控制方法获得到达不经受局部调光的各像素的光量(即，具有固定最大值的非调光光量)，并且基于各块的经延迟的调光值 DIM_D来获得第(N+4)帧中到达经受局部调光的各像素的光量(即，调光光量)。此外，在步骤S16中，该局部调光控制方法基于非调光光量和调光光量来针对各个像素计算第(N+4) 帧的像素增益值。在步骤S16中，局部调光控制方法使像素增益值乘以分配给第(N+4)帧的数字视频数据RGB(i^n+4)，由此执行数据调制。在步骤S17中，当驱动模式是2D模式时，局部调光法使各块的调光值DIM无延迟时段地旁路通过。局部调光控制方法获得到达不经受局部调光的各像素的光量(即，具有固定最大值的非调光光量)，并且基于各块的旁路通过的调光值DIM来获得第(N+1)帧中到达经受局部调光的各像素的光量(即，调光光量)。局部调光控制方法基于该非调光光量和调光光量来针对各像素计算第(N+1)帧的像素增益值。局部调光控制方法使像素增益值乘以分配给第(N+1)帧的数字视频数据RGB0^+1)，由此执行数据调制。如上所述，在根据本发明的实施方式的液晶显示器及其局部调光控制方法中，考虑两帧之间的数据相关性根据输入模式在不同时刻应用用于数据调制的像素增益值。在2D 模式下，以与相关技术相同的方式，基于第N帧中获得的各块的调光值来计算第(N+1)帧的像素增益值，并将第(N+1)帧的像素增益值应用于第(N+1)帧的数据补偿。另一方面，在3D 模式下，基于通过使第N帧中获得的各块的调光值延迟预定时段所获得的经延迟的调光值来计算第(N+4)帧中的像素增益值。将第(N+4)帧的像素增益值应用于第(N+4)帧的数据补偿。结果，根据本发明的实施方式的液晶显示器及其局部调光控制方法能够在实现2D图像和3D图像时防止3D串扰并显著改善显示质量。尽管参照多个示例性实施方式描述了实施方式，应理解的是本领域技术人员可以想出落入本公开的原理的范围内的许多其他修改和实施方式。更具体地说，可以在本公开、 附图及所附权利要求的范围内对本主题组合装置的组成部件和/或装置进行各种变换和修改。除对组成部件和/或装置的变换和修改外，替代性使用对本领域的技术人员也是明显的。 本申请要求2010年10月8日提交的韩国专利申请第10-2010-0098186号的优先权，通过引用将其并入本文中用于一切目的，如同在本文中全面阐述了一样。
权利要求
1.一种液晶显示器，该液晶显示器包括液晶显示面板，其被配置成响应于模式信号而选择性地显示2D图像和3D图像；包括多个光源的背光单元，所述背光单元向所述液晶显示面板提供光；背光驱动电路，其被配置成基于多个预先确定的块中的各块的调光值，来单独地驱动所述多个预先确定的块，所述多个预先确定的块分别包括所述光源；以及局部调光控制电路，其被配置成基于第一帧中各块的调光值计算像素增益值，将所述像素增益值应用于排列在所述第一帧之后的第二帧的数据补偿，并且响应于所述模式信号来改变针对所述数据补偿应用所述像素增益值的时刻。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述局部调光控制电路响应于用于实现所述2D图像的2D模式信号基于第N帧中获得的各块的调光值来计算第(N+1)帧中的像素增益值，并将该像素增益值应用于所述第(N+1)帧的数据补偿，其中，N是正整数，其中，所述局部调光控制电路响应于用于实现所述3D图像的3D模式信号使所述第N 帧中获得的各块的调光值延迟预定时段，基于所述第N帧的各块的经延迟的调光值计算第 (N+4)帧中的像素增益值，并将该像素增益值应用于所述第(N+4)帧的数据补偿。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，以左眼数据帧、黑帧、右眼数据帧和黑帧的顺序在所述液晶显示面板上显示所述3D图像。
4.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，所述局部调光控制电路包括延迟单元，其被配置成响应于所述2D模式信号而使各块的调光值旁路通过，并响应于所述3D模式信号而使各块的调光值延迟3个帧，以输出各块的经延迟的调光值；增益值计算单元，其被配置成计算所述像素增益值；以及数据调制单元，其被配置成将所述像素增益值乘以所述第(N+1)帧的数据或所述第 (N+4)帧的数据。
5.一种液晶显示器的局部调光控制方法，该液晶显示器包括响应于模式信号而选择性显示2D图像和3D图像的液晶显示面板和包括多个光源并向所述液晶显示面板提供光的背光单元，所述局部调光控制方法包括以下步骤(A)基于多个预先确定的块中的各块的调光值，单独地驱动所述多个预先确定的块，其中，所述多个预先确定的块各包括所述光源；以及(B)基于第一帧中各块的调光值计算像素增益值，将所述像素增益值应用于排列在所述第一帧之后的第二帧的数据补偿，并且响应于所述模式信号来改变针对所述数据补偿应用所述像素增益值的时刻。
6.根据权利要求5所述的局部调光控制方法，其中，所述步骤(B)包括响应于用于实现所述2D图像的2D模式信号基于第N帧中获得的各块的调光值来计算第(N+1)帧中的像素增益值，并将该像素增益值应用于所述第(N+1)帧的数据补偿，其中，N是正整数，其中，所述步骤(B)包括响应于用于实现所述3D图像的3D模式信号将第N帧中获得的各块的调光值延迟预定时段，基于第N帧的各块的所述经延迟的调光值计算第(N+4)帧中的像素增益值，并将该像素增益值应用于所述第(N+4)帧的数据补偿。
7.根据权利要求6所述的局部调光控制方法，其中，以左眼数据帧、黑帧、右眼数据帧和黑帧的顺序在所述液晶显示面板上显示所述3D图像。
8.根据权利要求6所述的局部调光控制方法，其中，所述步骤(B)包括响应于所述2D模式信号而使各块的调光值旁路通过，并响应于所述3D模式信号而使各块的调光值延迟3 个帧，以输出各块的所述经延迟的调光值，其中，所述步骤(B)包括将所述像素增益值乘以所述第(N+1)帧的数据或所述第(N+4) 帧的数据。
全文摘要
本发明讨论了一种液晶显示器及其局部调光控制方法。该液晶显示器包括液晶显示面板，其响应于模式信号而选择性地显示2D图像和3D图像；背光单元，其包括多个光源；背光驱动电路，其基于多个预先确定的块中的各块的调光值，来单独地驱动所述多个预先确定的块，所述多个预先确定的块分别包括所述光源；以及局部调光控制电路，其基于第一帧中各块的调光值计算像素增益值，将所述像素增益值应用于排列在所述第一帧之后的第二帧的数据补偿，并且响应于所述模式信号来改变针对所述数据补偿应用所述像素增益值的时刻。
文档编号G09G3/34GK102446494SQ20111014431
公开日2012年5月9日 申请日期2011年5月31日 优先权日2010年10月8日
发明者朴昶均, 洪熙政, 赵大镐, 赵炳喆 申请人:乐金显示有限公司
最新回复(0)