CN1928959A - 平面显示器及其图像校正电路与方法 - Google Patents

Abstract

一种平面显示器及其图像校正电路与方法，此图像校正电路主要由数字模拟转换单元以及数据处理单元所构成。数字模拟转换单元包括温度传感器以及伽玛电压产生器，伽玛电压产生器用以产生多个伽玛电压，而温度传感器电连接至伽玛电压产生器，用以感测伽玛电压产生器的工作温度。数据处理单元电连接至数字模拟转换单元，当伽玛电压产生器的工作温度产生变化而高于(或低于)室温时，数据处理单元将选择适当的数字数据并输出至数字模拟转换单元，以使数字模拟转换单元依据这些数字数据而输出室温下所预设的伽玛电压。

Description

平面显示器及其图像校正电路与方法

技术领域

本发明涉及一种校正图像的电路与方法，且特别涉及一种平面显示器及其图像校正电路与方法。

背景技术

由于信息社会的到来，作为信息传播媒介之显示器的需求也与日俱增，因此业界全力投入相关显示器的发展。其中，又以阴极射线管(CathodeRay Tube，CRT)显示器因具有良好的显示质量与技术成熟性，因此长年独占显示器市场。然而，近年来高科技产品已逐渐趋向轻薄及小型化，因此具有高画面质量、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性之液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)已逐渐取代阴极射线管显示器，而成为目前显示器市场的主流。

一般而言，液晶显示器是通过施加特定的驱动电压以使液晶偏转特定角度，藉以驱动液晶来显示图像，而此驱动电压是由图像信号(一般为数字信号)转换提供。然而，前述之图像信号、驱动电压大小与液晶偏转角度甚至于像素透光率的关系并非呈线性关系，所以就需要伽玛校正(gammacorrection)电路来调整图像信号所提供的驱动电压，以使图像信号所提供的驱动电压与液晶偏转角度或是像素穿透率(transmittance)呈线性关系(linear relationship)。

目前显示器的伽玛电压大多由串联的电阻分压而成，而在传统的液晶显示器中，此电阻串(resister stream)设置于面板之外的印刷电路板(printcircuit board，PCB)上。但是在新一代的***(如手机的驱动芯片或是动态伽玛校正***)中，伽玛电压所参考的电阻串设置在数字模拟转换(digital-analog converter)电路中，且数字模拟转换电路将此电阻串内建于集成电路(integrated circuit，IC)内。

图1为公知伽玛电压产生器的电路方框示意图。请参照图1，伽玛电压产生器100主要由电阻串102、多个选择器104以及分压单元106所构成。顾名思义，电阻串102即是由多个串联在一起的电阻所组成，且其例如是内建于集成电路(未表示)中。选择器104则电连接于电阻串102与分压单元106之间。举例来说，选择器104利用3位的控制码(code)来加以控制，因此各个选择器104所输出的电压值均有8种不同的选择。

另一方面，以64阶的液晶显示器来说，各个选择器104依据其内部所储存之控制码，并参考电阻串102而分别输出电压V₀、V₁、V₈、V₂₀、V₄₃、V₅₅、V₆₂以及V63至分压单元106，而分压单元106再依据这些电压来分压产生所有伽玛电压V₀、V₁、V₂、V₃、…、V₈、V₉、V₁₀、…、V₂₀、V₂₁、…、V₅₅、V₅₆、V₅₇、…、V₆₂以及V₆₃。

以256阶的液晶显示器来说，各阶调之间的电压差约为20mV，而未来欲开发之1024阶的液晶显示器中，各阶调之间的差值更是微小。因此，如何使液晶显示器稳定输出伽玛电压，以保持一定的输出画面质量，是目前非常重要的课题。

然而，当集成电路处于高温环境下或是因长时间工作而导致工作温度升高时，内建于集成电路中的电阻串102将发生阻值飘移的现象，因而导致伽玛电压产生器100所输出的伽玛电压与室温下预定输出的电压值不同，造成显示画面的质量劣化。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的就是提供一种平面显示器的图像校正电路，以使平面显示器所输出的图像阶调不会随着显示器的工作温度而改变。

本发明的另一目的是提供一种平面显示器，其可在变化的工作温度下，维持一定的输出图像阶调。

本发明的再一目的是提供一种平面显示器的图像校正方法，以于平面显示器之工作温度改变时，维持一定的输出图像阶调。

本发明提出一种平面显示器的图像校正电路，主要由数字模拟转换单元以及数据处理单元所构成。其中，数字模拟转换单元包括温度传感器以及伽玛电压产生器，伽玛电压产生器用以产生多个伽玛电压，而温度传感器电连接至伽玛电压产生器，用以感测伽玛电压产生器的工作温度。

承上所述，数据处理单元电连接至数字模拟转换单元，用以依据温度传感器所感测到的温度而输出多个数字数据至数字模拟转换单元，而数字模拟转换单元即是依据这些数字数据而输出相对应的伽玛电压。

本发明提出一种平面显示器，主要由显示面板、显示驱动单元、时序控制器、数字模拟转换单元以及数据处理单元所构成。其中，显示驱动单元电连接至显示面板，时序控制器电连接至显示驱动单元，用以驱动显示驱动单元。此外，数字模拟转换单元电连接至显示驱动单元，且此数字模拟转换单元与数据处理单元与前文所述之数字模拟转换单元及数据处理单元相同，而数字模拟转换单元将伽玛电压输出至显示驱动单元。

在本发明的较佳实施例中，上述之数据处理单元例如是由动态伽玛校正(dynamic gamma correction，DGC)单元、第一缓存器(register)以及第二缓存器所构成。其中，第一缓存器与第二缓存器例如是只读存储器。动态伽玛校正单元例如是用以接收及分析输入至显示器的图像信号，并依据其分析结果而产生适当的伽玛特性曲线。上述之数据处理单元所输出的伽玛电压即是对应此伽玛特性曲线。第一缓存器用以储存多个第一控制码，而这些第一控制码分别对应于上述之伽玛电压中的一个。此外，第二缓存器则用以储存多个第二控制码，而这些第二控制码亦是分别对应于上述之伽玛电压中的一个。

承上所述，数字模拟转换单元例如是依据温度传感器所感测到的温度，于第一缓存器与第二缓存器之间择一电连接，以接收这些第一控制码或这些第二控制码，并依据其所接收到的第一控制码或第二控制码而输出伽玛电压。

在本发明的较佳实施例中，上述之数据处理单元还可以包括开关控制器，电连接于数字模拟转换单元与第一缓存器、第二缓存器之间。此开关控制器是用以选择性地电连接数字模拟转换单元与第一缓存器，或是数字模拟转换单元与第二缓存器。

在本发明的较佳实施例中，上述之显示面板例如是液晶显示面板。

在本发明的较佳实施例中，上述之显示驱动单元例如是包括扫描线驱动器与数据线驱动器，而此扫描线驱动器与数据线驱动器是分别与显示面板电连接。

本发明还提出一种平面显示器的图像校正方法，此方法先接收图像数据，接着分析此图像数据，以产生伽玛特性曲线。然后，产生并储存多个第一控制码与第二控制码。其中，这些第一控制码与第二控制码分别对应于多个伽玛电压。之后，选择这些第一控制码或第二控制码，并依据所选择之这些第一控制码或第二控制码，而输出其所对应之伽玛电压。

依照本发明之实施例所述，其中在选择这些第一控制码或第二控制码之前，还包括感测工作温度，而在此实施例中，上述之图像校正的方法例如是依据此工作温度而选择第一控制码或第二控制码。

本发明随着工作温度的变化来调整输出伽玛电压所依据的数字数据，以便于在接收同一图像数据后，于不同温度下输出相同的伽玛电压。由此可知，本发明之平面显示器之输出画面的阶调并不会受到工作温度的影响，因而具有较稳定的显示质量。

为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为公知伽玛电压产生器的电路方框示意图。

图2为本发明之较佳实施例中平面显示器的图像校正方法之步骤流程图。

图3为本发明之实施例中平面显示器的电路方框示意图。

图4为室温下及高于室温之温度下，第一控制码与其所对应之电压值的关系曲线图。

主要元件标记说明

100、322：伽玛电压产生器

102：电阻串

104：选择器

106：分压单元

300：平面显示器

301：图像校正电路

302：显示面板

304：时序控制器

310：显示驱动单元

312：数据线驱动器

314：扫描线驱动器

320：数字模拟转换单元

324：温度传感器

330：数据处理单元

332：动态伽玛校正单元

334：第一缓存器

336：第二缓存器

338：开关控制器

S200：接收图像数据

S202：分析图像数据之灰阶分布，以产生伽玛特性曲线

S204：产生并储存多个第一控制码与第二控制码

S205：感测工作温度

S206：选择第一控制码或第二控制码，并依据所选择之第一控制码或第二控制码而输出对应的伽玛电压

具体实施方式

本发明的平面显示器之图像校正电路设计有用以感测伽玛电压产生器之工作温度的温度传感器，以便于随着伽玛电压产生器之工作温度的变化来校正各个控制码所对应到的电压，进而使平面显示器的输出图像阶调能够不受到工作温度之变化的影响。以下将举实施例说明本发明，但其并非用以限定本发明，所属技术领域的技术人员可依照本发明之精神对下述实施例稍做修饰，但其仍属于本发明之范围。

图2为本发明之较佳实施例中平面显示器的图像校正方法之步骤流程图。请参照图2，首先进行步骤S200，以接收图像数据。接着进行步骤S202，以分析步骤200中所接收的图像数据之灰阶分布，进而产生适当的伽玛特性曲线。然后，如步骤S204所述，产生并储存多个第一控制码与第二控制码。其中，这些第一控制码与第二控制码分别对应至伽玛电压，而这些伽玛电压则对应至步骤S202所产生的伽玛特性曲线。随之，如步骤S206所述，在第一控制码与第二控制码之间作选择，并依据所选择之第一控制码或第二控制码而输出对应的伽玛电压，以依据步骤S200所接收的图像数据来显示画面。

请继续参照图2，值得一提的是，本发明在进行步骤S206之前，还包括先进行步骤S205，以感测工作温度。之后在步骤S206中，其例如是依据步骤S205所感测到的温度而选择第一控制码或第二控制码。举例来说，若步骤S205所感测到的温度为室温，在步骤S206中即选择第一控制码，并依据第一控制码来输出伽玛电压。反之，若步骤S205所感测到的温度高于或低于室温，在步骤S206中则选择第二控制码，并依据第二控制码来输出伽玛电压。

由上述可知，本发明之图像校正方法随着工作温度的变化来调整输出伽玛电压所依据的控制码，以使此平面显示器能够在不同的工作温度下稳定地输出伽玛电压。为使所属技术领域的技术人员更加了解上述之图像校正方法，以下将举实施例说明实行上述平面显示器之图像校正方法的电路，但其并非用以限定本发明。

图3为本发明之实施例中平面显示器的电路方框示意图。请参照图3，平面显示器300主要由显示面板302、显示驱动单元310、时序控制器304、数字模拟转换单元320、以及数据处理单元330所构成。其中，显示面板302例如是液晶显示面板，显示驱动单元310电连接至显示面板302，且其例如是由数据线驱动器312与扫描线驱动器314所构成，而时序控制器304则电连接至数据线驱动器312与扫描线驱动器314。

承上所述，扫描线驱动器312是依照时序控制器304所输出之控制信号而逐一驱动液晶显示面板302之各扫描线(未表示)，然后再通过数据线驱动器312依照时序控制器304所输出之控制信号，而将数字模拟转换单元320所输出的伽玛电压输出至显示面板302之各数据线(未表示)，以于显示面板302上显示图像。

请继续参照图3，数字模拟转换单元320与数据处理单元330即是平面显示器300的图像校正电路301。其中，数字模拟转换单元320电连接至显示驱动单元310，且数字模拟转换单元320主要由伽玛电压产生器322以及温度传感器324所构成。在此，伽玛电压产生器322例如是相似于图1之伽玛电压产生器100，而温度传感器324电连接至伽玛电压产生器322，用以感测伽玛电压产生器322的工作温度。更详细地来说，温度传感器324用以感测伽玛电压产生器322内部之电阻串的工作温度，以便于依据温度传感器324所感测到的工作温度来估算电阻串的阻值变化。

此外，数据处理单元330电连接至数字模拟转换单元320，用以输出多个数字数据至数字模拟转换单元320。而且，数据处理单元330例如是由动态伽玛校正单元332、第一缓存器334以及第二缓存器336所构成。其中，第一缓存器334与第二缓存器336例如是只读存储器(read onlymemory，ROM)。

当图像数据输入至数据处理单元330后，动态伽玛校正单元332先对此图像数据进行阶调分析，再依据分析结果而产生伽玛特性曲线，而伽玛电压产生器322所输出的伽玛电压即是对应于此伽玛特性曲线。由此可知，数据处理单元330依据各个图像数据的阶调分布情况来调整伽玛特性曲线，以使偏黑或偏白的画面能够具有较佳之明暗对比，进而提高显示质量。

请再参照图3，当数字模拟转换单元320将感测到的温度回授给数据处理单元330后，数据处理单元330依据温度传感器324所感测到的温度而输出数字数据至数字模拟转换单元320。更进一步地来说，数据处理单元330将这些数字数据分别输出至伽玛电压产生器322的多个选择器(如图1之选择器104)，以使伽玛电压产生器322依据这些数字数据来输出伽玛电压。

承上所述，数据处理单元330所输出的数字数据例如是包括储存于第一缓存器334的多个第一控制码，以及储存于第二缓存器336的多个第二控制码。在一较佳实施例中，于室温下数据处理单元330例如是将第一控制码输出至数字模拟转换单元320。反之，当伽玛电压产生器322的工作温度产生变化(例如是高于室温)时，数据处理单元330则将第二控制码输出至数字模拟转换单元320。其中，数据处理单元330例如是通过开关控制器338来选择输出第一控制码或第二控制码。也就是说，数据处理单元330通过开关控制器338而电连接至数字模拟转换单元320，且在室温下，开关控制器338电连接于第一缓存器334与数字模拟转换单元320之间，以将第一控制码输出至数字模拟转换单元320。当温度传感器324回授至开关控制器338的信号显示伽玛电压产生器322的工作温度产生变化时，开关控制器338将切换为电连接于第二缓存器336与数字模拟转换单元320之间，以将第二控制码输出至数字模拟转换单元320。

较详细地来说，第一控制码所对应的伽玛电压是在室温下预定输出的电压值，而由于伽玛电压产生器322之电阻串的阻值会随着工作温度而改变，所以当伽玛电压产生器322的工作温度产生变化时，这些第一控制码所对应的伽玛电压不再是原先在室温下预定输出的电压值。图4为室温下及高于室温之温度下，第一控制码与其所对应之电压值的关系曲线图。请参照图4，举例来说，假设第一控制码与第二控制码均为3位的控制码，且在室温下第一控制码“100”对应至伽玛电压V₁。当伽玛电压产生器322的工作温度产生变化后，第一控制码“100”对应至伽玛电压V₁’。

请再次参照图3，此时，数据处理单元330将选择输出第二缓存器336中的第二控制码，而这些第二控制码在非室温下所对应的伽玛电压亦为室温下预定输出的电压值。换言之，当伽玛电压产生器322的工作温度改变时，数据处理单元330将输出这些第二控制码至伽玛电压产生器322的选择器，以使其所选择之电压值仍与第一控制码在室温下所选择的电压值相同。举例来说，在高于室温的工作温度下，数据处理单元330例如是输出对应至伽玛电压V₁的第二控制码”110”，如图4所示。

综上所述，本发明是通过温度传感器来感测内建于集成电路中之伽玛电压参考电阻串的温度。如此一来，即使电阻串因温度变化而发生阻值飘移的现象，本发明亦可依据感测到的温度来校正输出伽玛电压所依据的数字数据，以输出室温下所预设的伽玛电压。换言之，本发明随着工作温度的变化来调整输出伽玛电压所依据的数字数据，以便于在接收同一图像数据后，于不同温度下仍可输出相同的伽玛电压。由此可知，本发明之平面显示器之输出画面的阶调并不会受到工作温度的影响，因而具有较稳定的显示质量。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (12)

1.一种平面显示器的图像校正电路，其特征是包括：

数字模拟转换单元，包括：

伽玛电压产生器，适于产生多个伽玛电压；

温度传感器，电连接至该伽玛电压产生器，适于感测该伽玛电压

产生器之工作温度；以及

数据处理单元，电连接至该数字模拟转换单元，且该数据处理单元依据该温度传感器所感测到的温度而输出多个数字数据至该数字模拟转换单元，以使该数字模拟转换单元依据上述这些数字数据而输出对应之上述这些伽玛电压。

2.根据权利要求1所述之平面显示器的图像校正电路，其特征是上述这些数字数据包括多个第一控制码以及多个第二控制码，且该数据处理单元包括：

动态伽玛校正单元，适于产生伽玛特性曲线，且上述这些伽玛电压对应于该伽玛特性曲线；

第一缓存器，储存有上述这些第一控制码，且各该第一控制码对应于上述这些伽玛电压中的一个伽玛电压；以及

第二缓存器，储存有上述这些第二控制码，且各该第二控制码对应于上述这些伽玛电压中的一个伽玛电压，而该数字模拟转换单元依据该温度传感器所感测到的温度，于该第一缓存器与该第二缓存器之间择一电连接，以接收上述这些第一控制码或上述这些第二控制码，并依据其所接收之上述这些第一控制码/第二控制码而输出上述这些伽玛电压。

3.根据权利要求2所述之平面显示器的图像校正电路，其特征是该数据处理单元还包括开关控制器，电连接于该数字模拟转换单元与该第一缓存器、该第二缓存器之间，用以选择性地电连接该数字模拟转换单元与该第一缓存器或该数字模拟转换单元与该第二缓存器。

4.根据权利要求2所述之平面显示器的图像校正电路，其特征是该第一缓存器与该第二缓存器分别为只读存储器。

5.一种平面显示器，其特征是包括：

显示面板；

显示驱动单元，电连接至该显示面板；

时序控制器，电连接至该显示驱动单元，以驱动该显示驱动单元；

数字模拟转换单元，电连接至该显示驱动单元，该数字模拟转换单元包括：

伽玛电压产生器，适于产生多个伽玛电压；

温度传感器，电连接至该伽玛电压产生器，适于感测该伽玛电压

产生器之工作温度；以及

数据处理单元，电连接至该数字模拟转换单元，且该数据处理单元依据该温度传感器所感测到的温度而输出多个数字数据至该数字模拟转换单元，以使该数字模拟转换单元依据上述这些数字数据而输出对应之上述这些伽玛电压至该显示驱动单元。

6.根据权利要求5所述之平面显示器，其特征是上述这些数字数据包括多个第一控制码以及多个第二控制码，且该数据处理单元包括：

动态伽玛校正单元，适于产生伽玛特性曲线，且上述这些伽玛电压对应于该伽玛特性曲线；

第一缓存器，储存有上述这些第一控制码，且各该第一控制码对应于上述这些伽玛电压中的一个伽玛电压；以及

第二缓存器，储存有上述这些第二控制码，且各该第二控制码对应于上述这些伽玛电压中的一个伽玛电压，而该数字模拟转换单元依据该温度传感器所感测到的温度，于该第一缓存器与该第二缓存器之间择一电连接，以接收上述这些第一控制码或上述这些第二控制码，并依据其所接收之上述这些第一控制码/第二控制码而输出上述这些伽玛电压。

7.根据权利要求6所述之平面显示器，其特征是该数据处理单元还包括开关控制器，电连接于该数字模拟转换单元与该第一缓存器、该第二缓存器之间，用以选择性地电连接该数字模拟转换单元与该第一缓存器或该数字模拟转换单元与该第二缓存器。

8.根据权利要求6所述之平面显示器，其特征是该第一缓存器与该第二缓存器分别为只读存储器。

9.根据权利要求5所述之平面显示器，其特征是该显示面板为液晶显示面板。

10.根据权利要求5所述之平面显示器，其特征是该显示驱动单元包括扫描线驱动器与数据线驱动器，分别与该显示面板电连接。

11.一种平面显示器的图像校正方法，其特征是包括：

接收图像数据；

分析该图像数据之灰阶分布，以产生伽玛特性曲线；

产生并储存多个第一控制码以及多个第二控制码，其中上述这些第一控制码与上述这些第二控制码分别对应于多个伽玛电压；以及

选择上述这些第一控制码或上述这些第二控制码，并依据所选择之上述这些第一控制码或上述这些第二控制码而输出其所对应之上述这些伽玛电压。

12.根据权利要求11所述之平面显示器的图像校正方法，其特征是在选择上述这些第一控制码或上述这些第二控制码之前，还包括感测工作温度，且该平面显示器的图像校正方法依据该工作温度来选择上述这些第一控制码或上述这些第二控制码。

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