CN103295549B - 显示器及其显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示器及其显示方法，所述显示器包含显示面板、背光模块以及控制模块，背光模块包含多个发光二极管，并以第一周期发光，本发明的显示器显示方法，首先以控制模块接受多个画框信号，并将画框信号中的任意两个相邻的画框信号的差值与门坎值进行比对，当差值比门坎值大的时候，控制模块即控制背光模块以第二周期发光。

Description

显示器及其显示方法

本申请为于申请日2010年04月02日提交的申请号为201010155822.9的发明专利申请“显示器及其显示方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种显示器及其显示方法，特别是有关于一种使用色序法的显示器及其显示方法。

背景技术

目前，液晶显示器（LCD）的显示方法是由背光光源（Back Light）发出白光，通过由薄膜晶体管（TFT Array）所控制的液晶（Liquid Crystal）后，呈现出有灰阶效果的画素影像。这影像再通过所谓的彩色滤光片后（ColorFilter Array），即为有色彩的影像。

色序法（color sequential method或称为field sequential color-FSC）不像传统的背光方式是以白光通过滤光器再改变其颜色，而是直接就利用三种主要的原光（红、绿及蓝）作混色。而若将两种颜色以上的光照至人类的眼睛时，其便会在视网膜上面混合而得到另外一种颜色的感觉，称之为加法混色。而利用三种的独立色光作加法混色，则可以得到任意的色光，此也称之为三色性法则。因此，色序法系为利用人类眼睛的视觉空间分解能力的界限，而达到加法混色的效果。

色序法的背光方式的特征为使用多种不同颜色光源，对于各种颜色可以做独立的光度调整，而得到光度均匀的画面。独立使用红、绿及蓝三个单色的光源，此种方式与使用彩色虑光器的并置加法混色所构成的彩色LCD比较，具有以下几项显着的优点：

（1）高解析度；

（2）驱动IC较少；

（3）可进行彩色平衡调整；以及

（4）无须使用彩色滤光器，使液晶穴的构成单纯化，也可减少空间。

现有的以色序法显示的液晶显示器的驱动原理，依时间轴的控制，可分为三个部份：第一个部分是将扫描各个画素的薄膜晶体管打开充电，第二个部分为液晶根据薄膜晶体管所施加的电压与电场，转至所要求的旋光位置，以获得正确的灰阶亮度，而第三个部分则是待液晶旋转完毕后，快闪红色背光，此时仅完成1/3个frame的影像。然后根据上述方式，分别再完成绿色与蓝色的背光驱动，进而完成了1画面时间（16.67ms）的彩色画面。因此若LCD要使用色序法，其液晶须达到快速反应时间的功能，且薄膜晶体管组件充电时间要快的特性，才有可能达成。

然而，在现有技术中以色序法驱动的液晶显示器会发生断色（colorbreakup）和影像轮廓化（contouring）的现象。产生断色的原因是由于色轮产生的颜色是依时序在眼睛成像，只要人眼和影像快速移动就会造成断色。而现有同样采用色序法成像的数字光源处理技术（DLP）投影机解决断色的方法是将色轮的颜色细切多个区块，因此在短时间内能汇集红绿蓝三原色来成像，减少断色机会。但是，相对的把色轮色块切细，便会让色轮的有效区域变小（色区之间隔为14度），影响影像造灰阶的位数，这会造成影像轮廓化问题，因此断色和影像轮廓化便是一个权衡取舍的问题。

发明内容

有鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种显示器及其显示方法，以解决色序法液晶显示器的断色和影像轮廓化的问题。

根据本发明的目的，提出一种显示器，其包含显示面板、背光模块及控制模块。显示面板用以显示画面，背光模块则包含多个发光二极管，并以第一周期发光使显示面板显示画面。控制模块电性连接显示面板及背光模块，并在接受多个画框信号后将画框信号中的任意两个相邻画框信号的差值与门坎值进行比对，当差值大于门坎值的时候，控制模块即控制背光模块以第二周期发光。

其中，当差值小于门坎值的时候，控制模块即控制背光模块以第三周期发光。

其中，控制模块将显示面板划分为多个区域，各区域所显示的画面对应各画框信号的一部分，再利用各画框信号对应各区域的部分，分别计算各区域的区域颜色特征值后，统计多个区域的多个区域颜色特征值，并据此决定各画框信号的颜色特征值，控制模块还根据多个画框信号的颜色特征值，调整多个发光二极管的发光顺序及发光时间中的其中一个或两个。

根据本发明的目的，又提出一种显示器，其包含显示面板、背光模块及控制模块。显示面板用以显示画面，背光模块则包含多个发光二极管，并以第一周期发光使显示面板显示画面。控制模块电性连接显示面板及背光模块，并在接受多个画框信号后根据画框信号的颜色特征值，调整发光二极管的发光顺序及发光时间中的其中一个或两个。

其中，控制模块将显示面板划分为多个区域，各区域所显示的画面对应各画框信号的部分，再利用各画框信号对应各区域的部分，分别计算各区域的区域颜色特征值后，统计多个区域的多个区域颜色特征值，并据此决定各画框信号的颜色特征值。

根据本发明的目的，还提出一种显示器的显示方法，所述显示器包含显示面板、背光模块以及控制模块，背光模块包含多个发光二极管，并以第一周期发光，所述显示器的显示方法包含下列步骤：以控制模块接受多个画框信号，并将画框信号中的任意两个相邻的画框信号的差值与门坎值进行比对，当差值大于门坎值的时候，控制模块即控制背光模块以第二周期发光。

其中，当差值小于门坎值小的时候，控制模块即控制背光模块以第三周期发光。

其中，控制模块还根据各画框信号的颜色特征值，调整多个发光二极管的发光顺序及发光时间中的其中一个或两个。

其中，还包含以控制模块进行下列步骤：将显示面板划分为多个区域，各区域所显示的画面对应各画框信号的一部分，再利用各画框信号对应各区域的部分，分别计算各区域的区域颜色特征值，并统计多个区域的多个区域颜色特征值，并据此决定各画框信号的颜色特征值。

其中，控制模块利用各画框信号对应各区域的部分，分别计算各区域的色饱和度值及色相值，并根据色饱和度值及色相值决定各区域的区域颜色特征值。

根据本发明的目的，再提出一种显示器的显示方法，显示器包含显示面板、背光模块以及控制模块，背光模块包含多个发光二极管，显示方法包含下列步骤：先以控制模块接受多个画框信号，并根据画框信号控制背光模块以第一周期发光，进而使显示面板显示画面，接着以控制模块根据各画框信号的颜色特征值，调整发光二极管的发光顺序及发光时间中的其中一个或两个。

其中，本方法还包含以控制模块进行下列步骤：先将显示面板划分为多个区域，各区域所显示的画面系对应各画框信号的一部分，再利用各画框信号对应各区域的部分，分别计算各区域的区域特征值，最后统计多个区域的多个区域颜色特征值，并据此决定各画框信号的颜色特征值。

其中，控制模块利用各画框信号对应各区域的部分，分别计算各区域的色饱和度值及色相值，并根据色饱和度值及色相值决定各区域的区域颜色特征值。

其中，本方法还包含下列步骤：先以控制模块接受多个画框信号，并将画框信号中的任意两个相邻的画框信号的差值与门坎值进行比对，当差值大于门坎值时，控制模块即控制背光模块以第二周期发光。

承上所述，根据本发明的显示器及其显示方法，其可具有一个或多个下述优点：

（1）根据本发明的显示器及其显示方法，可通过比较相邻画框信号的差值与门坎值，决定不同的背光模块发光模式，由此可有效解决影像断色和影像轮廓化权衡取舍的问题。

（2）根据本发明的显示器及其显示方法，可通过统计画框信号来调整发光二极管的发光顺序及发光时间，由此可有改善影像断色的问题。

附图说明

图1为本发明的显示器的方块图；

图2A为本发明的发光二极管以第一周期发光的示意图；

图2B为本发明的发光二极管以第三周期发光的示意图；

图2C为本发明的发光二极管以第二周期发光的示意图；

图3为本发明的控制模块将显示面板划分为多个区域的示意图；

图4为本发明颜色的彩度及浓度平面的示意图；

图5为本发明的调整发光二极管发光时间及发光顺序而产生不同的颜色序列的示意图；

图6为本发明的显示器的显示方法的流程图；以及

图7为本发明的颜色特征值决定方法的流程图。

主要符号说明：1：显示器；10：显示面板；100：动态画面；101：静态画面；11：背光模块；110：发光二极管；1100：红色发光二极管；1101：绿色发光二极管；1102：蓝色发光二极管；12：控制模块；20：第一周期；21：第二周期；22：第三周期；3：画框信号；30：颜色特征值；300、301、302：区域颜色特征值；4：门坎值；W：白色；Y：黄色；M：洋红色；R：红色；C：蓝绿色；G：绿色；B：蓝色；以及S1～S4、S30～S32：步骤。

具体实施方式

请参阅图1，其为本发明的显示器的方块图。图中，本发明的显示器1，其包含显示面板10、背光模块11及控制模块12。显示面板用以显示画面，背光模块则包含多个发光二极管110，发光二极管110具有红色发光二极管1100、绿色发光二极管1101及蓝色发光二极管1102，并以第一周期20发光使显示面板10显示画面。控制模块12电性连接显示面板10及背光模块11，并在接受多个画框信号3后将画框信号中的任意两个相邻的画框信号的差值与门坎值4进行比对，当差值大于门坎值4的时候，控制模块12即控制背光模块11以第二周期21发光，进而使显示面板10显示动态画面100，并根据画框信号3的颜色特征值30，调整发光二极管110的发光顺序及发光时间中的其中一个或两个。而当差值小于门坎值4的时候，控制模块12即控制背光模块11以第三周期22发光，进而使显示面板10显示静态画面101。

进一步地，控制模块12将显示面板10划分为多个区域，各区域所显示的画面对应各画框信号3的一部分，再利用各画框信号3对应各区域的部分，分别计算各区域的区域颜色特征值300、301、302后，统计多个区域的多个区域颜色特征值300、301、302，并据此决定各画框信号3的颜色特征值30。其中，控制模块12利用各画框信号3对应各区域的部分，分别计算各区域的色饱和度值及色相值，并根据色饱和度值及色相值决定各区域的区域颜色特征值300、301、302。

请参阅图2A，其为本发明的发光二极管以第一周期发光的示意图。如图所示，图2A的纵轴代表不同的发光二极管的种类，横轴则为各发光二极管的发光时间。因此在纵轴的最下层即为不同的发光二极管组合所成的颜色，在本实施例中，由左至右的颜色顺序因不同的发光二极管的组合，系为白、黄、洋红、红、蓝绿、绿以及蓝色（W、Y、M、R、C、G、B），且白色出现至蓝色结束的周期为第一周期20，在本实施例中，第一周期20可为1/60秒。

当控制模块12接受画框信号3之后，便将所收到画框信号3进行动作侦测分析（motion detection），即将画框信号3中的任意两个相邻的画框信号的差值与门坎值4进行比对，即判断各画框信号3的移动向量与门坎值4的关系。当差值小于门坎值4的时候，即表示影像为静态影像，静态影像较不易形成影像断色的问题，但是较容易察觉出影像轮廓化问题，所以必须增加颜色位（color bits）才能改善影像轮廓化的问题。因此控制模块12即在一张画框（frame）的显示时间下（1/60sec），控制背光模块11的发光二极管110以第三周期22发光，进而使显示面板10显示静态画面101，如图2B所示。本实施例中，第三周期22可为1/120秒（即从白色出现至蓝色结束的周期），这样的发光二极管110的显示周期可以提高颜色位（color bits），而且1/120秒的重复周期并不会令人眼有闪烁的感觉。

而当差值大于门坎值4的时候，即表示影像为动态影像（motionpicture），由于使用序列成像的显示器，颜色是依时序在眼睛成像，只要人眼和影像快速移动就会造成断色，因此动态影像较易形成影像断色的问题。此时，控制模块12即控制背光模块11以第二周期21发光，进而使显示面板10显示动态画面100，第二周期21可以是三周波1/180秒或四周波1/240秒，而在本实施例中，采用的是四周波1/240秒，如图2C所示，控制模块12在一张画框（frame）的显示时间下（1/60sec），控制背光模块11的发光二极管110发光造色分四次成像，相对于一次成像来说，缩短了造色的时间周期，减少断色的产生。

另外，控制模块12将显示面板10划分为多个区域，如图3所示，本实施例将显示面板10划分成为8x8，也就是是共64个区域，各区域所显示的画面系对应各画框信号3的一部分。此时，控制模块12利用各画框信号3对应各区域的部分，将其转换进入颜色的亮度、彩度及浓度空间（YUV colorspace）进行计算。如图4所示，其为颜色的彩度及浓度平面（UV color plane）的示意图。如图所示，R、G、B、Y、C、M在此color plane分部的角度（色相），而W信息可以经由色饱和度（saturation）的计算得知（色饱和度越小越接近白色）。每一个区域计算出来的YUV平均值为YaUaVa，每一个区域的色饱和度值和色相值换算表示为Sa、Ha，表示每一个区域颜色特征值，而色饱和度值Sa和色相值Ha换算系依据下例公式：

Sa=(Ua2+Va2)1/2；以及

Ha=tan-1(Va/Ua)。

经过上述换算后，可以得知每一个区域颜色的色相值Ha及色饱和度值Sa，控制模块12接着便整合所有区域颜色特征值，计算出单一画框信号3的颜色特征值30，控制模块12再根据此颜色特征值30从迭加表（overlaptable）选定出适当的RGB迭合比例，即不同的发光顺序及发光时间中的其中一个或两个。每一区域根据下表的准则判断出RGBYCMW属性：

颜色

W

R

Y

G

C

B

M

色饱和度

0～0.2

0.2～1

0.2～1

0.2～1

0.2～1

0.2～1

0.2～1

色相

NA

82～135

136～204

205～262

263～315

316～24

25～82

当区域的色饱和度值Sa若在0～0.2之间，控制模块12便归纳此区域的区域颜色特征值是白色，相对的当色相值Ha若在相对应的色相上，控制模块12便可以归纳出此区域的区域颜色特征值是RGBYCM其中的一个。控制模块12接者对64个区域加以统计，并以最大数量的颜色做为此画框信号3的颜色特征值30，如区域数量最多的的颜色是黄色，例如有32个区域，此画框信号3的颜色特征值30即为50%Y（32/64=50%）。

请参阅图5，其为本发明的调整发光二极管发光时间及发光顺序而产生不同的颜色序列的示意图。如图所示，在画框信号3的颜色特征值30被决定之后，控制模块12便根据画框信号3的颜色特征值30，重新安排发光二极管110显示的RGBYCMW序列。实务上的作法是将画框信号3的主要颜色显示平均分配到发光二极管110的显示序列，比如影像中以黄色成分居多，此时便调整发光二极管110的发光时间及发光顺序中的其中一个或两个，使所产生的颜色序列会以RGCMYBW序列显示，因RG（可混成黄色）和Y是被平均分开，它的造色能力是平均分配在时间轴上，所以相对的形成断色的机会较小。同样的，如果影像中以蓝绿色（Cyan）居多，此时便调整发光二极管110的发光时间及发光顺序中的其中一个或两个，使所产生的颜色序列便会以GBYRCMW显示，若影像以洋红（Magenta）居多，此时便调整发光二极管110的发光时间及发光顺序中的其中一个或两个，使所产生的颜色序列以RBGYMCW显示。而若影像以白居多，则调整发光二极管110的发光时间及发光顺序中的其中一个或两个，使所产生的颜色序列以RGBYCMW显示。另外，若影像以三原色（红、绿及蓝）其中之一为主时，则不变动其产生的颜色序列。根据调整发光二极管的发光时间及发光顺序中的其中一个或两个，使所产生的颜色序列配合画框信号3的颜色特征值显示，进而改善断色问题。

尽管前述在说明本发明的显示器的过程中，也已同时说明本发明显示器的显示方法的概念，但为求清楚起见，以下仍另绘示流程图详细说明。

请参阅图6，其为本发明的显示器的显示方法的流程图。显示器包含显示面板、背光模块以及控制模块，背光模块包含多个发光二极管，并以第一周期发光。如图所示，所述显示方法包含下列步骤：以控制模块接受多个画框信号（S1）；以控制模块将多个画框信号中的任意两个相邻的画框信号的差值与门坎值进行比对（S2）；当差值大于门坎值时，控制模块即控制背光模块以第二周期发光，进而使显示面板显示动态画面（S3）；以控制模块根据各画框信号的颜色特征值，调整多个发光二极管的发光顺序及发光时间（S4）。

其中在步骤（S2）中，当差值小于门坎值时，便进行步骤（S5）控制模块控制背光模块以第三周期发光，进而使显示面板显示静态画面。

另外，如图7所示，在步骤（S4）之前，还包含以控制模块进行下列步骤：将显示面板划分为多个区域，各区域所显示的画面对应各画框信号的一部分（S30）；利用各画框信号对应各区域的部分，分别计算各区域的区域特征值（S31）；统计多个区域的多个区域颜色特征值，并据此决定各画框信号的颜色特征值（S32）。

上述各步骤的组件功能及动作的详细说明同本发明的显示器的内容叙述，在此便不再详述。

综上所述，本发明的显示器及其显示方法通过比较相邻画框信号的差值与门坎值，决定不同的背光模块发光模式，并通过统计画框信号来调整发光二极管的发光顺序及发光时间，由此可有效解决影像断色和影像轮廓化权衡取舍的问题。

以上所述仅为举例性的，而不是限制性的。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明的权利要求书中。

Claims (2)

1.一种显示器的显示方法，所述显示器包含显示面板、背光模块以及控制模块，所述背光模块包含多个发光二极管，所述显示方法包含下列步骤：

以所述控制模块接受多个画框信号，并根据所述多个画框信号控制所述背光模块以第一周期发光，进而使所述显示面板显示画面；以及

以所述控制模块根据各所述画框信号的颜色特征值，调整所述多个发光二极管的发光顺序及发光时间中的其中一个或两个，

其中，还包含以所述控制模块进行下列步骤：

将所述显示面板划分为多个区域，各所述区域所显示的画面对应各所述画框信号的一部分；

根据各所述画框信号对应各所述区域的部分的色饱和度值与色相值，分别计算各所述区域的区域颜色特征值；以及

统计所述多个区域的多个所述区域颜色特征值，并据此决定各所述画框信号的所述颜色特征值。

2.一种显示器，其特征在于，包含：

显示面板，以用以显示画面；

背光模块，其包含多个发光二极管，并以第一周期发光使所述显示面板显示画面；以及

控制模块，其电性连接所述显示面板及所述背光模块，并在接受多个画框信号后根据该多个画框信号的颜色特征值，调整所述多个发光二极管的发光顺序及发光时间中的其中一个或两个，

其中，所述控制模块将所述显示面板划分为多个区域，各所述区域所显示的画面对应各所述画框信号的一部分，再根据各所述画框信号对应各所述区域的部分的色饱和度值与色相值，分别计算各所述区域的区域颜色特征值后，统计所述多个区域的多个所述区域颜色特征值，并据此决定各所述画框信号的所述颜色特征值。