CN1641726A - 子帧驱动方法 - Google Patents
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Abstract
一种子帧驱动方法，用于一显示器，此显示器包括m×n个像素。显示器接收多个像素数据并据以成像。子帧驱动方法显示一个帧的步骤包括：首先，决定帧时间(frame time)内欲显示的子帧数目，每个子帧个别定义一驱动偏移量。然后，依序显示这些子帧。每个子帧的像素的驱动电压是依据像素数据并加上偏移驱动量。本发明可以加快液晶的反应时间，更容易的控制亮度，并可对光进行信号处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种子帧驱动方法，特别涉及一种应用于显示器的子帧驱动方法。
背景技术
随着科技的进步与技术的创新，显像技术的发展更是日新月异，一日千里。以显示器为例，传统的阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器由于体积庞大且辐射严重，近年来已逐渐淡出高阶显示器的市场，取而代之的，是低辐射、低耗电且轻薄短小的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light Emitter Diode，OLED)显示器或电浆显示器(Plasma Display Panel，PDP)等平面显示器。
显示器的屏幕是由一个个亮点以矩阵形式所组成，这些亮点称为像素(pixel)。像素是屏幕最基本的单位，依据输入显示器的像素数据产生驱动电压，驱动电压用以决定各个像素显示的亮度。显示器依据水平同步信号(Horizontal Synchronal signal)Hs、垂直同步信号(Vertical Synchronalsignal)Vs而呈现帧(frame)。水平同步信号Hs可决定每秒显示颜色的像素列数。当输入的像素数据所对应的像素为屏幕最后一列的像素时，由垂直同步信号Vs控制绕回屏幕的第一列依据像素数据来显像。故垂直同步信号Vs可决定每个帧显示时间的长短，相邻两个垂直同步信号的时间间隔即为一帧时间(frame time)。
由于人的眼睛有视觉暂留的现象，所以如果显示器帧的更新速度大到某个程度，则快速更新的帧由人眼所见就不是一个个快速闪动的帧。不同的帧在显示器屏幕上更换的速度称为更新速率(refresh rate)，也就是垂直同步信号Vs的频率。目前一般计算机主机的帧更新速率是60Hz以上，即显示器屏幕一秒至少可显示60个帧数据，每个帧时间即为16.7ms以下。
以液晶屏幕显示器而言，每个像素包括有液晶，依据施于像素上的驱动电压Vd而改变此像素的液晶对光线的穿透率T(transparency)，以使像素呈现不同的亮度。因为液晶反应时间(response time)慢，致使驱动电压Vd达到目标驱动电压VD后，液晶的穿透率仍无法实时达到对应此目标驱动电压VD所应有的目标穿透率TD。请参照图1A，其示出了像素(i，j)的驱动电压Vd曲线图，横轴为时间t。很快的，施加于像素(i，j)的驱动电压Vd即上升至目标驱动电压VD。请参照图1B，其示出了依据图1A的驱动电压的像素(i，j)的穿透率T曲线图。当驱动电压Vd施加于像素(i，j)时，像素(i，j)的液晶的穿透率T即开始上升，但需相当长的上升时间t1才能上升至目标穿透率TD。
传统上加快液晶的反应速度的方法例如是提供一高于目标驱动电压VD的过度驱动电压Vo，以加速液晶达到目标穿透率TD的所需的上升时间。请参照图2A，其示出了施加过度驱动电压Vo于像素(i，j)的驱动电压Vd曲线图。请同时参照图2B，其示出了依据图2A的驱动电压Vd的像素(i，j)的液晶的穿透率T曲线图，在时间点t2即可达到目标穿透率TD。由图中可知提供过度驱动电压Vo可以加快液晶的反应时间。然而，过度驱动电压Vo的大小不易控制。如果过度驱动电压Vo太高，会使最后的穿透率T大于目标穿透率TD；如果过度驱动电压Vo太低，又会使液晶的反应速度不够快。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种子帧驱动方法，以加快液晶的反应时间，并使像素亮度更容易控制。
根据本发明的目的，提出一种子帧驱动方法，用于一显示器以显示至少一帧(frame)。显示器包括m×n个像素，m与n为正整数。显示器接收一帧信号以显示一帧，帧信号包括对应至这些m×n个像素的m×n个像素数据。帧的停留时间(duration time)为一帧时间，帧时间被分割成k个子帧停留时间，显示器于各个子帧停留时间显示一子帧(sub-frame)。这些k个子帧是各别对应至一驱动偏移量，k为正整数。驱动方法是依序显示这些子帧。其中，显示第p个子帧的像素之一的像素(i，j)的方法包括：输出一驱动电压(i，j)至像素(i，j)。驱动电压是等于对应至像素(i，j)的像素数据的目的驱动电压(i，j)加上第p个子帧所对应的驱动偏移量。其中，1＜＝p＜＝k，0＜i＜＝m，0＜j＜＝n，且p、i与j为正整数。
为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图简述
图1A示出了像素的驱动电压曲线图。
图1B示出了依据图1A的驱动电压的像素的穿透率曲线图。
图2A示出了施加过度驱动电压于像素的驱动电压曲线图。
图2B示出了依据图2A的驱动电压的像素的穿透率曲线图。
图3A示出了依照本发明一较佳实施例的一种子帧驱动方法的像素的驱动电压曲线图。
图3B示出了依据图3A的驱动电压的像素的穿透率曲线图。
图4A示出了传统的过度驱动电压法的像素的驱动电压曲线图。
图4B示出了依据本发明的较佳实施例的像素的驱动电压曲线图。
图5A示出了具有四个子帧的驱动电压曲线图。
图5B示出了依据图5A的驱动电压的像素的穿透率曲线图。
具体实施方式
本发明的子帧驱动方法是用于一显示器以显示至少一帧，显示器包括m×n个像素，m与n为正整数。显示器接收一帧信号以显示一帧，帧信号包括对应至这些m×n个像素的m×n个像素数据。此帧的停留时间(duration time)是为帧时间(frame time)，帧时间被分割成k个子帧停留时间。显示器于各个子帧停留时间显示一子帧(sub-frame)，这些k个子帧是各别对应至一驱动偏移量。其中，这些子帧停留时间是不相等，且k为正整数。
本较佳实施例的子帧驱动方法是以应用于液晶屏幕显示器为例，每个像素包括液晶，依据驱动电压而改变液晶的穿透率。本实施例是将一帧时间分割成第一子帧停留时间与第二子帧停留时间，时间点ts0至ts1是为第一子帧停留时间，时间点ts1至tsf是为第二子帧停留时间。于第一子帧停留时间显示第一子帧，于第二子帧停留时间显示第二子帧。第一子帧是对应至第一驱动偏移量，第二子帧是对应至第二驱动偏移量。子帧驱动方法包括以下步骤：首先，在时间点ts0显示第一子帧，然后，在时间点ts1再显示第二子帧。显示第一子帧时，将依据此帧信号的像素数据所产生的目的驱动电压VD加上第一驱动偏移量以产生过度驱动电压Vo，并将过度驱动电压Vo输入至其对应的像素。其中，第一驱动偏移量大于零，因此可以加速液晶的反应时间。显示第二子帧时，将依据各个像素的像素数据所产生的目的驱动电压VD加上第二驱动偏移量以产生过度驱动电压Vo，并将过度驱动电压Vo输入至其对应的像素，若第二驱动偏移量为零，可以使液晶维持在目标穿透率TD。请参照图3A，其示出了依照本实施例的子帧驱动方法的像素(i，j)的驱动电压Vd(i，j)曲线图。请同时参照图3B，其示出了依据图3A的驱动电压Vd的像素(i，j)的穿透率T(i，j)曲线图。首先，在时间点ts0时，显示第一子帧，将过度驱动电压Vo(i，j)输入至像素(i，j)，此时过度驱动电压Vo(i，j)大于目标驱动电压VD(i，j)，以增进液晶的反应时间；然后，在时间点ts1显示第二子帧，第二驱动偏移电压为零，所以将目标驱动电压VD(i，j)输入至像素(i，j)，以维持像素(i，j)的液晶的目标穿透率TD(i，j)。
请参照图4A，其示出了传统的过度驱动电压法的像素(i，j)的驱动电压Vd(i，j)曲线图。由于每个帧皆须进行极性切换，因此帧(1)与帧(2)的驱动电压的极性是为不同。使用过度驱动法的话，一般会将更新速率加倍，以求得更好的效果。请参照图4B，其示出了依据本发明的较佳实施例的像素(i，j)的驱动电压Vd(i，j)曲线图，由于同一帧时间中的每一个子帧的极性皆为相同，虽然其更新速率与传统的过度驱动电压法相同，但进行极性切换的次数比传统的过度驱电压法少，因此可以减少功率的消耗。
本发明可以应用在液晶屏幕显示器中，以使液晶反应速度增快，且同一帧中的子帧的极性是为相同，因此虽然扫瞄次数需加倍，以在同一帧输入不同电平的驱动电压，但不需在每个子帧都进行极性切换，可以减少功率消耗。而且本发明只需控制第一子帧停留时间与第一驱动偏移量即可使液晶的反应时间加快，并使穿透率不致于超过目标穿透率，使得亮度控制更为容易。
本发明并不限于只有两个子帧的情况，亦可有多个子帧。请参照图5A，其示出了具四个子帧的驱动电压曲线图。请同时参照图5B，其示出了依据图5A的驱动电压Vd所造成的穿透率曲线图。本例具有进行光信号处理的功能。不同于阴极射线管(Cathode-ray Tube，CRT)显示器的脉冲型(impulse type)的显示方式，液晶屏幕显示器、有机发光二极管(Organic Light EmitterDiode，OLED)显示器或电浆显示器(Plasma Display Panel，PDP)等平面显示器是属于阶梯型(hold type)的显示方式。脉冲型的显示方法例如是用电子束打在荧光幕上而发光，当电子束打在下一个像素时，前一个像素的光就熄灭了；阶梯型的显示方法则是其像素都一直依据像素数据而保持其亮度。阶梯型比脉冲型的显示方式少了高频部分的光信号，因而使影像品质不如脉冲型的显示方式。图5A所示的驱动电压曲线可以补偿光信号的高频部分以提升影像品质。
本发明将一个帧时间分割成多个子帧停留时间，并于每个子帧停留时间显示一个子帧。子帧的数目愈多，则需使扫瞄频率增加。但同一帧时间中的所有的子帧是为同一极性，因此虽然扫瞄频率增加，极性切换的次数并没有增加，因此可以减少功率的消耗。
发明效果
本发明上述实施例所揭露的子帧驱动方法具有提升液晶的反应时间的优点；且由于同一帧时间中的所有的子帧是为同一极性，因此虽然扫瞄频率增加，极性切换的次数并没有增加，因此可以减少功率的消耗。本发明也使亮度控制更为容易。本发明并可以进行光信号的处理以改善影像品质。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (20)
1.一种子帧驱动方法，用于一显示器，该显示器包括m×n个像素，m与n为正整数，该显示器接收一帧信号以显示一帧，该帧信号包括对应至该些m×n个像素的m×n个像素数据，该帧的停留时间是为一帧时间，该帧时间被分割成k个子帧停留时间，该显示器在各该些子帧停留时间显示一子帧，该些k个子帧是各别对应至一驱动偏移量，k为正整数，该驱动方法包括：
依序显示该些子帧，其中，显示该第p个子帧的该像素之一的像素(i，j)的方法包括：
输出一驱动电压(i，j)至该像素(i，j)，该驱动电压等于对应至该像素(i，j)的像素数据的目的驱动电压(i，j)加上该第p个子帧所对应的驱动偏移量；
其中，1＜＝p＜＝k，0＜i＜＝m，0＜j＜＝n，且p、i与j为正整数。
2.如权利要求1所述的方法，其中，该像素(i，j)在这些k个子帧中的驱动电压为同一极性。
3.如权利要求1所述的方法，其中，k为2。
4.如权利要求1所述的方法，其中，这些子帧停留时间是不相等。
5.如权利要求1所述的方法，其中，该显示器为液晶屏幕显示器。
6.如权利要求1所述的方法，其中，该显示器为有机发光二极管显示器。
7.如权利要求1所述的方法，其中，该显示器为电浆显示器。
8.一种子帧驱动方法，用于一显示器以显示至少一帧，该显示器包括m×n个像素，m与n为正整数，该显示器接收一帧信号以显示一帧，该帧信号包括对应至该些m×n个像素的m×n个像素数据，该帧的停留时间为一帧时间，该帧时间被分割成一第一子帧停留时间与一第二子帧停留时间，该显示器在第一/第二子帧停留时间显示该第一/第二子帧，该驱动方法包括：
显示该第一子帧，该第一子帧是对应至一驱动偏移量，显示该第一子帧的该些像素之一的像素(i，j)的方法包括下列步骤：
输出一第一驱动电压(i，j)至该像素(i，j)，该第一驱动电压(i，j)等于对应至该像素(i，j)的像素数据(i，j)的目的驱动电压(i，j)加上该第一子帧所对应的该驱动偏移量，其中，0＜i＜＝m，0＜j＜＝n，且i与j为正整数；以及
显示该第二子帧，显示该第二子帧的该些像素之一的像素(i，j)的方法包括下列步骤：
输出一第二驱动电压(i，j)至该像素(i，j)，该第二驱动电压(i，j)等于对应至该像素(i，j)的像素数据(i，j)的目的驱动电压(i，j)。
9.如权利要求8所述的方法，其中，该像素(i，j)在该两个子帧中为同一极性。
10.如权利要求8所述的方法，其中，该第一子帧停留时间与该第二子帧停留时间是不相等。
11.如权利要求8所述的方法，其中，该显示器为液晶屏幕显示器。
12.如权利要求8所述的方法，其中，该显示器为有机发光二极管显示器。
13.如权利要求8所述的方法，其中，该显示器为电浆显示器。
14.一种子帧驱动方法，用于一显示器，该显示器包括m×n个像素，m与n为正整数，该显示器接收一帧信号以显示一帧，该帧信号包括对应至该些m×n个像素的m×n个像素数据，该帧的停留时间(duration time)是为一帧时间，该帧时间被至少分割成一第一子帧停留时间与一第二子帧停留时间，该显示器在该第一子帧停留时间是显示一第一子帧，该显示器在该第二子帧停留时间是显示一第二子帧，该第一子帧的显示是对应至一第一驱动电压，该第二子帧的显示是对应至一第二驱动电压，该些像素之一的像素(i，j)的该第一驱动电压(i，j)与该第二驱动电压(i，j)不相等但极性相同，其中0＜i＜＝m，0＜j＜＝n，且i与j为正整数，该驱动方法包括：
依据该第一驱动电压显示该第一子帧；以及
依据该第二驱动电压显示该第二子帧。
15.如权利要求14所述的方法，其中，该第一子帧停留时间与该第二子帧停留时间是不相等。
16.如权利要求14所述的方法，其中，该第一驱动电压是依据该帧信号的目的驱动电压及一第一驱动偏移量而产生。
17.如权利要求14所述的方法，其中，该第二驱动电压是依据该帧信号的目的驱动电压及一第二驱动偏移量而产生。
18.如权利要求14所述的方法，其中，该显示器为液晶屏幕显示器。
19.如权利要求14所述的方法，其中，该显示器为有机发光二极管显示器。
20.如权利要求14所述的方法，其中，该显示器为电浆显示器。
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