TWI820832B - 可與拍攝同步之led顯示方法、led顯示驅動晶片及led顯示裝置 - Google Patents

可與拍攝同步之led顯示方法、led顯示驅動晶片及led顯示裝置 Download PDF

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Abstract

一種可與拍攝同步之LED顯示方法，用以使一LED顯示器在一幀顯示週期之多個子幀顯示週期內顯示多組子幀顯示資料，該些組子幀顯示資料係一幀顯示資料分配在該些子幀顯示週期內之顯示資料，該方法係由一LED顯示驅動晶片實現，且該方法包含以下步驟：使該LED顯示驅動晶片接收一快門同步信號及一幀同步信號；以及利用該LED顯示驅動晶片執行一快門同步顯示驅動程序，其包括：當該快門同步信號的頻率低於該幀同步信號的頻率時，使多個所述幀顯示週期重複顯示該幀顯示資料，且使該些幀顯示週期中之第一幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間同步；及當該快門同步信號的頻率不低於該幀同步信號的頻率時，使一所述子幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間的起始點同步。

Description

可與拍攝同步之LED顯示方法、LED顯示驅動晶片及LED顯示裝置
本發明係有關LED顯示裝置，尤指一種可與拍攝同步之LED顯示方法。
近年來，LED顯示屏已廣泛應用於綜藝、新聞及影視劇的拍攝場景中，以取代綠幕背景或提供一虛擬的背景。然而，在一攝影機面對LED顯示屏進行拍攝時，因為拍攝快門與顯示幀的不同步及LED顯示屏的亮度產生方式等因素，會使拍攝畫面出現灰階缺失及掃描亮、暗線等問題。
目前LED顯示幕通常採用恒定電流加上一PWM信號的不同導通時間來產生不同輸入灰階的顯示亮度。例如，假設單個LED像素點的三色紅、綠、藍（R、G、B）的灰階資料均為16位元，則其可以呈現65536*65536*65536個不同的灰階。各LED燈珠通過一顯示晶片之控制開啟不同的脈衝寬度以對應不同的輸入灰階，其中，請參照圖1，該脈衝寬度的最小單位為一灰階時鐘GCLK的周期，一個像素點的單色燈珠在一幀圖像裡的點亮時間為1~65536個GCLK周期。
另外，LED顯示幕通常會通過子幀的方式，將一輸入灰階所對應的點亮時間分配到各個子幀裡。請參照圖2，其為具有4條掃描線的LED顯示幕，其中，一輸入灰階16被打散在4個子幀中，各子幀所分配到的灰階均為4。
依上述的安排，若攝影機的快門時間小於LED顯示幀的時間長度，則拍攝畫面就會出現像素亮度缺失的現象，其情形請參照圖3，其中，在拍攝幀1時，快門只捕捉到部分子幀畫面，無法感測到全部的亮度值；以及若攝影機的快門時間大於LED顯示幀的時間長度，則拍攝畫面會出現像素亮度失真的現象，其情形請參照圖4，其中，在拍攝幀1時，快門除了拍到幀1外，還拍到了幀2的一部分，導致拍攝畫面的像素亮度失真。
另外，請參照圖5，在拍攝快門與顯示幀不同步時，可以看到在一快門時間內，行1、2、4顯示了2次，而行3顯示了3次，亦即，行3會比行1、2、4都要亮，因此，當每行都顯示一樣的圖形時，拍攝畫面會出現一亮、暗線的現象。
為解決上述的問題，本領域亟需一新穎的LED顯示方法。
本發明之一目的在於揭露一種可與拍攝同步之LED顯示方法，其可藉由將攝影機的快門同步信號與顯示器的幀同步信號導入一LED顯示驅動晶片中，並通過晶片內部的灰度打散模組及行掃描控制模組進行自我調整，而大幅減少拍攝畫面之亮度缺失的程度並消除拍攝畫面之亮、暗線的現象。
本發明之另一目的在於揭露一種LED顯示驅動晶片，其可藉由將攝影機的快門同步信號與顯示器的幀同步信號導入其中，並通過其內部的灰度打散模組及行掃描控制模組進行自我調整，而大幅減少拍攝畫面之亮度缺失的程度並消除拍攝畫面之亮、暗線的現象。
本發明之又一目的在於揭露一種LED顯示裝置，其可藉由將攝影機的快門同步信號與顯示器的幀同步信號導入一LED顯示晶片中，並通過晶片內部的灰度打散模組及行掃描控制模組進行自我調整，而大幅減少拍攝畫面之亮度缺失的程度並消除拍攝畫面之亮、暗線的現象。
為達前述目的，一種可與拍攝同步之LED顯示方法乃被提出，其係用以使一LED顯示器在一幀顯示週期之多個子幀顯示週期內顯示多組子幀顯示資料，該些組子幀顯示資料係一幀顯示資料分配在該些子幀顯示週期內之顯示資料，該方法係由一LED顯示驅動晶片實現，且該方法包含以下步驟： 使該LED顯示驅動晶片接收一快門同步信號及一幀同步信號；以及 利用該LED顯示驅動晶片執行一快門同步顯示驅動程序，其包括：當該快門同步信號的頻率低於該幀同步信號的頻率時，使多個所述幀顯示週期重複顯示該幀顯示資料，且使該些幀顯示週期中之第一幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間同步；及當該快門同步信號的頻率不低於該幀同步信號的頻率時，使一所述子幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間的起始點同步。
為達前述目的，本發明進一步提出一種LED顯示驅動晶片，其具有一控制電路以執行一可與拍攝同步之LED顯示方法以使一LED陣列在一幀顯示週期之多個子幀顯示週期內顯示多組子幀顯示資料，該些組子幀顯示資料係一幀顯示資料分配在該些子幀顯示週期內之顯示資料，該幀顯示資料係儲存在一記憶體中，該方法係由一LED顯示驅動晶片實現，且該方法包含以下步驟： 接收一快門同步信號及一幀同步信號；以及 執行一快門同步顯示驅動程序，其包括：當該快門同步信號的頻率低於該幀同步信號的頻率時，使多個所述幀顯示週期重複顯示該幀顯示資料，且使該些幀顯示週期中之第一幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間同步；及當該快門同步信號的頻率不低於該幀同步信號的頻率時，使一所述子幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間的起始點同步。
在一實施例中，該控制電路具有一可變時鐘電路，用以在一時鐘調整信號之控制下依一時鐘信號產生一灰階時鐘信號。
在一實施例中，該控制電路進一步具有一同步處理單元，用以依該快門同步信號及該幀同步信號進行一同步運算以產生該時鐘調整信號。
在一實施例中，該控制電路進一步具有一時序暨電流控制單元，用以依該灰階時鐘信號之控制產生多個行掃描信號，及對應地輸出各該組子幀顯示資料。
為達前述目的，本發明進一步提出一種LED顯示裝置，其具有一LED陣列及用以驅動該LED陣列之一LED顯示驅動晶片，該LED顯示驅動晶片具有一控制電路以執行一可與拍攝同步之LED顯示方法以使該LED陣列在一幀顯示週期之多個子幀顯示週期內顯示多組子幀顯示資料，該些組子幀顯示資料係一幀顯示資料分配在該些子幀顯示週期內之顯示資料，該幀顯示資料係儲存在一記憶體中，該方法係由一LED顯示驅動晶片實現，且該方法包含以下步驟： 接收一快門同步信號及一幀同步信號；以及 執行一快門同步顯示驅動程序，其包括：當該快門同步信號的頻率低於該幀同步信號的頻率時，使多個所述幀顯示週期重複顯示該幀顯示資料，且使該些幀顯示週期中之第一幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間同步；及當該快門同步信號的頻率不低於該幀同步信號的頻率時，使一所述子幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間的起始點同步。
在一實施例中，該控制電路具有一可變時鐘電路，用以在一時鐘調整信號之控制下依一時鐘信號產生一灰階時鐘信號。
在一實施例中，該控制電路進一步具有一同步處理單元，用以依該快門同步信號及該幀同步信號進行一同步運算以產生該時鐘調整信號。
在一實施例中，該控制電路進一步具有一時序暨電流控制單元，用以依該灰階時鐘信號之控制產生多個行掃描信號，及對應地輸出各該組子幀顯示資料。
在可能的實施例中，所述之LED陣列可為一微發光二極體陣列、一次毫米發光二極體陣列、一量子點發光二極體陣列、一有機發光二極體陣列或一微有機發光二極體陣列。
為使　貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵及其目的，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。
請參照圖6，其為本發明之LED顯示驅動晶片之一實施例的示意圖。如圖6所示，一LED顯示驅動晶片100具有一記憶體101、一行掃描驅動單元102、一電流輸出單元103及一控制電路104。
記憶體101係用以儲存一幀顯示資料D IN。
行掃描驅動單元102係用以依多個行掃描信號ROW_SCAN產生多個行掃描驅動信號SCAN 1~SCAN m以依序導通一LED陣列(未示於圖中)之各行LED像素，m為大於1之整數。
電流輸出單元103係用以依輸出顯示資料D OUT產生多個輸出電流(OUTR 1~OUTR n, OUTG 1~OUTG n, OUTB 1~OUTB n)以驅動一LED陣列(未示於圖中)之各行中的LED像素，n為大於1之整數，且OUTR j、OUTG j及OUTB j係分別用以驅動一紅色LED、一綠色LED及一藍色LED，j為介於1至n之間的整數。
控制電路104係用以控制行掃描驅動單元102及電流輸出單元103以驅使該LED陣列顯示一畫面。具體而言，控制電路104係用以執行一可與拍攝同步之LED顯示程序以使該LED陣列在一幀顯示週期之多個子幀顯示週期內顯示多組子幀顯示資料，該些組子幀顯示資料係幀顯示資料D IN分配在該些子幀顯示週期內之顯示資料，且該程序包含以下步驟： (一)接收一快門同步信號V SHOT及一幀同步信號V SYNC；以及 (二)執行一快門同步顯示驅動程序，其包括：當該快門同步信號V SHOT的頻率低於該幀同步信號V SYNC的頻率時，使多個所述幀顯示週期重複顯示該幀顯示資料D IN，且使該些幀顯示週期中之第一幀顯示週期和該快門同步信號V SHOT之一作用期間同步；及當該快門同步信號V SHOT的頻率不低於該幀同步信號V SYNC的頻率時，使一所述子幀顯示週期和該快門同步信號V SHOT之一作用期間的起始點同步。
另外，控制電路104可具有一灰階時鐘調整電路以適應性地產生一灰階時鐘信號。請參照圖7，其繪示圖6之LED顯示驅動晶片之一灰階時鐘調整電路之方塊圖。如圖7所示，該灰階時鐘調整電路具有一同步處理單元104a及一可變時鐘電路104b，其中，同步處理單元104a係用以依快門同步信號V SHOT及幀同步信號V SYNC進行一同步運算以產生一時鐘調整信號ADJ；可變時鐘電路104b用以在時鐘調整信號ADJ之控制下對一時鐘信號CLK進行除頻及延遲操作以產生一灰階時鐘信號GCLK，從而使多個幀顯示週期中的第一個幀顯示週期和快門同步信號V SHOT的作用期間同步，或使一幀顯示週期中的一子幀顯示週期和快門同步信號V SHOT之一作用期間的起始點同步。
另外，控制電路104可進一步具有一時序控制單元以依灰階時鐘信號GCLK之控制產生多個行掃描信號ROW_SCAN，及對應地輸出各該組子幀顯示資料。請參照圖8，其繪示圖6之LED顯示驅動晶片之一時序暨電流控制單元之方塊圖。如圖8所示，一時序暨電流控制單元104c係用以依灰階時鐘信號GCLK之控制產生多個行掃描信號ROW_SCAN，及藉由輸出信D OUT號對應地輸出子幀顯示資料D SUB。
由上述的說明可知，本發明揭露了一種可與拍攝同步之LED顯示方法。請參照圖9，其繪示本發明之可與拍攝同步之LED顯示方法之一實施例之流程圖，其中，該方法係由一LED顯示驅動晶片實現，用以使一LED顯示器在一幀顯示週期之多個子幀顯示週期內顯示多組子幀顯示資料，且該些組子幀顯示資料係一幀顯示資料分配在該些子幀顯示週期內之顯示資料。如圖9所示，該方法包含以下步驟：使一LED顯示驅動晶片接收一快門同步信號及一幀同步信號(步驟a)；以及利用該LED顯示驅動晶片執行一快門同步顯示驅動程序，其包括：當該快門同步信號的頻率低於該幀同步信號的頻率時，使多幀顯示週期重複顯示一幀顯示資料，且使該些幀顯示週期中之第一幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間同步；及當該快門同步信號的頻率不低於該幀同步信號的頻率時，使一所述幀顯示週期中之一子幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間的起始點同步(步驟b)。
請參照圖10，其繪示本發明之可與拍攝同步之LED顯示方法在快門較慢的情況下之一顯示操作時序圖。如圖10所示，一幀顯示週期為一幀拍攝週期的一半，且各該快門同步信號的作用期間均與兩幀顯示週期中之第一幀顯示週期同步。亦即，本發明可以適應性地調整顯示速度以在各快門時間內均完整的顯示一幀圖像，而在各拍攝幀的非快門期間也可重複顯示圖像內容以避免對人眼產生閃爍。另外，本發明還可針對快門時間的變化進行灰階時鐘的調整以來實現灰階的完整呈現。另外，各LED像素的亮度呈現可通過脈寬調變(PWM)和電流調製之結合實現。
另外，在幀率無法滿足所對應的快門時間時，拍攝到的一幀圖像的畫面中必定會漏失部分灰階值。在此情況下，可將一幀顯示資料分成多組子幀顯示資料以極小化漏失的灰階值。另外，通過對子幀顯示週期的調整使快門時間可完整捕捉到N個子幀，N為大於1的整數，則可在拍攝的過程中使每行顯示的次數都一樣，從而避免了亮、暗線的問題。
請參照圖11，其繪示本發明之可與拍攝同步之LED顯示方法在快門較快的情況下之一顯示操作時序圖。如圖11所示，一幀顯示週期長於一幀拍攝週期，且各該快門同步信號的作用期間的起始點均與一子幀顯示週期同步。在圖11的第一組中，一幀顯示資料係以灰階一次性顯示完成再換行；在第二組中，該幀顯示資料係以灰階按1、2、4、8的順序進行分配顯示；而第三組的作法係本發明的作法，其灰階採用均勻打散，亦即按照4、4、4、4進行分組。由圖11可以看出在所示的快門時間內，第一組丟失了第3及4行的資訊，其呈現的畫面只有前兩行亮；第二組只捕捉到首行的灰階6和其餘行的灰階2的畫面，致使畫面呈現亮、暗線分佈；而第三組通過均勻打散及子幀同步技術，則可較為均勻且完整呈現預設的4行顯示資料。
依上述的說明，本發明進一步提出一種OLED顯示裝置。請參照圖12，其繪示本發明之OLED顯示裝置之一實施例的方塊圖。如圖12所示，一OLED顯示裝置200具有一LED陣列210及用以驅動LED陣列210之一LED顯示驅動晶片220，且LED顯示驅動晶片220係由LED顯示驅動晶片100實現。
另外，LED陣列210可為一發光二極體陣列、一微發光二極體陣列、一次毫米發光二極體陣列、一量子點發光二極體陣列、一有機發光二極體陣列或一微有機發光二極體陣列。
藉由前述所揭露的設計，本發明乃具有以下的優點： 一、本發明之可與拍攝同步之LED顯示方法可藉由將攝影機的快門同步信號與顯示器的幀同步信號導入一LED顯示驅動晶片中，並通過晶片內部的灰階打散模組及行掃描控制模組進行自我調整，而大幅減少拍攝畫面之亮度缺失的程度並消除拍攝畫面之亮、暗線的現象。 二、本發明之LED顯示驅動晶片可藉由將攝影機的快門同步信號與顯示器的幀同步信號導入其中，並通過其內部的灰階打散模組及行掃描控制模組進行自我調整，而大幅減少拍攝畫面之亮度缺失的程度並消除拍攝畫面之亮、暗線的現象。 三、本發明之LED顯示裝置可藉由將攝影機的快門同步信號與顯示器的幀同步信號導入一LED顯示晶片中，並通過晶片內部的灰階打散模組及行掃描控制模組進行自我調整，而大幅減少拍攝畫面之亮度缺失的程度並消除拍攝畫面之亮、暗線的現象。
本案所揭示者，乃較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。
綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請　貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。
100:LED顯示驅動晶片 101:記憶體 102:行掃描驅動單元 103:電流輸出單元 104:控制電路 104a:同步處理單元 104b:可變時鐘電路 104c:時序暨電流控制單元 200:OLED顯示裝置 210:LED陣列 220:LED顯示驅動晶片 步驟a:使一LED顯示驅動晶片接收一快門同步信號及一幀同步信號 步驟b:利用該LED顯示驅動晶片執行一快門同步顯示驅動程序，其包括：當該快門同步信號的頻率低於該幀同步信號的頻率時，使多幀顯示週期重複顯示一幀顯示資料，且使該些幀顯示週期中之第一幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間同步；及當該快門同步信號的頻率不低於該幀同步信號的頻率時，使一所述幀顯示週期中之一子幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間的起始點同步
圖1為以不同灰階時鐘週期對應不同灰階之示意圖。 圖2為將一輸入灰階16打散在4個子幀中，並使各子幀均分配到灰階4之示意圖。 圖3為一快門時間小於一顯示幀週期之示意圖。 圖4為一快門時間大於一顯示幀週期之示意圖。 圖5為拍攝快門與行掃描不同步之示意圖，其會使拍攝畫面有亮、暗線。 圖6為本發明之LED顯示驅動晶片之一實施例的示意圖。 圖7繪示圖6之LED顯示驅動晶片之一灰階時鐘調整電路之方塊圖。 圖8繪示圖6之LED顯示驅動晶片之一時序暨電流控制單元之方塊圖。 圖9繪示本發明之可與拍攝同步之LED顯示方法之一實施例之流程圖。 圖10繪示本發明之可與拍攝同步之LED顯示方法在快門較慢的情況下之一顯示操作時序圖。 圖11繪示本發明之可與拍攝同步之LED顯示方法在快門較快的情況下之一顯示操作時序圖。 圖12繪示本發明之OLED顯示裝置之一實施例的方塊圖。
步驟a:使一LED顯示驅動晶片接收一快門同步信號及一幀同步信號
步驟b:利用該LED顯示驅動晶片執行一快門同步顯示驅動程序，其包括：當該快門同步信號的頻率低於該幀同步信號的頻率時，使多幀顯示週期重複顯示一幀顯示資料，且使該些幀顯示週期中之第一幀顯示週期和該快門同步信號 之一作用期間同步；及當該快門同步信號的頻率不低於該幀同步信號的頻率時，使一所述幀顯示週期中之一子幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間的起始點同步

Claims (8)

  1. 一種可與拍攝同步之LED顯示方法，用以使一LED顯示器在一幀顯示週期之多個子幀顯示週期內顯示多組子幀顯示資料，該些組子幀顯示資料係一幀顯示資料分配在該些子幀顯示週期內之顯示資料，該方法係由一LED顯示驅動晶片實現，且該方法包含以下步驟：使該LED顯示驅動晶片接收一快門同步信號及一幀同步信號；以及利用該LED顯示驅動晶片執行一快門同步顯示驅動程序，其包括：當該快門同步信號的頻率低於該幀同步信號的頻率時，使多個所述幀顯示週期重複顯示該幀顯示資料，且使該些幀顯示週期中之第一幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間同步；及當該快門同步信號的頻率不低於該幀同步信號的頻率時，使一所述子幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間的起始點同步；其中，該控制電路具有一可變時鐘電路，用以在一時鐘調整信號之控制下依一時鐘信號產生一灰階時鐘信號。
  2. 一種LED顯示驅動晶片，具有一控制電路以執行一可與拍攝同步之LED顯示方法以使一LED陣列在一幀顯示週期之多個子幀顯示週期內顯示多組子幀顯示資料，該些組子幀顯示資料係一幀顯示資料分配在該些子幀顯示週期內之顯示資料，該幀顯示資料係儲存在一記憶體中，且該方法包含以下步驟：接收一快門同步信號及一幀同步信號；以及執行一快門同步顯示驅動程序，其包括：當該快門同步信號的頻率低於該幀同步信號的頻率時，使多個所述幀顯示週期重複顯示該幀顯示資料，且使該些幀顯示週期中之第一幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間同步；及當 該快門同步信號的頻率不低於該幀同步信號的頻率時，使一所述子幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間的起始點同步；其中，該控制電路具有一可變時鐘電路，用以在一時鐘調整信號之控制下依一時鐘信號產生一灰階時鐘信號。
  3. 如請求項2所述之LED顯示驅動晶片，其中，該控制電路進一步具有一同步處理單元，用以依該快門同步信號及該幀同步信號進行一同步運算以產生該時鐘調整信號。
  4. 如請求項3所述之LED顯示驅動晶片，其中，該控制電路進一步具有一時序暨電流控制單元，用以依該灰階時鐘信號之控制產生多個行掃描信號，及對應地輸出各該組子幀顯示資料。
  5. 一種LED顯示裝置，其具有一LED陣列及用以驅動該LED陣列之一LED顯示驅動晶片，該LED顯示驅動晶片具有一控制電路以執行一可與拍攝同步之LED顯示方法以使該LED陣列在一幀顯示週期之多個子幀顯示週期內顯示多組子幀顯示資料，該些組子幀顯示資料係一幀顯示資料分配在該些子幀顯示週期內之顯示資料，該幀顯示資料係儲存在一記憶體中，且該方法包含以下步驟：接收一快門同步信號及一幀同步信號；以及執行一快門同步顯示驅動程序，其包括：當該快門同步信號的頻率低於該幀同步信號的頻率時，使多個所述幀顯示週期重複顯示該幀顯示資料，且使該些幀顯示週期中之第一幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間同步；及當該快門同步信號的頻率不低於該幀同步信號的頻率時，使一所述子幀顯示週期和該快門同步信號之一作用期間的起始點同步； 其中，該控制電路具有一可變時鐘電路，用以在一時鐘調整信號之控制下依一時鐘信號產生一灰階時鐘信號。
  6. 如請求項5所述之LED顯示裝置，其中，該控制電路進一步具有一同步處理單元，用以依該快門同步信號及該幀同步信號進行一同步運算以產生該時鐘調整信號。
  7. 如請求項6所述之LED顯示裝置，其中，該控制電路進一步具有一時序暨電流控制單元，用以依該灰階時鐘信號之控制產生多個行掃描信號，及對應地輸出各該組子幀顯示資料。
  8. 如請求項5至7中任一項所述之LED顯示裝置，其中，該LED陣列係由一微發光二極體陣列、一次毫米發光二極體陣列、一量子點發光二極體陣列、一有機發光二極體陣列置和一微有機發光二極體陣列所組成之群組所選擇的一種顯示陣列。
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