图像显示装置及其驱动方法

专利名称:图像显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电子设备的图像显示装置，其包含具有多个发光元件的显示设备，并涉及该图像显示装置的驱动方法。
背景技术：
液晶显示器(LCDs)普遍用作诸如膝上电脑和移动电话等电子设备中的显示设备。
近来，有机电致发光(EL)显示器(有机发光二极管(OLED)显示器)作为可替代IXD的显示器件而受到关注。
OLED显示器是自发光显示设备，如阴极射线管(CRT)显示器或等离子体显示器一 样。在OLED显示器中，包括铟锡氧化物(ITO)的阳极电极在玻璃基板上形成，包括空穴传输层、发光层和电子传输层的有机层以及包括金属电极的阴极电极都在阳极电极上形成。
由于OLED显示器为自发光器件，通过发光会消耗电能。当显示为黑时功耗极低，而当显示为白时功耗最大。此外，更高亮度的显示消耗更大量的电能，而低亮度显示仅需要少量电能。
此外还有减小便携式终端尺寸的需求。从而，电池的尺寸也会减小，且便携式终端能使用较少的电能运行较长时间是所希望的。因此，控制功耗是需要的。
控制便携式终端中显示器的功耗技术在如公开号为NO. 2005-117172和2002-123208的日本未审专利申请中有所公开。
公开号为NO. 2005-117172的日本未审专利申请公开了一种电子装置，其被配置来检测剩余电池水平，并当确定剩余电池水平低时控制显示器的亮度。
公开号为NO. 2002-123208的日本未审专利申请公开了一种图像显示装置，其能够改变亮度和显示器的功耗，并根据如周围环境亮度、剩余电池水平、显示内容等环境条件来调整亮度和功耗。
然而，在公开号为NO. 2005-117172的日本未审专利申请中公开的技术是一种IXD技术，其有以下缺点。如果剩余电池水平为低，则不考虑在显示器上显示的图像类型，来执行亮度控制。因此，甚至当较暗图像在低功耗模式下显示时，也可能以减小的亮度来显示，这样使得图像难以可视。
在公开号为NO. 2002-123208的日本未审专利申请所公开的技术中，没有明确提及如何根据在显示器上显示的内容的类型来调整功耗和亮度。
因此，需要提供一种能在保持图像可视性较好的同时减少功耗的图像显示装置及方法。
发明内容
本发明通过公开了一种能在保持图像可视性较高的同时减少功耗的图像显示装置和驱动方法，满足了上述以及其他需求。
根据本发明的一个实施例，一种图像显示装置包括有多个发光元件的显示器。该图像显示装置还包括被配置来控制显示器上显示图像的控制器。该控制器计算发光元件的光输出量，并根据光输出水平调整显示器的亮度。
根据本发明的另一实施例，一种图像显示装置包括有多个发光元件的显示器。该图像显示装置还包括被配置来控制显示器上显示图像、并根据所估算的显示器的功耗水平来调整显示器亮度的控制器。
根据本发明的再一实施例，一种用于驱动具有多个发光元件的图像显示装置的方法，包括基于对应于显示器上显示的图像的图像数据，计算发光元件的光输出水平。该驱 动方法进一步包括根据所计算的光输出水平，确定是否应该调整显示器的亮度、以及显示器亮度应该被调整多少，然后基于该确定来调整显示器的亮度。
根据本发明的再一实施例，一种驱动图像显示装置的方法，包括基于多个发光元件的光输出量，估算显示器的功耗水平；根据所估算的功耗水平，确定是否应该调整显示器的亮度、以及显示器亮度应该被调整多少，并基于该确定来调整显示器的亮度。


图I是示出了依照本发明一个实施例的便携式终端的示例结构框图。
图2是示出了依照本发明一个实施例的OLED显示器的示例结构图。
图3是示出了依照本发明一个实施例的剩余电池水平、估算的功耗水平以及显示屏売度之间的不例关系的表。
图4A和4B提供了依照本发明一个实施例的、基于所确定的剩余电池水平和显示装置功耗水平来调整显示装置亮度的过程流程图。
具体实施方式
下文中，将根据附图来详细描述本发明的典型实施例。应该理解的是，这些附图未必按比例绘制而仅是表示本发明的典型特征，是为了能够描述本发明的不同实施例。因此，这些附图连同它们的相关文字说明不限制该发明的范围，本发明的范围在本文的权利要求
中限定。
图I示出了便携式终端100的示例结构。如图所示，该便携式终端100包括通信单元I、存储单元2、显示器3、操作单元4、电池5和控制器6。
该通信单元I通过通信网络(未示出)发送和接收各类数据。各类数据的示例可包括用于语音呼叫的音频数据、用于电子邮件发送和接收的文本数据、作为电子邮件附件的图像数据、用于网页浏览的网页数据、音乐数据和/或视频数据。这些类型的数据的处理由如下所述的控制器6所控制。如下所述，控制器6根据这些类型的数据，产生要在显示器3上显示的图像。
存储单元2存储用于执行便携式终端100操作的各类数据。各类数据的示例可包括由通信单元I通过通信网络接收的数据、便携式终端100执行处理、诸如应用软件等程序以及移动终端100的操作所必需的其他数据。
存储单元2还存储基于颜色的功耗比率定义表，其定义所发光的每种颜色的功耗比率，以及存储基于亮度水平的功耗比率表，其提供每个亮度水平的功耗比率，以上参看如下所述的功耗估算器62。在一个实施例中，在便携式终端100从工厂出货前，将这些表存储在存储器2中。
在一个实施例中，显示器3包括OLED显示器，显示经便携式终端100处理过的图像，如下所述。
在一个实施例中，显示器3可显示如语音呼叫屏显(用于提供关于呼叫方、呼叫时间等的信息)、电子邮件编辑器和阅读器、网页浏览器以及待机屏幕等图像。
该显示器3可进一步以控制器6确定的亮度，来显示图像(例如视频，图形和/或 文本)。
OLED显示器的一个实施例简述如下。
图2示出了 OLED显示器的示例结构。
该OLED显示器包括纵和横向排列的多组发光元件。每组可发出至少三种颜色的光。在这个实施例中，该三种颜色为红(R)、绿(G)、蓝(B)。对这些发光元件的驱动是经由控制器6来控制的，以显示多种图像。如图2所示，OLED显示器包括时序(timing)控制器31、列驱动器32、行驱动器33、电源34以及OLED板35。
从控制器6输出的视频信号(VIDEO)被时序控制器31分成RGB信号、垂直同步信号(VD)和水平同步信号(HD)。该RGB信号被列驱动器32保持在模拟锁存器(latch)中，然后在指定时间，将该RGB信号作为电压值而并行输出到OLED板35的每个列电极(数据电极)。将该输出信号从电压值转换为电流值，从而以恒定电流驱动列电极。这样，以预定间隔更新要作为图像被显示的数据。
垂直同步信号VD和水平同步信号HD被行驱动器33转换为预定电压值。基于该电压值，确定由列驱动器32选定的像素是开还是关。例如，在一个实施例中，OLED板35可为有源矩阵驱动系统，具有横向排列的m个像素行和纵向排列的η个像素列，其中每个像素有一发光元件。这种情况下，OLED板35典型的具有m列电极和η行电极。从第一行到第η行顺序地扫描该η行电极。在该η行电极被扫描处的像素由仅在特定工作时间被驱动通过列电极的恒定电流信号来设置为操作状态。因此，从第一行电极到底部或第η行电极，顺序地扫描行电极，来刷新一个屏幕的地址。由针对第一到第η行的扫描脉冲序列产生单屏图像被称为“帧”，并且屏幕的扫描重复执行以连续显示图像。
操作单元4包括有十键键盘、按钮和开关的操作设备，并接收至便携式终端100的用户输入操作。
电池5为诸如锂离子二次(secondary)电池的蓄电池(storagebattery)。典型地，在便携式终端100没有使用时对电池5充电。电池5也可在便携式终端100使用时被充电。电池5的剩余电池水平由如下所述的剩余电池水平检测器61检测。
控制器6控制便携式终端100的整体操作。就是说，该控制器6控制移动终端100的每个部件来执行与之相关的操作。该控制器6包括剩余电池水平检测器61和功耗估算器62。该剩余电池水平检测器61检测电池5的剩余电池水平。应该理解，任何所知的技术可被用作在本发明的一个实施例中检测剩余电池水平的特定方法。
在一个实施例中，该剩余电池水平检测器61按照相对于满充水平的比率(百分比)来表示所检测的电池5的剩余电池水平。
该功耗估算器62基于与显示器3上所显示的图像相对应的图像数据，估算在显示器3上显示图像所需要的功耗。
在一个实施例中，该功耗估算器62基于所计算的光输出水平，估算在显示器3上显示图像所需要的功耗，光输出水平指示了显示器3中被指定来发光的发光元件的光输出量。在一个实施例中，光输出水平可通过确定显不器3的发光比率来确定。该显不器3的发光比率表示被指定来发光的发光元件相对于显示器3的所有发光元件的比率。也就是说，显示器3的发光比率指示了所有像素中的百分之多少要发光。该功耗估算器62基于发光比率，估算显示器3功耗。在一个实施例中，为了估算功耗，该功耗估算器62包括发光比率计算器621、功耗比率计算器622以及表索引器(indexer) 623。
发光比率计算器621扫描与要显示的图像相对应的图像数据，以对要发光的发光元件的数目进行计数。优选的是，针对发光元件的每种颜色，对发光元件数目进行计数。在这个实施例中，针对显示器3中的红、绿和蓝色，对发光元件数目进行计数。该发光比率计算器621给功耗比率计算器622提供计数结果。
该功耗比率计算器622用通过参考预先存储在存储单元2中的基于颜色功耗比率定义表而获得的缺省值，来乘以该发光比率计算器621得到的每种颜色的发光元件计数数目，从而得到显示器3针对红、绿和蓝色每种颜色的功耗比率和显示器3的整体功耗比率。该功耗比率计算器622提供以上结果给表索引器623。
在一个实施例中，功耗比率计算器622不仅基于要发光的发光元件的数目而且基于从每个发光元件发出的光的灰度等级(gradation level),来计算功耗比率。例如，向发光元件分配O到255的灰度。这种情况下，当对发光元件的数目计数时，也得到每个发光元件的灰度值，并且计算灰度值之和。然后该灰度值之和除以发光元件的计数数目。这样，可更详细地基于发光元件有关的平均灰度信息来确定每一要发光的发光元件的功耗，该平均灰度信息通过发光元件的灰度值之和除以发光元件的计数数目而获得的。也就是说，确定了所计数的发光元件的平均灰度等级。然后，所计数的发光元件对发光元件的总数的比率乘以所计数的发光元件的平均灰度等级，以提供对光输出水平的更精确的近似，并且因此确定显示设备的功耗，这样，该更精确的近似可考虑到变化的亮度水平以及照明条件，诸如照明水平混暗的暗图像和照明水平明亮的亮图像等。
表索引器623根据由功耗比率计算器622确定的整个显示屏的功耗比率，对预先存储在存储器2里的基于亮度水平的功耗比率表进行索引。其后，该表索引器623从基于亮度水平的功耗比率表中获得估算的功耗水平。该估算的功耗水平可预先根据亮度水平来定义。
在一个实施例中，功耗估算器62可以预定的时间间隔，执行上述功耗估算操作。该预定时间间隔可存储在存储单元2中。具体地说，显示器3以预定周期间隔，更新显示器上显示的图像，并由控制器6以更新的时段间隔来产生位图数据，该位图数据基于要显示的图像，指定了在每个像素处要显示的颜色。该控制器6确定哪些发光元件发光。该控制器6还确定每个发光元件的灰度数据。在控制器6确定的基础上，功耗估算器62如下所述以预定时段间隔的对功耗进行估算。
在一个实施例中，功耗估算器62按照相对于最大功耗(例如每预定时间间隔的功耗，这是在整个显示器3上显示白色时获得的)的比率(百分比)，表示每预定时间间隔的显示器3的功耗。
控制器6基于剩余电池水平检测器61检测的剩余电池水平和由功耗估算器62估 算的显示器3的功耗水平，来确定显示器3的亮度。
图3示出了根据本发明一个实施例的定义了剩余电池水平、所估算功耗水平和显示器3上显示屏亮度之间的关系的示例关系表。亮度可被表示为相对于指定亮度(例如，不受控制器6的任何亮度控制而显示的显示屏幕亮度，由用户指定来确定等)的比率(百分比)。此处使用的术语“指定亮度”可以指由用户、制造商或其他实体设置的缺省亮度水平、或显示设备的最大亮度水平，并且可以为恒定值。如图3所示，要显示的显示屏幕亮度可以是根据剩余电池水平和所估算的功耗水平而唯一确定的。图3中所示的值，包括阈值(例如50%和25%的剩余电池水平，以及40%和20%的功耗)和显示屏幕的亮度(例如75%，50%以及25% )，仅是示例并可以修改。用户可任意确定这些值，或可在便携式终端100出货前提前设置。
图4包括图4A和4B，提供了依照本发明一个实施例的调整显示装置亮度过程的流程图。
图4所示的流程图开始于当便携式终端100上电时，图像显示在显示器3上。如所讨论的，控制器6根据图3所示关系，确定显示器3上显示屏幕的亮度。
在步骤ST1，剩余电池水平检测器61检测电池5的剩余电池水平。
在步骤ST2，功耗估算器62获得图像数据并估算在显示器3上显示图像所需的功耗。
以上所述的步骤STl和ST2的处理可以按照颠倒顺序执行。即，在步骤STl中，功耗估算器62可估算在显示器3上显示图像所需的功耗。然后，在步骤ST2中，剩余电池水平检测器61可检测电池5的剩余电池水平。换句话说，如图4所示的过程可在剩余电池水平发生预定量的变化时或预定功耗水平出现时开始。
在步骤ST3，控制器6确定在步骤STl中检测的电池5的剩余电池水平是否大于50%且小于或等于100%。如果是，过程进行到步骤ST4 ;否则，过程进行到步骤ST7。
在步骤ST4，基于在步骤ST2获得的显示器3的估算功耗水平，控制器6确定功耗是否大于40%且小于或等于100%。如果是，过程进行到步骤ST5 ;否则，过程进行到步骤ST6。
在步骤ST5中，控制器6确定在显示器3上显示的显示屏幕的亮度为指定亮度的75%。
在步骤ST6中，控制器6确定在显示器3上显示的显示屏幕的亮度等于指定亮度(100% )。
在步骤ST7中，控制器6确定在步骤STl中检测的电池5的剩余电池水平是否大于25%且小于或等于50%。如果是，过程进行到步骤ST8 ;否则，过程进行到步骤ST13。
在步骤ST8，基于在步骤ST2获得的显示器3的估算功耗水平，控制器6确定功耗是否大于40%且小于或等于100%。如果是，过程进行到步骤ST9，否则，过程进行到步骤STlOo
在步骤ST9，控制器6确定在显示器3上显示的显示屏幕的亮度为指定亮度的50%。
在步骤ST10，基于在步骤ST2获得的显示器3的估算功耗水平，控制器6确定功耗是否大于20%且小于或等于40%。如果是，过程进行到步骤ST11，否则，过程进行到步骤ST12。
在步骤STll中，控制器6确定在显示器3上显示的显示屏幕的亮度为指定亮度的75%。
在步骤ST12中，控制器6确定在显示器3上显示的显示屏幕的亮度等于指定 亮度(100% )。
在步骤ST13，控制器6确定在步骤STl中检测的电池5的剩余电池水平是否大于0%且小于或等于25%。如果是，过程进行到步骤ST14;否则，过程因电池5没电而结束。0%的剩余电池水平是为了示例。实际上，无论如何，显示器3和控制器6会在剩余电池水平变为0%之前会终止操作。因而，可使用这些部件终止操作的其他非零值。
在步骤ST14，基于在步骤ST2获得的显示器3的估算功耗水平，控制器6确定功耗是否大于40%且小于或等于100%。如果是，过程进行到步骤ST15，否则，过程进行到步骤ST16。
在步骤ST15中，控制器6确定在显示器3上显示的显示屏幕的亮度为指定亮度的25%。
在步骤ST16，基于在步骤ST2获得的显示器3的估算功耗水平，控制器6确定功耗是否大于20%且小于或等于40%。如果是，过程进行到步骤ST17，否则，过程进行到步骤ST18。
在步骤ST17，控制器6确定在显示器3上显示的显示屏幕的亮度为指定亮度的50%。
在步骤ST18中，控制器6确定在显示器3上显示的显示屏幕的亮度为指定亮度的75%。
在步骤ST19中，显示器3以控制器6确定的亮度来显示图像。然后，该过程返回步骤STl。
然后，重复步骤STl到步骤ST19的处理，例如，每次经过预定时间时或者每次改变在显示器3上显示的图像时。
如上所述，根据实施例中的便携式终端100，功耗估算器62基于确定的光输出水平，估算显示器3的功耗，为了获得估算的功耗水平，该光输出水平可包括发光比率和/或灰度信息。相比于功耗小的情况，如果功耗大，则控制器6设定显示器3的显示亮度低于指定亮度。这样可减少在显示器3上提供显示的功耗需求，使得即使在电池容量有限时也可得到更长时间的持续显示。
此外，在一个实施例中，剩余电池水平检测器61检测电池5的剩余电池水平。相比于剩余电池水平较高时，如果剩余电池水平低，则控制器6降低显示器3的显示亮度。这样可减少在显示器3上提供显示的功耗需求，使得即使在电池容量有限时也可得到更长时间的持续显示。
而且，采用上述结构，显示器3的高亮度显示时间可被减少，使得显示器3的使用寿命更长。此外，因为以降低的亮度的显示可在适当时间执行，所以显示元件的负载可被降低，并且显示器3的屏幕烧灼(burn-in)也可减少。
尽管在前述的实施例中，显示器3是在OLED显示器的上下文中被举例说明的，但是本发明不限于该实施例。本发明可适用于除OLED显示器之外的其他任何具有多个发光元件的显示设备，包括例如等离子体显示器 。因此，本发明也适用于等离子体显示器和其他类似类型的显示器。
虽然上文描述了本发明的不同实施例，应该理解的是，它们的阐释仅是为了示例，并不是限制。同样地，以上附图可用来描述本发明的示范性结构，其阐释是为了帮助理解本发明所包括的特征和功能。本发明并非限定于所描述的结构或构造，而可用各种替代结构或构造实现。另外，尽管本发明以上述描述了不同典型实施例和实现方式，但是应理解，在一个或更多的独立实施例中描述的各种的特征和功能在它们的适用范围上不是受限于某些描述过的特定实施例，而应是可被单个或多个组合地应用到本发明的一个或多个其他实施例中，不管这样的实施例是否被描述过，也不管这样特征是否被当作已述实施例的一部分提出。因此本发明的广度和范围不应该被任何前述的典型实施例所限制。
本文所用术语和短语以及其变体，除非另外明确说明，否则应被理解为是与限定相反的开放式的。例如前述的术语“包括”应理解为意为“包括，非限定”或类似；术语“示例”被用作来作为对象讨论时提供示例情况，不是穷尽或限制其列举情况；并且形容词诸如“常规的”、“传统的”、“正常的”、“标准的”、“已知的”以及具有类似意义的术语，不是理解为对给定期限时期或适用给定期限对象的限定，而应被解读为可利用的或现在或在以后某刻所知的常规的、传统的、正常的或标准的技术。同样地，一组对象以连接词“和”连接将不应当作需要每个对象都存在于组中，而应被当作“和/或”，除非另外明确说明。同样地，一组对象以连接词“或”连接将不应当作需要组中相互排斥，而应被当作“和/或”除非另外明确说明。此外，尽管本文以单数形式描述或要求保护对象、元件或组件，但是复数形式应该被考虑到本文的范围之内，除非对单数的限定明确说明了。在一些句子中的如“一个或多个”，“至少”，“而不限于”或其他类似的扩展的词汇的存在，不应当作在这些扩展的词句没有时，是意味着或需要缩小的情况。
权利要求
1.一种图像显示装置，包括 包括多个发光元件的显示器； 用于向所述显示器和控制器供电的电池； 剩余电池水平检测器，用于检测电池的剩余电池水平；以及 所述控制器，被配置为对所述显示器上显示图像进行控制，并基于与被指定来发光的多个发光元件相关的、所计算的光输出水平、以及所检测的所述电池的剩余电池水平，调整所述显示器的亮度水平， 其中，当所计算的光输出水平相对较高时，与光输出水平相对较低时相比，所述控制器将所述显示器的亮度水平设定为低于指定亮度水平。
2.根据权利要求
I所述的装置，其中所述光输出水平是通过计算所述显示器的发光比率而计算的，其中当所述显示器发光比率相对较高时，所述控制器降低所述显示器的亮度水平。
3.根据权利要求
2所述的装置，其中所述光输出水平是通过进一步计算所述多个发光元件的灰度等级而计算的，其中当所述灰度等级相对较高时，所述控制器降低所述显示器的亮度。
4.根据权利要求
I所述的装置，其中所述控制器基于提供给所述显示器的图像数据，计算所述光输出水平。
5.根据权利要求
I所述的装置，其中所述光输出水平是通过计算所述多个发光元件的灰度等级而计算的，其中当所述灰度等级相对较高时，所述控制器降低所述显示器的亮度。
6.一种图像显示装置，包括 包括多个发光元件的显示器； 被配置为对所述显示器上显示图像进行控制的控制器； 用于向所述显示器和所述控制器供电的电池，以及 剩余电池水平检测器，用于检测电池的剩余电池水平； 其中所述控制器估算与所述显示器相关的功耗值，并基于所估算的功耗值和所检测的所述电池的剩余电池水平，调整所述显示器的亮度水平， 当所估算的功耗值相对较大时，与功耗值相对较小时相比，所述控制器将所述显示器的亮度水平设定为低于指定亮度水平。
7.根据权利要求
6所述的装置，其中基于与被指定来发光的多个发光元件相关的、所计算的光输出水平，估算出所述功耗值。
8.根据权利要求
7所述的装置，其中所述光输出水平是通过计算所述显示器的发光比率而计算的。
9.根据权利要求
8所述的装置，其中所述光输出水平是通过进一步计算所述多个发光元件的灰度等级而计算的，所述光输出水平是基于所述发光比率和所述灰度等级的。
10.根据权利要求
7所述的装置，其中所述光输出水平是通过计算所述多个发光元件的灰度等级而计算的。
11.一种对具有多个发光元件的图像显示装置进行驱动的方法，包括 接收与要在显示器上显示的图像相对应的图像数据； 基于所述图像数据，计算与被指定来发光的多个发光元件相关的光输出水平；检测向所述显示器供电的电池的剩余电池水平；和 基于所计算的光输出水平以及所述剩余电池水平，调整所述显示器的亮度水平， 其中，当所计算的光输出水平相对较高时，与光输出水平相对较低时相比，所述控制器将所述显示器的亮度水平设定为低于指定亮度水平。
12.根据权利要求
11所述的方法，其中计算所述光输出水平的动作包括计算所述显示器的发光比率。
13.根据权利要求
12所述的方法，其中计算所述光输出水平的动作进一步包括计算所述多个发光元件的灰度等级。
14.根据权利要求
11所述的方法，其中计算所述光输出水平的动作包括计算所述多个发光元件的灰度等级。
15.一种对具有多个发光元件的图像显示装置进行驱动的方法，包括 估算显示器的功耗水平； 检测向所述显示器供电的电池的剩余电池水平； 基于所述估算的功耗，确定是否应该调整所述显示器的亮度水平、以及所述显示器的亮度水平应该被调整多少；和 基于所述确定，调整所述显示器的亮度水平， 其中，所述确定进一步基于所述剩余电池水平， 当所估算的功耗水平相对较大时，与功耗水平相对较小时相比，所述控制器将所述显示器的亮度水平设定为低于指定亮度水平。
16.根据权利要求
15所述的方法，其中估算所述功耗水平的动作包括计算与被指定来发光的多个发光元件相关的光输出水平。
17.根据权利要求
16所述的方法，其中计算所述光输出水平的动作包括计算所述显示器的发光比率。
18.根据权利要求
17所述的方法，其中计算所述光输出水平的动作进一步包括计算所述多个发光元件的灰度等级。
19.根据权利要求
16方法的方法，其中计算所述光输出水平的动作包括计算所述多个发光元件的灰度等级。
专利摘要
一种图像显示装置包括有多个发光元件的显示器。该图像显示装置还包括配置来控制显示器上显示图像的控制器，其中控制器可操作来计算多个发光元件的光输出量，并基于所计算的光输出量调整显示器的亮度水平。
文档编号G09G3/32GKCN101308649 B发布类型授权 专利申请号CN 200810100350
公开日2012年12月26日 申请日期2008年3月27日
发明者山口刚史 申请人:京瓷株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan