CN101021999B - 区域分割型显示器及其显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种区域分割型显示器及其显示方法，至少包括背光模组、分割单元、讯号处理单元及调变单元。背光模组具有数个背光区域。每一个背光区域包括一辉度单元。辉度单元具有基准辉度值。分割单元将输入画面讯号分割为数个对应于背光区域的画面区域讯号。讯号处理单元接收画面区域讯号，将其转换为数个输出画面讯号。调变单元根据画面区域讯号调变基准辉度值为输出辉度值。基准辉度值与对应的画面区域讯号配合呈现一亮度及一色度，输出辉度值与对应的输出画面讯号配合维持呈现接近原有的亮度与色度。可区域式分割背光模组及输入画面讯号，借以有效率地使用背光模组的辉度，使之达到更省电的成效。

Description

区域分割型显示器及其显示方法

技术领域

本发明涉及关系一种显示器及其显示方法，特别是有关系于一种区域分割型显示器及其显示方法。

背景技术

传统显示器的背光模组具有一固定辉度，因此在显示不同亮度的画面时，背光模组的辉度无法改变，亮度小的画面仍使用同一辉度显示，造成电能的浪费。现有技术中，飞利浦(Philips)公司使用适应动态影像控制(Adaptive Dynamic Image Control)配合平面开关系模式(In Plane Switching Mode)液晶显示器，依据画面的色阶分布动态调整背光模组整体的辉度，亦即画面亮度高时，背光模组调变为较大的辉度值，画面亮度低时，背光模组调变为较小的辉度值。然而一般而言，同一画面中的色阶分布的范围很广，因此即便使用了适应动态影像控制，画面中色阶不同的部分仍无法以不同辉度的背光模组显示。传统的背光模组不具区域性，无法真正达到有效率地使用背光模组的辉度的目的。

发明内容

本发明的目的就是在提供一种区域分割型显示器及其显示方法，可区域式分割背光模组及输入画面讯号，借以有效率地使用背光模组的辉度，使之达到更省电的成效。

根据本发明的目的，提出一种区域分割型显示器，用以区域式显示一画面。区域分割型显示器至少包括一背光模组、一分割单元、一讯号处理单元及一调变单元。背光模组具有数个背光区域。每一个背光区域包括一可调变的辉度单元。辉度单元分别具有一基准辉度值。分割单元用以将一输入画面讯号分割为数个画面区域讯号，且画面区域讯号分别对应于背光区域。讯号处理单元用以接收画面区域讯号，并将画面区域讯号转换为数个输出画面讯号。调变单元根据画面区域讯号调变基准辉度值为输出辉度值。每一个基准辉度值与对应的画面区域讯号配合呈现一亮度及一色度，且每一个输出辉度值与对应的输出画面讯号配合维持呈现接近于原有的亮度与色度。

根据本发明的目的，另提出一种区域式分割型显示器的显示方法，用以区域式显示画面。首先，提供设置于显示器的背光模组。背光模组具有数个背光区域，每一个背光区域包括一可调变的辉度单元，每一个辉度单元具有一基准辉度值。接着，将输入画面讯号分割为数个画面区域讯号。画面区域讯号分别对应于背光区域。且每一个基准辉度值与对应的画面区域讯号配合呈现一亮度及一色度。再者，将画面区域讯号转换为数个输出画面讯号。之后，根据画面区域讯号调变辉度单元，使得基准辉度值调变为输出辉度值。每一个输出辉度值与对应的输出画面讯号配合维持呈现接近于原有的亮度与色度。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下面特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明。其中：

图1A、图1B及图1C为依照本发明的区域分割的示意图。

图2为依照本发明的一较佳实施例的区域分割型显示器的方块图。

图3为依照本发明的一较佳实施例的区域分割型显示器的显示方法的流程图。

具体实施方式

本发明利用区域分割的方式分割背光模组，使得显示器得以区域式调变背光模组的辉度，再配合转换画面讯号以维持接近画面原有的亮度及色度。区域分割的目的在于区分出画面的前景与背景，亦即区分出亮度不同的区域。每一块区域的面积不需要相同或对称。区域数越多，则区域式控制背光模组的辉度的效果越佳，且越能省电，但成本也相对提高。

请参照图1A、图1B及图1C，这是依照本发明的区域分割的示意图。请参照图1A，背光模组平均地分割为四个背光区域。图1B中，背光模组分割为一个位于中央的背光区域及四个位于四周的背光区域。背光模组的分割方式亦可依照图1C，分为九个面积相等的第一背光区域131至第九背光区域139。

请参阅图2，这是本发明的一较佳实施例的区域式分割显示器的方块图。本发明区域分割型显示器200用以区域式显示画面。本实施例的区域分割型显示器200至少包括一背光模组202、一分割单元203、一讯号处理单元204及一调变单元205。本实施例的区域分割型显示器200更可较佳地包括一驱动单元207、一显示面板208及一低通滤波器209。

显示器200例如具有一迦玛曲线值γ(Gamma Curve Value)及一迦玛曲线(Gamma Curve)，用以表示显示器的辉度B与显示器的色阶值G的关系B＝Gamma_γ(G)，且迦玛值γ较佳地为2.2。或者亦可使用一对照表来表示辉度B与色阶值G的关系，即B＝LUT(G)。

背光模组202可为一冷阴灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)背光模组、一发光二极体(Light Emitting Diode，LED)背光模组、或其他种类的背光模组。本实施例以白色光源的冷阴灯管背光模组为例做说明。然本发明并不以此为限，只要是可提供光源的背光模组，皆属于本发明所欲保护的范围。

背光模组202具有第一背光区域131、第二背光区域至第N背光区域，N正整数。每一个背光区域具有一个辉度单元，例如是第一背光区域131具有辉度单元241。每一个辉度单元分别具有一基准辉度值B₁。

分割单203用以将输入画面讯号G₀分割为数个画面区域讯号G₁。讯号处理单元204与分割单元203连接，用以接收画面区域讯号G₁，并将画面区域讯号G₁转换为数个输出画面讯号G₂。调变单元205与讯号处理单元204连接，用以根据画面区域讯号G₁调变基准辉度值B₁为输出辉度值B₂。驱动单元207与讯号处理单元204连接，用以接收讯号处理单元204传递的输出画面讯号G₂，并据以驱动显示面板208。

低通滤波器209与调变单元205连接，用以输出调整辉度值B₃，使得辉度单元分别调变为调整辉度值B₃。低通滤波器209可适当反应出各个区域间的背光光源互相影响后所得到的真实辉度，并使区域与区域间的背光辉度变化差距缩小，减低画面不连续的问题。然低通滤波器209为本发明精神下的一种选择性(optional)技术手段。本发明的区域分割型显示器200亦可不包括低通滤波器209，而直接以调变单元205调整辉度单元241。

请同时参照图2图3，图3是依照本发明一较佳实施例的区域式分割显示器的显示方法的流程图。

首先，如步骤302所示，提供背光模组202。背光模组202具有数个背光区域，设置于显示器200中。每一个背光区域包括一可调变的辉度单元。辉度单元分别具有一基准辉度值B₁。

然后，如步骤304所示，分割单元203将输入画面讯号G₀分割为数个画面区域讯号G₁，画面区域讯号G₁分别对应背光模组202的数个背光区域。每一个画面区域讯号G₁与对应的基准辉度值B₁配合呈现一亮度及一色度。

接着，步骤306中，讯号处理单元204将画面区域讯号G₁转换为数个输出画面讯号G₂。例如是先找出每一个画面区域讯号G₁的最大色阶值M，最大色阶值M例如介于0与255间。再根据每一个画面区域讯号G₁的最大色阶值M，将每一个画面区域讯号G₁以线性放大的方式转换为输出画面讯号G₂，例如是输出画面讯号 $G_2=G_1\×\frac{255}{M}.$

再者，在步骤308中，调变单205根据画面区域讯号G₁调变辉度单元241，使得辉度单元241的基准辉度值B₁调变为输出辉度值B₂。每一个输出辉度值B₂与对应的输出画面讯号G₂配合维持呈现接近于有的亮度及色度。例如是根据每一个画面区域讯号G₁的最大色阶值M调变辉度单元，使得基准辉度值B₁调变为输出辉度值B₂。例如是输出辉度值B₂＝100％×Gamma_γ(M)。

上述的步骤308中的调变方法更可包括：装设一低通滤波器209于显示器200中。接着，以低通滤波器209接受输出辉度值B₂并线性叠加输出辉度值B₂以得到调整辉度值B₃。再者，将辉度单元241调变为调整辉度值B₃。

为了详细说明低通滤波器209的运作方式，以第1C图的分割方式为例，亦即背光模组202分割为第一背光区域131至第九背光区域139。

低通滤波器209接受背光区域202的输出辉度值B₂，包括第一背光区域131至第九背光区域139的输出辉度值，以B₂₁至B₂₉表示。以第五背光区域135为例，低通滤波器209与此九个输出辉度值旋积(convolution)以得到第五背光区域135的调整辉度值B₃₅。低通滤波器209的各参数非一定值，第五背光区域135的调整辉度值B₃₅可较佳地为：

$B_{35}=\left[\begin{array}{ccc}{B}_{21}& B_{22}& B_{23}\\ B_{24}& B_{25}& B_{26}\\ B_{27}& B_{28}& B_{29}\end{array}\right]*\left[\begin{array}{ccc}{F}_1& F_2& F_3\\ F_4& F_5& F_6\\ F_7& F_8& F_9\end{array}\right]$

$=B_{21}\×F_1+B_{22}\×F_2+B_{23}\×F_3+B_{24}\×F_4+B_{25}\×F_5+B_{26}\×F_6+B_{27}\×F_7+$

$B_{28}\×F_8+B_{29}\×F_9$

低通滤波器209的各参数可依据各区域与区域间背光光源的相互影响程度来做适当的调配。举例而言，请参照第1C图，第二背光区域132、第四背光区域134、第六背光区域136及第八背光区域138与第五背光区域135相邻，故此些区域的相互影响较严重。较佳的例子可设定低通滤波器的参数为F₁＝0、F₂＝0.125、F₃＝0、F₄＝0.125、F₅＝0.5、F₆＝0.125、F₇＝0、F₈＝0.125、F₉＝0，亦即B₃₅＝0.125B₂₂+0.125B₂₄+0.5B₂₅+0.125B₂₆+0.125B₂₈。

除此之外，本发明的区域分割型显示器200更可包括数个隔离结构，装设于每一个背光区域间，用以避免每一个背光区域的一光线互相影响。

虽然上述以冷阴灯管背光模组为例做说明，然本发明的区域分割型显示器亦可应用主色为红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)的发光二极体背光模组。亦即每一个背光区域具有数个对应于不同主色的辉度单元，且当转换画面区域讯号G₁及基准辉度值B₁时，将三个主色分开调整，以得到不同主色的输出画面讯号G₂与输出辉度值B₂。此外，本发明亦不限定以红色、绿色、蓝色为主色，亦可依据显示面板的特性，具有更多的主色。

本发明上述实施例所揭露的区域分割型显示器线性放大了画面区域的色阶讯号，因此当画面亮度小时，原有的最大色阶值小于255，显示器可接受画面深度较大的色阶讯号，并将最大色阶值对应放大至255，使显示器可显示较丰富的色彩。由于背光模组对应地调暗了辉度，可达到省电的功效且降低了背光模组的温度，并减少液晶暗态漏光的情形。此外，因减少液晶的暗态漏光，可提高了画面的对比度，并得到更佳的视角色差及视角对比。另外当显示器需显示某一纯色时，背光模组的其他颜色的辉度可小至完全关系掉的状态，因此可减低其他纯色颜色的干扰，使的可显示较佳的纯色，使得显示器可显示的色域增加，提高了显示器的色饱和度(ColorGamut)。再者，在动态画面上，由于调整背光模组的辉度可减少液晶的反应量，亦即利用较快的背光调整，分担了部分的辉度变化，进而改善了因为液晶反应慢所造成的动画(Motion Picture)画质差的现象。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以本申请专利的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种区域分割型显示器，用以区域式显示一画面，其特征在于，该区域分割型显示器至少包括：

一分割单元，用以将一输入画面讯号G₀分割为多数个画面区域讯号G₁，所述多数个画面区域信号G₁分别一一对应于多数个背光区域；

一讯号处理单元，用以接收各画面区域讯号G₁，并将上述多数个画面区域讯号G₁一对一转换为多数个输出画面讯号G₂；

一背光模组，具有多数个背光区域，每一背光区域包括一可调变的辉度单元，各辉度单元分别具有一基准辉度值B₁：以及

一调变单元，根据各画面区域讯号G₁调变各基准辉度值B₁为对应的一个输出辉度值B₂；

其中，每一基准辉度值B₁与对应的该画面区域讯号G₁配合呈现一亮度及一色度，且每一输出辉度值B₂与对应的该输出画面讯号G₂配合维持呈现接近于对应的该亮度及该色度。

2.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，该显示器具有一迦玛曲线值γ及一迦玛曲线，用以表示该显示器的一辉度B与一色阶值G的一关系式B＝Gamma_γ(G)。

3.如权利要求2所述的显示器，其特征在于，该讯号处理单元根据每一该些画面区域讯号G₁的一最大色阶值M，以线性放大的方式，将各画面区域讯号G₁分别转换为各输出画面讯号G₂，且该最大色阶值M介于0与255间。

4.如权利要求3所述的显示器，其特征在于，该调变单元根据每一画面区域讯号G₁的该最大色阶值M，将对应的该基准辉度值B₁调变为对应的该输出辉度值B₂。

5.如权利要求4所述的显示器，其特征在于，各输出辉度值B₂＝100％×Gamma_γ(M)，且各输出画面讯号

6.如权利要求2所述的显示器，其特征在于，该显示器更包括一低通滤波器，用以输出多数个调整辉度值B₃，使得各辉度单元分别调变为对应的一个调整辉度值B₃。

7.如权利要求6所述的显示器，其特征在于，每一调整辉度值B₃是由输出辉度值B₂线性叠加。

8.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，该显示器更包括多数个隔离结构，装设于每一背光区域间，用以避免每一背光区域的一光线互相影响。

9.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，该背光模组为一冷阴灯管背光模组或一发光二极体背光模组。

10.如权利要求2所述的显示器，其特征在于，该迦玛值γ为2.2。

11.一种区域式分割型显示器的显示方法，用以区域式显示画面；其特征在于，包括以下步骤：

a、提供设置于显示器的背光模组；

b、将输入画面讯号分割为数个画面区域讯号，所述数个画面区域信号分别一一对应于多数个背光区域；

c、将画面区域讯号一对一转换为数个输出画面讯号；

d、根据画面区域讯号调变辉度单元，使得基准辉度值调变为输出辉度值；

其中，该背光模组具有多数个背光区域，每一背光区域包括一可调变的辉度单元，各辉度单元分别具有一基准辉度值，每一基准辉度值与对应的该画面区域讯号配合呈现一亮度及一色度，且每一输出辉度值与对应的该输出画面讯号配合维持呈现接近于对应的该亮度及该色度。

12.根据权利要求11所述的一种区域式分割型显示器的显示方法，其特征在于，a步骤中所述的背光模组具有数个背光区域，每一个背光区域包括一可调变的辉度单元，每一个辉度单元具有一基准辉度值。

13.根据权利要求11所述的一种区域式分割型显示器的显示方法，其特征在于，b步骤中所述的画面区域讯号分别对应于背光区域，且每一个基准辉度值与对应的画面区域讯号配合呈现一亮度及一色度。

14.根据权利要求11所述的一种区域式分割型显示器的显示方法，其特征在于，d步骤中每一个输出辉度值与对应的输出画面讯号配合维持呈现接近于原有的亮度与色度。

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