CN101661708B - 显示器及其驱动装置与驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种驱动装置，用于驱动背光单元而提供光源。此驱动装置包括：影像信号处理单元、亮度补偿单元与反相器。影像信号处理单元接收影像信号且根据影像信号而输出工作周期数据。亮度补偿单元耦接至影像信号处理单元，此亮度补偿单元接收并统计工作周期数据，当工作周期数据处于设定工作周期一段时间，光源从第一亮度改变为第二亮度，此时亮度补偿单元输出亮度补偿信号。反相器耦接在所述亮度补偿单元与背光单元之间，此反相器接收亮度补偿信号且根据亮度补偿信号对背光单元进行亮度补偿，以使第二亮度改变为第一亮度。

Description

显示器及其驱动装置与驱动方法

技术领域

本发明涉及一种显示器及其驱动装置与驱动方法，且尤其涉及一种可提供稳定亮度的光源的显示器及其驱动装置与驱动方法。

背景技术

平面显示器具有轻、薄、短、小的特性，已成为目前显示器的主流。特别是，在诸多平面显示器中，液晶显示器具有高空间利用效率、低消耗功率、无辐射及低电磁干扰等优越特性，而深受消费者欢迎。以往液晶显示器大多是用于显示静态画面。然而，随着多媒体技术的日益进步，在显示动态画面的需求上更为显著。

一般来说，液晶显示器主要由背光单元及液晶显示面板所组成。早期的背光单元仅能持续性地提供液晶显示面板所需的光源，因此，当液晶显示器在显示动态画面时，将因为人眼的视觉暂留现象而产生重影(DoubleImage)。为解决重影的问题，因而发展出以动态背光技术(Dynamic Backlight，DBL)提供光源的背光单元，亦即，使背光单元能够根据液晶显示面板所显示的画面，而给予出不同亮度的光源。

图1A为现有利用动态背光技术的背光单元的工作周期-时间曲线示意图。图1B为现有利用动态背光技术的背光单元的亮度-时间曲线示意图。同时参照图1A与图1B，当背光单元的工作周期达100％时，此背光单元能提供最大亮度(B₁₀₀′)的光源。另一方面，若是背光单元的工作周期降低至20％，此时便可提供亮度(B₂₀′)较低的光源。目前，为了提高动态影像的对比，往往会把背光单元所提供的光源亮度调低，亦即，将工作周期设定在20％甚至更低。

然而，若背光单元长时间处在低工作周期(如图1A所绘示的20％的情况下)，背光单元的灯管温度将会下降。更详细而言，由于灯管无法在最佳工作温度下操作，所以灯管的发光效率会降低。如图1B所绘示，长时间工作周期处在20％的光源，其实际的亮度(即第二亮度)将会低于预期的亮度(即第一亮度)。这将导致影像信号与光源亮度之间无法良好地匹配，使得动态画面的显示效果劣化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种驱动装置，其可提供稳定亮度的光源。

本发明另提供一种显示器，其包含上述的驱动装置以提供稳定亮度的光源，进而能良好地显示动态影像。

本发明又提供一种驱动方法，其可在背光单元发生亮度下降时给予亮度补偿。

基于上述，本发明提出一种驱动装置，用于驱动背光单元而提供光源。此驱动装置包括：影像信号处理单元、亮度补偿单元与反相器。影像信号处理单元接收影像信号且根据影像信号而输出工作周期数据。亮度补偿单元耦接至影像信号处理单元，此亮度补偿单元接收并统计工作周期数据，当工作周期数据处于设定工作周期一段时间，光源从第一亮度改变为第二亮度，此时亮度补偿单元输出亮度补偿信号。反相器耦接在该亮度补偿单元与背光单元之间，此反相器接收亮度补偿信号且根据亮度补偿信号对背光单元进行亮度补偿，以使第二亮度改变为第一亮度。

基于上述，本发明另提出一种显示器，其包括驱动装置以及显示面板。驱动装置用于驱动背光单元而提供光源，而显示面板与驱动装置电连接。此驱动装置包括：影像信号处理单元、亮度补偿单元与反相器。影像信号处理单元接收影像信号且根据影像信号而输出工作周期数据。亮度补偿单元耦接至影像信号处理单元，此亮度补偿单元接收并统计工作周期数据，当工作周期数据处于设定工作周期一段时间，光源从第一亮度改变为第二亮度，此时亮度补偿单元输出亮度补偿信号。反相器耦接在该亮度补偿单元与背光单元之间，此反相器接收亮度补偿信号且根据亮度补偿信号对背光单元进行亮度补偿，以使第二亮度改变为第一亮度。

基于上述，本发明又提出一种驱动方法，此驱动方法用于驱动背光单元而提供光源。此驱动方法包括下列步骤。首先，接收影像信号且根据影像信号输出工作周期数据。接着，接收并统计工作周期数据，当工作周期数据处于设定工作周期一段时间，光源从第一亮度改变为第二亮度，并输出亮度补偿信号。之后，接收亮度补偿信号且根据亮度补偿信号对背光单元进行亮度补偿，以使第二亮度改变为第一亮度。

在本发明的一实施例中，驱动方法还包括使用影像信号处理单元，统计影像信号而得到灰度分布数据，且根据灰度分布数据而输出工作周期数据。

在本发明的一实施例中，驱动方法还包括使用亮度补偿单元来接收并统计工作周期数据与输出亮度补偿信号，其中亮度补偿单元包括工作周期统计单元以及查表单元。工作周期统计单元接收工作周期数据，并统计工作周期数据中的设定工作周期出现的次数或时间。当设定工作周期出现的次数或时间超过预定值时，查表单元查找出亮度补偿信号。

在本发明的一实施例中，上述的亮度补偿信号为工作周期补偿信号。

在本发明的一实施例中，上述的工作周期数据处于设定工作周期的一段时间例如是5分钟～10分钟。

在本发明的一实施例中，上述的设定工作周期例如是介于10％～30％之间。

本发明的驱动装置采用亮度补偿单元，来对控制背光单元的反相器补偿工作周期，以使背光单元能够提供稳定亮度的光源。将此驱动装置应用在显示器中，并结合驱动方法，可提升显示面板的动态显示效果，且能解决过去以低工作周期操作的背光单元所衍生的亮度下降的问题。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A为现有利用动态背光技术的背光单元的工作周期-时间曲线示意图；

图1B为现有利用动态背光技术的背光单元的亮度-时间曲线示意图；

图2A为本发明优选实施例的一种显示器的框图示意图；

图2B为图2A的驱动装置的框图示意图；

图3A为本发明优选实施例一种驱动装置的工作周期-时间曲线示意图；

图3B为本发明优选实施例一种驱动装置的亮度-时间曲线示意图；

图4绘示为本发明优选实施例的一种驱动方法流程图。

具体实施方式

图2A为本发明优选实施例的一种显示器的框图示意图。参照图2A，此显示器200包括驱动装置210以及显示面板220，其中显示面板220与驱动装置210电连接。此显示面板220可以是液晶面板、或是需要光源的任意种类的面板，在此并不予以限定。

图2B为图2A的驱动装置的框图示意图。参照图2B，此驱动装置210具有背光单元218而提供光源。驱动装置210包括：影像信号处理单元212、亮度补偿单元214以及反相器216。影像信号处理单元212接收影像信号IS(image signal，IS)，且根据此影像信号IS而输出工作周期数据Duty至亮度补偿单元214。亮度补偿单元214耦接至影像信号处理单元212，此亮度补偿单元214接收并统计工作周期数据Duty，当工作周期数据Duty处于设定工作周期一段时间，该光源从第一亮度改变为第二亮度，此时亮度补偿单元214输出亮度补偿信号LCS(Light Compensation Signal，LCS)。反相器216耦接在亮度补偿单元214与背光单元218之间，此反相器216接收亮度补偿信号LCS且根据亮度补偿信号LCS对背光单元218进行亮度补偿，以使第二亮度改变到第一亮度。

上述所提到的设定工作周期例如是介于10％～30％，而工作周期数据Duty处于设定工作周期的一段时间例如为5分钟～10分钟。另外，亮度补偿信号LCS例如是工作周期补偿信号，更详细而言，假设工作周期数据Duty处于设定工作周期20％一段时间后，实际的亮度比预期的亮度低。通过亮度补偿信号LCS，即工作周期补偿信号来补偿工作周期，可使背光单元218实际的光源亮度提升。

另外，同时参照图2A与图2B，影像信号处理单元212统计影像信号IS而得到灰度分布数据(未绘示)，且根据灰度分布数据而输出工作周期数据Duty。更详细而言，当显示面板220根据影像信号IS而显示画面时，若此影像信号IS的灰度分布数据偏向较高的灰度，则代表显示画面偏亮，也就是说，背光单元218可以不用开得太亮。换言之，可以对应灰度分布数据来调整工作周期数据Duty，以将背光单元218所提供的光源的亮度调低，反之亦然。

承上述，驱动装置210的背光单元218可根据显示面板220所显示的画面而决定不同亮度的光源，以使显示面板220呈现的画面具有较高的动态对比，且能有效节省背光单元218不必要的功率消耗。

然而，当背光单元218持续以低工作周期来提供亮度较低的光源时，背光单元218的灯管温度会降低，而导致所提供的光源实际亮度低于预期的亮度。然而，上述的驱动装置210利用了亮度补偿单元214来调整工作周期，进而解决此问题。

继续参照图2B，亮度补偿单元214可包括工作周期统计单元214a以及查表单元214b。工作周期统计单元214a可以接收工作周期数据Duty，并统计工作周期数据Duty中设定工作周期持续出现的次数或时间。当设定工作周期出现的次数或时间超过预定值时，查表单元214b查找出亮度补偿信号LCS。

更详细地说，在一实施例中，假设设定工作周期为20％，当工作周期数据Duty处于设定工作周期20％为5～10分钟，即认为背光单元218长时间处于低工作周期，所提供的是低亮度的光源。此时，查表单元214b可依据设定工作周期持续出现的时间与亮度补偿信号LCS间的关系而建立查找表(lookup table，LUT)，如此可根据不同工作周期对照而得各自的亮度补偿信号LCS，并提供至反相器216。

在另一实施例中，工作周期统计单元214a可以接收并统计工作周期数据Duty中设定工作周期连续出现的次数。查表单元214b可依据设定工作周期持续出现的次数与亮度补偿信号LCS间的关系而建立查找表，以决定补偿多少工作周期给反相器216。例如，假定设定工作周期为20％，工作周期统计单元214a一旦检测到工作周期为20％、或20％左右(即一段数值区间)时，即进行计数。当连续计数所得的计数值超过预定阈值，则认为背光单元218处于低工作周期。此时，即让查找单元214b查找出应补偿多少工作周期给反相器216。

承上述，通过查表单元214b使亮度补偿单元214可对反相器216输出亮度补偿信号LCS，以对背光单元218进行亮度补偿。如此，背光单元218所提供的光源可改变到应有的亮度。以下将举实例来说明亮度补偿的过程。

图3A为本发明优选实施例一种驱动装置的工作周期-时间曲线示意图。图3B为本发明优选实施例一种驱动装置的亮度-时间曲线示意图。参照图3A与图3B，当背光单元218的工作周期达100％时，此背光单元218能提供最大亮度(B₁₀₀)的光源。另一方面，若是背光单元218的工作周期降低至20％，此时便可提供亮度(B₂₀)较低的光源。如先前的图1B所示，当背光单元218长时间处在低工作周期20％，将使得所提供的光源从第一亮度改变到第二亮度。

然而，参照图2B、图3A与图3B，根据上述的亮度补偿过程，亮度补偿单元214会输出亮度补偿信号LCS至反相器216(如图3A所示)，反相器216就会根据亮度补偿信号LCS对背光单元218补偿工作周期，进而使第二亮度改变至第一亮度，如图3B所示。如此，即使在低工作周期下，背光单元218仍然能够提供稳定亮度的光源。

图4绘示为本发明优选实施例的一种驱动方法流程图。同时参照图2A、图2B、图3A、图3B与图4，此驱动方法用于驱动背光单元218而提供光源。在本实施例中，此驱动方法可使用驱动装置210来达到驱动背光单元218而提供光源的目的。以下详细解说此驱动方法。

首先，在步骤S402中，接收影像信号IS且根据此影像信号IS输出工作周期数据Duty。详细地说，本实施例的驱动方法还包括使用影像信号处理单元212，而影像信号处理单元212在接收影像信号IS后，影像信号处理单元212可统计出此影像信号IS的灰度值分布，进一步获得此影像信号IS所对应的灰度分布数据(未绘示)。然后，影像信号处理单元212再根据此灰度分布数据而输出其所对应的工作周期数据Duty。当显示面板220利用连续的影像信号来显示动态影像时，影像信号处理单元212便依序产生与这些影像信号相对应的工作周期数据Duty，用于决定背光单元218开启的时间。

接下来，在步骤S404中，接收并统计工作周期数据Duty，当工作周期数据Duty处于设定工作周期一段时间，上述的光源从第一亮度改变为第二亮度，并输出亮度补偿信号LCS。本实施例的驱动方法还包括使用亮度补偿单元214，以接收并统计工作周期数据Duty与输出亮度补偿信号LCS。关于亮度补偿单元214的详细构成、及输出亮度补偿信号LCS的过程已如上所述，在此不予以重述。

而后，在步骤S406中，接收亮度补偿信号LCS且根据亮度补偿信号LCS对背光单元218进行亮度补偿，以使第二亮度改变为第一亮度。在本实施例中，可利用反相器216接收亮度补偿信号LCS。反相器216可具有亮度控制电路(未绘示)，因此，当反相器216在接收亮度补偿信号LCS后，便可根据亮度补偿信号LCS供给适当的工作周期给背光单元218。当然，反相器216并不限定以亮度控制电路来进行亮度补偿，其可配置其它电路或装置来达到亮度补偿的效果。

综上所述，本发明的显示器、及其驱动装置与驱动方法至少具有以下优点：

驱动装置具有亮度补偿单元，可对控制背光单元的反相器补偿工作周期，进而对背光单元所提供的光源进行亮度补偿。如此一来，即使背光单元长时间处在低工作周期下，光源的亮度也不会衰减而能维持稳定的亮度。将此驱动装置应用在显示器中，并结合驱动方法，使显示面板在显示动态画面时，除了具备省电、高对比等优点，亦解决过去以低工作周期操作的背光单元所衍生的亮度下降的问题。

虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (11)

1.一种驱动装置，用于驱动背光单元而提供光源，所述驱动装置包括：

影像信号处理单元，接收影像信号且根据所述影像信号而输出背光单元的工作周期数据；

其特征在于，亮度补偿单元，耦接至所述影像信号处理单元，所述亮度补偿单元接收并统计所述工作周期数据，当所述工作周期数据处于设定工作周期一段时间，所述光源从第一亮度改变为一第二亮度，此时所述亮度补偿单元输出亮度补偿信号，其中所述设定工作周期为10%～30％，且第二亮度低于第一亮度；

反相器，耦接在所述亮度补偿单元与所述背光单元之间，所述反相器接收所述亮度补偿信号且根据所述亮度补偿信号对所述背光单元进行亮度补偿，以使所述第二亮度改变为所述第一亮度。

2.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述影像信号处理单元统计所述影像信号而得到灰度分布数据，且根据所述灰度分布数据而输出所述工作周期数据。

3.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述亮度补偿单元包括：

工作周期统计单元，接收所述工作周期数据，并统计所述工作周期数据中的所述设定工作周期出现的次数或时间；以及

查表单元，当所述设定工作周期出现的次数或时间超过预定值，则所述查表单元查找出所述亮度补偿信号。

4.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述亮度补偿信号为工作周期补偿信号。

5.如权利要求1所述的驱动装置，其中所述工作周期数据处于所述设定工作周期的一段时间为5分钟～10分钟。

6.一种显示器，包括：

驱动装置，用于驱动背光单元而提供光源，所述驱动装置包括：

影像信号处理单元，接收影像信号且根据所述影像信号而输出背光单元的工作周期数据；

其特征在于，亮度补偿单元，耦接至所述影像信号处理单元，所述亮度补偿单元接收并统计所述工作周期数据，当所述工作周期数据处于设定工作周期一段时间，所述光源从第一亮度改变为第二亮度，此时所述亮度补偿单元输出亮度补偿信号，其中所述设定工作周期为10%～30％，且第二亮度低于第一亮度；以及

反相器，耦接在所述亮度补偿单元与所述背光单元之间，所述反相器接收所述亮度补偿信号且根据所述亮度补偿信号对所述背光单元进行亮度补偿，以使所述第二亮度改变为所述第一亮度；以及

显示面板，与所述驱动装置电连接。

7.如权利要求6所述的显示器，其中所述影像信号处理单元统计所述影像信号而得到灰度分布数据，且根据所述灰度分布数据而输出所述工作周期数据。

8.如权利要求6所述的显示器，其中所述亮度补偿单元包括：

工作周期统计单元，接收所述工作周期数据，并统计所述工作周期数据中的所述设定工作周期出现的次数或时间；以及

查表单元，当所述设定工作周期出现的次数或时间超过预定值，则所述查表单元查找出所述亮度补偿信号。

9.如权利要求6所述的显示器，其中所述亮度补偿信号为工作周期补偿信号。

10.如权利要求6所述的显示器，其中所述工作周期数据处于所述设定工作周期的一段时间为5分钟～10分钟。

11.一种驱动方法，用于驱动背光单元而提供光源，所述驱动方法包括：

接收影像信号且根据所述影像信号输出背光单元的工作周期数据；

其特征在于，接收并统计所述工作周期数据，当所述工作周期数据处于设定工作周期一段时间，所述光源从第一亮度改变为第二亮度，并输出亮度补偿信号，其中所述设定工作周期为10%～30％，且第二亮度低于第一亮度；以及

接收所述亮度补偿信号且根据所述亮度补偿信号对所述背光单元进行亮度补偿，以使所述第二亮度改变为所述第一亮度。