图像显示装置及其驱动方法

图像显示装置及其驱动方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求2014年2月27日提交的韩国专利申请No. 10-2014-0023479的权益， 该专利申请出于所有目的W引用方式并入本文，如同在本文中完全阐明。
技术领域
[0002] 本文献设及图像显示装置及其驱动方法。
【背景技术】
[0003] 随着对信息显示器的关注度攀升和对使用便携式信息介质的需求增加，已经积极 对重量轻且外形薄的图像显示器进行了研究和商业化。图像显示器的示例包括液晶显示器 (LCD)、有机发光二极管（0LED)、场发射显示器（阳D)等。
[0004] 在该些图像显示器之中，液晶显示器使用薄膜晶体管作为开关元件来显示移动画 面。液晶显示器可被制成其大小比阴极射线管小并且广泛用于个人计算机、膝上型计算机 和诸如办公自动化设备或移动电话的便携式装置。该种液晶显示器由于液晶的保持特性而 具有运动模糊，该使得移动画面看起来不清晰而是模糊的。
[0005] 运动模糊是当人眼跟随移动物体时暂时持续的图像整合效应造成的。为了减少运 动模糊，需要缩短移动画面响应时间（MPRT)。作为缩短MPRT的方法之一，已知的是驱动频 率变化技术。驱动频率变化技术根据图像的变化来变化帖频，即，每秒的帖数。在驱动频率 变化技术中，如图1中所示地检测图像IMG1至IMG4上的运动变化，当图像上的运动变化小 于预设值时，W第一帖频显示图像，当图像上的运动变化等于或大于预设值时，W比第一帖 频高的第二帖频显示图像。
[0006] 针对具有显著运动变化的图像增大帖频能够更好地减少运动模糊。然而，即使针 对具有十分大的运动变化的图像增大帖频，观众察觉到的运动模糊程度也有很小的差异。 增大帖频还增加了功耗。在传统的驱动频率变化技术中，甚至对于观众在上面没有看到运 动模糊差异的高速移动图像也无条件地增大帖频。因此，传统的驱动频率变化技术在功耗 方面是不利的。

【发明内容】

[0007] 本文献的方面是提供改善了运动模糊察觉程度并且降低了功耗的图像显示装置 及其驱动方法。
[000引在第一方面，提供了一种图像显示装置的驱动方法，该驱动方法包括；检测输入图 像的数据变化量并且计算所述输入图像的移动速度；确定图像移动速度是否在预设的参考 范围内；当所述图像移动速度在所述参考范围内时，根据与所述输入图像同步的输入帖频 驱动显示屏；当所述图像移动速度在所述参考范围外时，将用于显示所述输入图像的帖频 向下调节至低于所述输入帖频的频率并且根据调节后的帖频驱动所述显示屏。
[0009]当所述图像移动速度在所述参考范围外时，该意味着，所述图像移动速度不及或 超过所述参考范围。
[0010] 在检测所述输入图像的数据变化量的过程中，检测与所述输入图像的相邻帖对应 的数据的至少部分的数据变化量。
[0011] 在将所述帖频向下调节至低于所述输入帖频的频率并且根据调节后的帖频驱动 所述显示屏的过程中，根据调节后的帖频删除所述输入图像的一些帖。
[0012] 在将所述帖频向下调节至低于所述输入帖频的频率并且根据调节后的帖频驱动 所述显示屏的过程中，根据调节后的帖频擅染所述输入图像的帖。
[0013] 在另一方面，存在一种图像显示装置，该图像显示装置包括；显示屏，其用于显示 输入图像；移动速度计算器，其检测输入图像的数据变化量并且计算所述输入图像的移动 速度；移动速度确定器，其确定所述图像移动速度是否在预设的参考范围内；帖频调节器， 其在所述图像移动速度在所述参考范围内时，根据与所述输入图像同步的输入帖频驱动显 示屏，在所述图像移动速度在所述参考范围外时，将帖频向下调节至低于所述输入帖频的 频率并且根据调节后的帖频驱动所述显示屏。
【附图说明】
[0014] 附图被包括W提供对本发明的进一步理解，并入且构成本说明书的一部分，附图 示出本发明的实施方式并且与描述一起用于说明本发明的原理。
[001引在附图中；
[0016] 图1是示出现有技术中具有不同移动速度的多个测试图像的视图；
[0017] 图2A是示出现有技术中物理施加的亮度刺激信号的波形的视图；
[001引图2B是示出现有技术中人眼察觉的亮度信号的波形的视图；
[0019] 图3是示出现有技术中凯利化elly' S)临界调节深度曲线的视图；
[0020] 图4是示出现有技术中根据帖频变化的运动模糊察觉差异的视图；
[0021] 图5是顺序示出根据本发明的示例性实施方式的减少图像显示装置上的运动模 糊的方法的视图；
[0022] 图6示出对具有不同移动速度的多个测试图像执行的运动模糊察觉测试的结果；
[0023] 图7示出当W120化帖频驱动特定测试图像时和当W240化帖频驱动特定测试图 像时之间的功耗比较；
[0024] 图8示出能够改善运动模糊察觉程度并且降低功耗的根据本发明的图像显示装 置；
[0025] 图9详细示出图8的运动模糊控制器。
【具体实施方式】
[0026] 下文中，将参照图2A至图9描述本发明的示例性实施方式。
[0027] 图2A至图3是用于说明运动模糊察觉程度差异的成因的视图。图2A和图2B是 闪烁和临界融合频率（CF巧的图示。图3是示出凯利临界调节深度曲线的视图。图4是示 出根据帖频变化的运动模糊察觉差异的视图。
[002引运动模糊是当人眼跟随移动物体时暂时持续的图像整合效应造成的。需要一定的 时间长度来形成可视图像。然而，一旦形成了可视图像，该种效应就会持续一会，即使在图 像消失之后。感测光的能力在一定范围内作用，该能力的下限被称为光阔值。光强度和持 续时间是用于确定光阔值的两个因素，彼此互补。该被称为Block定律。该条定律在光的 持续时间范围在10ms至100ms内的状况下是有效的。当光持续时间超出该范围时，它们彼 此不互补；尤其是，当光持续时间的范围是250ms至1000ms时，感测光的能力仅仅由光强度 确定，而与光持续时间无关。
[0029] 通常，用等式1表达用于测量时间频率特性的对比模式：
[0030][等式U
[0031] A (t) = A〇(l+mcos2 31 fl：)
[003引其中，A。是平均亮度，m是调节深度，f是频率。测试方法包括；第一种方法，其通 过在保持时间频率f恒定的同时改变调节深度m来得到临界判别值；第二种方法，其在固定 调节深度m的同时通过改变时间频率f来得到临界值。前一种方法设及得到可视系统的传 递函数，即，时间-频率特性，后一种方法设及得到临界融合频率特性。
[0033] 闪烁是指人随时间推移察觉到测试画面的亮度变化的现象。该种现象取决于亮度 变化频率和平均亮度。随着亮度变化频率增大，不再看到闪烁并且亮度水平变得恒定。出 现此现象的频率被称为临界融合频率或临界闪烁频率（CFF)。在图2A和图2B中示出闪烁 和CFF。图2A和等式2表示物理施加的亮度刺激信号的波形。图2B和图3表示人眼察觉 的亮度信号的波形。
[0034][等式引
[003引A(t) = T0(l+mcos2 31 fl：)
[0036]
[0037][等式引
[003引B(t) =B0(l+m'cos2nft)
[0039] 人眼在等于或高于临界融合频率下察觉到的亮度对应于一个时段内的交流变化 福射信号的平均值。也就是说，在等于或高于临界融合频率的频率下，人眼察觉到刺激是相 同的。
[0040] 关于该点，凯利进行了测试，在65度的视角下使用整个白屏得到相对于眼睛适应 亮度的CFF。在图3中示出测试结果。各曲线代表830cd/m2、30cd/m2、1.4cd/m2、0.083cd/m2 和0. 0006cd/m2的不同适应亮度水平下执行的测试的结果。在图3中示出的调节深度与适 应亮度的关系的曲线下方的区域中，察觉到闪烁。
[0041] 基于该个事实，可发现，当如图4中所示在图像上出现十分大的运动变化时，尽管 帖频变化，人眼也不会察觉到运动模糊的任何差异。换句话讲，参照图4,当图像移动速度 在参考范围Tr内时，运动模糊察觉程度与帖频成比例地增加，而当图像移动速度在参考范 围Tr外（即，化和Tb)时，运动模糊察觉程度基本上相同，而与帖频的变化无关。例如，在 Tb(图像移动速度高）中将帖频从120化调节成240化使得频率调节前后的运动模糊察觉 程度之间没有明显的差异。
[0042] 图5顺序示出根据本发明的示例性实施方式的减少图像显示装置上的运动模糊 的方法。
[0043] 在根据本发明的示例性实施方式的减少图像显示装置上的运动模糊的方法中，基 于当图像移动速度太高时在帖频变化前后运动模糊察觉没有差异的事实，当图像移动速度 太高时，帖频被向下调节，w低速驱动显示屏，因此降低了功耗。
[0044] 参照图5,W下将描述根据本发明的减少图像显示装置上的运动模糊的方法。
[0045] 在根据本发明的示例性实施方式的减少图像显示装置上的运动模糊的方法中，当 从系统输入图像数据时，检测输入图像的数据变化量，并且计算输入图像的移动速度（S10 和S20)。在本发明中，可检测与输入图像的相邻帖对应的数据的至少部分中的数据变化量。 例如，可比较当前输入帖（第n帖）的数据和存储在存储器中的前一帖（第n-1帖）的数 据。也就是说，可比较与相邻帖对应的数据的特定范围，或者可比较与相邻帖对应的数据的 所有范围。存储器可W是行存储器或帖存储器。
[0046] 在本发明中，根据检测到的输入图像的数据变化量，计算输入图像的移动速度。本 发明可使用（但不限于）熟知的运动检测器来计算图像移动速度。可使用各种熟知的技术 来计算图像移动速度。
[0047] 在减少图像显示装置上的运动模糊的方法中，确定图像移动速度是否在预设的参 考范围内（S30)。
[0048] 在减少图像显示装置上的运动模糊的方法中，当图像移动速度在参考范围（图4 的Tr)内时，显示屏根据输入帖频W高速驱动，从而改善运动模糊察觉程度（S40)。输入帖 频可1^是（但不限于）120Hz或240Hz。
[0049] 在减少图像显示装置上的运动模糊的方法中，当图像移动速度在参考范围（图4 的Tr)外时，帖频被向下调节至低于输入帖频的频率，W根据调节后的帖频W低速驱动显 示屏，从而降低功耗（S50和S60)。调节后的帖频可W是（但 不限于）60Hz。
[0化0] 通过相比于图4中的Tr在化中减小帖频，本发明可在保持运动模糊察觉程度像 传统技术一样的同时，大大降低功耗（不同于传统技术）。
[0051] 图6示出对具有不同运动速度的多个测试图像执行的运动模糊察觉测试的结果。 图7示出当W120化帖频驱动特定测试图像时和当W240化帖频驱动特定测试图像时之间 的功耗比较。
[005引本发明的发明人观察了在120化(TM120)和240Hz(TM240)的帖频下六位男性和六 位女性察觉到的各图像上的运动模糊的变化。如W上提到的，其移动速度在参考范围（图 4的Tr)内的测试图像IMG2和IMG3在240化下表现出比120化下更好的运动模糊察觉程 度。另一方面，其移动速度在图4的Ta内的测试图像IMG1和其移动速度在图4的化内的 测试图像IMG4在120化和240化下表现出的运动模糊察觉程度的差异很小。从图5的测 试结果，可看到，当图像移动速度在合适范围外并且变得更快时，即使随着频率增大，运动 模糊察觉程度也没有改善。该表明，运动模糊察觉程度保持基本上相同，而与帖频的变化无 关。
[0化3] 因此，可得出结论，当图像移动速度在合适范围外并且变得更快时，运动模糊察觉 程度没有差异并且在功耗方面是更有利的，如图7中所示。图7示出在120化下的功耗比 240化下的功耗低大约32 %的示例。
[0054]图8示出能够改善运动模糊察觉程度并且降低功耗的根据本发明的图像显示装 置。图9详细示出图8的运动模糊控制器20。
[0化5] 参照图8,本发明的图像显示装置可被实现为固定型显示装置，例如，液晶显示器 (LCD)、有机发光二极管（OLED)等。在下面的描述中，描述图像显示装置的重点将放在液晶 显示器上，但应该注意，图像显示装置不限于液晶显示器。
[0056] 浓晶显不面板10具有形成在两个玻璃基板之间的浓晶层。浓晶显不面板10包括 根据数据线15和选通线16的交叉结构布置成矩阵格式的液晶单元Clc。
[0化7] 像素阵列形成在液晶显示面板10的下玻璃基板上。像素阵列包括：液晶单元Clc， 其形成在数据线15和选通线16的交叉处；TFT(薄膜晶体管），其连接到像素电极1 ;公共 电极，其面对像素电极1 ;存储电容器Cst。液晶单元Clc连接到TFT并且由像素电极1和 公共电极2之间的电场驱动。黑底、红色（时、绿色佑）和藍色炬）滤色器等形成在液晶显 示面板10的上玻璃基板上。偏振器分别附接到液晶显示面板10的上玻璃基板和下玻璃基 板。用于设置液晶的预倾斜角的取向层形成在液晶显示面板10的上玻璃基板和下玻璃基 板上。
[005引公共电极2W诸如扭曲向列订脚模式和垂直取向（VA)模式的垂直电场驱动方 式形成在上玻璃基板上。另一方面，公共电极2W诸如面内切换（IP巧模式和边缘场开关 (FF巧模式的水平电场驱动方式与像素电极1一起形成在下玻璃基板上。
[0059] 可应用于本发明的液晶显示面板10可实现为任何液晶模式W及TN、VA、IPS和FFS 模式。此外，根据本发明的液晶显示器可被实现为任何类型的液晶显示器，包括透射型液晶 显示器、半透射型液晶显示器和反射型液晶显示器。在透射型液晶显示器和半透射型液晶 显示器中，背光单元17是必要的。背光单元17可W是直下型背光单元或边光型背光单元。
[0060] 时序控制器11W低电压差分信号（LVD巧接口方式（或微型LVDS接口方式）从 主机系统14接收输入图像的数字视频数据RGB并且W微型LVDS接口方式将输入图像的数 字视频数据RGB供应到源驱动器12。时序控制器11根据像素阵列的布置排列从主机系统 14输入的数字视频数据RGB并且将它供应到源驱动器12。
[0061] 时序控制器11从主机系统14接收诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号 化ync、数据使能信号DE、点时钟信号CLK等时序信号并且产生用于控制源驱动器12和选通 驱动器13的操作时序的控制信号。该些控制信号包括用于控制选通驱动器13的操作时序 的选通时序控制信号GDC和用于控制源驱动器12的操作时序的源时序控制信号SDC。
[0062] 选通时序控制信号GDC包括选通起始脉冲GSP、选通移位时钟GSC、选通输出使能 信号GOE等。选通起始脉冲GSP被施加到选通驱动集成电路（1C)W控制选通驱动1C产生 第一选通脉冲。选通移位时钟GSC是公共输入到选通驱动1C W将选通起始脉冲GSP移位 的时钟信号。选通输出使能信号GOE控制选通驱动1C的输出。
[0063] 源时序控制信号SDC包括源起始脉冲SSP、源取样时钟SSC、垂直极性控制信号 POL、水平极性控制信号HINV、源输出使能信号SOE等。源起始脉冲SSP控制源驱动器12的 数据取样起始时间。源取样时钟SSC是基于上升沿或下降沿控制源驱动器12中数据的取 样时序的时钟信号。垂直极性控制信号WL控制从源驱动1C中的每个顺序输出的数据电 压的垂直极性。源输出使能信号S0E控制源驱动器12的输出时序。
[0064] 时序控制器11包括运动模糊控制器20,计算图像移动速度，并且当图像移动速度 在参考范围内时，根据输入帖频输出数字视频数据RGB、选通时序控制器信号GDC和源时序 控制信号SDC并且W高速驱动显示面板10,从而改善运动模糊察觉程度。另一方面，当图像 移动速度在参考范围外时（特别是，当图像移动速度超过参考范围时），时序控制器将帖频 向下调节至低于输入帖频的频率并且根据调节后的帖频输出数字视频数据RGB、选通时序 控制器信号GDC和源时序控制信号SDC并且W低速驱动显示面板10,从而降低功耗。
[0065] 为此目的，如图9中所示，运动模糊控制器20可包括数据接收器21、移动速度计算 器22和移动速度确定器24。
[0066] 数据接收器21从系统14接收输入图像的数字视频数据RGB。
[0067] 移动速度计算器22检测输入图像的数据变化量，计算输入图像的移动速度。移动 速度计算器22检测与输入图像的相邻帖对应的数据的至少部分的数据变化量，然后通过 各种熟知的方法计算输入图像的移动速度。
[0068] 移动速度确定器23确定移动图像速度是否在预设参考范围内。
[0069] 帖频调节器24在图像移动速度在参考范围内时根据输入帖频W高速驱动显示面 板10,在图像移动速度在参考范围外时将帖频向下调节至低于输入帖频的频率并且根据调 节后的帖频W低速驱动显示面板10。为了将帖频向下调节至低于输入帖频的频率，帖频调 节器24可根据调节后的帖频删除输入图像的一些帖，或者可根据调节后的帖频擅染输入 图像的帖。
[0070] 如上所述，在本发明中，当图像移动速度在参考范围内时，显示屏根据输入帖频W 高速驱动，从而改善运动模糊察觉水平，当图像移动速度超过参考范围时，帖频被向下调节 至低于输入帖频的频率W根据调节后的帖频W低速驱动显示屏，从而降低功耗。因此，本发 明可改善运动模糊察觉程度并且有效地降低功耗。
[0071] 在W上的描述中，本领域的技术人员应该容易理解，可在不脱离本发明的技术构 思的情况下进行各种变化和修改。因此，本发明的技术范围不限于说明书的【具体实施方式】 中描述的内容，而是由随附的权利要求书限定。
【主权项】
1. 一种图像显示装置的驱动方法，该驱动方法包括： 检测输入图像的数据变化量并且计算所述输入图像的移动速度； 确定图像移动速度是否在预设的参考范围内； 当所述图像移动速度在所述参考范围内时，根据与所述输入图像同步的输入帧频驱动显不屏； 当所述图像移动速度在所述参考范围外时，将用于显示所述输入图像的帧频向下调节 至低于所述输入帧频的频率并且根据调节后的帧频驱动所述显示屏。2. 根据权利要求1所述的驱动方法，其中，当所述图像移动速度在所述参考范围外时， 这意味着所述图像移动速度小于或超过所述参考范围。3. 根据权利要求1所述的驱动方法，其中，在检测所述输入图像的数据变化量的过程 中，检测与所述输入图像的相邻帧对应的数据的至少部分中的数据变化量。4. 根据权利要求1所述的驱动方法，其中，在将所述帧频向下调节至低于所述输入帧 频的频率并且根据调节后的帧频驱动所述显示屏的过程中，根据调节后的帧频删除所述输 入图像的一些帧。5. 根据权利要求1所述的驱动方法，其中，在将所述帧频向下调节至低于所述输入帧 频的频率并且根据调节后的帧频驱动所述显示屏的过程中，根据调节后的帧频渲染所述输 入图像的帧。6. -种图像显示装置，该图像显示装置包括： 显不屏，其用于显不输入图像； 移动速度计算器，其检测输入图像的数据变化量并且计算所述输入图像的移动速度； 移动速度确定器，其确定所述图像移动速度是否在预设的参考范围内； 帧频调节器，其在所述图像移动速度在所述参考范围内时，根据与所述输入图像同步 的输入帧频驱动显示屏，在所述图像移动速度在所述参考范围外时，将帧频向下调节至低 于所述输入帧频的频率并且根据调节后的帧频驱动所述显示屏。7. 根据权利要求6所述的图像显示装置，其中，当所述图像移动速度在所述参考范围 外时，这意味着所述图像移动速度小于或超过所述参考范围。8. 根据权利要求6所述的图像显示装置，其中，所述移动速度计算器检测与所述输入 图像的相邻帧对应的数据的至少部分中的数据变化量。9. 根据权利要求6所述的图像显示装置，其中，所述帧频调节器为了将所述帧频向下 调节至低于所述输入帧频的频率，根据调节后的帧频删除所述输入图像的一些帧。10. 根据权利要求6所述的图像显示装置，其中，所述帧频调节器为了将所述帧频向下 调节至低于所述输入帧频的频率，根据调节后的帧频渲染所述输入图像的帧。
【专利摘要】图像显示装置及其驱动方法。一种图像显示装置的驱动方法包括：检测输入图像的数据变化量并且计算所述输入图像的移动速度；确定图像移动速度是否在预设的参考范围内；当所述图像移动速度在所述参考范围内时，根据与所述输入图像同步的输入帧频驱动显示屏；当所述图像移动速度在所述参考范围外时，将用于显示所述输入图像的帧频向下调节至低于所述输入帧频的频率并且根据调节后的帧频驱动所述显示屏。
【IPC分类】G09G3/36, G09G3/20
【公开号】CN104882089
【申请号】CN201410817632
【发明人】金昶均, 宋鸿声, 郑泰瑛
【申请人】乐金显示有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年12月24日
【公告号】US20150243232