CN101770747A - 用于控制有源矩阵有机发光二极管的功率的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于控制有源矩阵有机发光二极管的功率的方法和装置。所述用于控制有源矩阵发光二极管的功率的方法包括：计算帧数据率，所述帧数据率是在将被显示的图像数据中表示特定颜色的发光像素量的比率；确定映射到帧数据率的亮度减少量；根据亮度减少量控制并显示图像的整个亮度。

Description

用于控制有源矩阵有机发光二极管的功率的方法和装置
技术领域
本发明涉及发光二极管装置，更具体地讲，涉及一种用于控制有源矩阵有机发光二极管的功率的方法和装置。
背景技术
移动终端的显示装置可以是液晶显示器、场发射显示器、等离子显示面板和有机发光显示器中的一种。
移动终端显示装置的有机发光显示器使用有机发光二极管(以下，称为OLED)，其中，当电流流到荧光或磷光有机薄膜时，在有机材料层中电子和空穴耦合的同时，该OLED产生光。这些OLED被分类为无源矩阵有机发光二极管(PMOLED)和有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)。PMOLED使用同时驱动装置的整行以发光的行驱动方法。AMOLED使用分别驱动每个发光元件以发光的方法。发光元件(即，像素)包括用于发射红色光的红(R)OLED元件、用于发射绿色光的绿(G)OLED元件和用于发射蓝色光的蓝(B)OLED元件。发光元件可通过对来自相应的发光元件的三种颜色的光进行混合来表现期望的颜色。
由于诸如出色的颜色再现能力、厚度、快的响应速度、宽视角和高对比度的各种优点，AMOLED被广泛地用于各种领域，例如移动通信终端、个人数字助理(PDA)和运动图像专家组层-3(MP3)播放器。然而，为了显示亮颜色，AMOLED驱动所有R、G、B OLED，从而当显示亮颜色的占有率高的图像(例如，包括大量白色的图像)时，功耗急剧增加。
发明内容
本发明提供一种用于控制AMOLED的功率的方法和装置，所述方法和装置可以在显示亮颜色的占有率高的图像时，通过减少整个亮度来减少功耗。
根据本发明的一方面，AMOLED的功率控制装置包括：显示单元，显示图像数据并由AMOLED形成；控制器，当显示图像数据时，计算帧数据率，根据帧数据率确定图像数据的亮度并将图像数据的亮度提供给显示单元，其中，所述帧数据率是图像数据中表示特定颜色的发光像素量的比率。
根据本发明的另一方面，用于控制AMOLED的功率的方法包括：计算帧数据率，所述帧数据率是表示在将被显示的图像数据中特定颜色的发光像素量的比率；确定映射到帧数据率的亮度减少量；根据亮度减少量控制并显示图像的整个亮度。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述特点和优点将会变得更清楚，其中：
图1是示出根据本发明示例性实施例的移动终端的配置的框图；
图2是示出图1的移动终端中的显示单元的框图；
图3是示出根据本发明示例性实施例的控制AMOLED的功率的方法的流程图。
具体实施方式
参照附图详细描述本发明示例性实施例。贯穿附图，使用相同标号表示相同或相似部件。可省略在此合并的已知功能和结构的详细描述，以避免混淆本发明的主题。
虽然本发明可以以各种不同形式实现，但是在附图中示出了本发明的特定实施例并对其进行详细描述，应该理解的是，本公开被理解为本发明原理的示例，并不意图将本发明限制于示出的特定实施例。
在以下描述中，根据本示例性实施例的移动终端可以是信息和通信装置或多媒体装置，例如，移动电话、PDA、智能手机、国际移动通信2000(IMT-2000)终端、码分多址(CDMA)终端、宽带码分多址(WCDMA)终端、全球移动通信系统(GSM)终端、通用分组无线业务(GPRS)终端、通用移动通信业务(UMTS)终端、数字广播终端、膝上型电脑、电视机、大屏幕显示器(LFD)、导航终端及其应用。
“帧数据率”表示在帧的图像数据中特定颜色(例如，白色)的占有率(occupying ratio)。
图1是示出根据本发明示例性实施例的移动终端的配置的框图，图2是示出图1的移动终端中的显示器的框图。
参照图1和图2，移动终端100包括控制器110、存储单元120和显示单元130。
显示单元130显示移动终端100的各种菜单屏幕、用户输入的数据、功能设置信息和提供给用户的各种信息。当显示单元130形成为触摸屏时，显示单元130可被用作输入单元(未示出)。具体地，在本示例性实施例中，显示单元130形成为AMOLED。显示单元130包括驱动器31、电压单元32、亮度(luminance)控制器33和面板34(参照图2)。
面板34包括偏振器、上玻璃、下玻璃以及位于上玻璃和下玻璃之间的有机材料层(未示出)。有机材料层通过相互交叉的多条栅极线和多条数据线被划分为多个单元区域。发光像素被设置在多个单元区域中的每一个中。每个发光像素包括红(R)、绿(G)、蓝(B)OLED。具体地，在本示例性实施例中，通过亮度控制器33的控制，面板34根据帧数据率来控制发光量。换言之，在本示例性实施例中，当在亮度控制器33的控制下，面板34显示包括大量亮颜色的图像时，可减少发光量。
OLED发光像素的发光原理对本领域技术人员是公知的，因此将省略对其的详细描述。
驱动器31根据从控制器110(图1)接收的图像数据驱动面板34上的发光像素。为此，驱动器31包括数据驱动器、栅极驱动器和时序控制器(未示出)。
在预定周期(例如，水平同步信号的周期)期间，栅极驱动器可在每个帧(垂直同步信号的周期中)顺序启用面板34上的多条栅极线。为此，栅极驱动器可根据包括具有栅极开始脉冲和水平同步信号的周期的时钟信号的栅极控制信号(未示出)而操作。
每当多条栅极线中的一条被激活时(即，在水平同步信号的每个周期)，数据驱动器将一行的图像数据信号提供给面板34上的多个数据线。为此，根据数据控制信号，数据驱动器以流形式将图像数据输入到多条数据线。
时序控制器(未示出)控制栅极驱动器和数据驱动器的驱动时间。即，时序控制器根据同步信号产生栅极控制信号和数据控制信号。此外，时序控制器从控制器110接收帧单位的图像数据，基于数据线排列图像数据，并将图像数据提供给数据驱动器。
电压单元32产生面板34上的发光像素所必需的驱动电压。将驱动电压共同地提供给面板34上的发光像素。在这种情况下，栅极驱动器可以以逐行方式选择性地启用由电压单元32的驱动电压驱动的面板34上的发光像素。根据经数据线从数据驱动器提供的图像数据，启用的发光像素充电到预定电压，并对应于充电的电压发光。因此，发光像素基于施加到像素元件的电压输出颜色，以显示图像。
亮度控制器33在控制器110的控制下控制面板34上的发光像素的亮度。为此，亮度控制器33控制提供给面板34上的发光像素的电压或电流。具体地，在本示例性实施例中，亮度控制器33根据映射到帧数据率的亮度减少量从控制器110接收亮度控制信号，并对应于亮度控制信号控制显示单元130的整个亮度。即，当显示具有大功耗的亮图像时，亮度控制器33根据亮度控制信号减少提供给发光像素的电压或电流。
根据本示例性实施例，存储单元120存储功能操作所必需的程序和用户数据。存储单元120包括程序区域和数据区域。
程序区域存储用于控制移动终端100的总体操作的程序、用于引导移动终端100的操作系统、其它可选功能(例如，移动终端100的相机功能、数字广播接收功能、图像或运动画面再现功能和音乐再现功能)所必需的应用程序。具体地，在本示例性实施例中，程序区域包括根据帧数据率控制显示单元130的整个亮度的程序。
数据区域是用于存储根据移动终端100的使用而产生的数据的区域，并存储与电话薄相应的信息、音频数据、相关内容或其它用户数据。具体地，在本示例性实施例中，如表1所示，数据区域存储根据帧数据率的亮度减少量。
表1
  帧数据率   亮度减少量
  0至小于50％(暗的屏幕)   无
  50％至小于70％(中等亮的屏幕)   减少一阶(step)
  70％至小于90％(亮的屏幕)   减少两阶(step)
在表1中，在本示例性实施例中，根据图像数据的帧数据率，图像被划分为三个阶(step)，并且亮度减少(调整)量根据每一阶而变化。即，在亮颜色占有率高的图像中，亮度减少(调整)量增加，以减少亮颜色占有率高的图像的电流消耗。例如，当帧数据率是70％至小于90％时，亮度被设置为默认两阶降低，当帧数据率是50％至小于70％时，亮度被设置为默认一阶降低。可以理解，可根据设计者的意图来改变亮度减少量。
本发明不限于表1的值。即，在表1中，根据帧数据率的亮度减少量提供了逐阶方式的亮度减少，然而，亮度减少量可以是映射到帧数据率的特定值。例如，当帧数据率是50％至小于70％时，亮度减少量(调整因子)可被设置为默认的10％亮度量，并且当帧数据率是70％至小于90％时，亮度减少量可被设置为默认30％亮度量。可由设计者通过实验来优化亮度减少量。原因是，电流消耗量可根据面板34的尺寸或驱动电压而变化。此外，亮度减少量基于亮颜色，并且当亮度减少量基于暗颜色时，亮度减少量可改变。此外，在表1中，根据帧数据率的图像被划分为三个阶，然而，根据设计者的需求，可将图像再划分更多个或减少(或有限阶大小)。
控制器110控制移动终端100的一般操作以及移动终端100的单元之间的信号流动，并执行数据处理功能。具体地，在本示例性实施例中，控制器110包括图像分析单元10(参见图1)。
图像分析单元10确定图像数据并计算帧数据率，帧数据率是图像数据所包括的亮颜色的占有率。为此，图像分析单元10对表示发光像素的颜色信息的R、G、B比特计数。更详细地，发光像素包括R、G、B发光二极管，每个R、G、B发光二极管具有6比特的值并因此可调整亮度。即，可用18比特(驱动字)来表示像素。例如，当发光像素的驱动字是“0”(即，“000000000000000000”)时，像素用黑颜色显示，当驱动字是“1”(即，“111111111111111111”时，像素用白颜色显示。当驱动字的每个比特是“1”(即，当显示白颜色)时，消耗大量的电流。因此，图像分析单元10通过对表示整个像素的白颜色的发光像素量计数来计算帧数据率。即，当表示白颜色的发光像素的比率增加并且显示具有大电流消耗的图像时，控制显示器以降低输入到发光像素的电压或电流值。
在这种情况下，图像分析单元10确定每个R、G、B发光二极管的高位比特部分(例如，高位3比特)并计算帧数据率。例如，通过对高位3比特是1(即，整个驱动字被表示为“111***111***111***”)的发光像素的量计数，可计算帧数据率。仅确定高位比特部分的原因在于，低位比特表示微小的颜色变化并在电流消耗方面没有大的差异。可选地，图像分析单元10仅确定整个驱动字中的高位比特部分(例如，高位9比特)并计算帧数据率。在本示例性实施例中，帧数据率被划分为3个阶，但是本发明不限于此。即，在本发明中，在不改变本发明的范围的情况下，根据设计者的需求，可将帧数据率设置为多个阶。此外，通过对表示白颜色的发光像素量计数来计算帧数据率，然而本发明不限于此。例如，可基于根据黑颜色或设计者的意图的特定颜色来计算帧数据率。当图像是运动图片时，周期性地计算帧数据率，当图像是静止画面时，如果图像被转换为不同的图像，则计算帧数据率。
控制器110根据帧数据率控制图像数据的亮度。换言之，当帧数据率大(例如，大于50％)时，控制器110确定显示单元130消耗大量电流并减少亮度，即，显示单元130的亮度。为此，控制器110将亮度控制信号发送到亮度控制器33。
在本示例性实施例中，图像分析单元10通过确定与帧相应的全部图像数据来计算帧数据率，但是，本发明不限于此。即，图像分析单元10通过确定与帧相应的图像数据中的一些来计算帧数据率，从而防止产生系统的超负荷。
如上所述，在本发明中，在使用AMOLED的移动终端中，当显示亮颜色的占有率高的图像时，可通过减少整个亮度来减少功耗。此外，随着消耗小的功率，可增加移动终端的电池使用时间周期。
此外，虽未示出，但是移动终端100可包括具有附加功能的组成元件(例如，用于拍摄图像或运动画面的相机模块、用于接收数字广播的广播接收模块、诸如扬声器的音频信号输出装置、诸如麦克风的音频信号输入装置和诸如MP3的数字声音源再现模块)。可根据数字应用的融合趋势不同地添加这些组成元件并且无法列出全部组成元件，与上述组成元件相同或相应的组成元件还可被包括在根据本示例性实施例的移动终端100中。
以下，描述控制AMOLED的功率的方法。
图3是示出根据本发明另一示例性实施例的控制AMOLED功率的方法的流程图。
参照图1至图3，当图像(包括静止画面和运动画面)输出事件发生时，控制器110确定将被输出的图像的帧数据率(301)。帧数据率是包括在图像数据中的亮颜色的占有率。可通过对表示发光像素的颜色信息的RGB比特计数来计算帧数据率。如上所述的计算帧数据率的方法可包括对像素中的每个颜色中的高位比特的数量计数。
控制器110根据帧数据率确定亮度减少量(303)。为此，存储单元120以表形式存储根据帧数据率的亮度减少量。亮度减少量被设置为提供亮度值的按阶方式减少，或者还可通过将亮度的减少确定为亮度值的百分比来实施分段线性减少，其中，减少百分比针对不同范围而不同或可被设置为特定值。
控制器110根据亮度减少量将亮度控制信号发送到亮度控制器33(305)。接收亮度控制信号的亮度控制器33通过调整驱动器31的输出电流或电压来控制显示单元130的整个亮度。例如，当帧数据率是80％时，控制器110将用于根据表1将亮度降低2个阶的亮度控制信号发送到亮度控制器33。设计者可通过实验来优化亮度减少量。其原因在于，电流消耗量根据面板34的尺寸或驱动电压而改变。
接收亮度控制信号的亮度控制器33通过控制驱动器31的输出电流或电压来减少显示单元130的整个度。
控制器110确定图像是否改变(307)。如果图像改变，则处理返回到步骤301。如果图像没有改变，则控制器110确定显示单元130是否关闭(309)。
如果显示单元130没有关闭，则处理返回到步骤307。如果显示单元130关闭，则控制器130终止功率控制处理。
根据本发明的如上所述的方法可被实现在硬件中或实现为可被存储在记录介质(例如，CD ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘)中或可通过网络下载的软件或计算机代码，从而可通过使用通用计算机或特殊处理器的这些软件或可通过在可编程或专用硬件(例如，ASIC或FPGA)中的这些软件执行在此描述的方法。如本领域理解的，计算机、处理器或可编程硬件包括可在被实施在此描述的处理方法时访问或执行时存储或接收软件或计算机代码的存储器部件(例如，RAM、ROM、Flash等)。如本领域的技术人员认识的，当通用计算机装载或访问用于实施在此示出的处理的软件或代码时，通用计算机被转换为可至少执行在此示出的处理的专用计算机。
如上所述，可将本发明应用到静止画面和运动画面二者。当输出运动画面时，可将负载施加到系统以通过基于帧确定帧数据率来控制亮度。因此，在本发明中，当输出运动画面时，通过周期性地确定帧数据率，控制显示单元130的亮度。
在本示例性实施例中，通过计算亮颜色(例如，白颜色)的占有率来控制亮度，然而，本发明不限于此。即，在本发明中，通过根据设计者的意图确定特定颜色的占有率，控制显示单元130的亮度。
如上所述，在根据本发明的用于控制AMOLED的功率的方法和装置中，当显示亮颜色的占有率高的图像时，可减少功耗并因此可延长移动终端的电池使用时间周期。
虽然已详细描述了本发明示例性实施例，对本领域技术人员明显的是，基于在此描述的本发明构思的各种变换和修改仍落入权利要求所限定的本发明的示例性实施例的精神和范围内。例如，虽然描述了控制器110确定发送到显示器的减少因子(步骤305)并且显示器执行减少，应该理解的是，控制器可确定减少因子并改变将被输出的亮度值。然后，改变的亮度值可被提供给显示器，并且显示器基于改变的亮度值输出图像。由于这允许将本发明结合到现有装置，因此是有利的。

Claims (10)

1.一种控制有源矩阵有机发光二极管的功率的方法，包括：
计算帧数据率(301)，所述帧数据率是在将被显示的图像数据中表示特定颜色的发光像素量的比率；
确定映射到帧数据率的亮度减少量(303)；
根据亮度减少量控制并显示图像的整个亮度(305)。
2.如权利要求1所述的方法，其中，每当图像变化时，重复地执行计算帧数据率的步骤(301)，所述帧数据率是在将被显示的图像数据中表示特定颜色的发光像素量的比率。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述根据亮度减少量控制并显示图像的整个亮度的步骤(305)包括：通过调整提供到发光像素的电流和电压中的至少一个来调整发光像素的发光量。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述根据亮度减少量控制并显示图像的整个亮度的步骤(305)包括：根据帧数据率按节方式减少图像的整个亮度。
5.一种有源矩阵有机发光二极管的功率控制装置，包括：
显示单元(130)，显示图像数据并由有源矩阵有机发光二极管形成；
控制器(110)，当显示图像数据时，计算帧数据率并根据帧数据率控制图像数据的亮度，所述帧数据率是在图像数据中表示特定颜色的发光像素量的比率。
6.如权利要求5所述的功率控制装置，其中，控制器(110)包括：图像分析单元(10)，通过对表示白颜色和黑颜色中的至少一个的发光像素量计数来计算帧数据率。
7.如权利要求6所述的功率控制装置，其中，图像分析单元(10)确定作为发光像素的颜色信息的RGB驱动字的全部或部分并计算帧数据率。
8.如权利要求5所述的功率控制装置，还包括：存储单元(120)，存储根据帧数据率的亮度减少量。
9.如权利要求5所述的功率控制装置，其中，显示单元(130)包括：亮度控制器(33)，控制显示单元(130)的亮度。
10.如权利要求9所述的功率控制装置，其中，亮度控制器(33)通过控制输出到驱动器(31)的电流和电压中的一个来调整发光像素的发光量。
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