CN105070258A - 一种液晶显示器的动态图像更新率的控制***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶显示器的动态图像更新率的控制***及其方法。该***包括：人眼跟踪装置，用于检测人眼是否存在眨眼行为，并输出一眨眼使能信号；帧缓冲器，用于逐帧地输出一帧数据；显示内容比较器，用于输出一低更新率使能信号；控制处理模组，用于输出一控制信号；数据处理模组，用于输出一数据信号；以及一输出模组，用于根据所述控制信号和所述数据信号产生一第一控制信号送入一栅极驱动器以及一第二控制信号送入一源极驱动器。第二控制信号包括源极唤醒信号以控制源极驱动器的模拟电路开启或关闭。相比于现有技术，本发明可检测人眼的眨眼行为，有效解决现有液晶显示器无法在动态画面下实现较低的帧更新速率而节能的技术瓶颈。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术，尤其涉及一种液晶显示器的动态图像更新率的控制***及其方法。
背景技术
在现有显示装置的驱动架构中，通常设有源极驱动器(SourceDriver)和栅极驱动器(GateDriver)。其中，源极驱动器用来提供数据信号(Datasignal)至显示面板，扫描驱动器用来提供扫描信号(Scansignal)至显示面板。与此同时，由于工艺制程极大地改善和提高了晶体管的元件特性，当像素的前一帧画面与后一帧画面的显示数据无实质差异时，可降低显示画面的更新频率，达到省电节能的功效，亦可防止元件过度使用。
举例来说，当***闲置(idle)或显示画面为静态画面时，***让内嵌于显示设备端的帧缓冲器(FrameBuffer)存储当前的静态影像(StaticImage)后，再关闭接口信号，***读取帧缓冲器内的存储数据并进行自我更新，透过减少1秒内的帧画面的更新数目以达成较低的更新率从而实现节能。例如，液晶显示器原本的画面更新率为60Hz(即，每秒更新60帧)，当收到静态画面通知时，便降低画面更新率至5Hz(即，每秒只更新5帧)，此时液晶显示器作用于低更新率。在此之后，如果收到动态画面通知，便提升画面更新率，将其从5Hz恢复至60Hz。如此一来，现有降低画面更新率的方式为固定频率降低更新的帧数目，且时序控制器(TimeController，TCON)、源极驱动器、扫描驱动器仍维持正常运作模式，省电节能效果相对有限。并且，为了使观看者的眼睛不易察觉显示画面有变化，只有在连续显示相同画面(静态画面)时才会启动降低更新率的方式，无法适用于动态画面帧速率更新的应用场合。
有鉴于此，如何设计一种液晶显示器的动态图像更新率的解决方案，从而解决现有技术中的上述缺陷或不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
发明内容
针对现有技术中的液晶显示器无法调节动态图像的帧更新率的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的、液晶显示器的动态图像更新率的控制***及其方法。
依据本发明的一个方面，提供了一种液晶显示器的动态图像更新率的控制***，包括：
一人眼跟踪装置，用于检测人眼是否存在眨眼行为，并输出相应电平的一眨眼使能信号；以及
一时序控制器，包括：
一帧缓冲器，用于逐帧地输出一帧数据；
一显示内容比较器，用于接收来自所述帧缓冲器的帧数据以及来自所述人眼跟踪装置的所述眨眼使能信号，并输出一低更新率使能信号；
一控制处理模组，用于接收一水平同步信号、一竖直同步信号以及所述低更新率使能信号，输出一控制信号；
一数据处理模组，用于接收来自所述帧缓冲器的所述帧数据以及所述低更新率使能信号，输出一数据信号；以及
一输出模组，用于根据所述控制信号和所述数据信号产生一第一控制信号送入一栅极驱动器以及一第二控制信号送入一源极驱动器，其中所述第二控制信号包括一源极唤醒信号，用以控制所述源极驱动器中的模拟电路开启或关闭，进而调节所述动态图像的更新率。
在其中的一实施例，所述人眼跟踪装置为移动终端或平板电脑的摄像单元。
在其中的一实施例，当所述人眼跟踪装置检测到眨眼行为时，所述眨眼使能信号为高电平，且所述低更新率使能信号为高电平。
在其中的一实施例，所述源极唤醒信号根据所述液晶显示器的充电保持特性调整更新率大小。
在其中的一实施例，所述液晶显示器的充电保持特性由低温多晶硅、非晶硅或氧化铟镓锌决定。
在其中的一实施例，当所述人眼跟踪装置检测到眨眼行为，且所述眨眼使能信号为高电平的持续期间超过一预设时间阈值时，该源极唤醒信号处于低电平状态，该液晶显示器进入省电模式并以最小更新率进行动态画面更新。
在其中的一实施例，所述数据处理模组和所述控制处理模组处于闲置模式，所述输出模组停止输出所述第一控制信号和所述第二控制信号。
依据本发明的另一个方面，提供了一种液晶显示器的动态图像更新率的控制方法，包括以下步骤：
检测人眼是否存在眨眼行为，输出相应电平的眨眼使能信号；
接收来自所述帧缓冲器的帧数据以及所述眨眼使能信号，并输出一低更新率使能信号；
接收一水平同步信号、一竖直同步信号以及所述低更新率使能信号，输出一控制信号；
接收来自所述帧缓冲器的所述帧数据以及所述低更新率使能信号，输出一数据信号；以及
根据所述控制信号和所述数据信号产生一第一控制信号送入一栅极驱动器以及一第二控制信号送入一源极驱动器，其中所述第二控制信号包括一源极唤醒信号，用以控制所述源极驱动器中的模拟电路开启或关闭，进而调节所述动态图像的更新率。
在其中的一实施例，当检测到眨眼行为时，所述眨眼使能信号为高电平，且所述低更新率使能信号为高电平。
在其中的一实施例，当检测到眨眼行为，且所述眨眼使能信号为高电平的持续期间超过一预设时间阈值时，该源极唤醒信号处于低电平状态，该液晶显示器进入省电模式并以最小更新率进行动态画面更新。
采用本发明的液晶显示器的动态图像更新率的控制***及其方法，其人眼跟踪装置用于检测人眼是否存在眨眼行为并输出相应电平的一眨眼使能信号，时序控制器的帧缓冲器用于逐帧地输出一帧数据，时序控制器的显示内容比较器用于接收来自帧缓冲器的帧数据以及来自人眼跟踪装置的眨眼使能信号并输出一低更新率使能信号，时序控制器的控制处理模组用于接收一水平同步信号、一竖直同步信号以及低更新率使能信号并输出一控制信号，时序控制器的数据处理模组用于接收来自帧缓冲器的帧数据以及低更新率使能信号并输出一数据信号，时序控制器的输出模组根据控制信号和数据信号产生一第一控制信号送入一栅极驱动器以及一第二控制信号送入一源极驱动器，其中该第二控制信号包括一源极唤醒信号，该源极唤醒信号用以控制源极驱动器中的模拟电路开启或关闭，进而调节动态图像的更新率。相比于现有技术，本发明利用人眼跟踪装置来检测人眼的眨眼行为，并在眨眼期间以低更新率来更新动态显示画面，无需***端处于闲置模式或局限于静态画面下的省电节能。如此一来，本发明可有效解决现有液晶显示器无法在动态画面下实现较低的帧更新速率的技术瓶颈，在提升使用者视觉体验的同时，完成人眼眨眼时以较低的更新率来显示动态画面进而达成省电节能的功效。
附图说明
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，
图1示出现有技术的一种用于液晶显示器的静态图像更新率的控制效果示意图；
图2示出图1的液晶显示器的静态图像更新率的控制***的结构示意图；
图3示出图2的控制***中的关键信号的时序波形图；
图4示出依据本发明的一实施方式，用于液晶显示器的动态图像更新率的控制效果示意图；
图5示出图4的液晶显示器的动态图像更新率的控制***的结构示意图；
图6示出图5的控制***处于眨眼单一模式下的关键信号的时序波形图；
图7示出图5的控制***处于闭眼省电模式下的关键信号的时序波形图；以及
图8示出依据本发明的另一实施方式，用于液晶显示器的动态图像更新率的控制方法的流程框图。
具体实施方式
为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。
下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。
图1示出现有技术的一种用于液晶显示器的静态图像更新率的控制效果示意图，图2示出图1的液晶显示器的静态图像更新率的控制***的结构示意图，图3示出图2的控制***中的关键信号的时序波形图。
参照图1和图2，控制***包括一时序控制器(TCON)、一栅驱动器(GateDriver)、一源驱动器(SourceDriver)和一显示模组(DisplayModule)。当显示模组在显示静态图像(StaticImage)时，该控制***透过帧数目的低更新率来达到省电节能的目的。
其中，时序控制器主要包括一数据接收器(DisplayDataReceiver)、一输入模组(InputProcess)、一显示内容比较器(DisplayContentComparator)、一帧缓冲器(FrameBuffer)、一控制处理模组(ControlProcess)、一数据处理模组(DataProcess)和一输出模组(OutputProcess)。数据接收器以数据包的形式将数据传送至输入模组，由输入模组进行处理后得到输入显示数据和输入数据使能信号(INPUTDE)。帧缓冲器用于逐帧地(FramebyFrame)输出帧数据。显示内容比较器用于接收来自帧缓冲器的帧数据并根据静态画面通知信息来输出一低更新率使能信号。
控制处理模组用于接收一水平同步信号、一竖直同步信号、来自输入模组的输入数据使能信号(INPUTDE)以及低更新率使能信号，输出一控制信号。数据处理模组用于接收来自帧缓冲器的帧数据以及低更新率使能信号，输出一数据信号。输出模组与控制处理模组和数据处理模组相连接，用于根据控制信号和数据信号产生一栅控制信号送入一栅驱动器以及一第二控制信号(例如，SW、SC和显示数据)送入一源驱动器。该第二控制信号包括一源极唤醒信号SW，它可用来控制源驱动器中的模拟驱动电路开启或关闭，进而调节静态图像的帧数目的更新率。
如图1所示，液晶显示器原本的画面更新率为60Hz(即，每秒更新60帧)。诸如，1秒内显示A至L的60个帧，或者1秒内显示S至B的60个帧，或者1秒内显示N至T的60个帧。当收到静态画面通知时，因为显示模组持续显示H，则控制***可让内嵌于显示设备端的帧缓冲器存储当前的静态影像后，再关闭接口信号，***读取帧缓冲器内的存储数据并进行自我更新，透过减少1秒内的帧画面的更新数目以达成较低的更新率从而实现节能。例如，液晶显示器的帧更新率从60帧/秒减小至5帧/秒。此后，若再收到动态画面通知，则***打开接口信号，并将1秒内的帧画面数目从5帧/秒恢复至原来的60帧/秒。
然而，如上所述，该控制***仅仅适用于静态画面，其以固定频率降低更新的帧数目，且时序控制器、源驱动器、扫描驱动器仍维持正常运作模式，省电节能效果相对有限。如图3的时序波形所示，当低更新率使能信号为高逻辑电位(HighLevel)时，便进行低更新率控制，令源极唤醒(SourceWakeup，简称为SW)信号至低逻辑电位(LowLevel)，使源极驱动器中的模拟驱动电路关闭，并关闭源极控制信号SC、Y1、Y2和Y3等控制信号。在图3中，当低更新率使能信号为高电平时，其时序控制器的输出端在绝大部分时间内输出为空(Blanking)，仅仅以较低的帧更新率来显示静态画面。
为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种适用于动态图像更新率的控制方案。图4示出依据本发明的一实施方式，用于液晶显示器的动态图像更新率的控制效果示意图，图5示出图4的液晶显示器的动态图像更新率的控制***的结构示意图。
首先参照图5，在该实施方式中，本发明的控制***包括人眼跟踪装置和时序控制器。其中，人眼跟踪装置用于检测人眼是否存在眨眼行为，并输出相应电平的一眨眼使能信号(EN)。例如，人眼跟踪装置为移动终端或平板电脑的摄像单元。类似于图2，时序控制器包括一数据接收器、一输入模组、一显示内容比较器、一帧缓冲器、一控制处理模组、一数据处理模组和一输出模组。
需要指出的是，帧缓冲器用于逐帧地输出帧数据。显示内容比较器用于接收来自帧缓冲器的帧数据以及来自人眼跟踪装置的眨眼使能信号，并输出一低更新率使能信号。控制处理模组用于接收一水平同步信号、一竖直同步信号以及低更新率使能信号，输出一控制信号。数据处理模组用于接收来自帧缓冲器的帧数据以及低更新率使能信号，输出一数据信号。输出模组用于根据控制信号和数据信号产生一第一控制信号送入一栅极驱动器以及一第二控制信号送入一源极驱动器，其中第二控制信号包括一源极唤醒信号(SW)，该源极唤醒信号用以控制所述源极驱动器中的模拟电路开启或关闭，进而调节动态图像的更新率。
由上述可知，相比于现有技术，本发明的控制***透过人眼跟踪装置获取了人眼的眨眼使能信号，可确认使用者的眼睛是否发生了眨眼行为。根据医学数据显示，人眼在1分钟内平均眨眼15次，每次眨眼平均耗时约250毫秒，也就是说，在眨眼持续的250毫秒内，本发明的控制***可降低帧更新率，从而达到省电节能的功效。
如图4所示，在眼睛处于睁开状态时，液晶显示器的显示模组动态显示不同的画面，每秒的帧更新率为60个。诸如，1秒内显示A至K的60个帧，或者1秒内显示P至X的60个帧，或者1秒内显示B至M的60个帧。当检测到眼睛发生眨眼行为时，本发明的控制***可根据眨眼使能信号来屏蔽时序控制器的部分输出数据，从而降低帧数目的更新率。例如，在闭眼到再睁眼的250ms内，显示模组的帧更新率可设置为1Hz～60Hz之间的任意数值。在一具体实施例，源极唤醒信号SW根据液晶显示器的充电保持特性调整更新率大小，例如，液晶显示器的充电保持特性由低温多晶硅(LTPS)、非晶硅(a-Si)或氧化铟镓锌(IGZO)决定。
相比于现有技术，本发明利用人眼跟踪装置来检测人眼的眨眼行为，并在眨眼期间以低更新率来更新动态显示画面，无需***端处于闲置模式或局限于静态画面下的省电节能。如此一来，本发明可有效解决现有液晶显示器无法在动态画面下实现较低的帧更新速率的技术瓶颈，在提升使用者视觉体验的同时，完成人眼眨眼时以较低的更新率显示动态画面而达成省电节能的功效。
图6示出图5的控制***处于眨眼单一模式下的关键信号的时序波形图。
参照图6，在该眨眼单一模式下，显示面板的帧更新率为15Hz。当人眼跟踪装置检测到眨眼行为时，眨眼使能信号EN持续为高电平。对应地，低更新率使能信号亦为高电平。此时，控制***进行低更新率控制，令源极唤醒信号SW至低逻辑电位(LowLevel)，使源极驱动器中的模拟驱动电路关闭，并关闭源极控制信号SC、Y1、Y2和Y3等控制信号。此外源极唤醒信号SW可以根据所搭配的面板充电保持特性，任意调整帧更新率对应的脉宽持续期间。
图7示出图5的控制***处于闭眼省电模式下的关键信号的时序波形图。
参照图7，在该模式下，当人眼跟踪装置检测到眨眼行为，且该眨眼使能信号为高电平的持续期间超过一预设时间阈值T时，***判断此时处于闭眼状态。此时，该源极唤醒信号SW处于低电平状态，该液晶显示器进入省电模式并以最小更新率进行动态画面更新(诸如1Hz)。数据处理模组和控制处理模组处于闲置模式，输出模组完全停止输出第一控制信号进入栅驱动器以及第二控制信号进入源驱动器。将图7与图6进行波形对比也可知晓，闭眼省电模式下，眨眼使能信号EN和低更新率使能信号持续为高电平，并且源极唤醒信号SW一直为低电平，源驱动器中的模拟驱动电路持续处于关闭状态。
图8示出依据本发明的另一实施方式，用于液晶显示器的动态图像更新率的控制方法的流程框图。
参照图8并结合图5，在该控制方法中，首先执行步骤S101，人眼跟踪装置检测人眼是否存在眨眼行为，输出相应电平的眨眼使能信号。接着执行步骤S103，显示内容比较器接收来自帧缓冲器的帧数据以及眨眼使能信号，并输出一低更新率使能信号。然后执行步骤S105，控制处理模组接收一水平同步信号、一竖直同步信号以及低更新率使能信号，输出一控制信号。接着执行步骤S107，数据处理模组接收来自帧缓冲器的帧数据以及低更新率使能信号，输出一数据信号。最后执行步骤S109，输出模组根据控制信号和数据信号产生一第一控制信号送入一栅极驱动器以及一第二控制信号送入一源极驱动器。其中第二控制信号包括一源极唤醒信号，用以控制源极驱动器中的模拟电路开启或关闭，进而调节动态图像的帧更新率。
实验数据表明，以眨眼期间***每秒传送30帧画面为例，源极/栅极开启与关闭时的功耗分别为2.648W和2.094W。由此可知，其功耗相差约20.9％，省电节能效果较为显著。
采用本发明的液晶显示器的动态图像更新率的控制***及其方法，其人眼跟踪装置用于检测人眼是否存在眨眼行为并输出相应电平的一眨眼使能信号，时序控制器的帧缓冲器用于逐帧地输出一帧数据，时序控制器的显示内容比较器用于接收来自帧缓冲器的帧数据以及来自人眼跟踪装置的眨眼使能信号并输出一低更新率使能信号，时序控制器的控制处理模组用于接收一水平同步信号、一竖直同步信号以及低更新率使能信号并输出一控制信号，时序控制器的数据处理模组用于接收来自帧缓冲器的帧数据以及低更新率使能信号并输出一数据信号，时序控制器的输出模组根据控制信号和数据信号产生一第一控制信号送入一栅极驱动器以及一第二控制信号送入一源极驱动器，其中该第二控制信号包括一源极唤醒信号，该源极唤醒信号用以控制源极驱动器中的模拟电路开启或关闭，进而调节动态图像的更新率。相比于现有技术，本发明利用人眼跟踪装置来检测人眼的眨眼行为，并在眨眼期间以低更新率来更新动态显示画面，无需***端处于闲置模式或局限于静态画面下的省电节能。如此一来，本发明可有效解决现有液晶显示器无法在动态画面下实现较低的帧更新速率的技术瓶颈，在提升使用者视觉体验的同时，完成人眼眨眼时以较低的更新率来显示动态画面进而达成省电节能的功效。
上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种液晶显示器的动态图像更新率的控制***，其特征在于，所述控制***包括：
一人眼跟踪装置，用于检测人眼是否存在眨眼行为，并输出相应电平的一眨眼使能信号；以及
一时序控制器，包括：
一帧缓冲器，用于逐帧地输出一帧数据；
一显示内容比较器，用于接收来自所述帧缓冲器的帧数据以及来自所述人眼跟踪装置的所述眨眼使能信号，并输出一低更新率使能信号；
一控制处理模组，用于接收一水平同步信号、一竖直同步信号以及所述低更新率使能信号，输出一控制信号；
一数据处理模组，用于接收来自所述帧缓冲器的所述帧数据以及所述低更新率使能信号，输出一数据信号；以及
一输出模组，用于根据所述控制信号和所述数据信号产生一第一控制信号送入一栅极驱动器以及一第二控制信号送入一源极驱动器，其中所述第二控制信号包括一源极唤醒信号，用以控制所述源极驱动器中的模拟电路开启或关闭，进而调节所述动态图像的更新率。
2.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述人眼跟踪装置为移动终端或平板电脑的摄像单元。
3.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，当所述人眼跟踪装置检测到眨眼行为时，所述眨眼使能信号为高电平，且所述低更新率使能信号为高电平。
4.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述源极唤醒信号根据所述液晶显示器的充电保持特性调整更新率大小。
5.根据权利要求4所述的控制***，其特征在于，所述液晶显示器的充电保持特性由低温多晶硅、非晶硅或氧化铟镓锌决定。
6.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，当所述人眼跟踪装置检测到眨眼行为，且所述眨眼使能信号为高电平的持续期间超过一预设时间阈值时，该源极唤醒信号处于低电平状态，该液晶显示器进入省电模式并以最小更新率进行动态画面更新。
7.根据权利要求6所述的控制***，其特征在于，所述数据处理模组和所述控制处理模组处于闲置模式，所述输出模组停止输出所述第一控制信号和所述第二控制信号。
8.一种液晶显示器的动态图像更新率的控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：
检测人眼是否存在眨眼行为，输出相应电平的眨眼使能信号；
接收来自所述帧缓冲器的帧数据以及所述眨眼使能信号，并输出一低更新率使能信号；
接收一水平同步信号、一竖直同步信号以及所述低更新率使能信号，输出一控制信号；
接收来自所述帧缓冲器的所述帧数据以及所述低更新率使能信号，输出一数据信号；以及
根据所述控制信号和所述数据信号产生一第一控制信号送入一栅极驱动器以及一第二控制信号送入一源极驱动器，其中所述第二控制信号包括一源极唤醒信号，用以控制所述源极驱动器中的模拟电路开启或关闭，进而调节所述动态图像的更新率。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，当检测到眨眼行为时，所述眨眼使能信号为高电平，且所述低更新率使能信号为高电平。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，当检测到眨眼行为，且所述眨眼使能信号为高电平的持续期间超过一预设时间阈值时，该源极唤醒信号处于低电平状态，该液晶显示器进入省电模式并以最小更新率进行动态画面更新。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151118 |