專利名稱：液晶顯示設(shè)備及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這里所公開的內(nèi)容涉及一種適于根據(jù)圖像的每個分區(qū)的明暗控制背光單 元的亮度的液晶顯示設(shè)備及其驅(qū)動方法圖像。
背景技術(shù)：
隨著信息社會的發(fā)展，能夠顯示信息的顯示設(shè)備已經(jīng)得到廣泛研究。這 些顯示設(shè)備包括液晶顯示(LCD)設(shè)備、有機電致發(fā)光顯示設(shè)備、等離子體 顯示設(shè)備、和場致發(fā)光顯示設(shè)備。在上面這些顯示設(shè)備中，LCD設(shè)備的優(yōu)點 在于它們輕薄而且能夠提供低的電力驅(qū)動和全彩色運動圖像。因而，LCD設(shè) 備廣泛地用于移動電話、導(dǎo)航系統(tǒng)、便攜式計算機、電視機等等。
圖1是用于示意性地顯示現(xiàn)有技術(shù)中的LCD的框圖。參照圖1，該LCD 設(shè)備包括定時控制器l、柵驅(qū)動器2、數(shù)據(jù)驅(qū)動器3、液晶面板4、背光控制 器5、背光驅(qū)動器6、和背光單元7。
定時控制器1從外部接收控制信號連同數(shù)據(jù)信號，控制信號為諸如垂直 同歩信號、水平同步信號、數(shù)據(jù)使能信號、以及其它信號。從垂直和水平同 步信號以及數(shù)據(jù)使能信號中，定時控制器1獲得用于驅(qū)動?xùn)膨?qū)動器2的第一 控制信號和用于驅(qū)動數(shù)據(jù)驅(qū)動器3的第二控制信號。此外，定時控制器l產(chǎn) 生用于驅(qū)動背光單元7的背光控制信號。
第一控制信號使能(enable)柵驅(qū)動器2，以將掃描信號施加給液晶面板 4。第二控制信號還使能數(shù)據(jù)驅(qū)動器3，以將數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)電壓并 將轉(zhuǎn)換的模擬數(shù)據(jù)電壓施加給液晶面板4。
背光控制器5根據(jù)背光控制信號產(chǎn)生背光驅(qū)動信號，并將該背光驅(qū)動信 號施加給背光驅(qū)動器6。背光驅(qū)動器6給背光單元7提供從背光驅(qū)動信號中獲得的驅(qū)動電壓。背光單元7將與驅(qū)動電壓對應(yīng)的光照射給液晶面板4。
液晶面板4基于夾于兩個基板之間的液晶的折射率顯示圖像。具體地，
液晶面板4隨模擬數(shù)據(jù)電壓而改變液晶的折射率，并允許從背光單元7照射 過來的光根據(jù)液晶的折射率而得到調(diào)整，由此顯示圖像。
以此方式，現(xiàn)有技術(shù)中的LCD設(shè)備允許亮度均勻的光照射到液晶面板的 整個表面，而不管圖像是否具有一些必須要被更亮或者更暗顯示的區(qū)域。因 而，液晶面板上的圖像不能在某些區(qū)域被更亮或者更暗顯示。結(jié)果，現(xiàn)有技 術(shù)中的LCD設(shè)備降低了對比度，此外還劣化了圖像的視覺分辨。

發(fā)明內(nèi)容
因此，當(dāng)前實施例涉及一種基本上克服了因現(xiàn)有技術(shù)的局限和不足而導(dǎo) 致的一個或者多個問題的LCD設(shè)備。
當(dāng)前實施例的一個目的是提供一種能夠?qū)?yīng)于每個圖像的分區(qū)的明暗來 施加優(yōu)化的亮度的LCD設(shè)備及其驅(qū)動方法。
這些實施例的其他的特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中加以闡述，并且部 分地從說明書中顯然可知，或者通過實施這些實施例而獲得教導(dǎo)。這些實施 例的優(yōu)點將通過該書面的說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu) 而實現(xiàn)和獲得。
根據(jù)當(dāng)前實施例的一個一般的方面， 一種LCD設(shè)備包括具有以矩陣方 式布置的多個像素的液晶面板；為亮度互不相同的光產(chǎn)生至少兩個PWM信 號的背光控制器，所述光被施加到從要在該液晶面板上被顯示的一幀圖像分 割的至少兩個分區(qū)；包括相對于所述分區(qū)而確定的至少兩塊的背光單元；和 給該背光單元的這些塊提供與該PWM信號對應(yīng)的至少兩個驅(qū)動信號的背光 驅(qū)動器。
根據(jù)當(dāng)前實施例的另一方面的LCD設(shè)備的驅(qū)動方法應(yīng)用到包括具有以 矩陣方式布置的多個像素的液晶面板和具有至少兩個塊的背光單元的LCD 設(shè)備，該LCD設(shè)備的驅(qū)動方法包括將要在所述液晶面板上被顯示的一幀圖 像分割成相對于所述塊的至少兩個分區(qū)；根據(jù)每一所述分區(qū)中的平均亮度值 產(chǎn)生減光(dimming)地址；根據(jù)針對每一所述分區(qū)而提供的減光曲線，為 每個所述分區(qū)產(chǎn)生相應(yīng)于所產(chǎn)生的減光地址的減光信號；以及產(chǎn)生PWM信號，每個PWM信號對應(yīng)于所述分區(qū)的減光信號，并施加所述PWM信號給 所述背光單元的所述塊。
對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，通過審視后面的附圖和詳細(xì)說明可顯而易見地 獲得其他系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點。本發(fā)明意在將所有的其他系統(tǒng)、方法、 特征和優(yōu)點都包括在說明書中，含在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并用后面的權(quán)利要求 來加以保護。不應(yīng)將這部分中的任何內(nèi)容看作是對于那些權(quán)利要求的限制。 下面結(jié)合實施例對其它方面和優(yōu)點進行討論。應(yīng)該理解，對于本發(fā)明的前面 的概述和后面的詳述都是示例性和解釋性的，意在提供對所要求保護的本發(fā) 明進一歩的解釋。


這些附圖提供了對本發(fā)明的進一步理解并且構(gòu)成本說明書的一部分，它 們解釋了本發(fā)明的實施例，并且連同說明書一起用來解釋本發(fā)明。在圖中 圖1是顯示現(xiàn)有技術(shù)的LCD設(shè)備的示意性框圖； 圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的LCD設(shè)備的示意性框圖； 圖3是詳細(xì)顯示圖2中的圖像分析器的框圖； 圖4是顯示圖2中的背光單元所包含的塊的排列設(shè)置的視圖； 圖5是解釋圖4所示的塊的一個實施例的視圖； 圖6是解釋圖4所示的塊的另一個實施例的視圖7是顯示經(jīng)圖2中的圖像分析器將圖像分割出的分區(qū)的排列設(shè)置的視
圖8A是顯示用于圖7中的第一分區(qū)的第一減光曲線的視圖； 圖8B是顯示用于圖7中的第二分區(qū)的第二減光曲線的視圖； 圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的LCD設(shè)備的示意性框圖； 圖IO是顯示經(jīng)圖9中的圖像分析器將圖像分割出的、在水平方向和垂直 方向上都彼此具有不同數(shù)量的像素的分區(qū)的排列設(shè)置的視圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的LCD設(shè)備的示意性框圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)地討論本發(fā)明的實施例，附圖中示出了其例子。后面將引入的這些實施例是作為例子而提供的，只為將其精神實質(zhì)傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。 因此，這些實施例可以不同的形式來具體實施，而不限于這里所描述的這些 實施例。另外，為方便起見，設(shè)備的尺寸和厚度可能被夸大地繪出。盡可能 地，在包括附圖的整個說明書中用相同的附圖標(biāo)記表示相同或者類似的部件。
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的LCD設(shè)備的示意框圖。圖3是具體 顯示圖2中的圖像分析器(analyzer)的框圖。參照圖2， LCD設(shè)備10包括 定時控制器12、柵驅(qū)動器14、數(shù)據(jù)驅(qū)動器16、液晶面板18、背光控制器20、 背光驅(qū)動器30、和背光單元32。
液晶面板18包括上基板和下基板以及介于這兩個基板之間的液晶。 下基板包括彼此交叉排列的多條柵線和多條數(shù)據(jù)線。交叉的柵線和數(shù)據(jù) 線將下基板限定為以矩陣方式排列的單元像素。每個單元像素都包括薄膜晶 體管和像素電極。薄膜晶體管設(shè)在柵線和數(shù)據(jù)線的交叉處。像素電極與薄膜 晶體管相連。
上基板包括與各個像素相對的紅濾色器、綠濾色器和藍濾色器以及介于 這些濾色器之間的黑矩陣。另外，上基板還可進一步包括設(shè)在濾色器和黑矩 陣上的公共電極。這種具有公共電極的上基板應(yīng)用在TN (扭曲向列)模式 的液晶面板中。或者，在液晶面板18為面內(nèi)切換模式中，可將公共電極設(shè)在 下基板上。
從而，液晶面板18從外部視頻源、例如計算機的視頻卡或者信息終端接 收以幀為單位的圖像。定時控制器12也從視頻卡接收垂直同步信號、水平同 步信號、數(shù)據(jù)使能信號等用于控制圖像顯示的信號。從垂直和水平同步信號 以及數(shù)據(jù)使能信號中，定時控制器12獲得用于驅(qū)動?xùn)膨?qū)動器14的第一控制 信號和用于驅(qū)動數(shù)據(jù)驅(qū)動器16的第二控制信號。第一控制信號可包括柵啟動 脈沖GSP、柵移位時鐘GSC、和柵輸出使能信號GOE。第二控制信號也可 包括源啟動脈沖SSP、源移位時鐘SSC、和源輸出使能信號SOE。
柵驅(qū)動器14響應(yīng)第一控制信號并順序地將掃描信號施加給液晶面板18 上的柵線。如此，位于各柵線上的各像素的薄膜晶體管依次逐行導(dǎo)通。
數(shù)據(jù)驅(qū)動器16也響應(yīng)第二控制信號并將圖像的像素數(shù)據(jù)逐行地轉(zhuǎn)換成 模擬數(shù)據(jù)電壓。轉(zhuǎn)換的模擬數(shù)據(jù)電壓被施加到位于施加了掃描信號的柵線上 的像素。被施加到每個像素的模擬數(shù)據(jù)電壓連同施加到公共電極的公共電壓一起可以改變液晶的折射率。
背光控制器20從定時控制器12接收以幀為單位的圖像數(shù)據(jù)、接收垂直
和水平同步信號以及數(shù)據(jù)使能信號。背光控制器20包括圖像分析器22、減 光(dimming)控制器24、和存儲器26。
圖像分析器22可包括圖像分割器34和平均計算器36，如圖3所示。圖 像分割器34使用垂直和水平同歩信號、數(shù)據(jù)時鐘和數(shù)據(jù)使能信號并將一幀的 圖像數(shù)據(jù)分割成多個分區(qū)數(shù)據(jù)。多個分割的分區(qū)數(shù)據(jù)可以分別相應(yīng)于背光單 元32的多個塊。換句話說，所分割的分區(qū)數(shù)據(jù)的數(shù)量能夠取決于背光單元 32所包括的塊的數(shù)量。
如果背光單元32包括mXn個塊，如圖4所示，那么一幀的圖像數(shù)據(jù)也 可以劃分為mXn個分區(qū)數(shù)據(jù)。這里，m是水平方向上塊的數(shù)量或者分區(qū)數(shù) 據(jù)的數(shù)量，而n是垂直方向上另一塊的數(shù)量或者另一分區(qū)數(shù)據(jù)的數(shù)量。
例如，假設(shè)一幀包括1920X1080個像素，并且在水平方向上分割成20 個區(qū)域，在垂直方向上分割成9個區(qū)域，并且假設(shè)水平方向上的1920個像素 數(shù)據(jù)通過兩個端口施加到液晶面板18上。那么，每個分割的分區(qū)數(shù)據(jù)在垂直 方向上包括120 (也即1080/9)個像素數(shù)據(jù)，在水平方向上包括96 (也即 1920/20)個像素數(shù)據(jù)。因而，180個分割的分區(qū)數(shù)據(jù)的每一個可以包括120 X96 = 11520個像素數(shù)據(jù)。將在分割的分區(qū)數(shù)據(jù)僅包括相同數(shù)量的像素數(shù)據(jù) 的限制下對本發(fā)明第一實施例的LCD設(shè)備進行描述。
背光單元32包括的多個塊可以如圖5或者圖6所示來設(shè)置。
圖5所示的背光單元32包括多個塊，每塊都具有多個發(fā)光二極管27。 同一塊內(nèi)的發(fā)光二極管27響應(yīng)于同一驅(qū)動電壓，以使它們都發(fā)出亮度相同的 光。不同塊內(nèi)的發(fā)光二極管27由不同的驅(qū)動電壓驅(qū)動，因此互相發(fā)出不同亮 度的光。因而，每一塊能夠以優(yōu)化的亮度發(fā)光。每一塊內(nèi)的發(fā)光二極管27 可以裝在一個封裝(未示出)內(nèi)。這時，背光單元可以包括以各個塊方式布 置的發(fā)光二極管封裝。
另一方面，背光單元32所包括的多個塊的每一塊都包括導(dǎo)光板28， 將光導(dǎo)向其前面方向(也即垂直于它的上表面的方向)；和裝在平行于導(dǎo)光板 28的側(cè)邊設(shè)置的封裝(未示出)內(nèi)的發(fā)光二極管29，如圖6所示。發(fā)光二極 管29可以是側(cè)發(fā)光型(side emission type)。換句話說，發(fā)光二極管29可以在側(cè)面方向上發(fā)光。因此，在封裝內(nèi)從發(fā)光二極管29發(fā)出的光可以進入導(dǎo)光
板28，并可以通過導(dǎo)光板28朝前面方向(也即垂直于導(dǎo)光板28的上表面的 方向)前進。
再參照圖3，圖像分割器34將一幀圖像數(shù)據(jù)分割成分別與背光單元32 所包括的多個塊相對的多個分區(qū)數(shù)據(jù)。為此，圖像分割器34可以使用垂直和 水平同步信號和數(shù)據(jù)使能信號。如上所述，每個分割的分區(qū)數(shù)據(jù)可以包括 11520個像素數(shù)據(jù)。
平均計算器36計算在每個分割的分區(qū)數(shù)據(jù)內(nèi)包括的多個像素數(shù)據(jù)的平 均亮度值。每個像素數(shù)據(jù)的亮度值可以是數(shù)字信號。
由于這一點，每一分區(qū)數(shù)據(jù)的平均亮度值可以包括相當(dāng)多數(shù)量的位 (bit)。因而，為了計算方便，平均計算器36從平均亮度值中消去固定的低 位(lowerbit)。典型地，根據(jù)本發(fā)明這些實施例的LCD設(shè)備將只限于13個 低位的固定低位來描述。
如果一個分區(qū)所包括的像素數(shù)據(jù)的數(shù)量是96X120，則平均亮度值最大 可以是"255灰度等級X96X 122=2937600"灰度等級，其對應(yīng)于22位二進 制數(shù)據(jù)"01 0111 0010 0111 0100 0000"。當(dāng)從這22位的二進制數(shù)據(jù)中消去低 位的13位時，平均亮度值可以變成"010111001二185"灰度等級。換句話說， 每個分區(qū)的平均亮度值可以在O到185級(也即灰度等級)范圍內(nèi)。這種具 有從0到185級范圍內(nèi)的平均亮度值能夠作為減光地址(dimming address) 來提供。
以這種方式，平均計算器36計算每個分區(qū)數(shù)據(jù)的平均亮度值，并從該平 均像素亮度值中消去固定的低位。平均計算器36將該消位(bit-eliminated) 的平均亮度值作為減光地址而輸出。
存儲器26以表的形式存儲將減光地址和減光信號作為輸入值和輸出值 來布置的減光曲線。實際中，在該表中可將186個減光信號相應(yīng)于0 185 級的減光地址來存儲。這些減光信號可以是亮度信號，每個信號都使其灰度 等級優(yōu)化為每個分區(qū)數(shù)據(jù)的平均亮度值。這種減光信號可以是數(shù)字信號。
減光控制器24從存儲器26中讀出由來自圖像分析器22的減光地址所指 定的減光信號。另外，減光控制器24產(chǎn)生其占空比對應(yīng)于各個減光信號的脈 寬調(diào)制(PWM)信號。將產(chǎn)生于減光控制器24中的PWM信號施加給背光驅(qū)動器30。
背光驅(qū)動器30產(chǎn)生與來自減光控制器24中的各個PWM信號對應(yīng)的驅(qū) 動信號，并將驅(qū)動信號施加給所述各個塊。驅(qū)動信號可以是電壓或者電流信 號，每個信號都隨PWM信號的占空比而改變。
背光單元32的每個塊中所包括的發(fā)光二極管27或者29發(fā)出與從背光驅(qū) 動器30中施加過來的驅(qū)動信號所對應(yīng)的亮度的光。
如上所述，平均計算器36產(chǎn)生多個分割的分區(qū)數(shù)據(jù)的減光地址，定時控 制器24輸出與各個減光地址對應(yīng)的減光信號的PWM信號，并且背光驅(qū)動器 30提供與該PWM信號對應(yīng)的驅(qū)動信號。背光單元32的這些塊發(fā)出其每個 亮度與每個驅(qū)動信號對應(yīng)的光。
換句話說，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的LCD設(shè)備能夠使背光單元32的這 些塊發(fā)出亮度互不相同的光，由此在液晶面板18的這些區(qū)域上顯示亮度優(yōu)化 的圖像。因而，該LCD設(shè)備能夠更亮地顯示那些其圖像要更亮地顯示的區(qū)域， 同時能夠更暗地顯示那些其圖像要被更暗地顯示的區(qū)域。結(jié)果，該LCD設(shè)備 可以增加對比度，還可以改善圖像的視覺識別力。
根據(jù)本發(fā)明第一實施例的LCD設(shè)備是基于一幀內(nèi)所有的分區(qū)包括相同 數(shù)量的像素的假設(shè)來描述的。然而，在某些尺寸的液晶面板中，并不能將一 幀分割成都包括相同數(shù)量的像素的區(qū)域。特別是，任意的分區(qū)數(shù)使得一些區(qū) 域很可能與其余區(qū)域在像素數(shù)量上不同。
例如，假設(shè)將一幀1920X1080個像素在垂直方向上分割成9個區(qū)域，在 水平方向上分割成18個區(qū)域，也即9X18二182個區(qū)域，并且水平方向上的 這1920個像素(也即一行像素)是通過兩個端口施加給液晶面板的。這時， 每個分區(qū)在垂直方向上都包括1080/9=120個像素，在水平方向上都包括 1920/18 = 106.666個像素。由于這一點，水平方向上的18個分區(qū)不能包括相 同數(shù)量的像素。因而，在這水平方向上的18個分區(qū)中，6個分區(qū)每個可以具 有106個水平方向上的像素，而12個分區(qū)可以每個具有107個水平方向上的 像素。
如上分割的182個區(qū)域可以如圖7所繪出的一樣。在圖7中， 一幀被分 割成每個都具有107X120個像素的第一區(qū)域A和每個都具有106X120個像 素的第二區(qū)域。換句話說，每個第一區(qū)域A可以包括12840個像素，而每個第二區(qū)域B也可以包括12820個像素。
如此，在對各個第一區(qū)域A的分區(qū)數(shù)據(jù)的平均亮度值進行計算并從計算的平均亮度值中消去13位的低位后，就可以產(chǎn)生具有從0到399級范圍的各個第一區(qū)域的減光地址。類似地，在對各個第二區(qū)域B的第二分區(qū)數(shù)據(jù)的另一平均亮度值進行計算并從計算的平均亮度值中消去13位的低位后，就可以產(chǎn)生具有從0到395級范圍的各個第二區(qū)域的另一減光地址。
此外，用于使第一區(qū)域A減光的第一減光曲線和用于使第二分區(qū)B減光的第二減光曲線可以通過圖8A和8B來解釋。參照圖8A，用于第一分區(qū)A的減光信號可以在0 255的灰度等級范圍內(nèi)，按照第一減光曲線的方式隨0 399級的減光地址集(set)而改變。用于第二區(qū)域B的另一減光信號也可以在0 255的灰度等級范圍內(nèi)，按照第二減光曲線的方式隨0 395級的減光地址集(set)而改變。從圖8A和8B中看出，用于第二區(qū)域B的第二減光曲線相應(yīng)于396 399級的減光地址未受限定。因此，相應(yīng)于第一減光曲線的每個級別的灰度等級可以與相應(yīng)于第二減光曲線的每個級別設(shè)置得不同。
如果在不同尺寸的第一區(qū)域A和第二區(qū)域B上共同地施加第一減光曲線，那么用于第一區(qū)域A的減光信號可被優(yōu)化。而用于第二區(qū)域B的減光信號可能不被優(yōu)化，因為第一減光曲線在灰度等級方面相應(yīng)于減光地址不同于第二減光曲線。由于這一點，在第二區(qū)域B內(nèi)可能產(chǎn)生亮度失配(mismatching)現(xiàn)象。
與此相反，當(dāng)對第一區(qū)域A和第二區(qū)域B共同地施加第二減光曲線時，那么用于第二區(qū)域B的減光信號被優(yōu)化。與此同時，用于第一區(qū)域A的減光信號就不能在396到399的減光地址的間距內(nèi)產(chǎn)生，其不會與任何灰度等級相對。在第一區(qū)域A內(nèi)就產(chǎn)生亮度無效(nullity),因為背光單元32的相應(yīng)于第一區(qū)域A的這些塊未被驅(qū)動。
為了處理這些問題，下面提出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的LCD設(shè)備。
圖9是用于顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的LCD設(shè)備40的示意性框圖。在第二實施例的LCD設(shè)備40中，定時控制器12、柵驅(qū)動器14、數(shù)據(jù)驅(qū)動器16、液晶面板18、背光驅(qū)動器30、和背光單元32具有與第一實施例的那些相同的功能和附圖標(biāo)記。因此，第二實施例的LCD設(shè)備40所包括的這些元件用與第一實施例的LCD設(shè)備中那些元件相同的數(shù)字表示，并且省去對它們的詳細(xì)描述。
第二實施例的LCD設(shè)備40將對限定于一幀內(nèi)且具有互不相同數(shù)量的像素的第一區(qū)域和第二區(qū)域?qū)嵤p光操作。實際中，第二實施例的LCD設(shè)備40將一幀在水平方向上，但是不限于此，分割成12個第一區(qū)域A和6個第二區(qū)域B，每個第一區(qū)域A具有107個像素，每個第二區(qū)域B具有106個像素。換句話說，第二實施例的LCD設(shè)備40能夠?qū)⒁粠指畛傻谝缓偷诙^(qū)域，每個在垂直方向上具有不同數(shù)量的像素。此外，為了方便解釋而使第二實施例的LCD設(shè)備40分割一幀為第一區(qū)域A和第二區(qū)域B，但其還能夠使一幀包括第三區(qū)域，每個第三區(qū)域具有與第一區(qū)域A和第二區(qū)域B不同數(shù)量的像素。
第二實施例的LCD設(shè)備40包括連接在定時控制器12和背光驅(qū)動器30之間的背光控制器50。背光控制器50包括圖像分析器52、減光控制器54、和第一存儲器56和第二存儲器58。
圖像分析器52包括區(qū)域分割器和平均計算器，附圖中沒有示出它們。這些元件具有與第一實施例的LCD設(shè)備10中包含的區(qū)域分割器34和平均計算器36相同的功能。因此，將省去對區(qū)域分割器和平均計算器的詳細(xì)的解釋。
圖像分析器52分割一幀的圖像數(shù)據(jù)為用于第一區(qū)域A的多個第一分區(qū)數(shù)據(jù)和用于第二區(qū)域B的多個第二分區(qū)數(shù)據(jù)。每個第一分區(qū)數(shù)據(jù)A可以包括107X 120個像素數(shù)據(jù)，每個第二分區(qū)數(shù)據(jù)B可以包括106X 120個像素數(shù)據(jù)。
圖像分析器52針對每個第一分區(qū)數(shù)據(jù)A計算平均亮度值，并通過從計算的平均亮度值中消去固定低位的恒定位例如13位的低位來產(chǎn)生第一減光地址。另外，圖像分析器52針對每個第二分區(qū)數(shù)據(jù)B計算另一平均亮度值，并通過從該另一平均亮度值中消去固定的低位例如13位的低位來產(chǎn)生第二減光地址。將產(chǎn)生于圖像分析器52中的第一減光地址和第二減光地址施加給減光控制器54。
第一存儲器56以表的形式存儲具有用于第一區(qū)域A的第一減光信號的第一減光曲線。以這樣的方式來描繪第一減光曲線，即它使用0到399級的第一減光地址作為輸入值，并使用0到255灰度等級范圍內(nèi)的第一減光信號作為相應(yīng)于第一減光地址的輸出值。類似地，第二存儲器58以表的形式存儲具有用于第二區(qū)域B的第二減
光信號的第二減光曲線。以這樣的方式來描繪第二減光曲線，即它使用o到
395級的第二減光地址作為輸入值，并使用0到255灰度等級范圍內(nèi)的第二減光信號作為相應(yīng)于第二減光地址的輸出值。
減光控制器54從由接收自圖像分析器52的第一減光地址指定的第一存儲器56的存儲位置讀出第一區(qū)域A的第一減光信號。減光控制器54產(chǎn)生與各個第一減光信號對應(yīng)的第一PWM信號。另外，減光控制器54從由接收自圖像分析器52的第二減光地址指定的第二存儲器58的存儲位置檢索(retrieve)第二區(qū)域B的第二減光信號。減光控制器54產(chǎn)生與各個第二減光信號對應(yīng)的第二 PWM信號。
背光驅(qū)動器30施加第一驅(qū)動信號給背光單元32的第一塊，這每個第一驅(qū)動信號與來自減光控制器54的第一 PWM信號對應(yīng)。另外，背光驅(qū)動器30給背光單元32的第二塊提供第二驅(qū)動信號，這每個第二驅(qū)動信號與來自減光控制器54的第二 PWM信號對應(yīng)。第一塊可以各自相應(yīng)于經(jīng)圖像分析器52所分割的這多個第-一分區(qū)數(shù)據(jù)A。類似地，第二塊可以各自相應(yīng)于經(jīng)圖像分析器52所分割的這多個第二分區(qū)數(shù)據(jù)B。
背光單元32的第一塊發(fā)出具有第一亮度的第一光線，每個第一亮度對應(yīng)于第一驅(qū)動信號。背光單元32的第二塊也發(fā)出具有第二亮度的第二光線，每個第二亮度對應(yīng)于第二驅(qū)動信號。第一亮度可以與第二亮度有不同級別的亮度。另外，來自背光單元32的第一塊的第一光線在亮度上可以互不相同，并且來自背光單元32的第二塊的第二光線在亮度上可以互不相同。
以這種方式，第二實施例的LCD設(shè)備存儲適于具有不同數(shù)量的像素的第一區(qū)域A和第二區(qū)域B第一和第二減光曲線。另外，該LCD設(shè)備基于第一減光曲線對第一區(qū)域A實施減光操作，并基于第二減光曲線對第二區(qū)域B實施減光操作。因而，該LCD設(shè)備能夠防止亮度失配現(xiàn)象和亮度無效現(xiàn)象的出現(xiàn)。
盡管上面根據(jù)本發(fā)明第二實施例的LCD設(shè)備是應(yīng)用于將區(qū)域分割成在垂直方向上具有相同數(shù)量的像素和在水平方向上具有不同數(shù)量的像素的情形，但是也能應(yīng)用于另一情形將區(qū)域分割成在水平方向上具有相同數(shù)量的像素和在垂直方向上具有不同數(shù)量的像素。此外，能夠?qū)^(qū)域分割成在整個的垂直和水平方向上都具有不同數(shù)量的像素。例如，能夠?qū)⒁粠指畛伤膫€尺寸的區(qū)域，也即第一到第四區(qū)域A到
D，每個區(qū)域在像素數(shù)量上都互不相同，如圖IO所示。第一區(qū)域A每個可以包括107X 154個像素，第二區(qū)域B為106X154個像素，第三區(qū)域C為107X155個像素，而第四區(qū)域D為106X 155個像素。
圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的LCD設(shè)備60的示意性框圖。第三實施例的LCD設(shè)備60中所包含的定時控制器12、柵驅(qū)動器14、數(shù)據(jù)驅(qū)動器16、液晶面板18、背光驅(qū)動器30、和背光單元32具有與第一實施例的LCD設(shè)備10中的那些相同的功能。因此，第三實施例的LCD設(shè)備60中所包含的這些元件用第一實施例的那些元件相同的附圖標(biāo)記來表示，并且省去對它們的詳細(xì)的描述。
第三實施例的LCD設(shè)備60將對在一幀內(nèi)所分割的且具有互不相同數(shù)量的像素的第一區(qū)域到第四區(qū)域?qū)嵤p光操作。為了方便解釋，雖然第三實施例的LCD設(shè)備60分割一幀為第一區(qū)域A到第四區(qū)域D，但其還能夠使一幀包括具有與第一區(qū)域A到第四區(qū)域D不同數(shù)量的像素的第五和第六區(qū)域。
第三實施例的LCD設(shè)備60包括連接在定時控制器12和背光驅(qū)動器30之間的背光控制器70。背光控制器70包括圖像分析器72、減光控制器74、和第一到第四存儲器82、 84、 86和88。
圖像分析器72包括區(qū)域分割器和平均計算器，附圖中沒有示出它們。這些元件具有與第一實施例的LCD設(shè)備10中包含的區(qū)域分割器34和平均計算器36相同的功能。因此，將省去對區(qū)域分割器和平均計算器的詳細(xì)的解釋。
圖像分析器72分割一幀的圖像數(shù)據(jù)為用于第一區(qū)域A到第四區(qū)域D的多個分區(qū)數(shù)據(jù)。用于每個第一區(qū)域A的第一分區(qū)數(shù)據(jù)可以包括107X 154個像素數(shù)據(jù)，用于每個第二區(qū)域B的第二分區(qū)數(shù)據(jù)可以包括106X154個像素數(shù)據(jù)，用于每個第三區(qū)域C的第三分區(qū)數(shù)據(jù)可以包括107X154個像素數(shù)據(jù)，用于每個第四區(qū)域D的第四分區(qū)數(shù)據(jù)可以包括106X 154個像素數(shù)據(jù)。
圖像分析器72針對用于每個第一區(qū)域A的第一分區(qū)數(shù)據(jù)計算平均亮度值，并通過從計算的平均亮度值中消去固定低位的恒定位例如13位的低位來產(chǎn)生第一減光地址。圖像分析器72還針對用于每個第二區(qū)域B的第二分區(qū)數(shù)據(jù)計算平均亮度值，并通過從該平均亮度值中消去固定的低位例如13位的低位來產(chǎn)生第二減光地址。圖像分析器72還針對用于每個第三區(qū)域C的第三分區(qū)數(shù)據(jù)計算平均亮度值，并通過從該平均亮度值中消去固定的低位例如
13位的低位來產(chǎn)生第三減光地址。此外，圖像分析器72還針對用于每個第四區(qū)域D的第四分區(qū)數(shù)據(jù)計算平均亮度值，并通過從該平均亮度值中消去固定的低位例如13位的低位來產(chǎn)生第四減光地址。
第一存儲器82以表的形式存儲具有用于第一區(qū)域A的第一減光信號的第一減光曲線。第二存儲器84以表的形式存儲具有用于第二區(qū)域B的第二減光信號的第二減光曲線。第三存儲器86以表的形式存儲具有用于第三區(qū)域C的第三減光信號的第三減光曲線。第四存儲器88以表的形式存儲具有用于第四區(qū)域D的第四減光信號的第四減光曲線。
用于第一到第四減光曲線的減光地址在級別數(shù)上可以互不相同。實際中，用于第一減光曲線的輸入值的第一減光地址可以具有300個級別，用于第二減光曲線的輸入值的第二減光地址可以具有250個級別，用于第三減光曲線的輸入值的第二減光地址可以具有330個級別，而用于第四減光曲線的輸入值的第四減光地址可以具有270個級別。
另一方面，用于第一到第四減光曲線的減光信號可以具有相同的從0到255灰度等級的范圍。
可以以這樣的方式來描繪第一減光曲線，即它使用0到399級的第~-減光地址作為輸入值，并使用0到255灰度等級范圍內(nèi)的第一減光信號作為相應(yīng)于第一減光地址的輸出值?？梢砸赃@樣的方式來描繪第二減光曲線，即它使用0到250級的第二減光地址作為輸入值，并使用0到255灰度等級范圍內(nèi)的第二減光信號作為相應(yīng)于第二減光地址的輸出值。此外，可以以這樣的方式來描繪第三減光曲線，即它使用0到330級的第三減光地址作為輸入值，并使用0到255灰度等級范圍內(nèi)的第三減光信號作為相應(yīng)于第三減光地址的輸出值。還有，可以以這樣的方式來描繪第四減光曲線，即它使用0到399級的第四減光地址作為輸入值，并使用0到255灰度等級范圍內(nèi)的第四減光信號作為相應(yīng)于第四減光地址的輸出值。
減光控制器74從相應(yīng)于由圖像分析器72提供的第一減光地址的第一存儲器82的存儲位置讀出第一區(qū)域A的第一減光信號。減光控制器74產(chǎn)生與各個第一減光信號對應(yīng)的第一 PWM信號。減光控制器74還從相應(yīng)于由圖像分析器72提供的第二減光地址的第二存儲器84的存儲位置讀出第二區(qū)域B的第二減光信號。減光控制器74產(chǎn)生與各個第二減光信號對應(yīng)的第二 PWM信號。此外，減光控制器74從相應(yīng)于由圖像分析器72提供的第三減光地址的第三存儲器86的存儲位置讀出第三區(qū)域C的第三減光信號。減光控制器74產(chǎn)生與各個第三減光信號對應(yīng)的第三PWM信號。還有，減光控制器74從相應(yīng)于由圖像分析器72提供的第四減光地址的第四存儲器86的存儲位置讀出第四區(qū)域D的第四減光信號。減光控制器74產(chǎn)生與各個第四減光信號對應(yīng)的第四PWM信號。
背光驅(qū)動器30施加第一驅(qū)動信號給背光單元32的第 一塊，這每個第一驅(qū)動信號與來自減光控制器54的第一PWM信號對應(yīng)。背光驅(qū)動器30還給背光單元32的第二塊提供第二驅(qū)動信號，這每個第二驅(qū)動信號與來自減光控制器74的第二 PWM信號對應(yīng)。此外，背光驅(qū)動器30施加第三驅(qū)動信號給背光單元32的第三塊，這每個第三驅(qū)動信號與來自減光控制器74的第三PWM信號對應(yīng)。還有，背光驅(qū)動器30給背光單元32的第四塊提供第四驅(qū)動信號，這每個第四驅(qū)動信號與來自減光控制器74的第四PWM信號對應(yīng)。該第一塊可以相應(yīng)于由圖像分析器52所分割的第一區(qū)域A，該第二塊可以相應(yīng)于第二分區(qū)B，第三塊可以相應(yīng)于第三區(qū)域，第四塊可以相應(yīng)于第四區(qū)域。通過圖4到圖6可以很容易理解背光單元32的這些塊的設(shè)置方式。
背光單元32的第一塊發(fā)出第一亮度的第一光線，每個第一光線對應(yīng)于第一驅(qū)動信號。背光單元32的第二塊也發(fā)出第二亮度的第二光線，每個第二光線對應(yīng)于第二驅(qū)動信號。此外，背光單元32的第三塊發(fā)出第三亮度的第三光線，每個第三光線對應(yīng)于第三驅(qū)動信號。還有，背光單元32的第四塊發(fā)出第四亮度的第四光線，每個第四光線對應(yīng)于第四驅(qū)動信號。第一光線到第四光線可以具有互不相同的亮度。另外，來自背光單元32的第一塊的第一光線在亮度上可以互不相同，來自背光單元32的第二塊的第二光線在亮度上可以互不相同，來自背光單元32的第三塊的第三光線在亮度上可以互不相同，來自背光單元32的第四塊的第四光線在亮度上可以互不相同。
以這種方式，第三實施例的LCD設(shè)備存儲適于具有不同數(shù)量的像素的第一區(qū)域A到第四區(qū)域D的第一到第四減光曲線。另外，該LCD設(shè)備基于第一減光曲線對第一區(qū)域A實施減光操作，基于第二減光曲線對第二區(qū)域B實
16施減光操作，基于第三減光曲線對第三區(qū)域C實施減光操作，基于第四減光
曲線對第四區(qū)域CD實施減光操作。因而，該LCD設(shè)備能夠防止亮度失配現(xiàn)
象和亮度無效現(xiàn)象的出現(xiàn)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明這些實施例的LCD設(shè)備給液晶面板上所分割的區(qū) 域提供亮度互不相同的光，由此根據(jù)每個分區(qū)優(yōu)化了亮度。另外，根據(jù)本發(fā) 明這些實施例的LCD設(shè)備存儲適于具有不同數(shù)量的像素的區(qū)域的減光曲線， 并且基于所對應(yīng)的減光曲線對每個區(qū)域?qū)嵤p光操作。因此，所述LCD設(shè)備 能夠防止亮度失配現(xiàn)象或者亮度無效現(xiàn)象的出現(xiàn)。
對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在本發(fā)明中顯然能夠進行各種修改和變化。因 而，本發(fā)明意在覆蓋這些實施例的修改和變化，只要它們落在所附權(quán)利要求 及其等效物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示設(shè)備，包括具有以矩陣方式布置的多個像素的液晶面板；為亮度互不相同的光產(chǎn)生至少兩個PWM信號的背光控制器，所述這些光被施加到從要在該液晶面板上被顯示的一幀圖像分割成的至少兩個分區(qū)；包括相對于所述分區(qū)而確定的至少兩塊的背光單元；以及給該背光單元的這些塊提供與該PWM信號對應(yīng)的至少兩個驅(qū)動信號的背光驅(qū)動器。
2. 如權(quán)利要求l所述的液晶顯示設(shè)備，其中該背光控制器包括 圖像分析器，按照在該背光單元上限定的這些塊的數(shù)量將該一幀圖像分割為所述分區(qū)，并根據(jù)這些分區(qū)的平均亮度值產(chǎn)生減光地址；減光控制器，檢索每個都相應(yīng)于所述減光地址的減光信號，并產(chǎn)生所述每個都與檢索的減光信號對應(yīng)的PWM信號；和至少一個存儲器，每個都為所述至少兩個分區(qū)存儲至少一條減光曲線，所述減光曲線按照所述減光地址和相應(yīng)于所述減光地址的所述減光信號來描繪。
3. 如權(quán)利要求2所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述減光地址根據(jù)所述至少 兩個分區(qū)而在數(shù)量上互不相同。
4. 如權(quán)利要求3所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述減光地址的所述數(shù)量隨 著所述分區(qū)包括的像素的增多而增加。
5. 如權(quán)利要求2所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述減光信號是一個位于O 到255灰度等級范圍內(nèi)的亮度信號。
6. 如權(quán)利要求2所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述減光曲線按照所述分區(qū) 的所述數(shù)量來提供。
7. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述分區(qū)包括至少兩個區(qū)域， 這些區(qū)域在所述液晶面板的水平方向上具有互不相同的像素。
8. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述分區(qū)包括至少兩個區(qū)域， 這些區(qū)域在所述液晶面板的垂直方向上具有互不相同的像素。
9. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述分區(qū)包括至少兩個區(qū)域，這些區(qū)域在所述液晶面板的水平方向和垂直方向上具有互不相同的像素。
10. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述塊的每一個都包括多 個發(fā)光二極管。
11. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述塊的每一個都包括導(dǎo) 光板和布置在該導(dǎo)光板側(cè)面的多個發(fā)光二極管。
12. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其中所述分區(qū)的數(shù)量取決于所 述背光單元的塊的數(shù)量。
13. —種用于驅(qū)動包括具有以矩陣方式布置的多個像素的液晶面板和具 有至少兩個塊的背光單元的液晶顯示設(shè)備的方法，包括.-將要在所述液晶面板上被顯示的一幀圖像分割成相對于所述塊的至少兩個區(qū)域；根據(jù)每個所述分區(qū)中的平均亮度值產(chǎn)生減光地址；根據(jù)針對每個所述分區(qū)而提供的減光曲線，為每個所述分區(qū)產(chǎn)生相應(yīng)于 所產(chǎn)生的減光地址的減光信號；以及產(chǎn)生PWM信號，每個PWM信號對應(yīng)于所述分區(qū)的減光信號，并施加 所述PWM信號給所述背光單元的所述塊。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述分區(qū)是相應(yīng)于在所述背光單元 上所限定的塊。
15. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述減光曲線中的每條都被描繪為 使用所述減光地址和所述減光信號作為輸入和輸出值。
16. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中相應(yīng)于所述分區(qū)的所述背光單元的 所述塊發(fā)出亮度互不相同的光。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠?qū)?yīng)于圖像的每個分區(qū)的明暗施加優(yōu)化的亮度的LCD設(shè)備。該LCD設(shè)備針對從一幀中分割的、具有不同像素數(shù)量的分區(qū)使用互不相同的減光曲線。因此，該LCD設(shè)備能夠?qū)⒘炼葍?yōu)化至圖像的每個分區(qū)的明暗，由此防止亮度失配現(xiàn)象和亮度無效現(xiàn)象的出現(xiàn)。
文檔編號G09G3/36GK101673518SQ20081018658
公開日2010年3月17日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者李泰旭, 金知敬 申請人:樂金顯示有限公司