CN112562597A - 具有动态背光调整机制的显示器控制装置及方法 - Google Patents

具有动态背光调整机制的显示器控制装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种具有动态背光调整机制的显示器控制方法以及显示器控制装置,所述显示器控制方法包含:产生背光周期为垂直同步信号的垂直同步周期的1/N倍的背光控制信号;计算垂直同步周期由第一周期长度改变为第二周期长度运行后的第一个垂直同步周期结束时间;选择垂直同步周期结束时间后的第一个背光周期结束时间作为过渡周期起始时间;计算过渡周期起始时间与垂直同步周期结束时间的时间差;计算第二周期长度与时间差之间的过渡周期长度并分割为第三周期长度;以及在过渡周期产生具有第三周期长度的背光控制信号。

Description

具有动态背光调整机制的显示器控制装置及方法
技术领域
本发明涉及一种显示技术,且特别涉及一种具有动态背光调整机制的显示器控制装置及方法。
背景技术
在影像显示装置如液晶显示器中,除了显示数据外,需要依赖同步信号才能在正确的时序让液晶面板中排列成阵列的液晶分子显示对应的影像。其中,影像更新率(refresh rate)是由垂直同步信号(Vsync)决定,以达到显示屏幕的图像切换频率。同时,背光电路也必须对应垂直同步信号决定开关的频率,以在对应的画面打开背光,让使用者获得较佳的观看体验。
然而,在进阶的应用中,显示器可能会使垂直同步信号在不同时间点改变不同的垂直同步频率。在这样的状况下,如果背光电路无法弹性地对应调整背光控制信号的频率,将会造成使用者观察到画面上产生的水波纹。
因此,如何设计一个新的具有动态背光调整机制的显示器控制装置及方法,以解决上述的缺失,乃为此一业界亟待解决的问题。
发明内容
发明内容旨在提供本公开内容的简化摘要,以使阅读者对本公开内容具备基本的理解。此发明内容并非本公开内容的完整概述,且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。
本发明内容的一目的是在于提供一种具有动态背光调整机制的显示器控制装置及方法,借此改善现有技术的问题。
为达上述目的,本发明内容的一技术实施方式涉及一种具有动态背光调整机制的显示器控制装置,包含:垂直同步信号(Vsync)相位检测电路、背光控制信号产生电路以及运算电路。垂直同步信号相位检测电路配置以接收并检测垂直同步信号的垂直同步周期。背光控制信号产生电路配置以产生背光控制信号至显示器,其中背光控制信号的背光周期为垂直同步周期的1/N倍。运算电路配置以:在垂直同步周期由第一周期长度改变为第二周期长度时,计算垂直同步信号开始以第二周期长度运行后的第一个垂直同步周期结束时间;选择背光控制信号在垂直同步周期结束时间后的第一个背光周期结束时间作为过渡周期起始时间;计算过渡周期起始时间与垂直同步周期结束时间之间的时间差;计算第二周期长度与时间差之间的过渡周期长度,其中过渡周期长度对应于过渡周期;将过渡周期长度平均分割为至少一个区间长度,各作为第三周期长度,其中各区间长度最接近第二周期长度的1/N;以及产生调整信号,以控制背光控制信号产生电路在过渡周期中,产生具有第三周期长度的背光控制信号。
本发明内容的另一技术实施方式涉及一种具有动态背光调整机制的显示器控制方法,包含:使垂直同步信号相位检测电路接收并检测垂直同步信号的垂直同步周期;使背光控制信号产生电路产生背光控制信号至显示器,其中背光控制信号的背光周期为垂直同步周期的1/N倍;使运算电路在垂直同步周期由第一周期长度改变为第二周期长度时,计算垂直同步信号开始以第二周期长度运行后的第一个垂直同步周期结束时间;使运算电路选择背光控制信号在垂直同步周期结束时间后的第一个背光周期结束时间作为过渡周期起始时间;使运算电路计算过渡周期起始时间与垂直同步周期结束时间之间的时间差;使运算电路计算第二周期长度与时间差之间的过渡周期长度,其中过渡周期长度对应于过渡周期;使运算电路将过渡周期长度平均分割为至少一个区间长度,各作为第三周期长度,其中各区间长度最接近第二周期长度的1/N;以及使运算电路产生调整信号,以控制背光控制信号产生电路在过渡周期中,产生具有第三周期长度的背光控制信号。
本发明具有动态背光调整机制的显示器控制装置及方法,可依据垂直同步信号的垂直同步周期的改变,动态地调整背光控制信号的背光周期,以与垂直同步信号同步,避免画面产生水波纹现象。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,附图的说明如下:
图1为本发明一实施例中,一种显示器以及具有动态背光调整机制的显示器控制装置的方框图;
图2为本发明一实施例中,显示器控制装置方框图;
图3为本发明一实施例中,显示器控制装置在运行中所产生的信号的波形图;以及
图4为本发明一实施例中,一种具有动态背光调整机制的显示器控制方法的流程图。
符号说明
100:显示器 110:显示面板
120:驱动电路 130:背光电路
150:显示器控制装置 200:垂直同步信号产生电路
210:垂直同步信号相位检测电 220:背光控制信号产生电路路240:像素数据产生电路
230:运算电路 401-408:步骤
400:显示器控制方法 BC:背光控制信号
AS:调整信号 dX、dY:时间差
DD:显示数据 T1-T11:时间点
PD:像素数据 VP:垂直同步周期
T51、T91:时间点 X、Y:周期长度
Vsync:垂直同步信号
具体实施方式
请参照图1。图1为本发明一实施例中,一种显示器100以及具有动态背光调整机制的显示器控制装置150的方框图。
显示器100包含:显示面板110、驱动电路120以及背光电路130。在本实施例中,显示器100是一液晶显示器,显示面板110是一液晶面板,然本发明不限于此。
驱动电路120配置以根据像素数据PD以及同步信号(例如但不限于垂直同步信号Vsync)驱动显示面板110。其中,垂直同步信号Vsync为画面同步信号。于一实施例中,驱动电路120亦可产生为扫描线同步信号的水平同步信号(未示出),以使显示面板110根据垂直与水平的同步信号,在正确的时序中接收像素数据PD进行显示。
背光电路130配置以接收背光控制信号BC而开关,以在开启的时间区间中产生光源照亮显示面板110,让使用者得以依据显示面板110所接收的像素数据PD以及背光电路130的照明观看画面。
于一实施例中,背光控制信号BC的背光周期,是与垂直同步信号Vsync的垂直同步周期成整数比例的关系,以对应各显示画面照射显示面板110。于一实施例中,背光周期是垂直同步周期的1/N倍。需注意的是,在每个背光周期中,背光控制信号BC将具有高态与低态,其长度是由工作周期(duty cycle)决定,以使背光电路130依据高态打开提供光源,并依据低态关闭。
显示器控制装置150配置以接收并根据显示数据DD产生像素数据PD、至少包含垂直同步信号Vsync的同步信号以及背光控制信号BC。
于一实施例中,为更弹性地使显示器100进行显示,垂直同步信号Vsync可动态地改变其垂直同步周期,以使显示器100以不同的画面率(frame rate,帧速)来进行显示,例如:支持可变刷新率(variable refresh rate,VRR)功能。在这样的情形下,显示器控制装置150可依据垂直同步信号Vsync的改变,动态地调整背光控制信号BC的背光周期,以与垂直同步信号Vsync同步,避免画面产生水波纹现象。
以下将针对显示器控制装置150的架构以及动态背光调整机制进行更详细的说明。
请同时参照图2及图3。图2为本发明一实施例中,显示器控制装置150的方框图。图3为本发明一实施例中,显示器控制装置150在运行中所产生的信号的波形图。
显示器控制装置150包含:垂直同步信号产生电路200、垂直同步信号相位检测电路210、背光控制信号产生电路220以及运算电路230。
垂直同步信号产生电路200配置以接收显示数据DD,并据以产生垂直同步信号Vsync至显示器100的驱动电路120。
垂直同步信号相位检测电路210配置以接收并检测垂直同步信号Vsync的垂直同步周期VP。其中,垂直同步周期VP具有可变动的周期长度。
如图3所示,于一个范例中,在时间点T1到T4,垂直同步信号Vsync是以周期长度X运行,并在时间点T4到T8改以周期长度Y运行,最后再于时间点T8到T11中恢复至以周期长度X运行。其中,在本范例中,周期长度Y小于周期长度X。
背光控制信号产生电路220配置以产生背光控制信号BC至显示器100的背光电路130。背光控制信号BC的背光周期为垂直同步周期的1/N倍。于一实施例中,N为大于或等于2的正整数。
如图3所示,在本实施例中,是以N为2为范例。亦即,背光控制信号BC是以具有垂直同步周期的1/2倍的背光周期运行。更详细地说,在每一个垂直同步周期中,将存在两个背光周期。以时间点T1到T4中垂直同步信号Vsync的周期长度X为例,此时间区间中的每个背光周期的长度将为X/2。
运算电路230配置以在垂直同步周期由周期长度改变时进行运算,并根据运算结果动态调整背光控制信号BC的背光周期,以避免水波纹现象的产生。
以垂直同步信号Vsync在时间点T4由周期长度X改变为周期长度Y为例,运算电路230计算垂直同步信号开始以周期长度Y运行后的第一个垂直同步周期结束时间,亦即时间点T5的位置。
接着,运算电路230选择背光控制信号BC在垂直同步周期结束时间(时间点T5)后的第一个背光周期结束时间作为过渡周期起始时间。其中,第一个背光周期结束时间是标示为时间点T51。
进一步地,运算电路230计算过渡周期起始时间(时间点T51)与垂直同步周期结束时间(时间点T5)之间的时间差dY。并且,运算电路230计算周期长度Y与时间差dY之间的过渡周期长度Y-dY。其中,过渡周期长度Y-dY对应于背光控制信号BC的背光周期长度由X/2转换至Y/2的一个过渡周期。于本实施例中,过渡周期是对应于时间点T51至时间点T6的区间。
运算电路230将过渡周期长度Y-dY平均分割为至少一个区间长度,各作为过渡的周期长度。其中,各区间长度最接近周期长度Y的1/N。由于在本实施例中N为2,因此各区间长度将最接近周期长度Y/2。
于一实施例中,运算电路230使周期长度Y的1/N倍作为参考长度。当过渡周期长度Y-dY分割为N-1个区间长度时,每个区间长度将为(Y-dY)/(N-1)。此时,运算电路230可计算出在这样的状况下,每个区间长度与参考长度的差距D1为|Y/N-(Y-dY)/(N-1)|。
而当过渡周期长度Y-dY分割为N个区间长度时,每个区间长度将为(Y-dY)/N。此时,运算电路230可计算出在这样的状况下,每个区间长度与参考长度的差距D2为|Y/N-(Y-dY)/N|。
运算电路230将比较两种状况下的差距的大小关系。于一实施例中,当差距D2小于差距D1时,运算电路230将选择使过渡周期长度Y-dY分割为N个区间长度。而当差距D2不小于差距D1时(即差距D2大于或等于差距D1时),运算电路230将选择使过渡周期长度Y-dY分割为N-1个区间长度。
以图3的过渡周期长度Y-dY以及N为2的状况为例,当过渡周期长度Y-dY分割为1个区间长度时,每个区间长度将为Y-dY。差距D1为|Y/2-(Y-dY)|。而当过渡周期长度Y-dY分割为2个区间长度时,每个区间长度将为(Y-dY)/2。差距D2为|Y/2-(Y-dY)/2|。
当差距D1较小时,表示过渡周期长度Y-dY本身即已接近新的背光周期长度Y/2。因此,运算电路230将选择使过渡周期长度Y-dY分割为1个区间长度,并以此区间长度作为过渡的周期长度。
而当差距D2较小时,表示过渡周期长度Y-dY要分割成2个区间长度,各区间长度才会接近新的背光周期长度Y/2。因此,运算电路230将选择使过渡周期长度Y-dY分割为2个区间长度,并分别以各区间长度作为一个过渡的周期长度。以图3为例,因差距D2小于差距D1,运算电路230将过渡周期长度Y-dY分割为2个区间长度。
根据上述的选择,运算电路230将产生调整信号AS,以控制背光控制信号产生电路220在过渡周期中,产生具有过渡的周期长度(例如Y-dY或(Y-dY)/2)的背光控制信号BC。
接着,背光控制信号产生电路220将在过渡周期后,亦即时间点T6后,产生以周期长度Y的1/N倍作为背光周期的背光控制信号BC。以本实施例中N为2的状况而言,背光控制信号产生电路220将在过渡周期后产生背光周期为Y/2的背光控制信号BC。
类似地,当垂直同步信号Vsync在时间点T8恢复至以周期长度X运行时,运算电路230亦可根据垂直同步信号Vsync改变为周期长度X后的第一个垂直同步周期结束时间(时间点T9)以及背光控制信号BC在垂直同步周期结束时间后的第一个背光周期结束时间(时间点T91)决定过渡周期起始时间并计算时间差dX。
进一步地,运算电路230可根据新的周期长度X与时间差dX计算过渡周期长度X-dX,再根据过渡周期长度X-dX在不同的分割状况下产生的区间长度与新的周期长度X的关系,来决定过渡周期长度X-dX欲进行分割的区间数目,进而产生调整信号AS,以控制背光控制信号产生电路220在时间点T91至时间点T10的过渡周期中,产生具有过渡的周期长度的背光控制信号BC。在过渡周期后,亦即时间点T10后,背光控制信号产生电路220将产生背光周期为X/2的背光控制信号BC。
于一实施例中,显示器控制装置150亦包含其他电路,用以产生显示相关的驱动信号来对驱动电路120进行驱动。举例而言,显示器控制装置150包含像素数据产生电路240,配置以接收显示数据DD,并据以产生像素数据PD至显示器100的驱动电路120。本发明并不以此为限。
因此,本发明的具有动态背光调整机制的显示器控制装置150可依据垂直同步信号Vsync的垂直同步周期的改变,动态地调整背光控制信号BC的背光周期,以与垂直同步信号Vsync同步,避免画面产生水波纹现象。
需注意的是,上述的运算电路230可以各种硬件的运算单元电路例如加法器、乘法器、比较器的组合实现。并且,显示器控制装置150中的各个电路亦可整合为一个系统单芯片(system on a chip;SoC)。
图4为本发明一实施例中,一种具有动态背光调整机制的显示器控制方法400的流程图。
显示器控制方法400可应用于如图2所示的显示器控制装置150中。显示器控制方法400包含下列步骤(应了解到,在本实施方式中所提及的步骤,除特别叙明其顺序者外,均可依实际需要调整其前后顺序,甚至可同时或部分同时执行)。
于步骤401,使垂直同步信号相位检测电路200接收并检测垂直同步信号Vsync的垂直同步周期VP。
于步骤402,使背光控制信号产生电路220产生背光控制信号BC至显示器100的背光电路130,其中背光控制信号BC的背光周期为垂直同步周期VP的1/N倍。
于步骤403,使运算电路230在垂直同步周期VP由第一周期长度(例如图3中的周期长度X)改变为第二周期长度(例如图3中的周期长度Y)时,计算垂直同步信号Vsync开始以第二周期长度运行后的第一个垂直同步周期结束时间(例如图3中的时间点T5)。
于步骤404,使运算电路230选择背光控制信号BC在垂直同步周期结束时间后的第一个背光周期结束时间(例如图3中的时间点T51)作为过渡周期起始时间。
于步骤405,使运算电路230计算过渡周期起始时间与垂直同步周期结束时间之间的时间差(例如图3中的时间差dY)。
于步骤406,使运算电路230计算第二周期长度与时间差之间的过渡周期长度(例如图3中的周期长度Y-dY),其中过渡周期长度对应于过渡周期。
于步骤407,使运算电路230将过渡周期长度平均分割为至少一个区间长度,各作为第三周期长度。其中,各区间长度最接近第二周期长度的1/N。
于步骤408,使运算电路230产生调整信号,以控制背光控制信号产生电路220在过渡周期中,产生具有第三周期长度的背光控制信号BC。
虽然上文实施方式中公开了本发明的具体实施例,然其并非用以限定本发明,本发明所属技术领域中技术人员,在不悖离本发明的原理与精神的情形下,当可对其进行各种变动与修饰,因此本发明的保护范围当以随附权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种具有动态背光调整机制的显示器控制装置,包含:
一垂直同步信号相位检测电路,配置以接收并检测一垂直同步信号的一垂直同步周期;
一背光控制信号产生电路,配置以产生一背光控制信号至一显示器,其中该背光控制信号的一背光周期为该垂直同步周期的1/N倍;以及
一运算电路,配置以:
在该垂直同步周期由一第一周期长度改变为一第二周期长度时,计算该垂直同步信号开始以该第二周期长度运行后的第一个垂直同步周期结束时间;
选择该背光控制信号在该垂直同步周期结束时间后的第一个背光周期结束时间作为一过渡周期起始时间;
计算该过渡周期起始时间与该垂直同步周期结束时间之间的一时间差;
计算该第二周期长度与该时间差之间的一过渡周期长度,其中
该过渡周期长度对应于一过渡周期;
将该过渡周期长度平均分割为至少一个区间长度,各作为一第三周期长度,其中各该区间长度最接近该第二周期长度的1/N;以及
产生一调整信号,以控制该背光控制信号产生电路在该过渡周期中,产生具有该第三周期长度的该背光控制信号。
2.如权利要求1所述的显示器控制装置,其中该运算电路还配置以:
使该第二周期长度的1/N倍作为一参考长度;
将该过渡周期长度分割为N-1个所述区间长度,以分别作为一第一长度,并计算该第一长度与该参考长度之间的一第一差距;
将该过渡周期长度分割为N个所述区间长度,以分别作为一第二长度,并计算该第二长度与该参考长度之间的一第二差距;
当该第二差距小于该第一差距时,使该过渡周期长度分割为N个所述区间长度;以及
当该第二差距不小于该第一差距时,使该过渡周期长度分割为N-1个所述区间长度。
3.如权利要求1所述的显示器控制装置,其中该背光控制信号产生电路在该过渡周期后,产生以该第二周期长度的1/N倍作为该背光周期的该背光控制信号。
4.如权利要求1所述的显示器控制装置,还包含:
一垂直同步信号产生电路,配置以接收一显示数据,并据以产生该垂直同步信号至该显示器的一驱动电路。
5.如权利要求4所述的显示器控制装置,还包含:
一像素数据产生电路,配置以接收该显示数据,并据以产生一像素数据至该显示器的该驱动电路。
6.一种具有动态背光调整机制的显示器控制方法,包含:
使一垂直同步信号相位检测电路接收并检测一垂直同步信号的一垂直同步周期;
使一背光控制信号产生电路产生一背光控制信号至一显示器,其中该背光控制信号的一背光周期为该垂直同步周期的1/N倍;
使一运算电路在该垂直同步周期由一第一周期长度改变为一第二周期长度时,计算该垂直同步信号开始以该第二周期长度运行后的第一个垂直同步周期结束时间;
使该运算电路选择该背光控制信号在该垂直同步周期结束时间后的第一个背光周期结束时间作为一过渡周期起始时间;
使该运算电路计算该过渡周期起始时间与该垂直同步周期结束时间之间的一时间差;
使该运算电路计算该第二周期长度与该时间差之间的一过渡周期长度,其中该过渡周期长度对应于一过渡周期;
使该运算电路将该过渡周期长度平均分割为至少一个区间长度,各作为一第三周期长度,其中各该区间长度最接近该第二周期长度的1/N;以及
使该运算电路产生一调整信号,以控制该背光控制信号产生电路在该过渡周期中,产生具有该第三周期长度的该背光控制信号。
7.如权利要求6所述的显示器控制方法,还包含:
使该运算电路使该第二周期长度的1/N倍作为一参考长度;
使该运算电路将该过渡周期长度分割为N-1个所述区间长度,以分别作为一第一长度,并计算该第一长度与该参考长度之间的一第一差距;
使该运算电路将该过渡周期长度分割为N个所述区间长度,以分别作为一第二长度,并计算该第二长度与该参考长度之间的一第二差距;
当该第二差距小于该第一差距时,使该运算电路使该过渡周期长度分割为N个所述区间长度;以及
当该第二差距不小于该第一差距时,使该运算电路使该过渡周期长度分割为N-1个所述区间长度。
8.如权利要求6所述的显示器控制方法,还包含:
使该背光控制信号产生电路在该过渡周期后,产生以该第二周期长度的1/N倍作为该背光周期的该背光控制信号。
9.如权利要求6所述的显示器控制方法,还包含:
使一垂直同步信号产生电路接收一显示数据,并据以产生该垂直同步信号至该显示器的一驱动电路。
10.如权利要求9所述的显示器控制方法,还包含:
使一像素数据产生电路接收该显示数据,并据以产生一像素数据至该显示器的该驱动电路。
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