显示器中的伽马特性的调节的制作方法

专利名称：显示器中的伽马特性的调节的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示器，且更具体来说(但非排他性地)涉及具有基于固态的背光照明的显示器的伽马特性的控制。
背景技术：
背光用以照明液晶显示器(LCD)。具有背光的LCD用于移动电话、个人数字助理 (PDA)、便携式计算机的小显示器中以及计算机监视器及电视的大显示器中。通常，用于背光的光源包含一个或一个以上冷阴极荧光灯(CCFL)。用于背光的光源也可为白炽灯泡、电致发光面板(ELP)或者一个或一个以上热阴极荧光灯(HCFL)。
随着发光二极管(LED)的成本降低且其质量得以改进，显示器行业正在积极地追求使用发光二极管(LED)作为背光显示器技术中的光源，因为CCFL具有许多缺点举例来说，CCFL不容易在冷的温度下点燃，其需要充足的空闲时间来点燃，且其需要细微的处置。 另外，LED具有实质上比CCFL快速的响应时间。此外，由LED提供的色域比用于背照的其它光源宽且因此提供更生动的色彩。此外，LED通常具有比其它背光源高的所产生光与所消耗功率的比率。因此，具有LED背光的显示器可消耗比其它显示器少的功率，此使基于LED 的显示器更具持续性。LED背照传统上已用于小的低廉IXD面板中。然而，LED背照在大显示器中正变得更常见，例如在安装于计算机及电视机中的那些显示器中。在大IXD显示器中，通常需要数个LED来为IXD面板提供充足背光；基于显示器的特性，LED的数目可达到数百个。
常规显示器(例如基于阴极射线管(CRT)的那些显示器)通常具有固定的伽马特性，伽马特性确定此些显示器的照度。伽马特性及因此照度是根据一标准预定的且通常适合于已为在基于CRT的显示器中再现而准备的图像。伽马特性确立显示器的照度(I1J及背光照明强度(Ib)以及与待在显示器中显示的数据(例如，图像数据)相关的信号的量值 (Vd)之间的关系。通常，所述关系为由伽马值Y界定的功率关系，使得Ilim= κ (Vd) 1卩其中κ为与γ无关的效率系数。因此伽马值Y界定伽马特性。在具有基于LED的背照的 IXD显示器中，可将用于背照的数个LED分割成跨越IXD显示器的显示区的若干区域。此些区域中的至少一者的亮度可基于待经由LCD显示器中的像素电路再现的图像的内容(例如，数据)而动态地改变。因此，静态伽马特性的利用通常不能为LCD显示器提供充足照度， 因为静态伽马特性无法对背光亮度的改变做出响应；因此随之而来的是低质量的经再现图像。尽管典型的IXD显示器可在逐帧基础上更改显示器的伽马特性，但此调整通常不足以产生饱满的令人注目的图像。发明内容
下文呈现本发明的简化发明内容以便提供对本发明的一些方面的基本理解。此发明内容并非本发明的各种实施例的广泛概述。其既不打算识别关键性或决定性要素也不打算描述任何范围。其唯一目的是以简化形式呈现一些概念来作为稍后所呈现的更详细描述的前序。
本发明的一个或一个以上实施例提供用于控制具有基于LED的背光照明的显示器的伽马特性的系统及方法。可至少部分地经由使在视频帧内向显示器中的一个或一个以上像素的集合的数据写入与在预定周期期间对所述显示器的区域的背光照明同步而实现控制所述伽马特性，其中一个或一个以上像素的所述集合跨越所述区域。收集指示待在所述预定周期期间于所述显示器的背光源的区域中发射的光的照明强度的数据使得能够确定至少一个伽马值及与所述至少一个伽马值相关的至少一个伽马参考电压。向一个或一个以上像素的所述集合施加所述至少一个伽马参考电压在所述视频帧内调整一个或一个以上像素的所述集合的所述伽马特性。
为了实现前述及相关目的，所述一个或一个以上方面包含(而不限于包含)在下文中全面描述并在权利要求书中所特别指出的特征。下文描述及附图详细阐述所述一个或一个以上方面的某些说明性特征。然而，这些方面仅指示可采用各种方面的原理的各种方式中的几种。


图1图解说明根据本发明的方面的具有固态背照的显示器中的伽马特性的调节的功能性的实例性原理。
图2表示根据本文中所描述的方面实现并利用伽马特性的调节的实例性显示器。
图3A到图3D表示根据本文中所描述的方面的显示区的各种实例性分区。
图4图解说明根据本文中所描述的方面向显示器及相关背照特征中逐线写入数据。
图5图解说明根据本发明中所描述的方面的背光照明强度的时间相依及空间相依实例性曲线以及与同背光照明强度的实例性曲线有关的伽马值相关联的伽马参考电压的相关实例性曲线。
图6表示与图5中的选定帧的背光照明强度相关联的伽马值的空间相依性。
图7描绘根据本文中所描述的方面的显示器的显示区中的邻近区域之间的背光照明强度及相关伽马值的空间相依性。
图8图解说明根据本文中所描述的方面结合显示器的伽马特性的控制实现各种特征的伽马调节组件的实例性实施例。
图9呈现根据本文中所描述的方面用于调节具有基于固态的背光照明的显示器的伽马特性的实例性方法。
图10描绘根据本文中所描述的方面用于使向成像区中的区域的数据写入与背光源的区域中的背光照明同步的实例性方法。
图11呈现根据本发明的方面用于使显示器中的全异显示区的照度特性淡变的实例性方法。
具体实施方式
现在参考图式来描述本发明，其中在所有图式中使用相似的参考编号来指代相似的元件。在下文描述中，出于解释的目的阐述了众多特定细节，以便提供对本发明的透彻理解。然而，可显而易见，可在无这些特定细节的情况下实践本发明的各种实施例。在其它实例中，以框图形式展示众所周知的结构及装置，以便促进描述本发明。
图1是本发明的功能性的说明性原理的图示100。在伽马特性调节块110中获取 (例如，接收)背光照明强度(Ib)信号104。在本发明的方面中丄信号104取决于时间t及显示器的显示区内的位置R ；所述显示器为电子显示器，所述电子显示器为装置的一部分、 在功能上耦合到装置或为装置本身。Ib对时间及位置的相依性至少部分地由在显示器中再现或待在显示器再现的图像的内容规定。在一方面中，显示器内的位置R表示显示区的离散区域(例如，区带或条带)。伽马调节块110内的一个或一个以上功能元件(组件、控制器、信号产生器…)可基于预定时间函数F(·)、显示区内的位置及所获取的Ib而调整伽马值Y ；即，Y =F(t，R;IB(R))。还可基于时间函数F' (*)、R、IB&与显示区内的位置相关的一个或一个以上像素的群组的像素内容(Χ (R))而调整伽马值Y ；即，Y =F' (t，R; Ib(R), χ (R)) ο像素内容是指所述群组中的至少一个像素中的数据值或者是指所述群组中的所述至少一个像素中的所述数据值的函数的值。此外，还可基于时间函数F" (·)、显示区内的位置及像素内容而确定伽马值g;即，Y =F〃 (t,R;x (R))0因此，在本发明中，动态地、在空间上或者动态地且在空间上对显示器的照度进行Y校正。伽马校正的此些特征使得能够在一帧内而非在逐帧基础上调整伽马值。
图2是根据本文中所描述方面的所讨论实例性显示器的实例性显示器200的框图，实例性显示器200实现且利用伽马特性或转移特性的调节。显示器控制器210调节像素电路240及背光电路250的操作。应了解，像素电路240及背光电路250的所描绘布置为说明性，且在电子显示器中，像素电路240的至少一部分通常铺设在背光电路250的至少一部分上。像素电路240包含(但不限于包含)布置成跨越K个行及J个列的矩阵结构的一个或一个以上像素的集合，其中K及J为正整数。一个或一个以上像素的所述集合所跨越的区对应于可供实例性显示器200用于再现图像的显示区。在其中每一像素包含一晶体管的实施例中，每一像素行(或线)共享配置于共用栅极电压下的电共用栅极节点；所述栅极节点为每一像素内的晶体管的一部分。每一像素列具有一共用数据总线线路。在基于LED 的背光电路中，一个或一个以上像素的所述集合由一个或一个以上LED (包含(但不限于包含)常规LED、有机LED、基于量子点的LED，等等)的集合照明。在典型实施例中，单个LED 照明数个像素，其中所述单个LED可为白色LED、RGB LED或以任何或实质上任何其它色彩 (紫色、橙色、紫罗兰色、黄色等)发射的LED。
背光电路250照明像素电路M0。背光电路250包含固态光源邪4及一个或一个以上驱动器258的集合。作为一实例，固态光源254以一个或一个以上LED的集合来体现， 所述LED可为白色LED或以多种色彩(例如，红色(R)、绿色(G)、蓝色(B) (RGB) LED、紫色 LED、橙色LED···)发射的LED或其组合。一个或一个以上LED的所述集合可配置为分布在实例性显示器200的整个显示区中的一个或一个以上LED串的集合。通常，每一串在一端上耦合到电源且在另一端上耦合到接地。一个或一个以上LED串可与一个或一个以上驱动器258的集合中的单个驱动器电路相关联。驱动器电路可控制用于与所述驱动器电路相关联的一个或一个以上LED串的电压的施加或电流的供应。在某些实施例中，驱动器电路与一个或一个以上LED串的关联性为一对一关联性。因此，可经由相关联驱动器独立地操纵每一串的操作(例如，接通/关断致动)。举例来说，每一 LED串可经选择性地接通及关断7以用于提供局部调光或用于产生不同温度的全异白色。通常，每一 LED串包含同一类型的 LED (例如，RGB LED)的群组以改进例如温度系数、I_V特性等操作特性的均勻性且因此增强每一 LED串的控制性能。可为背光电路250的一部分的一个或一个以上LED串的集合中的一 LED串中的LED可跨越电子显示器离散地分散且通过导线、迹线或其它连接元件串行连接。作为一实例，一个或一个以上LED串的所述集合中的LED可以垂直方式或以其它布置形式(例如以水平配置)来布置。此外，LED串可相互平行或可以其它相对定向部署。
经由一个或一个以上LED串的集合的全异组织，可将背照区分割成各种区带，如图3A到图3D中所图解说明。图示300图解说明P = 4个区带的分区，每一区带包含η = Κ/4个像素线，其中Κ(例如，1080)为显示器中的像素线的总数。所图解说明的显示器302 具有刷新频率Δ ν，此导致帧周期τ = Δ ν-1。在一实例中，针对Δν = 240Hz,x=4.167mSo 类似地，图示304图解说明八个区带的分区，此导致对更小数目个像素的背光照明的调节。 在此些情形下，在区带(例如，区域I)中的所有像素或实质上所有像素稳定之后，接通背光单元(例如，一个或一个以上LED串的集合)。
图示306及308分别呈现4个及16个瓦块的分区。特定来说(但并非排他性地)， 背光照明的相位延迟及工作循环可在不同瓦块之间变化。此外，伽马调节组件218可在功能上耦合到使得能够配置KX J像素矩阵结构中的像素列的全异子集的一个或一个以上驱动器电路的集合。在某些实施例中，一个或一个以上驱动器的所述集合可为图像控制器214 的一部分。在额外或替代实施例中，一个或一个以上驱动器的此集合可包含在伽马调节组件218中。在一方面中，将显示区划分成的区带的数目P越大，显示器相对于所述显示器中的背光单元(例如，一个或一个以上LED串的集合及相关联驱动器)的工作循环的效率就越高。
作为像素电路240的操作的调节的一部分，图像控制器214接收数据(例如，图像数据204)并将所述数据供应到像素电路MO。为了供应数据，图像控制器214可以逐线方式或卷动运动地将向每一像素中写入所述数据；通过将为像素的一部分的电容器充电来将数据写入于所述像素中。图像控制器214可包含至少一个数/模转换器(DAC)以至少基于既定用于或可用于所述像素的数据而将所述电容器充电。图4中的图示400呈现在K X J个像素的群组中的逐线数据写入的略图，所述群组被分割成四个条带区带标示为“1”、“11”、 “III”及“IV”的区域I到IV(参见图3A)。每一像素线由线索引M(自然数)识别，在某些实施例中，线索引M等于1080。描绘四个任意视频帧40^+404^404^及404u+2，其中U为等于或大于一的自然数。
在一方面中，为了扫描可为像素电路240的一部分的K X J个像素的群组并在逐线基础上向此些像素写入数据，图像控制器214可利用定时信号产生器222。定时信号产生器 222可产生使得图像控制器214能够扫描KX J个像素的群组的时钟信号。所述时钟信号可包含垂直同步(VSYNC)信号、水平同步(HSYNC)信号、门移位时钟(GSC)信号等等。定时信号产生器112还可将时钟信号的频率倍增以产生具有更高频率的定时信号。经由时钟信号中的至少一者的频率的倍增，定时信号产生器112可产生界定用于扫描为像素电路MO中的像素线的一部分的像素群组的子帧周期的定时信号。此外，定时信号产生器112可缩放 (或划分)所述时钟信号中的一者或一者以上的振幅。
另外，为减轻由于快速改变的图像所致的模糊假象并改进运动图片响应，显示器控制器210可经由背光电路250以滞后的卷动运动方式照明像素电路M0。图4中的图示 440表示可与分别同区域I到IV相关联的LED群组相关联的相移脉宽调制(PWM)调光。为了达到至少所述目的，显示器控制器210可利用由定时信号产生器222产生的时钟信号，且此使得能够扫描KX J个像素的群组以辨识已完全写入像素电路MO的像素矩阵结构的第一区带(例如，区域I)的时刻T1(图示440中的空心箭头)。显示器控制器210可通过经由每已写入像素线添加一计数单位而实现计数器的产生并与指派给第一区带的线的预定数目进行比较来实现此识别。响应于辨识出时刻T1，触发全异计数器，其使得能够引入延迟或相位Φ ；在已过去等于或实质上等于相位Φ的时间后或之后，显示器控制器210中的驱动器控制器220即刻激励(例如，通电)背光电路250内的与第一区带相关联的LED群组以便以至少部分地基于向所述第一区带写入的数据的第一强度发射光。为了改进效率， 驱动器控制器220利用调光控制器230以经由供应到第一区带的电力的脉宽调制(PWM)调光来实现所述第一区带的照明。在一方面中，所述LED群组形成一 LED串，且调光控制器 230根据所述LED串特有的时间波形或曲线而选择性地接通及关断此串。所述时间波形体现供应到此LED串的电力的PWM调制；所述时间波形具有预定频率(f)及单个预定工作循环(D)。定时信号产生器222提供确定PWM调光波形且因此确定预定频率f的时钟信号。 相位信号产生器2 可产生相位Φ的一个或一个以上值；一个或一个以上相位延迟寄存器可为调光控制器230内的存储器的一部分或在功能上耦合到所述存储器。在某些情形下， 频率f为由定时信号产生器222确立的扫描KX J个像素的群组的帧频率。在写入像素电路MO中的其它像素线时，相关区带(例如，区域II到IV)被完全写入。针对完全写入的每一区带，驱动器控制器触发计数器以实现延迟或相位Φ。如上文所描述，在相位Φ过去后或之后，驱动器控制器220可即刻激励(例如，通电)与已完全写入的区带相关联的LED 群组。此外，此些区带中的每一者经配置而以至少部分地基于向每一区带写入的数据的相应强度发射光。另外，调光控制器230使得能够根据具有频率f及工作循环D但相对于先前经照明的区带相移Φ的PWM电力波形来照明此些区带中的每一者。
如先前所描述及图4中的图示480中所图解说明，每一区带(例如，区域I到IV) 是响应于在视频帧404内全部地写入此些区带中的每一者而以全异背光强度照明的。在实例性显示器200中，在视频帧U(自然数)内且针对每一区域P (其中P = I、II、III或 IV)，伽马调节组件218基于从区域P发射的光的照明强度而调整(例如，增加、减小或保持)伽马值；所述伽马值是依据先前视频帧U’(其中U’ <U)的伽马值调整的。
为了在视频帧(例如，404 )内调整伽马值，伽马调节组件218可向驱动器电路施加参考电压(VKrf)，所述驱动器电路在存在于像素中的晶体管中产生所述参考电压。针对具有红色子像素、绿色子像素及蓝色子像素的像素，分别向所述像素施加伽马参考电压巧广(/)、伽马参考电压^^/力力及伽马参考电压Gf^V)。一般来说，针对包含分别以色彩 Vl、V2, V^Vs发射的一个或一个以上彩色LED的集合的像素，向所述像素施加用于每一色彩的一个或一个以上伽马参考电压-UWOO、&二00、0)00…「^㈧―的集合。此处，C 为等于或大于一(1)的自然数。应了解，红色、绿色及蓝色可包含在一个或一个以上(S个) 色彩VpVyVf Vs的集合中。
在一方面中，伽马调节组件218确立(计算、接收、检索等)基于函数F(t，R; Ib(R))的伽马值Y，并获取(接收、检索等)与所确立伽马值Y相关联的至少一个伽马参考电压(例如，O》、ο>ω、^^ω…θ〉ω)。举例来说，此关联性可为多对一关系，以便将由连续函数F(t，R5Ib(R))提供的值连续统离散化成一个或一个以上伽马值的离散集合{h，Y2, Y3... Ye}，其中G为预定自然数。伽马调节组件218向以强度 Ib(P)照明的区域ρ中的每一像素施加至少一个伽马参考电压(例如，UG(力、y^i ir)、 V^){y )…「Ο、))。为了减轻图像干扰，伽马调节组件218可响应于到显示区中的区域 (例如，参见图3A到图3D)的数据递送的完成而在由HSYNC频率的倒数规定的水平消隐周期(图示400中未展示)期间施加伽马参考电压。
图5中的图示500图解说明背光照明强度的时间相依(帧到帧)及空间相依(区域到区域)实例性曲线或实例性波形。图示540又呈现与对应于图示500的背光照明强度的伽马值相关联的伽马参考电压的实例性曲线。为了图解说明帧内的伽马值的空间相依性，图6中的图示600图解说明视频帧404^的至少基于背光照明强度(参见图示500)的伽马值。因此，显示器控制器210使得实例性显示器200能够针对与实例性显示器200相关联的显示区被分割成的各种区域来调整其伽马特性。针对其它视频帧获得类似图示。
应了解，区域边界处的照明强度由于邻近区域的区域边缘处的重叠而并不为突然的。此重叠是背光电路250中的固态光源元件(例如，LED串)的密度相对于像素电路MO 中的像素的密度较小的结果。因此，跨越一个或一个以上像素线的转变区域存在于两个邻近区域之间；在转变区域中，第一区域中的第一背光照明强度逐渐转变或淡变为第二区域中的第二背光照明强度。此转变区域中的像素线的特定数目至少部分地由背光电路250中的固态光源元件(例如，LED串)的拓扑或物理布置规定。图7中的图示700描绘从区域K 706中的背光亮度Ik到区域J 714中的背光亮度I:的此背光照明强度转变。所述转变跨越其中背光亮度呈现在第一值^与第二值h之间的背光亮度值的转变区域710。根据本发明的若干方面且如图示750中所图解说明，区域K 706的第一伽马值Yk也转变为区域 J 714的第二伽马值γτ。由于伽马值至少部分地确定显示器的照度，因此与从第一伽马值 Yk到第二伽马值Yt的突然转变相对比，逐渐转变可降低显示器的最终用户对从区域K到区域J的照度改变的可见性或感知性。
在一方面中，伽马值、及h分别与伽马参考电压Vk及、相关联。在图示750 中，％ = 7个伽马值跨越转变区域710，此些值可对应于存在于转变区域710中的％ = 7 个像素线。应容易了解，转变区域710可跨越Q个像素线，其中Q为大于或等于一(1)的自然数，且可实施与中间伽马值相关联的Q个中间伽马参考电压IV1, V2. . . Vq^1 , VQ}。在一方面中，在逐线基础上实现此些伽马参考电压的配置。为了达到至少所述目的，在实例性实施例中，伽马调节组件218可在针对实例性显示器200 (或包含伽马调节组件218的任何显示器)配置的水平消隐周期期间配置中间伽马值(例如，施加中间伽马参考电压)。在此消隐间隔期间伽马值的配置减轻或完全避免可由驱动与转变区域中的像素线相关联的晶体管图像而出现的图像干扰。作为中间伽马参考电压的配置的一部分，伽马调节组件218可存取其中所包含的或在功能上耦合到其的存储器，其中所述存储器已在其上存储或编程Q个中间伽马参考电压IV1, V2. . . Vq^1 , VQ}，其中Q为自然数。
在某些实施例中，伽马调节组件218还可调整具有基于固态的背光照明的显示器中的显示区的替代分区(例如，参见图5B到图5D)中的伽马值。举例来说，伽马调节组件 218可针对将KXJ个像素分割成一个或一个以上(E个)瓦块的集合来控制伽马值或相关伽马参考电压，其中每一瓦块包含(但不限于包含)(Κ/Ε) X (J/E)个像素。在一方面中，伽马调节组件218可包含配置一个或一个以上(E个)瓦块的所述集合中的相应列子集的伽马参考电压的列驱动器的群组，其中E为大于或等于一(1)的自然数。
图8图解说明根据本文中所描述的方面结合显示器的伽马特性的控制实现各种特征的伽马调节组件218的实例性实施例800。同步(sync)组件814获取(接收、检索等) 时钟信号804及一个或一个以上延迟(或相位)的集合。定时信号产生器222可产生时钟信号804，且相位信号产生器2 可产生一个或一个以上延迟808的集合。响应于获取与向像素电路240写入数据相关的至少一个时钟信号，同步组件814起始计及已被写入的像素线的当前数目的第一计数器；如先前所描述，图像控制器214写入所述数据。在第一计数器达到等于与实例性显示器200相关联的显示区的第一区域中的像素线的数目的值后或之后，同步组件814即刻(i)对第一计数器或定时器进行复位，并起始链接到显示器的水平写入消隐(例如，HSYNC)的第二计数器或定时器；及(ii)用信号通知参考电压产生器818 发出至少一个伽马电压参考值。在某些情形下(例如在数字实施方案中)，同步组件814可通过递送多位字而用信号通知参考电压产生器818。在替代或额外情形下(例如在模拟实施方案中)，同步组件814可通过激励将同步组件814在功能上耦合到参考电压产生器818 的引脚而用信号通知参考电压产生器818。
响应于从同步组件814接收的信令及相关的有效负载数据，参考电压产生器818 可从一个或一个以上伽马值的集合拟6收集伽马值群组并配置伽马参考电压群组。参考电压产生器818可向第一区域中的像素群组施加所述伽马参考电压群组。在方面中，一个或一个以上伽马值的集合拟6可为一个或一个以上寄存器237的一部分。在第二计数器达到传达已过去HSYNC间隔的阈值计数之前施加所述伽马参考电压群组或在达到所述阈值计数后即刻施加所述伽马参考电压群组。在其中白色LED体现固态光源254的情形下，所述伽马参考电压群组具有至少一个伽马参考电压VKrf(Y)。在其中RGB LED 体现固态光源254的替代情形下，所述伽马参考电压群组具有至少三个伽马参考电压 KT(Xr),及^Th)。在另一替代情形下，当多种色彩νι、ν2、ν3··、的一个或一个以上LED的集合体现固态光源2M时，所述伽马参考电压群组具有至少C个伽马参考电压值0:>'( >、K:f(r,2), K^fir,,)... fD)(U，其中c为等于或大于一⑴的自然数。
如上文所论述，伽马调节组件218可使得伽马值能够在与显示区的两个邻近区域 (例如，区域I与区域II或区域V'与区域VI')相关联的两个伽马值之间“淡变”或逐渐转变。在一方面中，为了实施此“淡变”，伽马调节组件218可包含配置(例如，编程)有偏移值δ =2ΧηΔ+1的淡变组件822，所述偏移值表示分离两个邻近区域(例如，区域K 706 与区域J 714)的转变区域(例如，如转变区域710所图解说明)所跨越的像素线的数目。 另外，淡变组件822还从同步组件814接收计数器屯的定时信号并在已写入第一区域的最后线Ik = W-n,-l后即刻或实质上在已写入所述最后线之后的同时起始转变计数器1^ ；W为自然数。计数器&继续积累作为向转变区带中的像素线写入数据的结果的计数。计数器 与计数器％同步；然而，在计数器ητ每递增1时，例如，在完全写入转变区带中的像素线之后，参考电压产生器818提取由一个或一个以上淡变标度的集合828中的至少一个淡变标度确定的淡变伽马值且配置对应于所述淡变伽马值的淡变伽马参考电压。在方面中，一个或一个以上淡变标度的集合拟8可为一个或一个以上寄存器237的一部分。如先前所指示，可在一个或一个以上淡变标度的集合828中保持Q个淡变伽马参考电压值的集合IV1, V2. . . Vq^1 , VJ。作为替代方案，可在存储器238中联合逻辑变量保持单个电压偏移Δν，所述逻辑变量指示可经由递归νω+1_νω = Δ V来产生淡变伽马参考值，其中ω = 1、2、…、Q， 且AV= Yk-Yjo如上文所描述，参考电压产生器818在包含伽马调节组件218的显示器的水平写入消隐周期(HSYNC)期间施加淡变伽马参考电压。因此，在一方面中，伽马调节组件218在逐线基础上调整转变区域(例如，710)的伽马特性。
在实例性显示器200中，为了实施前述段落中所描述的各种特征或方面，显示器控制器210可包含一个或一个以上处理器234。另外，输入/输出(I/O)组件(未展示)可实现在显示器控制器210的操作中所利用的各种寄存器及其它值的配置。在一方面中，一个或一个以上处理器234可实现或经配置以至少部分地实现显示器控制器210或其中的一个或一个以上功能元件(例如，组件、产生器、块、模块)的所描述功能性。在一方面中，为了提供此功能性，一个或一个以上处理器234可利用总线架构235在显示器控制器210内的功能元件(例如，组件、控制器、产生器、块)与在功能上耦合到那里的存储器238之间交换数据或任何其它信息。总线架构235可以如下各项中的至少一者来体现存储器总线、系统总线、地址总线、消息总线、一个或一个以上引脚的集合或者用于在执行过程或为过程的执行的一部分的组件之间进行数据或信息交换的任何其它管道、协议或机制。所交换的信息可包含代码指令、代码结构、数据结构等中的至少一者。
一个或一个以上处理器234还可执行存储于存储器238中的计算机可执行指令 (未展示)以实施(例如，执行)或提供显示器控制器210的所描述功能性的至少一部分。 此些代码指令可包含可(举例来说)经由本文中所揭示的方法中的一者或一者以上实现且与实例性显示器200的功能性或操作至少部分地相关联的特定任务的程序模块、软件应用程序或固件应用程序。在一个或一个以上替代或额外实施例中，一个或一个以上处理器234 可分布在显示器控制器210的一个或一个以上功能元件(组件、块等)之间。
在一个或一个以上实施例中，显示器控制器210可为通用微计算机或专用微计算机。显示器控制器210及其它组件或功能元件可实施于单个集成电路(IC)芯片上或多个 IC芯片上。IC可包含可为处理器234的一部分的至少一个处理器。在包含多个IC芯片的实施例中，显示器控制器210的功能元件可布置成若干模块，其中在每一 IC中实施一模块。另外，经由将计算机可执行指令提供到在功能上耦合到显示器控制器210或包含于其中的存储器，显示器控制器210可为可编程的。在替代方案中，显示器控制器210可为不可编程的且根据本文中的方面按照在制造时间所确立而操作。在经组合方法中，显示器控制器210的某些特征可为可编程的，而其它特征可为不可编程的且按照在制造时间所预配而保持。显示器控制器210或其中的一个或一个以上组件可以硬件、软件或固件来实施。
鉴于上文所描述的实例性系统，参考图9到图11中的流程图可更佳地了解可根据所揭示的标的物实施的实例性方法。出于解释简单性的目的，将本文中所揭示的实例性方法呈现及描述为一系列动作；然而，应理解及了解，所揭示的标的物并不受动作次序的限制，因为一些动作可以与本文中所示及所述的次序不同的次序及/或与其它动作同时发生。举例来说，本文中所揭示的一个或一个以上实例性方法可替代地表示为一系列相互关联的状态或事件(例如在状态图中)。此外，当全异实体规定方法学的全异部分时，交互图可表示根据所揭示的标的物的方法。此外，实施根据本说明书的所描述实例性方法可能并不需要所有所图解说明的动作。又另外，所揭示的实例性方法中的两者或两者可彼此组合地实施以实现本文中所描述的一个或一个以上特征或优点。
在整个本说明书及附图中所揭示的方法能够存储于制品上以促进将此(些)方法输送及传送到具有处理能力的计算机或芯片集(例如，集成式基于半导体的电路)以供由处理器执行且因此实施或以供存储在存储器中。在一方面中，可采用规定本文中所描述的方法的一个或一个以上处理器来执行存储器或者任何计算机或机器可读存储媒体中所保持的代码指令以实施本文中所描述的方法；所述代码指令在由一个或一个以上处理器执行时实施或实行本文中所描述的方法中的各种动作。机器可执行或计算机可执行指令提供机器可执行或计算机可执行框架以规定(例如，执行)本文中所描述的方法。
图9是根据本文中所描述的方面用于调节具有基于LED的背光照明的显示器的伽马特性的实例性方法900的流程图。在动作910处，使在第一周期期间向显示器的一个或一个以上像素的集合的数据写入与在第二周期期间对一个或一个以上像素的所述集合所跨越的区域的背光照明同步。如先前所描述，一个或一个以上像素的所述集合可跨越TXV 个像素，其中T为表示显示器中的像素线的数目的自然数且V为表示显示器中的像素列的数目的自然数。在常见情形下，针对单片式扁平显示器，所述显示器的一个或一个以上像素的所述集合所跨越的区域在背光源(例如，透明衬底(柔性或刚性)及固态光源)中确立一区域，其中所述背光源中的所述区域可具有与所述显示器的一个或一个以上像素的所述集合所跨越的区域实质上相同的面积。在动作920处，收集数据；所述数据指示待在第二周期期间于背光源的区域中发射的光的照明强度。在一方面中，所述数据至少部分地由传达待在显示器中再现的图像的至少一部分的全异数据确定。可在动作930处获取此全异数据，其中收集指示一个或一个以上像素的所述集合中的至少一个像素的像素内容的数据。
在动作940处，至少基于照明强度或像素内容中的一者或一者以上，调整显示器的一个或一个以上像素的所述集合的伽马特性。响应于第一周期过去而调整伽马特性。在一方面中，可在第一周期过去后即刻或实质上在第一周期过去的时刻调整伽马特性。在另一方面中，可在第一周期过去之后的预定间隔处调整伽马特性。调整所述伽马特性包含在显示器的水平消隐周期(由HSYNC时钟信号确定)期间更新所述伽马特性。更新所述伽马特性包含确定至少一个伽马值并配置对应于所述伽马值的至少一个伽马参考电压。所述调整还包含向一个或一个以上像素的所述集合中的每一像素施加所述至少一个伽马参考电压。确定伽马值可包含经由照明强度的第一预定函数、像素内容的第二预定函数或照明内容及像素内容(或像素数据)的第三函数而计算所述伽马值。在替代方案中，为了降低复杂性及处理负载(例如，由处理器234执行的操作的数目)，确定伽马值可包含从缓冲器 (例如，存储器234)或者其中的一个或一个以上存储器元件(寄存器，例如寄存器237;数据库；文件；等等)中所保持的查找表获取所述伽马值。可经由第一预定函数、第二预定函数或第三预定函数而构造所述查找表。可界定各种查找表并将其保持于缓冲器中。
在动作950处，在第二周期期间于背光源的所述区域中以所述照明强度发射光。 在一实施例中，第二周期在从用于数据写入的第一周期的起始过去预定间隔之后开始。举例来说，针对零或实质上零预定间隔，第二周期与第一周期可为同时的或实质上同时的。针对另一实例，预定间隔的量值致使第二周期与第一周期部分地重叠。在又一实例中，预定间隔的量值致使第二周期与第一周期不相交，其中第二周期的开始时刻为预定滞后相位(例如，参见图4)。如先前所描述，针对以数个LED体现的固态源，在背光源的所述区域中以所述照明强度发射光包含控制来自所述数个LED中的至少一个LED的所发射光的峰值强度。 此外，在背光源的所述区域中以所述照明强度发射光可包含根据具有预定工作循环及频率的PWM时间波形激励所述至少一个LED或将其通电。可相对于背光源的替代区域对PWM时间波形进行相移。
图10是根据本文中所描述的方面用于使向成像区中的区域的数据写入与背光源的区域中的背光照明同步的实例性方法1000的流程图。在一种或一种以上情形下，所讨论实例性方法1000体现动作910。在动作1010处，获取至少一个时钟信号。如先前所指示， 所述至少一个时钟信号可包含VSYNC、HSYNC、各种延迟或相位等。在动作1020处，基于所述至少一个时钟信号中的第一时钟信号，触发第一定时器。所述第一定时器对向像素群组中的像素线的数据写入的完成进行计时。所述像素群组跨越成像区的区域。在动作1030处， 评估向所述像素群组的数据写入的条件。所述条件可涉及数据写入的各种方面，例如数据写入故障、数据写入速率、可用于向所述像素群组写入的数据的完成程度等。在一方面中， 当所述条件为“未完成”或以其它方式传达至少一个像素有待于写入时，在动作1040处使第一定时器前进，且将流程引导到动作1030。相比之下，当所述条件为“完成”或以其它方式传达已写入所述像素群组中的所有像素时，在动作1050处对第一定时器进行复位，且将方法流程的至少一部分引导到动作1020。在动作1060处，触发第二定时器。第二定时器对从向所述像素群组的数据写入的起始的延迟进行计时。在动作1070处，确定延迟是否已过去由所述至少一个时钟信号中的第二时钟信号传达的预定时间周期。当确定动作的结果为否定时，使第二定时器前进且使方法流程返回到1070。相比之下，当确定动作的结果为肯定时，在动作1090处触发照明背光源的区域的周期，其中所述区域与所述成像区的区域相关。
图11是根据本发明的方面用于使显示器中的全异显示区的照度特性淡变的实例性方法1100的流程图。在某些实施例中，此淡变提供例如减轻全异显示区中的全异照度水平的视觉感知性等各种优点。在各种实施例中，伽马调节模块(例如，伽马调节组件218) 或者其中的一个或一个以上组件可实施所讨论实例性方法。在动作1110处，识别一个或一个以上像素的集合，其中一个或一个以上像素的所述集合跨越显示器的成像区的至少两个相邻区域的至少一部分。识别一个或一个以上像素的所述集合可包含从缓冲器(例如，存储器234)或其中的存储器元件检索配置信息。在一实施例中，组件(例如，淡变组件822) 可识别一个或一个以上像素的所述集合；可从一个或一个以上淡变标度828的集合拟8检索此配置信息。在动作1120处，获取一个或一个以上像素的所述集合中的一个或一个以上像素线的子集的基数，获取跨越界面区域的此群组，其中所述界面区域分离所述至少两个相邻区域中的第一区域与第二区域。在一方面中，所述界面区域邻近于第一区域及第二区域两者。获取此基数可包含获取指示一个或一个以上像素线的所述集合的基数的数据并处理所述数据以提取所述基数。所述数据可为配置数据且可从缓冲器(例如，存储器234)或其中的存储器元件获取所述配置数据。
在动作1130处，针对一个或一个以上像素线的所述集合中的每一像素线，响应于向当前像素线写入数据的完成而调整所述当前线中的至少一个像素的伽马特性。可在水平消隐间隔(HSYNC)期间调整伽马特性。调整所述伽马特性可包含产生当前像素线的伽马值且作为响应，配置与所述伽马值相关(举例来说，呈一对一关系)的伽马参考电压。在一方面中，可通过计算伽马值、通过读取存储器元件(例如，寄存器)中的查找表来实现产生此伽马值。另外或替代地，可通过查询在功能上耦合到实施所讨论实例性方法的伽马调节模块的缓冲器的组件数据管理内容来实现产生所述伽马值。在某些实施例中，针对一个或一个以上像素线的所述集合中的每一像素线，伽马值可为常数(Δ Y)，且其可作为先前伽马值的偏移施加针对基数CQ，Y κ+1-γ κ = Δ Y，其中κ = 1、2、*"、C。，且Δ γ = Y11-Y1, 其中Y工为对应于第一区域的伽马值且Y11为对应于第二区域的伽马值。针对每一值Υκ， 配置相关伽马参考电压Vk。
以说明而非限制方式，非易失性存储器可包含只读存储器(ROM)、可编程 ROM (PROM)、电可编程ROM (EPROM)、电可擦ROM (EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可包含充当外部高速缓冲存储器的随机存取存储器(RAM)。以进一步说明而非限制的方式，RAM 可以许多种形式获得，例如，同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM (SDRAM)、双倍数据速率SDRAM (DDR SDRAM)、增强型SDRAM (ESDRAM)、同步链路DRAM (SLDRAM)及直接内存总线式RAM(DRRAM)。另外，本文中的系统或方法的所揭示存储器组件既定包含(而不限于包含) 这些及任何其它适合类型的存储器。
结合本文中所揭示的实施例描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块及电路可借助以下装置来实施或执行通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其经设计以执行本文中所述功能的任一组合。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合， 例如，DSP与微处理器的组合、若干微处理器的组合、一个或一个以上微处理器与DSP核心的联合，或任何其它此类配置。另外，至少一个处理器可包含(而不限于包含)可操作或经配置以执行上文所描述的步骤或动作中的一者或一者以上的一个或一个以上模块。
此外，结合本文中所揭示的方面描述的方法或算法的步骤或动作可直接嵌入于硬件中；嵌入于可由处理器执行的软件模块中；或嵌入于两者的组合中，例如嵌入于固件模块中。软件模块可驻存于RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬磁盘、可装卸磁盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体可耦合到处理器，使得所述处理器能够从所述存储媒体读取信息并向所述存储媒体写入信息。在替代方案中，所述存储媒体可与处理器成一体。此外，在一些方面中，所述处理器及所述存储媒体可驻存于ASIC中。另外，所述ASIC可驻存于显示器设备中。在替代方案中，所述处理器及存储媒体可作为离散组件(例如，芯片集)驻存于显示器设备中。另外，在一些方面中，方法或算法的步骤或动作可作为一个或一个以上代码或指令的一个或任何组合或集合而驻存于可并入到计算机程序产品中的机器可读媒体或计算机可读媒体上。
在一个或一个以上方面中，所描述的功能可实施于硬件、软件、固件或其任一组合中。如果实施于软件中，那么可将所述功能作为一个或一个以上指令或代码存储于计算机可读媒体或机器可读媒体上或者可在所述媒体上传输。计算机可读媒体、机器可读媒体包含计算机存储媒体及包含促进将计算机程序从一个地点传送到另一地点的任何媒体的通信媒体两者。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。以实例而非限制的方式，此15CN 102543003 A计算机可读媒体可包含(而不限于包含)RAM、R0M、EEPR0M、CD_R0M或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置或者可用于以指令或数据结构的形式载运或存储所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。并且，可将任何连接称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电及微波等无线技术从网站、服务器或其它远程源传输软件，那么所述同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线电及微波等无线技术均包含于媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘及光盘包含压缩磁盘(CD)、激光盘、光学盘、数字多功能盘(DVD)、软磁盘及蓝光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘借助激光以光学方式再现数据。以上各项的组合也包含在计算机可读媒体的范围内。
权利要求
1.一种方法，其包括使(a)在视频帧内的第一周期期间向显示器中的像素集合的数据写入与(b)在第二周期期间对所述显示器的区域的背光照明同步，所述像素集合跨越所述显示器的所述区域；收集指示待在所述第二周期期间于所述显示器的背光源的区域中发射的光的照明强度的数据；收集指示所述像素集合中的至少一个像素的像素内容的数据；及至少基于所述照明强度或所述至少一个像素的所述像素内容中的一者或一者以上，在所述视频帧内调整所述像素集合的伽马特性。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括由与所述背光源的所述区域相关联的LED群组在所述第二周期期间以所述照明强度发射光。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述同步包含触发第一定时器，所述第一定时器对向所述像素集合中的像素线的数据写入的完成进行计时；及触发第二定时器，所述第二定时器对从向所述像素集合的数据写入的起始的延迟进行计时；及响应于所述延迟过去预定周期而触发所述第二周期以照明所述显示器的所述区域，其中所述预定周期大于或约等于零。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述调整包含 在所述显示器的水平消隐周期期间更新所述伽马特性。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述更新包含确定至少一个伽马值，其中所述确定包含以下各项中的至少一者经由所述照明强度及所述像素集合中的所述至少一个像素的所述像素内容的预定函数而计算所述至少一个伽马值，或者从所述显示器的缓冲器中所保持的查找表获取所述至少一个伽马值；及配置对应于所述至少一个伽马值的至少一个伽马参考电压。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述更新进一步包含 向所述像素集合中的至少一个像素施加所述至少一个伽马参考电压。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述更新包含识别所述显示器的跨越所述显示器的成像区的至少两个相邻区域的至少一部分的多个像素；识别所述多个像素的一个或一个以上像素线的子集，所述子集跨越分离所述至少两个相邻区域中的第一区域与第二区域的界面区域；及针对所述子集中的至少一个像素线，响应于向当前像素线写入数据的完成而更新至少一个像素的伽马特性。
8.一种装置，其包括图像控制器，其调节包括被分割成第一区域集合的多个像素的像素电路；及伽马调节组件，其至少基于由背光源发射的光的亮度而在视频帧内调整所述第一区域集合中的至少一个区域的伽马特性，其中所述背光源被分割成与所述第一区域集合相称的第二区域集合。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述伽马调节组件包含获取至少两个时钟信号及至少一个相位延迟的同步组件，所述至少两个时钟信号用于驱动对所述多个像素的数据供应，其中所述多个像素被布置成一像素线群组。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述同步组件触发第一计数器，所述第一计数器计及已被供应数据的像素线的当前数目；及响应于所述第一计数器具有指示所述至少一个区域中的像素线的预定数目的值而触发第二计数器。
11.根据权利要求10所述的装置，其中响应于所述第一计数器具有指示所述至少一个区域中的像素线的所述预定数目的所述值，所述同步组件传达产生至少一个伽马值及与所述至少一个伽马值相关的至少一个伽马参考电压的信号。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述至少一个伽马值包括相应色彩集合的值集合；且所述至少一个伽马参考电压包括所述相应色彩集合的所述值集合中的相应值的电压皇A朱口 ο
13.根据权利要求11所述的装置，其中所述伽马调节组件包含参考电压产生器，所述参考电压产生器接收所述信号 ’及产生所述至少一个伽马值及与所述至少一个伽马值相关的所述至少一个伽马参考电压。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述参考电压产生器在所述第二计数器期满之前产生所述至少一个伽马值及与所述至少一个伽马值相关的所述至少一个伽马参考电压， 其中所述第二计数器在达到部分地由所述至少两个时钟信号中的第一时钟信号规定的预配置计数时期满，其中所述第一时钟信号为水平同步。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述参考电压产生器在所述第二计数器期满之前向所述至少一个区域中的所述预定数目个像素线中的每一像素施加所述至少一个伽马参考电压。
16.根据权利要求9所述的装置，其中所述伽马调节组件包含一组件，所述组件 识别跨越所述第一区域集合中的至少两个相邻区域的至少一部分的像素集合；及识别所述像素集合的子集，其中所述子集具有跨越分离所述至少两个相邻区域中的第一区域与第二区域的界面区域的至少一个像素线。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述伽马调节组件包含响应于向所述至少一个像素线中的单个像素线写入数据的完成而产生用于所述单个像素线的至少一个伽马值及至少一个伽马参考电压的组件。
18.根据权利要求17所述的装置，其中所述组件在由所述至少两个时钟信号中的一个时钟信号规定的消隐时间间隔期满之前向所述单个像素线中的至少一个像素施加所述至少一个伽马参考电压。
19.根据权利要求13所述的装置，其中所述参考电压产生器是经由至少一个数/模转换器或者一个或一个以上引脚中的一者或一者以上而在功能上耦合到所述多个像素中的一个或一个以上像素的。
20.一种液晶显示器，其包括像素电路，其包括被分割成所述液晶显示器的成像区的区域集合的多个像素；背光电路，其包括布置成若干群组的发光二极管LED集合，所述群组照明所述液晶显示器的背光源的相应区，由LED群组照明的区与所述区域集合中的区域相关联；及控制器，其至少基于由所述LED群组照明的所述区中所发射的光的照明强度而在视频帧内调节所述区域集合中的所述区域的伽马特性。
21.根据权利要求20所述的液晶显示器，其中为了调节所述区域的所述伽马特性，所述控制器在所述液晶显示器的水平消隐周期期间更新所述区域的所述伽马特性。
22.根据权利要求21所述的液晶显示器，其中为了更新所述区域的所述伽马特性，所述控制器至少基于所述照明强度或所述区域中的至少一个像素的至少一个值中的一者或一者以上而确立伽马值。
23.根据权利要求22所述的液晶显示器，其中为了更新所述区域的所述伽马特性，所述控制器配置与所述伽马值相关的伽马参考电压；并向所述区域中的至少一个像素施加所述伽马参考电压。
24.根据权利要求21所述的液晶显示器，其中所述控制器识别跨越所述液晶显示器的所述成像区的至少两个相邻区域的至少一部分的多个像素；识别所述多个像素的一个或一个以上像素线的子集，所述子集跨越分离所述至少两个相邻区域中的第一区域与第二区域的界面区域；及针对所述子集中的至少一个像素线，响应于向当前像素线写入数据的完成而更新至少一个像素的伽马特性。
全文摘要
本发明提供用于调节具有基于固态的背光照明的显示器的伽马特性的系统及方法。可至少部分地经由使在视频帧内向显示器中的像素集合的数据写入与在预定周期期间对所述显示器的区域的背光照明同步而实现所述伽马特性的调节，其中所述像素集合跨越所述区域。收集指示待在所述预定周期期间于所述显示器的背光源的区域中发射的光的照明强度的数据使得能够确定至少一个伽马值及与所述至少一个伽马值相关的至少一个伽马参考电压。向所述像素集合施加所述至少一个伽马参考电压在所述视频帧内调整所述像素集合的所述伽马特性。
文档编号G09G3/36GK102543003SQ20111043338
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月16日 优先权日2010年12月17日
发明者凯文·亨普森, 迪利普·桑加姆 申请人:爱特梅尔公司