CN110428787B - 过驱动查找表的建立系统和建立方法 - Google Patents

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Abstract

本揭示提供一种过驱动查找表的建立系统和建立方法。过驱动查找表的建立方法,包含:提供显示面板和光学仪器,其中所述光学仪器包含多个探测头;将所述显示面板划分为多个区域;光学仪器的所述多个探测头分别对准所述显示面板的所述多个区域;所述显示面板依序显示前一帧图像和目标帧图像;以及获取所述前一帧图像与所述目标帧图像在所述显示面板的所述多个区域的数据,以建立包含多个颜色像素的过驱动查找表。

Description

过驱动查找表的建立系统和建立方法
技术领域
本揭示涉及显示技术领域,特别是涉及一种过驱动查找表的建立系统和建立方法。
背景技术
液晶显示器是一种平面超薄的显示设备,由一定数量的彩色或黑白像素组成。液晶显示器的功耗低并且具有高画质、体积小、重量轻等特点,因此倍受消费者青睐,成为显示设备的主流。液晶面板是液晶显示器的主要组件,其放置于光源或者反射面前方。目前液晶显示器是以薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)液晶显示器为主,其中显示器的液晶面板包括相对的设置的彩膜基板和TFT阵列基板以及设置在两个基板之间的液晶层。随着平面显示技术的发展,消费者对图像的品质要求越来越高,其中包括亮度、色彩度、分辨率、视角、刷新速度等。
过驱动(over driver,OD)技术是一种用来提升液晶显示器反应时间的技术。根据每一像素当前帧图像的灰阶值和前一帧图像的灰阶值产生一过驱动电压值,再利用此过驱动电压值驱动对应的液晶分子,借此加快液晶分子的转动速度,以缩短液晶显示器的反应时间。因此选择合适的过驱动电压值是加快液晶分子响应速度以使图像正常的关键。
现有技术中根据过驱动查找表来获得过驱动电压值。这种现行的时序控制器(timing controller,TCON)的过驱动电压值的算法是在特定的刷新频率下通过光学仪器进行量测。过驱动电压值与前一帧图像所呈现的灰阶值以及当前帧图像所要呈现的灰阶值相关。光学仪器确定初始灰阶值和目标灰阶值,然后设置过驱动电压值,确认测量出的响应曲线是否是最佳的曲线,如果不是就再次进行上述的调节操作,直至找到最佳的过驱动电压值为止,之后将获得的数值填入OD表格,最后必须进行人工校正。因此,传统的OD查找表的建立需耗费的时间长、效率低、且误差大。
有鉴于此,有必要提出一种过驱动查找表的建立系统和建立方法,以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
为解决上述现有技术的问题,本揭示的目的在于提供一种过驱动查找表的建立系统和建立方法,通过在一次量测流程中建立精准的过驱动查找表,以减少过驱动查找表的建立时间和节省后续的校正时间。
为达成上述目的,本揭示提供一种过驱动查找表的建立方法,包含:提供显示面板和光学仪器,其中所述光学仪器包含多个探测头;将所述显示面板划分为多个区域;光学仪器的所述多个探测头分别对准所述显示面板的所述多个区域;所述显示面板依序显示前一帧图像和目标帧图像;以及获取所述前一帧图像与所述目标帧图像在所述显示面板的所述多个区域的数据,以建立包含多个颜色像素的过驱动查找表。
本揭示其中之一优选实施例中,在将所述显示面板划分为多个区域之后,所述建立方法还包含:所述显示面板的所述多个区域分别显示不同的纯色画面,其中所述纯色画面包含红色画面、绿色画面、和蓝色画面。
本揭示其中之一优选实施例中,在将所述光学仪器的所述多个探测头分别对准所述显示面板的所述多个区域之后,所述建立方法还包含:将所述显示面板预热。
本揭示其中之一优选实施例中,将所述显示面板预热的步骤包含:控制所述显示面板在特定的刷新频率下重载画面,且所述显示面板仅重载所述多个探测头对准的测试点的画面。
本揭示其中之一优选实施例中,在将所述显示面板预热之后,所述建立方法还包含:确定显示面板的预热时间是否大于预设值,如是,则所述显示面板依序显示前一帧图像和目标帧图像,如否,则回到将所述显示面板预热的步骤。
本揭示其中之一优选实施例中,所述预设值大于等于1小时。
本揭示还提供一种过驱动查找表的建立系统,包含:显示面板,用于依序显示前一帧图像和目标帧图像,其中所述显示面板划分为多个区域;光学仪器,包含多个探测头,且所述多个探测头分别对准所述显示面板的所述多个区域以获取所述显示面板显示的颜色的相关参数;以及主机,与所述光学仪器通信连接,其中所述主机通过所述光学仪器获取所述前一帧图像和所述目标帧图像在所述显示面板的所述多个区域的数据,以建立包含多个颜色像素的过驱动查找表。
本揭示其中之一优选实施例中,所述建立系统还包含视频产生器,所述视频产生器与所述主机和所述显示面板电性连接,用于存储所述前一帧图像和所述目标帧图像的显示数据。
本揭示其中之一优选实施例中,所述显示面板划分为四个区域,以及所述光学仪器包含四个探测头,其中所述光学仪器的第一探测头对准第一区域、第二探测头对准第二区域、第三探测头对准第三区域、以及第四探测头对准第四区域。
本揭示其中之一优选实施例中,所述第一区域显示灰阶画面,所述第二区域显示红色画面,所述第三区域显示绿色画面,以及所述第四区域显示蓝色画面。
相较于先前技术,本揭示将显示面板划分为多个区域,并且在不同区域显示不同的纯色画面。通过量测不同的纯色画面来建立红色像素、绿色像素、及蓝色像素的过驱动查找表。因此,在驱动显示面板时,时序控制器是以前一帧图像的三个颜色像素的灰度值查找对应颜色像素的过驱动查找表,以确保施加在目标帧图像的过驱动电压会使不同颜色像素单元呈现相同的相对亮度。
附图说明
图1显示本揭示优选实施例的过驱动查找表的建立系统的示意图;以及
图2显示本揭示优选实施例的过驱动查找表的建立方法的流程图。
具体实施方式
为了让本揭示的上述及其他目的、特征、优点能更明显易懂,下文将特举本揭示优选实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。
请参照图1,其显示本揭示优选实施例的过驱动查找表的建立系统1的示意图。建立系统1是用于建立液晶显示器的过驱动查找表。具体来说,以薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor liquid crystal display,TFT-LCD)为例,液晶分子在每一种稳定的状态中都对应着一定的电压值,且不同灰阶值对应不同的驱动电压值。然而,液晶分子在灰阶转换的时候反应速度较慢。由于驱动液晶分子的电压值越大,液晶分子的反应越快,因此通过采用过驱动技术来加快灰阶转换时液晶分子的反应速度。过驱动是指暂时地施加过驱动信号,从而使像素更快地达到其指定的后续亮度水平,理想地是在单个帧图像的变换内达到。也就是说,过驱动技术是在影像数据发生变化时,在数据发生变化的第一帧图像提供一个较原始数据更高或更低灰阶的实际数据,藉此加大驱动液晶分子的驱动电压值,并且在第二帧图像之后恢复为原始数据。因为只有第一帧图像的灰阶值被时序控制器改变,故不会影响到原本正常影像的显示。
如图1所示,建立系统1包含显示面板10、源极驱动器20、栅极驱动器30、控制器40、视频产生器50、主机60、和光学仪器70。优选地,显示面板10、源极驱动器20、栅极驱动器30、控制器40、和视频产生器50设置在待量测的液晶显示器上。主机60为计算机硬件系统中用于放置主板及其他主要部件的容器(Mainframe)。主机60通常包括中央处理器、内存、硬盘、光驱、电源以及其他输入和输出控制器和接口。可选地,主机60是的液晶显示器的其中一部份,或者是独立存在的装置,不局限于此。主机60与光学仪器70通过有线或无线的方式通信连接。光学仪器70包含至少四个探测头701-704以及各自的连接线71。光学仪器70用于接收主机60发送的视频信号,以及获取显示面板10显示的颜色的相关参数,并将获取的结果返回给主机60。可选地,光学仪器70可为市售型号为CA-310的色彩分析仪。
如图1所示,显示面板10包含以阵列形式排列的多个像素单元,每一像素单元用于发出一种颜色的光线,例如红色、绿色、蓝色。源极驱动器20和栅极驱动器30与显示面板10电性连接,用于驱动像素单元。控制器40与源极驱动器20和栅极驱动器30电性连接,用于控制源极驱动器20和栅极驱动器30的操作。具体来说,控制器40为整个液晶显示器的驱动系统的核心部件。控制器40的主要功能为显示数据的时序控制和过驱动技术的控制等。视频产生器50作为显示数据的缓存,它可以将输入的显示数据延迟一帧图像(即前一帧图像)。前一帧图像的显示数据作为起始灰阶数据输入控制器40,而当前帧图像的显示数据作为目标灰阶数据输入控制器40。控制器40根据输入的起始灰阶值和目标灰阶值采用过驱动技术给出实际输出灰阶值。控制器40输出的显示数据传送到源极驱动器20和栅极驱动器30,进而实现显示面板10的正常显示。控制器40包含时序控制器41,且过驱动技术的具体实施方式为:每一帧图像的影像数据储存在视频产生器50里。在影像数据发生变化时,时序控制器41比对当前帧图像与后一帧图像的原始数据或比对当前帧图像与前一帧图像的原始数据,并且使用过驱动查找表查找过驱动电压值,进而改变当前帧图像的实际数据输出。视频产生器50中存储的均为原始数据,以及过驱动查找表中的数据是预先设置好的,存储在时序控制器41内部,并且在时序控制器41需要时供其访问。过驱动查找表中的数据的确定步骤将于下详述。
请参照图2,显示本揭示优选实施例的过驱动查找表的建立方法的流程图。本揭示的过驱动查找表的建立方法是由建立系统1来实施,用于确定液晶显示器的过驱动电压,进而建立过驱动查找表。本揭示的过驱动查找表的建立方法包含以下步骤。首先,在步骤S101中,如图1所示,控制器40将显示面板10的像素矩阵划分为第一区域11、第二区域12、第三区域13、和第四区域14,其中每个区域显示不同的纯色图像。纯色图像例如是红色图像、绿色图像、蓝色图像、灰阶图像等。在本实施例中,第一区域11显示灰阶图像、第二区域12显示红色图像、第三区域13显示绿色图像、以及第四区域14显示蓝色图像。优选地,上述纯色图像的各像素单元的量化等级(也即灰阶)为256级。即,像素单元是以0至255之间多个不同灰阶的亮度作为基准亮度。红色图像意旨第二区域12只开启红色像素单元,其余像素单元皆关闭。同理,绿色图像意旨第三区域13只开启绿色像素单元,以及蓝色图像意旨第四区域14只开启蓝色像素单元。灰阶图像意旨第一区域11的所有像素单元具有相同的灰阶值。
接着,在步骤S102中,如图1所示,光学仪器70的第一探测头701对准第一区域11、第二探测头702对准第二区域12、第三探测头703对准第三区域13、以及第四探测头704对准第四区域14。优选地,第一探测头701、第二探测头702、第三探测头703、和第四探测头704的对准位置邻近显示面板10的中心点101。
接着,在步骤S103中,将显示面板10预热。举例来说,将视频产生器50载入一帧或多帧图像的影像数据,并且控制器40根据影像数据驱动显示面板10显示图像,进而达到预热显示面板10的效果。显示面板10的响应时间与温度相关。当温度变化时,显示面板10的响应时间将会变化。因此,通过将显示面板10预热,确保显示面板10的温度稳定在预定的温度范围内,进而降低建立的过驱动查找表的误差。应当注意的是,在将显示面板10预热时,显示面板10是在特定的刷新频率下重载画面。优选地,在预热时,显示面板10仅重载探测头701-704对准的测试点的画面,如此可降低重载画面所需要的电流,进而降低电量消耗。
接着,在步骤S104中,确定显示面板的预热时间是否大于预设值。如果是,则进行步骤S105,如果否,则回到步骤S103继续将显示面板10预热。优选地,显示面板10的预热时间的预设值可设定在一个合理的显示器的使用时间,例如等于或大于1小时。可选地,主机60通过视频产生器50载入的帧图像数量来确定显示面板的预热时间是否大于预设值。
最后,在步骤S105中,主机60获取目标帧图像与前一帧图像在显示面板的四个区域的数据,以建立包含三个颜色像素的过驱动查找表。对一个8位的显示面板10来说,各像素可呈现256个不同的灰阶值。传统的过驱动查找表是在灰阶图像(所有像素单元具有相同的灰阶值)下建立。并且,传统的过驱动技术是依据单一颜色灰阶值来查找过驱动查找表。举例来说,在根据绿色灰阶值来查找过驱动查找表时,控制器将前一帧图像的灰度值(R,G,B)例如转换为(G,G,G)。如此一来,时序控制器是以绿色灰阶值来进行全部像素单元的过驱动操作。在对所有像素单元施加相同的过驱动电压的情况下,不同颜色像素单元相对应的时间-亮度响应曲线不相同,使得相对应的液晶分子的反应时间不一致。如此一来,在一帧时间内,红色、蓝色与绿色三个像素呈现不同的相对亮度,导致人眼观察到色斑现象,因而造成图像画面质量的劣化。也就是说,传统的时序控制器实质上是依据不正确的过驱动灰度值驱动显示面板上相对应的像素,使得显示面板呈现失真的图像画面。在本揭示中,建立系统1通过量测纯色图像确定红色像素、绿色像素、及蓝色像素的过驱动查找表,并且在驱动显示面板时,时序控制器41是以前一帧图像的三个颜色像素的灰度值(R,G,B)查找对应颜色像素的过驱动查找表,以确保施加在目标帧图像的过驱动电压会使不同颜色像素单元呈现相同的相对亮度。
在本揭示中,过驱动灰阶值可通过任何已知或合理的方法来确定。举例来说,在本实施例中,过驱动灰阶值的确定是通过以下步骤。根据待建立的过驱动查找表中一组起始灰阶与终止灰阶,主机60控制视频产生器50发送相应的目标帧图像与前一帧图像。主机60获取目标帧图像的灰阶值、前一帧图像的过驱动的建立时间、和目标帧图像与前一帧图像的显示时间。目标帧图像的灰阶值、前一帧图像的过驱动的建立时间、和目标帧图像与前一帧图像的显示时间都是已知的。具体来说,目标帧图像的灰阶值可从显示图像的显示输出值中获取,以及过驱动的建立时间是预先设置的,而目标帧图像与前一帧图像的显示时间则由显示模式确定。主机60利用上述数据确定目标帧图像的过驱动灰阶值。具体来说,目标帧图像的亮度积分约等于前一帧图像的亮度积分。又,前一帧图像的亮度积分可以由公式获得:(2×前一帧图像的显示时间-过驱动的建立时间)×目标帧图像的过驱动灰阶值÷2。目标帧图像的亮度积分的公式为:目标帧图像的显示时间×目标帧图像的灰阶值。通过上述公式确定目标帧图像的过驱动灰阶值,并且根据过驱动灰阶值确定对应的过驱动电压。由于液晶分子每ー种稳定的状态都对应着一定的电压,不同灰阶值对应不同的驱动电压。因此,过驱动查找表中的过驱动电压值可通过与过驱动电压对应的过驱动灰阶值表示。重复上述步骤直到完成红色像素、绿色像素、及蓝色像素的过驱动查找表的建立。也就是说,每次重复选择的表格组均不相同,即每次建立的过驱动查找表中表格的起始灰阶与终止灰阶至少有一个不同。在本揭示中,光学仪器70通过第一探测头701、第二探测头702、第三探测头703、和第四探测头704可同时获取目标帧图像与前一帧图像在显示面板的四个区域的亮度值,进而主机60可同时建立三个颜色通道的过驱动查找表。
综上所述,本揭示将显示面板划分为多个区域,并且在不同区域显示不同的纯色画面。通过量测不同的纯色画面来建立红色像素、绿色像素、及蓝色像素的过驱动查找表。因此,在驱动显示面板时,时序控制器是以前一帧图像的三个颜色像素的灰度值查找对应颜色像素的过驱动查找表,以确保施加在目标帧图像的过驱动电压会使不同颜色像素单元呈现相同的相对亮度。
以上仅是本揭示的优选实施方式,应当指出,对于所属领域技术人员,在不脱离本揭示原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本揭示的保护范围。

Claims (7)

1.一种过驱动查找表的建立方法,其特征在于,包含:
提供显示面板和光学仪器,其中所述光学仪器包含多个探测头;
将所述显示面板划分为多个区域;
所述显示面板的所述多个区域分别显示不同的纯色画面,其中所述纯色画面包含红色画面、绿色画面、和蓝色画面;
光学仪器的所述多个探测头分别对准所述显示面板的所述多个区域;
所述显示面板依序显示前一帧图像和目标帧图像;以及
获取所述前一帧图像与所述目标帧图像在所述显示面板的所述多个区域的数据,以建立包含多个颜色像素的过驱动查找表,其中所述数据包含所述目标帧图像的灰阶值、所述前一帧图像的过驱动的建立时间、和所述目标帧图像与所述前一帧图像的显示时间。
2.如权利要求1所述的过驱动查找表的建立方法,其特征在于,在将所述光学仪器的所述多个探测头分别对准所述显示面板的所述多个区域之后,所述建立方法还包含:将所述显示面板预热。
3.如权利要求2所述的过驱动查找表的建立方法,其特征在于,将所述显示面板预热的步骤包含:控制所述显示面板在特定的刷新频率下重载画面,且所述显示面板仅重载所述多个探测头对准的测试点的画面。
4.如权利要求2所述的过驱动查找表的建立方法,其特征在于,在将所述显示面板预热之后,所述建立方法还包含:确定显示面板的预热时间是否大于预设值,如是,则所述显示面板依序显示前一帧图像和目标帧图像,如否,则回到将所述显示面板预热的步骤。
5.如权利要求4所述的过驱动查找表的建立方法,其特征在于,所述预设值大于等于1小时。
6.一种过驱动查找表的建立系统,其特征在于,包含:
显示面板,用于依序显示前一帧图像和目标帧图像,其中所述显示面板划分为多个区域;
光学仪器,包含多个探测头,且所述多个探测头分别对准所述显示面板的所述多个区域以获取所述显示面板显示的颜色的相关参数,其中所述光学仪器的第一探测头对准第一区域、第二探测头对准第二区域、第三探测头对准第三区域、以及第四探测头对准第四区域,所述第一区域显示灰阶画面,所述第二区域显示红色画面,所述第三区域显示绿色画面,以及所述第四区域显示蓝色画面;以及
主机,与所述光学仪器通信连接,其中所述主机通过所述光学仪器获取所述前一帧图像和所述目标帧图像在所述显示面板的所述多个区域的数据,以建立包含多个颜色像素的过驱动查找表,其中所述数据包含所述目标帧图像的灰阶值、所述前一帧图像的过驱动的建立时间、和所述目标帧图像与所述前一帧图像的显示时间。
7.如权利要求6所述的过驱动查找表的建立系统,其特征在于,所述建立系统还包含视频产生器,所述视频产生器与所述主机和所述显示面板电性连接,用于存储所述前一帧图像和所述目标帧图像的显示数据。
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