CN103021365B - 一种调整伽马曲线的装置、方法和液晶显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种调整伽马曲线的装置、方法和液晶显示设备，装置应用于液晶显示设备，包括参考电压调节器、电压放大器和灰阶电压发生模块，参考电压调节器，用于将第一Gref电压调整至第二Gref电压；电压放大器，用于将所述第二Gref电压放大形成第三Gref电压，并输入至灰阶电压发生模块；灰阶电压发生模块，用于根据所述第三Gref电压而形成预定数目个灰阶参考电压。根据伽马曲线与基准伽马曲线之间的偏离程度动态地调整Gref电压，将调整后的Gref电压输入灰阶电压发生模块，以调整后的Gref电压改善伽马曲线偏离基准伽马曲线的程度。
Description
技术领域
本发明涉及伽马曲线技术，特别是指一种调整伽马曲线的装置、方法和液晶显示设备。
背景技术
人眼对亮度的感应特点是对暗的较为敏感，而对亮的则不敏感，数码图像中的每个像素都有一定的光亮程度，即从黑色(0)到白色(1)。伽马(gamma)曲线在显示设备中是一项较为重要的参数，液晶显示设备输出的伽马曲线会出现不规则。液晶显示设备的基准伽马曲线通常采用gamma2.2标准曲线，如图1所示，在低灰阶处亮度变化较为缓慢，而在高灰阶处变化较快。
如图2所示，在液晶面板实际生产过程中经常会发生伽马曲线的漂移现象，若伽马曲线离开gamma2.2标准曲线较远的距离则会影响液晶显示设备的性能。对偏移后的伽马曲线与gamma2.2标准曲线做差值，伽马曲线的偏离程度放大后如图3所示。改善伽马曲线漂移的通常做法是调整伽马曲线的多个参考电压、例如18个参考电压，18个参考电压由36个gamma电阻分压得到。
现有伽马曲线需要256对参考电压，分别对应256个灰阶亮度，如图4所示，横轴的每个灰阶分别对应一个灰阶的参考电压，参考电压决定灰阶亮度，每个灰阶亮度的参考电压由Gref电压(伽马参考电压)通过两个电阻进行分压产生，Gref的变化直接影响输出的参考电压。
现有技术存在如下问题：传统的调整参考电压的方法是靠在实验时改变伽马电阻网络，对于每个型号/批次，需要多次实验而确定一个最佳版本的伽马电阻网络，因此这种调整方法费时费力，而且需要修改液晶显示设备的器件清单(BOM)，当处于产线不稳定时期的状态时，无法经常修改器件清单，而且新的器件采购周期较长，会严重影响产线的量产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种调整伽马曲线的装置、方法和液晶显示设备，解决现有技术中，调整伽马曲线的过程费时费力，且需要改动器件清单的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种调整伽马曲线的装置，应用于液晶显示设备，包括参考电压调节器、电压放大器和灰阶电压发生模块，参考电压调节器，用于将第一Gref电压调整至第二Gref电压；电压放大器，用于将所述第二Gref电压放大形成第三Gref电压，并输入至灰阶电压发生模块；灰阶电压发生模块，用于根据所述第三Gref电压而形成预定数目个灰阶参考电压。
所述的装置中，还包括：调整控制单元，用于当所述装置根据第一Gref电压生成的第一伽马曲线与基准伽马曲线之间的偏离程度超过了阈值时，根据偏离程度生成Gref电压调整信号，将所述Gref电压调整信号送至所述参考电压调节器。
所述的装置中，所述参考电压调节器是分压可调电阻电路。
所述的装置中，所述参考电压调节器是根据Gref电压调整信号而输出不同的第二Gref电压的电压调节芯片。
所述的装置中，所述电压放大器由运算放大器搭建而成。
所述的装置中，所述参考电压调节器和所述电压放大器包括一体化的DC/DC转换电路。
一种调整伽马曲线的方法，包括：将第一Gref电压调整至第二Gref电压；将所述第二Gref电压放大形成第三Gref电压；根据所述第三Gref电压形成预定数目个灰阶参考电压。
所述的方法中，还包括：当根据第一Gref电压生成的第一伽马曲线与基准伽马曲线之间的偏离程度超过了阈值时，根据偏离程度生成Gref电压调整信号。
所述的方法中，当所述第一伽马曲线高于所述基准伽马曲线时，生成降低Gref电压的调节信号；当所述第一伽马曲线低于所述基准伽马曲线时，生成提高Gref电压的调节信号。
一种液晶显示设备，包括上述的调整伽马曲线的装置。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：根据伽马曲线与基准伽马曲线之间的偏离程度动态地调整Gref电压，将调整后的Gref电压输入灰阶电压发生模块，以调整后的Gref电压改善伽马曲线偏离基准伽马曲线的程度。
附图说明
图1表示常见伽马曲线的示意图；
图2表示伽马曲线的漂移现象的示意图；
图3表示以伽马2.2曲线为基准(x轴)，对伽马曲线所发生的偏离进行放大的示意图；
图4表示灰阶电压发生模块的工作原理的示意图；
图5表示Gref电压与伽马曲线之间的关系示意图；
图6表示一种调整伽马曲线的装置结构示意图；
图7表示作为参考电压调节器的分压可调电阻电路的结构示意图；
图8表示作为参考电压调节器的电压调节芯片的结构示意图；
图9表示作为电压放大器的运算放大器的射随器电路的结构示意图；
图10表示将参考电压调节和电压放大集成到一体的DC/DC转换电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图5所示，对伽马参考电压(Gref电压，Gamma reference voltage)与伽马曲线之间的关系进行实验验证，验证结果表明：Gref电压越大伽马曲线越接近gamma值2.0，越小越接近gamma值2.4，且Gref电压与伽马曲线之间呈现出线性关系。
本发明实施例中，通过对Gref电压进行逻辑调整(软调整)从而控制伽马曲线。
本发明实施例提供一种调整伽马曲线的装置，应用于液晶显示设备，如图6所示，包括参考电压调节器、电压放大器和灰阶电压发生模块，
参考电压调节器，用于将第一Gref电压调整至第二Gref电压；
电压放大器，用于将所述第二Gref电压放大形成第三Gref电压，并输入至灰阶电压发生模块；
灰阶电压发生模块，用于根据所述第三Gref电压而形成预定数目个灰阶参考电压。
应用所提供的技术方案，伽马曲线的偏离程度与Gref电压的大小之间存在对应关系，动态调整Gref电压，将调整后的Gref电压输入灰阶电压发生模块，以调整后的Gref电压改善伽马曲线偏离基准伽马曲线的程度。
如图5所示，灰阶电压发生模块的工作原理包括：伽马曲线与基准伽马曲线之间的偏离程度与Gref电压之间存在对应关系：Gref电压越大则伽马曲线越接近gamma值2.0，Gref电压越小则伽马曲线越接近gamma值2.4。伽马曲线偏离基准伽马曲线的情形采用偏离程度进行描述，Gref电压与偏离程度之间呈现了线性关系。
在对应关系中记录：描述伽马曲线的参数，描述伽马曲线的参数与调高或者调低Gref电压之间的关系，以及，描述伽马曲线的参数与Gref电压的调整数值之间的关系。
在一个优选实施例中，调整伽马曲线的装置还包括：
调整控制单元，用于当所述装置根据第一Gref电压生成的第一伽马曲线与基准伽马曲线之间的偏离程度超过了阈值时，根据偏离程度生成Gref电压调整信号，将所述Gref电压调整信号送至所述参考电压调节器。
调整控制单元中可以存放对应关系，调整控制单元根据对应关系生成并发出Gref电压调整参数。在一个替代实施例中，调整控制单元的功能具体由人工来实现，即由测试人员根据测得的伽马曲线偏移而对参考电压调节器进行操作，以使之输出不同的Gref电压。
在一个优选实施例中，装置还包括：
伽马曲线生成单元，用于根据预定数目个参考电压生成第二伽马曲线，第二伽马曲线与所述基准伽马曲线之间的偏离程度小于阈值。伽马曲线生成单元具体可以是面板上的液晶驱动芯片。
在一个优选实施例中，参考电压调节器具体是分压可调电阻电路，用于根据Gref电压调整参数(控制信号)输出不同的Gref电压。参考电压调节器接入工作电压(AVDD)，并输出可变的Gref电压。
如图7所示，可调电阻R1，固定电阻R2，可调电阻R1和固定电阻R2构成一个电阻串，输出的Gref电压受可调电阻R1和固定电阻R2控制，调整了可调电阻R1之后，工作电压AVDD分担到可调电阻R1的电压降以及分担到固定电阻R2的电压降会发生变化，输出的Gref电压会发生改变，从而得到第二Gref电压。
在驱动IC中设置电阻串对Gref电压进行分压产生相应的灰阶参考电压，由于难以准确控制驱动IC中的电阻，其产生的灰阶参考电压不够准确，因此需要在驱动IC外部设置箝位电压，通常采用9对箝位电压来控制9个重要灰阶，从而使得调整后的第二伽马曲线总体上达到要求。
在一个优选实施例中，参考电压调节器具体是电压调节芯片，用于根据Gref电压调整参数(控制信号)输出不同的第二Gref电压。
如图8所示，电压调节芯片具体可以是ISL45041芯片，Gref电压调整参数是符合两线式串行总线(I2C，Inter-Integrated Circuit)协议或其他通讯协议方式的控制信号。ISL45041芯片根据Gref电压调整参数改变电压调节芯片内部寄存器的数据，以此调节输出的Gref电压。
在一个优选实施例中，电压放大器采用由运算放大器构造的电压跟随器。
由运算放大器构造的电压跟随器电路如图9所示，用于放大电源的驱动能力，以将第二Gref电压输入灰阶电压发生模块。
在一个优选实施例中，参考电压调节器和电压放大器包括一体化的DC/DC转换电路。
如图10所示，采用降压(Buck)转换器，或者，也可以采用升压(Boost)转换器，通过调整反馈电阻获取合适的Gref电压作为第三Gref电压。
DC/DC转换电路中，可调电阻R1、固定电阻R2形成分压反馈端，通过调整可调电阻R1的阻值改变端电压Ue，端电压Ue经过电压调节器成为电压Uc，电压Uc通过电压比较器和驱动器，由驱动器输出驱动信号，驱动信号到达三极管V，通过改变三极管V的导通时间，以此改变三极管V输出的Gref电压，此为第三Gref电压。实现了通过调整电阻R1来调整输出的第三Gref电压。
其中，如图10所示，三极管V、二极管、电感和电容构成了Buck转换器。
所提供的技术方案中，利用改变Gref电压从而调整伽马曲线这一原理，通过对Gref电压进行软调节实现对伽马曲线的快速简易调整，解决了生产液晶设备过程中出现的伽马曲线漂移问题。
本发明实施例提供一种调整伽马曲线的方法，包括：
将第一Gref电压调整至第二Gref电压；
将所述第二Gref电压放大形成第三Gref电压；
根据所述第三Gref电压形成预定数目个灰阶参考电压。
应用所提供的技术方案，伽马曲线的偏离程度与Gref电压的大小之间存在对应关系，动态调整Gref电压，将调整后的Gref电压输入灰阶电压发生模块，以调整后的Gref电压改善伽马曲线偏离基准伽马曲线的程度。
在伽马曲线图中，若实时的伽马曲线高于基准伽马曲线(例如靠近GMA2.0曲线)，降低第一Gref电压以得到第二Gref电压，若实时伽马曲线低于基准伽马曲线(例如靠近GMA2.4曲线)，则提高第一Gref电压以得到第二Gref电压。
在一个优选实施例中，参考电压调节器具体是分压可调电阻电路，参考电压调节器也可以是电压调节芯片，用于根据Gref电压调整参数输出不同的第二Gref电压。
电压放大器可以是用运算放大器构造的电路。
也可采用一体化的DC/DC转换电路实现参考电压调节器和电压放大器。
在一个应用场景中，应用调整伽马曲线的方法对伽马曲线进行调整的过程包括：
当装置根据第一Gref电压生成的第一伽马曲线与基准伽马曲线(例如伽马曲线图中的GMA2.2曲线)之间的偏离程度超过了阈值时，根据偏离程度生成Gref电压调整参数；
当接收到所述Gref电压调整参数时，将第一Gref电压调整至第二Gref电压；
将所述第二Gref电压放大形成第三Gref电压；
将所述第三Gref电压通过分压形成预定数目个参考电压；
根据所述预定数目个参考电压生成第二伽马曲线，第二伽马曲线与所述基准伽马曲线之间的偏离程度小于所述阈值。
本发明实施例提供一种液晶显示设备，包括调整伽马曲线的装置，如图6所示，调整伽马曲线的装置包括：
参考电压调节器，用于将第一Gref电压调整至第二Gref电压；
电压放大器，用于将所述第二Gref电压放大形成第三Gref电压，并输入至灰阶电压发生模块；
灰阶电压发生模块，用于根据所述第三Gref电压而形成预定数目个灰阶参考电压。
在一个优选实施例中，还包括：
调整控制单元，用于当所述装置根据第一Gref电压生成的第一伽马曲线与基准伽马曲线之间的偏离程度超过了阈值时，根据偏离程度生成Gref电压调整参数。
调整控制单元也可以由电脑和C310型亮度传感器构成，或者采用人工代替。
在一个优选实施例中，还包括：
伽马曲线生成单元，用于根据所述预定数目个参考电压生成第二伽马曲线，第二伽马曲线与所述基准伽马曲线之间的偏离程度小于所述阈值。伽马曲线生成单元具体可以是面板上的液晶驱动芯片。
采用本方案之后的优势是：由于伽马曲线与Gref电压的大小之间存在着对应关系，因此动态调整Gref电压，将调整后的Gref电压输入灰阶电压发生模块，由灰阶电压发生模块分压成不同的参考电压，采用不同的参考电压形成新的伽马曲线，以此改善了伽马曲线偏离基准伽马曲线的程度。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种调整伽马曲线的装置，应用于液晶显示设备，其特征在于，包括参考电压调节器、电压放大器和灰阶电压发生模块，
参考电压调节器，用于将第一Gref电压调整至第二Gref电压；
电压放大器，用于将所述第二Gref电压放大形成第三Gref电压，并输入至灰阶电压发生模块；
灰阶电压发生模块，用于根据所述第三Gref电压而形成预定数目个灰阶参考电压；
调整控制单元，用于当所述装置根据第一Gref电压生成的第一伽马曲线与基准伽马曲线之间的偏离程度超过了阈值时，根据偏离程度生成Gref电压调整信号，将所述Gref电压调整信号送至所述参考电压调节器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述参考电压调节器是分压可调电阻电路。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述参考电压调节器是根据Gref电压调整信号而输出不同的第二Gref电压的电压调节芯片。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压放大器由运算放大器搭建而成。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述参考电压调节器和所述电压放大器包括一体化的DC/DC转换电路。
6.一种调整伽马曲线的方法，其特征在于，包括：
将第一Gref电压调整至第二Gref电压；
将所述第二Gref电压放大形成第三Gref电压；
根据所述第三Gref电压形成预定数目个灰阶参考电压；
当根据第一Gref电压生成的第一伽马曲线与基准伽马曲线之间的偏离程度超过了阈值时，根据偏离程度生成Gref电压调整信号。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述第一伽马曲线高于所述基准伽马曲线时，生成降低Gref电压的调节信号；当所述第一伽马曲线低于所述基准伽马曲线时，生成提高Gref电压的调节信号。
8.一种液晶显示设备，其特征在于，包括权利要求1～4任意一项中所述调整伽马曲线的装置。
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