显示设备及其操作方法与背光控制装置与流程

文档序号:32690883发布日期:2022-12-27 17:55阅读:41来源:国知局
1.本发明涉及一种电子设备,且尤其涉及一种显示设备及其操作方法与背光控制装置。
背景技术
::2.由于电子游戏风靡全球,对于电竞显示器的需求量日益增长。目前显示器的面板主要分三类:扭转式向列(twistednematic,tn)型、平面转换(in-planeswitching,ips)型以及垂直排列(verticalalignment,va)型。由于反应时间快的特点,扭转式向列型显示面板在电竞显示器目前市占率较高,但是色彩不够鲜艳且可视角差。平面转换型显示面板及垂直排列型显示面板的色彩好且可视角大,但其缺点是反应时间较长。较长的反应时间容易产生残影现象。3.此外,可变刷新率(variablerefreshrate,vrr)技术可以被应用于电竞显示器。vrr技术能够实现垂直同步信号(vsync)的动态变化。基于每一帧期间的时间长度动态变化,vrr技术可以有效解决由于同步问题所产生的画面撕裂、延迟等问题。但是vrr技术会让每一帧期间的时间长度不固定,使得显示器容易出现闪烁现象。4.因此,需要提供一种显示设备及其操作方法与背光控制装置来解决上述问题。技术实现要素:5.本发明提供一种显示设备及其操作方法与背光控制装置,以解决可变刷新率(variablerefreshrate,vrr)视频帧的闪烁现象。6.在本发明的一实施例中,上述的显示设备包括显示面板、背光模块、影像处理电路、面板控制电路、第一背光控制电路以及第二背光控制电路。影像处理电路用以提供视频串流,其中视频串流包含可变刷新率视频帧。影像处理电路还提供关于可变刷新率视频帧的有效数据期间(validdataperiod)的第一时序(timing)信息,以及影像处理电路还提供关于可变刷新率视频帧的空白期间(blankingperiod)的第二时序信息。面板控制电路耦接影像处理电路,以接收视频串流。面板控制电路用以依据可变刷新率视频帧去驱动显示面板显示影像。第一背光控制电路耦接影像处理电路,以接收第一时序信息。第一背光控制电路用以依据第一时序信息在有效数据期间产生至少一主调光信号以驱动背光模块,以使背光模块在有效数据期间中提供主背光至显示面板。第二背光控制电路耦接影像处理电路,以接收第二时序信息。第二背光控制电路用以依据第二时序信息在空白期间中产生至少一补偿调光信号以驱动背光模块,以使背光模块在空白期间中提供补偿背光至显示面板。其中,该至少一补偿调光信号的电流峰值小于该至少一主调光信号的电流峰值。7.在本发明的一实施例中,上述的操作方法包括:由显示设备的影像处理电路提供视频串流,其中视频串流包含可变刷新率视频帧;由显示设备的面板控制电路依据可变刷新率视频帧去驱动显示设备的显示面板以显示影像;由影像处理电路提供关于可变刷新率视频帧的有效数据期间的第一时序信息;由显示设备的第一背光控制电路依据第一时序信息在有效数据期间产生至少一主调光信号以驱动显示设备的背光模块,以使背光模块在有效数据期间中提供主背光至显示面板;由影像处理电路提供关于可变刷新率视频帧的空白期间的第二时序信息;以及由显示设备的第二背光控制电路依据第二时序信息在空白期间中产生至少一补偿调光信号以驱动背光模块,以使背光模块在空白期间中提供补偿背光至显示面板。其中,该至少一补偿调光信号的电流峰值小于该至少一主调光信号的电流峰值。8.在本发明的一实施例中,上述的背光控制装置包括影像处理电路、第一背光控制电路以及第二背光控制电路。影像处理电路用以提供视频串流给面板控制电路,其中视频串流包含可变刷新率视频帧。面板控制电路依据可变刷新率视频帧去驱动显示面板显示影像。影像处理电路还提供关于可变刷新率视频帧的有效数据期间的第一时序信息。影像处理电路还提供关于可变刷新率视频帧的空白期间的第二时序信息。第一背光控制电路耦接影像处理电路以接收第一时序信息。第一背光控制电路用以依据第一时序信息在有效数据期间产生至少一主调光信号以驱动背光模块,以使背光模块在有效数据期间中提供主背光至显示面板。第二背光控制电路耦接影像处理电路,以接收该第二时序信息。第二背光控制电路用以依据第二时序信息在空白期间中产生至少一补偿调光信号以驱动背光模块,以使背光模块在空白期间中提供补偿背光至显示面板。其中,该至少一补偿调光信号的电流峰值小于该至少一主调光信号的电流峰值。9.基于上述,本发明诸实施例第一背光控制电路在可变刷新率(vrr)视频帧的有效数据期间使背光模块提供主背光至显示面板,以及第二背光控制电路在vrr视频帧的空白期间中使背光模块提供补偿背光至显示面板。补偿背光在空白期间中的平均亮度相符于主背光在有效数据期间中的平均亮度。亦即,补偿背光的平均亮度与主背光的平均亮度之间的差异是在依照实际使用体验的容许范围内(使用者不容易察觉的误差范围内)。因此,vrr视频帧的闪烁现象可以被有效解决。此外,在空白期间中的补偿调光信号的电流峰值小于在有效数据期间中的主调光信号的电流峰值,所以可以尽可能地避免背光模块的发光元件过早老化。10.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,并配合所附附图作详细说明如下。附图说明11.图1是依照本发明的一实施例的一种显示设备的电路方框(circuitblock)示意图。12.图2是依照本发明的一实施例说明图1所示影像处理电路的电路方框示意图。13.图3是依照本发明的一实施例的一种显示设备的操作方法的流程示意图。14.图4为依照本发明的一实施例的背光控制电路在gdsbc模式下对背光模块的驱动示意图。15.图5为依照本发明的一实施例的背光模块在ldsbc模式下的分区示意图。16.图6为依照本发明的另一实施例的背光控制电路在ldsbc模式下对背光模块的驱动示意图。17.图7是依照本发明的一实施例说明图1所示垂直同步信号vsync与驱动电流(调光信号)bl的波形示意图。18.图8为本发明在ldsbc模式下的背光模块以及显示面板的操作情境示意图。19.图9为图8所示背光模块的各发光区块的驱动电流的波形示意图。20.图10为依照本发明一实施例所绘制,当视频串流的帧率从高频模式切换至低频模式时,背光模块的各发光区块的驱动电流的波形示意图。21.图11为依照本发明一实施例所绘制,当视频串流的帧率从低频模式切换至高频模式时,背光模块的各发光区块的驱动电流的波形示意图。22.主要组件符号说明:23.20主机24.21原始vrr串流25.100显示设备26.110背光控制装置27.111影像处理电路28.111a接口电路29.111b视频缩放器30.112背光控制电路31.113背光控制电路32.120面板控制电路33.130显示面板34.140背光模块35.bl_a1、l_a1亮度36.bp1、bp2空白期间37.bt、t时间长38.duty_a1、duty_lc_a1占空比39.f1、f2、f3、f4vrr视频帧40.f1d、f2d、f3d、f4d有效数据期间41.f2b、f4b空白期间42.f5、f6、f7、f8、f9、f10、f11、f12、f13视频帧43.hfm高频模式44.imax、i_lc_max、i_peak、i_lc_peak电流峰值45.inf1、inf2时序信息46.lfm低频模式47.pwm1a、pwm2a、pwm3a、pwm4a主调光信号48.pwm2b、pwm4b补偿调光信号49.rct中心显示区域50.s310~s340步骤51.t时间52.t1第一期间53.t2第三期间54.t0、t0’时间点55.t1、t2、t3、t4、t5时间56.tm过度模式57.vd1第二期间58.vd2第四期间59.vs1视频串流60.vsync垂直同步信号61.a1、a2、a3、a4、a5、a6、b1、b2、b3、b4、b5、b6、c1、c2、c3、c4、c5、c6、d1、d2、d3、d4、d5、d6、e1、e2、e3、e4、e5、e6、l1、l2、l3、l4、l5:发光区块62.bl、bl1、bl2、bl3、bl4、bl5、bl6、bla1、bla2、bla3、bla4、bla5、bla6:驱动电流具体实施方式63.在本案说明书全文(包括权利要求书)中所使用的“耦接(或连接)”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言,若文中描述第一装置耦接(或连接)于第二装置,则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置,或者该第一装置可以通过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。本案说明书全文(包括权利要求书)中提及的“第一”、“第二”等用语是用以命名元件(element)的名称,或区别不同实施例或范围,而并非用来限制元件数量的上限或下限,亦非用来限制元件的次序。另外,凡可能之处,在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同标号或使用相同用语的元件/构件/步骤可以相互参照相关说明。64.图1是依照本发明的一实施例的一种显示设备100的电路方框(circuitblock)示意图。图1所示显示设备100包括背光控制装置110、面板控制电路120、显示面板130以及背光模块140。依照实际设计,显示面板130可以是液晶显示面板或是其他显示面板,而背光模块140的发光元件可以是发光二极管或是其他发光元件。依照实际设计,背光模块140可以是区域调光式(localdimming)背光模块或是全局调光式(globaldimming)背光模块。65.图1所示背光控制装置110包括影像处理电路111、背光控制电路112(第一背光控制电路)以及背光控制电路113(第二背光控制电路)。影像处理电路111可以提供视频串流vs1给面板控制电路120,其中视频串流vs1包含一个或多个可变刷新率(variablerefreshrate,vrr)视频帧。本实施例并不限制vrr视频帧的实施细节。举例来说,在一些实施例中,vrr视频帧可以是公知vrr技术或其他vrr技术所产生的vrr视频帧。公知vrr技术的细节在此不予赘述。面板控制电路120耦接影像处理电路111,以接收该视频串流vs1。面板控制电路120可以依据vrr视频帧去驱动显示面板130显示影像。66.图1所示显示设备100可以依照实际设计而成为任何电子设备。举例来说,在一些实施例中,显示设备100可以是笔记本型计算机(notebookcomputer)、平板计算机(tabletcomputer)、一体成型(all-in-one,aio)计算机或是其他计算机设备。在这样的实施例中,影像处理电路111可以包括图形处理器(graphicprocessingunit,gpu)、中央处理器(centralprocessingunit,cpu)或是其他可以运行vrr技术的装置,以产生视频串流vs1给面板控制电路120。67.在另一些实施例中,显示设备100可以是显示器(monitor)、头戴式显示器(headmounteddisplay,hmd)或是其他显示设备。图2是依照本发明的一实施例说明图1所示影像处理电路111的电路方框示意图。图2所示主机20可以运行vrr技术,而输出原始vrr串流21。在图2所示实施例中,影像处理电路111包括接口电路111a。接口电路111a可以从主机20接收原始vrr串流21。依照实际设计,接口电路111a可以包括通用串行总线(universalserialbus,usb)接口电路、高画质多媒体接口(highdefinitionmultimediainterface,hdmi)电路、显示端口(displayport,dp)接口电路或是其他视频数据传输接口电路。68.影像处理电路111还可以包括视频缩放器(videoscaler)111b或是其他视频处理装置。图2所示视频缩放器111b耦接至接口电路111a,以接收原始vrr串流21。视频缩放器111b可以调整原始vrr串流21的分辨率而产生视频串流vs1给面板控制电路120。依照实际设计,在一些实施例中,视频缩放器111b可以包括公知的缩放器电路或是其他缩放器电路。69.图3是依照本发明的一实施例的一种显示设备的操作方法的流程示意图。请参照图1与图3。影像处理电路111在步骤s310中提供视频串流vs1、时序信息inf1(第一时序信息)与时序信息inf2(第二时序信息)给面板控制电路120、背光控制电路112(第一背光控制电路)与背光控制电路113(第二背光控制电路)。其中,时序信息inf1是关于vrr视频帧的有效数据期间(validdataperiod)的信息(或是配置参数),以及时序信息inf2是关于vrr视频帧的空白期间(blankingperiod)的信息(或是配置参数)。70.面板控制电路120在步骤s320中可以依据视频串流vs1的vrr视频帧去驱动显示面板130以显示影像。背光控制电路112耦接影像处理电路111,以接收时序信息inf1。71.背光控制电路112可以依据时序信息inf1在vrr视频帧的有效数据期间中产生一个或多个主调光信号给背光模块140(步骤s330)。主调光信号在步骤s330中可以驱动背光模块140,以使背光模块140在vrr视频帧的有效数据期间中提供主背光至显示面板130。背光控制电路113耦接影像处理电路111,以接收时序信息inf2。背光控制电路113可以依据时序信息inf2在vrr视频帧的空白期间中产生一个或多个补偿调光信号给背光模块140(步骤s340)。补偿调光信号在步骤s340中可以驱动背光模块140,以使背光模块140在vrr视频帧的空白期间中提供补偿背光至显示面板130。其中,补偿调光信号的电流峰值小于主调光信号的电流峰值。72.影像处理电路111与背光控制电路112可以依据显示面板130的反应时间以及目标显示区域的写入期间,通过以连续多个脉冲去控制背光模块140的发光元件(例如发光二极管)的方式,来个别决定背光模块140的多个发光区块的对应者的启动时间(即发光时间),以及依据启动时间产生时序信息inf1。其中,连续多个脉冲例如可依据脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation,pwm)信号来产生。同时,影像处理电路111还可以依据帧数据的内容的亮暗程度将一个帧分为多阶层,然后依据背光模块140中各发光区块(zone)所对应的阶层来决定各发光区块的驱动平均电流的大小。依照实际设计,面板控制电路120可以包括时序控制器、闸极驱动器以及(或是)源极驱动器。面板控制电路120依据帧数据来决定控制电压,并使显示面板130中的液晶分子排列的扭曲程度受到改变(响应于控制电压),从而显示不同的灰度。下面将通过图4来说明在全局调光智能背光控制(globaldimingsmartbacklightcontrol,gdsbc)模式下,控制电路110如何依据显示面板130的反应时间以及目标显示区域的写入期间来控制背光模块bl的启动时间区间。73.图4为依照本发明的一实施例的背光控制电路112在gdsbc模式下对背光模块140的驱动示意图。请同时参照图1及图4。t0表示开始刷新显示面板130的目标显示区域的中心显示区域rct的时间点。bt表示刷新完整个中心显示区域rct所需的时间长。rt表示显示面板130的液晶分子偏转所需的反应时间。t表示两次垂直同步信号vsync之间的时间区间长度。为了保证显示面板130的中心显示区域rct的显示效果最好,影像处理电路111可以决定开启背光模块140的时间点为t0+bt+rt。若t0+bt+rt大于t,则表示在显示下一帧的期间中开启背光模块140,开启的时间点为t0+bt+rt-t。由于需要在中心显示区域rct再次刷新前关掉背光(亦即在时间点t0’之前),因此中心显示区域rct与背光模块140的启动时间t*duty(即连续多个脉冲的持续时间)之间的关系可表示为公式(1):74.t0+bt+rt+t*duty=t0+t公式(1)75.举例来说,假设显示设备100当前的更新率是144hz,以及更新一个帧的时间长度t约为6.9ms。并且,假设显示面板130的反应时间rt可以经由驱动技术从14ms减少至5ms,以及在最小亮度规格内占空比(dutyratio)“duty”被订定为10%。上述数值代入公式(1)后可以得出时间长bt等于6.9-5-0.69,也就是1.21ms。由于要保证中心显示区域rct的效果清晰,所以时间点t0等于t/2-bt/2,约为2.8ms。76.由公式(1)可以得知,越小的反应时间rt和越小的启动时间t*duty可以得到更大范围的中心显示区域rct。也就是说,中心显示区域rct的大小反比于显示面板130的反应时间rt与背光模块140的启动时间t*duty的总和。然而,持续的减少反应时间rt及启动时间t*duty会造成画面颜色的失真和亮度损失,所以必须取得各值之间的平衡,以产生最佳的画面效果。当背光模块140的亮度大于等于规定亮度时,中心显示区域rct以及反应时间rt可以不做调整。然而,当背光模块140的亮度小于规定亮度时,可以通过减少中心显示区域rct的大小或增加驱动电流来增加背光模块140的启动时间t*duty。77.图5为依照本发明的一实施例的背光模块140在区域调光智能背光控制(localdimingsmartbacklightcontrol,ldsbc)模式下的分区示意图。请参照图1及图5,在本实施例中,背光模块140例如为区域调光式背光模块,亦即背光模块140可分为多个发光区块l1~l5,并且显示面板130也对应分为多个目标显示区域。假设显示面板130是由上而下扫描的,扫描后液晶开始翻转。当发光区块l1对应的目标显示区域的液晶完全翻转完,背光控制电路112可以输出连续多个脉冲以点亮发光区块l1的背光。当发光区块l2对应的目标显示区域的液晶翻转完,背光控制电路112可以点亮发光区块l2的背光。以此类推,背光控制电路112可以逐个点亮发光区块l1至发光区块l5的背光。因此,背光控制装置110可以消除液晶偏转慢导致的残影,而使用者所看到的画面都是最清晰的。78.图6为依照本发明的另一实施例的背光控制电路112在ldsbc模式下对背光模块140的驱动示意图。请参照图1、图5及图6。在本实施例中,在显示面板130是由上而下扫描的情况下,发光区块l1对应的目标显示区域在时间t1完成画面更新,并且发光区块l1会在对应的液晶完全翻转完后(通过时间t2与时间t3)的时间t4开启(点亮发光区块l1的背光)。发光区块l2对应的目标显示区域在时间t2完成画面更新,而发光区块l2会在对应的液晶完全翻转完后的时间t5开启(点亮发光区块l2的背光)。发光区块l3~l5的开启时间可参照于发光区块l1与l2的相关说明加以类推,但发光区块l3~l5的开启时间会在下一帧期间中。79.依据上述,影像处理电路111可先计算分区(亦即液晶显示面板130的目标显示区域)的数量。假设分区数量为n,n为正整数。背光模块140开启的时间为t*duty。每一分区扫描完的时间为t/nms。每个发光区块(如l1~l5)在画面开始更新到开启之间的时间为(t/n+rt)ms。每个发光区块l1~l5持续开启的时间为(t*duty)/nms。为保证使用者所看到的画面都是最清晰的,所以要在下一帧扫描到对应的目标显示区域之前要关闭对应的发光区块l1~l5,所以t/n+rt+(t*duty)/n《t,推导结果如公式(2):80.n》(t+t*duty)/(t-rt)公式(2)81.依照实际设计而决定t、rt和“duty”的值,由公式(2)便可计算出最小的分区数n。一旦确定分区数n,各区发光区块(如l1~l5)开启的时间便确定为t/n的整数倍。假设更新第x个目标显示区域,开始更新的时刻为(x-1)*t/n,则第x个目标显示区域液晶偏转完成的时刻(即为第x个发光区块打开的时刻)ton为公式(3)。如果ton大于t,则表示在下一画面更新中到ton-t的时刻打开第x个发光区块的背光。82.ton=(x-1)*t/n+t/n+rt公式(3)83.举例来说,影像处理电路111可以通过驱动技术使显示面板130的反应时间rt到画面效果可以接受的范围,亦即显示面板130的反应时间rt可以小于更新一个帧的时间t。假设显示面板130当前的更新率是144赫兹(hz),更新一个帧的时间约为6.9ms,并且显示面板130原始的反应时间rt是14毫秒(ms)可以通过驱动技术而减少至约5ms。在最小亮度规格内设定占空比“duty”为30%,代入公式(2)可以得出n最小值为5。如果每一个帧都是在第一个目标显示区域开始更新,那么第一个发光区块打开的时间为ton=(x-1)*t/n+t/n+rt=6.38ms。84.上述多个实施例可以减少画面的残影问题。可变刷新率(variablerefreshrate,vrr)技术可以被应用于显示设备100。vrr技术能够实现垂直同步信号vsync的动态变化。亦即,每一帧(vrr视频帧)的时间长度可以动态变化。基于每一帧期间的时间长度动态变化,vrr技术可以有效解决由于同步问题所产生的画面撕裂、延迟等问题。但是vrr技术会让每一帧期间的时间长度不固定,使得每一帧期间的平均亮度可能互不相同,因此容易出现闪烁现象。为了有效解决vrr视频帧的闪烁现象,显示设备100可以运行图3所示操作方法。85.图7是依照本发明的一实施例说明图1所示垂直同步信号vsync与驱动电流(调光信号)bl的波形示意图。图7所示驱动电流bl包括驱动电流bl1、bl2、bl3、bl4、bl5与bl6,而这些驱动电流bl1~bl6分别用来驱动背光模块140的6个发光区块。在图7所示实施例中,横轴表示时间t。基于垂直同步信号vsync的定义,视频串流vs1包括vrr视频帧f1与vrr视频帧f2。基于vrr技术,vrr视频帧f1与f2的时间长度可能互不相同。vrr视频帧f1与f2的每一个可以包括有效数据期间与空白期间。例如,vrr视频帧f2包括有效数据期间f2d与空白期间f2b。vrr视频帧f1包括有效数据期间f1d与空白期间,其中图7所示vrr视频帧f1的空白期间非常小(甚至空白期间的时间长可以为0),故没有赋予附图符号。86.请参照图1、图3与图7。影像处理电路111可以在vrr视频帧f1与f2的有效数据期间输出帧数据(像素数据)给面板控制电路120。例如,影像处理电路111可以在vrr视频帧f1的有效数据期间f1d输出帧数据给面板控制电路120,以及在vrr视频帧f2的有效数据期间f2d输出帧数据给面板控制电路120。因此,面板控制电路120在步骤s320中可以依据视频串流vs1的vrr视频帧去驱动显示面板130以显示影像。vrr视频帧f1与f2的有效数据期间f1d与f2d的时间长度约略互为相同。基于vrr技术,vrr视频帧f1与f2的空白期间的时间长度可能互不相同。87.在vrr视频帧f1中,图7所示驱动电流(调光信号)bl包括主调光信号pwm1a。背光控制电路112可以依据时序信息inf1在vrr视频帧f1的有效数据期间f1d中产生多个(或一个)主调光信号pwm1a给背光模块140(步骤s330)。主调光信号pwm1a在步骤s330中可以驱动背光模块140的不同发光区块,以使背光模块140在vrr视频帧f1的有效数据期间f1d中提供主背光至显示面板130。同理可推,在vrr视频帧f2中,图7所示驱动电流(调光信号)bl包括主调光信号pwm2a与补偿调光信号pwm2b。背光控制电路112可以依据时序信息inf1在vrr视频帧f2的有效数据期间f2d中产生多个(或一个)主调光信号pwm2a给背光模块140。背光控制电路112在有效数据期间f1d与f2d中对背光模块140的驱动操作可以参照图4至图6的相关说明加以类推,故不再赘述。88.背光控制电路113可以依据时序信息inf2在vrr视频帧的空白期间中产生一个或多个补偿调光信号给背光模块140(步骤s340)。举例来说,背光控制电路113可以在vrr视频帧f2的空白期间f2b中产生补偿调光信号pwm2b给背光模块140的不同发光区块,以使背光模块140在vrr视频帧f2的空白期间f2b中提供补偿背光至显示面板130。其中,补偿调光信号pwm2b的电流峰值i_lc_max小于主调光信号pwm2a的电流峰值imax,所以图7所示实施例可以尽可能地避免背光模块140的发光元件过早老化。89.在图7所示实施例中,主调光信号pwm2a在有效数据期间f2d中的占空比小于补偿调光信号pwm2b在空白期间f2b中的占空比,以使背光模块140所提供的补偿背光在空白期间f2b中的平均亮度相符于背光模块140所提供的主背光在有效数据期间f2d中的平均亮度。亦即,补偿背光的平均亮度与主背光的平均亮度之间的差异是在依照实际使用体验的容许范围内(使用者不容易察觉的误差范围内)。90.举例来说,补偿调光信号pwm2b的电流峰值i_lc_max比主调光信号pwm2a的电流峰值imax小,而补偿调光信号pwm2b的占空比大于等于1/n(假设背光模块140被分为n个发光区块,亦即驱动电流bl包括n个驱动电流bl1~bln),使得在补偿调光信号pwm2b的平均亮度(平均电流)和主调光信号pwm2a的平均亮度(平均电流)一致。根据平均电流公式在有效数据期间f2d中的平均电流iavg(f2d)=imax*duty1=imax*1/n,而在空白期间f2b中的平均电流iavg(f2b)=i_lc_max*duty2。其中,duty1为主调光信号pwm2a的任一个的占空比,n为背光模块140的发光区块的数量,以及duty2为补偿调光信号pwm2b的占空比。只要让iavg(f2d)=iavg(f2b),亦即imax*duty1=i_lc_max*duty2,即可保证每个发光区块的有效数据期间f2d和空白期间f2b的平均电流(平均亮度)相互保持一致,就不会有闪烁现象。91.图7所示实施例是以脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation,pwm)技术去实现图7所示实施例补偿调光信号pwm2b。然而在其他实施例中,补偿调光信号pwm2b可以是直流信号(或者说,补偿调光信号pwm2b在空白期间f2b中的占空比为100%)。在主调光信号pwm2a的电流峰值为imax的情况下,补偿调光信号pwm2b(直流信号)的电流准位i_lc_max可以被设置为imax/n(假设背光模块140被分为n个发光区块,亦即驱动电流bl包括n个驱动电流bl1~bln)。根据平均电流公式在有效数据期间f2d中的平均电流iavg(f2d)=imax*duty1=a*1/n,而在空白期间f2b中的平均电流iavg(f2b)=a*1/n。其中,duty1为主调光信号pwm2a的任一个的占空比,以及n为背光模块140的发光区块的数量。只要让iavg(f2b)=a*1/n,就可以保证驱动电流bl在空白期间f2b中的平均电流(平均亮度)和驱动电流bl在有效数据期间f2d中的平均电流(平均亮度)保持一致,从而不会有闪烁现象。92.图8绘示为本发明在ldsbc模式下的背光模块140以及显示面板130的操作情境示意图。图8所示背光模块140包括发光区块l1、l2、l3、l4与l5,而这些发光区块l1~l5分别对应图8所示显示面板130的不同目标显示区域。图8所示发光区块l1还包括发光区块a1、a2、a3、a4、a5与a6。以此类推,发光区块l2还包括发光区块b1~b6,发光区块l3还包括发光区块c1~c6,发光区块l4还包括发光区块d1~d6,以及发光区块l5还包括发光区块e1~e6。93.图9绘示为图8所示背光模块140的各发光区块的驱动电流bl的波形示意图。图9所示驱动电流bl包括驱动电流bla1、bla2、bla3、bla4、bla5与bla6,而这些驱动电流bla1~bla6分别用来驱动图8所示背光模块140的发光区块l1的6个发光区块a1~a6。图8所示背光模块140的其余发光区块l2~l5可以参照发光区块l1的相关说明加以类推,故不再赘述。请同时参见图1、图8与图9,背光模块140的发光区块a1产生的亮度记做bl_a1,显示面板130的发光区块a1所产生的亮度记做l_a1,其余区块可以依此类推。94.在图9所示实施例中,横轴表示时间t。基于垂直同步信号vsync的定义,视频串流vs1包括vrr视频帧f3与vrr视频帧f4。基于vrr技术,vrr视频帧f3与f4的时间长度可能互不相同。vrr视频帧f3与f4的每一个可以包括有效数据期间与空白期间。例如,vrr视频帧f4包括有效数据期间f4d与空白期间f4b。vrr视频帧f3包括有效数据期间f3d与空白期间,其中图9所示vrr视频帧f3的空白期间非常小(甚至空白期间的时间长可以为0),故没有赋予附图符号。95.图9所示vrr视频帧f3的频率为f3_vsync,而vrr视频帧f3的时间长度t(一个帧的更新时间)为1/f3_vsync。图9所示vrr视频帧f4的频率为f4_vsync,而vrr视频帧f4的时间长度t(一个帧的更新时间)为1/f4_vsync。vrr视频帧f3的时间长度t可以不同于vrr视频帧f4的时间长度t。图9所示i_peak表示ldsbc模式下的驱动电流的电流峰值(单位为ma)。影像处理电路111可以依据图9所示对应区块a1的显示数据(像素数据)决定发光区块l1的区块a1的驱动电流bla1的脉宽。在本实施例中,由于区块a1的亮度(灰阶)大于区块a2的亮度(灰阶),故发光区块l1的区块a1的驱动电流bla1的脉宽大于发光区块l1的区块a2的驱动电流bla2的脉宽。96.在vrr视频帧f3中,图9所示驱动电流(调光信号)bl包括主调光信号pwm3a。背光控制电路112可以依据时序信息inf1在vrr视频帧f3的有效数据期间f3d中产生多个(或一个)主调光信号pwm3a给背光模块140(步骤s330)。主调光信号pwm3a在步骤s330中可以驱动背光模块140的不同区块,以使背光模块140在vrr视频帧f3的有效数据期间f3d中提供主背光至显示面板130。举例来说,主调光信号pwm3a包括第一区块主信号(驱动电流bla1在有效数据期间f3d中的脉冲)以及第二区块主信号(驱动电流bla2在有效数据期间f3d中的脉冲),其中第一区块主信号(驱动电流bla1)适于驱动背光模块140的发光区块a1,而第二区块主信号适于驱动背光模块140的发光区块a2。第一区块主信号在有效数据期间f3d中的占空比不同于第二区块主信号在有效数据期间f3d中的占空比。97.同理可推,在vrr视频帧f4中,图9所示驱动电流(调光信号)bl包括主调光信号pwm4a与补偿调光信号pwm4b。背光控制电路112可以依据时序信息inf1在vrr视频帧f4的有效数据期间f4d中产生多个(或一个)主调光信号pwm4a给背光模块140。举例来说,主调光信号pwm4a包括第一区块主信号(驱动电流bla1在有效数据期间f4d中的脉冲)以及第二区块主信号(驱动电流bla2在有效数据期间f4d中的脉冲)。第一区块主信号在有效数据期间f4d中的占空比不同于第二区块主信号在有效数据期间f4d中的占空比。98.补偿调光信号pwm4b的电流峰值i_lc_peak小于主调光信号pwm4a的电流峰值i_peak,所以图9所示实施例可以尽可能地避免背光模块140的发光元件过早老化。补偿调光信号pwm4b包括第一区块补偿信号(驱动电流bla1在空白期间f4b中的脉冲)以及第二区块补偿信号(驱动电流bla2在空白期间f4b中的脉冲)。第一区块补偿信号适于驱动背光模块140的发光区块a1。第二区块补偿信号适于驱动背光模块140的发光区块a2。第一区块主信号(驱动电流bla1在有效数据期间f4d中的脉冲)在有效数据期间f4d中的占空比小于第一区块补偿信号(驱动电流bla1在空白期间f4b中的脉冲)在空白期间f4b中的占空比,以使发光区块a1在空白期间f4b中的平均亮度相符于发光区块a1在有效数据期间f4d中的平均亮度。亦即,发光区块a1在空白期间f4b中的平均亮度与发光区块a1在有效数据期间f4d中的平均亮度之间的差异是在依照实际使用体验的容许范围内(使用者不容易察觉的误差范围内)。99.举例来说,以发光区块a1作为说明范例,驱动电流bla1在有效数据期间f4d的电流平均值为i_peak*duty_a1,其中duty_a1为驱动电流bla1在有效数据期间f4d中的占空比。驱动电流bla1在空白期间f4b中的电流平均值为i_lc_peak*duty_lc_a1,其中duty_lc_a1为驱动电流bla1在空白期间f4b中的占空比。只要i_peak*duty_a1=i_lc_peak*duty_lc_a1,就不会有闪烁现象。图9所示其他驱动电流bla2~bla6可以参照驱动电流bla1的相关说明加以类推,故不再赘述。100.驱动电流bla2在有效数据期间f4d中的占空比小于驱动电流bla2在空白期间f4b中的占空比。因此,发光区块a2在空白期间f4b中的平均亮度相符于发光区块a2在有效数据期间f4d中的平均亮度。图9所示其他驱动电流bla2~bla6可以参照驱动电流bla1的相关说明加以类推,故不再赘述。101.在显示设备100工作处在图7或图9所示vrr模式的情况下,当视频串流vs1(垂直同步信号vsync)的频率过低时(比如80hz),可能会产生闪烁(flicker)问题。图10为依照本发明一实施例所绘示,当视频串流vs1的帧率从高频模式hfm切换至低频模式lfm时,背光模块140的各发光区块的驱动电流bl的波形示意图。在图10所示实施例中,横轴表示时间t。图10绘示了视频帧f5、f6、f7与f8,其中视频帧f5与f6属于高频模式hfm,而视频帧f7与f8属于低频模式lfm。图10所示视频帧f5与f6可以参照图7所示vrr视频帧f1与f2或图9所示vrr视频帧f3与f4的相关说明加以类推,故不再赘述。102.请参照图10。在视频串流vs1的帧率(垂直同步信号vsync的频率)从高频模式hfm切换至低频模式lfm后,背光控制电路112与背光控制电路113在低频模式lfm中可以驱动背光模块140,以使背光模块140在有效数据期间与空白期间中提供通常背光至显示面板130。在低频模式lfm中,背光控制电路112与背光控制电路113对背光模块140的驱动方式可以是脉冲宽度调制(pulse-widthmodulation,pwm)模式或是直流调光(dcdimming)模式。依照设计需求,在其他实施例中,在低频模式lfm中对背光模块140的驱动方式可以是公知的背光驱动方式或是其他驱动方式。图10所示实施例可以有效避免闪烁发生。103.当更新频率工作在低频率的情况下,由于补偿时间过长,人眼对于瞬间的变化感觉特别敏感。在人眼适应了当前补偿信号的情况下,当再进入vrr模式时,人眼容易发现突发的光亮度变化。图11为依照本发明一实施例所绘示,当视频串流vs1的帧率从低频模式lfm切换至高频模式hfm时,背光模块140的各发光区块的驱动电流bl的波形示意图。在图11所示实施例中,横轴表示时间t。图11绘示了视频帧f9、f10、f11、f12与f13,其中视频帧f9与f10属于低频模式lfm,视频帧f11与f12属于过度模式tm,而视频帧f13属于高频模式hfm。图11所示视频帧f9与f10可以参照图10所示视频帧f7与f8的相关说明加以类推,图11所示视频帧f13可以参照图7所示vrr视频帧f1与f2或图9所示vrr视频帧f3与f4的相关说明加以类推,故不再赘述。104.请参照图11。视频串流vs1的帧率(垂直同步信号vsync的频率)从低频模式lfm切换至过度模式tm然后切换至高频模式hfm。在低频模式lfm中,背光控制电路112与背光控制电路113驱动背光模块140,以在有效数据期间与空白期间中提供通常背光至显示面板130。在过度模式tm中,背光控制电路112与背光控制电路113在有效数据期间的第一期间t1使背光模块140不发光。背光控制电路112在有效数据期间的第二期间vd1使背光模块140提供主背光至显示面板130,以及背光控制电路113在空白期间bp1使背光模块140提供补偿背光至显示面板130。图11所示在第二期间vd1对背光模块140的驱动操作可以参照图7所示有效数据期间f1d与有效数据期间f2d的相关说明加以类推,或是参照图9所示有效数据期间f3d与有效数据期间f4d的相关说明加以类推,故不再赘述。图11所示在空白期间bp1对背光模块140的驱动操作可以参照图7所示空白期间f2b,或是参照图9所示空白期间f4b的相关说明加以类推,故不再赘述。105.在该高频模式hfm中,背光控制电路112与背光控制电路113在有效数据期间的第三期间t2使背光模块140不发光。背光控制电路112在有效数据期间的第四期间vd2使背光模块140提供主背光至显示面板130。背光控制电路113在空白期间bp2使背光模块140提供补偿背光至显示面板130。第一期间t1的时间长度小于第三期间t2的时间长度。图11所示在第四期间vd2对背光模块140的驱动操作可以参照图7所示有效数据期间f1d与有效数据期间f2d的相关说明加以类推,或是参照图9所示有效数据期间f3d与有效数据期间f4d的相关说明加以类推,故不再赘述。图11所示在空白期间bp2对背光模块140的驱动操作可以参照图7所示空白期间f2b,或是参照图9所示空白期间f4b的相关说明加以类推,故不再赘述。106.图11所示低频模式lfm、过度模式tm与高频模式hfm的额定频率可以依照实际设计来设定。举例来说,在一些实施例中,低频模式lfm的额定频率(帧率)可以是60hz,而过度模式tm与(或)高频模式hfm的额定频率(帧率)可以是165hz。图11所示过度模式tm可以有效缓冲低频率到高频率的变化,使人眼几乎难以发现闪烁。107.综上所述,上述诸实施例背光控制电路112在vrr视频帧的有效数据期间中使背光模块140提供主背光至显示面板130,以及背光控制电路113在vrr视频帧的空白期间中使背光模块140提供补偿背光至显示面板130。补偿背光在空白期间中的平均亮度相符于主背光在有效数据期间中的平均亮度。亦即,补偿背光的平均亮度与主背光的平均亮度之间的差异是在依照实际使用体验的容许范围内(使用者不容易察觉的误差范围内)。因此,vrr视频帧的闪烁现象可以被有效解决。此外,在空白期间中的补偿调光信号的电流峰值i_lc_peak小于在有效数据期间中的主调光信号的电流峰值i_peak,所以可以尽可能地避免背光模块140的发光元件过早老化。108.依照不同的设计需求,上述背光控制装置110、面板控制电路120、影像处理电路111以及(或是)背光控制电路112的实现方式可以是硬件(hardware)、固件(firmware)、软件(software,即程序)或是前述三者中的多者的组合形式。109.以硬件形式而言,上述背光控制装置110、面板控制电路120、影像处理电路111以及(或是)背光控制电路112可以实现于集成电路(integratedcircuit)上的逻辑电路。上述背光控制装置110、面板控制电路120、影像处理电路111以及(或是)背光控制电路112的相关功能可以利用硬件描述语言(hardwaredescriptionlanguages,例如veriloghdl或vhdl)或其他合适的编程语言来实现为硬件。举例来说,上述背光控制装置110、面板控制电路120、影像处理电路111以及(或是)背光控制电路112的相关功能可以被实现于一个或多个控制器、微控制器、微处理器、特殊应用集成电路(application-specificintegratedcircuit,asic)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor,dsp)、现场可编程逻辑门阵列(fieldprogrammablegatearray,fpga)和/或其他处理单元中的各种逻辑区块、模块和电路。110.以软件形式和/或固件形式而言,上述背光控制装置110、面板控制电路120、影像处理电路111以及(或是)背光控制电路112的相关功能可以被实现为编程码(programmingcodes)。例如,利用一般的编程语言(programminglanguages,例如c、c++或汇编语言)或其他合适的编程语言来实现上述背光控制装置110、面板控制电路120、影像处理电路111以及(或是)背光控制电路112。编程码可以被记录/存放在“非临时的计算机可读取媒体(non-transitorycomputerreadablemedium)”中。在一些实施例中,非临时的计算机可读取媒体例如包括只读存储器(readonlymemory,rom)、带(tape)、碟(disk)、卡(card)、半导体存储器、可编程设计的逻辑电路以及(或是)储存装置。储存装置包括硬盘(harddiskdrive,hdd)、固态硬盘(solid-statedrive,ssd)或是其他储存装置。中央处理器(centralprocessingunit,cpu)、控制器、微控制器或微处理器可以从非临时的计算机可读取媒体中读取并执行编程码,从而实现上述背光控制装置110、面板控制电路120、影像处理电路111以及(或是)背光控制电路112的相关功能。111.虽然本发明已以实施例公开如上,然而其并非用以限定本发明,任何所属
技术领域
:的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,应当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视所附的权利要求书的范围所界定者为准。当前第1页12当前第1页12
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