TWI731587B - 顯示控制方法以及顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種顯示控制方法以及顯示裝置，顯示控制方法包含有接收一垂直同步信號；根據該垂直同步信號計算出一畫面更新率；將該畫面更新率與一臨限值進行比較以產生一比較結果；以及根據該比較結果產生一背光控制信號以控制該顯示裝置之一背光模組之光源。

Description

顯示控制方法以及顯示裝置
本發明係關於一種顯示控制方法以及顯示裝置，尤指一種可提升影像輸出品質的顯示控制方法以及顯示裝置。
隨著科技的發展與產業的進步，配置有平面顯示器的各式電子產品已成為使用者生活中不可或缺的一部分，例如行動電話、電視、平板電腦、穿戴式裝置、筆記型電腦等等。電子產品在使用時可透過所配置的平面顯示器來播放顯示影像，讓使用者觀看。由於平面顯示器運作時常會發生畫面不清楚以及動態模糊(motion blur)的問題而讓使用者容易看到殘影，進而造成使用者的不適。在此情況下，可利用動態影像響應時間(moving picture response time，MPRT)方式來解決上述問題。然而，傳統顯示裝置必須在固定的畫面更新率(refresh rate，RR)的情況下才能使用動態影像響應時間方式來處理影像資料。有鑑於此，習知技術實有改進之必要。
為了解決上述之問題，本發明提供一種可提升影像輸出品質的顯示控制方法以及顯示裝置，以解決上述問題。
本發明提供一種顯示控制方法，用於一顯示裝置，包含有：接收一垂直同步信號；根據該垂直同步信號計算出一畫面更新率；將該畫面更新率與一臨限值進行比較以產生一比較結果；以及根據該比較結果產生一背光控制信號以控制該顯示裝置之一背光模組之光源。
本發明另提供一種顯示裝置，包含有：一背光模組；以及一顯示控 制器，用來接收一垂直同步信號並根據該垂直同步信號計算出一畫面更新率；其中，該顯示控制器將該畫面更新率與一臨限值進行比較，以產生一比較結果，並且根據該比較結果產生一背光控制信號以控制該背光模組之光源。
1:電子系統
2:流程
10:主機
20:顯示裝置
202:顯示控制器
2022:縮放控制器
2024:處理器
204:顯示面板
206:背光模組
F1,F2,F3:畫面
I2,I3:驅動電流
IMG_IN:輸入影像信號
IMG_OUT:顯示影像信號
PWM1,PWM2,PWM3:背光控制信號
RE1,RE2:上升緣
S200,S202,S204,S206,S208,S210:步驟
TON1,TON2,TON3:導通時間
V2,V3:驅動電流
VSYNC:垂直同步信號
第1圖為本發明實施例之一電子系統之示意圖。
第2圖為本發明實施例之一流程之示意圖。
第3A圖與第3B圖為背光模組之光源之導通時間之實施例示意圖。
第4A圖與第4B圖為背光模組之光源之驅動電流之實施例示意圖。
第5A圖與第5B圖為背光模組之光源之驅動電壓之實施例示意圖。
第6圖為第1圖之顯示控制器之一變化實施例示意圖。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來做為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來做為區分的準則。在通篇說明書及後續的申請專利範圍當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。以外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
請參考第1圖，第1圖為本發明實施例之一電子系統1之示意圖。電子系統2包含有一主機10以及一顯示裝置20。電子系統1可為行動通訊裝置、電視、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦、穿戴式裝置、嵌入式系統產品，但不以 此為限。主機10用來提供垂直同步信號與輸入影像信號。主機10可為具有一微處理器(microprocessor)、一中央處理器或一圖形處理器(Graphic Processing Unit，GPU)之圖形卡裝置，但不以此為限。顯示裝置20包含有一顯示控制器202、一顯示面板204以及一背光模組206。顯示控制器202可由一縮放控制器(scaler)所實現，但不以此為限。顯示面板204耦接於顯示控制器202。顯示面板204可以是液晶顯示器(Liquid-crystal Display，LCD)，但不以此為限。背光模組206耦接於顯示控制器202。背光模組206包含有至少一個複數光源，用以發射光線。例如所述光源可由發光二極體(Light Emitting Diode，LED)、有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode，OLED)、微發光二極體(Micro Light Emitting Diode，μLED)或是其他任何可發射光線之裝置來實現。所述光源點亮時其所發射之光線照射至顯示面板204。
關於電子系統1之運作方式，請參考第2圖，第2圖為本發明實施例之一流程2之示意圖。第2圖所示流程主要是對應於第1圖之電子系統1的操作。流程2包含以下步驟：
步驟S200：開始。
步驟S202：接收垂直同步信號。
步驟S204：根據垂直同步信號計算出畫面更新率(refresh rate，RR)。
步驟S206：將畫面更新率與臨限值進行比較以產生比較結果。
步驟S208：根據比較結果產生背光控制信號以控制背光模組之光源。
步驟S210：結束。
根據流程2，於步驟S202中，電子系統1運作於一可變畫面更新率(variable refresh rate，VRR)模式。主機10傳送一垂直同步信號VSYNC與一輸入影像信號IMG_IN至顯示控制器202。顯示控制器202接收垂直同步信號VSYNC與輸入影像信號IMG_IN。其中垂直同步信號VSYNC可用於指示畫面的起始與結 束。例如，如第3A圖所示，垂直同步信號VSYNC上升緣RE1表示畫面F1之開始，上升緣RE2表示畫面F1之結束以及畫面F2之開始，依此類推。顯示控制器202可對輸入影像信號IMG_IN進行相關影像處理(例如影像縮放處理)以產生一顯示影像信號IMG_OUT，並將垂直同步信號VSYNC以及顯示影像信號IMG_OUT提供至顯示面板204顯示。
於步驟S204中，顯示控制器202根據所接收到之垂直同步信號VSYNC計算出一畫面更新率。顯示控制器202偵測所接收到之垂直同步信號VSYNC之一第一畫面之開始點以及結束點。顯示控制器202計算出第一畫面之開始點與結束點之間的時間長度以得到一畫面時間長度，並計算前述畫面時間長度的倒數以得到一畫面更新率。其中所述第一畫面可為目前畫面。例如，如第3A圖所示，顯示控制器202偵測到垂直同步信號VSYNC之上升緣RE1以及RE2，其中脈波之上升緣RE1表示畫面F1的開始點，脈波之上升緣RE2表示畫面F1的結束點以及畫面F2的開始點。接著，顯示控制器202計算出垂直同步信號VSYNC之上升緣RE1與垂直同步信號VSYNC之上升緣RE2之間的時間長度為11毫秒(ms)。顯示控制器202計算出11ms的倒數為90赫茲(Hz)。此時，畫面更新率即為90Hz。例如，如第3B圖所示，顯示控制器202偵測到垂直同步信號VSYNC之上升緣RE1以及RE2。顯示控制器202計算出垂直同步信號VSYNC之上升緣RE1與垂直同步信號VSYNC之上升緣RE2之間的時間長度為5.5ms。顯示控制器202計算出5.5ms的倒數為180Hz。此時，畫面更新率即為180Hz。
於步驟S206中，顯示控制器202將畫面更新率與一臨限值進行比較，以產生一比較結果。於步驟S208中，顯示控制器202根據比較結果產生背光控制信號以控制背光模組之光源。如此一來，顯示面板204根據垂直同步信號VSYNC來顯示顯示影像信號IMG_OUT，且背光模組206之光源依據相應之背光控制信號來進行相應啟閉運作。
於步驟S208中，當步驟S206之比較結果顯示所述畫面更新率小於臨限值時，顯示控制器202產生一背光控制信號PWM1至背光模組206以控制背光模組206之光源。其中背光控制信號PWM1可為一一般背光調光控制信號。例如，背光控制信號PWM1可為一脈波寬度調變調光(Pulse Width Modulation(PWM)dimming，PDIM)信號或一振幅調光(amplitude dimming，ADIM)信號。背光模組206之光源依據背光控制信號PWM1在後續的畫面期間進行導通(開啟)(turn on)與關閉(turn off)運作。於步驟S206之比較結果顯示所述畫面更新率大於或等於臨限值時，顯示控制器202可根據畫面更新率動態調整背光控制信號PWM1以產生一調整後之背光控制信號以提供至背光模組206來控制背光模組206之光源。背光模組206之光源依據調整後之背光控制信號PWM1在後續的畫面期間進行開啟與關閉運作。也就是說，本實施例於當前所偵測到之畫面更新率小於臨限值時產生一般背光調光控制信號之背光控制信號以控制背光模組206之光源，並且於當前所偵測到之畫面更新率大於或等於臨限值時產生不同於背光控制信號PWM1之背光控制信號來控制背光模組206之光源。
在一實施例中，於步驟S206之比較結果顯示所述畫面更新率大於或等於臨限值時，顯示控制器202可根據畫面更新率動態調整背光控制信號PWM1以產生一背光控制信號PWM2以提供至背光模組206來控制背光模組206之光源。其中，背光模組206之光源依據背光控制信號PWM2於一第二畫面期間中的每一開啟與關閉週期(cycle of turning on/off)之導通時間(turn on duration)大於背光模組206之光源依據背光控制信號PWM1於第二畫面期間中的每一開啟與關閉週期之導通時間。其中所述第一畫面可為目前畫面，所述第二畫面可為接續於第一畫面之後的畫面。例如，如第3A圖所示，假設臨限值為85Hz，若於步驟S204依據畫面F1所計算出之畫面更新率為75Hz，則顯示控制器202產生背光控制信號PWM1以供控制背光模組206之光源。若於步驟S204依據畫面F1所計算 出之畫面更新率為90Hz，則顯示控制器202產生背光控制信號PWM2以供控制背光模組206之光源。在此情況下，如第3A圖所示，背光模組206之光源依據背光控制信號PWM1於畫面F2期間中的每一開啟與關閉週期之導通時間TON1為25微秒(μs)。背光模組206之光源依據背光控制信號PWM2於畫面F2期間中的每一開啟與關閉週期之導通時間TON2為2ms。
在一實施例中，背光模組206之光源之開啟與關閉之切換頻率係有關於背光控制信號之脈波頻率。背光模組206之光源依據背光控制信號PWM2於第二畫面期間中的開啟與關閉之切換頻率小於背光模組206之光源依據背光控制信號PWM1於第二畫面期間中的開啟與關閉之切換頻率。例如，如第3A圖所示，背光模組206之光源依據背光控制信號PWM1於畫面F2期間中的開啟與關閉之切換頻率為20kHz，即每50μs期間導通一次。背光模組206之光源依據背光控制信號PWM2於畫面F2期間中的開啟與關閉之切換頻率為90Hz，即每11ms期間導通一次。
進一步地，於步驟S208中，於所述畫面更新率大於或等於臨限值時，顯示控制器202可根據畫面更新率動態調整背光控制信號PWM1以產生一調整後之背光控制信號以提供至背光模組206來控制背光模組206之光源。例如，當所述畫面更新率為一第一值且所述第一值大於臨限值時，顯示控制器202根據畫面更新率動態調整背光控制信號PWM1以產生一背光控制信號PWM2以提供至背光模組206來控制背光模組206之光源。背光模組206之光源依據背光控制信號PWM2於第二畫面期間中的開啟與關閉之切換頻率可等於所述第一值，亦可依據系統需求做相應設計。當所述畫面更新率為一第二值且所述第二值大於臨限值與第一值時，顯示控制器202根據畫面更新率動態調整背光控制信號PWM1以產生一背光控制信號PWM3以提供至背光模組206來控制背光模組206之光源。背光模組206之光源依據背光控制信號PWM3於第二畫面期間中的開啟與關閉之切換 頻率可等於所述第二值，亦可依據系統需求做相應設計。在一實施例中，背光模組206之光源依據背光控制信號PWM2於第二畫面期間中的總導通時間大於背光模組206之光源依據背光控制信號PWM3於第二畫面期間中的總導通時間。例如，如第3A圖所示，背光模組206之光源依據背光控制信號PWM2於畫面F2期間中的總導通時間為TON2(即2ms)。如第3B圖所示，背光模組206之光源依據背光控制信號PWM3於畫面F2期間中的總導通時間為TON3(即1ms)。此時TON2>TON3。
在一實施例中，背光模組206之光源依據背光控制信號PWM2於第二畫面期間中的總導通時間等於背光模組206之光源依據背光控制信號PWM3於第二畫面期間中的總導通時間並且依據背光控制信號PWM2於第二畫面期間中用於驅動背光模組206之光源之一驅動電流I2大於依據背光控制信號PWM3於第二畫面期間中用於驅動背光模組206之光源之一驅動電流I3。例如，如第4A圖所示，背光模組206之光源依據背光控制信號PWM2於畫面F2期間中的總導通時間TON2為1ms，且依據背光控制信號PWM2於第二畫面期間中用於驅動背光模組206之光源之驅動電流I2為50毫安培(mA)。如第4B圖所示，背光模組206之光源依據背光控制信號PWM3於畫面F2期間中的總導通時間TON3為1ms，且依據背光控制信號PWM3於第二畫面期間中用於驅動背光模組206之光源之驅動電流I3為25mA。此時，TON2=TON3且I2>I3。
在一實施例中，背光模組206之光源依據背光控制信號PWM2於第二畫面期間中的總導通時間等於背光模組206之光源依據背光控制信號PWM3於第二畫面期間中的總導通時間並且依據背光控制信號PWM2於第二畫面期間中用於驅動背光模組206之光源之一驅動電壓V2大於依據背光控制信號PWM3於第二畫面期間中用於驅動背光模組206之光源之一驅動電壓V3。例如，如第5A圖所示，背光模組206之光源依據背光控制信號PWM2於畫面F2期間中的總導通時 間TON2為1ms，且依據背光控制信號PWM2於第二畫面期間中用於驅動背光模組206之光源之驅動電壓V2為5伏特(V)。如第5B圖所示，背光模組206之光源依據背光控制信號PWM3於畫面F2期間中的總導通時間TON3為1ms，且依據背光控制信號PWM3於第二畫面期間中用於驅動背光模組206之光源之驅動電壓V3為3.3V。此時，TON2=TON3且V2>V3。
請參考第6圖，第6圖為第1圖中之顯示控制器202之一變化實施例示意圖。如第6圖所示，顯示控制器202包含一縮放控制器2022以及一處理器2024。縮放控制器2022可自主機10接收垂直同步信號VSYNC與輸入影像信號IMG_IN。縮放控制器2022可對輸入影像信號IMG_IN進行相關影像處理(例如影像縮放處理)以產生一顯示影像信號IMG_OUT，並將垂直同步信號VSYNC以及顯示影像信號IMG_OUT傳送至顯示面板204。顯示面板204依據垂直同步信號VSYNC來顯示顯示影像信號IMG_OUT。縮放控制器2022可將垂直同步信號VSYNC傳送至處理器2024。處理器2024可依據垂直同步信號VSYNC執行步驟S204、206與S208。
綜上所述，本實施例可於目前畫面期間根據垂直同步信號計算出畫面更新率，再依據畫面更新率產生相應背光控制信號以控制背光模組之光源。換言之，本實施例可在系統運作於可變畫面更新率模式的情況下，利用動態影像響應時間方式來調整背光模組的運作，如此一來，將可實現節能、防止畫面撕裂、低延遲以及畫面清晰等優點，進而提供最佳的動態影像輸出品質。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
2:流程
S200,S202,S204,S206,S208,S210:步驟

Claims (18)

  1. 一種顯示控制方法，用於一顯示裝置，包含有：接收一垂直同步信號；根據該垂直同步信號計算出一畫面更新率；將該畫面更新率與一臨限值進行比較以產生一比較結果；以及根據該比較結果產生一背光控制信號以控制該顯示裝置之一背光模組之光源，其中於該比較結果顯示該畫面更新率大於或等於該臨限值時，根據該畫面更新率動態調整一第一背光控制信號以產生一第二背光控制信號以控制該背光模組之光源；其中，該背光模組之光源依據該第二背光控制信號於一第二畫面期間中的每一開啟與關閉週期之導通時間大於該背光模組之光源依據該第一背光控制信號於該第二畫面期間中的每一開啟與關閉週期之導通時間；或其中，該背光模組之光源依據該第二背光控制信號於該第二畫面期間中的開啟與關閉之切換頻率小於該背光模組之光源依據該第一背光控制信號於該第二畫面期間中的開啟與關閉之切換頻率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示控制方法，其中根據該垂直同步信號計算出該畫面更新率之步驟包含有：偵測該垂直同步信號之一第一畫面之一開始點以及一結束點；計算該第一畫面之該開始點與該結束點之間的長度以得到一畫面時間長度；以及計算該畫面時間長度的倒數以得到該畫面更新率。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示控制方法，其中根據該比較結果產生該背光控制信號以控制該顯示裝置之該背光模組之光源之步驟更包含有： 於該比較結果顯示該畫面更新率小於該臨限值時，產生該第一背光控制信號以控制該背光模組之光源。
  4. 一種顯示控制方法，用於一顯示裝置，包含有：接收一垂直同步信號；根據該垂直同步信號計算出一畫面更新率；將該畫面更新率與一臨限值進行比較以產生一比較結果；以及根據該比較結果產生一背光控制信號以控制該顯示裝置之一背光模組之光源，其中於該畫面更新率為一第一值且該比較結果顯示該第一值大於或等於該臨限值時，根據該畫面更新率動態調整一第一背光控制信號以產生一第二背光控制信號；以及於該畫面更新率為一第二值、該比較結果顯示該第二值大於該臨限值且該第二值大於該第一值時，根據該畫面更新率動態調整該第一背光控制信號以產生一第三背光控制信號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示控制方法，其中更包含有：該背光模組之光源依據該第二背光控制信號於一第二畫面期間中的總導通時間大於該背光模組之光源依據該第三背光控制信號於該第二畫面期間中的總導通時間。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之顯示控制方法，其中更包含有：該背光模組之光源依據該第二背光控制信號於一第二畫面期間中的總導通時間等於該背光模組之光源依據該第三背光控制信號於該第二畫面期間中的總導通時間並且依據該第二背光控制信號於第二畫面期間中用於驅動該背光模組之光源之一驅動電流大於依據該第三背光控制信號於該第二畫面期間中用於驅動該背光模組之光源之一驅動電流。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之顯示控制方法，其中更包含有：該背光模組之光源依據該第二背光控制信號於一第二畫面期間中的總導通 時間等於該背光模組之光源依據該第三背光控制信號於該第二畫面期間中的總導通時間並且依據該第二背光控制信號於第二畫面期間中用於驅動該背光模組之光源之一驅動電壓大於依據該第三背光控制信號於該第二畫面期間中用於驅動該背光模組之光源之一驅動電壓。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之顯示控制方法，其中根據該垂直同步信號計算出該畫面更新率之步驟包含有：偵測該垂直同步信號之一第一畫面之一開始點以及一結束點；計算該第一畫面之該開始點與該結束點之間的長度以得到一畫面時間長度；以及計算該畫面時間長度的倒數以得到該畫面更新率。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之顯示控制方法，其中根據該比較結果產生該背光控制信號以控制該顯示裝置之該背光模組之光源之步驟更包含：於該比較結果顯示該畫面更新率小於該臨限值時，產生該第一背光控制信號以控制該背光模組之光源。
  10. 一種顯示裝置，包含有：一背光模組；以及一顯示控制器，用來接收一垂直同步信號並根據該垂直同步信號計算出一畫面更新率；其中，該顯示控制器將該畫面更新率與一臨限值進行比較，以產生一比較結果，並且根據該比較結果產生一背光控制信號以控制該背光模組之光源，其中於該比較結果顯示該畫面更新率大於或等於該臨限值時，該顯示控制器根據該畫面更新率動態調整一第一背光控制信號以產生一第二背光控制信號以控制該背光模組之光源；其中，該背光模組之光源依據該第二背光控制信號於一第二畫面期間中的每 一開啟與關閉週期之導通時間大於該背光模組之光源依據該第一背光控制信號於該第二畫面期間中的每一開啟與關閉週期之導通時間；或其中，該背光模組之光源依據該第二背光控制信號於該第二畫面期間中的開啟與關閉之切換頻率小於該背光模組之光源依據該第一背光控制信號於該第二畫面期間中的開啟與關閉之切換頻率。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中該顯示控制器偵測該垂直同步信號之一第一畫面之一開始點以及一結束點，以及計算該第一畫面之該開始點與該結束點之間的長度以得到一畫面時間長度並計算該畫面時間長度的倒數以得到該畫面更新率。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中於該比較結果顯示該畫面更新率小於該臨限值時，該顯示控制器產生該第一背光控制信號以控制該背光模組之光源。
  13. 一種顯示裝置，包含有：一背光模組；以及一顯示控制器，用來接收一垂直同步信號並根據該垂直同步信號計算出一畫面更新率；其中，該顯示控制器將該畫面更新率與一臨限值進行比較以產生一比較結果，並且根據該比較結果產生一背光控制信號以控制該背光模組之光源，其中於該畫面更新率為一第一值且該比較結果顯示該第一值大於該臨限值時該顯示控制器根據該畫面更新率動態調整一第一背光控制信號以產生一第二背光控制信號，於該畫面更新率為一第二值、該比較結果顯示該第二值大於該臨限值且該第二值大於該第一值時該顯示控制器根據該畫面更新率動態調整該第一背光控制信號以產生一第三背光控制信號。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中該背光模組之光源依據該第二背光控 制信號於一第二畫面期間中的總導通時間大於該背光模組之光源依據該第三背光控制信號於該第二畫面期間中的總導通時間。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中該背光模組之光源依據該第二背光控制信號於一第二畫面期間中的總導通時間等於該背光模組之光源依據該第三背光控制信號於該第二畫面期間中的總導通時間並且依據該第二背光控制信號於第二畫面期間中用於驅動該背光模組之光源之一驅動電流大於依據該第三背光控制信號於該第二畫面期間中用於驅動該背光模組之光源之一驅動電流。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中該背光模組之光源依據該第二背光控制信號於一第二畫面期間中的總導通時間等於該背光模組之光源依據該第三背光控制信號於該第二畫面期間中的總導通時間並且依據該第二背光控制信號於第二畫面期間中用於驅動該背光模組之光源之一驅動電壓大於依據該第三背光控制信號於該第二畫面期間中用於驅動該背光模組之光源之一驅動電壓。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中該顯示控制器偵測該垂直同步信號之一第一畫面之一開始點以及一結束點，以及計算該第一畫面之該開始點與該結束點之間的長度以得到一畫面時間長度並計算該畫面時間長度的倒數以得到該畫面更新率。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中於該比較結果顯示該畫面更新率小於該臨限值時，該顯示控制器產生該第一背光控制信號以控制該背光模組之光源。
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