CN112767888B

CN112767888B - 过驱动方法与系统

Info

Publication number: CN112767888B
Application number: CN201910998557.1A
Authority: CN
Inventors: 吴东颖
Original assignee: Himax Technologies Ltd
Current assignee: Himax Technologies Ltd
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2022-11-22
Anticipated expiration: 2039-10-21
Also published as: CN112767888A

Abstract

一种过驱动方法，包含(a)将目前数据灰度和先前数据灰度与预设灰度值进行比较；(b)将目前数据灰度进行偏移；(c)重复执行步骤(b)直到帧的计数值已达预设的帧临界值；及(d)清除目前的过驱动状态。

Description

过驱动方法与系统

技术领域

本发明涉及一种显示器，特别是涉及一种适用于液晶显示器的改良过驱动系统与方法。

背景技术

液晶显示器(LCD)为平板(flat-panel)显示器的一种，其使用液晶分子以控制调变光线的强度，以显示影像。液晶显示器可适用于各种的电子装置，例如电视、计算机、移动电话等，可应用于室内或室外的场合。

液晶显示器的像素需要时间来改变其显示，称为反应时间(response time)，通常是指高电压位准与低电压位准之间电压高度从10％至90％(或从90％至10％)转变(transition)所需时间。反应时间一般以毫秒(ms)来量测，数值愈小表示转变愈快。为了减少反应时间，亦即加速转变，一般系使用过驱动(overdrive)方法来进行显示。然而，传统液晶显示器的过驱动方法会形成影像假影(artifact)或拖影，因而造成影像显示质量的降低。此外，使用传统过驱动方法的液晶显示器的反应时间仍然有改善以减少的空间。

因此亟需提出一种新颖的机制，有效减少液晶显示器的反应时间以加速影像显示的转变，且能改善影像显示的质量。

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过驱动系统与方法，适用于液晶显示器，有效减少液晶显示器的反应时间且能提升影像清晰度。

根据本发明实施例，过驱动系统包含灰度决定单元、过驱动状态检测单元及灰度修改单元。灰度决定单元决定像素的红色、绿色、蓝色数据当中灰度的最大作为该像素的数据灰度。过驱动状态检测单元根据数据灰度以决定过驱动状态，其中过驱动状态检测单元执行：当非处于低至高过驱动状态时，则决定先前数据灰度与目前数据灰度是否从小于预设灰度低值变为大于预设灰度高值；当非处于高至低过驱动状态时，则决定先前数据灰度与目前数据灰度是否从大于预设灰度高值变为小于预设灰度低值。灰度修改单元根据过驱动状态以进行相应的数据灰度的修改。其中灰度修改单元执行以下步骤：(a)将目前数据灰度和先前数据灰度与预设灰度值进行比较；(b)将目前数据灰度进行偏移；(c)重复执行步骤(b)直到帧的计数值已达预设的帧临界值；及(d)清除目前的过驱动状态。

附图说明

图1显示本发明实施例的液晶显示器的系统方块图。

图2A显示本发明实施例的过驱动系统的方块图。

图2B显示图2A的过驱动反应时间增进系统的细部方块图。

图3显示本发明实施例的液晶显示器的过驱动方法的流程图。

图4A显示本发明实施例的液晶显示器的过驱动方法的流程图，用以执行低至高(L2H)的数据灰度的修改。

图4B例示依图4A的过驱动方法所产生的过驱动灰度。

图5A显示本发明实施例的液晶显示器的过驱动方法的流程图，用以执行高至低(H2L)的数据灰度的修改。

图5B例示依图5A的过驱动方法所产生的过驱动灰度。

具体实施方式

图1显示本发明实施例的液晶显示器10的系统方块图。在本实施例中，液晶显示器10可包含显示面板11，其可包含排列为矩阵形式的多个像素。本实施例的液晶显示器10可包含栅极驱动器(又称为扫描驱动器)12，用以依序开启显示面板11的至少一列像素。液晶显示器10可包含源极驱动器(又称为数据驱动器)13，用以产生影像数据的相应电压至显示面板11，以显示影像于显示面板11。液晶显示器10可包含时序控制器(TCON)14，用以控制栅极驱动器12及源极驱动器13。

图2A显示本发明实施例的过驱动(overdrive,OD)系统100的方块图，可实施于图1的时序控制器14内，但不限定于此。在本实施例中，过驱动系统100可包含过驱动单元101，用以执行影像数据的过驱动，可使用传统的过驱动技术，其细节不予赘述。根据本实施例的特征之一，过驱动系统100可包含过驱动反应时间增进系统102，用以改善过驱动单元101的输出。本实施例的过驱动系统100可包含伽玛校正(gamma correction)单元103，其接收过驱动反应时间增进系统102的输出以进行伽玛校正，可使用传统的伽玛校正技术，其细节不予赘述。

图2B显示图2A的过驱动反应时间增进系统102的细部方块图。在本实施例中，过驱动反应时间增进系统102可包含灰度决定单元1021，用以决定影像数据的数据灰度。举例而言，如果影像数据包含红色、绿色、蓝色数据，则灰度决定单元1021决定像素的红色、绿色、蓝色数据当中灰度的最大值，作为该像素的数据灰度。本实施例的过驱动反应时间增进系统102可包含过驱动状态检测单元1022，根据数据灰度以决定过驱动状态。

图3显示本发明实施例的液晶显示器的过驱动方法200的流程图，用以决定是否启动过驱动反应时间增进机制，可实施于图2B的过驱动状态检测单元1022。

在本实施例中，使用二旗标以表示过驱动状态：当低至高(L2H)旗标为主动(例如L2H旗标＝1)时，表示低至高过驱动状态；当高至低(H2L)旗标为主动(例如H2L旗标＝1)时，表示高至低过驱动状态。

当非处于低至高过驱动状态(亦即L2H旗标＝0)时(步骤21A)，则进入步骤22A，决定先前数据灰度ORGGL(Pre)与目前数据灰度ORGGL(Cur)是否从小于预设灰度低值L2Hmin_gray变为大于预设灰度高值L2Hmax_gray。在一例子中，预设灰度低值L2Hmin_gray为1，预设灰度高值L2Hmax_gray为250。如果步骤22A的结果为是，则进入步骤23A，将转变(transition)计数值予以增值(例如加1)。重复执行步骤22A与步骤23A，直到整个子像素(sub-pixel)都已检视为止(步骤24A)。

接着，于步骤25A，决定所得到的转变计数值是否已达预设的转变临界值。在本实施例中，为了允许变动性，因此于步骤25A系检视转变计数值是否落于预设的转变临界值与正/负容限值之间(亦即转变临界值+容限值与转变临界值-容限值)的范围内。如果步骤25A的结果为是，则于步骤26A将低至高(L2H)旗标设为主动(例如L2H旗标＝1)，表示低至高过驱动状态。

上述步骤21A至26A是用以决定是否启动低至高(L2H)过驱动机制。类似的情形，步骤21B至26B则用以决定是否启动高至低(H2L)过驱动机制，说明如下。

当非处于高至低过驱动状态(亦即H2L旗标＝0)时(步骤21B)，或者步骤22A的结果为否，则进入步骤22B，决定先前数据灰度ORGGL(Pre)与目前数据灰度ORGGL(Cur)是否从大于预设灰度高值H2Lmax_gray变为小于预设灰度低值H2Lmin_gray。在一例子中，预设灰度高值H2Lmax_gray为250，预设灰度低值H2Lmin_gray为1。值得注意的是，(步骤22B的)预设灰度低值H2Lmin_gray可相同或异于(步骤22A的)预设灰度低值L2Hmin_gray，(步骤22B的)预设灰度高值H2Lmax_gray可相同或异于(步骤22A的)预设灰度高值L2Hmax_gray。如果步骤22B的结果为是，则进入步骤23B，将转变(transition)计数值予以增值(例如加1)。重复执行步骤22B与步骤23B，直到整个子像素(sub-pixel)都已检视为止(步骤24B)。

接着，于步骤25B，决定所得到的转变计数值是否已达预设的转变临界值。值得注意的是，(步骤25B的)预设的H2L转变临界值可相同或异于(步骤25A的)预设的L2H转变临界值。在本实施例中，为了允许变动性，因此于步骤25B是检视转变计数值是否落于预设的转变临界值与正/负容限值之间(亦即转变临界值+容限值与转变临界值-容限值)的范围内。如果步骤25B的结果为是，则于步骤26B将高至低(H2L)旗标设为主动(例如H2L旗标＝1)，表示高至低过驱动状态。

图2B的过驱动反应时间增进系统102可包含灰度修改(modification)单元1023，根据过驱动状态检测单元1022所决定的过驱动状态，据以进行相应的数据灰度的修改。亦即，当处于低至高过驱动状态(例如L2H旗标＝1)时，则进行低至高的数据灰度的修改；当处于高至低过驱动状态(例如H2L旗标＝1)时，则进行高至低的数据灰度的修改。

图4A显示本发明实施例的液晶显示器的过驱动方法300的流程图，用以执行低至高(L2H)的数据灰度的修改，可实施于图2B的灰度修改单元1023内。

当处于低至高(L2H)过驱动状态(亦即L2H旗标＝1)时(步骤31)，则进入步骤32，决定目前数据灰度ORGGL(Cur)与先前数据灰度ORGGL(Pre)是否大于预设灰度高值L2Hmax_gray。如果步骤32的结果为是，则进入步骤33，否则进入步骤37将低至高(L2H)旗标设为非主动(例如L2H旗标＝0)，亦即清除目前的过驱动状态。

于步骤33，将目前的数据灰度ORGGL(Cur)减去(第一帧)偏移量，以进行目前的过驱动灰度ODGL(Cur)的偏移。接着，于步骤34，将帧的计数值予以增值。于步骤35，决定帧的计数值是否已达预设的帧临界值。如果步骤35的结果为否，则重复执行步骤33至34，否则进入步骤36。在一例子中，重复执行步骤33三次，其中第一帧偏移量、第二帧偏移量、第三帧偏移量依次递减，例如分别为10、7、3。图4B例示依图4A的过驱动方法300所产生的过驱动灰度。于第一次执行步骤33时，过驱动灰度的值为245(＝255-10)；于第二次执行步骤33时，过驱动灰度的值为248(＝255-7)；于第三次执行步骤33时，过驱动灰度的值为252(＝255-3)。

接着，于步骤36，依序微调增加过驱动灰度(其步长例如为1)，直到最大灰度(例如255)。如图4B所例示，于减去第三帧偏移量之后，过驱动灰度为252，经微调增加依序为253、254、255。步骤36可由图2B的灰度微调(dimming)单元1024来实施。最后，进入步骤37将低至高(L2H)旗标设为非主动(例如L2H旗标＝0)。

图5A显示本发明实施例的液晶显示器的过驱动方法500的流程图，类似于图4A的过驱动方法300，但是用以执行高至低(H2L)的数据灰度的修改，可实施于图2B的灰度修改单元1023内。

当处于高至低(H2L)过驱动状态(亦即H2L旗标＝1)时(步骤51)，则进入步骤52，决定目前数据灰度ORGGL(Cur)与先前数据灰度ORGGL(Pre)是否小于预设灰度低值H2Lmin_gray。如果步骤53的结果为是，则进入步骤53，否则进入步骤57将高至低(H2L)旗标设为非主动(例如H2L旗标＝0)，亦即清除目前的过驱动状态。

于步骤53，将目前的数据灰度ORGGL(Cur)加上(第一帧)偏移量，以进行目前的过驱动灰度ODGL(Cur)的偏移。接着，于步骤54，将帧的计数值予以增值。于步骤55，决定帧的计数值是否已达预设的帧临界值。如果步骤55的结果为否，则重复执行步骤53至54，否则进入步骤56。在一例子中，重复执行步骤53三次，其中第一帧偏移量、第二帧偏移量、第三帧偏移量依次递减，例如分别为10、7、3。值得注意的是，步骤53的偏移量可相同或异于步骤33的偏移量。图5B例示依图5A的过驱动方法500所产生的过驱动灰度。于第一次执行步骤53时，过驱动灰度的值为10(＝0+10)；于第二次执行步骤53时，过驱动灰度的值为7(＝0+7)；于第三次执行步骤53时，过驱动灰度的值为3(＝0+3)。

接着，于步骤56，依序微调减少过驱动灰度(其步长例如为1)，直到最小灰度(例如0)。如图5B所例示，于加上第三帧偏移量之后，过驱动灰度为3，经微调减少依序为2、1、0。步骤56可由图2B的灰度微调(dimming)单元1024来实施。最后，进入步骤57将高至低(H2L)旗标设为非主动(例如H2L旗标＝0)。

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，均应包含在下述的权利要求范围内。

符号说明

10 液晶显示器

11 显示面板

12 栅极驱动器

13 源极驱动器

14 时序控制器

100 过驱动系统

101 过驱动单元

102 过驱动反应时间增进系统

1021 灰度决定单元

1022 过驱动状态检测单元

1023 灰度修改单元

1024 灰度微调单元

103 伽玛校正单元

200 过驱动方法

21A L2H旗标＝0

21B H2L旗标＝0

22A ORGGL(Pre)≤L2Hmin_gray且ORGGL(Cur)≥L2Hmax_gray

22B ORGGL(Pre)≥H2Lmin_gray且ORGGL(Cur)≤H2Lmax_gray

23A L2H转变计数值＝L2H转变计数值+1

23B H2L转变计数值＝H2L转变计数值+1

24A 是否已检视整个子像素

24B 是否已检视整个子像素

25A L2H转变计数值≥L2H转变临界值-容限值，且

L2H转变计数值≤L2H转变临界值+容限值

25B H2L转变计数值≥H2L转变临界值-容限值，且

H2L转变计数值≤H2L转变临界值+容限值

26A L2H旗标＝1

26B H2L旗标＝1

300 过驱动方法

31 L2H旗标＝1

32 ORGGL(Cur)≥L2Hmax_gray，ORGGL(Pre)≥L2Hmax_gray

33 ODGL(Cur)＝ORGGL(Cur)-(帧)偏移量

34 帧的计数值＝帧的计数值+1

35 帧的计数值是否已达帧临界值

36 依序微调增加过驱动灰度

37 L2H旗标＝0

500 过驱动方法

51 H2L旗标＝1

52 ORGGL(Cur)≤L2Hmin_gray，ORGGL(Pre)≤L2Hmin_gray

53 ODGL(Cur)＝ORGGL(Cur)+(帧)偏移量

54 帧的计数值＝帧的计数值+1

55 帧的计数值是否已达帧临界值

56 依序微调减少过驱动灰度

57 H2L旗标＝0

L2H 低至高

H2L 高至低

ORGGL(Pre) 先前数据灰度

ORGGL(Cur) 目前数据灰度

L2Hmin_gray 预设灰度低值

L2Hmax_gray 预设灰度高值

H2Lmin_gray 预设灰度低值

H2Lmax_gray 预设灰度高值

ODGL(Cur) 目前过驱动灰度

Claims

1.一种过驱动系统，包含：

灰度决定单元，用以决定像素的红色、绿色、蓝色数据当中灰度的最大值作为该像素的数据灰度；

过驱动状态检测单元，根据所述数据灰度以决定过驱动状态，其中所述过驱动状态检测单元执行：

当非处于低至高过驱动状态时，则决定先前数据灰度与目前数据灰度是否从小于预设灰度低值变为大于预设灰度高值；及

当非处于高至低过驱动状态时，则决定先前数据灰度与目前数据灰度是否从大于预设灰度高值变为小于预设灰度低值；

灰度修改单元，根据所述过驱动状态以进行相应的数据灰度的修改，其中所述灰度修改单元执行以下步骤：

(a)将目前数据灰度和先前数据灰度与预设灰度值进行比较；

(b)将目前数据灰度进行偏移；

(c)重复执行步骤(b)直到帧的计数值已达预设的帧临界值；及

(d)清除目前的过驱动状态。

2.根据权利要求1所述的过驱动系统，其中如果处于低至高过驱动状态，则所述预设灰度值为预设灰度高值，且步骤(a)包含：

决定所述目前数据灰度与所述先前数据灰度是否大于所述预设灰度高值。

3.根据权利要求2所述的过驱动系统，其中如果处于低至高过驱动状态，则步骤(b)包含：

将所述目前数据灰度减去帧的偏移量。

4.根据权利要求1所述的过驱动系统，其中如果处于高至低过驱动状态，则所述预设灰度值为预设灰度低值，且步骤(a)包含：

决定所述目前数据灰度与所述先前数据灰度是否小于所述预设灰度低值。

5.根据权利要求4所述的过驱动系统，其中如果处于高至低过驱动状态，则步骤(b)包含：

将所述目前数据灰度加上帧的偏移量。

6.根据权利要求1所述的过驱动系统，其中每一次执行步骤(b)时的偏移量不同。

7.根据权利要求6所述的过驱动系统，其中所述偏移量依序递减。

8.根据权利要求1所述的过驱动系统，还包含灰度微调单元，其于步骤(c)与步骤(d)之间执行：

微调过驱动灰度。

9.根据权利要求8所述的过驱动系统，其中如果处于低至高过驱动状态，则所述灰度微调单元依序微调增加过驱动灰度，直到最大灰度；如果处于高至低过驱动状态，则所述灰度微调单元依序微调减少过驱动灰度，直到最小灰度。