TWI398846B - 液晶顯示裝置及其調光控制方法 - Google Patents

Description

液晶顯示裝置及其調光控制方法

本發明係關於一種液晶顯示裝置以及一種調光控制方法。

通常，主動矩陣液晶顯示裝置可用薄膜電晶體(TFT，thin film transistor)作為開關元件，藉以表現運動圖像。與陰極射線管(CRT，cathode ray tube)相比，這種液晶顯示裝置可具有更小的尺寸與更輕的重量，進而可將這種液晶顯示裝置用於便攜式資訊裝置、辦公室自動裝置及電腦中。此外，這種液晶顯示裝置可有效地應用於電視機中，藉以替代陰極射線管。

由於這種液晶顯示裝置不是自發光元件，所以這種液晶顯示裝置需要使用背光單元，藉以將光線照射到液晶顯示裝置面板上。其中，這種液晶顯示裝置之視頻品質主要取決於對比特性。同時，若僅對此液晶顯示面板之液晶層的透光度進行控制，又會對提高對比特性構成限制。所以，為了提高對比特性，可透過背光調光控制法對背光單元之亮度進行控制。這種背光調光控制法可透過主動地對背光單元之亮度進行控制降低能量消耗。在這種背光調光控制法中，總體調光法係用於同時對顯示面板之整體亮度進行控制，而局部調光法係用於部分地對顯示面板之亮度進行控制。其中，總體調光法係用於改善上一框與下一框之間所測得的動態對比度。而局部調光法係用於透過在一個框中部分地對液 晶面板之亮度進行控制，進而改善靜態對比度，而這種靜態對比度是難以透過總體調光法改善的。但是，習知的局部調光法會使亮度不均勻並在顯示面板中所分隔的相鄰區域間造成閃爍。此外，為了形成局部調光電路，還需使用大量的電路元件，進而使電路配置變得複雜並使用於驅動此電路之演算法變得非常複雜。

鑒於以上的問題，本發明的主要目的在於提供一種液晶顯示裝置及其調光控制方法，藉以透過對用於實現局部調光之調光電路進行簡化，改善對比特性並減少電能消耗。

本發明其他的特徵和優點將在如下之說明書中加以闡述，並且可以透過本發明之如下說明得以部分地理解，或者可以從本發明的實踐中得出。本發明的目的和其他優點可以透過本發明所記載之說明書及申請專利範圍中特別指明之結構並結合圖示部分得以實現和獲得。

本發明之一目的在於提供一種液晶顯示裝置，係包含：液晶顯示面板；驅動電路，係用於向此液晶顯示面板提供資料脈衝及閘極脈衝；背光單元，係被分隔為複數個區域，其中這些區域係包含有多個光源，同時此背光單元可按區域分別對光源所發出之光照的亮度進行控制；控制器，係用於按區域對輸入視頻資料進行分析，進而根據分析結果產生區域調光值，而後重複地對區域調光值進行低通濾波，藉以產生局部調光值，進而為此局部調光 值之平均值提供預定的總體調光值，藉以產生調光訊號；以及背光驅動器，係用於產生脈波寬度調變訊號，藉以依據調光訊號按區域分別對光源之亮度進行控制，進而按區域分別對光源進行驅動。

本發明之另一方面提供了一種液晶顯示裝置的調光控制方法，係包含：依據按區域分別對輸入視頻資料進行分析之結果產生區域調光值；透過重複地對區域調光值進行低通濾波，藉以產生局部調光值；透過為局部調光值之平均值提供一個預定的總體調光值，藉以產生調光訊號；以及透過產生脈波寬度調變訊號對光源進行驅動，其中此脈波寬度調變訊號係用於按照背光單元之各區域分別對光源之亮度進行控制。

可以理解的是，如上所述的本發明之概括說明和隨後所述的本發明之詳細說明均是具有代表性和解釋性的說明，並且是為了進一步揭示本發明之申請專利範圍。

下面，將結合「第1圖」至「第10圖」對本發明之較佳實施例進行詳細描述。

如「第1圖」與「第2圖」所示，本發明實施例之液晶顯示面板係包含：顯示面板100、背光驅動器31及控制器10，其中此控制器10係用於對顯示面板100與背光驅動器31進行控制。而 顯示面板100係包含：液晶顯示面板20；背光單元30，係用於使光線照射於此液晶顯示面板20上；以及源極驅動器21與閘極驅動器22，係用於對液晶顯示面板20進行驅動。

其中，此液晶顯示面板20包含有兩個相連接的兩塊玻璃基板，並且在這兩塊玻璃基板之間***了液晶層。同時，在此液晶顯示面板20之下層玻璃基板上相互交叉地放置了複數個資料線23及複數個閘極線24。此外，由於資料線23與閘極線24之交叉放置結構，所以可於液晶顯示面板20上以矩陣陣列方式排佈多個液晶單元(Clc，liquid crystal cells)。因此，液晶顯示面板20之下層玻璃基板上形成有：資料線23、閘極線24、薄膜電晶體(TFT)、與薄膜電晶體相連的液晶單元的畫素電極1以及儲存電容器(Cst，storage capacitors)。

同時，可於此液晶顯示面板20之上層玻璃基板上形成黑色矩陣、彩色濾光片及共用電極2。其中，對於垂直電場驅動類型，如：扭轉向列模式型(Twisted Nematic mode)及垂直配向模式(Vertical Alignment mode)而言，此共用電極2係形成於上層玻璃基板上。而對於水平電場驅動類型如：平面轉換模式(IPS mode，In-Plane Switching mode)及散射場轉換模式(FFS mode，Fringe Field Switching mode)而言，此共用電極2可與畫素電極1一同形成於下層玻璃基板上。同時，可於液晶顯示面板20之上層玻璃基板與下層玻璃基板之外表面上安裝偏光板。並且，可在液晶顯示 面板20之上層玻璃基板與下層玻璃基板之內表面上形成配向層，並使此配向層與液晶材料之間具有預傾角(pre-tilt angle)。

其中，可按照透過背光驅動器31對背光單元30分隔成的複數個區域進行驅動的方式，使背光單元30進行作業。同時，若可透過對多個區域進行分組的方式驅動背光單元30之光源，則可不對光源之類型進行限制。例如，在本發明優選實施例中可使用點光源。此處，可將光源視為發光二極體(LED)光源。如「第2圖」所示，由背光單元30所分隔成的每一區域係包含有複數個發光二極體，同時可透過電源32經由開關SW向這些發光二極體施加電流以便發出光照。其中，各開關SW係單獨地設置於各獨立的區域中。同時，可透過背光驅動器31所產生之脈波寬度調變訊號(下文簡稱為〞PWM%〞)對開關SW進行控制。

依據調光訊號DIM，可在由點狀線所定義之區域中對區背光單元30之光源進行控制。同時，背光驅動器31可依據調光訊號使所產生的脈波寬度調變訊號之脈衝寬度為0~100%中之任意值。如「第2圖」所示，此脈波寬度調變訊號可用於開啟或關閉設置於各區域中的電源32與發光二極體間之電流路徑。進而，當此脈波寬度調變訊號較寬時，此發光二極體之發光時間較長。因此，具有較大脈波寬度調變訊號輸入值的區域與具有較小脈波寬度調變訊號輸入值的區域相比具有較高的亮度。反之，具有較小脈波寬度調變訊號輸出值的區域與具有較大脈波寬度調變訊號輸 出值的區域相比具有較低的亮度。

同時，源極驅動器21可在控制器10之控制下鎖定數位視頻資料RGB。進而，在將數位視頻資料RGB轉化為模擬正/負加馬補償電壓後，源極驅動器21可將此模擬電壓施加於資料線23。

此處，閘極驅動器22係包含：位移暫存器；位準偏移器，係用於將此位移暫存器之輸出訊號轉化為適合於驅動液晶單元之薄膜電晶體的擺動寬度(swing width)；以及輸出緩衝器。其中，閘極驅動器22係由複數個閘極驅動積體電路(IC，integrated circuit)組成，並且此閘極驅動器22可連續地向閘極線24提供寬度約為一個水平週期的閘極脈衝(或掃描脈衝)。

此處，控制器10可從用於處理外部視頻源之圖像電路接收輸入視頻圖像之數位視頻資料RGB及總體調光值VBR。而後，此控制器10可對與背光單元之各區域尺寸相對應的區域中之各單元之輸入視頻影像進行分析。依據分析之結果，此控制器10可產生局部調光值。而在透過具有方向特性之低通濾波器(LPF，low pass filter)對各局部調光值進行過濾並對在複數個框週期內所得到的低通濾波值進行平均後，此控制器10可透過使總體調光值VBR與此平均值相乘，藉以產生最終調光值(DIM)。例如，可透過無限脈衝響應濾波器(IIR filter，Infinite-Impulse-Response Filter)或有限脈衝響應濾波器(FIR filter，Finite Impulse Response Filter)形成這種具有方向限制之低通濾波器。而控制器10所使用 的有限脈衝響應濾波器與無限脈衝響應濾波器可在不同方向上對局部調光值進行至少兩次濾波，進而防止所輸出之訊號具有方向特性。下面，將結合「第3圖」至「第9圖」對此控制器10進行更為詳盡的描述。

如「第3圖」所示，此控制器10係包含有：區域視頻分析器11、區域調光決策器12、具有方向特性的低通濾波器13、移動平均濾波器14、多工器15以及計時控制器16。

透過對視頻影像之輸入數位視頻資料RGB進行分析，區域視頻分析器11可將框視頻訊號分隔到與背光單元30之區域相應的多個區域中，藉以使框視頻訊號之多個區域與此背光單元30之多個區域相匹配。此處，視頻訊號之一個區域可包含有與背光單元30相應的顯示面板之區域中的數位視頻資料RGB。而後，區域視頻分析器11可對各區域單元中之輸入視頻訊號進行分析，藉以提取各區域之代表值。

依據本發明第一實施例，於所選取值區域的各畫素中提取各區域之代表值的方法如「第4圖」所示，即計算出紅色畫素(R)、綠色畫素(G)及藍色畫素(Blue)之數位視頻資料RGB中的最大值。此處，可透過「公式1」來表示各畫素之最大值。

「公式1」P(n)=Max(R(n),G(n),B(n))

此外，依據本發明第一實施例之提取各區域之代表值的方法包含：在相關區域中計算各種畫素之最大值的總合。進而，將整體求和之計算結果作為此區域之代表值，這一過程可透過「公式2」表現。

依據本發明第二實施例，在各區域中提取代表值之方法係包含：在所選定之區域中，分別計算：紅色畫素資料之總合，如所示「公式3」；綠色畫素資料之總合，如所示「公式4」；以及藍色畫素資料之總合，如所示「公式5」。

「公式5」

其中，依據本發明第二實施例，提取各區域之代表值的方法可包含：透過「公式6」分別以紅色畫素資料、綠色畫素資料及藍色畫素資料之總合計算亮度(Y)。

「公式6」Y＝0.229×紅色畫素資料總合＋0.587×綠色畫素資料總合＋0.114×藍色畫素資料總合

因此，裝置製造者或使用者可選擇這兩種方法中的任意一種演算法作為區域視頻分析器11之演算法，藉以提取各區域之代表值。

進而，區域調光決策器(block dinming decisioner)12可根據「第5圖」所示之預定的轉化特性將由區域視頻分析器11所計算出的各區域之代表值轉化為各區域之調光值。在「第5圖」中，水平軸係表示透過區域視頻分析器11所計算出之各區域代表值的最大意義位(MSB，most serious bit)，而垂直軸係表示各區域之調光值。此處，可將「第5圖」所示之區域代表值與區域調光值間的調光轉換特性嵌入查詢表內並儲存於區域調光決策器12中。

如「第5圖」所示，若以區域代表值之最大值為100%，則 轉向點位於在10%至20%之間。其中，依據影像品質可自動地或由裝置製造者或使用者在這一範圍內對此轉向點進行調節。在此轉向點以下的範圍內，當區域代表值升高時，區域調光值也會升高。而在此轉向點以上的範圍內，即使區域代表值升高，區域調光值也會保持固定的數值。進而，當區域代表值為0%時，區域調光值可達到最小值。而當區域代表值為100%(在「第5圖」中約為260)時，此區域之亮度可達到最大值。同時，透過對查詢表中之數值設定進行控制，裝置製造者或使用者可以對區域調光範圍及其上限值與下限值進行調節。

進而，具有方向特性之低通濾波器13可對器區域調光值進行低通濾波，藉以使區域間不產生較大的亮度差異，這是因為在對從顯示面板中之區域調光決策器12所輸入的區域調光值進行排列時，局部調光模式容易產生較大的亮度差異。因此，為了進一步減小區域間之亮度差異，可從左至右、從右至左、從上至下並且從下至上地對區域調光值進行反覆濾波。其中，具有方向特性之低通濾波器13可包含有無限脈衝響應濾波器或有限脈衝響應濾波器。其中，有限脈衝響應濾波器之輸出訊號係由區域調光值所決定，且並不受此有限脈衝響應濾波器之前一輸出訊號之反饋的影響。而無限脈衝響應濾波器之輸出訊號係由輸入區域調光值與此無限脈衝響應濾波器之前一輸出訊號的反饋共同決定。下面，將結合無限脈衝響應濾波器對具有方向特性之低通濾波器13 的作業進行闡釋。

由於若在一個方向上對這些區域進行無限脈衝響應濾波會產生方向特性。因此，為了防止發生這種狀況，無限脈衝響應濾波器首先沿任意一個方向對各區域之區域調光值進行第一次濾波，而後沿相反的方向對各區域之區域調光值進行第二次濾波。如「第6圖」所示，下面將對沿橫向方向(或水平方向)所進行的無限脈衝響應濾波進行描述。

如「第6圖」所示，若從區域調光決策器12輸入的區域x0至x15之調光值係位於橫向(x)方向上，則無限脈衝響應濾波器可依據「公式7」所示之方法在各方向上進行濾波。

「公式7」Y'(n)=0.5×X(n)+0.5×Y'(n-1)

此處，Y'(n)係為在指定區域中無限脈衝響應濾波器的第一輸出訊號或第二輸出訊號。其中，X(n)係為此區域之區域調光值。此外，Y'(n-1)係為前一反饋無限脈衝響應濾波器的第一輸出訊號或第二輸出訊號。而在開始進行無限脈衝響應濾波的第一區域中，可假設前一濾波之反饋值為′0′。

其中，第一次無限脈衝響應濾波作業係從區域x0開始向區域x15進行，即從左至右進行。在這種狀況中，若對各區域進行的無限脈衝響應濾波器之第一輸出訊號為x’，則從區域x0至區域 x15之無限脈衝響應濾波器的第一輸出訊號如下：x'(0)=0.5×x(0)+0,x'(1)=0.5×x(1)+0.5×x'(0),x'(2)=0.5×x(2)+0.5×x'(1),x'(3)=0.5×x(3)+0.5×x'(2),x'(4)=0.5×x(4)+0.5×x'(3),...x'(12)=0.5×x(12)+0.5×x'(11),x'(13)=0.5×x(13)+0.5×x'(12),x'(14)=0.5×x(14)+0.5×x'(13),x'(15)=0.5×x(15)+0.5×x'(14)。

而後，第二無限脈衝響應濾波作業係從區域x15開始至區域x0，即從右至左進行。在這種狀況中，若對各區域進行的無限脈衝響應濾波器之第二輸出訊號為x”，則從區域x0至區域x15之限脈衝響應濾波器的第二輸出訊號如下：x"(15)=0.5×x(15)+0,x"(14)=0.5×x(14)+0.5×x"(15),x"(13)=0.5×x(13)+0.5×x"(14),x"(12)=0.5×x(12)+0.5×x"(13),...x"(3)=0.5×x(3)+0.5×x"(4),x"(2)=0.5×x(2)+0.5×x"(3),x"(1)=0.5×x(1)+0.5×x"(2),x"(0)=0.5×x(0)+0.5×x"(1).

此外，無限脈衝響應濾波器可在第一輸出值與第二輸出值之間選擇較大的值，如「公式8」所示，並輸出最終輸出訊號Y(n)。

「公式8」Y(n)=Max{X'(n),X"(n)}

同樣，本發明一實施例之無限響應濾波器也可透過在上下方向上執行相同的改變濾波方向之無限脈衝響應濾波來獲得最終的輸出訊號。

「第7a圖」至「第7d圖」示出了本發明一實施例之無限脈衝響應濾波器之輸入-輸出結果的實例。在「第7a圖」至「第7d圖」中，水平軸係表示橫向方向上的區域位置，而垂直軸係表示各區域之調光值。

在橫向排列的16個區域中，當在第8區域及第9區域中此區域調光決策器12之輸出訊號為255，而在其它區域中之輸出訊號為0時，從左至右所執行之第一次無限脈衝響應濾波的結果為降低了第8區域及第9區域之調光值，如「第7b圖」所示，同時，第9區域至第16區域中之調光值逐漸降低。因此，可降低區域間之亮度差異。

此外，當選取各區域之第一次無限脈衝響應濾波的結果與各區域之第二次無限脈衝響應濾波的結果之間的較大值時，可減小第1區域至第15區域中相鄰區域之亮度差異，如「第7d圖」所示。而後，便可執行從右至左的第二次無限脈衝響應濾波，其結果為：第1區域至第8區域中的調光值逐漸升高，如「第7c圖」所示。因此，可減小區域間之亮度的差異。此外，當選取各區域之第一次無限脈衝響應濾波的結果與各區域之第二次無限脈衝響應濾波的結果之間的較大值時，可減小第1區域至第15區域中相鄰區域間的亮度差異，如「第7d圖」所示。因此，如「第7d圖」所示，即使在區域間之輸入訊號具有如「第7a圖」所示之不穩定的較大差異時，本發明實施例之無限脈衝響應濾波可透過執行改 變濾波方向的重複濾波來減小相鄰區域間之亮度差異。

下面，將結合有限脈衝響應濾波器，對本發明另一實施例之具有方向特性之低通濾波器13進行闡釋。

假設從區域x0開始至區域x15執行第一次有限脈衝響應濾波，即從左至右執行第一次有限脈衝響應濾波，同時各區域之有限脈衝響應濾波器的第一輸出訊號為x’，則區域x0至區域x15中的有限脈衝響應濾波器之第一輸出訊號如下。其中，有限脈衝響應濾波器並不接收前一有限脈衝響應濾波器之反饋，而是透過當前輸入的區域調光值與先前輸入之區域調光值來計算輸出訊號。

x'(0)=0.5×x(0)+0,x'(1)=0.5×x(1)+0.5×x(0),x'(2)=0.5×x(2)+0.5×x(1),x'(3)=0.5×x(3)+0.5×x(2),x'(4)=0.5×x(4)+0.5×x(3),...x'(12)=0.5×x(12)+0.5×x(11),x'(13)=0.5×x(13)+0.5×x(12),x'(14)=0.5×x(14)+0.5×x(13),x'(15)=0.5×x(15)+0.5×x(14)。

而後，當從區域x15至區域x0執行第二次濾波，即從右至左進行濾波時，若各區域之有限脈衝響應濾波的第二輸出訊號為x”，則從區域x0至區域x15之有限脈衝響應濾波器的第二輸出訊號如下：x"(15)=0.5×x(15)+0,x"(14)=0.5×x(14)+0.5×x(15),x"(13)=0.5×x(13)+0.5×x(14),x"(12)=0.5×x(12)+0.5×x(13),...x"(3)=0.5×x(3)+0.5×x( 4),x"(2)=0.5×x(2)+0.5×x(3),x"(1)=0.5×x(1)+0.5×x(2),x"(0)=0.5×x(0)+0.5×x(1)。

其中，此有限脈衝響應濾波器可輸出第一輸出訊號與第二輸出訊號間之較大值，藉以作為各區域值最終輸出值(Y(n))。

此處，當透過具有方向特性之低通濾波器13直接對背光單元30之光源進行控制時，某些視頻影像可能會出現閃爍。而產生閃爍之原因在於：當視頻影像資料立即改變，如突然出現圖片影像時，此背光單元30之局部調光值產生突變，進而可產生閃爍。為了透過減少局部調光值因視頻影像而產生突變之狀況來防止產生閃爍，移動平均濾波器14可在將16個框或32個框中之局部調光值進行相加之後計算出局部調光值的平均值。為此，如「第8圖」所示之移動平均濾波器14係包含：記憶體91，係用於儲存從低通濾波器13所輸入的多個框週期之調光值；以及加法器92，係用於對來自記憶體91之局部調光值進行累加。進而，可透過「公式9」表示移動平均濾波器14之輸出結果。

其中，k係為框之數量，且k可為〞16〞或〞32〞。而Y(n)係為具有方向特性之低通濾波器13在第n個框週期內所輸出之局 部調光值。

「第9圖」示出了顯示出平均結果之影響的實驗結果。

如「第9圖」所示，即使因所輸入視頻影響而使從具有方向特性之低通濾波器13所輸出之局部調光值立即變為較大值，透過移動平均濾波器14進行平均所得到的局部調光值也會因前期調光之的作用而減小變化值，進而可逐步地發生變化。

在本發明另一實施例中，當透過將當前輸入框之區域調光值與預定的前方框週期之局部調光值相加而得到平均值時，可為移動平均濾波器14設定更高的權重值，藉以使框週期之局部調光值及時地接近當前框之調光值。透過這種設定權重值的方法，可使最近的框週期之視頻影像，即最後的視頻影像之局部調光值對移動平均濾波結果(MAF_result)產生更大的影響，如「公式10」所示。

此處，α(n)係為第n個框Y(n)之局部調光值所設定之權重值。其中，若離當前框越近，則權重值越大。

其中，多工器15係用於使總體調光值VBR與透過移動平均濾波器14進行平均所得的局部調光值相乘，並將所得之結果作為 調光訊號DIM送往背光驅動器31。其中，對於一個框週期而言，為所有區域而產生多個總體調光值VBR是相同的。而後，可依據視頻影像或用戶的選擇對總體調光值VBR進行調節。例如，當用戶可透過屏幕顯示之用戶界面或遠端控制器對亮度進行調節時，可將調節值輸入用於處理外部視頻源的圖像電路。其中，此圖像電路可結合用戶所輸入之調節值對總體調光值VBR進行控制，或依據對輸入視頻圖形進行分析之結果對總體調光值VBR進行控制。而後，圖像電路可將被控制的總體調光值提供至多工器15。

而後，計時控制器16可依據計時訊號如：垂直同步訊號或水平同步訊號、資料賦能訊號及時脈訊號(CLK)接收輸入視頻圖像之數位視頻資料RGB，同時產生用於控制源極驅動器21與閘極驅動器22之計時控制訊號。其中，此計時控制器16可透過使用查詢表來提高液晶材料之響應速度，調節數位視頻資料RGB並將這些數位視頻資料提供至源極驅動器21。而關於透過查詢表提高液晶材料之響應速度的實施例係在以下的多個韓國專利申請中有所揭露，這些韓國專利申請係包含有：KR10－2001－0032364、KR10－2001－0057119、KR10－2001－0054123、KR10－2001－0054124、KR10－2001－0054125、KR10－2001－0054127、KR10－2001－0054128、KR10－2001－0054327、KR10－2001－0054889、KR10－2001－0056235、KR10－2001－0078449、KR10－2002－0046858以及KR10－2002－0074366。因此，此處不再對這種查詢表進行詳盡的描 述。此外，此計時控制器16可透過背光之調光控制進行互連而對所輸入之視頻圖像進行分析，而後依據分析結果根據預定查詢表之調節資料對視頻資料進行調節，進而將經調節後之視頻資料提供至源極驅動器21。而這種用於調節視頻資料之方法，已在以下的多個韓國專利申請中有所揭露，這些韓國專利申請係包含有：KR10-2005-0097618、KR10-2005-0100927、KR10-2005-0100934、KR10-2005-0117064、KR10-2005-0109703、KR10-2005-0118959以及KR10-2005-118966。因此，下文將不再對這種調節方法進行詳盡的描述。

其中，此控制器10係包含有同步電路，此同步電路係用於對調光訊號及輸入源極驅動器21之數位視頻資料進行同步處理。其中，可透過連接於計時控制器16之輸入端與源極驅動器21之間的記憶體之減速電路來形成這種同步電路。進而，此同步電路可使輸入計時控制器16或源極驅動器21之數位視頻資料具有延遲，且延遲時間係等於區域視頻分析器11、區域調光決策器12、低通濾波器13、移動平均濾波器14及多工器15處理訊號所需的時間。

「第10圖」為本發明實施例之液晶顯示裝置之調光控制方法的流程圖。

如「第10圖」所示，本發明實施例之液晶顯示裝置的調光控制方法係包含：對由背光單元30所分隔之區域單元中的輸入視 頻影像進行分析；以及透過「公式1」至「公式6」根據所輸入之視頻資料確定區域調光值(步驟1與步驟2)。

而後，本發明實施例之液晶顯示裝置的調光控制方法還包含：透過在具有方向特性之低通濾波器13，如無限脈衝響應濾波器或有限脈衝響應濾波器中改變濾波方向(或濾波處理方向)並結合「公式7」及「公式8」所示之演算法對區域調光值進行濾波，藉以減小區域間之亮度差異(步驟3)。其中，本發明實施例之液晶顯示裝置的調光方法還包含：透過計算複數個框週期內所存儲之各框的局部調光之總合的平均值，進而最大化地減少閃爍(步驟4)。

其中，本發明實施例之液晶顯示裝置的調光控制方法還包含：透過使平均局部調光值與總體調光值VBR相乘，藉以產生調光訊號(步驟5)。同時，背光驅動器31可依據此調光訊號產生脈波寬度調變訊號。並且，當此調光訊號之數值較高時，脈波寬度調變訊號之工作週期(duty)也隨之升高，進而可提高區域之亮度。而當此調光訊號之數值減小時，此脈衝調變訊號之工作週期較小，進而區域之亮度也隨之降低(步驟6)。

如上所述，本發明實施例之液晶顯示裝置及調光控制方法適用於進行局部調光及總體調光，進而可改善電能消耗，並提高動態對比特性與靜態對比特性。同時，透過在低通濾波器中透過改變濾波處理方向反覆地進行兩次或多次濾波，並對所得到之局部 調光值進行平均，本發明實施例之液晶顯示裝置及調光控制方法可最大化地減少閃爍及局部調光模式中之區域間之亮度差異。此外，本發明實施例之液晶顯示裝置及調光控制方法透過對調光演算法進行簡化，提供了一種局部調光電路的簡單配置並改善了對比特性及能量消耗特性。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧畫素電極

2‧‧‧共用電極

100‧‧‧顯示面板

10‧‧‧控制器

11‧‧‧區域視頻分析器

12‧‧‧區域調光決策器

13‧‧‧低通濾波器

14‧‧‧移動平均濾波器

15‧‧‧多工器

16‧‧‧計時控制器

20‧‧‧液晶顯示面板

21‧‧‧源極驅動器

22‧‧‧閘極驅動器

23‧‧‧資料線

24‧‧‧閘極線

30‧‧‧背光單元

31‧‧‧背光驅動器

32‧‧‧電源

91‧‧‧記憶體

92‧‧‧加法器

SW‧‧‧開關

DIM‧‧‧調光訊號

RGB‧‧‧數位視頻資料

VBR‧‧‧總體調光值

第1圖為本發明實施例之液晶顯示裝置的方塊圖；第2圖為第1圖所示之背光單元的光源及驅動器之電路圖；第3圖為用於對第1圖所示之控制器的方塊圖；第4圖為透過對正在顯示輸入視頻影像之顯示面板進行分隔所形成之區域的實例；第5圖為依據各區域之參考值產生變化的各區域之調光值的特徵曲線圖；第6圖示出了透過第3圖所示之具有方向特徵的低通濾波器所進行的第一次濾波及第二次濾波； 第7a圖至第7d圖示出了當第3圖所示之具有方向特性之低通濾波器為無須脈衝響應濾波器時，此無限脈衝響應濾波器之輸入視頻影像、第一次濾波結果、第二次濾波結果及最終輸出結果；第8圖為第3圖所示之移動平均濾波器的電路圖；第9圖為第3圖所示之移動平均濾波器的效果之曲線圖；以及第10圖為本發明實施例之調光控制方法的流程圖。

100‧‧‧顯示面板

1‧‧‧畫素電極

2‧‧‧共用電極

10‧‧‧控制器

20‧‧‧液晶顯示面板

21‧‧‧源極驅動器

22‧‧‧閘極驅動器

23‧‧‧資料線

24‧‧‧閘極線

30‧‧‧背光單元

31‧‧‧背光驅動器

RGB‧‧‧數位視頻資料

VBR‧‧‧總體調光值

DIM‧‧‧調光訊號

Claims (17)

1. 一種液晶顯示裝置，係包含：一液晶顯示面板；一驅動電路，係用於向該液晶顯示面板施加一資料脈衝與一閘極脈衝；一背光單元，係被分隔為複數個區域，該等區域係包含有多個光源，並且該背光單元係按區域分別對該等光源所發出之光照的亮度進行控制；一控制器，係用於按區域輸入之一視頻資料進行分析，並根據分析結果產生一區域調光值，而後反覆地對該區域調光值進行一低通濾波，藉以產生一局部調光值，並為該局部調光值的平均值提供一預定總體調光值，藉以產生一調光訊號；以及一背光驅動器，係用於依據該調光訊號產生一脈波寬度調變訊號，該脈波寬度調變訊號係用於按區域分別對該等光源之亮度進行控制，藉以按區域分別驅動該等光源。
2. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中該控制器係包含：一區域視頻分析器，係用於按區域分別對該數位視頻資料進行分析，藉以產生一區域代表值；一區域調光決策器，係用於透過一查詢表輸出該區域調光值，其中該查詢表係具有與該區域代表值相對應的該區域調光值；一低通濾波器，係用於沿一第一方向對來自該區域調光決 策器之該區域調光值進行一第一次低通濾波，而後沿與該第一方向相反的一第二方向進行一第二次低通濾波，進而選取該第一低通濾波之結果與該第二低通濾波之結果中的較大值，並分別沿從上至下方向以及從左至右方向重複地進行該第一次低通濾波與該第二次低通濾波；一移動平均濾波器，係用於對從該低通濾波器輸出之該局部調光值進行平均；以及一多工器，係用於使該平均局部調光值與該總體調光值相乘。
3. 如請求項2所述之液晶顯示裝置，其中該低通濾波器包含有一無限脈衝響應濾波器。
4. 如請求項2所述之液晶顯示裝置，其中該低通濾波器包含有一有限脈衝響應濾波器。
5. 如請求項2所述之液晶顯示裝置，其中該移動平均濾波器透過使多個先前的局部調光值相加而產生該平均局部調光值，其中該等先前的局部調光值係與複數個框週期相對應並被儲存於該移動平均濾波器中。
6. 如請求項2所述之液晶顯示裝置，其中該移動平均濾波器透過使一預定權重值與使先前的多個該等局部調光值相加所得之結果相乘，藉以產生一平均局部調光值，該等局部調光值係與複數個框週期相對應並被儲存於該移動平均濾波器中。
7. 如請求項6所述之液晶顯示裝置，其中該框越接近一當前框，則該預定權重值越高。
8. 如請求項2所述之液晶顯示裝置，其中該控制器還包含有一計時控制器，該計時控制器係用於對該驅動電路之一工作計時進行控制。
9. 一種液晶顯示裝置的調光控制方法，其中該液晶顯示器係包含：一液晶顯示面板；一驅動電路，係用於向該液晶顯示面板提供一資料脈衝及一閘極脈衝；以及一背光單元，係被分隔為複數個區域，該等區域係包含有多個光源，且該背光單元按區域分別對該等光源所發出之光照的亮度進行控制，其中該調光控制方法，係包含：依據按區域對一輸入視頻資料進行分析之結果產生一區域調光值；透過重複地對該區域調光值進行一低通濾波，藉以產生一局部調光值；透過向該局部調光值之一平均值提供一預定總體調光值相，藉以產生一調光訊號；以及透過產生一脈波寬度調變訊號對該等光源進行驅動，其中該脈波寬度調變訊號係用於按該背光單元之區域對該等光源之亮度進行控制。
10. 如請求項9所述之液晶顯示裝置的調光控制方法，還包含： 透過分別於各區域中對該數位視頻資料進行分析，產生一區域代表值；其中，產生該區域調光值之步驟使用一查詢表，該查詢表係具有與該區域代表值相對應的該區域調光值。
11. 如請求項10所述之液晶顯示裝置的調光控制方法，其中產生該局部調光值之步驟，係包含：沿一第一方向對該區域調光值執行一第一次低通濾波；沿與該第一方向相反的一第二方向對執行一第二次低通濾波；於該第一次低通濾波之結果與該第二次低通濾波之結果中選取一較大值；以及分別沿從上至下方向與從左至右方向重複地進行該第一次低通濾波與該第二次低通濾波。
12. 如請求項11所述之液晶顯示裝置的調光控制方法，其中產生該調光訊號之步驟係包含使該平均局部調光值與該總體調光值相乘。
13. 如請求項11所述之液晶顯示裝置的調光控制方法，其中該低通濾波係包含一無限脈衝響應濾波。
14. 如請求項11所述之液晶顯示裝置的調光控制方法，其中該低通濾波係包含一有限脈衝響應濾波。
15. 如請求項12所述之液晶顯示裝置的調光控制方法，其中產生該 調光訊號之步驟係包含：透過使多個先前的局部調光值相加而產生該平均局部調光值，其中該等先前的局部調光值係與複數個框週期相對應並被儲存於該移動平均濾波器中。
16. 如請求項12所述之液晶顯示裝置的調光控制方法，其中產生該調光訊號之步驟係包含：透過使一預定權重值與使先前的多個該等局部調光值相加所得之結果相乘，藉以產生一平均局部調光值，該等局部調光值係與複數個框週期相對應並被儲存於該移動平均濾波器中。
17. 如請求項16所述之液晶顯示裝置的調光控制方法，其中該框越靠近一當前框，則該預定權重值越高。