CN103258516B - 可操作于二维显示模式与三维显示模式的显示器 - Google Patents

可操作于二维显示模式与三维显示模式的显示器 Download PDF

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Abstract

本发明关于一种可操作于二维显示模式与三维显示模式的显示器，包含背光源、第一开关及驱动电路。该背光源包含一组发光单元，该第一开关耦接于该组发光单元，且该驱动电路耦接于该第一开关。该显示器分别根据二维显示模式与三维显示模式产生直流讯号与脉宽调变讯号。当该显示器于二维显示模式时，该驱动电路根据该直流讯号控制该第一开关驱动该组发光单元。当该显示器于三维显示模式时，该驱动电路根据该脉宽调变讯号控制该第一开关驱动该组发光单元。

Description

可操作于二维显示模式与三维显示模式的显示器
技术领域
本发明关于一种可操作于二维显示模式与三维显示模式的显示器，尤指一种可根据播放影像的模式调整输出电压方式的显示器。
背景技术
液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)及有机发光二极体(Organiclight emitting diode，OLED)显示装置因具有外型轻薄、省电以及无辐射等优点，目前已被普遍地应用于多媒体播放器、行动电话、个人数位助理（PDA）、电脑显示器(monitor)、或平面电视等电子产品上。此外，伴随着3D影像的盛行，具备三维(three-dimension,3D)影像显示功能的显示器已逐渐有大量需求。
习知显示器在显示二维(two-dimension,2D)影像时，是以脉宽调变(pulsewidth modulation,PWM)的方式驱动背光源，然而此方法是持续地开启/关闭背光，因此使用者在观赏画面时容易感觉到画面闪烁而降低视觉品质，即便在高速的闪烁下使用者未察觉画面有闪烁现象，在观赏一段时间后仍将造成使用者眼睛疲劳甚至在视觉上受到伤害。
发明内容
针对上述技术问题，本发明之一实施例是关于一种显示器，该显示器可操作于二维显示模式与三维显示模式，且该显示器包含背光源、第一开关及驱动电路。该背光源包含一组发光单元，该第一开关耦接于该组发光单元，且该驱动电路耦接于该第一开关。该显示器分别根据二维显示模式与三维显示模式产生直流讯号与脉宽调变讯号。当该显示器于二维显示模式时，该驱动电路根据该直流讯号控制该第一开关驱动该组发光单元。当该显示器于三维显示模式时，该驱动电路根据该脉宽调变讯号控制该第一开关驱动该组发光单元。
根据本发明所述的显示器，驱动电路还耦接于该组发光单元，用以当该显示器于二维显示模式时，根据该组发光单元的电流调整该第一开关的控制端的准位，及当该显示器于三维显示模式时，根据该组发光单元的电流调整该第一开关的控制端的工作周期。
根据本发明所述的显示器还包含升压器，耦接于驱动电路，用以将输入电压提升至输出电压，以通过该驱动电路对该组发光单元提供该输出电压。进一步地，升压器包含第二开关、电感、齐纳二极体及电容，第二开关耦接于驱动电路，电感耦接于第二开关，用以接收该输入电压，齐纳二极体耦接于第二开关及电感，电容耦接于齐纳二极体，用以输出该输出电压，其中驱动电路会根据该组发光单元的电流调整第二开关的工作周期，以调整该输出电压的准位。
根据本发明所述的显示器，该组发光单元包含复数个串联的发光二极体。
根据本发明所述的显示器，当显示器于三维显示模式调整亮度时，驱动电路调整该组发光单元的电流，并调整或维持第一开关的控制端的工作周期。进一步地，第一开关的控制端的工作周期（占空比）为10%至40%之间。更进一步，第一开关的控制端的工作周期为25%至35%之间。
本发明之另一实施例是关于一种显示器操作方法，该显示器可操作于二维显示模式与三维显示模式。该方法包含该显示器分别根据二维显示模式与三维显示模式产生直流讯号与脉宽调变讯号；当该显示器于二维显示模式时，该驱动电路根据该直流讯号控制一开关驱动背光源的一组发光单元；当该显示器于三维显示模式时，该驱动电路根据该脉宽调变讯号控制该开关驱动该组发光单元。
根据本发明所述的方法还包含：当该显示器于二维显示模式时，根据该组发光单元的电流调整该开关的控制端的准位。
根据本发明所述的方法还包含：当该显示器于三维显示模式时，根据该组发光单元的电流调整该开关的控制端的工作周期。
根据本发明所述的方法，该显示器还包含升压器，该方法还包含：根据该组发光单元的电流调整该升压器输出至该组发光单元的输出电压。
本发明通过显示器在二维显示模式设置为采用直流讯号，可大幅改善习知显示器画面闪烁的问题，而提升显示品质。另外，在三维显示模式下，当使用者配戴3D眼镜观赏显示器时，由于显示器设置为采用脉宽调变讯号，能够增加显示器的背光亮度来补偿视觉明亮度被3D眼镜降低的现象。因此使用者无论在观赏2D或3D影片都能有较佳的视觉品质。
附图说明
图1为本发明显示器的示意图。
图2为本发明操作图1显示器的流程图。
图3A为直流讯号的示意图。
图3B为2D显示模式流经发光单元的电流的示意图。
图4A为脉宽调变讯号的示意图。
图4B为3D显示模式流经发光单元的电流的示意图。
图5为驱动电路增加流经发光单元的电流以降低第一开关的控制端的工作周期的示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包含」为开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。
请参考图1，图1为本发明显示器100的示意图，显示器100可操作于二维显示模式与三维显示模式，且显示器100包含背光源110、N个第一开关SW11至SW1N、驱动电路130及升压器140。背光源110包含N组发光单元1201至120N，第一开关SW11至SW1N中每一第一开关耦接于对应的一组发光单元，且驱动电路130包含复数第一端点Comp1至CompN、复数第二端点Isen1至IsenN以及第三端点Pin。第一端点Comp1耦接于第一开关SW11，以此类推，第一端点CompN耦接于第一开关SW1N。第二端点Isen1经由第一开关SW11耦接于发光单元1201，以此类推，第二端点IsenN经由第一开关SW1N耦接于发光单元120N。在本发明中，并不限制发光单元的组数及第一开关的数量，亦可将显示器100设置为只包含一组发光单元1201及一个第一开关SW11。第一开关SW11至SW1N可例如是N型或P型金氧半电晶体(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)，或是其他开关元件。
升压器140耦接于发光单元1201至120N，用以提升输入电压Vin，以于电源输出端Vout产生提升后的电压并提供给N组发光单元1201至120N。升压器140包含第二开关SW2、电感144、齐纳二极体146及电容148。第二开关SW2耦接于驱动电路130的第三端点Pin，用以控制驱动电路130与升压器140之间的耦接。电感144耦接于第二开关SW2，用以接收输入电压Vin。齐纳二极体146耦接于第二开关SW2、电感144及电源输出端Vout，用以防止电压倒流。且电容148耦接于齐纳二极体146，用以稳定输出电压。驱动电路130耦接于讯号输入端ADJ，并会根据N组发光单元1201至120N的电流对应调整第一开关SW11至SW1N的准位或工作周期，以调整N组发光单元1201至120N的电流。N组发光单元1201至120N中每一组发光单元包含复数个串联的发光二极体190，但亦可设置为仅包含一个发光二极体190。显示器100可选择性地设置电阻170，耦接于驱动电路130与第一开关SW11至SW1N之间及/或驱动电路130与N组发光单元1201至120N之间。
请参考图2至图4B，图2为本发明操作图1显示器100的流程图，图3A为直流讯号300的示意图，图3B为2D显示模式流经发光单元的电流的示意图，图4A为脉宽调变讯号400的示意图，图4B为3D显示模式流经发光单元的电流的示意图。图2的流程图说明如下：
步骤202：判断显示器100是以2D显示模式或3D显示模式来播放影像；若显示器100以2D显示模式来播放影像，执行步骤204；若显示器100以3D显示模式来播放影像，执行步骤210；
步骤204：显示器100根据2D显示模式产生直流讯号300，并通过讯号输入端ADJ输入直流讯号300至驱动电路130；
步骤206：驱动电路130根据直流讯号300控制第一开关SW11至SW1N驱动背光源110的N组发光单元1201至120N；
步骤208：显示器100根据N组发光单元1201至120N的电流调整第一开关SW11至SW1N的控制端的准位，跳至步骤216；
步骤210：显示器100根据3D显示模式产生脉宽调变讯号400，并通过讯号输入端ADJ输入脉宽调变讯号400至驱动电路130；
步骤212：驱动电路130根据脉宽调变讯号400控制第一开关SW11至SW1N驱动发光单元1201至120N；
步骤214：显示器100根据N组发光单元1201至120N的电流调整第一开关SW11至SW1N的控制端的工作周期；
步骤216：显示器100根据N组发光单元1201至120N的电流，调整升压器140输出至发光单元1201至120N的输出电压；
步骤218：结束。
在以上实施例中，显示器100可根据2D显示模式产生直流讯号300，及根据3D显示模式产生脉宽调变讯号400。当显示器100于2D显示模式时，驱动电路130根据N组发光单元1201至120N的电流调整第一开关SW11至SW1N的控制端的准位；当显示器100于3D显示模式时，驱动电路130根据N组发光单元1201至120N的电流调整第一开关SW11至SW1N的控制端的工作周期。详言之，在2D显示模式下，驱动电路130的第一端点Comp1至CompN会根据第二端点Isen1至IsenN侦测到的电流大小来对应地调整输入至第一开关SW11至SW1N的控制端的直流讯号300的准位，以调整第一开关SW11至SW1N控制端电压的大小，用以调整输入至N组发光单元1201至120N的电流；在3D显示模式下，驱动电路130的第一端点Comp1至CompN会根据第二端点Isen1至IsenN侦测到的电流大小来对应地调整输入至第一开关SW11至SW1N的控制端的脉宽调变讯号400的工作周期(duty cycle)，以调整输入至N组发光单元1201至120N的电流。在2D显示模式下，若通过第一端点Comp1至CompN仍无法将对应的第一开关SW11至SW1N的准位调整到理想值，则可再通过第三端点Pin调整第二开关SW2的工作周期，以使显示器100达到所需的发光表现。在3D显示模式下，若通过第一端点Comp1至CompN仍无法将对应的第一开关SW11至SW1N的工作周期调整到理想值，则可再通过第三端点Pin调整第二开关SW2的工作周期，以使显示器100达到所需的发光表现。
本发明通过显示器100在2D显示模式设置为采用直流讯号300，可大幅改善习知显示器画面闪烁的问题，而提升显示品质。另外，在3D显示模式下，当使用者配戴3D眼镜观赏显示器100时，由于显示器100设置为采用脉宽调变讯号400，能够增加显示器100的背光亮度来补偿视觉明亮度被3D眼镜降低的现象，且避免3D时以直流驱动背光造成左眼影像及右眼影像之间的影像错位(crosstalk)问题。
请参考图5，图5为驱动电路调整亮度的示意图。当提高亮度时，一般将第一开关SW11至SW1N的控制端的工作周期加大，但可能会产生3D显示模式中影像错位，为了要进一步减少3D显示模式中影像错位的影响，本发明提高亮度时，驱动电路130可将流经发光单元的电流从ID增加为ID’(例如增加第一开关SW11至SW1N的控制端的电压)，降低第一开关SW11至SW1N的控制端的工作周期；或驱动电路130可将流经发光单元的电流从ID增加为ID’(例如增加第一开关SW11至SW1N的控制端的电压)，但维持第一开关SW11至SW1N的控制端的工作周期；第一开关SW11至SW1N的控制端的工作周期可控制于10%至40%之间(较佳可为25%至35%之间)，如此在3D显示模式中显示器100较不易漏光，以避免影像错位的问题。另外，电流ID和时间轴的包覆面积可以相同于电流ID’和时间轴的包覆面积，以使电流改变前后的亮度相同，但本发明不以此为限。
综上所述，本发明显示器100主动对显示器播放的影像模式进行侦测，调整输出电压的模式使得使用者无论在观赏2D或3D影片都能有较佳的视觉品质。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种显示器，可操作于二维显示模式与三维显示模式，其特征在于该显示器包含：
背光源，包含一组发光单元；
第一开关，耦接于该组发光单元；及
驱动电路，耦接于该第一开关；
其中，该显示器分别根据二维显示模式与三维显示模式产生直流讯号与脉宽调变讯号；
当该显示器于二维显示模式时，该驱动电路根据该直流讯号控制该第一开关驱动该组发光单元；及
当该显示器于三维显示模式时，该驱动电路根据该脉宽调变讯号控制该第一开关驱动该组发光单元；
该显示器还包含升压器，耦接于该驱动电路，用以将输入电压提升至输出电压，以通过该驱动电路对该组发光单元提供该输出电压；该升压器包含：
第二开关，耦接于该驱动电路；
电感，耦接于该第二开关，用以接收该输入电压；
齐纳二极体，耦接于该第二开关及该电感；及
电容，耦接于该齐纳二极体，用以输出该输出电压；
其中该驱动电路会根据该组发光单元的电流调整该第二开关的工作周期，以调整该输出电压的准位。
2.如权利要求1所述的显示器，其特征在于该驱动电路还耦接于该组发光单元，用以当该显示器于二维显示模式时，根据该组发光单元的电流调整该第一开关的控制端的准位，及当该显示器于三维显示模式时，根据该组发光单元的电流调整该第一开关的控制端的工作周期。
3.如权利要求1所述的显示器，其特征在于该组发光单元包含复数个串联的发光二极体。
4.如权利要求1所述的显示器，其特征在于当该显示器于三维显示模式调整亮度时，该驱动电路调整该组发光单元的电流，并调整或维持该第一开关的控制端的工作周期。
5.如权利要求4所述的显示器，其特征在于当该显示器于三维显示模式时，该第一开关的控制端的工作周期为10％至40％之间。
6.如权利要求5所述的显示器，其特征在于当该显示器于三维显示模式时，该第一开关的控制端的工作周期为25％至35％之间。
7.一种显示器操作方法，该显示器可操作于二维显示模式与三维显示模式，其特征在于该显示器包含背光源、第一开关、驱动电路和用以将输入电压提升至输出电压的升压器，该升压器包含第二开关、电感、齐纳二极体及电容，该第二开关耦接于该驱动电路，该电感耦接于该第二开关，用以接收该输入电压，该齐纳二极体耦接于该第二开关及该电感，该电容耦接于该齐纳二极体，用以输出该输出电压，该方法包含：
该显示器分别根据二维显示模式与三维显示模式产生直流讯号与脉宽调变讯号；
当该显示器于二维显示模式时，该驱动电路根据该直流讯号控制该第一开关驱动该背光源的一组发光单元；及
当该显示器于三维显示模式时，该驱动电路根据该脉宽调变讯号控制该第一开关驱动该组发光单元；
该方法还包含，该驱动电路根据该组发光单元的电流调整该第二开关的工作周期，以调整输出至该组发光单元的该输出电压的准位。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包含：当该显示器于二维显示模式时，根据该组发光单元的电流调整该第一开关的控制端的准位。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于还包含：当该显示器于三维显示模式时，根据该组发光单元的电流调整该第一开关的控制端的工作周期。
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