專利名稱：顯示器及其顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示器與其顯示方法，特別是有關(guān)于一種使用空間與時間改變的方式以呈現(xiàn)影像動態(tài)顯示的顯示器與其顯示方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，影像動態(tài)顯示是以空間改變的方式以顯示一影像，如美國專利 US7, 064，740是揭露一種動態(tài)影像的顯示方法，其對應(yīng)的顯示結(jié)構(gòu)如圖IA所示，此背光顯 示器10包含背光板12、濾光板14及光閘板16，通過空間改變光源13的方式以調(diào)整光閘 板16，據(jù)此可控制光線15對影像明暗度的掌握進(jìn)而使影像的畫素19動態(tài)地顯示在面板18 上，其中影像是對應(yīng)具有多個畫素19的顯示內(nèi)容，以及光源13是空間地配置在這些畫素19 的后方。然而上述現(xiàn)有技術(shù)面臨即使影像在面板18的局部區(qū)域呈現(xiàn)的明暗度為完全黑暗 時，仍然必須提供非零亮度(non-zero luminance)的光源。此外，現(xiàn)有技術(shù)的美國專利US5，717，422與US6，816，141已揭露一種顯示系統(tǒng)，其 對應(yīng)的顯示結(jié)構(gòu)如圖IB所示，此顯示系統(tǒng)1包含光源2、液晶顯示模塊3、光學(xué)模塊4、控制 部5、影像信號源6與光傳感器7，其中控制部5根據(jù)影像信號源6所提供的影像內(nèi)容與光 傳感器7所檢測到當(dāng)時所在環(huán)境的明亮度以控制光源2供應(yīng)至液晶顯示模塊3的不同光源 強(qiáng)度及同時控制液晶顯示模塊3的畫素，通過光學(xué)模塊4投射的影像呈現(xiàn)較佳的明暗度與 對比度，進(jìn)而在達(dá)到較佳的影像動態(tài)顯示。然而上述現(xiàn)有技術(shù)面臨控制光源2供應(yīng)至液晶 顯示模塊3的光源強(qiáng)度將導(dǎo)致影像的亮度變差。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺失，本發(fā)明提供一種顯示器與其顯示方法。此顯示器至少包 含一光源、一濾光板及一光間板，其中顯示器是根據(jù)影像對應(yīng)的多個畫素的顯示內(nèi)容，提 供空間與時間改變的方式以調(diào)整該光源的亮度，其中空間改變的方式是根據(jù)該光源的非均 勻分布的照明輪廓，以結(jié)合該濾光板及改變該光閘板的透光性，而形成均勻分布的影像；以 及時間改變的方式是根據(jù)頻率方式產(chǎn)生至少一個水平頻率信號(H1,H2, -,Hffl)與至少一個 垂直頻率信號(V1, V2,...，Vn)，每一水平頻率信號的非零亮度彼此不互相重疊，而每一垂直 頻率信號控制該影像對應(yīng)的各個顯示區(qū)域所需的光源強(qiáng)度；根據(jù)上述空間與時間改變可提 供顯示器具有影像的動態(tài)顯示。因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種顯示器，通過空間與時間改變的方式以調(diào) 整光源的亮度，其中水平頻率信號具有小于等于25%的頻率寬度的非零亮度與大于等于 75%的頻率寬度的零亮度，可有效降低顯示器的耗電量。本發(fā)明的次要目的在于提供一種顯示器，通過空間與時間改變的方式以調(diào)整光源 的亮度，可進(jìn)而呈現(xiàn)影像的動態(tài)顯示。本發(fā)明的再一目的在于提供一種影像顯示方法，通過空間與時間改變的方式以調(diào) 整光源的亮度，其中水平頻率信號具有小于等于25%的頻率寬度的非零亮度與大于等于75%的頻率寬度的零亮度，可有效降低顯示器的耗電量。本發(fā)明的另一目的在于提供一種影像顯示方法，通過空間與時間改變的方式以調(diào)整光源的亮度，可進(jìn)而呈現(xiàn)影像的動態(tài)顯示。


圖IA為一示意圖，是一種影像動態(tài)顯示的現(xiàn)有技術(shù)；圖IB為一示意圖，是另一種影像動態(tài)顯示的現(xiàn)有技術(shù)；圖2為一示意圖，為本發(fā)明的顯示器結(jié)構(gòu)圖；圖3為一電路連接圖，為本發(fā)明的掃描單元與微處理單元；圖4為頻率信號圖，為本發(fā)明的掃描單元與微處理單元之間的頻率操作；圖5為示意圖，為本發(fā)明的光源使用的平面放電燈。主要元件符號說明顯示系統(tǒng)1(先前技術(shù))光源2 (先前技術(shù))液晶顯示模塊3 (先前技術(shù))光學(xué)模塊4 (先前技術(shù))控制部5 (先前技術(shù))影像信號源6 (先前技術(shù))光傳感器7 (先前技術(shù))背光顯示器10 (先前技術(shù))背光板12 (先前技術(shù))濾光板14 (先前技術(shù))光線15 (先前技術(shù))光閘板16 (先前技術(shù))面板18 (先前技術(shù))畫素19 (先前技術(shù))顯示器20光源13(先前技術(shù))、21平面放電燈210電極片211、212濾光板22交流電壓源220交流電壓源的兩端221、222光閘板23控制電路24微處理單元25掃描單元26影像27顯示板28
跨接部280顯示區(qū)域Rij
具體實(shí)施例方式由于本發(fā)明是揭露一種顯示器與其顯示方法，其中所利用的影像顯示技術(shù)與光電原理，已為相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識者所能明了，故以下文中的說明，不再作完整描述。 同時，以下文中所對照的圖式，是表達(dá)與本發(fā)明特征有關(guān)的結(jié)構(gòu)示意，并未亦不需要依據(jù)實(shí) 際尺寸完整繪制。請參考圖2，是根據(jù)本發(fā)明提出的第一較佳實(shí)施例，為一種顯示器20的示意圖，用 以提供一影像27的顯示，此顯示器20包含一光源21、一濾光板22及一光間板23，顯示器 20具有由多個顯示區(qū)域Rij構(gòu)成的顯示板28以顯示影像27，而影像27是由多個畫素形成 的顯示內(nèi)容，光源21是配置在多個畫素的后方，顯示器20是根據(jù)影像所對應(yīng)的多個畫素的 顯示內(nèi)容，以提供空間與時間改變的方式調(diào)整光源21的亮度。其中顯示器20以空間改變 的方式將光源21本身非均勻分布的照明輪廓，通過結(jié)合濾光板22及改變光間板23的透光 性可將影像27均勻分布在顯示板28。此外顯示器20更進(jìn)一步包含一控制電路24以時間改變的方式控制光源在顯示板 28在其各個顯示區(qū)域Rij的明暗度，也就是控制電路24根據(jù)影像27的顯示內(nèi)容及通過頻 率方式以控制顯示板28中哪個顯示區(qū)域Rij需要點(diǎn)亮且決定需要多大亮度。因此控制電路 24進(jìn)一步包含一掃描單元26與一微處理單元25可分別產(chǎn)生m個水平頻率信號(HnH2,..， Hffl)與η個垂直頻率信號(V1, V2,...，Vn)，其中每一水平頻率信號負(fù)責(zé)掃描(點(diǎn)亮)某一水 平列的顯示區(qū)域Rij,而垂直頻率信號則決定被掃描列的各顯示區(qū)域Rij到底需要多大亮度。 因此，顯示板28總共有m*n個顯示區(qū)域Rij,其中i = 1，…，m且j = l，…，n，如圖3所示 (此處m = 4且η = 4)，而各顯示區(qū)域Ru則通過一對跨接部280分別連接至對應(yīng)的掃描單 元26的其中一個水平頻率信號H與微處理單元25的其中一個垂直頻率信號V，以達(dá)到控制 光源在各個顯示區(qū)域Rij的明暗度。在上述實(shí)施例中，垂直頻率信號具有四種不同的振幅位準(zhǔn)(level)，分別是Ltl (全 暗亮度)、Li( 二分之一亮度)、L2(三分之二亮度)與L3 (全亮亮度)，如圖4所示?？刂齐?路16主要功用在于驅(qū)動掃描單元26產(chǎn)生四組水平頻率信號Hp H2, H3、H4及微處理單元25 產(chǎn)生四組垂直頻率信號\、\、V3、V4，其中水平頻率信號H” H2、H3、H4具有頻率寬度Ttl的脈 波周期，而Ttl是由T1與T2所組成，T1為非零亮度的頻率寬度，T2為零亮度的頻率寬度，同時 T1與T2的脈寬比為1 3，由于水平頻率信號具有25%的頻率寬度T1的非零亮度與75% 的頻率寬度T2的零亮度，因此可有效降低顯示器的耗電量。此外水平頻率信號H1控制光源 在顯示板的第一列顯示區(qū)域R11-R14, H2控制光源在第二列顯示區(qū)域R21-R24, H3控制光源在第 三列顯示區(qū)域R31-R34,以及H4控制光源在第四列顯示區(qū)域R41-R44,而垂直頻率信號V1控制 光源在顯示板的第一行顯示區(qū)域R11-R41J2控制光源在顯示板的第二行顯示區(qū)域R12-R42, V3 控制光源在顯示板的第三行顯示區(qū)域R1-R43,以及V4控制光源在顯示板的第四行顯示區(qū)域
Rl4-R44.接下來，請再參考圖4，通過以下步驟闡述控制電路16如何驅(qū)動掃描單元26與微 處理單元25以進(jìn)行影像的掃描與明暗度的控制
(1)在起始時間點(diǎn)、時，當(dāng)控制電路24接收到影像27時，則同時驅(qū)動掃描單元26及微處理單元25。(2)在時間區(qū)(time interval)、時，掃描單元26送出四組水平頻率信號H1, H2, H3、H4到顯示板28的顯示區(qū)域Rij,此時只有水平頻率信號H1設(shè)為非零的觸發(fā)，其余水平頻 率信號H2, H3, H4則設(shè)為零，因此只有第一列顯示區(qū)域R11-R14被掃描觸發(fā)，同時微處理單元 25則根據(jù)影像27的顯示內(nèi)容送出四組垂直頻率信號Vi、V2、V3、V4到顯示板28的顯示區(qū)域 Rij,其中V1 SL3(全亮)，V2 SL2(半亮)，V3 SL4(全暗)，V4SL3(2/3亮)，因此被掃描觸 發(fā)的顯示區(qū)域R11的畫素呈現(xiàn)全亮狀態(tài)，顯示區(qū)域R12的畫素呈現(xiàn)半亮狀態(tài)，顯示區(qū)域R13的 畫素呈現(xiàn)全暗狀態(tài)，以及顯示區(qū)域R14的畫素呈現(xiàn)2/3亮狀態(tài)。(3)在時間區(qū)t2時，掃描單元26送出四組水平頻率信號HpHyH^H4到顯示板28 的顯示區(qū)域Ru，此時只有水平頻率信號H2設(shè)為非零的觸發(fā)，其余水平頻率信號H1, H3, H4則 設(shè)為零，因此只有第二列顯示區(qū)域R21-R24被掃描觸發(fā)，同時微處理單元25根據(jù)影像27的 顯示內(nèi)容送出四組垂直頻率信號Vi、V2、V3、V4到顯示板28的顯示區(qū)域Rij,其中V1為L1 (半 亮)，V2為L2 (2/3亮)，V3 SL1 (半亮)，V4為L2 (2/3亮)，因此被掃描觸發(fā)的顯示區(qū)域R21 的畫素呈現(xiàn)半亮狀態(tài)，顯示區(qū)域R22的畫素呈現(xiàn)2/3亮狀態(tài)，顯示區(qū)域R23的畫素呈現(xiàn)半亮狀 態(tài)，以及顯示區(qū)域R24的畫素呈現(xiàn)2/3亮狀態(tài)。(4)在時間區(qū)t3時，掃描單元26送出四組水平頻率信號HpHyH^H4到顯示板28 的顯示區(qū)域Ru，此時只有水平頻率信號H3設(shè)為非零的觸發(fā)，其余水平頻率信號H1, H2, H4則 設(shè)為零，因此只有第三列顯示區(qū)域R31-R34被掃描觸發(fā)，同時微處理單元25根據(jù)影像27的顯 示內(nèi)容送出四組垂直頻率信號A、V2, \、V4到顯示板28的顯示區(qū)域Rij,其中V1為L2 (2/3 亮)，V2為L3 (全亮)，V3為L2 (半亮)，V4為L3 (全亮)，因此被掃描觸發(fā)的顯示區(qū)域R31的 畫素呈現(xiàn)2/3狀態(tài)，顯示區(qū)域R32的畫素呈現(xiàn)全亮狀態(tài)，顯示區(qū)域R33的畫素呈現(xiàn)半亮狀態(tài)， 以及顯示區(qū)域R34的畫素呈現(xiàn)全亮狀態(tài)。(5)在時間區(qū)t4時，掃描單元26送出四組水平頻率信號HpHyH^H4到顯示板28 的顯示區(qū)域Ru，此時只有水平頻率信號H4設(shè)為非零的觸發(fā)，其余水平頻率信號H1, H2, H3則 設(shè)為零，因此只有第四列顯示區(qū)域R41-R44被掃描觸發(fā)，同時微處理單元25根據(jù)影像27的 顯示內(nèi)容送出四組垂直頻率信號Vi、V2、V3、V4到顯示板28的顯示區(qū)域Rij,其中V1為L3(半 亮)，V2為L(2/3亮)，V3為L2(半亮)，V4為L3(2/3亮)，因此被掃描觸發(fā)的顯示區(qū)域R41的 畫素呈現(xiàn)半亮狀態(tài)，顯示區(qū)域R42的畫素呈現(xiàn)2/3亮狀態(tài)，顯示區(qū)域R43的畫素呈現(xiàn)半亮狀 態(tài)，以及顯示區(qū)域R44的畫素呈現(xiàn)2/3亮狀態(tài)。在上述實(shí)施例中，水平頻率信號的周期Ttl相同于影像27的訊框長度，因此于時間 區(qū)、之后，水平頻率信號將開始下一個周期Ttl以對應(yīng)另一個新的影像而重復(fù)上述步驟。此 外每一水平頻率信號的非零亮度彼此不互相重疊，而每一垂直頻率信號是控制影像對應(yīng)的 各個顯示區(qū)域所需的光源強(qiáng)度。在上述實(shí)施例中，光源21是使用無汞的平面放電燈210，如圖5所示，而此平面放 電燈可以是單獨(dú)設(shè)立或以陣列排列方式形成，通過正負(fù)電極片211，212以達(dá)到高壓放電而 產(chǎn)生光源，平面放電燈連接至一交流電壓源220的兩端221，222，而此交流電壓源220具有 高電壓脈沖序列。此外，交流電壓源220的高電壓脈沖序列是由多個具有半正弦波形的電 壓脈沖所形成，每一電壓脈沖具有0. 1 μ s到10 μ s的脈沖寬度，其中具有0. 5 μ s到5 μ s的較佳脈沖寬度，上述電壓脈沖具有IK赫茲到IM赫茲的脈沖頻率，其中具有IOK赫茲到100K 赫茲的較佳脈沖頻率，同時具有100伏特到IOK伏特的脈沖振幅。此外，各電壓脈沖之間是 由一時間間隔(pause)分開，且此時間間隔介于5μ s到100 μ s之間。在上述實(shí)施例中，當(dāng)m = η = 1時，此時顯示器20由單一光源區(qū)域顯示影像，也就 是光源不受控制電路控制而使得各個顯示區(qū)的光源亮度大致上相同，而此影像由光間控制 的多個畫素而形成對應(yīng)的顯示內(nèi)容。本發(fā)明進(jìn)一步提出第二較佳實(shí)施例，為一種顯示器的顯示方法，此方法包括(1)提供一顯示器，此顯示器至少包含一光源、一濾光板及一光閘板；(2)提供一空間改變的機(jī)制，此機(jī)制根據(jù)光源的非均勻分布的照明輪廓，以結(jié)合濾 光板與改變光間板的透光性，而形成均勻分布的影像；(3)提供一時間改變的機(jī)制，此機(jī)制根據(jù)頻率方式產(chǎn)生多個水平頻率信號(H1, H2,. . , Hffl)與多個垂直頻率信號(V1, V2,...，Vn)，每一水平頻率信號的非零亮度彼此不互相 重疊，而每一垂直頻率信號控制影像對應(yīng)的各個顯示區(qū)域所需的光源強(qiáng)度；以及(4)提供一控制電路，以產(chǎn)生水平與垂直頻率信號，以提供空間與時間改變的方式 而調(diào)整光源的亮度，根據(jù)上述空間與時間改變的機(jī)制可提供顯示器具有影像的動態(tài)顯示。其中顯示器具有多個顯示區(qū)域以顯示影像，而影像對應(yīng)多個畫素的顯示內(nèi)容，光 源是配置在畫素的后方，以及顯示器是根據(jù)影像對應(yīng)多個畫素的顯示內(nèi)容。在上述實(shí)施例中，所使用的顯示器、光源、濾光板、光閘板、控制電路、掃描單元、微 處理單元、水平頻率信號、與垂直頻率信號等特征與作動方式如前述第一實(shí)施例所述的。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利范圍；同時以上 的描述，對于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的專門人士應(yīng)可明了及實(shí)施，因此其它未脫離本發(fā)明所揭示的 精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在申請專利范圍中。
權(quán)利要求
一種顯示器，用以提供一影像的顯示，該顯示器至少包含有一光源、一濾光板及一光閘板，該顯示器具有多個顯示區(qū)域以顯示該影像，該影像對應(yīng)具有多個畫素的顯示內(nèi)容，及該光源是配置在多個畫素的后方，其特征在于該顯示器根據(jù)該影像對應(yīng)的該多個畫素的顯示內(nèi)容，提供空間與時間改變的方式以調(diào)整該光源的亮度，其中該空間改變的方式根據(jù)該光源的非均勻分布的照明輪廓，以結(jié)合該濾光板及改變該光閘板的透光性，而形成均勻分布的影像；以及該時間改變的方式是根據(jù)頻率方式產(chǎn)生多個水平頻率信號(H1，H2，…，Hm)與多個垂直頻率信號(V1，V2，…，Vn)，該每一水平頻率信號的非零亮度彼此不互相重疊，而每一垂直頻率信號控制該影像對應(yīng)的各個顯示區(qū)域所需的光源強(qiáng)度；根據(jù)上述空間與時間改變提供該顯示器具有影像的動態(tài)顯示。
2.依據(jù)權(quán)利要求1的顯示器，其特征在于，進(jìn)一步包含一控制電路，以產(chǎn)生該等水平與 垂直頻率信號。
3.依據(jù)權(quán)利要求2的顯示器，其特征在于，該水平頻率信號與垂直頻率信號的數(shù)目乘 積相等于該顯示器的顯示區(qū)域總數(shù)(m*n)。
4.依據(jù)權(quán)利要求2的顯示器，其特征在于，該水平頻率信號具有小于等于25%的頻率 寬度的非零亮度與大于等于75%的頻率寬度的零亮度。
5.依據(jù)權(quán)利要求1的顯示器，其特征在于，該光源為一無汞的平面放電燈。
6.依據(jù)權(quán)利要求5的顯示器，其特征在于，該光源進(jìn)一步包含一交流電壓源，而該交流 電壓源具有多個電壓脈沖的電壓脈沖序列。
7.依據(jù)權(quán)利要求5的顯示器，其特征在于，該電壓脈沖具有0.1μ s到10μ s的脈沖寬度。
8.依據(jù)權(quán)利要求5的顯示器，其特征在于，該電壓脈沖具有IK赫茲到IM赫茲的脈沖頻率。
9.依據(jù)權(quán)利要求5的顯示器，其特征在于，該電壓脈沖具有半正弦的波形，而且該電壓 脈沖具有100伏特到IOK伏特的脈沖振幅。
10.一種顯示器，用以提供一影像的顯示，該顯示器至少包含有一光源、一濾光板及一 光閘板，該顯示器具有一顯示區(qū)域以顯示該影像，該影像對應(yīng)具有至少一個畫素的顯示內(nèi) 容，及該光源配置在該畫素的后方，其特征在于該顯示器根據(jù)該影像對應(yīng)的該畫素的之顯示內(nèi)容，提供空間與時間改變的方式以調(diào)整 該光源的亮度，其中該空間改變的方式根據(jù)該光源的非均勻分布的照明輪廓，以結(jié)合該濾光板及改變該光 閘板的透光性，而形成均勻分布的影像；以及該時間改變的方式根據(jù)頻率方式產(chǎn)生一水平頻率信號H1與一垂直頻率信號V1,該水平 頻率信號的非零亮度彼此不互相重迭，而該垂直頻率信號控制該影像對應(yīng)的顯示區(qū)域所需 的光源強(qiáng)度；更進(jìn)一步包含一控制電路，以產(chǎn)生該水平與該垂直頻率信號；其中該水平頻 率信號與垂直頻率信號的數(shù)目乘積相等于該顯示器的顯示區(qū)域總數(shù)(1*1)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯示器及其顯示方法，此顯示器至少包含有一光源(light source)、一濾光板(filter)及一光閘板(light valve)，該顯示器具有多個顯示區(qū)域以顯示影像，其中此顯示器根據(jù)影像對應(yīng)多個畫素的顯示內(nèi)容，提供空間與時間改變的方式以調(diào)整該光源的亮度(spatiallyand timely varying luminance of the light source)，并根據(jù)上述空間與時間改變可提供該顯示器具有影像的動態(tài)顯示。
文檔編號G09G3/34GK101807377SQ200910007370
公開日2010年8月18日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者蔡君徽 申請人:臺灣應(yīng)用光源股份有限公司