CN104299580A - 曲面显示装置及其伽马校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种曲面显示装置及其伽马校正方法。曲面显示装置包含第一区、第二区、第三区以及驱动模块。第一区与第三区分别位于曲面显示装置的两侧,而第二区位于第一区与第三区之间。一控制信号指示曲面显示装置依据一灰阶值显示。驱动模块用以接收并依据控制信号,对该三区分别产生第一、第二以及第三电压指令,以驱动该三区。所公开的伽马校正方法在于当该灰阶值不大于门槛值时,第一与第三电压指令所指示的电压绝对值小于第二电压指令所指示的电压绝对值。
Description
技术领域
本发明关于曲面显示,特别是关于一种曲面显示装置及其伽马校正(gammacorrection)方法。
背景技术
随着液晶显示装置的普及,使用各式各样不同技术的产品也逐渐被提出,其中曲面显示装置在现今的市场上已经逐渐被大众所注意。若给予运作中的曲面显示装置整个面一致的控制信号,应在曲面各区上观察到同样的色相(hue),但实则不必然。以凸面显示器为例,由于液晶显示的特性,如果沿曲面中央一带的某条法线观察,曲面上离观察点较近、视角接近0°的部份由于所发光多半直射观察者,理论上其显示亮度应较曲面上离观察点较远、视角较大的部份为高。(对曲面上某点的视角定义为该点的法线与上述观察方向的夹角。)尽管如此,实务上却可发现控制信号在指示某些色彩时,曲面显示装置出现局部色偏,视角接近0°的部份看起来反而暗于视角较大的部份。如图8所例示,当依次给予控制信号,指示由255递减至0的白平衡(white balance)灰阶值时,视角由40°愈接近0°则显示亮度的衰退速率愈高,曲面各部份亮度在灰阶值约180以下是反转的。
发明内容
鉴于上述,本发明旨在公开一种分区驱动的曲面显示装置,以及用于此装置的伽马校正方法。
所公开的曲面显示装置包含第一区、第二区、第三区以及驱动模块。第一区位于曲面显示装置的一侧,第三区位于另一侧,而第二区位于第一区与第三区之间。一控制信号指示曲面显示装置依据一灰阶值显示。驱动模块用以接收并依据控制信号,对前述三区分别产生第一、第二以及第三电压指令,以驱动前述三区。当该灰阶值不大于门槛值时,第一与第三电压指令所指示的电压绝对值小于第二电压指令所指示的电压绝对值。
所公开的伽马校正方法用于包含第一区、第二区以及第三区的曲面显示装置。第一区位于曲面显示装置的一侧,第三区位于另一侧,而第二区位于第一区与第三区之间。一控制信号指示曲面显示装置依据一灰阶值显示。接收该控制信号后,伽马校正方法包含对前述三区分别产生第一、第二以及第三电压指令以驱动前述三区。当该灰阶值不大于门槛值时,第一与第三电压指令所指示的电压绝对值小于第二电压指令所指示的电压绝对值。
以上关于本发明内容及以下关于实施方式的说明用以示范与阐明本发明的精神与原理,并提供对本发明的权利要求保护范围更进一步的解释。
附图说明
图1描绘本发明一实施例中的曲面显示装置。
图2是图1中曲面显示装置的剖面图。
图3是本发明一实施例中伽马校正方法的流程图。
图4是本发明另一实施例中伽马校正方法的流程图。
图5描绘本发明又一实施例中的曲面显示装置。
图6是图5中曲面显示装置的剖面图。
图7描绘本发明再一实施例中的曲面显示装置。
图8描绘现有技术中曲面显示装置的不同视角下显示亮度与灰阶值的关系。
其中,附图标记:
1、2、7 曲面显示装置
104 弧边
104a 投影
11、21、71 第一区
117、137 直边
12、22、72 第二区
125 法线
13、23、73 第三区
24 第四区
25 第五区
d1-d3 距离
e 观察点
P 观察平面
x1、x2 轴向
具体实施方式
以下在实施方式中叙述本发明的详细特征,其内容足以使任何本领域的技术人员了解本发明的技术内容并据以实施,且依据本说明书所公开的内容、权利要求保护范围及附图,任何本领域的技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下实施例为进一步说明本发明之诸面向,但非以任何面向限制本发明的范畴。
请参见图1,其描绘本发明一实施例中的曲面显示装置。如图1所示,曲面显示装置1为凸面,包含第一区11、第二区12、第三区13以及驱动模块(未绘示)。具体而言,曲面显示装置1平行于轴向x1的两直边117与137彼此相对且分别毗连曲面显示装置1的相对两侧部;第一区11位于其中一侧,第三区13位于其中另一侧,而第二区12位于第一区11和第三区13之间。曲面显示装置1的一弧边104投影104a在轴向x2上,曲面显示装置1的正曲率沿轴向x2出现。图1中第二区12更毗连第一区11和第三区13,但在其他实施例中第二区12不一定与第一区11或第三区13直接相接。图1中轴向与三区11、12、13的分界线平行,但在其他实施例中各区11、12、13的界限可有多种样态,如呈贝兹曲线(Bézier curve)朝直边117与137弯曲,唯一般而言不平行于轴向x2。
请参见图2,其为曲面显示装置1沿前述轴向x2的剖面图,因此所示为第一区11、第二区12与第三区13于弧线(如弧边104)上的相对位置。一般而言第二区12是曲面显示装置1的观察者相对正视的部份,这也意味着通常第二区12位于曲面显示装置1的相对中央。具体而言,观察者或观察点e所在的平面P平行于第二区12的一个切平面,与该切平面垂直的法线125复与观察平面P垂直,法线125在切平面与观察平面P间的长度等同于观察点e与第二区12的距离d2。以曲面显示装置1为凸面而言,第一区11和第三区13位于法线125的两侧,也就是观察者需要以较大视角观察的部份,因此其上任一点与观察平面P的距离(如d1或d3)大于d2,或至少大于第二区12与观察平面P的最小距离。
在其他实施例中,前述相对两边117、137亦可以是弧线;前文对各区11、12、13的描述以及下文的伽马校正方法仍大体适用。
曲面显示装置1的作动请参见图3,其为本发明一实施例中伽马校正方法的流程图。于步骤S32中,前述驱动模块接收控制信号。控制信号可能来自曲面显示装置1的一个控制电路或所耦接的任意计算机,用以指示曲面显示装置1的至少一像素显示某色彩。换句话说,控制信号指示曲面显示装置1的像素依据一灰阶值进行显示,此灰阶值定义在色彩空间的某个维度上,如白平衡下的单纯灰阶、红绿蓝三原色其中之一以八位元编码的强度(共255阶)或YUV模型下的Y或Y'亮度轴。依据控制信号,驱动模块于步骤S34中对三区11、12、13以及曲面显示装置1上可能存在的其他区域分别产生电压指令,亦即第一、第二和第三电压指令。于步骤S38中,三区11、12、13分别为第一、第二和第三电压指令所驱动。一般而言,电压指令所指示的电压绝对值愈高,受驱动的区域愈亮;当曲面显示装置1以电流驱动时,电压指令也可间接指示电流的强弱。鉴于实务上观察到的曲面中央与旁侧部亮度反转的情形,本发明主动调整第一、第二和第三电压指令所指示的电压相对值,使现有技术中与第二区12以同样电压指令驱动反而显示亮度较高的第一区11和第三区13在本发明中相对为暗;也就是说,第一和第三电压指令所指示的电压绝对值小于第二电压指令所指示者,且在一实施例中需小得足以补偿第二区12所损失的显示亮度,如此一来可以使得三区11、12、13所显示的亮度相同。
根据本发明的另一实施例,当第一区11和第三区13大小不同时,第一和第三电压指令所指示的电压绝对值相异。
根据本发明的又一实施例,当第一区11和第三区13在曲面显示装置1上并非对称,例如第二区12不在曲面的正中央时,第一和第三电压指令所指示的电压绝对值相异。
前述主动调整举例而言至少在控制信号所指示的灰阶值不超过某门槛值时进行。实务上驱动模块可调低第一区11和第三区13的电压、调高第二区12的电压或并行两者。在灰阶值超过该门槛值时,一般而言曲面显示装置1的显示表现正常,不需进行伽马校正,亦即第一、第二和第三电压指令因应单一控制信号所指示的电压绝对值相同。然而在一实施例中为最佳化曲面显示装置1,可使第一和第三电压指令所指示的绝对值即使在灰阶值超过门槛值时也小于第二电压指令所指示者,以更符合观察者对第二区11在呈色上应较第一区11与第三区13显着而亮的预期。
当本发明的伽马校正方法应用于全部的灰阶值时,实务上可以查表转换的方式将电压绝对值分别对应于第一、第二和第三电压指令,而不需判断灰阶值是否大于门槛值。举例而言,驱动模块可耦接有一储存单元,该储存单元对三区11、12、13分别保有灰阶值与电压绝对值(或亮度)的关系,驱动模块产生电压指令时会咨询储存单元。或者驱动模块可以电路硬件或软/固件动态计算三区11、12、13分别的电压绝对值。举例来说,假设驱动模块以调整第一区11的电压为主,则依据控制信号产生第二电压指令后,第一电压指令所指示的电压绝对值即第二电压指令所指示者乘以介于0与1之间的某个校正系数,且此系数可随灰阶值变化而有不同定义,只要第一区11的显示亮度在灰阶值愈大时系严格递增且小于第二区12的显示亮度即可。
请配合图1与图3参见图4,其为本发明另一实施例中伽马校正方法的流程图。步骤S42与步骤S32类似,然在本实施例中,驱动模块于步骤S43判断灰阶值是否大于门槛值。只在灰阶值不超过门槛值时驱动模块方针对各区11、12、13分别产生相异的电压指令(步骤S44),使第一和第三电压指令所指示的电压绝对值小于第二电压指令所指示者。步骤S44举例而言可以查表转换或动态计算的方式进行。在本实施例中,当灰阶值大于门槛值时,驱动模块于步骤S45中对三区11、12、13施加指示相同绝对值的电压指令。在另一实施例中,驱动模块对灰阶值在门槛值以上和以下的两种情形采用不同的伽马曲线。承上段例,假设驱动模块以调整第一区11的电压为主,于步骤S43中,第一区11的显示亮度或电压绝对值随灰阶值的变化曲线可能在门槛值处不连续或不可微分。步骤S48与步骤S38类似,为求简洁在此不再赘述。
请配合图1参见图5,其描绘本发明又一实施例中的曲面显示装置。如图5所示,曲面显示装置2仍为凸面,包含第一区21、第二区22、第三区23、第四区24、第五区25以及驱动模块(未绘示)。第一区21于曲面显示装置2上的位置类似第一区11于曲面显示装置1上的位置,亦即第一区21位于曲面显示装置2的一侧;第三区23同理。如前所述,第二区12位于第一区11和第三区13之间但不一定毗连第一区11或第三区13。图5中第二区22与第一区21间尚有第四区24,与第三区23间尚有第五区25。诸区21至25于弧线(如曲面显示装置2的其中一弧边)上的相对位置请参见图6,其为曲面显示装置2类似图2的剖面图。一般而言,曲面显示装置的曲率愈大便需有愈多的分区,驱动模块分别驱动各区以抑制色偏和保持呈像均匀度;曲面显示装置2的曲率即大于曲面显示装置1者。在一实施例中,由位于相对中央的第二区往曲面的侧部,视角每增加固定度数(如10°)即可划分一区。
请再次参见图3。所示伽马校正方法应用于曲面显示装置2时,于步骤S34中,曲面显示装置2的驱动模块更依据控制信号,对第四区24和第五区25分别产生第四和第五电压指令。于步骤S38中,更有第四区24和第五区25分别以第四和第五电压指令所驱动。至少在控制信号所指示、曲面显示装置2据以显示的灰阶值不大于门槛值时,第四电压指令所指示的电压绝对值介于第一和第二电压指令所指示者之间,第五电压指令所指示的电压绝对值介于第二和第三电压指令所指示者之间,而第四区24和第五区25的电压绝对值或亮度不一定相同,正如第三区23和第一区21可不对称。具体而言,第二电压指令所指示的绝对值大于第四电压指令所指示者,而第四电压指令所指示者又大于第一电压指令所指示者;关于第五电压指令的不等式同理。
如前文所述,对于各区21至25曲面显示装置2的驱动模块可分别且选择性地进行伽马校正。所谓“选择性地”包含两个面向:其一,部分区域可不进行或施以不同的伽马校正,如驱动模块以第二区22为主时,只需减少第四区24和第五区25的电压绝对值,并更大程度地减少第一区21和第三区23的电压绝对值;其二,当灰阶值大于门槛值时(以类似图4的步骤S43判断)可不进行伽马校正,或灰阶值在门槛值以上以下系套用相异的伽马曲线。
请注意本发明的精神─主动进行伽马校正,使曲面各区的显示亮度符合预期─适用于任何曲面与任何预期。请参见图7,其描绘本发明再一实施例中的曲面显示装置。如图7所示,曲面显示装置7为凹面,包含第一区71、第二区72、第三区73以及驱动模块(未绘示)。对于一控制信号,无论门槛值或观察方向,若预期第一区71较第二区72暗而未校正时第一区71相对为亮或与第二区72同亮,则驱动模块可分别产生第一与第二电压指令,其中第一电压指令所指示的电压绝对值小于第二电压指令所指示者。对于另一控制信号,若预期第三区73远较第二区72亮但实不然,则驱动模块分别产生第二与第三电压指令时可在前者中指示相对低的电压绝对值。
综上所述,对某一控制信号所指示的任意灰阶值,分区进行伽马校正并驱动曲面显示装置可使其由曲面两侧至相对中央渐亮显示,从而符合观察者的预期。伽马校正可以查表转换或动态计算实作,各区有对应的一或多条伽马曲线,并在一些实施例中配合对灰阶值是否大于门槛值的判断。在一实施例中,曲面显示装置的分区数与曲率正相关。
虽然本发明以前述的实施例公开如上,但其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内,所为的更动与修改,均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的权利要求书保护范围。
Claims (12)
1.一种伽马校正方法,用于一曲面显示装置,该曲面显示装置包含一第一区、一第二区以及一第三区,该第一区位于该曲面显示装置的一侧,该第三区位于该曲面显示装置的另一侧,该第二区位于该第一区与该第三区之间,该伽马校正方法包含:
接收一控制信号,该控制信号指示该曲面显示装置依据一灰阶值显示;以及
依据该控制信号,对该第一区、该第二区以及该第三区分别产生一第一电压指令、一第二电压指令以及一第三电压指令,以驱动该第一区、该第二区以及该第三区;
其中当该灰阶值不大于一门槛值时,该第一电压指令与该第三电压指令所指示的电压绝对值小于该第二电压指令所指示的电压绝对值。
2.如权利要求1所述的伽马校正方法,其特征在于,与该第二区的一法线垂直的一观察平面与该第二区的最小距离小于该观察平面与该第一区或该第三区的距离。
3.如权利要求1所述的伽马校正方法,其特征在于,当该灰阶值大于该门槛值时,该第一电压指令与该第三电压指令所指示的电压绝对值不大于该第二电压指令所指示的电压绝对值。
4.如权利要求3所述的伽马校正方法,其特征在于,还包含:
判断该灰阶值是否大于该门槛值;
其中当该灰阶值大于该门槛值时,该第一电压指令与该第三电压指令所指示的电压绝对值等于该第二电压指令所指示的电压绝对值。
5.如权利要求1所述的伽马校正方法,其特征在于,该第一电压指令所指示的电压绝对值与该第三电压指令所指示的电压绝对值相异。
6.如权利要求1所述的伽马校正方法,其特征在于,该曲面显示装置更包含一第四区与一第五区,该第四区位于该第一区与该第二区之间,该第五区位于该第二区与该第三区之间,该伽马校正方法更包含:
依据该控制信号,对该第四区与该第五区分别产生一第四电压指令与一第五电压指令,以驱动该第四区与该第五区;
其中当该灰阶值不大于该门槛值时,该第四电压指令与该第五电压指令所指示的电压绝对值小于该第二电压指令所指示的电压绝对值且大于该第一电压指令与该第三电压指令所指示的电压绝对值。
7.一种曲面显示装置,其特征在于,包含:
一第一区,位于该曲面显示装置的一侧;
一第二区;
一第三区,位于该曲面显示装置的另一侧,该第二区位于该第一区与该第三区之间;以及
一驱动模块,用以接收并依据一控制信号,对该第一区、该第二区以及该第三区分别产生一第一电压指令、一第二电压指令以及一第三电压指令,以驱动该第一区、该第二区以及该第三区;
其中该控制信号指示该曲面显示装置依据一灰阶值显示,且当该灰阶值不大于一门槛值时,该第一电压指令与该第三电压指令所指示的电压绝对值小于该第二电压指令所指示的电压绝对值。
8.如权利要求7所述的曲面显示装置,其特征在于,与该第二区的一法线垂直的一观察平面与该第二区的最小距离小于该观察平面与该第一区或该第三区的距离。
9.如权利要求7所述的曲面显示装置,其特征在于,当该灰阶值大于该门槛值时,该第一电压指令与该第三电压指令所指示的电压绝对值不大于该第二电压指令所指示的电压绝对值。
10.如权利要求9所述的曲面显示装置,其特征在于,该驱动模块更用以判断该灰阶值是否大于该门槛值,且当该灰阶值大于该门槛值时,该第一电压指令与该第三电压指令所指示的电压绝对值等于该第二电压指令所指示的电压绝对值。
11.如权利要求7所述的曲面显示装置,其特征在于,该第一电压指令所指示的电压绝对值与该第三电压指令所指示的电压绝对值相异。
12.如权利要求7所述的曲面显示装置,其特征在于,该曲面显示装置更包含一第四区与一第五区,该第四区位于该第一区与该第二区之间,该第五区位于该第二区与该第三区之间,该驱动模块更用以依据该控制信号,对该第四区与该第五区分别产生一第四电压指令与一第五电压指令,以驱动该第四区与该第五区,且当该灰阶值不大于该门槛值时,该第四电压指令与该第五电压指令所指示的电压绝对值小于该第二电压指令所指示的电压绝对值且大于该第一电压指令与该第三电压指令所指示的电压绝对值。
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