TWI734206B

TWI734206B - 過驅動方法與系統

Info

Publication number: TWI734206B
Application number: TW108135646A
Authority: TW
Inventors: 吳東穎
Original assignee: 奇景光電股份有限公司
Priority date: 2019-10-02
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2021-07-21
Also published as: TW202116050A

Abstract

一種過驅動方法，包含(a)比較目前資料灰階與先前資料灰階與一預設灰階值；(b)將目前資料灰階進行偏移；(c)重複執行步驟(b)直到訊框的計數值已達預設的訊框臨界值；及(d)清除目前的過驅動狀態。

Description

過驅動方法與系統

本發明係有關一種顯示器，特別是關於一種適用於液晶顯示器的改良過驅動系統與方法。

液晶顯示器(LCD)為平板(flat-panel)顯示器的一種，其使用液晶分子以控制調變光線的強度，以顯示影像。液晶顯示器可適用於各種的電子裝置，例如電視、電腦、行動電話等，可應用於室內或室外的場合。

液晶顯示器的像素需要時間來改變其顯示，稱為反應時間(response time)，通常是指高電壓位準與低電壓位準之間電壓高度從10%至90%(或從90%至10%)轉變(transition)所需時間。反應時間一般以毫秒(ms)來量測，數值愈小表示轉變愈快。為了減少反應時間，亦即加速轉變，一般係使用過驅動(overdrive)方法來進行顯示。然而，傳統液晶顯示器的過驅動方法會形成影像假影(artifact)或拖影，因而造成影像顯示品質的降低。此外，使用傳統過驅動方法的液晶顯示器的反應時間仍然有改善以減少的空間。

因此亟需提出一種新穎的機制，有效減少液晶顯示器的反應時間以加速影像顯示的轉變，且能改善影像顯示的品質。

鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種過驅動系統與方法，適用於液晶顯示器，有效減少液晶顯示器的反應時間且能提升影像清晰度。

根據本發明實施例，過驅動系統包含灰階決定單元、過驅動狀態偵測單元及灰階修改單元。灰階決定單元決定影像資料的資料灰階。過驅動狀態偵測單元根據資料灰階以決定過驅動狀態。灰階修改單元根據過驅動狀態以進行相應之資料灰階的修改。其中灰階修改單元執行以下步驟：(a)比較目前資料灰階與先前資料灰階與一預設灰階值；(b)將目前資料灰階進行偏移；(c)重複執行步驟(b)直到訊框的計數值已達預設的訊框臨界值；及(d)清除目前的過驅動狀態。

第一圖顯示本發明實施例之液晶顯示器10的系統方塊圖。在本實施例中，液晶顯示器10可包含顯示面板11，其可包含排列為矩陣形式的複數像素。本實施例之液晶顯示器10可包含閘極驅動器(又稱為掃描驅動器)12，用以依序開啟顯示面板11的至少一列像素。液晶顯示器10可包含源極驅動器(又稱為資料驅動器)13，用以產生影像資料的相應電壓至顯示面板11，以顯示影像於顯示面板11。液晶顯示器10可包含時序控制器(TCON)14，用以控制閘極驅動器12及源極驅動器13。

第二A圖顯示本發明實施例之過驅動(overdrive, OD)系統100的方塊圖，可實施於第一圖之時序控制器14內，但不限定於此。在本實施例中，過驅動系統100可包含過驅動單元101，用以執行影像資料的過驅動，可使用傳統的過驅動技術，其細節不予贅述。根據本實施例的特徵之一，過驅動系統100可包含過驅動反應時間增進系統102，用以改善過驅動單元101的輸出。本實施例之過驅動系統100可包含伽瑪校正(gamma correction)單元103，其接收過驅動反應時間增進系統102的輸出以進行伽瑪校正，可使用傳統的伽瑪校正技術，其細節不予贅述。

第二B圖顯示第二A圖之過驅動反應時間增進系統102的細部方塊圖。在本實施例中，過驅動反應時間增進系統102可包含灰階決定單元1021，用以決定影像資料的資料灰階。舉例而言，如果影像資料包含紅色、綠色、藍色資料，則灰階決定單元1021決定一像素之紅色、綠色、藍色資料當中灰階的最大值，作為該像素的資料灰階。本實施例之過驅動反應時間增進系統102可包含過驅動狀態偵測單元1022，根據資料灰階以決定過驅動狀態。

第三圖顯示本發明實施例之液晶顯示器的過驅動方法200的流程圖，用以決定是否啟動過驅動反應時間增進機制，可實施於第二B圖的過驅動狀態偵測單元1022。

在本實施例中，使用二旗標以表示過驅動狀態：當低至高(L2H)旗標為主動(例如L2H旗標=1)時，表示低至高過驅動狀態；當高至低(H2L)旗標為主動(例如H2L旗標=1)時，表示高至低過驅動狀態。

當非處於低至高過驅動狀態(亦即L2H旗標=0)時(步驟21A)，則進入步驟22A，決定先前資料灰階ORGGL(Pre)與目前資料灰階ORGGL(Cur)是否從小於預設灰階低值L2Hmin_gray變為大於預設灰階高值L2Hmax_gray。在一例子中，預設灰階低值L2Hmin_gray為1，預設灰階高值L2Hmax_gray為250。如果步驟22A的結果為是，則進入步驟23A，將轉變(transition)計數值予以增值(例如加1)。重複執行步驟22A與步驟23A，直到整個次像素(sub-pixel)都已檢視為止(步驟24A)。

接著，於步驟25A，決定所得到的轉變計數值是否已達預設的轉變臨界值。在本實施例中，為了允許變動性，因此於步驟25A係檢視轉變計數值是否落於預設的轉變臨界值與正/負容限值之間(亦即轉變臨界值+容限值與轉變臨界值-容限值)的範圍內。如果步驟25A的結果為是，則於步驟26A將低至高(L2H)旗標設為主動(例如L2H旗標=1)，表示低至高過驅動狀態。

上述步驟21A至26A係用以決定是否啟動低至高(L2H)過驅動機制。類似的情形，步驟21B至26B則用以決定是否啟動高至低(H2L)過驅動機制，說明如下。

當非處於高至低過驅動狀態(亦即H2L旗標=0)時(步驟21B)，或者步驟22A的結果為否，則進入步驟22B，決定先前資料灰階ORGGL(Pre)與目前資料灰階ORGGL(Cur)是否從大於預設灰階高值H2Lmax_gray變為小於預設灰階低值H2Lmin_gray。在一例子中，預設灰階高值H2Lmax_gray為250，預設灰階低值H2Lmin_gray為1。值得注意的是，(步驟22B之)預設灰階低值H2Lmin_gray可相同或異於(步驟22A之)預設灰階低值L2Hmin_gray，(步驟22B之)預設灰階高值H2Lmax_gray可相同或異於(步驟22A之)預設灰階高值L2Hmax_gray。如果步驟22B的結果為是，則進入步驟23B，將轉變(transition)計數值予以增值(例如加1)。重複執行步驟22B與步驟23B，直到整個次像素(sub-pixel)都已檢視為止(步驟24B)。

接著，於步驟25B，決定所得到的轉變計數值是否已達預設的轉變臨界值。值得注意的是，(步驟25B之)預設的H2L轉變臨界值可相同或異於(步驟25A之)預設的L2H轉變臨界值。在本實施例中，為了允許變動性，因此於步驟25B係檢視轉變計數值是否落於預設的轉變臨界值與正/負容限值之間(亦即轉變臨界值+容限值與轉變臨界值-容限值)的範圍內。如果步驟25B的結果為是，則於步驟26B將高至低(H2L)旗標設為主動(例如H2L旗標=1)，表示高至低過驅動狀態。

第二B圖之過驅動反應時間增進系統102可包含灰階修改(modification)單元1023，根據過驅動狀態偵測單元1022所決定之過驅動狀態，據以進行相應之資料灰階的修改。亦即，當處於低至高過驅動狀態(例如L2H旗標=1)時，則進行低至高之資料灰階的修改；當處於高至低過驅動狀態(例如H2L旗標=1)時，則進行高至低之資料灰階的修改。

第四A圖顯示本發明實施例之液晶顯示器的過驅動方法300的流程圖，用以執行低至高(L2H)之資料灰階的修改，可實施於第二B圖的灰階修改單元1023內。

當處於低至高(L2H)過驅動狀態(亦即L2H旗標=1)時(步驟31)，則進入步驟32，決定目前資料灰階ORGGL(Cur)與先前資料灰階ORGGL(Pre)是否大於預設灰階高值L2Hmax_gray。如果步驟32的結果為是，則進入步驟33，否則進入步驟37將低至高(L2H)旗標設為非主動(例如L2H旗標=0)，亦即清除目前的過驅動狀態。

於步驟33，將目前的資料灰階ORGGL(Cur)減去(第一訊框)偏移量，以進行目前的過驅動灰階ODGL(Cur)的偏移。接著，於步驟34，將訊框的計數值予以增值。於步驟35，決定訊框的計數值是否已達預設的訊框臨界值。如果步驟35的結果為否，則重複執行步驟33至34，否則進入步驟36。在一例子中，重複執行步驟33三次，其中第一訊框偏移量、第二訊框偏移量、第三訊框偏移量依次遞減，例如分別為10、7、3。第四B圖例示依第四A圖之過驅動方法300所產生的過驅動灰階。於第一次執行步驟33時，過驅動灰階的值為245(=255-10)；於第二次執行步驟33時，過驅動灰階的值為248(=255-7)；於第三次執行步驟33時，過驅動灰階的值為252(=255-3)。

接著，於步驟36，依序微調增加過驅動灰階(其步級例如為1)，直到最大灰階(例如255)。如第四B圖所例示，於減去第三訊框偏移量之後，過驅動灰階為252，經微調增加依序為253、254、255。步驟36可由第二B圖之灰階微調(dimming)單元1024來實施。最後，進入步驟37將低至高(L2H)旗標設為非主動(例如L2H旗標=0)。

第五A圖顯示本發明實施例之液晶顯示器的過驅動方法500的流程圖，類似於第四A圖的過驅動方法300，但是用以執行高至低(H2L)之資料灰階的修改，可實施於第二B圖的灰階修改單元1023內。

當處於高至低(H2L)過驅動狀態(亦即H2L旗標=1)時(步驟51)，則進入步驟52，決定目前資料灰階ORGGL(Cur)與先前資料灰階ORGGL(Pre)是否小於預設灰階低值H2Lmin_gray。如果步驟53的結果為是，則進入步驟53，否則進入步驟57將高至低(H2L)旗標設為非主動(例如H2L旗標=0)，亦即清除目前的過驅動狀態。

於步驟53，將目前的資料灰階ORGGL(Cur)加上(第一訊框)偏移量，以進行目前的過驅動灰階ODGL(Cur)的偏移。接著，於步驟54，將訊框的計數值予以增值。於步驟55，決定訊框的計數值是否已達預設的訊框臨界值。如果步驟55的結果為否，則重複執行步驟53至54，否則進入步驟56。在一例子中，重複執行步驟53三次，其中第一訊框偏移量、第二訊框偏移量、第三訊框偏移量依次遞減，例如分別為10、7、3。值得注意的是，步驟53的偏移量可相同或異於步驟33的偏移量。第五B圖例示依第五A圖之過驅動方法500所產生的過驅動灰階。於第一次執行步驟53時，過驅動灰階的值為10(=0+10)；於第二次執行步驟53時，過驅動灰階的值為7(=0+7)；於第三次執行步驟53時，過驅動灰階的值為3(=0+3)。

接著，於步驟56，依序微調減少過驅動灰階(其步級例如為1)，直到最小灰階(例如0)。如第五B圖所例示，於加上第三訊框偏移量之後，過驅動灰階為3，經微調減少依序為2、1、0。步驟56可由第二B圖之灰階微調(dimming)單元1024來實施。最後，進入步驟57將高至低(H2L)旗標設為非主動(例如H2L旗標=0)。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

10:液晶顯示器 11:顯示面板 12:閘極驅動器 13:源極驅動器 14:時序控制器 100:過驅動系統 101:過驅動單元 102:過驅動反應時間增進系統 1021:灰階決定單元 1022:過驅動狀態偵測單元 1023:灰階修改單元 1024:灰階微調單元 103:伽瑪校正單元 200:過驅動方法 21A:L2H旗標=0 21B:H2L旗標=0 22A:ORGGL(Pre)>=L2Hmin_gray且ORGGL(Cur)>=L2Hmax_gray 22B:ORGGL(Pre)>=H2Lmin_gray且ORGGL(Cur)>=H2Lmax_gray 23A:L2H轉變計數值=L2H轉變計數值+1 23B:H2L轉變計數值=H2L轉變計數值+1 24A:是否已檢視整個次像素 24B:是否已檢視整個次像素 25A:L2H轉變計數值>=L2H轉變臨界值-容限值且 L2H轉變計數值>=L2H轉變臨界值+容限值 25B:H2L轉變計數值>=H2L轉變臨界值-容限值且 H2L轉變計數值>=H2L轉變臨界值+容限值 26A:L2H旗標=1 26B:H2L旗標=1 300:過驅動方法 31:L2H旗標=1 32:ORGGL(Cur)>=L2Hmax_gray ORGGL(Pre)>=L2Hmax_gray 33:ODGL(Cur)=ORGGL(Cur)-(訊框)偏移量 34:訊框的計數值=訊框的計數值+1 35:訊框的計數值是否已達訊框臨界值 36:依序微調增加過驅動灰階 37:L2H旗標=0 500:過驅動方法 51:H2L旗標=1 52:ORGGL(Cur)>=L2Hmin_gray ORGGL(Pre)>=L2Hmin_gray 53:ODGL(Cur)=ORGGL(Cur)+(訊框)偏移量 54:訊框的計數值=訊框的計數值+1 55:訊框的計數值是否已達訊框臨界值 56:依序微調減少過驅動灰階 57:H2L旗標=0 L2H:低至高 H2L:高至低 ORGGL(Pre):先前資料灰階 ORGGL(Cur):目前資料灰階 L2Hmin_gray:預設灰階低值 L2Hmax_gray:預設灰階高值 H2Lmin_gray:預設灰階低值 H2Lmax_gray:預設灰階高值 ODGL(Cur):目前過驅動灰階

第一圖顯示本發明實施例之液晶顯示器的系統方塊圖。第二A圖顯示本發明實施例之過驅動系統的方塊圖。第二B圖顯示第二A圖之過驅動反應時間增進系統的細部方塊圖。第三圖顯示本發明實施例之液晶顯示器的過驅動方法的流程圖。第四A圖顯示本發明實施例之液晶顯示器的過驅動方法的流程圖，用以執行低至高(L2H)之資料灰階的修改。第四B圖例示依第四A圖之過驅動方法所產生的過驅動灰階。第五A圖顯示本發明實施例之液晶顯示器的過驅動方法的流程圖，用以執行高至低(H2L)之資料灰階的修改。第五B圖例示依第五A圖之過驅動方法所產生的過驅動灰階。

102:過驅動反應時間增進系統

1021:灰階決定單元

1022:過驅動狀態偵測單元

1023:灰階修改單元

1024:灰階微調單元

Claims

一種過驅動方法，包含：(a)比較目前資料灰階與先前資料灰階與一預設灰階值；(b)將目前資料灰階進行偏移；(c)重複執行步驟(b)直到訊框的計數值已達預設的訊框臨界值；及(d)清除目前的過驅動狀態；其中每一次執行步驟(b)時的偏移量不同；其中如果處於低至高過驅動狀態，則步驟(b)包含將該目前資料灰階減去訊框的偏移量；如果處於高至低過驅動狀態，則步驟(b)包含將該目前資料灰階加上訊框的偏移量。
如請求項1之過驅動方法，其中如果處於低至高過驅動狀態，則該預設灰階值為一預設灰階高值，且步驟(a)包含：決定該目前資料灰階與該先前資料灰階是否大於該預設灰階高值。
如請求項1之過驅動方法，其中如果處於高至低過驅動狀態，則該預設灰階值為一預設灰階低值，且步驟(a)包含：決定該目前資料灰階與該先前資料灰階是否小於該預設灰階低值。
如請求項1之過驅動方法，其中該偏移量依序遞減。
如請求項1之過驅動方法，於步驟(c)與步驟(d)之間更包含：微調過驅動灰階。
如請求項5之過驅動方法，其中如果處於低至高過驅動狀態，則依序微調增加過驅動灰階，直到最大灰階；如果處於高至低過驅動狀態，則依序微調減少過驅動灰階，直到最小灰階。
如請求項1之過驅動方法，其中該過驅動狀態的決定包含：當非處於低至高過驅動狀態時，則決定先前資料灰階與目前資料灰階是否從小於預設灰階低值變為大於預設灰階高值；當非處於高至低過驅動狀態時，則決定先前資料灰階與目前資料灰階是否從大於預設灰階高值變為小於預設灰階低值。
一種過驅動系統，包含：一灰階決定單元，用以決定影像資料的資料灰階；一過驅動狀態偵測單元，根據該資料灰階以決定過驅動狀態；一灰階修改單元，根據該過驅動狀態以進行相應之資料灰階的修改，其中該灰階修改單元執行以下步驟：(a)比較目前資料灰階與先前資料灰階與一預設灰階值；(b)將目前資料灰階進行偏移；(c)重複執行步驟(b)直到訊框的計數值已達預設的訊框臨界值；及(d)清除目前的過驅動狀態；其中每一次執行步驟(b)時的偏移量不同；其中如果處於低至高過驅動狀態，則步驟(b)包含將該目前資料灰階減去訊框的偏移量；如果處於高至低過驅動狀態，則步驟(b)包含將該目前資料灰階加上訊框的偏移量。
如請求項8之過驅動系統，其中如果處於低至高過驅動狀態，則該預設灰階值為一預設灰階高值，且步驟(a)包含：決定該目前資料灰階與該先前資料灰階是否大於該預設灰階高值。
如請求項8之過驅動系統，其中如果處於高至低過驅動狀態，則該預設灰階值為一預設灰階低值，且步驟(a)包含：決定該目前資料灰階與該先前資料灰階是否小於該預設灰階低值。
如請求項8之過驅動系統，其中該偏移量依序遞減。
如請求項8之過驅動系統，更包含一灰階微調單元，其於步驟(c)與步驟(d)之間執行：微調過驅動灰階。
如請求項12之過驅動系統，其中如果處於低至高過驅動狀態，則該灰階微調單元依序微調增加過驅動灰階，直到最大灰階；如果處於高至低過驅動狀態，則該灰階微調單元依序微調減少過驅動灰階，直到最小灰階。
如請求項8之過驅動系統，其中該過驅動狀態偵測單元執行：當非處於低至高過驅動狀態時，則決定先前資料灰階與目前資料灰階是否從小於預設灰階低值變為大於預設灰階高值；當非處於高至低過驅動狀態時，則決定先前資料灰階與目前資料灰階是否從大於預設灰階高值變為小於預設灰階低值。