液晶显示器及其驱动方法
专利名称：液晶显示器及其驱动方法
技术领域：
本发明的公开涉及一种液晶显示器及其驱动方法。更具体地，本公开涉及能够改 善其文本影像(textimagery)的显示的液晶显示器以及驱动该液晶显示器的方法。
背景技术：
液晶显示器通常使用具有液晶的多个像素以保持型的方式(例如，存储的图像 帧)显示图像。某些类型的液晶对向其施加的电场的改变的响应较慢。因此，当在液晶显 示器中接连显示运动图像的闪光帧(flashedframes)(闪烁帧(blinked frames))时(或 者在一变形例中，具有介于序列图像帧之间的类似于遮光器的全黑帧)，由于液晶的慢速响 应时间以及要被显示的影像的迅速改变，可以察觉到产生了运动模糊。为了防止液晶显示器中的运动模糊，已经引入了一种将液晶显示器的驱动频率从 传统的60Hz增加至120Hz以上的脉冲式方法(impulsivemethod)。该脉冲式方法通过在已 更新向其提供的图像数据的基本上较亮的显示帧之间插入变暗的脉冲帧(例如，具有黑色 或变暗的灰度数据的脉冲帧)而进行操作，从而当在液晶显示面板上显示图像时产生电影 遮光器效果(movie shutter effect)。然而，当通过实际地将变暗帧数据传输至液晶显示器来执行该遮光器仿真脉冲式 方法时，由于驱动频率的增加并且由于LCD背光同时被激活，导致功耗增加。此外，当执行 该遮光器仿真脉冲式方法时，由于提供给所有显示帧的均等的时间缩短，因此用于将像素 驱动至期望的亮帧状态的时间可能不足。应当理解的是，“背景技术”部分的此背景旨在提供对于理解此处公开的技术有用 的背景，如此，该背景技术部分可包括不属于相关领域技术人员在本文所公开主题的相应 发明日期之前已知或理解的技术的一部分的思想、概念或认知。
发明内容
根据本公开的一方面，可以通过在短于全帧周期(< 1F)期间使背光灯整体闪烁 以模拟电影遮光器效果，来克服以上缺点。整体闪烁相较于使用局部化闪烁的系统降低了 硬件成本。本文中公开的实施方式提供了一种能够改善其图像质量的液晶显示器，特别关 于可能布置在帧的顶部附近、帧的底部附近或者帧的大致中部中的一些锐化勻边(sharp crisp)文本线的显示。本文中公开的实施方式还提供了一种驱动液晶显示器以提供锐化勻边文本线的 方法。
根据本公开，液晶显示器包括显示面板、面板驱动电路、整体可闪烁的背光单元以 及背光闪烁定时控制电路。显示面板响应于接收到的栅极信号和接收到的数据信号来形 成要被显示的图像(更新图像)。面板驱动电路以同步传输的图像信号和相应的定时控制 信号的形式，将栅极信号和数据信号提供给显示面板。背光单元包括多个光源，其中，这些 光源可以同时(整体)地闪烁开启，由此向显示面板提供背光灯的闪光，使得其间的熄灭 (lights out)持续时间可以模拟传统运动图像放映机的遮光器效果。为了提高要被显示的 一条或一些文本线的勻边度(crispness)，背光控制电路包括文本位置检测电路，该文本位 置检测电路检测在存在文本时文本信息在提供的图像信号中的存在；并且当文本信息在显 示区域的预定数量的子区域的一个中时，检测文本信息的相应布置位置，其中，布置位置的 检测或确定基于文本在传输的图像信号中的定时位置；并且背光控制电路使用文本位置检 测电路的布置位置确定结果来同步整体可闪烁光源的闪烁开启定时。使闪烁开启定时依赖 于在显示面板区域的中心点处显示线图像信号所花费的预定液晶响应时间。在一个实施方式中，背光控制电路包括文本信息检测器(或其他锐化边缘影像检 测器)、闪烁定时控制器和逆变器。文本/锐化边缘影像信息检测器基于图像信号而从相应 于显示面板的文本/其他信息区域的图像信号中检测文本(或其他锐化边缘)信息，以输 出相应于文本信息的存在的检测信号。闪烁定时控制器输出定时控制信号，以同步光源的 整体闪烁定时和因显示装置中使用的液晶分子的液晶响应时间而引起的延迟。逆变器使光 源同时整体地开启闪烁，并在相应于液晶分子的液晶响应延迟时间的时间闪烁开启较短的 持续时间，使得需具有最大清晰度的文本(或其他锐化边缘)信息区域在其对图像定义信 号的全响应时间内被照亮。根据实施方式，液晶显示器的驱动方法包括使用图像信号和控制信号来为显示 面板提供栅极信号和数据信号；响应于栅极信号和数据信号来控制液晶的透射率以显示图 像；从图像信号自动地检测文本(或其他锐化边缘)信息的存在；自动地确定检测到的文 本信息在屏幕上的相应位置；以及与显示装置的液晶分子的液晶响应时间延迟特性同步 地，使多个光源同时自动地整体闪烁，从而为缺省的显示区域的中部或显示区域中检测到 文本(或其他锐化边缘)信息的存在的部分提供基本上最佳的清晰度，从而在基于检测结 果的定时，将照明光脉冲提供给显示面板。检测文本信息的存在可以包括将可疑文本信息区域划分为η个子区域，以在相 应于每个子区域的图像信号中检测可能的文本信息的存在；如果在相应于至少一个子区 域的图像信号中检测到文本信息，则确定在相应于文本信息区域的图像信号中存在文本信 息，从而输出检测信号。根据以上所述，液晶显示器检测在相应于显示屏幕的可疑子区域的图像信号中是 否存在文本(或其他锐化边缘)信息。当没有自动地检测到文本(或其他锐化边缘)信息 时，光源在相应于显示面板的中部的定时整体地闪烁。当检测到文本(或其他锐化边缘) 信息时，光源在相应于文本(或其他锐化边缘)信息被确定所在的屏幕子区域的定时响应 性地且整体地闪烁。因此，可以改善使用者所注视的文本信息区域(例如，隐藏式字幕区 域)周围的图像质量(例如，对比度)，从而为使用者提供改善的图像质量而不增加制造成 本(例如，没有采取与整体闪烁背光灯相反的局部闪烁背光灯)。
通过参考结合附图考虑的以下详细描述，本公开的以上和其他优点将会变得更加 显而易见，附图中图1是示出了根据本公开的示例性实施方式的液晶显示器的框图；图2是示出了图1的背光控制电路的框图；图3是示出了图2的文本信息检测器的框图；图4A是示出了当在接收到的图像信号的相应于显示面板的上部的部分中相应地 检测到存在新文本信息时，在显示面板的上部(UPO)中提供的新文本数据的液晶响应以及 背光单元的优选整体闪烁定时的时序图。图4B是示出了当在图像信号的相应于图1的显示面板的中部的部分中相应地包 括新文本信息时，在显示面板的中部中提供的新文本数据的液晶响应以及优选整体闪烁定 时的时序图；图4C是示出了当在图像信号的相应于图1的显示面板的下部的部分中相应地包 括新文本信息时，在显示面板的下部中提供的新文本数据的液晶响应以及优选整体闪烁定 时的时序图；图5A是示出了测量得到的显示面板的中部处的取决于时间的运动图像响应时间 (MPRT)的曲线图；图5B是示出了根据显示面板的字幕文本的垂直位置的、整体可闪烁的背光单元 的期望开启时间的曲线图；图6A是示出了根据显示面板的垂直位置的运动图像响应时间(MPRT)曲线图，以 改善显示面板的中部处的运动图像响应时间；图6B是示出了根据显示面板的垂直位置的运动图像响应时间(MPRT)曲线图，以 改善显示面板的下部处的运动图像响应时间；图7是示出了根据另一示例性实施方式的液晶显示器的框图。
具体实施例方式下文中，将参照示出了示例性实施方式的附图更加充分地描述本教导。然而，本教 导可以多种不同形式来体现，而不应被解释为限于本文中所阐述的实施方式。相反，提供这 些实施方式以使本公开彻底，并充分地将教导传达给本领域技术人员。在图中，为了清晰起 见，可以放大层和区域的尺寸和相对尺寸。图中相同的参考标号通常表示相同的元件。应当理解的是，当元件或层被称作在另一元件或层“之上”或“连接至”另一元件 或层时，该元件或层可以直接在另一元件或层上或直接连接至另一元件或层，或者可以存 在介于其间的元件或层。相反，当元件或层被称作“直接”在另一元件或层“之上”或“直接 连接至”另一元件或层时，则不存在介于其间的元件或层。下文中，将参照附图详细地说明本发明的公开。图1是示出了根据示例性实施方式的液晶显示系统100的框图。在其一个子实施 方式中，所示出的系统100可以为电视(TV)机的一部分，电视机被配置为选择性地呈现滚 动过屏幕的顶部/上部(UPO)、或屏幕的底部/下部(LPO)、或屏幕的中部/中心部(CPO) 的“隐藏式字幕”文本，其中，这种“隐藏式字幕”文本被理解为通过展现给耳聋的或听力困难的观众的声音和视觉材料的组合来帮助他们理解意欲传递给他们的内容。由于这样提供 的“隐藏式字幕”文本对于某些观众的理解至关重要，因此期望在存在这种字幕文本时，字 幕文本尽可能地锐化且清晰。参考图1的细节，液晶显示系统100包括液晶显示面板110、定时控制器120、栅极 线驱动器130、数据线驱动器140、整体可闪烁的背光单元150以及背光控制电路160。与可 能需要用于其的很多逆变器(inverter)以及很多分离但配合的控制电路以实现期望结果 的局部可闪烁背光单元相比，使用整体可闪烁背光单元150的一个优点是降低成本并且具 有较低的复杂度。图1的定时控制器120从外部源或设备(未示出)接收诸如原始RGB格式的图像 信号以及相应的基准信号RS。基准信号RS可以是与液晶显示器100的帧速率同步的信号， 诸如垂直同步信号或水平同步信号。定时控制器120将接收到的图像信号RGB的数据格式 转换为适用于在定时控制器120和数据线驱动器140之间使用的接口的数据格式，并且将 转换的图像信号(即，作为数字化数据控制信号DCS)输出至数据线驱动器140。此外，定时 控制器120还将相应的栅极控制信号GCS输出至栅极线驱动器130。栅极线驱动器130将栅极信号顺次地施加至液晶显示面板110的一序列平行栅极 线GLl GLn。栅极信号的定时响应于从定时控制器120接收到的栅极控制信号GCS，并且 栅极信号被用来顺次地扫描栅极线GLl GLn。数据线驱动器140通过使用从伽马可调电压生成电路(未示出)获得的伽马调节 电压来生成多个灰度级电压。数据线驱动器140选择相应于数字代码(该数字代码是在图 像信号RGB中提供的，并且在从定时控制器120接收到的数据控制信号DCS中以适当的格 式被转发)的适当的灰度级电压。然后，所选择的适当的灰度级电压(模拟信号)被施加 至液晶显示面板110的数据线DLl DLm。所示出的液晶显示面板110包括多条栅极线GLl GLru与栅极线GLl GLn交叉 的多条数据线DLl DLm以及多个像素单元。在示例性实施方式的液晶显示系统100中，所有的像素单元均具有相同重复的结 构和功能，因此，为了方便起见，在图1中示出了一个示例性像素单元作为实例。每个像素 单元包括薄膜晶体管Tr、液晶电容Q和电荷存储电容CST。薄膜晶体管Tr包括栅电极， 连接至栅极线GLl GLn中的相应栅极线；源电极，连接至数据线DLl DLm中的相应数据 线；以及漏电极，连接至液晶电容C^的像素电极部并且还连接至存储电容Cst的相关联的 电极。当将相应的栅极导通信号施加至栅极线GLl GLn中的相应选择的栅极线时，连 接至所选择的栅极线的薄膜晶体管Tr响应于相应的栅极导通信号而导通。结果，被施加至 相应数据线的模拟数据信号通过导通的薄膜晶体管耦合至薄膜晶体管的漏极，并从而 通过导通的薄膜晶体管Tr向液晶电容Q和存储电容Cst充电。液晶电容Q根据液晶电容Q的充电电压来控制设置在液晶显示面板110中的液 晶(未示出)的光透射属性。当薄膜晶体管Tr导通时，使用通过相应的数据线提供的同样 的数据信号向存储电容Cst充电。存储电容Cst帮助维持被施加至液晶电容Q的已充数据 信号的电平，从而即使在薄膜晶体管Tr截止之后也能维持液晶电容Q。的充电状态。(更 具体地，薄膜晶体管Tr的导通时间通常为较短的IH水平扫描周期，而存储电容Cst的期望电荷保持时间通常较长，为全IF帧周期。)通过所描述的方法，液晶显示面板110可以形成 要被显示的期望图像。然而，所形成的要被显示的图像直到背光单元150开启闪光(开启 闪烁)才被投射至使用者的眼睛(未示出)，并且相应的一组光线通过显示面板110被投 射至使用者的眼睛中以在其中潜在保持(latent retention) 0 (如本领域技术人员已知的 并且如观看传统电影放映机的传统遮光器式输出的电影观看者所体验到的，即使在电影卷 轴(movie reel)的闪光帧之间插入黑暗间隔，人类视觉系统也会合成时间上的输出并感知 连续的图像流(包括移动图像)。当传统的电影遮光器上下卷动以为下一电影卷轴帧让路 时，传统的电影遮光器对人类视觉系统隐藏各电影卷轴帧的图像。如果示出各电影卷轴帧 的图像，则可能感知到不期望的模糊效果)。当LCD装置(例如，100)的闪光开启帧(flashed on frame)包括文本线时，该文 本的被感知的勻边性(crispness)变得依赖于背光灯(150)何时瞬间地闪光至开启状态 (闪烁开启状态)并且依赖于何时开始为该文本线进行充电更新操作。原因在于液晶需 要花时间来响应更新的充电(刚通过晶体管Tr的新的模拟电压信号)，并且如果灯闪烁开 启太快，背光光线将无法捕获到慢速响应液晶的充分再生的新状态。为了解决该问题，本实施方式的液晶显示系统100的背光控制电路160包括自动 地检测在图像更新RGB信号中是否存在文本信息线的电路系统(还参见图2)，如果存在，则 该电路系统自动地确定检测到的文本(例如，隐藏式字幕文本)沿着显示区域的垂直高度 (例如，其栅极线)将要中心对准的位置。在一个实施方式中，背光控制电路160被构造为 在通过背光150的闪烁开启将文本信息投射至观看者之前，自动地预先确定该文本主要是 位于显示面板的显示区域的上三分之一部分(UPO)内、中心三分之一部分(CPO)内还是下 三分之一部分(LPO)内。在一个实施方式中，背光控制电路160被构造为在通过背光的瞬 息间闪烁开启(< 1F)将文本信息投射至观看者之前，进一步自动地预先确定该文本是否 穿过显示区域的上、中以及下三分之一部分(UP0/CP0/LP0)中的相邻两个而延伸。接下来， 基于这种自动检测的结果，背光控制电路160将相应地被定时的闪烁控制信号BS输出至背 光单元150，以由此定义光源的闪烁开启定时，该闪烁开启定时延迟地同步于新文本的更新 开始时间点，其中，该延迟取决于LCD面板的液晶响应时间。在一个实施方式中，如果检测 到不存在文本，则闪烁开启时间的结束(图4A所示的开启脉冲的后沿)被设定为相应于显 示区域的中心部，或者如果检测到存在文本，则闪烁开启时间的结束被设定为相应于文本 信息在显示区域的垂直高度中的布置位置。在一个实施方式中，闪烁控制信号BS的定时与 定时控制器120所使用的基准信号RS同步。背光单元150设置在液晶显示面板110的后方，并通过边缘照明和/或从背部直 接照明的方式向液晶显示面板110提供照明。背光单元150包括光源，并且基于由背光控 制电路160提供的闪烁控制信号BS的定时，使光源一起同时闪烁预定的脉冲持续时间。光 源可以包括冷阴极荧光灯、发光二极管或其他元件。与可能需要很多逆变器和很多控制电 路的局部化闪烁相比，整体闪烁背光的一个优点在于其可以仅通过一个逆变器电路和一个 控制电路来完成。图2是示出了可以在图1的实施方式中使用的背光控制电路160的框图。所示出的背光控制电路160包括文本信息检测器沈2、闪烁定时控制器264和逆变 器(或其他适当的电平转换器)266。
文本信息检测器262将表示文本信息(例如，隐藏式字幕区域)的存在的字幕出 现检测信号CDS输出至闪烁定时控制器沈4。文本信息检测器262从外部设备(未示出) 接收图像信号RGB，并且检测接收到的RGB信号所代表的影像中是否出现了文本或类似文 本的字形(例如，隐藏式字幕材料)。在可替换实施方式中，字幕出现检测信号CDS由相关 联的TV电路的内部电路来提供。闪烁定时控制器沈4将定时控制信号TCS输出至逆变器沈6，从而定义光源的闪烁 开启和关闭的定时。这种定时与LCD显示器的液晶响应时间相一致。在一个实施方式中， 如果没有检测到文本，则定义的闪烁开启和关闭定时相应于显示区域的中心部(CPO)，或者 如果检测到文本并且字幕出现检测信号CDS表示出其出现，则定义的闪烁开启和关闭定时 相应于显示面板110的文本信息包含区域(例如，UPO或LP0)。在一个实施方式中，所定义 的光源的闪烁开启和关闭定时与从外部设备接收到的基准信号RS同步。逆变器沈6输出适当的电压电平的闪烁控制信号BS，由此响应于定时控制信号 TCS来控制光源的闪烁开启和关闭定时。图3是示出了图2的文本信息检测器沈2的一个实施方式的细节的框图。文本信息检测器沈2包括图像信号提取器360、伽马值处理器362、信号转换器364 以及检测器366。图像信号提取器360定义显示面板110的某区域作为检测操作所指向的要被检验 的信息区域，以确定文本信息在要被检验的信息区域中存在与否。在一个实施方式中，要被 检验的信息区域被划分为η个子区域，其中，η为大于2的整数。图像信号提取器360从外 部设备提供的图像信号RGB中提取相应于每个子区域的图像信号，并且将提取的图像信号 Ex_RGB提供给伽马值处理器362。伽马值处理器362处理所提取的图像信号Ex_RGB并将其转换为所谓的线性化 (解压缩)值(通常具有大于原始伽马值信号的位数)。(本领域技术人员应当理解的是， 为了产生线性可组合的算术值，需要这种线性化。)接下来，伽马值处理器362将每个相应 子区域的处理后的图像信号Gd_RGB提供给信号转换器364。信号转换器364将接收到的一组时域处理后的图像信号Gd_RGB转换为频域中的 图像信号，并且将频域图像信号Ft_RGB提供给检测器366。信号转换器364可以使用傅里 叶变换(例如，FFT)来将由时域表示的处理后的图像信号Gd_RGB转换为由频域表示的频 域图像信号Ft_RGB。检测器366基于频域图像信号Ft_RGB来判定在每个子区域中是否存在文本信息。 如果相应于至少一个子区域的转换后的图像信号的至少一个最大值大于预定的基准值，则 检测器366判定存在文本信息。如果在至少一个子区域中检测到存在文本信息，则检测器 366为闪烁定时控制器264提供检测信号CDS，该检测信号具有表示其中检测到文本信息的 文本信息区域(或子区域)、文本信息的位置的信息。根据另一示例性实施方式，可以从文本信息检测器沈2中去除图像信号提取器 360、伽马值处理器362、信号转换器364，使得仅保留检测器366，并且检测器366可以采用 各种其他的检测技术，来检测文本信息在图像信号RGB中的存在与否以及该文本在图像信 号RGB中的实际布置位置(例如，定时位置等)。在可替换实施方式中，相关联的TV电路提 供表示字幕文本在存在时的相对位置的字幕位置表示信号。
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图4A示出了当在显示器的上部(UPO)中检测到存在字幕文本时系统的第一操作 的时序图。在图4A中，V_sync线在其上具有序列时间标记，即，Vsyncl、Vsync2、Vsync3等， 其中，这些序列时间标记中的两个紧邻的序列时间标记(例如，Vsyncl和VsynC2)之间的 时期可以表示一个图像显示帧时间周期(IF)。在图4A的实例中，在显示区域的上三分之一 区域(UPO)中检测到文本包含区域。相应于该上部(UPO)的栅极线在如图4A中的t1A所表 示的第一时间点处被激活了 IH持续时间。如在图4A中可以看出的，第一栅极激活时间点 t1A出现在Vsyncl信号生效(assert)之后不久并且充分早于VsynC2的生效。仍在图4A中，显示面板110的该上部UPO的像素的液晶响应曲线已被预先确定， 并且其在图4A中由第一栅极激活时间点t1A和第二时间点t2A之间的第一曲线图Gl的缓慢 上升部来表示。在第二时间点t2A和第三时间点t3A之间，在第一时间点t1A激活(导通)的 栅极线的液晶分子已基本处于稳定状态。同样在图4A的实例中，基于检测到的包括在RGB 图像信号中的文本信息(例如，字幕文本)的布置位置，已预先确定了整体可闪烁的背光单 元150的闪烁开启和关闭点的定时；在图4A的给定第一实例中，该布置位置主要相应于图 1的显示面板110的上三分之一部分，更具体地，该布置位置相应于大概在第一栅极激活时 间点t1A激活的栅极线。因此，由于该栅极线的液晶分子直到约第二时间点t2A才进入它们 期望的新的角度指向，所以背光单元150的光源直到第二时间点t2A才开启，该第二时间点 相应于文本信息区域的像素的液晶分子对于在第一栅极激活时间点t1A施加的像素电极驱 动电压产生的基本上最大化的响应。在第三时间点t3A，将新的数据电压施加至相同的栅极线(其像素早在第一时间点 t1A就被驱动)的像素。第三时间点t3A在第二帧同步脉冲VsynC2之后偏移的时间上的距 离(chronological distance)与第一时间点t1A在第一帧同步脉冲Vsyncl之后偏移的时 间上的距离相同。当以渐进扫描方法驱动显示面板110时，这种定时可以通过参考外部提 供的基准信号RS来同步。在本示例性实施方式中，各垂直同步信号被用作基准信号RS，并 且当将要为帧的顶部提供图像数据时，第一垂直同步信号Vsyncl由此被输入至垂直同步 信号线V sync线。在预定的帧持续时间周期之后，第二垂直同步信号VsynC2被输入至垂 直同步信号线V_synC，依此类推。第一垂直同步信号Vsyncl和第二垂直同步信号VsynC2 之间的时间周期相应于一个帧时间周期(IF)。参考图4A，第一图示响应曲线Gl示出了相对于时间的液晶响应(例如，旋转至新 的液晶指向角)，其响应于相应施加的新的像素电极电压而发生，其中，新的像素驱动电压 被施加至属于显示面板Iio的上部UPO的像素。闪烁定时曲线BTG示出整体闪烁背光单元 150在第二时间点t2A被开启，该第二时间点相应于第一曲线图Gl的一部分，在该部分中， 液晶分子已基本上到达或正在到达其新的指向角的最大旋转。在第三时间点t3A，通过导通 的TFT来施加新的像素电极驱动电压，并且在第三时间点t3A处或者其之前将BTG信号切换 为关闭(没有背光照明)。对于在第三时间点t3A和第五时间点t5A之间发生的事件，此处考虑图4A的几种 不同解释。在一个实施方式中，全黑灰度级电压被施加至后来激活的栅极线的相应像素，以 模拟黑色遮光器效果；在如虚线所表示的情况下，背光的下一开启(BTG在t4A和t5A之间的 开启)可以针对显示器的其他部分的像素而发生，或者可以为了节能而不发生。第一选择 被认为是脉冲式显示器的全黑帧插入技术。在第二可替换实施方式中，插入了变暗灰度级帧而不是全黑帧。在第二种情况下(较暗的灰度级帧插入技术)，发生了虚线表示的、背光 照明的下一开启(BTG在t4A和t5A之间的开启)，因为这对于示出较暗的灰度级帧插入是必 需的。在又一第三种可能性中，VsynC2和VsynC3之间的一个帧持续时间(IF)被用作像素 预充电时间，在该像素预充电时间中，像素被预充电至各自的电压，该电压近似为在VsynC3 和VsynC4之间的下一个帧持续时间(IF)中的最终充电。下一帧电压目标可以包括反相极 性的新的驱动电压。为了这种第三种可能性(预充电选择)，优选发生虚线表示的、背光照 明的下一开启(BTG在图t4A和之间的开启)，但是也可不应用VsynC2和VsynC3之间的 Gl曲线图。在图4A中的第五时间点t5A，与使用上述至少三个选择的哪一个无关，下一个新 的像素驱动电压如同其在第一时间点t1A那样被提供，并且处理基本上如在图4A的第一时 间点t1A所做的那样重复进行。在一个实施方式中，如果使用像素预充电或全黑帧插入，则 相关联的垂直同步脉冲(例如，VsynC2和VsynC3)之间的持续时间可以小于用于将像素实 际充电至期望图像的非变暗电压的全帧周期(IF)(例如，Vsyncl和VsynC2之间)。此处总结图4A具体示出的内容，其示出在图像信号(RGB)中检测到存在文本信息 (例如，隐藏式字幕)并且文本信息在时间上被布置为相应于显示面板110的上部UPO的情 况。在该情况下，文本信息区域(例如，隐藏式字幕区域)的像素在第一时间点t1A朝其新 状态(下一期望的液晶分子指向)推进，但由于液晶分子的相对缓慢的响应时间，这些液晶 分子直到约在第二时间点t2A(此时整体闪烁背光第二次闪烁开启)才基本上到达它们的期 望的新的角度指向。换而言之，整体可闪烁的背光在将要被最清晰地呈现的文本信息的液 晶分子已经基本上旋转至它们预期的最终角度指向的时间开启闪烁(例如，具有例如当时 最亮的白驱动像素和当时最暗的黑驱动像素，从而为文本包含区域(例如，隐藏式字幕区 域)提供最大对比度。)。在紧挨着闪烁开启周期之前的时间周期(例如，t1A和t2A之间的 时间)为熄灭(blacked-out)显示周期。因此，当将要被最清晰地呈现的文本信息被检测 到存在于接收到的图像信号(RGB)中、并且被确定在时间上被布置为用于显示面板110的 上部UPO中的显示时，背光单元150的光源在被预先确定为与属于上部UPO的像素的相应 液晶分子基本上达到其期望的极化角时的时间同步的时间(例如，第二时间点t2A)被开启， 从而以脉冲方式向使用者提供改善的图像质量，该图像质量将其最佳的清晰度(如下文将 描述的，最低的MPRT值)集中在显示区域的上部UPO上。图4B是示出了将要被最清晰地呈现的文本信息(或其他这种信息)被自动地确 定为位于显示面板110的中心部CPO处的情况的类似时序图。在此第二种情况中，整体可 闪烁的背光单元150的闪烁定时控制根据第二闪烁定时曲线图BTG2来操作，其中，将要被 最清晰地呈现的文本(或其他)信息具有在图4B的时间点t1B施加的像素电极电压，这与 包括在接收到的图像信号(RGB)中的与在图1的显示面板110的中心部CPO相对应的定时 处的文本(或其他)信息相对应。背光单元150的光源从而自动地并响应性地在第二时间 点t2B开启，这相应于在第一时间点t1B被驱动的像素的液晶分子基本上获取它们期望的极 化角的时间。参考图4B的具体细节，第二响应曲线图G2示出了属于显示面板110的中心部CPO 的像素的液晶响应行为，而第二闪烁定时曲线图BTG2示出了背光单元150相应于第二曲线 图G2的闪烁定时。具体地，如果在接收到的图像信号(RGB)中在相应于显示面板110的中心部CPO的位置处检测到存在将要被最清晰地呈现的文本(或其他锐化边缘)信息，则背光单元150 的光源与属于中心部CPO的一个或多个像素的液晶响应时间相同步地开启，以向使用者提 供集中在显示区域的中心部CPO上的改善的图像质量。图4C是类似地示出以下情况的时序图将要被最清晰地呈现的文本(或其他锐 化边缘)信息被自动地确定为位于显示面板Iio的下部LPO中，并且根据第三定时曲线图 BTG3对背光单元150的闪烁定时控制进行操作，以将最大对比度(从而将最大清晰度)提 供给位于图1的显示面板110的下部LPO中的文本信息。根据在其中检测到将要被最清晰 地呈现的文本信息的区域中的像素的液晶响应时间延迟特性，背光单元150的光源相应地 在第二时间点t2C开启。然而，在此情况下，与图4A和图4B中不同，将要被最清晰地呈现的 文本信息被检测到位于显示面板110的下部LPO中。因此，在图4A至图4C的每一个中，根据期望的(预定的)对比度来确定整体闪烁 的光源的开启时间点，该对比度取决于各自的响应曲线图Gl、G2和G3的液晶响应上升时 间。例如，光源可以在曲线图G1、G2或G3足够高(例如，在各情况下，关于期望的液晶分子 的新的指向角在30%以上)的时间周期期间被开启。如已经说明地，第一曲线图至第三曲线图G1、G2、G3分别相应于显示面板110的上 部、中心部和下部，并且它们示出了分别从显示面板110的上部、中心部和下部中选择的样 本像素的相应液晶响应。因此，液晶响应和其适当的闪烁定时可以根据显示面板的种类和 所选择的像素的位置而改变。在第一垂直同步信号Vsyncl和第二垂直同步信号VsynC2之间的时间期间显示 面板110被从显示面板110的上部渐次地扫描至其下部。因此，如果背光单元150根据图 4A 图4C的闪烁定时曲线图BTG1、BTG2和BTG3的任一个进行闪烁，均可以显示良好的完 整图像。要点在于自动地识别将要被最清晰地呈现的文本信息(例如，隐藏式字幕文本)、 自动地确定其位置以及自动地选择和使用闪烁定时曲线图BTGl、BTG2和BTG3中的可以以 最高的清晰度(例如，对大对比度)来最佳地显示将要被最清晰地呈现的文本信息的一个。尽管在图4A 图4C中没有示出确切的时间值，但参考图4A，对于以120Hz的帧 速率操作显示面板110的一个实施方式，为了使背光单元150与显示面板110的上部UPO 的液晶响应时间相同步地开启，已发现背光单元150应当在将第一垂直同步信号Vsyncl施 加至垂直同步信号线V_synC之后约Ims时开始开启。相似地，参考图4B，对于相同的一个 实施方式，为了使背光单元150与显示面板110的中心部CPO的液晶响应时间相同步地开 启，背光单元150应当在将第一垂直同步信号Vsyncl施加至垂直同步信号线V_synC之后 约^is时开始开启，以及参考图4C，对于相同的一个实施方式，为了使背光单元150与显示 面板110的下部LPO的液晶响应时间相同步地闪烁，背光单元150应当在将第一垂直同步 信号Vsyncl施加至垂直同步信号线V_synC之后约7ms时开始开启。即，背光单元150的 闪烁定时根据显示面板110的将要被最清晰地呈现的文本信息的被自动确定的位置而彼 此不同。再次参考图2，当文本信息检测器262判定在相应于文本信息区域的图像信号中 不存在文本信息时，闪烁定时控制器264输出从基准信号RS延迟了第一时间的第一定时控 制信号，以使背光单元150与属于显示面板110的中心的一个或多个像素的液晶响应时间 相同步地闪烁。换而言之，闪烁定时曲线图BTG2被用作缺省操作模式。另外，当文本信息检测器262判定出在相应于文本信息区域的图像信号中存在文本信息时，闪烁定时控制器 264基于从文本信息检测器262输出的检测信号CDS，根据该文本信息区域的位置，输出从 基准信号RS延迟了第二时间的第二定时控制信号。通常，第一时间不同于第二时间，但根 据文本信息的位置也可以等于第二时间。图5A是示出了当显示面板110的帧速率为120Hz时在显示面板110的中心部CPO 测量的、作为生成基准信号RS后逝去的时间的函数的运动图像响应时间(MPRT)的曲线图。 运动图像响应时间是一种用于评价显示装置显示运动图像的清晰度或锐度的工业标准，其 由视频电子标准协会(VESA)发起。当发现运动图像响应时间较小时，则认为相应的显示装 置为运动图像显示相对更清晰和更锐化的视图。在本示例性实施方式中，垂直同步信号被用作基准信号RS，水平轴表示在生成垂 直同步信号后逝去的时间，并且垂直轴表示运动图像响应时间。如图5A所示，当背光单元 150在生成基准信号RS之后约3ms开始开启时，在显示面板110的中心部CPO处的运动图 像响应时间最短。图5B是示出了当显示面板110的帧速率为120Hz时作为基准信号RS发生之后逝 去的时间的函数的、使运动图像响应时间最短的显示面板110的垂直位置的曲线图。即，图 5B示出了在垂直同步信号之后逝去的时间与显示面板的被发现具有运动图像响应时间的 最小值的垂直位置之间的关系。在本示例性实施方式中，垂直同步信号被用作基准信号RS， 水平轴表示在产生垂直同步信号之后逝去的时间，而垂直轴表示显示面板110的像素的垂 直位置。显示面板110的像素的垂直位置被线性地示出。即，显示面板110的最上部由相 对(标准化)位置“0”来表示，并且显示面板110的最下部由标准化“1”来表示。如图5B所示，关于显示面板110的上部UP0，当背光单元150的光源根据像素在 上部UPO中的位置而在垂直同步信号生成之后约Oms 约3ms的时间点开始开启时，运动 图像响应时间最短。相似地，关于显示面板110的中心部CP0，当背光单元150的光源根据 像素在中心部CPO中的位置而在垂直同步信号生成之后约3ms 约6ms的时间点开始开启 时，运动图像响应时间最短。另外，关于显示面板110的下部LP0，当背光单元150的光源根 据文本像素在下部LPO中的位置而在垂直同步信号生成之后约6ms 9ms的时间点开始开 启时，发现运动图像响应时间是最短的。图6A是示出了当背光单元150进行闪烁以改善在显示面板110的中心部CPO处 的影像的运动图像响应时间时(即，当背光单元150与属于中心部CPO的一个或多个像素 的液晶响应时间相同步地闪烁时)、作为运动图像响应时间的函数的显示面板110的垂直 位置的曲线图。在图6A中，水平轴表示所测量的运动图像响应时间，而垂直轴表示显示面 板110的像素的标准化垂直位置。显示面板110的像素的垂直位置被线性地示出。S卩，显 示面板110的最上部由“ 0 ”表示，显示面板110的最下部由“ 1 ”表示。如图6A所示，当背光单元150与显示面板110的中心部的液晶响应时间相同步地 闪烁时，显示面板110的上部和下部的运动图像响应时间与中心部的运动图像响应时间相 比是很不理想的。图6B是示出了当背光单元150不与显示区域的中心部(CPO) —致而在不同的 时间进行闪烁从而提高例如在显示面板110的下部LPO处的图像的运动图像响应时间时 (即，背光单元150与属于下部LPO的一个或多个像素的液晶响应时间相同步地闪烁时)、作为运动图像响应时间的函数的显示面板110的垂直位置的曲线图。如同图6A，在图6B中， 水平轴表示运动图像响应时间，而垂直轴表示显示面板110的像素的垂直位置。显示面板 110的像素的位置被线性地示出。即，显示面板110的最上部由“0”表示，而显示面板110 的最下部由“1”表示。如图6B所示，当背光单元150与显示面板110的下部LPO的液晶响应时间相同步 地闪烁时，显示面板110的中心部CPO的运动图像响应时间与下部LPO和上部UPO的运动 图像响应时间相比是不理想的。而且，当背光单元150与显示面板110的下部LPO的液晶 响应时间相同步地闪烁时，应当理解的是，由于显示面板110的下部LPO的液晶响应时间与 下一帧的显示面板110的上部UPO的液晶响应时间部分地重叠，因此显示面板110的上部 UPO的运动图像响应时间低于显示面板110的中心部CPO的运动图像响应时间。图7是根据依照本发明的公开的另一示例性实施方式的液晶显示器700的框图。 在图7中，与图1中相同的参考标号表示相同的元件，因此省略相同的元件的详细描述。参考图7，液晶显示器700包括液晶显示面板110、定时控制器720、栅极线驱动器 130、数据线驱动器140、背光单元150以及逆变器766。定时控制器720从外部设备(未示出)接收图像信号RGB和基准信号RS。基准信 号RS可以是与液晶显示器100的帧速率同步的信号，诸如垂直同步信号或水平同步信号。 定时控制器720将图像信号RGB的数据格式转换为适于定时控制器720与数据线驱动器 140之间的接口的数据格式，并且将转换的图像信号RGB(即，数据控制信号DCS)输出至数 据线驱动器140。此外，定时控制器720还将栅极控制信号GCS输出至栅极线驱动器130。此外，定时控制器720基于图像信号RGB而从相应于显示面板110的预定文本信 息区域的图像信号中内在的检测文本信息的存在，并且基于检测结果和基准信号RS来输 出定时控制信号TCS，以使光源的整体闪烁定时与相应于显示面板110的中心部或文本信 息区域的图像信号的液晶响应时间同步。具体地，定时控制器720定义显示面板110的某区域作为要被检验的文本区域，以 在该区域中检测可能的文本信息的存在。文本信息区域被划分为η个子区域，其中，η为大 于2的整数。定时控制器720从外部设备提供的图像信号RGB中提取相应于每个子区域的 图像信号。而且，定时控制器720处理所提取的图像信号，使其具有高于所提取的图像信号 的原始伽马值的伽马值，并且将处理后的图像信号转换为频域中的图像信号，并基于该频 域图像信号来判定在每个子区域中是否存在文本信息。在这种情况下，如果相应于至少一 个子区域的转换后的图像信号的至少一个最大值大于预定的基准值，则定时控制器720判 定存在文本信息。然后，定时控制器720根据将要被最清晰地呈现的文本信息的确定位置 向逆变器766提供定时控制信号TCS，以使光源的闪烁定时与相应于显示面板110的中心部 或文本信息包含区域的图像信号的液晶响应时间同步。逆变器766响应于定时控制信号TCS，使光源与文本信息区域的图像信号的液晶 响应时间相同步地同时闪烁。尽管已经描述了根据本教导的示例性实施方式，但应当理解的是，本教导不应限 于这些示例性实施方式，而是根据上述内容以及如在本公开的精神和范围内那样，本领域 普通技术人员可进行各种改变和修改。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括显示面板，被构造为响应于接收到的栅极线信号和数据线信号显示图像；面板驱动电路，被构造为接收图像信号并接收控制信号，并且响应性地向所述显示面 板提供相应的栅极线信号和数据线信号；背光单元，包括多个光源，其中，所述光源可同时整体地闪烁开启限定的持续时间，以 将照明光提供给所述显示面板，从而将所述显示面板显影的图像投射给所述显示面板的观 看者；以及背光控制电路，被构造为自动地检测在接收到的图像信号中文本或其他锐化边缘信息 的存在，所述背光控制电路进一步被构造为自动地确定检测到的所述文本或其他锐化边缘 信息将在其中出现的所述显示面板的子区域，所述背光控制电路还进一步被构造为根据所 述显示面板中使用的液晶分子的预定的液晶响应延迟时间特性来同步所述光源的整体闪 烁开启的定时，使得所述光源在所述限定的持续时间的所述整体闪烁开启向所述显示面板 的作为缺省的中部或者所述显示面板的其中自动地检测到将要呈现所述文本或其他锐化 边缘信息的部分提供基本上最佳的清晰度。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述背光控制电路包括文本信息检测器，被构造为检测文本信息在所述接收到的图像信号中的存在以及确定 所述显示面板的相应文本信息包含区域的位置，并且被构造为输出相应于所述文本信息的 存在和位置的检测信号；闪烁定时控制器，被构造为根据所述文本信息检测器输出的所述检测信号来输出定时 控制信号，以使所述光源的闪烁定时同步于所述显示面板的液晶响应延迟时间和相应于所 述文本信息的所述栅极线信号和数据线信号生效处的定时；以及逆变器，被构造为使所述光源同时整体地闪烁开启限定的持续时间，其中，所述逆变器 对所述定时控制信号进行响应，闪烁开启持续时间的定时被同步至所述液晶响应延迟时间 和所述栅极线信号和数据线信号生效处的定时。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，可疑的文本信息包含区域被划分为η个子 区域，其中，η为大于2的整数，并且所述文本信息检测器通过使用所述图像信号的相应于 各子区域的部分来在所述各子区域中检测可能的文本信息的存在，从而基于在至少一个子 区域中所检测到的可能的文本信息，来形成并输出表示所述文本信息在所述文本信息包含 区域中存在的所述检测信号。
4.根据权利要求3所述的液晶显示器，其中，所述文本信息检测器处理所述图像信号， 以具有高于所述图像信号的原始伽马值的伽马值。
5.根据权利要求4所述的液晶显示器，其中，所述文本信息检测器在判定可疑区域中 是否存在文本信息之前，将处理后的所述图像信号转换为频域中的图像信号，其中，存在的 确定是基于存在大于预定值的、相应于至少一个子区域的转换后的图像信号的至少一个最 大值。
6.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，所述闪烁定时控制器响应于所述检测信 号，输出从与所述显示面板的帧速率同步的预定的基准信号延迟了期望的时间的定时控制信号。
7.根据权利要求6所述的液晶显示器，其中，所述闪烁定时控制器被构造为当确定在所述接收到的图像信号中不存在所述文本信息时，输出从所述基准信号延迟了第一时间的 第一定时控制信号，并且所述闪烁定时控制器被构造为当在所述接收到的图像信号中，确 定在与所述显示面板的出现所述文本信息的所述文本信息包含区域相应的时间上的位置 中存在所述文本信息时，输出从所述基准信号延迟了第二时间的第二定时控制信号，并且 所述第二时间能够与所述第一时间不同。
8.根据权利要求7所述的液晶显示器，其中，所述第一时间相应于与所述中部对应的 图像信号的所述液晶响应时间，并且所述第二时间相应于与不同的文本信息包含区域对应 的图像信号的所述液晶响应时间。
9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述文本信息包含区域位于所述中部以 下，并且所述第二时间大于所述第一时间。
10.根据权利要求6所述的液晶显示器，其中，所述基准信号是垂直同步信号。
11.一种驱动液晶显示器的方法，包括基于接收到的图像信号和接收到的控制信号，向显示面板提供栅极信号和数据信号；响应于所述栅极信号和数据信号，控制液晶的指向角，从而形成可显示图像；在所述接收到的图像信号中自动地检测文本或其他锐化边缘信息的存在；如果存在检测到的文本或其他锐化边缘信息，自动地确定所述显示面板的将要显示所 述检测到的文本或其他锐化边缘信息的子区域；以及如果存在检测到的文本或其他锐化边缘信息，则与将要为所述检测到的文本或其他锐 化边缘信息生效相应的栅极信号和数据信号时的定时和所述液晶的液晶响应延迟时间同 步地使多个光源同时整体地闪烁开启，或者否则，根据预定的缺省定时使所述多个光源整 体地闪烁开启。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，检测所述文本信息的存在包括将可疑的文本信息包含区域划分为η个子区域，以检测所述接收到的图像信号的相应 于各子区域的部分中所述文本信息的存在；以及如果在相应于至少一个可疑子区域的图像信号中检测到所述文本信息，则自动地判定 在相应于所述文本信息包含区域的图像信号中存在所述文本信息。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，检测所述文本信息的存在进一步包括自动地 处理相应于至少一个子区域的接收到的图像信号，以具有高于所述图像信号的原始伽马值 的伽马值。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，检测所述文本信息的存在进一步包括在判定 所述文本信息存在之前，将所述处理后的图像信号转换为频域中的图像信号，其中，所述判 定基于与至少一个子区域相对应的所述转换后的图像信号的至少一个最大值是否高于预 定值。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，使所述光源闪烁包括响应于检测信号，输出从与所述显示面板的帧速率同步的预定的基准信号延迟了期望 的时间的定时控制信号；以及响应于所述定时控制信号，使所述光源同时闪烁，所述光源的闪烁定时同步于相应的 文本信息包含区域中的液晶的所述液晶响应延迟时间。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，输出所述定时控制信号包括当在所述接收到的图像信号中未检测到存在所述文本信息时，输出从所述基准信号延迟了第一时间的第一 定时控制信号，并且当在所述接收到的图像信号中检测到存在所述文本信息时，输出从所 述基准信号延迟了第二时间的第二定时控制信号，其中，所述第二时间能够与所述第一时 间不同。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一时间相应于与中部相对应的图像信 号的所述液晶响应时间，并且所述第二定时相应于与所述文本信息包含区域相对应的图像 信号的液晶响应时间。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述文本信息包含区域位于所述中部以下，并 且所述第二时间大于所述第一时间。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述基准信号为垂直同步信号。
20.一种液晶显示器，包括显示面板，被构造为响应于接收到的栅极信号和数据信号来显示图像； 背光单元，包括多个光源，所述光源被构造为同时闪烁，以向所述显示面板提供光；以及驱动电路，被构造为通过使用接收到的图像信号和接收到的控制信号向所述显示面板 提供栅极信号和数据信号，所述驱动电路被构造为在所述接收到的图像信号的一部分中自 动地检测文本信息的存在、确定所述显示面板的相应的文本信息包含区域以及根据液晶的 液晶响应延迟时间来同步所述光源的闪烁定时，其中，所述闪烁定时基于所述检测的检测结果。
21.根据权利要求20所述的液晶显示器，进一步包括被构造为使所述光源同时闪烁的 逆变器。
22.根据权利要求21所述的液晶显示器，其中，可疑的文本信息包含区域被划分为η个 子区域，其中，η为大于1的整数，并且所述驱动电路使用所述接收到的图像信号的相应于 各子区域的相应部分来检测各子区域中所述文本信息的存在，以当在至少一个可疑的子区 域中检测到所述文本信息时，判定在所述文本信息包含区域中存在所述文本信息。
全文摘要
一种液晶显示器及其驱动方法，该液晶显示器是脉冲式驱动的液晶显示器，包括显示面板，响应于栅极信号和数据信号来显示图像；面板驱动电路，使用图像信号和控制信号向所述显示面板提供栅极信号和数据信号；背光单元，包括多个光源，所述光源同时闪烁以向显示面板提供光；以及背光控制电路。背光控制电路从接收到的图像信号中自动地检测文本信息的存在，并且如果检测到文本存在，则调节光源的闪烁定时，以与显示面板上将要显示文本的区域相一致，这种调节根据显示面板中使用的液晶的液晶响应延迟时间。
文档编号G09G3/36GK102129848SQ20111000949
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月17日 优先权日2010年1月18日
发明者姜亨求, 崔鹤模, 张铉龙, 金昊泳 申请人:三星电子株式会社
技术领域：
本发明的公开涉及一种液晶显示器及其驱动方法。更具体地，本公开涉及能够改 善其文本影像(textimagery)的显示的液晶显示器以及驱动该液晶显示器的方法。
背景技术：
液晶显示器通常使用具有液晶的多个像素以保持型的方式(例如，存储的图像 帧)显示图像。某些类型的液晶对向其施加的电场的改变的响应较慢。因此，当在液晶显 示器中接连显示运动图像的闪光帧(flashedframes)(闪烁帧(blinked frames))时(或 者在一变形例中，具有介于序列图像帧之间的类似于遮光器的全黑帧)，由于液晶的慢速响 应时间以及要被显示的影像的迅速改变，可以察觉到产生了运动模糊。为了防止液晶显示器中的运动模糊，已经引入了一种将液晶显示器的驱动频率从 传统的60Hz增加至120Hz以上的脉冲式方法(impulsivemethod)。该脉冲式方法通过在已 更新向其提供的图像数据的基本上较亮的显示帧之间插入变暗的脉冲帧(例如，具有黑色 或变暗的灰度数据的脉冲帧)而进行操作，从而当在液晶显示面板上显示图像时产生电影 遮光器效果(movie shutter effect)。然而，当通过实际地将变暗帧数据传输至液晶显示器来执行该遮光器仿真脉冲式 方法时，由于驱动频率的增加并且由于LCD背光同时被激活，导致功耗增加。此外，当执行 该遮光器仿真脉冲式方法时，由于提供给所有显示帧的均等的时间缩短，因此用于将像素 驱动至期望的亮帧状态的时间可能不足。应当理解的是，“背景技术”部分的此背景旨在提供对于理解此处公开的技术有用 的背景，如此，该背景技术部分可包括不属于相关领域技术人员在本文所公开主题的相应 发明日期之前已知或理解的技术的一部分的思想、概念或认知。
发明内容
根据本公开的一方面，可以通过在短于全帧周期(< 1F)期间使背光灯整体闪烁 以模拟电影遮光器效果，来克服以上缺点。整体闪烁相较于使用局部化闪烁的系统降低了 硬件成本。本文中公开的实施方式提供了一种能够改善其图像质量的液晶显示器，特别关 于可能布置在帧的顶部附近、帧的底部附近或者帧的大致中部中的一些锐化勻边(sharp crisp)文本线的显示。本文中公开的实施方式还提供了一种驱动液晶显示器以提供锐化勻边文本线的 方法。
根据本公开，液晶显示器包括显示面板、面板驱动电路、整体可闪烁的背光单元以 及背光闪烁定时控制电路。显示面板响应于接收到的栅极信号和接收到的数据信号来形 成要被显示的图像(更新图像)。面板驱动电路以同步传输的图像信号和相应的定时控制 信号的形式，将栅极信号和数据信号提供给显示面板。背光单元包括多个光源，其中，这些 光源可以同时(整体)地闪烁开启，由此向显示面板提供背光灯的闪光，使得其间的熄灭 (lights out)持续时间可以模拟传统运动图像放映机的遮光器效果。为了提高要被显示的 一条或一些文本线的勻边度(crispness)，背光控制电路包括文本位置检测电路，该文本位 置检测电路检测在存在文本时文本信息在提供的图像信号中的存在；并且当文本信息在显 示区域的预定数量的子区域的一个中时，检测文本信息的相应布置位置，其中，布置位置的 检测或确定基于文本在传输的图像信号中的定时位置；并且背光控制电路使用文本位置检 测电路的布置位置确定结果来同步整体可闪烁光源的闪烁开启定时。使闪烁开启定时依赖 于在显示面板区域的中心点处显示线图像信号所花费的预定液晶响应时间。在一个实施方式中，背光控制电路包括文本信息检测器(或其他锐化边缘影像检 测器)、闪烁定时控制器和逆变器。文本/锐化边缘影像信息检测器基于图像信号而从相应 于显示面板的文本/其他信息区域的图像信号中检测文本(或其他锐化边缘)信息，以输 出相应于文本信息的存在的检测信号。闪烁定时控制器输出定时控制信号，以同步光源的 整体闪烁定时和因显示装置中使用的液晶分子的液晶响应时间而引起的延迟。逆变器使光 源同时整体地开启闪烁，并在相应于液晶分子的液晶响应延迟时间的时间闪烁开启较短的 持续时间，使得需具有最大清晰度的文本(或其他锐化边缘)信息区域在其对图像定义信 号的全响应时间内被照亮。根据实施方式，液晶显示器的驱动方法包括使用图像信号和控制信号来为显示 面板提供栅极信号和数据信号；响应于栅极信号和数据信号来控制液晶的透射率以显示图 像；从图像信号自动地检测文本(或其他锐化边缘)信息的存在；自动地确定检测到的文 本信息在屏幕上的相应位置；以及与显示装置的液晶分子的液晶响应时间延迟特性同步 地，使多个光源同时自动地整体闪烁，从而为缺省的显示区域的中部或显示区域中检测到 文本(或其他锐化边缘)信息的存在的部分提供基本上最佳的清晰度，从而在基于检测结 果的定时，将照明光脉冲提供给显示面板。检测文本信息的存在可以包括将可疑文本信息区域划分为η个子区域，以在相 应于每个子区域的图像信号中检测可能的文本信息的存在；如果在相应于至少一个子区 域的图像信号中检测到文本信息，则确定在相应于文本信息区域的图像信号中存在文本信 息，从而输出检测信号。根据以上所述，液晶显示器检测在相应于显示屏幕的可疑子区域的图像信号中是 否存在文本(或其他锐化边缘)信息。当没有自动地检测到文本(或其他锐化边缘)信息 时，光源在相应于显示面板的中部的定时整体地闪烁。当检测到文本(或其他锐化边缘) 信息时，光源在相应于文本(或其他锐化边缘)信息被确定所在的屏幕子区域的定时响应 性地且整体地闪烁。因此，可以改善使用者所注视的文本信息区域(例如，隐藏式字幕区 域)周围的图像质量(例如，对比度)，从而为使用者提供改善的图像质量而不增加制造成 本(例如，没有采取与整体闪烁背光灯相反的局部闪烁背光灯)。
通过参考结合附图考虑的以下详细描述，本公开的以上和其他优点将会变得更加 显而易见，附图中图1是示出了根据本公开的示例性实施方式的液晶显示器的框图；图2是示出了图1的背光控制电路的框图；图3是示出了图2的文本信息检测器的框图；图4A是示出了当在接收到的图像信号的相应于显示面板的上部的部分中相应地 检测到存在新文本信息时，在显示面板的上部(UPO)中提供的新文本数据的液晶响应以及 背光单元的优选整体闪烁定时的时序图。图4B是示出了当在图像信号的相应于图1的显示面板的中部的部分中相应地包 括新文本信息时，在显示面板的中部中提供的新文本数据的液晶响应以及优选整体闪烁定 时的时序图；图4C是示出了当在图像信号的相应于图1的显示面板的下部的部分中相应地包 括新文本信息时，在显示面板的下部中提供的新文本数据的液晶响应以及优选整体闪烁定 时的时序图；图5A是示出了测量得到的显示面板的中部处的取决于时间的运动图像响应时间 (MPRT)的曲线图；图5B是示出了根据显示面板的字幕文本的垂直位置的、整体可闪烁的背光单元 的期望开启时间的曲线图；图6A是示出了根据显示面板的垂直位置的运动图像响应时间(MPRT)曲线图，以 改善显示面板的中部处的运动图像响应时间；图6B是示出了根据显示面板的垂直位置的运动图像响应时间(MPRT)曲线图，以 改善显示面板的下部处的运动图像响应时间；图7是示出了根据另一示例性实施方式的液晶显示器的框图。
具体实施例方式下文中，将参照示出了示例性实施方式的附图更加充分地描述本教导。然而，本教 导可以多种不同形式来体现，而不应被解释为限于本文中所阐述的实施方式。相反，提供这 些实施方式以使本公开彻底，并充分地将教导传达给本领域技术人员。在图中，为了清晰起 见，可以放大层和区域的尺寸和相对尺寸。图中相同的参考标号通常表示相同的元件。应当理解的是，当元件或层被称作在另一元件或层“之上”或“连接至”另一元件 或层时，该元件或层可以直接在另一元件或层上或直接连接至另一元件或层，或者可以存 在介于其间的元件或层。相反，当元件或层被称作“直接”在另一元件或层“之上”或“直接 连接至”另一元件或层时，则不存在介于其间的元件或层。下文中，将参照附图详细地说明本发明的公开。图1是示出了根据示例性实施方式的液晶显示系统100的框图。在其一个子实施 方式中，所示出的系统100可以为电视(TV)机的一部分，电视机被配置为选择性地呈现滚 动过屏幕的顶部/上部(UPO)、或屏幕的底部/下部(LPO)、或屏幕的中部/中心部(CPO) 的“隐藏式字幕”文本，其中，这种“隐藏式字幕”文本被理解为通过展现给耳聋的或听力困难的观众的声音和视觉材料的组合来帮助他们理解意欲传递给他们的内容。由于这样提供 的“隐藏式字幕”文本对于某些观众的理解至关重要，因此期望在存在这种字幕文本时，字 幕文本尽可能地锐化且清晰。参考图1的细节，液晶显示系统100包括液晶显示面板110、定时控制器120、栅极 线驱动器130、数据线驱动器140、整体可闪烁的背光单元150以及背光控制电路160。与可 能需要用于其的很多逆变器(inverter)以及很多分离但配合的控制电路以实现期望结果 的局部可闪烁背光单元相比，使用整体可闪烁背光单元150的一个优点是降低成本并且具 有较低的复杂度。图1的定时控制器120从外部源或设备(未示出)接收诸如原始RGB格式的图像 信号以及相应的基准信号RS。基准信号RS可以是与液晶显示器100的帧速率同步的信号， 诸如垂直同步信号或水平同步信号。定时控制器120将接收到的图像信号RGB的数据格式 转换为适用于在定时控制器120和数据线驱动器140之间使用的接口的数据格式，并且将 转换的图像信号(即，作为数字化数据控制信号DCS)输出至数据线驱动器140。此外，定时 控制器120还将相应的栅极控制信号GCS输出至栅极线驱动器130。栅极线驱动器130将栅极信号顺次地施加至液晶显示面板110的一序列平行栅极 线GLl GLn。栅极信号的定时响应于从定时控制器120接收到的栅极控制信号GCS，并且 栅极信号被用来顺次地扫描栅极线GLl GLn。数据线驱动器140通过使用从伽马可调电压生成电路(未示出)获得的伽马调节 电压来生成多个灰度级电压。数据线驱动器140选择相应于数字代码(该数字代码是在图 像信号RGB中提供的，并且在从定时控制器120接收到的数据控制信号DCS中以适当的格 式被转发)的适当的灰度级电压。然后，所选择的适当的灰度级电压(模拟信号)被施加 至液晶显示面板110的数据线DLl DLm。所示出的液晶显示面板110包括多条栅极线GLl GLru与栅极线GLl GLn交叉 的多条数据线DLl DLm以及多个像素单元。在示例性实施方式的液晶显示系统100中，所有的像素单元均具有相同重复的结 构和功能，因此，为了方便起见，在图1中示出了一个示例性像素单元作为实例。每个像素 单元包括薄膜晶体管Tr、液晶电容Q和电荷存储电容CST。薄膜晶体管Tr包括栅电极， 连接至栅极线GLl GLn中的相应栅极线；源电极，连接至数据线DLl DLm中的相应数据 线；以及漏电极，连接至液晶电容C^的像素电极部并且还连接至存储电容Cst的相关联的 电极。当将相应的栅极导通信号施加至栅极线GLl GLn中的相应选择的栅极线时，连 接至所选择的栅极线的薄膜晶体管Tr响应于相应的栅极导通信号而导通。结果，被施加至 相应数据线的模拟数据信号通过导通的薄膜晶体管耦合至薄膜晶体管的漏极，并从而 通过导通的薄膜晶体管Tr向液晶电容Q和存储电容Cst充电。液晶电容Q根据液晶电容Q的充电电压来控制设置在液晶显示面板110中的液 晶(未示出)的光透射属性。当薄膜晶体管Tr导通时，使用通过相应的数据线提供的同样 的数据信号向存储电容Cst充电。存储电容Cst帮助维持被施加至液晶电容Q的已充数据 信号的电平，从而即使在薄膜晶体管Tr截止之后也能维持液晶电容Q。的充电状态。(更 具体地，薄膜晶体管Tr的导通时间通常为较短的IH水平扫描周期，而存储电容Cst的期望电荷保持时间通常较长，为全IF帧周期。)通过所描述的方法，液晶显示面板110可以形成 要被显示的期望图像。然而，所形成的要被显示的图像直到背光单元150开启闪光(开启 闪烁)才被投射至使用者的眼睛(未示出)，并且相应的一组光线通过显示面板110被投 射至使用者的眼睛中以在其中潜在保持(latent retention) 0 (如本领域技术人员已知的 并且如观看传统电影放映机的传统遮光器式输出的电影观看者所体验到的，即使在电影卷 轴(movie reel)的闪光帧之间插入黑暗间隔，人类视觉系统也会合成时间上的输出并感知 连续的图像流(包括移动图像)。当传统的电影遮光器上下卷动以为下一电影卷轴帧让路 时，传统的电影遮光器对人类视觉系统隐藏各电影卷轴帧的图像。如果示出各电影卷轴帧 的图像，则可能感知到不期望的模糊效果)。当LCD装置(例如，100)的闪光开启帧(flashed on frame)包括文本线时，该文 本的被感知的勻边性(crispness)变得依赖于背光灯(150)何时瞬间地闪光至开启状态 (闪烁开启状态)并且依赖于何时开始为该文本线进行充电更新操作。原因在于液晶需 要花时间来响应更新的充电(刚通过晶体管Tr的新的模拟电压信号)，并且如果灯闪烁开 启太快，背光光线将无法捕获到慢速响应液晶的充分再生的新状态。为了解决该问题，本实施方式的液晶显示系统100的背光控制电路160包括自动 地检测在图像更新RGB信号中是否存在文本信息线的电路系统(还参见图2)，如果存在，则 该电路系统自动地确定检测到的文本(例如，隐藏式字幕文本)沿着显示区域的垂直高度 (例如，其栅极线)将要中心对准的位置。在一个实施方式中，背光控制电路160被构造为 在通过背光150的闪烁开启将文本信息投射至观看者之前，自动地预先确定该文本主要是 位于显示面板的显示区域的上三分之一部分(UPO)内、中心三分之一部分(CPO)内还是下 三分之一部分(LPO)内。在一个实施方式中，背光控制电路160被构造为在通过背光的瞬 息间闪烁开启(< 1F)将文本信息投射至观看者之前，进一步自动地预先确定该文本是否 穿过显示区域的上、中以及下三分之一部分(UP0/CP0/LP0)中的相邻两个而延伸。接下来， 基于这种自动检测的结果，背光控制电路160将相应地被定时的闪烁控制信号BS输出至背 光单元150，以由此定义光源的闪烁开启定时，该闪烁开启定时延迟地同步于新文本的更新 开始时间点，其中，该延迟取决于LCD面板的液晶响应时间。在一个实施方式中，如果检测 到不存在文本，则闪烁开启时间的结束(图4A所示的开启脉冲的后沿)被设定为相应于显 示区域的中心部，或者如果检测到存在文本，则闪烁开启时间的结束被设定为相应于文本 信息在显示区域的垂直高度中的布置位置。在一个实施方式中，闪烁控制信号BS的定时与 定时控制器120所使用的基准信号RS同步。背光单元150设置在液晶显示面板110的后方，并通过边缘照明和/或从背部直 接照明的方式向液晶显示面板110提供照明。背光单元150包括光源，并且基于由背光控 制电路160提供的闪烁控制信号BS的定时，使光源一起同时闪烁预定的脉冲持续时间。光 源可以包括冷阴极荧光灯、发光二极管或其他元件。与可能需要很多逆变器和很多控制电 路的局部化闪烁相比，整体闪烁背光的一个优点在于其可以仅通过一个逆变器电路和一个 控制电路来完成。图2是示出了可以在图1的实施方式中使用的背光控制电路160的框图。所示出的背光控制电路160包括文本信息检测器沈2、闪烁定时控制器264和逆变 器(或其他适当的电平转换器)266。
文本信息检测器262将表示文本信息(例如，隐藏式字幕区域)的存在的字幕出 现检测信号CDS输出至闪烁定时控制器沈4。文本信息检测器262从外部设备(未示出) 接收图像信号RGB，并且检测接收到的RGB信号所代表的影像中是否出现了文本或类似文 本的字形(例如，隐藏式字幕材料)。在可替换实施方式中，字幕出现检测信号CDS由相关 联的TV电路的内部电路来提供。闪烁定时控制器沈4将定时控制信号TCS输出至逆变器沈6，从而定义光源的闪烁 开启和关闭的定时。这种定时与LCD显示器的液晶响应时间相一致。在一个实施方式中， 如果没有检测到文本，则定义的闪烁开启和关闭定时相应于显示区域的中心部(CPO)，或者 如果检测到文本并且字幕出现检测信号CDS表示出其出现，则定义的闪烁开启和关闭定时 相应于显示面板110的文本信息包含区域(例如，UPO或LP0)。在一个实施方式中，所定义 的光源的闪烁开启和关闭定时与从外部设备接收到的基准信号RS同步。逆变器沈6输出适当的电压电平的闪烁控制信号BS，由此响应于定时控制信号 TCS来控制光源的闪烁开启和关闭定时。图3是示出了图2的文本信息检测器沈2的一个实施方式的细节的框图。文本信息检测器沈2包括图像信号提取器360、伽马值处理器362、信号转换器364 以及检测器366。图像信号提取器360定义显示面板110的某区域作为检测操作所指向的要被检验 的信息区域，以确定文本信息在要被检验的信息区域中存在与否。在一个实施方式中，要被 检验的信息区域被划分为η个子区域，其中，η为大于2的整数。图像信号提取器360从外 部设备提供的图像信号RGB中提取相应于每个子区域的图像信号，并且将提取的图像信号 Ex_RGB提供给伽马值处理器362。伽马值处理器362处理所提取的图像信号Ex_RGB并将其转换为所谓的线性化 (解压缩)值(通常具有大于原始伽马值信号的位数)。(本领域技术人员应当理解的是， 为了产生线性可组合的算术值，需要这种线性化。)接下来，伽马值处理器362将每个相应 子区域的处理后的图像信号Gd_RGB提供给信号转换器364。信号转换器364将接收到的一组时域处理后的图像信号Gd_RGB转换为频域中的 图像信号，并且将频域图像信号Ft_RGB提供给检测器366。信号转换器364可以使用傅里 叶变换(例如，FFT)来将由时域表示的处理后的图像信号Gd_RGB转换为由频域表示的频 域图像信号Ft_RGB。检测器366基于频域图像信号Ft_RGB来判定在每个子区域中是否存在文本信息。 如果相应于至少一个子区域的转换后的图像信号的至少一个最大值大于预定的基准值，则 检测器366判定存在文本信息。如果在至少一个子区域中检测到存在文本信息，则检测器 366为闪烁定时控制器264提供检测信号CDS，该检测信号具有表示其中检测到文本信息的 文本信息区域(或子区域)、文本信息的位置的信息。根据另一示例性实施方式，可以从文本信息检测器沈2中去除图像信号提取器 360、伽马值处理器362、信号转换器364，使得仅保留检测器366，并且检测器366可以采用 各种其他的检测技术，来检测文本信息在图像信号RGB中的存在与否以及该文本在图像信 号RGB中的实际布置位置(例如，定时位置等)。在可替换实施方式中，相关联的TV电路提 供表示字幕文本在存在时的相对位置的字幕位置表示信号。
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图4A示出了当在显示器的上部(UPO)中检测到存在字幕文本时系统的第一操作 的时序图。在图4A中，V_sync线在其上具有序列时间标记，即，Vsyncl、Vsync2、Vsync3等， 其中，这些序列时间标记中的两个紧邻的序列时间标记(例如，Vsyncl和VsynC2)之间的 时期可以表示一个图像显示帧时间周期(IF)。在图4A的实例中，在显示区域的上三分之一 区域(UPO)中检测到文本包含区域。相应于该上部(UPO)的栅极线在如图4A中的t1A所表 示的第一时间点处被激活了 IH持续时间。如在图4A中可以看出的，第一栅极激活时间点 t1A出现在Vsyncl信号生效(assert)之后不久并且充分早于VsynC2的生效。仍在图4A中，显示面板110的该上部UPO的像素的液晶响应曲线已被预先确定， 并且其在图4A中由第一栅极激活时间点t1A和第二时间点t2A之间的第一曲线图Gl的缓慢 上升部来表示。在第二时间点t2A和第三时间点t3A之间，在第一时间点t1A激活(导通)的 栅极线的液晶分子已基本处于稳定状态。同样在图4A的实例中，基于检测到的包括在RGB 图像信号中的文本信息(例如，字幕文本)的布置位置，已预先确定了整体可闪烁的背光单 元150的闪烁开启和关闭点的定时；在图4A的给定第一实例中，该布置位置主要相应于图 1的显示面板110的上三分之一部分，更具体地，该布置位置相应于大概在第一栅极激活时 间点t1A激活的栅极线。因此，由于该栅极线的液晶分子直到约第二时间点t2A才进入它们 期望的新的角度指向，所以背光单元150的光源直到第二时间点t2A才开启，该第二时间点 相应于文本信息区域的像素的液晶分子对于在第一栅极激活时间点t1A施加的像素电极驱 动电压产生的基本上最大化的响应。在第三时间点t3A，将新的数据电压施加至相同的栅极线(其像素早在第一时间点 t1A就被驱动)的像素。第三时间点t3A在第二帧同步脉冲VsynC2之后偏移的时间上的距 离(chronological distance)与第一时间点t1A在第一帧同步脉冲Vsyncl之后偏移的时 间上的距离相同。当以渐进扫描方法驱动显示面板110时，这种定时可以通过参考外部提 供的基准信号RS来同步。在本示例性实施方式中，各垂直同步信号被用作基准信号RS，并 且当将要为帧的顶部提供图像数据时，第一垂直同步信号Vsyncl由此被输入至垂直同步 信号线V sync线。在预定的帧持续时间周期之后，第二垂直同步信号VsynC2被输入至垂 直同步信号线V_synC，依此类推。第一垂直同步信号Vsyncl和第二垂直同步信号VsynC2 之间的时间周期相应于一个帧时间周期(IF)。参考图4A，第一图示响应曲线Gl示出了相对于时间的液晶响应(例如，旋转至新 的液晶指向角)，其响应于相应施加的新的像素电极电压而发生，其中，新的像素驱动电压 被施加至属于显示面板Iio的上部UPO的像素。闪烁定时曲线BTG示出整体闪烁背光单元 150在第二时间点t2A被开启，该第二时间点相应于第一曲线图Gl的一部分，在该部分中， 液晶分子已基本上到达或正在到达其新的指向角的最大旋转。在第三时间点t3A，通过导通 的TFT来施加新的像素电极驱动电压，并且在第三时间点t3A处或者其之前将BTG信号切换 为关闭(没有背光照明)。对于在第三时间点t3A和第五时间点t5A之间发生的事件，此处考虑图4A的几种 不同解释。在一个实施方式中，全黑灰度级电压被施加至后来激活的栅极线的相应像素，以 模拟黑色遮光器效果；在如虚线所表示的情况下，背光的下一开启(BTG在t4A和t5A之间的 开启)可以针对显示器的其他部分的像素而发生，或者可以为了节能而不发生。第一选择 被认为是脉冲式显示器的全黑帧插入技术。在第二可替换实施方式中，插入了变暗灰度级帧而不是全黑帧。在第二种情况下(较暗的灰度级帧插入技术)，发生了虚线表示的、背光 照明的下一开启(BTG在t4A和t5A之间的开启)，因为这对于示出较暗的灰度级帧插入是必 需的。在又一第三种可能性中，VsynC2和VsynC3之间的一个帧持续时间(IF)被用作像素 预充电时间，在该像素预充电时间中，像素被预充电至各自的电压，该电压近似为在VsynC3 和VsynC4之间的下一个帧持续时间(IF)中的最终充电。下一帧电压目标可以包括反相极 性的新的驱动电压。为了这种第三种可能性(预充电选择)，优选发生虚线表示的、背光照 明的下一开启(BTG在图t4A和之间的开启)，但是也可不应用VsynC2和VsynC3之间的 Gl曲线图。在图4A中的第五时间点t5A，与使用上述至少三个选择的哪一个无关，下一个新 的像素驱动电压如同其在第一时间点t1A那样被提供，并且处理基本上如在图4A的第一时 间点t1A所做的那样重复进行。在一个实施方式中，如果使用像素预充电或全黑帧插入，则 相关联的垂直同步脉冲(例如，VsynC2和VsynC3)之间的持续时间可以小于用于将像素实 际充电至期望图像的非变暗电压的全帧周期(IF)(例如，Vsyncl和VsynC2之间)。此处总结图4A具体示出的内容，其示出在图像信号(RGB)中检测到存在文本信息 (例如，隐藏式字幕)并且文本信息在时间上被布置为相应于显示面板110的上部UPO的情 况。在该情况下，文本信息区域(例如，隐藏式字幕区域)的像素在第一时间点t1A朝其新 状态(下一期望的液晶分子指向)推进，但由于液晶分子的相对缓慢的响应时间，这些液晶 分子直到约在第二时间点t2A(此时整体闪烁背光第二次闪烁开启)才基本上到达它们的期 望的新的角度指向。换而言之，整体可闪烁的背光在将要被最清晰地呈现的文本信息的液 晶分子已经基本上旋转至它们预期的最终角度指向的时间开启闪烁(例如，具有例如当时 最亮的白驱动像素和当时最暗的黑驱动像素，从而为文本包含区域(例如，隐藏式字幕区 域)提供最大对比度。)。在紧挨着闪烁开启周期之前的时间周期(例如，t1A和t2A之间的 时间)为熄灭(blacked-out)显示周期。因此，当将要被最清晰地呈现的文本信息被检测 到存在于接收到的图像信号(RGB)中、并且被确定在时间上被布置为用于显示面板110的 上部UPO中的显示时，背光单元150的光源在被预先确定为与属于上部UPO的像素的相应 液晶分子基本上达到其期望的极化角时的时间同步的时间(例如，第二时间点t2A)被开启， 从而以脉冲方式向使用者提供改善的图像质量，该图像质量将其最佳的清晰度(如下文将 描述的，最低的MPRT值)集中在显示区域的上部UPO上。图4B是示出了将要被最清晰地呈现的文本信息(或其他这种信息)被自动地确 定为位于显示面板110的中心部CPO处的情况的类似时序图。在此第二种情况中，整体可 闪烁的背光单元150的闪烁定时控制根据第二闪烁定时曲线图BTG2来操作，其中，将要被 最清晰地呈现的文本(或其他)信息具有在图4B的时间点t1B施加的像素电极电压，这与 包括在接收到的图像信号(RGB)中的与在图1的显示面板110的中心部CPO相对应的定时 处的文本(或其他)信息相对应。背光单元150的光源从而自动地并响应性地在第二时间 点t2B开启，这相应于在第一时间点t1B被驱动的像素的液晶分子基本上获取它们期望的极 化角的时间。参考图4B的具体细节，第二响应曲线图G2示出了属于显示面板110的中心部CPO 的像素的液晶响应行为，而第二闪烁定时曲线图BTG2示出了背光单元150相应于第二曲线 图G2的闪烁定时。具体地，如果在接收到的图像信号(RGB)中在相应于显示面板110的中心部CPO的位置处检测到存在将要被最清晰地呈现的文本(或其他锐化边缘)信息，则背光单元150 的光源与属于中心部CPO的一个或多个像素的液晶响应时间相同步地开启，以向使用者提 供集中在显示区域的中心部CPO上的改善的图像质量。图4C是类似地示出以下情况的时序图将要被最清晰地呈现的文本(或其他锐 化边缘)信息被自动地确定为位于显示面板Iio的下部LPO中，并且根据第三定时曲线图 BTG3对背光单元150的闪烁定时控制进行操作，以将最大对比度(从而将最大清晰度)提 供给位于图1的显示面板110的下部LPO中的文本信息。根据在其中检测到将要被最清晰 地呈现的文本信息的区域中的像素的液晶响应时间延迟特性，背光单元150的光源相应地 在第二时间点t2C开启。然而，在此情况下，与图4A和图4B中不同，将要被最清晰地呈现的 文本信息被检测到位于显示面板110的下部LPO中。因此，在图4A至图4C的每一个中，根据期望的(预定的)对比度来确定整体闪烁 的光源的开启时间点，该对比度取决于各自的响应曲线图Gl、G2和G3的液晶响应上升时 间。例如，光源可以在曲线图G1、G2或G3足够高(例如，在各情况下，关于期望的液晶分子 的新的指向角在30%以上)的时间周期期间被开启。如已经说明地，第一曲线图至第三曲线图G1、G2、G3分别相应于显示面板110的上 部、中心部和下部，并且它们示出了分别从显示面板110的上部、中心部和下部中选择的样 本像素的相应液晶响应。因此，液晶响应和其适当的闪烁定时可以根据显示面板的种类和 所选择的像素的位置而改变。在第一垂直同步信号Vsyncl和第二垂直同步信号VsynC2之间的时间期间显示 面板110被从显示面板110的上部渐次地扫描至其下部。因此，如果背光单元150根据图 4A 图4C的闪烁定时曲线图BTG1、BTG2和BTG3的任一个进行闪烁，均可以显示良好的完 整图像。要点在于自动地识别将要被最清晰地呈现的文本信息(例如，隐藏式字幕文本)、 自动地确定其位置以及自动地选择和使用闪烁定时曲线图BTGl、BTG2和BTG3中的可以以 最高的清晰度(例如，对大对比度)来最佳地显示将要被最清晰地呈现的文本信息的一个。尽管在图4A 图4C中没有示出确切的时间值，但参考图4A，对于以120Hz的帧 速率操作显示面板110的一个实施方式，为了使背光单元150与显示面板110的上部UPO 的液晶响应时间相同步地开启，已发现背光单元150应当在将第一垂直同步信号Vsyncl施 加至垂直同步信号线V_synC之后约Ims时开始开启。相似地，参考图4B，对于相同的一个 实施方式，为了使背光单元150与显示面板110的中心部CPO的液晶响应时间相同步地开 启，背光单元150应当在将第一垂直同步信号Vsyncl施加至垂直同步信号线V_synC之后 约^is时开始开启，以及参考图4C，对于相同的一个实施方式，为了使背光单元150与显示 面板110的下部LPO的液晶响应时间相同步地闪烁，背光单元150应当在将第一垂直同步 信号Vsyncl施加至垂直同步信号线V_synC之后约7ms时开始开启。即，背光单元150的 闪烁定时根据显示面板110的将要被最清晰地呈现的文本信息的被自动确定的位置而彼 此不同。再次参考图2，当文本信息检测器262判定在相应于文本信息区域的图像信号中 不存在文本信息时，闪烁定时控制器264输出从基准信号RS延迟了第一时间的第一定时控 制信号，以使背光单元150与属于显示面板110的中心的一个或多个像素的液晶响应时间 相同步地闪烁。换而言之，闪烁定时曲线图BTG2被用作缺省操作模式。另外，当文本信息检测器262判定出在相应于文本信息区域的图像信号中存在文本信息时，闪烁定时控制器 264基于从文本信息检测器262输出的检测信号CDS，根据该文本信息区域的位置，输出从 基准信号RS延迟了第二时间的第二定时控制信号。通常，第一时间不同于第二时间，但根 据文本信息的位置也可以等于第二时间。图5A是示出了当显示面板110的帧速率为120Hz时在显示面板110的中心部CPO 测量的、作为生成基准信号RS后逝去的时间的函数的运动图像响应时间(MPRT)的曲线图。 运动图像响应时间是一种用于评价显示装置显示运动图像的清晰度或锐度的工业标准，其 由视频电子标准协会(VESA)发起。当发现运动图像响应时间较小时，则认为相应的显示装 置为运动图像显示相对更清晰和更锐化的视图。在本示例性实施方式中，垂直同步信号被用作基准信号RS，水平轴表示在生成垂 直同步信号后逝去的时间，并且垂直轴表示运动图像响应时间。如图5A所示，当背光单元 150在生成基准信号RS之后约3ms开始开启时，在显示面板110的中心部CPO处的运动图 像响应时间最短。图5B是示出了当显示面板110的帧速率为120Hz时作为基准信号RS发生之后逝 去的时间的函数的、使运动图像响应时间最短的显示面板110的垂直位置的曲线图。即，图 5B示出了在垂直同步信号之后逝去的时间与显示面板的被发现具有运动图像响应时间的 最小值的垂直位置之间的关系。在本示例性实施方式中，垂直同步信号被用作基准信号RS， 水平轴表示在产生垂直同步信号之后逝去的时间，而垂直轴表示显示面板110的像素的垂 直位置。显示面板110的像素的垂直位置被线性地示出。即，显示面板110的最上部由相 对(标准化)位置“0”来表示，并且显示面板110的最下部由标准化“1”来表示。如图5B所示，关于显示面板110的上部UP0，当背光单元150的光源根据像素在 上部UPO中的位置而在垂直同步信号生成之后约Oms 约3ms的时间点开始开启时，运动 图像响应时间最短。相似地，关于显示面板110的中心部CP0，当背光单元150的光源根据 像素在中心部CPO中的位置而在垂直同步信号生成之后约3ms 约6ms的时间点开始开启 时，运动图像响应时间最短。另外，关于显示面板110的下部LP0，当背光单元150的光源根 据文本像素在下部LPO中的位置而在垂直同步信号生成之后约6ms 9ms的时间点开始开 启时，发现运动图像响应时间是最短的。图6A是示出了当背光单元150进行闪烁以改善在显示面板110的中心部CPO处 的影像的运动图像响应时间时(即，当背光单元150与属于中心部CPO的一个或多个像素 的液晶响应时间相同步地闪烁时)、作为运动图像响应时间的函数的显示面板110的垂直 位置的曲线图。在图6A中，水平轴表示所测量的运动图像响应时间，而垂直轴表示显示面 板110的像素的标准化垂直位置。显示面板110的像素的垂直位置被线性地示出。S卩，显 示面板110的最上部由“ 0 ”表示，显示面板110的最下部由“ 1 ”表示。如图6A所示，当背光单元150与显示面板110的中心部的液晶响应时间相同步地 闪烁时，显示面板110的上部和下部的运动图像响应时间与中心部的运动图像响应时间相 比是很不理想的。图6B是示出了当背光单元150不与显示区域的中心部(CPO) —致而在不同的 时间进行闪烁从而提高例如在显示面板110的下部LPO处的图像的运动图像响应时间时 (即，背光单元150与属于下部LPO的一个或多个像素的液晶响应时间相同步地闪烁时)、作为运动图像响应时间的函数的显示面板110的垂直位置的曲线图。如同图6A，在图6B中， 水平轴表示运动图像响应时间，而垂直轴表示显示面板110的像素的垂直位置。显示面板 110的像素的位置被线性地示出。即，显示面板110的最上部由“0”表示，而显示面板110 的最下部由“1”表示。如图6B所示，当背光单元150与显示面板110的下部LPO的液晶响应时间相同步 地闪烁时，显示面板110的中心部CPO的运动图像响应时间与下部LPO和上部UPO的运动 图像响应时间相比是不理想的。而且，当背光单元150与显示面板110的下部LPO的液晶 响应时间相同步地闪烁时，应当理解的是，由于显示面板110的下部LPO的液晶响应时间与 下一帧的显示面板110的上部UPO的液晶响应时间部分地重叠，因此显示面板110的上部 UPO的运动图像响应时间低于显示面板110的中心部CPO的运动图像响应时间。图7是根据依照本发明的公开的另一示例性实施方式的液晶显示器700的框图。 在图7中，与图1中相同的参考标号表示相同的元件，因此省略相同的元件的详细描述。参考图7，液晶显示器700包括液晶显示面板110、定时控制器720、栅极线驱动器 130、数据线驱动器140、背光单元150以及逆变器766。定时控制器720从外部设备(未示出)接收图像信号RGB和基准信号RS。基准信 号RS可以是与液晶显示器100的帧速率同步的信号，诸如垂直同步信号或水平同步信号。 定时控制器720将图像信号RGB的数据格式转换为适于定时控制器720与数据线驱动器 140之间的接口的数据格式，并且将转换的图像信号RGB(即，数据控制信号DCS)输出至数 据线驱动器140。此外，定时控制器720还将栅极控制信号GCS输出至栅极线驱动器130。此外，定时控制器720基于图像信号RGB而从相应于显示面板110的预定文本信 息区域的图像信号中内在的检测文本信息的存在，并且基于检测结果和基准信号RS来输 出定时控制信号TCS，以使光源的整体闪烁定时与相应于显示面板110的中心部或文本信 息区域的图像信号的液晶响应时间同步。具体地，定时控制器720定义显示面板110的某区域作为要被检验的文本区域，以 在该区域中检测可能的文本信息的存在。文本信息区域被划分为η个子区域，其中，η为大 于2的整数。定时控制器720从外部设备提供的图像信号RGB中提取相应于每个子区域的 图像信号。而且，定时控制器720处理所提取的图像信号，使其具有高于所提取的图像信号 的原始伽马值的伽马值，并且将处理后的图像信号转换为频域中的图像信号，并基于该频 域图像信号来判定在每个子区域中是否存在文本信息。在这种情况下，如果相应于至少一 个子区域的转换后的图像信号的至少一个最大值大于预定的基准值，则定时控制器720判 定存在文本信息。然后，定时控制器720根据将要被最清晰地呈现的文本信息的确定位置 向逆变器766提供定时控制信号TCS，以使光源的闪烁定时与相应于显示面板110的中心部 或文本信息包含区域的图像信号的液晶响应时间同步。逆变器766响应于定时控制信号TCS，使光源与文本信息区域的图像信号的液晶 响应时间相同步地同时闪烁。尽管已经描述了根据本教导的示例性实施方式，但应当理解的是，本教导不应限 于这些示例性实施方式，而是根据上述内容以及如在本公开的精神和范围内那样，本领域 普通技术人员可进行各种改变和修改。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括显示面板，被构造为响应于接收到的栅极线信号和数据线信号显示图像；面板驱动电路，被构造为接收图像信号并接收控制信号，并且响应性地向所述显示面 板提供相应的栅极线信号和数据线信号；背光单元，包括多个光源，其中，所述光源可同时整体地闪烁开启限定的持续时间，以 将照明光提供给所述显示面板，从而将所述显示面板显影的图像投射给所述显示面板的观 看者；以及背光控制电路，被构造为自动地检测在接收到的图像信号中文本或其他锐化边缘信息 的存在，所述背光控制电路进一步被构造为自动地确定检测到的所述文本或其他锐化边缘 信息将在其中出现的所述显示面板的子区域，所述背光控制电路还进一步被构造为根据所 述显示面板中使用的液晶分子的预定的液晶响应延迟时间特性来同步所述光源的整体闪 烁开启的定时，使得所述光源在所述限定的持续时间的所述整体闪烁开启向所述显示面板 的作为缺省的中部或者所述显示面板的其中自动地检测到将要呈现所述文本或其他锐化 边缘信息的部分提供基本上最佳的清晰度。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述背光控制电路包括文本信息检测器，被构造为检测文本信息在所述接收到的图像信号中的存在以及确定 所述显示面板的相应文本信息包含区域的位置，并且被构造为输出相应于所述文本信息的 存在和位置的检测信号；闪烁定时控制器，被构造为根据所述文本信息检测器输出的所述检测信号来输出定时 控制信号，以使所述光源的闪烁定时同步于所述显示面板的液晶响应延迟时间和相应于所 述文本信息的所述栅极线信号和数据线信号生效处的定时；以及逆变器，被构造为使所述光源同时整体地闪烁开启限定的持续时间，其中，所述逆变器 对所述定时控制信号进行响应，闪烁开启持续时间的定时被同步至所述液晶响应延迟时间 和所述栅极线信号和数据线信号生效处的定时。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，可疑的文本信息包含区域被划分为η个子 区域，其中，η为大于2的整数，并且所述文本信息检测器通过使用所述图像信号的相应于 各子区域的部分来在所述各子区域中检测可能的文本信息的存在，从而基于在至少一个子 区域中所检测到的可能的文本信息，来形成并输出表示所述文本信息在所述文本信息包含 区域中存在的所述检测信号。
4.根据权利要求3所述的液晶显示器，其中，所述文本信息检测器处理所述图像信号， 以具有高于所述图像信号的原始伽马值的伽马值。
5.根据权利要求4所述的液晶显示器，其中，所述文本信息检测器在判定可疑区域中 是否存在文本信息之前，将处理后的所述图像信号转换为频域中的图像信号，其中，存在的 确定是基于存在大于预定值的、相应于至少一个子区域的转换后的图像信号的至少一个最 大值。
6.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，所述闪烁定时控制器响应于所述检测信 号，输出从与所述显示面板的帧速率同步的预定的基准信号延迟了期望的时间的定时控制信号。
7.根据权利要求6所述的液晶显示器，其中，所述闪烁定时控制器被构造为当确定在所述接收到的图像信号中不存在所述文本信息时，输出从所述基准信号延迟了第一时间的 第一定时控制信号，并且所述闪烁定时控制器被构造为当在所述接收到的图像信号中，确 定在与所述显示面板的出现所述文本信息的所述文本信息包含区域相应的时间上的位置 中存在所述文本信息时，输出从所述基准信号延迟了第二时间的第二定时控制信号，并且 所述第二时间能够与所述第一时间不同。
8.根据权利要求7所述的液晶显示器，其中，所述第一时间相应于与所述中部对应的 图像信号的所述液晶响应时间，并且所述第二时间相应于与不同的文本信息包含区域对应 的图像信号的所述液晶响应时间。
9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述文本信息包含区域位于所述中部以 下，并且所述第二时间大于所述第一时间。
10.根据权利要求6所述的液晶显示器，其中，所述基准信号是垂直同步信号。
11.一种驱动液晶显示器的方法，包括基于接收到的图像信号和接收到的控制信号，向显示面板提供栅极信号和数据信号；响应于所述栅极信号和数据信号，控制液晶的指向角，从而形成可显示图像；在所述接收到的图像信号中自动地检测文本或其他锐化边缘信息的存在；如果存在检测到的文本或其他锐化边缘信息，自动地确定所述显示面板的将要显示所 述检测到的文本或其他锐化边缘信息的子区域；以及如果存在检测到的文本或其他锐化边缘信息，则与将要为所述检测到的文本或其他锐 化边缘信息生效相应的栅极信号和数据信号时的定时和所述液晶的液晶响应延迟时间同 步地使多个光源同时整体地闪烁开启，或者否则，根据预定的缺省定时使所述多个光源整 体地闪烁开启。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，检测所述文本信息的存在包括将可疑的文本信息包含区域划分为η个子区域，以检测所述接收到的图像信号的相应 于各子区域的部分中所述文本信息的存在；以及如果在相应于至少一个可疑子区域的图像信号中检测到所述文本信息，则自动地判定 在相应于所述文本信息包含区域的图像信号中存在所述文本信息。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，检测所述文本信息的存在进一步包括自动地 处理相应于至少一个子区域的接收到的图像信号，以具有高于所述图像信号的原始伽马值 的伽马值。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，检测所述文本信息的存在进一步包括在判定 所述文本信息存在之前，将所述处理后的图像信号转换为频域中的图像信号，其中，所述判 定基于与至少一个子区域相对应的所述转换后的图像信号的至少一个最大值是否高于预 定值。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，使所述光源闪烁包括响应于检测信号，输出从与所述显示面板的帧速率同步的预定的基准信号延迟了期望 的时间的定时控制信号；以及响应于所述定时控制信号，使所述光源同时闪烁，所述光源的闪烁定时同步于相应的 文本信息包含区域中的液晶的所述液晶响应延迟时间。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，输出所述定时控制信号包括当在所述接收到的图像信号中未检测到存在所述文本信息时，输出从所述基准信号延迟了第一时间的第一 定时控制信号，并且当在所述接收到的图像信号中检测到存在所述文本信息时，输出从所 述基准信号延迟了第二时间的第二定时控制信号，其中，所述第二时间能够与所述第一时 间不同。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一时间相应于与中部相对应的图像信 号的所述液晶响应时间，并且所述第二定时相应于与所述文本信息包含区域相对应的图像 信号的液晶响应时间。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述文本信息包含区域位于所述中部以下，并 且所述第二时间大于所述第一时间。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述基准信号为垂直同步信号。
20.一种液晶显示器，包括显示面板，被构造为响应于接收到的栅极信号和数据信号来显示图像； 背光单元，包括多个光源，所述光源被构造为同时闪烁，以向所述显示面板提供光；以及驱动电路，被构造为通过使用接收到的图像信号和接收到的控制信号向所述显示面板 提供栅极信号和数据信号，所述驱动电路被构造为在所述接收到的图像信号的一部分中自 动地检测文本信息的存在、确定所述显示面板的相应的文本信息包含区域以及根据液晶的 液晶响应延迟时间来同步所述光源的闪烁定时，其中，所述闪烁定时基于所述检测的检测结果。
21.根据权利要求20所述的液晶显示器，进一步包括被构造为使所述光源同时闪烁的 逆变器。
22.根据权利要求21所述的液晶显示器，其中，可疑的文本信息包含区域被划分为η个 子区域，其中，η为大于1的整数，并且所述驱动电路使用所述接收到的图像信号的相应于 各子区域的相应部分来检测各子区域中所述文本信息的存在，以当在至少一个可疑的子区 域中检测到所述文本信息时，判定在所述文本信息包含区域中存在所述文本信息。
全文摘要
一种液晶显示器及其驱动方法，该液晶显示器是脉冲式驱动的液晶显示器，包括显示面板，响应于栅极信号和数据信号来显示图像；面板驱动电路，使用图像信号和控制信号向所述显示面板提供栅极信号和数据信号；背光单元，包括多个光源，所述光源同时闪烁以向显示面板提供光；以及背光控制电路。背光控制电路从接收到的图像信号中自动地检测文本信息的存在，并且如果检测到文本存在，则调节光源的闪烁定时，以与显示面板上将要显示文本的区域相一致，这种调节根据显示面板中使用的液晶的液晶响应延迟时间。
文档编号G09G3/36GK102129848SQ20111000949
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月17日 优先权日2010年1月18日
发明者姜亨求, 崔鹤模, 张铉龙, 金昊泳 申请人:三星电子株式会社
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