CN1659613A - 显示器中的线扫描 - Google Patents

Abstract

本发明针对扫描显示器中的线的方法，并且针对用人眼不可跟踪的方法扫描线的显示控制设备，以及针对包括这样的显示控制设备的电子设备。该控制设备包括线驱动单元(18，20)和控制单元(22)，该控制单元(22)改变对要扫描的线的选择并控制线驱动单元(18，20)以扫描所选的线。以这样的方法改变选择和扫描，即，由扫描线引起的能量变化不能被人眼跟踪。这样，就减少了通常由于扫描线引起的亮线或闪烁。

Description

显示器中的线扫描

技术领域

本发明涉及一种扫描显示器内的线的方法、显示控制设备以及包括这样的显示控制装置的电子设备，从更广泛意义上讲，是涉及在显示器中对于扫描的行或列的选择。

发明背景

在一些类型显示器中，例如在无源寻址有机LED矩阵显示器中，当在一个帧期间照亮一行时，在该行是有源或被扫描时，产生全部的光。然后在少量时间中产生大的峰值亮度。如果该显示器包含例如100行，那么这就会导致行具有大于显示器平均亮度的100倍的亮度。

在这种显示器中，行通常受到连续的行扫描的扫描，即，扫描显示器的全部行，从第一个开始，然后顺序地扫描所有其它行，以显示器的最后一行结束。这种扫描在称为帧的时间中进行，并且对每个帧都重复行扫描。

也已经知道利用称为隔行扫描的扫描。这里，从显示器的第一行到最后一行，首先以增长的顺序扫描所有偶数行，接着以增长的顺序扫描所有奇数行。这意味着在第一个半帧期间每隔一线进行扫描，然后在第二个半帧期间扫描剩下的线。

如果连续或隔行扫描顺序用于无源寻址有机LED矩阵显示器的话，那么行就受到恒定扫描速度的激励。如果观众从其眼角观察显示器而不聚焦在屏幕上，或者显示器在与扫描方向相反的方向上以恒定速度移动，或者如果人眼在与扫描方向相同的方向上移动，同时观察该显示器且这个移动具有与扫描速度相同的速度的话，眼睛将看到闪动的线，这使观察者很苦恼。由于连续线中的有效象素的光刺激眼睛视网膜内相同的神经，所以就产生了上述问题。这也被称为眼急动。当用户眨眼时，也会产生这个问题。这种问题也出现在其他类型的显示器中，但在无源寻址有机LED矩阵显示器中最突出。

如果同类的线扫描连续地用于若干连续帧的话，就会产生另一个关于眼睛的特定角速度的问题。也许，在若干帧期间根本观察不到发射象素，导致平均级和黑色之间的亮度级的感觉调制。尤其当大部分图象处于同一亮度级时，在寻找长周期时观察到临时较暗的部分。这个对称为黑色“断开象素”总计的感知不同于对明亮“导通象素”总计的感知。这些合起来的黑色“断开象素”导致眼睛对闪烁的感知。

美国US5796375描述了以不同的时间间隔驱动显示器以提供一定亮度级。这里以连续的顺序扫描行。该文献还描述了将屏幕分成若干片，每个片都包括十六行。以连续的顺序扫描在片中的行。这样，同时但以连续的顺序扫描显示器的不同的片或每个第十六行。该文献还描述了降低显示器的闪烁程度。通常在一个帧中具有不同时间间隔的八个数据区期间提供象素的亮度级，在该帧中，在一个时间间隔中提供最低光强，而在全部八个区中提供最大光强。通过以不连续的顺序显示这些区，例如以随机的顺序显示，降低显示器的闪烁。因此这个闪烁程度的降低与象素的亮度级相关，并没有减少上述与一整条象素线的扫描，例如行扫描相关的问题。

发明概述

本发明针对解决或至少减少上述问题，该问题与眼急动时导致闪烁的黑色“断开象素”的堆积或导致亮线的明亮“导通象素”的堆积有关，即，当从眼角观看显示器而不聚焦时，或在扫描显示器的行期间移动显示器或眼睛时。本发明由所附的权利要求定义。从属权利要求定义了有利的实施方式。

利用扫描显示器中的线的方法解决这些问题，该方法包括下述步骤：选择要扫描的线、扫描这些线以及改变线的选择和扫描从而减少人眼对由扫描引起的能量变化的跟踪。这些问题还可以利用显示控制设备和包括这样的显示控制设备的电子设备解决，该显示控制设备包括线驱动单元和控制单元。设置该控制单元以改变对要扫描的线的选择，并且控制线驱动单元以扫描所选的线从而减少人眼对由扫描引起的能量变化的跟踪。该显示器可以是有机LED显示器，以及任何其它类型的显示器，例如场发射显示器(FED)，这些显示器在扫描的同时结合了与要显示的平均光强相关的较高的象素峰值光强比。

如果该方法进一步包括下述步骤则是有利的，该步骤包括：在显示器的帧中根据不连续选择准则而选择要扫描的线，扫描所选线，根据不连续选择准则连续选择其它线以及扫描其它线直到至少显示器的一组线在该帧期间受到扫描，其中不连续选择准则提供至少两个不同的步长以当在该组中选择线时使用。

本发明的这个第一实施方式针对解决在眼急动期间，即，当从眼角观看显示器而不聚焦时，在扫描或激励一整条象素线期间，或在扫描期间移动显示器或移动眼睛时出现的亮线的问题。

如果该方法进一步包括下述步骤则也是有利的，该步骤包括：对于第一帧选择第一选择准则，使用所述对第一帧的准则，对第二帧选择第二选择准则并使用所述对第二帧的准则，从而在帧之间改变行的选择和扫描。

第二实施方式针对解决堆积黑色断开象素的问题，这个问题使眼睛察觉到眼急动时的闪烁，即，当从眼角观看显示器而不聚焦时，或在扫描或激励一整条象素线期间发生移动显示器或移动眼睛时。

这些问题还可以利用包括线驱动单元和控制单元的显示控制设备解决，其中设置该控制单元以改变要扫描的线的选择，并控制该线驱动单元以扫描所选的线，从而减少人眼对由扫描引起的能量变化的跟踪。该控制设备可以是带有或没有外围部件的电子单元、电路或一个或多个集成电路。

如果是下述的话则是有利的，即设置该控制单元以选择第一不连续选择准则，在至少第一帧期间使用所述第一准则，选择第二不连续选择准则并且在至少第二帧期间使用所述第二准则，从而在帧之间改变行的选择和扫描。这个实施方式针对解决与第二实施方式相同的问题。

本发明意在提供人眼不可跟踪的线扫描，从而刺激亮线或避免通常由线扫描引起的其它闪烁。

这里使用的表示线打算包括在显示器上任何方向上的线，即，在行向上或列向上。

参考下文所述的实施方式本发明的上述和其它方面将是显而易见的并得到了阐明。

附图简述

关于附图将进一步描述本发明，其中：

图1示出根据本发明的电子设备，

图2示出根据本发明的显示控制设备的方块图，

图3示出为了解释本发明第一实施方式的原理，将显示器划分成一组行的第一划分，

图4示出为了解释本发明第一实施方式的替换实施方式的原理，将显示器划分成不同组行的第二划分，

图5示出根据第一实施方式的方法的流程图，

图6示出显示器的LCD层和背光层的侧视图，

图7示出用于背照射显示器的显示控制设备的方块图，以及

图8示出根据本发明第二实施方式的方法的流程图。

发明详述

在图1中示出了装备有显示器12的蜂窝式电话形式的电子消费设备10，该显示器优选是无源寻址有机LED矩阵显示器。该有机LED显示器可以是小分子或聚合物LED矩阵显示器。用户用眼睛14观察显示器的扫描线。当用户观察设备10的屏幕的时候发生眼急动时，即，从不聚焦的眼角观察，或当他眨眼或观看显示器而以恒定速度移动显示器或眼睛时，当根据如将在下面阐明的本发明施加扫描计划时他将不能跟踪发光的线。在该图中，用户在通常的扫描方向上移动他的眼睛，该方向用箭头表示。

图2示出了根据本发明的显示控制设备的方块图。该显示控制设备包括图象存储器16，该存储器包含关于如何显示显示器的每个象素的数据。该图象存储器的内容通过如用户和来自用户的多种输入激励的功能一样的事物以及屏幕的通常布局而决定，是本领域内公知的。这个信息可以包括例如颜色和亮度的东西。该设备更进一步包括列驱动单元20形式的第一线驱动单元，该列驱动单元连接在图象存储器16和显示器12之间。该设备还包括线驱动单元18形式的第二线驱动单元，该线驱动单元与显示器12相连。进一步有与图象存储器16、列驱动单元20和行驱动单元18相连的定时和控制单元22。该定时和控制单元优选以处理器的形式提供，该处理器具有包含用于提供行选择方案的程序代码的相关程序存储器。如前所述，图象存储器16包括关于如何显示显示器的全部象素的数据。图象存储器以本领域公知的方式从电话其它部分接收这个信息，例如从移动式电话的接收部分、电视接收器，或者从任何输入设备以正确的形式输入该信息。每帧对全部象素激励一次。这通过定时和控制单元22控制图象存储器16以便向列驱动单元20提交关于各个象素行的数据，然后向行驱动单元18提供用于扫描的信号选择行而实施。当选择了一行时，列驱动单元20将从图象存储器16接收到的象素图形施加给列，并且扫描或激励行从而照亮象素。这如何实施是本领域非常公知的，并且在这里将不进一步描述。然而不公知的是选择行的方法，它是本发明第一实施方式的主题。

现在将参考图3描述本发明的第一实施方式，图3示出了显示器12的行。显示器典型地具有2N行，其中N可以是例如50。因此显示器可以看成包含从1到2N连续记数的一组行。根据一种已知的扫描技术，会从第1行到第2N行顺序扫描各行，而不跳行。那么顺序选择的行之间的距离会是恒定的。根据第一实施方式，采用另一种行选择的方法。首先选择显示器中间的一行，第N行，然后对其进行扫描。此后通过在所选行向下的方向上减1以及在所选行向上的方向上加1选择N-1行和N+1行并对其进行扫描。然后以交替增长和减少的顺序扫描各行直到扫描完一帧中的全部行。这样，就提供了不连续扫描方案，即，不以连续的扫描顺序选择行。顺序选择的行之间的距离也不同，即，在彼此之后选择的行之间的距离变化。这可以看成是一种改变顺序选择的行之间的扫描步长的方法。以这种方式，已经改变了对行的选择和扫描从而使人眼不能跟踪行扫描。还有恒定改变的扫描方向，它使眼睛不能跟踪闪烁。由于在是眼急动时移动眼睛或显示器的同时扫描行，因此用户不会注意到出现的闪烁。在这个例子中，在以临界速度恒定移动期间，眼睛中合计的闪烁的数量被减半了。

现在将关于图5对根据第一实施方式的扫描行的方法，也可以认为是实施本发明的优选模式进行说明。当已经扫描了2n行的一组时，该方法包括下面的步骤：

-在步骤30中，将第一行计数器RC1设定成值N，

-在步骤32中，扫描第N行。

-在步骤34中，将第二行计数器RC2设定成第一行计数器RC1的值，即设定成值N。

-在步骤36中，将第二行计数器RC2的值设定成它在先值-1。

-在步骤38中，扫描相应于第二行计数器RC2的值的行。

-在步骤40中，将第一行计数器RC1设定成它在先值+1。

-在步骤42中，扫描相应于第一行计数器RC1的值的行。

-在步骤44中，检查是否已经扫描了该组的全部行：

-如果否，用N表示，然后重复步骤36直到44并包括步骤44。

-如果是，用Y表示，在步骤45中结束该方法，用END表示。

然后可以从步骤30开始对全部连续的帧重复该方法。在上述方案中，有不连续的扫描方案，即，用于扫描的所选行不是连续的行。因此连续或顺序选择的行之间的步长是不同的。这样就改变了对行的选择和扫描，从而使人眼不能跟踪行扫描。这样在连续选择的行之间，即，在彼此之后选择的行之间就有不同的距离或步长，还有不同的扫描方向，即，可在向上和向下的方向中交替地实施扫描。

根据所述的实施方式，具有两个连续的行与如上所述的眼睛或显示器的恒定运动相一致的机会。然而堆积的亮度被减半，这减少了问题。

这样描述了本发明的优选实施方式。然而，有很多可以变化本发明的方法。现在将关于图4描述本发明第一实施方式的一种第一变化。在这个称为分屏显示器的显示器中，该显示器被分成两组行，其中第一组从1行开始到N行结束，第二组从N+1行开始到2N行结束。连续地或并行地对于每组的行实施上述选择行的方法。这将意味着在第一组中N/2行会首先被扫描，接着交替扫描更低和更高顺序的行，直到扫描完1行和N行。以同样的方法，在第二组中会首先扫描3N/2行，接着交替扫描更低和更高顺序的行直到扫描完第二组中的N+1行和2N行。采用连续选择意味着在该方法中首先扫描第一组的行，接着扫描第二组的行。采用并行扫描意味着同时扫描第一组中的行和第二组中的行。还可以以这样的方法实施同时扫描，即，当在向第一组中较低顺序号的方向上扫描行时，同时在向第二组中较高顺序号的方向上扫描行。然而却在同一帧中扫描全部的行。扫描更多平行设置的不同组的行是可能的。

有更多的方法可以变化本发明的第一实施方式。可能利用完全随机的行选择。这里的定时和控制单元将包括随机数发生器，该发生器用于选择未扫描的行进行扫描。在这种情况下，在一些所选行之间可能存在相同的步长，但至少要在不同行之间采用两个不同的步长。

可能进一步采用其它类型的扫描顺序。可以有一种扫描顺序，其中当在一个方向上进行扫描时行之间的距离是双倍的。例如，可以实施1、2、4、8、16、32、64行等等直到2N行的扫描，然后采用同类方案在反向上进行扫描。对于一个帧中全部未扫描的行重复该方案直到扫描完全部的行。该方案当然也可以以如上所述的同样方法用于两组或更多组的行，用于连续寻址或并行寻址。也可能结合两个不同的方向，在这两个方向中可以以与第一实施方式中所述的方式类似的方式交替实施向上和向下的扫描。如果扫描的行之间的距离具有另一增长顺序，例如扫描的行之间距离的三倍，也可能进行扫描。

进一步的变化是扫描第一组连续的行，例如，1、2和3行，接着扫描第二组的行，例如7、8和9行，以及扫描第三组的行，例如4、5和6行等等。这里，一组行中的各行之间具有第一步长，在一组的最后一行与下一组中第一行之间具有另一步长。这意味着选择准则为连续选择的行提供至少两个不同的步长。在一个实施方式中，还有不同组的行之间的变化的步长。

通常第一实施方式的这三个最后所述的变化中的每一个都可以与分屏扫描结合。

这些仅仅是可以采用的全部扫描方案中的几个。重要的是不可能跟踪扫描的行，这可能出现简单的显示器运动或简单的眼睛运动，或者在眼急动期间。这样，就具有连续扫描行之间的变化的距离和变化的步长，从而使用户在从眼角观看显示器时不会看见线的运动。对于每个选择准则来说，使用至少两个不同的步长来在一组行中选择要扫描的行。

当显示器显示具有很多被照亮的象素的不运动图象时，上述问题是最突出的。在黑白显示器中，这将意味着许多象素正在将彩色显示成白色。然而，该影响对于较低的光强来说也是明显的，例如具有代替的灰色背景或当显示其它颜色时。

根据第一实施方式的本发明也可以用于改变用在显示器上的背光。图6示出了蜂窝式电话中显示器的侧视图，该蜂窝式电话配备有位于透明背光层46顶部的LCD层12。在该LCD层上，根据较早所述的原理显示信息。该背光层46用于照亮显示器，例如，当使用显示器的环境黑暗时。

在图7中示出了用于扫描背照亮显示器的行的设备的方块图。这里该背光层46被分成若干段，从而使每个段都可以看作形成用灯照亮的一条线。在图7中，有六个发光二极管形式的灯48、50、52、54、56和58。很明显也可以替换其它类型的灯。还有与灯相连的控制单元60，该控制单元控制线扫描。这个控制单元是组合控制和线驱动单元。

如果背光照亮该显示器，那么控制单元60就根据不连续选择准则来选择要扫描的线，例如根据较早所述的任何一种准则。在一个帧期间扫描全部的线。这样，就不以眼睛可以跟踪的连续顺序对这些线进线扫描。

在所述实施方式中，用于背光照射的控制单元与用于LCD层的定时和控制单元不同。然而它可以是同样的控制单元。自然也可以有多于或少于六个的灯。该原理也可以进一步用于前照亮显示器。

因此，本发明的第一实施方式和所述的变化避免了眼睛检测到扫描亮线的可能性。

在本发明的第二实施方式中，不同的行扫描方案提供给不同的帧。在第一帧期间，采用第一方案，例如所述的优选方案。在第二帧期间，采用另一个方案，例如前述具有扫描行之间双倍距离的方案。这样，对于不同的帧可以实施各种扫描方案之间的切换。可以对每个帧实施所述切换；一个方案可以用于多个帧，接着另一个方案用于其它几个帧等等。这种切换的可能变化是数不过来的。这样该定时和控制单元就保持在方案之间切换时的跟踪。将关于图8更详细地描述这个第二实施方式，图8示出了所述方法的流程图。用于实施该方法的设备是图2中的设备。

首先步骤62，该定时和控制单元选择将用于第一数量帧X的第一行选择准则以及选择将用于第二数量帧Y的第二行选择准则。这个数量优选是相等的，但这不是必须的。该数量可以进一步大大地不同，从一个帧到几十或成百个帧。此后步骤64，通过定时和控制单元，将第一帧计数器FC1设定成对其将采用第一准则的所选数量帧X，将第二帧计数器FC2设定成对其将采用第二准则的所选数量帧Y。接着步骤66，定时和控制单元根据第一准则选择行，使行驱动单元在这些帧中的第一帧期间扫描所选的行，并将第一帧计数器FC1减少1。步骤68，如果第一帧计数器FC1没有达到0，则继续步骤66根据第一准则进行的选择和扫描。如果步骤68中FC1达到了0，则进行步骤70，定时和控制单元将选择准则切换到第二行选择准则，根据这个准则选择行，使行驱动单元在第一帧期间扫描如此选择的行并从第二帧计数器FC2中减少1。步骤72，如果FC2没有达到0，则进行步骤70，定时和控制单元根据第二准则继续选择行并继续使行驱动单元扫描这些所选行。步骤72，如果FC2达到0，则进行步骤64，定时和控制单元再次将FC1和FC2设定成原始设定值，并继续运行步骤66-72。

有若干对本发明的这个第二实施方式的可能变化。这些所选的方案优选是根据本发明的第一实施方式采用的方案。然而这不是必须的。其它方案也是可能的，例如隔行和连续行选择。也可能在两个以上不同的准则之间交替变化。最后还可能改变对准则的选择和帧的数量，在这些帧期间，在开始扫描之后采用准则。

也可能用下面的方法变化本发明的第二实施方式。根据数据内容或操作模式可以采用不同的选择准则。例如当文本是滚动时可以采用一种准则，当要显示图形时可以采用另一种准则，当显示器处于待机模式时可以采用另一种准则。

由于这个第二实施方式和所述的变化，避免了由于堆积黑色“断开象素”引起的对闪烁的检测。

本发明并不局限于结合无源矩阵有机LED矩阵显示器使用，而是可以用于任何类型的具有高峰值象素亮度的显示器。其它类型的显示器的例子是PDP、OLED、EL和CRT。可以进一步结合具有扫描背光的有源矩阵寻址LCD显示器提供该第二实施方式及其变化，在该显示器中增加黑光顺序的数量。

本发明也不局限于类似蜂窝式电话的电子设备，而可以在例如掌上电脑、笔记本电脑、电子游戏机、电视和标准计算机的任何类型电子设备中实施。该电子设备也可以是包括显示器、线驱动单元和控制单元的显示模块。最后，同样对于代替行的列来说也可以采用相同类型的扫描。

应该注意的是，上述实施方式说明而不是限制本发明，本领域的技术人员将可以在不脱离所附权利要求的范围而设计很多可替换的实施方式。在这些权利要求中，任何位于括号中的附图标记都不应该解释成限制权利要求。词“包括”不排除除了权利要求中所列的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件之前的词“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在。本发明可以通过包括多个特殊元件的硬件和通过适当的程序控制计算机实施。在列举的多种装置的设备权利要求中，若干个装置可以具体化成硬件中的一个和相同的部件。仅仅就准则测量被列举在相互不同的从属权利要求中这个事实并不表明这些测量的组合不是有利的。

Claims (18)

1、一种在显示器中扫描线的方法，该方法包括下面的步骤：

选择要扫描的线，

扫描这些线，以及

改变对这些线的选择和扫描从而减少人眼对由于扫描引起的能量变化的跟踪。

2、根据权利要求1的方法，进一步包括：

根据不连续选择准则，在显示器的一个帧期间选择要扫描的线，

扫描所选的线，

根据该不连续选择准则继续选择其它线，以及

扫描其它线，直到在该帧期间扫描完显示器的至少一组线，

其中该不连续选择准则提供至少两个当在该组中选择线时采用的不同步长。

3、根据权利要求2的方法，其中该组线包括显示器的一组连续线，该组连续线少于显示器的全部线。

4、根据权利要求2的方法，其中该组线包括显示器的全部线。

5、根据权利要求2的方法，其中该不连续选择准则包括选择在第一线和最后一线之间的线，然后交替选择相对于选择的第一线而言较低顺序的线和较高顺序的线，直到扫描完该组线的全部线。

6、根据权利要求2的方法，包括改变该组内的至少一些顺序选择的线之间的扫描方向的步骤。

7、根据权利要求2的方法，其中该步长在顺序选择的线或线组之间变化。

8、根据权利要求2的方法，其中不连续选择准则包括对尚未扫描的线的随机选择。

9、根据权利要求3的方法，进一步包括第二组线，所述第二组线也包括第一线和最后一线，在该第二组线上执行选择、继续选择和扫描步骤。

10、根据权利要求9的方法，包括改变该组内至少一些顺序选择的线之间的扫描方向的步骤。

11、根据权利要求9的方法，其中不连续选择准则包括在第一组的第一线和最后一线之间选择一条线，然后交替地选择相对于所选第一线而言较低顺序的线和较高顺序的线，直到扫描完该第一组的全部线，以及在第二组的第一线和最后一线之间选择一条线，然后交替选择相对于在第二组中选择的第一线而言较低顺序的线和较高顺序的线，直到扫描完该第二组线的全部线。

12、根据权利要求11的方法，其中同时选择第一组中较低顺序的线和第二组中较高顺序的线，以及同时选择第一组中较高顺序的线和第二组中较低顺序的线。

13、根据权利要求9的方法，其中不连续选择准则包括对每组中尚未扫描的线分别进行随机化选择。

14、根据权利要求1的方法，包括对于第一帧选择第一选择准则，对于该第一帧利用所述准则，对于第二帧选择第二选择准则并对于该第二帧利用所述第二准则，从而使线的选择和扫描在帧之间可以变化。

15、显示控制器(1)，包括：

线驱动单元，和

控制单元，

其中该控制单元设置成可以改变对要扫描线的选择，以及可以控制该线驱动单元以扫描所选的线，从而减少人眼对由于扫描引起的能量变化的跟踪。

16、根据权利要求15的设备，其中该控制单元设置成根据不连续选择准则在显示器的一个帧期间选择要扫描的线，以及控制线驱动单元以扫描显示器的所选线，直到在该帧期间扫描完显示器全部线中的至少一组，其中该不连续选择准则提供至少两个当在该组中选择线时采用的不同的步长。

17、根据权利要求15的设备，其中该控制单元设置成选择第一不连续选择准则，在至少第一帧期间使用所述第一准则，选择第二不连续选择准则以及在至少第二帧期间使用所述第二准则，从而使线的选择和扫描可以在帧之间变化。

18、一种包括显示器和显示控制设备的电子设备，其中该显示控制设备包括：

线驱动单元和

控制单元，

其中该控制单元设置成改变对要扫描的线的选择，以及控制线驱动单元以扫描所选的线，从而减少人眼对由于扫描引起的能量变化的跟踪。

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