显示装置、显示控制模块及显示控制方法

专利名称：显示装置、显示控制模块及显示控制方法
技术领域：
本发明是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种可调整背光模块亮度及显 示资料的显示装置、显示控制模块及显示控制方法。
背景技术：
近几年来，由于发光二极管的发光效率不断提升，使得发光二极管在某些领域 已渐渐取代日光灯与白热灯泡，例如需要高速反应的扫描器的灯源、液晶显示器(liquid crystal display, IXD)的背光源、汽车的仪表板照明、交通号志灯以及一般的照明装置 等。以发光二极管作为背光源而言，为了节省背光源的电耗，并且提高显示的动态对比，于 是在背光源的控制方式中加入区域控制(Local dimming)的概念。一般而言，区域控制为应用于分为多个显示区域的显示面板，并且将背光模块的 发光二极管分为多个发光群组以分别提供这些显示区域所需的面光源。每一个发光群组会 依据对应的显示区域的显示资料调整发光的亮度。因此，每个显示区域的亮度可能会出现 差异，以致于每一显示区域可能会受到相邻发光群组的干扰，致使显示的亮度会不正确。以现有的技术而言，仅会对每一显示区域边缘的画素所对应的显示资料进行调 整，并且会依据每一边缘画素所相邻的发光群组的亮度来进行调整，以降低相邻发光群组 的干扰。然而，上述显示资料的调整仅参照相邻的发光群组的亮度，由于每一发光群组皆会 影响整个显示面板，因此上述显示资料的调整会显得不够全面性，以致于在画面的显示上 仍会有些瑕疵。

发明内容
本发明提供一种显示装置、显示控制模块及显示控制方法，可依据每一发光群组 的发光亮度取得每一显示资料对应的干扰值，并依据干扰值进行显示资料的调整，以消除 发光群组对非对应的显示区域的光学干扰。并且，可依据每一显示区域的灰阶分布调整对 应的发光群组的发光亮度，以及调整对应的显示资料的灰阶值。本发明提出一种显示控制模块，适用于具有背光模块及显示面板的显示装置，其 中背光模块具有多个发光群组，显示面板具有多个显示区域。显示控制模块包括资料分析 单元、干扰资料储存单元及资料调整单元。资料分析单元接收对应一画面的多个显示资料， 并分析这些显示资料以取得对应这些显示区域的多个灰阶分布。资料分析单元依据这些灰 阶分布产生背光控制信号以调整这些发光群组的发光亮度。干扰资料储存单元耦接资料分 析单元，以依据背光控制信号输出对应这些显示资料的多个干扰值。资料调整单元耦接资 料分析单元及干扰资料储存单元，以接收这些显示资料及这些干扰值。资料调整单元依据 这些干扰值对应地调整这些显示资料的灰阶值。在本发明的一实施例中，上述的每一干扰值为对应的显示资料所欲写入的画素自 非对应的发光群组所接收到的受光量的总和。在本发明的一实施例中，上述的资料分析单元更依据这些灰阶分布产生多个资料调整信号至资料调整单元，资料调整单元依据这些资料调整信号对应地调整这些显示区域 所对应的显示资料的灰阶值。在本发明的一实施例中，上述的资料分析单元依据每一灰阶分布决定每一灰阶分 布的最大分布灰阶值，并且依据每一灰阶分布对应的最大分布灰阶值决定每一灰阶分布对 应的调整增益，依据这些灰阶分布的这些调整增益产生这些资料调整信号。在本发明的一实施例中，上述的调整增益为最大灰阶值与最大分布灰阶值的比值。在本发明的一实施例中，上述的最大分布灰阶值的统计值大于等于临界值。在本发明的一实施例中，上述的资料分析单元依据这些灰阶分布的这些调整增益 调整这些发光群组的亮度，并据此产生背光控制信号。本发明另提出一种显示控制方法，适用于上述的显示控制模块。显示控制方法包 括下列步骤接收一画面的这些显示资料；分析这些显示资料以取得对应这些显示区域的 这些灰阶分布；依据这些灰阶分布产生背光控制信号以调整这些发光群组的发光亮度；依 据背光控制信号取得对应这些显示资料的这些干扰值；依据这些干扰值对应地调整这些显 示资料的灰阶值。在本发明的一实施例中，显示控制方法更包括依据这些灰阶分布产生这些资料 调整信号；依据这些资料调整信号对应地调整这些显示区域所对应的显示资料的灰阶值。在本发明的一实施例中，上述的依据这些灰阶分布产生这些资料调整信号的步骤 包括依据每一灰阶分布决定每一灰阶分布的最大分布灰阶值；依据每一灰阶分布对应的 最大分布灰阶值决定每一灰阶分布对应的调整增益；依据这些灰阶分布的这些调整增益产 生这些资料调整信号。在本发明的一实施例中，上述的依据这些灰阶分布产生背光控制信号的步骤包 括依据这些灰阶分布的这些调整增益调整这些发光群组的亮度，并据此产生背光控制信号。本发明亦提出一种显示装置，其包括背光模块、显示面板及如上述的显示控制模 块。背光模块具有多个发光群组。显示面板对应于上述发光群组分割为多个显示区域。各 发光群组的亮度依对应的显示区域的灰阶分布而决定。在本发明的一实施例中，上述的背光模块为侧边入光式背光模块。基于上述，本发明的显示装置、显示控制模块及显示控制方法，其可依据这些发光 群组的发光亮度取得每一显示资料对应的干扰值，并依据干扰值进行显示资料的调整，以 消除发光群组对非对应的显示区域的光学干扰。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式 作详细说明如下。


图1为依据本发明一实施例的显示装置的系统示意图。图2为图1依据本发明一实施例的显示控制模块120的系统示意图。图3A为依据本发明一实施例的显示区域161的灰阶分布示意图。图3B为图3A延展后的灰阶分布示意图。
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图4为图1依据本发明一实施例的显示面板160与背光模块171及173的结构示意图。图5为依据本发明一实施例的显示控制方法的流程图。
主要元件符号说明
100 显示装置 110 缩放器 120 显示控制模块 130 时序控制器 140 源极驱动器 150 闸极驱动器 160 显示面板
161、163、165、167 显示区域 170 背光控制器 171、173 背光模块 210 资料分析单元 220 干扰资料储存单元 230 资料调整单元
Al 1 Anm、Bll Bnm、Cll Cnm 及 Dll Dnm 画素
BG1、BG2、BG3、BG4 发光群组
BLC 背光控制信号
DRS 资料调整信号
ICV 干扰值
LlTLH, L21 L24、L31 L34、L41 L44 发光二极管
ODD 原始显示资料
RDD 调整后的显示资料
SC 扫描信号
SDD 缩放显示资料
TH:临界值
VD 驱动电压
S510、S520、S530、S540、S550、S560、S570 步骤。
具体实施例方式
图1为依据本发明一实施例的显示装置的系统示意图。请参照图1，在本实施例 中，显示装置100包括缩放器110、显示控制模块120、时序控制器130、源极驱动器140、闸 极驱动器150、显示面板160、背光控制器170、背光模块171及173。背光模块171及173 为侧边入光式(side emitting)背光模块，并且背光模块171及173会分别具有多个发光 群组(如BG1、BG2、BG3及BG4)，而显示面板160会对应的分为多个显示区域(如161、163、165及167)，而每个显示区域则由对应的发光群组提供面光源，亦即显示区域161、163、165 及167分别由发光群组BG1、BG2、BG3及BG4提供面光源。缩放器110接收一个画面的多个原始显示资料ODD，并依据一个画面的原始显示 资料ODD产生一个画面的多个缩放(scale)显示资料SDD，其中一个画面中缩放显示资料 SDD的数量会对应显示面板160上画素的数量，亦即每一缩放显示资料SDD会对应一个画 素，以将缩放显示资料SDD写入对应的画素中。显示控制模块120接收一个画面的缩放显示资料SDD后，会依据这些缩放显示资 料SDD分析显示区域161、163、165及167的灰阶分布。依据显示区域161、163、165及167 的灰阶分布，显示控制模块120会对应地调整发光群组BG1、BG2、BG3及BG4的发光亮度， 并据此产生背光控制信号BLC至背光控制器170，同时会对应地调整显示区域161、163、165 及167所对应的缩放显示资料SDD的灰阶值。并且，显示控制模块120会依据每个缩放显 示资料所对应的干扰值进行调整，据此产生多个调整后的显示资料RDD。背光控制器170会依据背光控制信号BLC控制发光群组BG1、BG2、BG3及BG4的发 光亮度。时序控制器140会依据调整后的显示资料RDD控制间极驱动器150输出扫描信号 SC至显示面板160，以开启显示面板160每一列的画素。并且，时序控制器140会控制闸极 驱动器150输出对应调整后的显示资料RDD的驱动电压VD至显示面板160中被开启的画 素。当显示面板160中的画素皆写入对应的驱动电压VD后，则显示面板160可以经由透射 背光模块171及173的光线来显示影像。值得一提的是，在其他实施例中，显示控制模块120可整合于缩放器110或时序控 制器130之中，此可依据本领域通常知识者自行设计，并且本发明实施例不受限于此。图2为图1依据本发明一实施例的显示控制模块120的系统示意图。请参照图1 及图2，在本实施例中，显示控制模块120包括资料分析单元210、干扰资料储存单元220及 资料调整单元230。资料分析单元210接收一画面的多个缩放显示资料SDD，并分析这些缩 放显示资料SDD以取得对应显示面板140上显示区域161、163、165及167的灰阶分布。资 料分析单元210依据这些灰阶分布产生背光控制信号BLC以调整控制发光群组BG1、BG2、 BG3及BG4的发光亮度。并且，资料分析单元210会依据这些灰阶分布产生多个资料调整信 号DRS至资料调整单元230。干扰资料储存单元220耦接资料分析单元210，以依据背光控制信号BLC输出对应 这些缩放显示资料SDD的多个干扰值ICV。资料调整单元230耦接资料分析单元210及干 扰资料储存单元220，以接收这些缩放显示资料SDD、这些资料调整信号DRS及这些干扰值 ICV。资料调整单元230会依据这些资料调整信号DRS对应地调整显示区域161、163、165 及167所对应的缩放显示资料SDD的灰阶值，并且依据这些干扰值对应地调整这些缩放显 示资料SDD的灰阶值。图3A为依据本发明一实施例的显示区域161的灰阶分布示意图。图3B为图3A 延展后的灰阶分布示意图。请参照图3B，在本实施例中以显示区域161的灰阶值分布为例， 但不以此为限，并且依据显示区域163、165及167的灰阶分布所进行的调整动作可参照下 述说明。在图3A中，列出灰阶值(Γ255的统计值，以图示来看，统计值非0的最大灰阶值为 160，因此本实施例可以灰阶值160作为最大分布灰阶值。接着，将灰阶值(Γ160延展为灰阶值(Γ255，亦即将灰阶值(Γ160同时乘上调整增益1. 6(约为255/160)。换言之，每个缩放显示资料SDD原本的灰阶值会乘上调整增益1. 6， 以使灰阶分布的范围会等于灰阶值(Γ255，其灰阶分布如图3B所示，亦即图2中的资料调整 信号DRS为依据调整增益而产生，以使资料调整单元230延展图3A所示灰阶分布。由于原本有统计值的灰阶值为(Γ160，因此在延展之后会有部分灰阶值没有统计 值。此时，由于延展之后，每个缩放显示资料SDD对应的亮度会提升，为了使显示面板160 显示原本缩放显示资料SDD的亮度，因此可调整对应的发光群组(即BGl)的亮度。举例来 説，若发光群组BGl的发光亮度预设为100%，在延展之后则可调整为62. 5%(S卩100%/1. 6)。 藉此，可维持原本画面的亮度，并且可降低发光群组BGl的发光亮度，以降低发光群组的电 力消耗。此外，由于画面中较亮的部分较不易察觉亮度的变化，亦即在高灰阶值的部份中 较不易察觉灰阶值间的差异。因此，如参照图3A所示，在本实施例中，亦可设置一临界值TH 来决定最大分值灰阶值。依据上述，由于灰阶值15广160的统计值小于临界值，因此灰阶值 15广160可被忽略而不影响画面整体的显示，并且由于灰阶值150的统计值大于临界值，因 此灰阶值150可被当作最大分布灰阶值。而灰阶分布的延展及发光群组的调整相似于上 述说明，故不再重述。由于最大分布灰阶值由160变成150，因此调整增益值会由1.6变成 1. 7，以致于发光群组的亮度可调低为59%，以此可更降低发光群组的电力消耗。图4为图1依据本发明一实施例的显示面板160与背光模块171及173的结构示 意图。请参照图4，在本实施例中，每个发光群组以具有4颗发光二极管为例，亦即发光群组 BGl具有发光二极管Ll广L14，发光群组BG2具有发光二极管L2广L24，发光群组BG3具有发 光二极管L3广L34，发光群组BG4具有发光二极管L4广L44。每个显示区域具有以阵列排列 的nXm个画素，亦即显示区域161具有画素Alf Anm，显示区域163具有画素Blf Bnm，显 示区域165具有画素Cl广Cnm，显示区域167具有画素DlfDnm，其中η及m为一正整数。在显示画面时，发光二极管Ll广L14会提供画素AlfAnm所需的面光源，但会对画 素BlfBnm、ClTCnm及DlfDnm产生光学干扰。同样地，发光二极管L2 L24会提供画素 Bl广Bnm所需的面光源，但会对画素Al fAnnuCl广Cnm及DlfDnm产生光学干扰，其余则以 此类推。依据上述，每一发光群组会提供所需的面光源至对应的显示区域，但亦会其他显示 区域产生光学干扰。因此，可将发光群组BG1、BG2、BG3及BG4依序打开，以分别量测每一画 素(如All Anm、Bll Bnm、Cll Cnm&Dll Dnm)自非对应的发光群组的受光量。在量测时，假设发光群组BG1、BG2、BG3及BG4的发光亮度分为χ等级，并且画素 All Anm、Bll Bnm、Cll Cnm及Dll Dnm的灰阶值设定为255，亦即画素All Anm、Bll Bnm、 Cl广Cnm及DlfDnm呈现完全透光的状态。当发光群组BGl的发光亮度等级为1时，画素 Bll的受光量为f (Bll1BGl, 1)，画素B12的受光量为f (B12，BG1，1)，其余则以此类推， 并且画素Cl广Cnm及DlfDnm的受光量的表示方式相同，在此则不再赘述。当发光群组 BGl的发光亮度等级为2时，画素Bll的受光量为f (Bll, BGl, 2)，画素B12的受光量为f (B12，BG1，2)，其余则以此类推。当发光群组BGl的发光亮度等级为χ时，画素Bll的受光 量为f (Bll，BGl，x)，画素B12的受光量为f (B12，BG1，x)，其余则以此类推。而发光群组 BGl为其余发光亮度等级则可依据上述类推，不再此赘述。接着，当发光群组BG2为不同等级的发光亮度时，则量测画素Alf Anm、ClTCnm 及DlfDnm的受光量。当发光群组BG3为不同等级的发光亮度时，则量测画素Alf Anm、BlfBnm及DlfDnm的受光量。当发光群组BG4为不同等级的发光亮度时，则量测到画素 Α ΓΑηπκΒ ΓΒηπι及Cl广Cnm的受光量。而上述量测到的受光量可储存于图2的干扰资料 储存单元220中。请参照图1及图4，在画面显示时，假设缩放显示资料SDD所欲写入的画素为Β11， 并且此时发光群组BG1、BG2、BG3及BG4的发光亮度的等级为χ，则缩放显示资料SDD对应 的干扰值 ICV=f (Bll,BGl,x)+f (Bll,BG3,x)+f (Bll，BG4，x)。若干扰值 ICV 等于两度灰 阶值，则缩放显示资料SDD的灰阶值则须降低两度，以使画素Bll显示的亮度为原始画面的 亮度，藉此可对光学干扰进行补偿。其于画素的调整方式可参照上述，在此则不再赘述。此外，由于量测时画素的灰阶值设定为255，而显示时画素的灰阶值会依缩放显示 资料SDD而不同，因此调整的灰阶值可再依据显示的灰阶值而更动。假设缩放显示资料SDD 的灰阶值为150，则调整的灰阶值应为2X 150/255=1. 17 (四舍五入后以1灰阶值计算)，亦 即缩放显示资料SDD的须再调整为149，以降低非对应发光群组的光学干扰。依据上述，可汇整为一显示控制方法，以应用于显示控制模块120。图5为依据 本发明一实施例的显示控制方法的流程图。请参照图5，在本实施例中，会先接收一画面 的多个缩放显示资料(步骤S510)，并且分析这些缩放显示资料以取得对应多个显示区域的 多个灰阶分布(步骤S520)。接着，依据这些灰阶分布产生多个资料调整信号(步骤S530)， 并依据这些资料调整信号对应地调整这些显示区域所对应的缩放显示资料的灰阶值(步骤 S540)。并且，依据这些灰阶分布产生背光控制信号以调整这些发光群组的发光亮度(步骤 S550)。最后，依据背光控制信号取得对应这些缩放显示资料的多个干扰值(步骤S560)，并 且依据这些干扰值对应地调整这些缩放显示资料的灰阶值(步骤S570)。其中各步骤的细节 可参照上述说明，在此则不再赘述。综上所述，本发明实施例的显示装置、显示控制模块及显示控制方法，其可依据这 些发光群组的发光亮度取得每一缩放显示资料对应的干扰值，并依据干扰值进行缩放显示 资料的调整，以消除发光群组对非对应的显示区域的光学干扰。并且，可依据每一显示区域 的灰阶分布调整对应的发光群组的发光亮度，以及调整对应的缩放显示资料的灰阶值。藉 此，当最大分布灰阶值不等于最大灰阶值时，则可降低发光群组的发光亮度，以降低发光群 组的电力消耗。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域 中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明 的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
一种显示控制模块，其特征在于，包括一资料分析单元，接收对应一画面的多个显示资料，并分析该些显示资料以取得对应一显示面板的多个显示区域的多个灰阶分布，该资料分析单元依据该些灰阶分布产生一背光控制信号以调整一背光模块的多个发光群组的发光亮度；一干扰资料储存单元，耦接该资料分析单元，以依据该背光控制信号输出对应该些显示资料的多个干扰值；以及一资料调整单元，耦接该资料分析单元及该干扰资料储存单元，以接收该些显示资料及该些干扰值，该资料调整单元依据该些干扰值对应地调整该些显示资料的灰阶值。
2.根据权利要求1所述的显示控制模块，其特征在于其中每一该些干扰值为对应的 显示资料所欲写入的一画素自非对应的发光群组所接收到的受光量的总和。
3.根据权利要求1所述的显示控制模块，其特征在于其中该资料分析单元更依据该 些灰阶分布产生多个资料调整信号至该资料调整单元，该资料调整单元依据该些资料调整 信号对应地调整该些显示区域所对应的该些显示资料的灰阶值。
4.根据权利要求3所述的显示控制模块，其特征在于其中该资料分析单元依据每一 该些灰阶分布决定每一该些灰阶分布的一最大分布灰阶值，并且依据每一该些灰阶分布对 应的该最大分布灰阶值决定每一该些灰阶分布对应的一调整增益，依据该些灰阶分布的该 些调整增益产生该些资料调整信号。
5.根据权利要求4所述的显示控制模块，其特征在于其中该调整增益为一最大灰阶 值与该最大分布灰阶值的比值。
6.根据权利要求4所述的显示控制模块，其特征在于其中该最大分布灰阶值的统计 值大于等于一临界值。
7.根据权利要求4所述的显示控制模块，其特征在于其中该资料分析单元依据该些 灰阶分布的该些调整增益调整该些发光群组的亮度，并据此产生该背光控制信号。
8.—种显示控制方法，适用于如权利要求1所述的显示控制模块，其特征在于，该显 示控制方法包括接收该画面的该些显示资料；分析该些显示资料以取得对应该些显示区域的该些灰阶分布； 依据该些灰阶分布产生该背光控制信号以调整该些发光群组的发光亮度； 依据该背光控制信号取得对应该些显示资料的该些干扰值；以及 依据该些干扰值对应地调整该些显示资料的灰阶值。
9.根据权利要求8所述的显示控制方法，其特征在于，还包括 依据该些灰阶分布产生该些资料调整信号；以及依据该些资料调整信号对应地调整该些显示区域所对应的显示资料的灰阶值。
10.根据权利要求9所述的显示控制方法，其特征在于其中依据该些灰阶分布产生 该些资料调整信号的步骤包括依据每一该些灰阶分布决定每一该些灰阶分布的该最大分布灰阶值； 依据每一该些灰阶分布对应的该最大分布灰阶值决定每一该些灰阶分布对应的该调 整增益；以及依据该些灰阶分布的该些调整增益产生该些资料调整信号。
11.根据权利要求8所述的显示控制方法，其特征在于其中依据该些灰阶分布产生 该背光控制信号的步骤包括依据该些灰阶分布的该些调整增益调整该些发光群组的亮度，并据此产生该背光控制信号。
12.—种显示装置，其特征在于，包括一背光模块，具有多个发光群组；一显示面板，具有多个显示区域；以及一显示控制模块，包括一资料分析单元，接收对应一画面的多个显示资料，并分析该些显示资料以取得 对应该些显示区域的多个灰阶分布，该资料分析单元依据该些灰阶分布产生一背光控制信 号以调整该些发光群组的发光亮度；一干扰资料储存单元，耦接该资料分析单元，以依据该背光控制信号输出对应该 些显示资料的多个干扰值；以及一资料调整单元，耦接该资料分析单元及该干扰资料储存单元，以接收该些显示 资料及该些干扰值，该资料调整单元依据该些干扰值对应地调整该些显示资料的灰阶值。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，其中每一该些干扰值为对应的显 示资料所欲写入的一画素自非对应的发光群组所接收到的受光量的总和。
14.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，其中该资料分析单元更依据该些 灰阶分布产生多个资料调整信号至该资料调整单元，该资料调整单元依据该些资料调整信 号对应地调整该些显示区域所对应的该些显示资料的灰阶值。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其特征在于，其中该资料分析单元依据每一该 些灰阶分布决定每一该些灰阶分布的一最大分布灰阶值，并且依据每一该些灰阶分布对应 的该最大分布灰阶值决定每一该些灰阶分布对应的一调整增益，依据该些灰阶分布的该些 调整增益产生该些资料调整信号。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其特征在于其中该调整增益为一最大灰阶值 与该最大分布灰阶值的比值。
17.根据权利要求15所述的显示装置，其特征在于其中该最大分布灰阶值的统计值 大于等于一临界值。
18.根据权利要求15所述的显示装置，其特征在于其中该资料分析单元依据该些灰 阶分布的该些调整增益调整该些发光群组的亮度，并据此产生该背光控制信号。
19.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于其中该背光模块为一侧边入光式 背光模块。
全文摘要
本发明涉及一种显示装置、显示控制模块及显示控制方法。显示控制方法包括下列步骤。接收画面的多个显示资料。分析这些显示资料以取得对应多个显示区域的多个灰阶分布。依据这些灰阶分布产生背光控制信号以调整多个发光群组的发光亮度。依据背光控制信号取得对应这些显示资料的多个干扰值。依据这些干扰值对应地调整这些显示资料的灰阶值。藉此，可消除每一画素自非对应发光群组的光学干扰。
文档编号G09G3/34GK101937641SQ20101027513
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者廖木山, 蓝东鑫, 黎鸿俊 申请人:华映光电股份有限公司;中华映管股份有限公司