CN103456260B - 图像显示器 - Google Patents

Abstract

一种图像显示器，含栅极驱动器、源极驱动器、显示面板及时序控制器。时序控制器检测数据图像帧数据是否具有特征图样，据以决定是否进行预充放电。其中，时序控制器根据数据图像帧数据的图像帧平均值以判定是否具有特征图样。

Description

图像显示器

技术领域

本发明涉及一种图像显示器，尤其涉及一种可动态调适充放电的源极驱动器。

背景技术

平面显示器（例如液晶显示器）普遍使用于电子装置以作为显示输出之用。由于显示器的解析度一直在增加当中，使得功率的消耗也跟着增加。对于移动电子装置而言，在电池容量无法跟着大幅增加的情形下，功率消耗的增加不但会降低移动电子装置电池的续航力，缩短移动电子装置的开机持续时间，且还会增加散热的问题。

图1显示传统液晶显示器于列反转（columninversion）模式操作下，源极驱动器对电容器进行充放电的电压波形。在此种操作模式下，源极驱动器的输出恰好为高电压V2与低电压V1互相交错，造成频繁的充放电，因而消耗大量且无谓的电源。如图1所示，第一列（line1）的电容从电压值V1充电至另一电压值V2，功率的消耗可以表示如下：

(2*VCI)(C*(VCI-V1)/T)+(2*VCI)(C*(V2-VCI)/T)

鉴于传统液晶显示器于一般操作模式下经常发生耗电过大的情形，因此，亟需提出一种新颖图像显示器的充放电机制，用以解决前述功率消耗过大的问题。

发明内容

鉴于上述，本发明实施例的目的之一在于提出一种图像显示器，其可动态调适源极驱动器的充放电，用以降低功率的消耗，因而达成省电的目的。

根据本发明实施例，图像显示器包含栅极驱动器、源极驱动器、显示面板及时序控制器。显示面板包含排列成矩阵形式的多个像素，且每一像素相应有一像素开关。其中同一行的这些像素开关通过一栅极扫描线连接在一起，并受控于栅极驱动器的扫描控制信号，用以开启或关闭该行的像素，且同一列的这些像素开关通过一源极数据线连接在一起，并受控于源极驱动器，用以自源极驱动器接收显示数据。时序控制器接收数据图像帧数据，并控制源极驱动器与栅极驱动器的时序。其中，时序控制器根据数据图像帧数据的图像帧平均值以判定是否具有特征图样，据以决定是否进行预充放电。在一实施例中，图像帧平均值由内容调适背光控制（CABC）单元所产生，用以代表全部或部分数据图像帧数据的灰阶平均值。当数据图像帧数据具有特征图样时，则图像帧平均值会接近灰阶中间值。

附图说明

图1显示传统液晶显示器于列反转模式操作下，源极驱动器对电容器进行充放电的电压波形。

图2A显示本发明实施例的图像显示器的方块图。

图2B显示图2A的图像显示器的部分细部方块图。

图3A至图3C例示特征图样。

图4例示本实施例的灰阶值范围及检测视窗。

图5例示本发明实施例的充放电的电压波形。

【主要元件符号说明】

100图像显示器

11显示面板

12源极驱动器

121切换开关

122一般充放电器

123预充放电器

13栅极驱动器

14时序控制器

141检测单元

142内容调适背光控制（CABC）单元

15背光模块

具体实施方式

图2A显示本发明实施例的图像显示器100的方块图，其可适用于液晶显示器，但不限定于此。此外，本实施例虽以列反转（columninversion）操作模式为例，然而本实施例同样可适用于其他操作模式，例如点反转（dotinversion）模式。

在本实施例中，图像显示器100主要包含显示面板11、源极驱动器12、栅极驱动器13、时序控制器14及背光模块15。其中，显示面板11（例如液晶面板）包含排列成矩阵形式的多个像素，且每个像素相应有一个像素开关，例如薄膜晶体管（thinfilmtransistor，TFT）。同一行的薄膜晶体管的栅极通过一栅极扫描线连接在一起，并受控于栅极驱动器13的扫描控制信号，用以开启或关闭该行的像素。同一列的薄膜晶体管的源极通过一源极数据线连接在一起，并受控于源极驱动器12，用以自源极驱动器12接收（模拟）显示数据。时序控制器14接收图像帧（frame）数据，并控制源极驱动器12与栅极驱动器13的时序。背光模块15设于显示面板11的背面或/和周围，用以提供光源给显示面板11（例如其液晶层）。

图2B显示图2A的图像显示器100的部分细部方块图。在本实施例中，时序控制器14包含一检测单元141，用以检测输入的数据图像帧数据是否具有特征图样（也可称为killpattern）。在本说明书中，所谓「特征图样」是指一种数据图像帧数据，其会造成类似图1所示功率消耗过大的情形。图3A至图3C例示三种较明显的特征图样，这些特征图样的一个共同特征为：上下相邻的像素当中，其中一个像素具黑色灰阶值，而另一像素具白色灰阶值。一般来说，在本实施例中，上下相邻的像素当中，其中一个像素的灰阶值大于预设的第一临界值，且另一像素的灰阶值小于预设的第二临界值（其中第一临界值大于第二临界值），则称该数据图像帧数据具有特征图样。在一实施例中，上述第一临界值接近或等于最大灰阶值，且第二临界值接近或等于最小灰阶值。

为了避免检测单元141因进行特征图样的检测而影响到图像显示器100的整体速度，因此在本实施例中，检测单元141根据内容调适背光控制（contentadaptivebacklightcontrol，CABC））单元142所产生的图像帧平均值（mean）来检测特征图样，该图像帧平均值代表整张（或部分）图像帧的灰阶平均值。当数据图像帧数据具有特征图样（如图3A至图3C所例示者）时，内容调适背光控制（CABC）单元142所产生的图像帧平均值会接近灰阶中间值；反之，当图像帧平均值远离灰阶中间值时，则表示数据图像帧数据不具有特征图样。图4例示八位系统的灰阶值范围0~255，其灰阶中间值为128。在一实施例中，当图像帧平均值介于98~158之间，即表示接近灰阶中间值128，因此表示数据图像帧数据具有特征图样；反之，当图像帧平均值落于98~158之外，即表示远离灰阶中间值128，因此表示数据图像帧数据不具有特征图样。在这个例子中，检测视窗中跨于灰阶中间值128，并涵盖其上下灰阶值各30的范围，因此检测视窗的灰阶总值为60。在其他实施例中，检测视窗不一定中跨于灰阶中间值，且检测视窗的灰阶总值可以动态改变。

本实施例的内容调适背光控制（CABC）单元142虽设于时序控制器14内，但不限定于此。上述内容调适背光控制（CABC）单元142所产生的图像帧平均值还用以（直接或间接）控制背光模块15。例如，当图像帧平均值较大时，背光模块15即会随着提高背光源的亮度；反之，当图像帧平均值较小时，背光模块15即会随着降低背光源的亮度。换句话说，内容调适背光控制（CABC）单元142会根据数据图像帧数据的灰阶值大小以调整背光模块15的背光源亮度大小。

回到图2B，检测单元141的检测信号传送至源极驱动器12的切换开关121，据以选择一般充放电器122或者预充放电器123其中之一，用以对源极驱动器12（例如其输出级电路的电容器）进行充放电，以输出显示数据至显示面板11。上述的一般充放电器122及预充放电器123可使用传统的充放电电路来实施，因此不予赘述。

图5例示本发明实施例的充放电的电压波形。其中，第一列（line1）的电容从第一电压值V1预先（亦即，比正常扫描顺序更早）充电至一中间电压值VCI，接着，（依正常的扫描顺序）由中间电压值VCI再充电至第二电压值V2。图5所示充放电的消耗功率可表示如下：

(1*VCI)(C*(VCI-V1)/T)+(2*VCI)(C*(V2-VCI)/T)

与图1所示传统充放电的消耗功率相比较，得知本实施例可以大幅降低功率的消耗，因而达成省电的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求书要求保护的范围；凡其它未脱离发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在所附的权利要求书要求保护的范围内。

Claims (15)

1.一种图像显示器，包含：

一栅极驱动器；

一源极驱动器；

一显示面板，包含排列成矩阵形式的多个像素，且每一该像素相应有一像素开关，其中同一行的这些像素开关通过一栅极扫描线连接在一起，并受控于该栅极驱动器的扫描控制信号，用以开启或关闭该行的像素，且同一列的这些像素开关通过一源极数据线连接在一起，并受控于该源极驱动器，用以自该源极驱动器接收显示数据；及

一时序控制器，接收数据图像帧数据，并控制该源极驱动器与该栅极驱动器的时序；

其中该时序控制器根据该数据图像帧数据的图像帧平均值以判定是否具有特征图样，据以决定是否进行预充放电。

2.如权利要求1所述的图像显示器，其中该显示面板包含一液晶面板。

3.如权利要求1所述的图像显示器，其中该显示面板操作于列反转（columninversion）模式。

4.如权利要求1所述的图像显示器，其中该像素开关包含一薄膜晶体管（TFT）。

5.如权利要求4所述的图像显示器，其中同一行的这些薄膜晶体管的栅极通过该栅极扫描线连接在一起，且同一列的这些薄膜晶体管的源极通过该源极数据线连接在一起。

6.如权利要求1所述的图像显示器，其中该特征图样包含至少一像素对，其由上下相邻像素所组成，其中一像素的灰阶值大于预设的第一临界值，且另一像素的灰阶值小于预设的第二临界值，且该第一临界值大于该第二临界值。

7.如权利要求6所述的图像显示器，其中该第一临界值接近或等于最大灰阶值，且该第二临界值接近或等于最小灰阶值。

8.如权利要求7所述的图像显示器，其中该特征图样的像素对，其中一个像素具黑色灰阶值，且另一像素具白色灰阶值。

9.如权利要求6所述的图像显示器，还包含一内容调适背光控制（CABC）单元，其接收该数据图像帧数据以产生一图像帧平均值，其代表全部或部分该数据图像帧数据的灰阶平均值。

10.如权利要求9所述的图像显示器，其中该时序控制器包含一检测单元，其根据该图像帧平均值以判定该数据图像帧数据是否具有特征图样。

11.如权利要求10所述的图像显示器，当该数据图像帧数据具有特征图样时，则该图像帧平均值会接近一灰阶中间值，该灰阶中间值为该数据图像帧数据的整个灰阶值范围的中间值。

12.如权利要求11所述的图像显示器，其中该检测单元使用一检测视窗以决定该图像帧平均值是否落入该检测视窗，以判定该数据图像帧数据具有特征图样。

13.如权利要求12所述的图像显示器，其中该检测视窗中跨于该灰阶中间值。

14.如权利要求10所述的图像显示器，其中该源极驱动器包含：

一切换开关，其接收该检测单元于检测特征图样后所产生的检测信号；及

一般充放电器及预充放电器，其中该检测信号选择该一般充放电器及该预充放电器两者之一，用以对该源极驱动器进行充放电，以输出该显示数据至该显示面板。

15.如权利要求14所述的图像显示器，其中该一般充放电器或该预充放电器对该源极驱动器的输出级电路的电容器进行充放电。