显示设备及其背光扫描方法

专利名称：显示设备及其背光扫描方法
技术领域：
本发明总的来说涉及一种显示设备及其背光扫描方法。更具体地说，本 发明涉及一种用于有效减轻运动模糊和闪烁的显示设备以及用于该显示设备 的背光扫描方法。
背景技术：
液晶显示器(LCD)作为代表性的显示设备，通常用于在诸如电视机、 笔记本计算机和桌上型计算机的监视器上显示图像。由于LCD本身不能够产 生光，所以LCD不得不采用从单独的光源照射的光。因此，通过使用通常在 LCD板的后面照明的背光，LCD通过根据液晶的运动调整从所述背光照射的 光的透射来显示图像。通常，当向LCD供电时，背光已经在保持类型下被驱动，其中，所述保 持类型总是保持在ON状态。然而，当从一图像改变到另一图像时，所述背 光驱动方法造成图像拖尾，即，造成运动模糊。为了克服这一缺点，提出一 种从顶部到底部顺序开启背光的扫描方法。图1示出使用背光驱动器的现有技术的扫描方法。背光驱动器100的扫 描信号产生器110产生与视频信号的垂直同步信号同步的扫描信号。行块 (lineblock)驱动器120基于产生的扫描信号来驱动背光的行块。图2示出用于驱动各个行块的扫描信号。在图2中，将背光划分为5个 行块，并对其顺序地进行扫描。每个行块管理特定it量的行。每个行块在单 位时间被开启和关闭。因此，行块的扫描信号在单位时间具有一个脉冲。现有技术的扫描方法可减轻运动模糊，但是不能有效地减少闪烁。详细 说来，当基于NTSC标准的视频信号的垂直频率60Hz普通地扫描背光时， 在亮度分级(brightgradation)的静止图像中可见闪烁。这是因为人眼在这种 情况下对于闪烁要lt文感得多。发明内容因此，本发明的示例性实施例在于提供一种用于通过产生在帧周期期间 具有多个扫描脉冲的扫描信号，从而驱动背光来有效地减轻运动模糊和闪烁 的显示设备以及该显示设备的背光扫描方法，其中，所述扫描信号根据将被 显示的视频信号的运动特征被调整。根据本发明的一方面， 一种具有背光照明器的显示设备包括参数产生 器，用于产生指示视频信号的运动特征的参数；以及背光驱动器，用于通过 产生扫描信号来驱动背光照明器，其中，所述扫描信号在帧周期期间具有多 个扫描脉冲并根据在参数产生器产生的参数被调整。所述背光驱动器可通过产生具有第一扫描脉冲和第二扫描脉冲的扫描信 号来驱动背光照明器。所述背光驱动器可通过调整第二扫描脉冲的开始点来驱动背光照明器。所述背光驱动器可通过以下方式来驱动背光照明器调整扫描信号，使 得当参数指示不存在运动时，第二扫描脉冲的开始点变得更加远离第 一扫描 脉冲的开始点。所述背光驱动器可通过调整第一扫描脉冲和第二扫描脉沖的脉沖宽度来 驱动背光照明器。所述背光驱动器可通过以下方式来驱动背光照明器调整扫描信号，以 便当参数指示不存在运动时，减少第 一扫描脉冲的脉冲宽度并增加第二扫描 脉冲的脉冲宽度。所述背光驱动器可通过产生具有起始扫描脉冲以及后续扫描脉冲的扫描 信号来驱动背光照明器。所述背光驱动器可通过调整起始扫描脉冲的脉冲宽度和后续扫描脉冲的 数量来驱动背光照明器。所述背光驱动器可通过以下方式来驱动背光照明器调整扫描信号，以 便当参数指示存在运动时，将起始扫描脉冲的脉沖宽度增加与后续扫描脉冲 之一的脉冲宽度一样长的脉冲宽度，并将后续扫描脉沖的数量减1。背光驱动器可通过调整后续扫描脉冲的数量以去掉后续扫描脉沖的起始 脉冲或最终脉冲来驱动背光照明器。所述参数可指示存在或缺少运动，或指示运动量。背光照明器可使用下列各项中的一个发光二极管(LED)、冷阴极荧光 灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)、表面导电电子发射显示器(SED)和场发射显示器(FED)。背光驱动器可通过与视频信号的垂直同步信号进行同步来产生扫描信号。才艮据本发明的一方面， 一种具有背光照明器的背光设备，包括参数产 生器，用于产生指示视频信号的运动特征的参数；以及背光驱动器，用于通 过产生扫描信号来驱动背光照明器，其中，所述扫描信号在帧周期期间具有 多个扫描脉冲并根据在参数产生器产生的参数被调整。根据本发明的一方面， 一种显示设备的背光扫描方法包括产生指示视 频信号的运动特征的参数；产生扫描信号，其中，所述扫描信号在帧周期期 间具有多个扫描脉冲并根据所述参数被调整；以及使用产生的扫描信号来驱 动背光。通过下面的详细描述，本发明的其它方面将变得清楚，其中，所述详细 描述结合附图公开了本发明的示例性实施例。


通过参照附图描述本发明的特定示例性实施例，本发明的上述方面和特 点将会变得更加清楚，其中图1示出使用背光驱动器的现有技术的扫描方法；图2示出由图1的背光驱动器产生的扫描信号；图3是根据本发明示例性实施例的显示设备的框图；图4示出根据本发明一示例性实施例的背光扫描方法；图5示出根据本发明另一示例性实施例的背光扫描方法；图6示出根据本发明另一示例性实施例的背光扫描方法；图7示出根据本发明另一示例性实施例的背光扫描方法；以及图8是解释根据本发明示例性实施例的背光扫描方法的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图更加详细地描述本发明的特定示例性实施例。 提供在以下描述中定义的内容(诸如详细的构造及其部件)以帮助全面 理解本发明的示例性实施例，所述内容仅仅是示例性的。因此，本领域的普 通技术人员将认识到在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可对在此描述的示例性实施例进行各种改变和修改。为了清楚和简明，将省略已知功能 和结构的描述。图3是根据本发明示例性实施例的显示设备的框图。视频处理器201接 收并处理视频信号以在显示板上显示视频。在视频处理器201处理的视频信 号被送入显示板驱动器202。显示板驱动器202驱动显示板203以在显示板 上显示送入的视频信号。在视频处理器201处理的视频信号还被送入参数产生器301。参数产生 器301计算用于从送入的视频信号提取运动特征的参数。将在后面描述参数 的种类以及用于计算所述参数的方法。参数产生器301将计算的参数输出到 背光驱动器302。背光驱动器302用于通过产生扫描信号来驱动背光照明器303,所述扫 描信号在一个帧周期之内具有多个扫描脉冲，并根据在参数产生器301产生 的参数被调节。通过产生将具有多个扫描脉冲的扫描信号，同时持续保持所 述扫描信号的总占空比，扫描驱动频率可增加，由此可提高闪烁降低效果。 可产生所述多个扫描脉冲的扫描信号，以与将显示在显示设备的显示板203 上的视频信号的垂直同步信号同步。根据在参数产生器301产生并指示运动特征的参数来调节在背光驱动器 302产生的扫描信号。将在后面详细解释扫描信号的调节。背光照明器303向着显示设备的显示板203发光。背光照明器303的光 源可使用下列各项中的任何一个发光二极管(LED )、冷阴极荧光灯(CCFL )、 热阴极荧光灯(HCFL)、表面导电电子发射显示器(SED)和场发射显示器 (FED )。将背光照明器303划分为特定数量的区域，并通过背光驱动器302 来扫描。可按照行或块来区分所述区域。这里，所述块可以是背光照明器303 的特定数量的块(例如，8x8:64块)，背光驱动器可开启和关闭每个块。在参数产生器301产生的参数包括指示存在或缺少运动的运动参数，以 及指示运动量的边缘参数。可通过将背光照明器303划分为特定单元来基于等式1计算运动参数。 [等式l]<formula>formula see original document page 8</formula>在等式1中，w,"是块x,y中像素的坐标，r ，")和r丫m，")是在每个帧的像素的坐标m， w的亮度值。最终，等式1表示块(3c，^的两帧之间的像素的 亮度值的绝对差的和(SAD)。当S丄《(3c,^值，即，5LST(3c，"的SAD值被提取并且大于阈值时，将运动 参数设置为1。当SAD值小于或等于所述阈值时，将运动参数设置为0。应 注意到，这些设置的值是示例性的。当SAD值大于阈值时，确定两帧之间存 在运动。当SAD值小于或等于阈值时，确定两帧之间没有运动。可将ALSYx， ^的SAD值表示为比特，并将其用作运动参数。可使用运 动估计方法来估计运动矢量并将运动矢量用作运动参数。在运动参数被确定之后，可基于等式2以相邻块的运动参数为基础来确 定目标块的最终运动参数。 [等式2]<formula>formula see original document page 9</formula>在等式2中，m,"是块的坐标，x,y是目标块的坐标。M指示基于等式l 产生的运动参数。因此，S是目标块和8个邻近块的运动参数的总和。当5*大于阈值时， 将目标块的最终运动参数定义为1。当S小于或等于阈值时，将目标块的最 终运动参数定义为0。换言之，大于阈值的最终运动参数意味着运动的存在。 这样，参数产生器301产生运动参数，并将其输出到背光驱动器302。 此外，参数产生器301计算边缘参数，并将其输出到背光驱动器302。 边缘参数滤波器检测在将被显示在显示板203上的视频信号的背景与对 象之间存在多少边缘。存在许多边缘则意味着快速运动。通过使用边缘检测 滤波器将每个块的边缘求和并将所述和与阔值进行比较，当检测的边缘的和 大于阈值时，可将边缘参数设置为1。当所述和小于或等于阈值时，可将边 缘参数设置为0。应注意到对于边缘、运动和最终运动参数设置的值"1"和 "0"是示例性的。在参数产生器301产生的运动参数和边缘参数被送入背光驱动器302并 被反映以调整扫描信号。现在，下面的描述解释在根据本发明示例性实施例的调整扫描信号的过 程中，如何反映被送入背光驱动器302的运动参数和边缘参数。图4示出根据本发明一示例性实施例的扫描信号调整方法。在背光驱动器302产生的扫描信号包括第一扫描脉冲401和第二扫描脉 沖402。第一扫描脉冲401与将被显示在显示板上的视频信号的垂直同步信 号同步。对于每个帧，可调整第二扫描脉沖402的开始点。如图4所示，当运动参数0被连续输入时，也就是说，在确定随着帧从 n帧进到(n+m)帧不存在运动时，第二扫描脉冲402的开始点从第一扫描脉冲 逐渐移开(如(n+m)帧中所表示)。此时，闪烁降低效果增加。由于当没有运 动存在时，产生闪烁的可能性增加，所以必须调整扫描信号以便增强闪烁降 低效果。优选的是，第二扫描脉冲402的开始点不超过帧周期的一半，从而 阻止对下一帧的影响。图4示出随着帧的增加连续确定不存在运动的情况。如果运动参数1在 任何帧中被输入，也就是说，如果确定存在运动，则第二扫描脉冲402的开 始点向第一扫描脉冲401移动以增强运动模糊降低效果。因此，可根据存在运动还是缺少运动来调整第二扫描脉冲402的开始点。尽管在由于确定随着帧的行进不存在运动而必须增强闪烁降低的情况 下，但是将扫描信号立即改变到具有较大闪烁降低效果的(n+m)帧类型会造成 另一闪烁。因此，如图4所示，逐渐调整第二扫描脉沖402的开始点。在扫描信号的调整中，可反映出在参数产生器301产生的边缘参数。当 确定存在运动并且存在许多边缘时，第二扫描脉冲402向第一扫描脉冲401 移动多远被确定。在这种情况下，由于快速运动的原因，产生闪烁的可能性 较小并且产生运动模糊的可能性较大，所以可调整扫描信号以快速减轻运动 模糊。因此，在确定存在运动并且存在许多边缘的情况下，也就是说，当运 动参数为1并且边缘参数为1时，第二扫描脉冲402向第一扫描脉沖401移 动的宽度被调整为大于先前帧。例如，可将扫描信号从(n+3)帧类型的扫描信 号直接调整到图4中n帧类型的扫描信号。图5示出根据本发明另一示例性实施例的扫描信号调整方法。不同于本发明的第一示例性实施例，根据本发明的第二示例性实施例， 第二扫描脉冲502的开始点被固定到帧周期的一半，并且每当运动参数0被 输入(即，每当确定随着帧的行进不存在运动)，n帧类型的扫描信号向(n+m) 帧类型的扫描信号改变。可以看出，在本发明的第二示例性实施例中，每当 运动参数O被输入，总占空比被持续保持，减小了第一扫描脉冲501的脉沖 宽度并增加了第二扫描脉沖502的脉沖宽度。优选的是，如图5所示，第二扫描脉冲502的脉冲宽度不超过总占空比的一半，从而阻止对下一帧的影响。 如第一示例性实施例，随着帧沿着图5的向上方向行进，当确定存在运动时，可调整扫描信号，以增加第一扫描脉冲的脉冲宽度并减小第二扫描脉冲502的脉冲宽度。背光驱动器202可接收边缘参数并确定多少帧已经经过，以将n帧类型的扫描信号调整到(n+m)帧类型的扫描信号。图6示出根据本发明另一示例性实施例的扫描信号调整方法。 背光驱动器302可产生与视频信号的垂直同步信号同步的背光扫描信号，扫描信号可具有多个相同脉冲宽度的扫描脉沖。图6示出每当运动扫描参数1被输入(即，每当确定随着帧的行进存在运动)，改变到(n+m)帧类型的扫描信号。每当运动参数l被输入(即，每当随着帧的行进存在运动)，多个扫描脉冲的第二扫描脉冲被添加到起始扫描脉冲。换言之，调整起始扫描脉冲的脉冲宽度以使其延伸与后续扫描脉冲的起始脉冲一样长的脉沖宽度。当确定没有运动时，沿着图6的向上方向调整扫描信号，由此增强闪烁 降低效果。如本发明的第一和第二示例性实施例，可反映出边缘参数，以便确定在 n帧与(n+m)帧之间存在多少帧。详细说来，由于当运动参数和边缘参数两者 均是1时运动比较显著，所以产生闪烁的可能性较小，而产生运动模糊的可 能性增加。因此，可通过经过少于所示的数量的帧将n帧类型的扫描信号调 整为(n+m)帧类型的扫描信号。图7示出才艮据本发明另一示例性实施例的背光扫描信号调整方法。 图7与图6的差别在于每当运动参数为1 (即，每当确定存在运动)， 将后续扫描脉沖的最后脉冲添加到起始扫描脉沖。在这种情况下，如上述示 例性实施例，在确定n帧与(n+m)帧之间存在多少帧的过程中，可反映出边缘 参数。图8是解释根据本发明示例性实施例的背光扫描方法。 参数产生器301产生指示将被显示的视频信号的运动特征的参数 (S801)。所述参数指示存在或缺少运动，或指示运动量，所述参数被用于调 整构成扫描信号的多个扫描脉冲的开始点或脉沖宽度。使用运动估计或运动 检测来获取指示存在或缺少运动的运动参数。使用边缘;险测来获取指示运动量的边缘参数。背光驱动器302产生在帧周期期间具有多个扫描脉冲并4艮据所述参数被 调整的扫描信号(S802)。可通过与将被显示的视频信号的垂直同步信号进行 同步来产生扫描信号。接着，使用调整的扫描信号来驱动背光照明器303 (S803 )。如先前所述，所述显示装置及其背光扫描方法通过产生扫描信号来驱动 背光，从而有效地减轻运动模糊和闪烁，其中，所述扫描信号在帧周期期间 具有多个扫描脉沖并根据将被显示的视频信号的运动特征被调整。上述示例性实施例和优点仅仅是示例性的，并且不被解释为限制本发明。 本教导可容易地应用于其它类型的设备。此外，对本发明示例性实施例的描述的目的在于示例，而不是限制权利要求的范围，许多替换、修改和变化对 于本领域技术人员而言是清楚的。
权利要求
1. 一种具有背光照明器的显示设备，包括参数产生器，产生指示视频信号的运动特征的参数；以及背光驱动器，通过产生扫描信号来驱动背光照明器，其中，所述扫描信号在帧周期期间具有多个扫描脉冲并根据在参数产生器产生的参数被调整。
2、 如权利要求1所述的显示设备，其中，背光驱动器通过产生具有第一 扫描脉冲和第二扫描脉冲的扫描信号来驱动背光照明器。
3、 如权利要求2所述的显示设备，其中，背光驱动器通过调整第二扫描 脉冲的开始点来驱动背光照明器。
4、 如权利要求3所述的显示设备，其中，背光驱动器通过以下方式来驱 动背光照明器调整扫描信号，使得当参数指示不存在运动时，第二扫描脉 冲的开始点变得更加远离第 一扫描脉沖的开始点。
5、 如权利要求2所述的显示设备，其中，背光驱动器通过调整第一扫描 脉冲和第二扫描脉冲的脉冲宽度来驱动背光照明器。
6、 如权利要求5所述的显示设备，其中，背光驱动器通过以下方式来驱 动背光照明器调整扫描信号，以便当参数指示不存在运动时，減少第一扫 描脉冲的脉冲宽度并增加第二扫描脉冲的脉冲宽度。
7、 如权利要求1所述的显示设备，其中，背光驱动器通过产生具有起始 扫描脉冲以及后续扫描脉冲的扫描信号来驱动背光照明器。
8、 如权利要求7所述的显示设备，其中，背光驱动器通过调整起始扫描 脉冲的脉冲宽度和后续扫描脉冲的数量来驱动背光照明器。
9、 如权利要求8所述的显示设备，其中，背光驱动器通过以下方式来驱 动背光照明器调整扫描信号，以便当参数指示存在运动时，将起始扫描脉 冲的脉冲宽度增加与后续扫描脉冲之一的脉冲宽度一样长的脉冲宽度，并将 后续扫描脉冲的数量减1。
10、 如权利要求9所述的显示设备，其中，背光驱动器通过调整后续扫 描脉冲的数量以去掉后续扫描脉冲的起始脉冲或最终脉冲来驱动背光照明 器。
11、 如权利要求1所述的显示设备，其中，所述参数指示存在或缺少运 动，或指示运动量。
12、 如权利要求1所述的显示设备，其中，背光照明器使用下列各项中 的一个发光二极管、冷阴极荧光灯、热阴极荧光灯、表面导电电子发射显 示器和场发射显示器。
13、 如权利要求1所述的显示设备，其中，背光驱动器通过与视频信号 的垂直同步信号进行同步来产生扫描信号。
14、 一种具有背光照明器的背光设备，包括 参数产生器，产生指示视频信号的运动特征的参数；以及 背光驱动器，通过产生扫描信号来驱动背光照明器，其中，所述扫描信号在帧周期期间具有多个扫描脉沖并根据由参数产生器产生的参数被调整。
15、 一种显示i殳备的背光扫描方法，包括 产生指示视频信号的运动特征的参数；产生扫描信号，其中，所述扫描信号在帧周期期间具有多个扫描脉沖并 根据所述参数被调整；以及使用产生的扫描信号来驱动背光。
16、 如权利要求15所述的背光扫描方法，其中，产生扫描信号以包括第 一扫描脉冲和第二扫描脉沖。
17、 如权利要求16所述的背光扫描方法，其中，通过调整第二扫描脉冲 的开始点来产生扫描信号。
18、 如权利要求17所述的背光扫描方法，其中，当参数指示不存在运动 时，产生扫描信号，以便第二扫描脉冲的开始点变得更加远离第一扫描脉冲 的开始点。
19、 如权利要求16所述的背光扫描方法，其中，调整第一扫描脉冲和第 二扫描脉冲的脉沖宽度来产生扫描信号。
20、 如权利要求19所述的背光扫描方法，其中，当参数指示不存在运动 时，产生扫描信号以减少第 一扫描脉冲的脉冲宽度并增加第二扫描脉冲的脉 冲宽度。
21、 如权利要求15所述的背光扫描方法，其中，产生扫描信号以包括起 始扫描脉沖以及后续扫描脉冲。
22、 如权利要求21所述的背光扫描方法，其中，通过调整起始扫描脉冲 的脉冲宽度和后续扫描脉冲的数量来产生扫描信号。
23、 如权利要求22所述的背光扫描方法，其中，当参数指示存在运动时，通过将起始扫描脉沖的脉冲宽度增加与后续扫描脉沖之一的脉冲宽度一样长 的脉冲宽度，并将后续扫描脉冲的数量减1来产生扫描信号。
24、 如权利要求23所述的背光扫描方法，其中，通过去掉后续扫描脉冲 的起始脉冲或最终脉冲来调整后续扫描脉冲的数量。
25、 如权利要求15所述的背光扫描方法，其中，所述参数指示存在或缺 少运动，或指示运动量。
26、 如权利要求15所述的背光扫描方法，其中，下列各项中的一个来形 成背光发光二极管、冷阴极荧光灯、热阴极荧光灯、表面导电电子发射显 示器和场发射显示器。
27、 如权利要求15所述的背光扫描方法，其中，通过与视频信号的垂直 同步信号进行同步来产生扫描信号。
全文摘要
提供一种显示设备及其背光扫描方法。所述具有背光照明器的显示设备包括参数产生器，用于产生指示视频信号的运动特征的参数；以及背光驱动器，用于通过产生扫描信号来驱动背光照明器，其中，所述扫描信号在帧周期期间具有多个扫描脉冲并根据在参数产生器产生的参数被调整。所述显示设备及其背光扫描方法通过产生扫描信号来驱动背光，从而有效地减轻运动模糊和闪烁，其中，所述扫描信号在帧周期期间具有多个扫描脉冲并根据将被显示的视频信号的运动特征被调整。
文档编号G02F1/133GK101216624SQ200710141900
公开日2008年7月9日 申请日期2007年8月16日 优先权日2007年1月7日
发明者成埈豪, 朴永濬, 郑俊镐, 金炯来 申请人:三星电子株式会社