CN101937641A - 显示装置、显示控制模块及显示控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示装置、显示控制模块及显示控制方法。显示控制方法包括下列步骤。接收画面的多个显示资料。分析这些显示资料以取得对应多个显示区域的多个灰阶分布。依据这些灰阶分布产生背光控制信号以调整多个发光群组的发光亮度。依据背光控制信号取得对应这些显示资料的多个干扰值。依据这些干扰值对应地调整这些显示资料的灰阶值。藉此，可消除每一画素自非对应发光群组的光学干扰。

Description

显示装置、显示控制模块及显示控制方法

技术领域

 本发明是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种可调整背光模块亮度及显示资料的显示装置、显示控制模块及显示控制方法。

背景技术

近几年来，由于发光二极管的发光效率不断提升，使得发光二极管在某些领域已渐渐取代日光灯与白热灯泡，例如需要高速反应的扫描器的灯源、液晶显示器（liquid crystal display, LCD）的背光源、汽车的仪表板照明、交通号志灯以及一般的照明装置等。以发光二极管作为背光源而言，为了节省背光源的电耗，并且提高显示的动态对比，于是在背光源的控制方式中加入区域控制（Local dimming）的概念。

一般而言，区域控制为应用于分为多个显示区域的显示面板，并且将背光模块的发光二极管分为多个发光群组以分别提供这些显示区域所需的面光源。每一个发光群组会依据对应的显示区域的显示资料调整发光的亮度。因此，每个显示区域的亮度可能会出现差异，以致于每一显示区域可能会受到相邻发光群组的干扰，致使显示的亮度会不正确。

以现有的技术而言，仅会对每一显示区域边缘的画素所对应的显示资料进行调整，并且会依据每一边缘画素所相邻的发光群组的亮度来进行调整，以降低相邻发光群组的干扰。然而，上述显示资料的调整仅参照相邻的发光群组的亮度，由于每一发光群组皆会影响整个显示面板，因此上述显示资料的调整会显得不够全面性，以致于在画面的显示上仍会有些瑕疵。

发明内容

本发明提供一种显示装置、显示控制模块及显示控制方法，可依据每一发光群组的发光亮度取得每一显示资料对应的干扰值，并依据干扰值进行显示资料的调整，以消除发光群组对非对应的显示区域的光学干扰。并且，可依据每一显示区域的灰阶分布调整对应的发光群组的发光亮度，以及调整对应的显示资料的灰阶值。

本发明提出一种显示控制模块，适用于具有背光模块及显示面板的显示装置，其中背光模块具有多个发光群组，显示面板具有多个显示区域。显示控制模块包括资料分析单元、干扰资料储存单元及资料调整单元。资料分析单元接收对应一画面的多个显示资料，并分析这些显示资料以取得对应这些显示区域的多个灰阶分布。资料分析单元依据这些灰阶分布产生背光控制信号以调整这些发光群组的发光亮度。干扰资料储存单元耦接资料分析单元，以依据背光控制信号输出对应这些显示资料的多个干扰值。资料调整单元耦接资料分析单元及干扰资料储存单元，以接收这些显示资料及这些干扰值。资料调整单元依据这些干扰值对应地调整这些显示资料的灰阶值。

在本发明的一实施例中，上述的每一干扰值为对应的显示资料所欲写入的画素自非对应的发光群组所接收到的受光量的总和。

在本发明的一实施例中，上述的资料分析单元更依据这些灰阶分布产生多个资料调整信号至资料调整单元，资料调整单元依据这些资料调整信号对应地调整这些显示区域所对应的显示资料的灰阶值。

在本发明的一实施例中，上述的资料分析单元依据每一灰阶分布决定每一灰阶分布的最大分布灰阶值，并且依据每一灰阶分布对应的最大分布灰阶值决定每一灰阶分布对应的调整增益，依据这些灰阶分布的这些调整增益产生这些资料调整信号。

在本发明的一实施例中，上述的调整增益为最大灰阶值与最大分布灰阶值的比值。

在本发明的一实施例中，上述的最大分布灰阶值的统计值大于等于临界值。

在本发明的一实施例中，上述的资料分析单元依据这些灰阶分布的这些调整增益调整这些发光群组的亮度，并据此产生背光控制信号。

本发明另提出一种显示控制方法，适用于上述的显示控制模块。显示控制方法包括下列步骤：接收一画面的这些显示资料；分析这些显示资料以取得对应这些显示区域的这些灰阶分布；依据这些灰阶分布产生背光控制信号以调整这些发光群组的发光亮度；依据背光控制信号取得对应这些显示资料的这些干扰值；依据这些干扰值对应地调整这些显示资料的灰阶值。

在本发明的一实施例中，显示控制方法更包括：依据这些灰阶分布产生这些资料调整信号；依据这些资料调整信号对应地调整这些显示区域所对应的显示资料的灰阶值。

在本发明的一实施例中，上述的依据这些灰阶分布产生这些资料调整信号的步骤包括：依据每一灰阶分布决定每一灰阶分布的最大分布灰阶值；依据每一灰阶分布对应的最大分布灰阶值决定每一灰阶分布对应的调整增益；依据这些灰阶分布的这些调整增益产生这些资料调整信号。

在本发明的一实施例中，上述的依据这些灰阶分布产生背光控制信号的步骤包括：依据这些灰阶分布的这些调整增益调整这些发光群组的亮度，并据此产生背光控制信号。

本发明亦提出一种显示装置，其包括背光模块、显示面板及如上述的显示控制模块。背光模块具有多个发光群组。显示面板对应于上述发光群组分割为多个显示区域。各发光群组的亮度依对应的显示区域的灰阶分布而决定。

在本发明的一实施例中，上述的背光模块为侧边入光式背光模块。

基于上述，本发明的显示装置、显示控制模块及显示控制方法，其可依据这些发光群组的发光亮度取得每一显示资料对应的干扰值，并依据干扰值进行显示资料的调整，以消除发光群组对非对应的显示区域的光学干扰。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为依据本发明一实施例的显示装置的系统示意图。

图2为图1依据本发明一实施例的显示控制模块120的系统示意图。

图3A为依据本发明一实施例的显示区域161的灰阶分布示意图。

图3B为图3A延展后的灰阶分布示意图。

图4为图1依据本发明一实施例的显示面板160与背光模块171及173的结构示意图。

图5为依据本发明一实施例的显示控制方法的流程图。

 

【主要元件符号说明】

100：显示装置

110：缩放器

120：显示控制模块

130：时序控制器

140：源极驱动器

150：闸极驱动器

160：显示面板

161、163、165、167：显示区域

170：背光控制器

171、173：背光模块

210：资料分析单元

220：干扰资料储存单元

230：资料调整单元

A11~Anm、B11~Bnm、C11~Cnm及D11~Dnm：画素

BG1、BG2、BG3、BG4：发光群组

BLC：背光控制信号

DRS：资料调整信号

ICV：干扰值

L11~L14、L21~L24、L31~L34、L41~L44：发光二极管

ODD：原始显示资料

RDD：调整后的显示资料

SC：扫描信号

SDD：缩放显示资料

TH：临界值

VD：驱动电压

S510、S520、S530、S540、S550、S560、S570：步骤。

 

具体实施方式

 图1为依据本发明一实施例的显示装置的系统示意图。请参照图1，在本实施例中，显示装置100包括缩放器110、显示控制模块120、时序控制器130、源极驱动器140、闸极驱动器150、显示面板160、背光控制器170、背光模块171及173。背光模块171及173为侧边入光式（side emitting）背光模块，并且背光模块171及173会分别具有多个发光群组（如BG1、BG2、BG3及BG4），而显示面板160会对应的分为多个显示区域（如161、163、165及167），而每个显示区域则由对应的发光群组提供面光源，亦即显示区域161、163、165及167分别由发光群组BG1、BG2、BG3及BG4提供面光源。

缩放器110接收一个画面的多个原始显示资料ODD，并依据一个画面的原始显示资料ODD产生一个画面的多个缩放（scale）显示资料SDD，其中一个画面中缩放显示资料SDD的数量会对应显示面板160上画素的数量，亦即每一缩放显示资料SDD会对应一个画素，以将缩放显示资料SDD写入对应的画素中。

显示控制模块120接收一个画面的缩放显示资料SDD后，会依据这些缩放显示资料SDD分析显示区域161、163、165及167的灰阶分布。依据显示区域161、163、165及167的灰阶分布，显示控制模块120会对应地调整发光群组BG1、BG2、BG3及BG4的发光亮度，并据此产生背光控制信号BLC至背光控制器170，同时会对应地调整显示区域161、163、165及167所对应的缩放显示资料SDD的灰阶值。并且，显示控制模块120会依据每个缩放显示资料所对应的干扰值进行调整，据此产生多个调整后的显示资料RDD。

背光控制器170会依据背光控制信号BLC控制发光群组BG1、BG2、BG3及BG4的发光亮度。时序控制器140会依据调整后的显示资料RDD控制闸极驱动器150输出扫描信号SC至显示面板160，以开启显示面板160每一列的画素。并且，时序控制器140会控制闸极驱动器150输出对应调整后的显示资料RDD的驱动电压VD至显示面板160中被开启的画素。当显示面板160中的画素皆写入对应的驱动电压VD后，则显示面板160可以经由透射背光模块171及173的光线来显示影像。

值得一提的是，在其他实施例中，显示控制模块120可整合于缩放器110或时序控制器130之中，此可依据本领域通常知识者自行设计，并且本发明实施例不受限于此。

图2为图1依据本发明一实施例的显示控制模块120的系统示意图。请参照图1及图2，在本实施例中，显示控制模块120包括资料分析单元210、干扰资料储存单元220及资料调整单元230。资料分析单元210接收一画面的多个缩放显示资料SDD，并分析这些缩放显示资料SDD以取得对应显示面板140上显示区域161、163、165及167的灰阶分布。资料分析单元210依据这些灰阶分布产生背光控制信号BLC以调整控制发光群组BG1、BG2、BG3及BG4的发光亮度。并且，资料分析单元210会依据这些灰阶分布产生多个资料调整信号DRS至资料调整单元230。

干扰资料储存单元220耦接资料分析单元210，以依据背光控制信号BLC输出对应这些缩放显示资料SDD的多个干扰值ICV。资料调整单元230耦接资料分析单元210及干扰资料储存单元220，以接收这些缩放显示资料SDD、这些资料调整信号DRS及这些干扰值ICV。资料调整单元230会依据这些资料调整信号DRS对应地调整显示区域161、163、165及167所对应的缩放显示资料SDD的灰阶值，并且依据这些干扰值对应地调整这些缩放显示资料SDD的灰阶值。

图3A为依据本发明一实施例的显示区域161的灰阶分布示意图。图3B为图3A延展后的灰阶分布示意图。请参照图3B，在本实施例中以显示区域161的灰阶值分布为例，但不以此为限，并且依据显示区域163、165及167的灰阶分布所进行的调整动作可参照下述说明。在图3A中，列出灰阶值0~255的统计值，以图示来看，统计值非0的最大灰阶值为160，因此本实施例可以灰阶值160作为最大分布灰阶值。

接着，将灰阶值0~160延展为灰阶值0~255，亦即将灰阶值0~160同时乘上调整增益1.6（约为255/160）。换言之，每个缩放显示资料SDD原本的灰阶值会乘上调整增益1.6，以使灰阶分布的范围会等于灰阶值0~255，其灰阶分布如图3B所示，亦即图2中的资料调整信号DRS为依据调整增益而产生，以使资料调整单元230延展图3A所示灰阶分布。

由于原本有统计值的灰阶值为0~160，因此在延展之后会有部分灰阶值没有统计值。此时，由于延展之后，每个缩放显示资料SDD对应的亮度会提升，为了使显示面板160显示原本缩放显示资料SDD的亮度，因此可调整对应的发光群组（即BG1）的亮度。举例来誽，若发光群组BG1的发光亮度预设为100%，在延展之后则可调整为62.5%（即100%/1.6）。藉此，可维持原本画面的亮度，并且可降低发光群组BG1的发光亮度，以降低发光群组的电力消耗。

此外，由于画面中较亮的部分较不易察觉亮度的变化，亦即在高灰阶值的部份中较不易察觉灰阶值间的差异。因此，如参照图3A所示，在本实施例中，亦可设置一临界值TH来决定最大分值灰阶值。依据上述，由于灰阶值151~160的统计值小于临界值，因此灰阶值151~160可被忽略而不影响画面整体的显示，并且由于灰阶值150的统计值大于临界值，因此灰阶值150可被当作最大分布灰阶值。而灰阶分布的延展及发光群组的调整相似于上述说明，故不再重述。由于最大分布灰阶值由160变成150，因此调整增益值会由1.6变成1.7，以致于发光群组的亮度可调低为59%，以此可更降低发光群组的电力消耗。

图4为图1依据本发明一实施例的显示面板160与背光模块171及173的结构示意图。请参照图4，在本实施例中，每个发光群组以具有4颗发光二极管为例，亦即发光群组BG1具有发光二极管L11~L14，发光群组BG2具有发光二极管L21~L24，发光群组BG3具有发光二极管L31~L34，发光群组BG4具有发光二极管L41~L44。每个显示区域具有以阵列排列的n×m个画素，亦即显示区域161具有画素A11~Anm，显示区域163具有画素B11~Bnm，显示区域165具有画素C11~Cnm，显示区域167具有画素D11~Dnm，其中n及m为一正整数。

在显示画面时，发光二极管L11~L14会提供画素A11~Anm所需的面光源，但会对画素B11~Bnm、C11~Cnm及D11~Dnm产生光学干扰。同样地，发光二极管L2~L24会提供画素B11~Bnm所需的面光源，但会对画素A11~Anm、C11~Cnm及D11~Dnm产生光学干扰，其余则以此类推。依据上述，每一发光群组会提供所需的面光源至对应的显示区域，但亦会其他显示区域产生光学干扰。因此，可将发光群组BG1、BG2、BG3及BG4依序打开，以分别量测每一画素（如A11~Anm、B11~Bnm、C11~Cnm及D11~Dnm）自非对应的发光群组的受光量。

在量测时，假设发光群组BG1、BG2、BG3及BG4的发光亮度分为x等级，并且画素A11~Anm、B11~Bnm、C11~Cnm及D11~Dnm的灰阶值设定为255，亦即画素A11~Anm、B11~Bnm、C11~Cnm及D11~Dnm呈现完全透光的状态。当发光群组BG1的发光亮度等级为1时，画素B11的受光量为f（B11,BG1,1），画素B12的受光量为f（B12,BG1,1），其余则以此类推，并且画素C11~Cnm及D11~Dnm的受光量的表示方式相同，在此则不再赘述。当发光群组BG1的发光亮度等级为2时，画素B11的受光量为f（B11,BG1,2），画素B12的受光量为f（B12,BG1,2），其余则以此类推。当发光群组BG1的发光亮度等级为x时，画素B11的受光量为f（B11,BG1,x），画素B12的受光量为f（B12,BG1,x），其余则以此类推。而发光群组BG1为其余发光亮度等级则可依据上述类推，不再此赘述。

接着，当发光群组BG2为不同等级的发光亮度时，则量测画素A11~Anm、C11~Cnm及D11~Dnm的受光量。当发光群组BG3为不同等级的发光亮度时，则量测画素A11~Anm、B11~Bnm及D11~Dnm的受光量。当发光群组BG4为不同等级的发光亮度时，则量测到画素A11~Anm、B11~Bnm及C11~Cnm的受光量。而上述量测到的受光量可储存于图2的干扰资料储存单元220中。

请参照图1及图4，在画面显示时，假设缩放显示资料SDD所欲写入的画素为B11，并且此时发光群组BG1、BG2、BG3及BG4的发光亮度的等级为x，则缩放显示资料SDD对应的干扰值ICV=f（B11,BG1,x）+f（B11,BG3,x）+f（B11,BG4,x）。若干扰值ICV等于两度灰阶值，则缩放显示资料SDD的灰阶值则须降低两度，以使画素B11显示的亮度为原始画面的亮度，藉此可对光学干扰进行补偿。其于画素的调整方式可参照上述，在此则不再赘述。

此外，由于量测时画素的灰阶值设定为255，而显示时画素的灰阶值会依缩放显示资料SDD而不同，因此调整的灰阶值可再依据显示的灰阶值而更动。假设缩放显示资料SDD的灰阶值为150，则调整的灰阶值应为2×150/255=1.17（四舍五入后以1灰阶值计算），亦即缩放显示资料SDD的须再调整为149，以降低非对应发光群组的光学干扰。

依据上述，可汇整为一显示控制方法，以应用于显示控制模块120。图5为依据本发明一实施例的显示控制方法的流程图。请参照图5，在本实施例中，会先接收一画面的多个缩放显示资料（步骤S510），并且分析这些缩放显示资料以取得对应多个显示区域的多个灰阶分布（步骤S520）。接着，依据这些灰阶分布产生多个资料调整信号（步骤S530），并依据这些资料调整信号对应地调整这些显示区域所对应的缩放显示资料的灰阶值（步骤S540）。并且，依据这些灰阶分布产生背光控制信号以调整这些发光群组的发光亮度（步骤S550）。最后，依据背光控制信号取得对应这些缩放显示资料的多个干扰值（步骤S560），并且依据这些干扰值对应地调整这些缩放显示资料的灰阶值（步骤S570）。其中各步骤的细节可参照上述说明，在此则不再赘述。

综上所述，本发明实施例的显示装置、显示控制模块及显示控制方法，其可依据这些发光群组的发光亮度取得每一缩放显示资料对应的干扰值，并依据干扰值进行缩放显示资料的调整，以消除发光群组对非对应的显示区域的光学干扰。并且，可依据每一显示区域的灰阶分布调整对应的发光群组的发光亮度，以及调整对应的缩放显示资料的灰阶值。藉此，当最大分布灰阶值不等于最大灰阶值时，则可降低发光群组的发光亮度，以降低发光群组的电力消耗。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，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，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (19)

1.一种显示控制模块，其特征在于，包括：

一资料分析单元，接收对应一画面的多个显示资料，并分析该些显示资料以取得对应一显示面板的多个显示区域的多个灰阶分布，该资料分析单元依据该些灰阶分布产生一背光控制信号以调整一背光模块的多个发光群组的发光亮度；

一干扰资料储存单元，耦接该资料分析单元，以依据该背光控制信号输出对应该些显示资料的多个干扰值；以及

一资料调整单元，耦接该资料分析单元及该干扰资料储存单元，以接收该些显示资料及该些干扰值，该资料调整单元依据该些干扰值对应地调整该些显示资料的灰阶值。

2.根据权利要求1所述的显示控制模块，其特征在于：其中每一该些干扰值为对应的显示资料所欲写入的一画素自非对应的发光群组所接收到的受光量的总和。

3. 根据权利要求1所述的显示控制模块，其特征在于：其中该资料分析单元更依据该些灰阶分布产生多个资料调整信号至该资料调整单元，该资料调整单元依据该些资料调整信号对应地调整该些显示区域所对应的该些显示资料的灰阶值。

4. 根据权利要求3所述的显示控制模块，其特征在于：其中该资料分析单元依据每一该些灰阶分布决定每一该些灰阶分布的一最大分布灰阶值，并且依据每一该些灰阶分布对应的该最大分布灰阶值决定每一该些灰阶分布对应的一调整增益，依据该些灰阶分布的该些调整增益产生该些资料调整信号。

5. 根据权利要求4所述的显示控制模块，其特征在于：其中该调整增益为一最大灰阶值与该最大分布灰阶值的比值。

6. 根据权利要求4所述的显示控制模块，其特征在于：其中该最大分布灰阶值的统计值大于等于一临界值。

7. 根据权利要求4所述的显示控制模块，其特征在于：其中该资料分析单元依据该些灰阶分布的该些调整增益调整该些发光群组的亮度，并据此产生该背光控制信号。

8. 一种显示控制方法，适用于如权利要求1所述的显示控制模块，其特征在于，该显示控制方法包括：

接收该画面的该些显示资料；

分析该些显示资料以取得对应该些显示区域的该些灰阶分布；

依据该些灰阶分布产生该背光控制信号以调整该些发光群组的发光亮度；

依据该背光控制信号取得对应该些显示资料的该些干扰值；以及

依据该些干扰值对应地调整该些显示资料的灰阶值。

9. 根据权利要求8所述的显示控制方法，其特征在于，还包括：

依据该些灰阶分布产生该些资料调整信号；以及

依据该些资料调整信号对应地调整该些显示区域所对应的显示资料的灰阶值。

10. 根据权利要求9所述的显示控制方法，其特征在于：其中依据该些灰阶分布产生该些资料调整信号的步骤包括：

依据每一该些灰阶分布决定每一该些灰阶分布的该最大分布灰阶值；

依据每一该些灰阶分布对应的该最大分布灰阶值决定每一该些灰阶分布对应的该调整增益；以及

依据该些灰阶分布的该些调整增益产生该些资料调整信号。

11. 根据权利要求8所述的显示控制方法，其特征在于：其中依据该些灰阶分布产生该背光控制信号的步骤包括：

依据该些灰阶分布的该些调整增益调整该些发光群组的亮度，并据此产生该背光控制信号。

12. 一种显示装置，其特征在于，包括：

一背光模块，具有多个发光群组；

一显示面板，具有多个显示区域；以及

一显示控制模块，包括：

    一资料分析单元，接收对应一画面的多个显示资料，并分析该些显示资料以取得对应该些显示区域的多个灰阶分布，该资料分析单元依据该些灰阶分布产生一背光控制信号以调整该些发光群组的发光亮度；

    一干扰资料储存单元，耦接该资料分析单元，以依据该背光控制信号输出对应该些显示资料的多个干扰值；以及

    一资料调整单元，耦接该资料分析单元及该干扰资料储存单元，以接收该些显示资料及该些干扰值，该资料调整单元依据该些干扰值对应地调整该些显示资料的灰阶值。

13. 根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，其中每一该些干扰值为对应的显示资料所欲写入的一画素自非对应的发光群组所接收到的受光量的总和。

14. 根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，其中该资料分析单元更依据该些灰阶分布产生多个资料调整信号至该资料调整单元，该资料调整单元依据该些资料调整信号对应地调整该些显示区域所对应的该些显示资料的灰阶值。

15. 根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，其中该资料分析单元依据每一该些灰阶分布决定每一该些灰阶分布的一最大分布灰阶值，并且依据每一该些灰阶分布对应的该最大分布灰阶值决定每一该些灰阶分布对应的一调整增益，依据该些灰阶分布的该些调整增益产生该些资料调整信号。

16. 根据权利要求15所述的显示装置，其特征在于：其中该调整增益为一最大灰阶值与该最大分布灰阶值的比值。

17. 根据权利要求15所述的显示装置，其特征在于：其中该最大分布灰阶值的统计值大于等于一临界值。

18. 根据权利要求15所述的显示装置，其特征在于：其中该资料分析单元依据该些灰阶分布的该些调整增益调整该些发光群组的亮度，并据此产生该背光控制信号。

19. 根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于：其中该背光模块为一侧边入光式背光模块。

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