具动态调整机制的平面显示装置与其图像显示方法

摘要

本发明提供一种具动态调整机制的平面显示装置与其图像显示方法，该平面显示装置包含四色转换单元、背光控制单元、背光模块、以及像素阵列。四色转换单元是用来根据前置转换对照表提供对应于三色图像输入信号的第一组四色图像信号，并提供相对应的多个转换放大因数。背光控制单元根据多个转换放大因数产生背光调整信号。背光模块根据背光调整信号以调整背光输出的强度。四色转换单元另用来根据背光调整信号提供对应于三色图像输入信号的第二组四色图像信号。像素阵列是用来根据第二组四色图像信号配合背光输出以显示图像。

说明书

技术领域

本发明是有关于一种平面显示装置，尤指一种具动态调整机制的平面显示装置与其图像显示方法。

背景技术

平面显示装置(Flat Panel Display)具有外型轻薄、省电以及无辐射等优点，所以被广泛地应用于电脑屏幕、移动电话、个人数字助理(PDA)、平面电视等电子产品上。在各种平面显示装置中，液晶显示装置以其较低的功率消耗而被广泛使用。传统液晶显示装置是使用基于RGB像素的三色显示技术来显示色彩，然而画面亮度并不理想，为提高画面亮度，就发展出基于具白色像素的RGBW像素的四色显示技术。但当液晶显示装置由三色显示技术变更为四色显示技术后，RGB像素的面积会缩小，导致液晶显示装置在显示纯色或接近纯色的色彩时，无法显示其应有的亮度与彩度。换句话说，加入白色像素会降低纯色或接近纯色的色彩亮度与彩度，因而难以保有高图像重现度。

发明内容

依据本发明的实施例，其揭露一种具动态调整机制的平面显示装置，用来使基于四色图像信号所显示的图像仍保有高图像重现度。此种平面显示装置包含四色转换单元、动态背光控制单元、背光模块、源极驱动器、以及像素阵列单元。四色转换单元包含前置转换对照表。四色转换单元是用来根据前置转换对照表提供对应于三色图像输入信号的第一组四色图像信号，并提供相对应的多个转换放大因数，以及用来根据背光调整信号将三色图像输入信号转换为第二组四色图像信号。动态背光控制单元电连接于四色转换单元，用来根据多个转换放大因数以产生背光调整信号。背光模块电连接于动态背光控制单元，用来提供背光输出，其中背光输出的强度是根据背光调整信号而调整。源极驱动器电连接于四色转换单元，用来根据第二组四色图像信号以提供多个数据信号。像素阵列单元电连接于源极驱动器，用来根据多个数据信号配合背光输出以显示图像。

依据本发明的实施例，其另揭露一种具动态调整机制的平面显示装置，用来使基于四色图像信号所显示的图像仍保有高图像重现度。此种平面显示装置包含四色转换单元、动态背光控制单元、补偿单元、背光模块、源极驱动器、以及像素阵列单元。四色转换单元包含前置转换对照表。四色转换单元是用来根据前置转换对照表提供对应于三色图像输入信号的第一组四色图像信号，并提供相对应的多个转换放大因数。动态背光控制单元电连接于四色转换单元，用来根据多个转换放大因数以产生背光调整信号。补偿单元电连接于四色转换单元与动态背光控制单元，用来根据背光调整信号将第一组四色图像信号补偿为第二组四色图像信号。背光模块电连接于动态背光控制单元，用来提供背光输出，其中背光输出的强度是根据背光调整信号而调整。源极驱动器电连接于补偿单元，用来根据第二组四色图像信号以提供多个数据信号。像素阵列单元电连接于源极驱动器与栅极驱动器，用来根据多个数据信号配合背光输出以显示图像。

本发明另揭露一种用于平面显示装置的图像显示方法，用来使基于四色图像信号所显示的图像仍保有高图像重现度。此种图像显示方法包含：接收三色图像输入信号；根据前置转换对照表提供对应于三色图像输入信号的第一组四色图像信号，并提供相对应的多个转换放大因数；根据多个转换放大因数以提供背光调整信号；根据背光调整信号以调整背光输出的强度；根据背光调整信号以产生第二组四色图像信号；以及根据第二组四色图像信号与背光输出以显示图像。

附图说明

图1为本发明第一实施例的平面显示装置100的结构示意图。

图2为本发明第二实施例的平面显示装置200的结构示意图。

图3为本发明第三实施例的平面显示装置300的结构示意图。

图4为本发明用于平面显示装置的图像显示方法的较佳实施例的流程图。

附图标号：

100、200、300    平面显示装置

110、210、310    四色转换单元

111、211、311    前置转换对照表

120、320         动态背光控制单元

121、321         放大因数分析单元

123、323         背光调整对照表

130、330         背光驱动单元

135、335         工作周期调整单元

140、340         背光模块

170、370         源极驱动器

180、380         栅极驱动器

190、390         像素阵列单元

195、395         像素单元

215_1～215_N     输入转换对照表

350              补偿单元

355_1～355_N     补偿对照表

900              流程

Clc              液晶电容

Cst                                   储存电容

Qd                                    数据开关

Ri、Gi、Bi                            图像输入信号

R′、G′、B ′、W′、R1、G1、B1、W1、 图像信号R2、G2、B2、W2

S910～S970                            步骤

Sadj                                  背光调整信号

Sana                                  分析值

Scorr                                 转换修正信号

SD1～SDm                              数据信号

SG1～SGn                              栅极信号

Spwm                                  脉波宽度调变信号

Ssca                                  转换放大因数

具体实施方式

下文依本发明具动态调整机制的平面显示装置与其图像显示方法，特举实施例配合所附图式作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而方法流程步骤编号更非用以限制其执行先后次序，任何由方法步骤重新组合的执行流程，所产生具有均等功效的方法，皆为本发明所涵盖的范围。

图1为本发明第一实施例的平面显示装置100的结构示意图。如图1所示，平面显示装置100包含四色转换单元110、动态背光控制单元120、背光驱动单元130、背光模块140、源极驱动器170、栅极驱动器180、以及像素阵列单元190。像素阵列单元190包含多个像素单元195，每一像素单元195具有数据开关Qd、液晶电容Clc与储存电容Cst。源极驱动器170用来提供多个数据信号SD1～SDm，栅极驱动器180用来提供多个栅极信号SG1～SGn以控制多个数据信号SD1～SDm的相关写入运作，而像素阵列单元190即根据多个数据信号SD1～SDm配合背光模块140所提供的背光输出以显示图像。

四色转换单元110电连接于动态背光控制单元120与源极驱动器170，用来将三色图像输入信号Ri，Gi，Bi转换为具有白色图像信号的四色图像信号。四色转换单元110包含前置转换对照表111，前置转换对照表111是用来提供对应于三色图像输入信号Ri，Gi，Bi的第一组四色图像信号，亦即前置转换对照表111提供三色图像输入信号Ri，Gi，Bi与第一组四色图像信号的对照关系。四色转换单元110另将对应于三色图像输入信号Ri，Gi，Bi转换为第一组四色图像信号的多个转换放大因数Ssca输出至动态背光控制单元120。在一实施例中，每一组三色图像输入信号Ri，Gi，Bi是依据其属于纯色或接近纯色及/或配合其亮度而决定相对应的转换放大因数Ssca，譬如若一组三色图像输入信号Ri，Gi，Bi是用以显示三原色的蓝色，亦即信号Ri与Gi的值为零，则相对应的转换放大因数Ssca可设为零。

动态背光控制单元120包含放大因数分析单元121与背光调整对照表123。放大因数分析单元121是用来对每一画面的多个组三色图像输入信号Ri，Gi，Bi所对映的多个转换放大因数Ssca执行分析处理以产生分析值Sana。在一实施例中，放大因数分析单元121是用来对每一画面的多个组三色图像输入信号Ri，Gi，Bi所对映的多个转换放大因数Ssca进行统计处理，据以提供对应于每一转换放大因数Ssca的计数值，再将多个计数值依转换放大因数Ssca的递增顺序而依次累加为一累计值，直到此累计值约为一预设值时，撷取对应于被累加计数值的最大转换放大因数Ssca，若此最大转换放大因数Ssca愈小，则表示背光模块140的背光输出需要调整的愈亮。请注意，该预设值可为画面像素总数的预设百分比的数目，譬如该预设值可为画面像素总数的20％的数目。

背光调整对照表123是用来提供对应于分析值Sana的背光调整信号Sadj，亦即用来提供分析值Sana与背光调整信号Sadj的对照关系。换句话说，动态背光控制单元120是用来根据放大因数分析单元121对多个转换放大因数Ssca的分析结果以提供相对应的背光调整信号Sadj。动态背光控制单元120另根据背光调整信号Sadj产生转换修正信号Scorr馈入至四色转换单元110，而四色转换单元110即可根据转换修正信号Scorr与前置转换对照表111产生修正转换对照表，据以提供对应于三色图像输入信号Ri，Gi，Bi的第二组四色图像信号R′，G′，B′，W′至源极驱动器170，源极驱动器170进而根据第二组四色图像信号R′，G′，B′，W′以产生多个数据信号SD1～SDm。背光驱动单元130，电连接于动态背光控制单元120与背光模块140之间，用来根据背光调整信号Sadj产生脉波宽度调变信号Spwm以驱动背光模块140产生所需的背光输出。背光驱动单元130包含工作周期调整单元135，而脉波宽度调变信号Spwm的工作周期是由工作周期调整单元135根据背光调整信号Sadj执行调整运作。

在一实施例中，若在待显示画面的多个图像信号中，属于纯色或接近纯色的图像信号数量越大，亦即多个转换放大因数Ssca小于预设临界值的数量越大，则由背光调整对照表123所提供的背光调整信号Sadj也越大，据以提高背光模块140的背光输出，并根据背光调整信号Sadj以调整非属纯色或非接近纯色的图像信号，及/或调整属于纯色或接近纯色的图像信号。在另一实施例中，背光调整信号Sadj是约略正比于属于纯色或接近纯色的图像信号数量，而背光输出的调高量则约略正比于背光调整信号Sadj。此外，转换修正信号Scorr亦约略正比于背光调整信号Sadj，所以非属纯色或非接近纯色的图像信号的信号调低量是约略正比于背光输出的调高量。

由上述可知，平面显示装置100是根据多个图像输入信号的属于纯色或接近纯色的图像信号数量以调高背光输出，并根据背光输出的调高量以调降非属纯色或非接近纯色的图像信号的信号值，用来使基于四色图像信号所显示的图像仍保有高图像重现度。

图2为本发明第二实施例的平面显示装置200的结构示意图。如图2所示，平面显示装置200的结构是类似于图1所示的平面显示装置100，主要差异在于将四色转换单元110置换为四色转换单元210。四色转换单元210包含前置转换对照表211与多个输入转换对照表215_1～215_N，其中前置转换对照表211的功能同于图1所示的前置转换对照表111，所以不再赘述。当四色转换单元210接收由动态背光控制单元120所馈入的转换修正信号Scorr后，四色转换单元210会根据转换修正信号Scorr从多个输入转换对照表215_1～215_N中选择相对应的输入转换对照表，据以提供对应于三色图像输入信号Ri，Gi，Bi的第二组四色图像信号R′，G′，B′，W′。相较于四色转换单元110，四色转换单元210并不需用来根据转换修正信号Scorr与前置转换对照表111执行相关计算处理以产生前述的修正转换对照表，所以可提高信号处理速度。

图3为本发明第三实施例的平面显示装置300的结构示意图。如图3所示，平面显示装置300包含四色转换单元310、动态背光控制单元320、背光驱动单元330、背光模块340、补偿单元350、源极驱动器370、栅极驱动器380、以及像素阵列单元390。像素阵列单元390包含多个像素单元395，每一像素单元395具有数据开关Qd、液晶电容Clc与储存电容Cst。源极驱动器370用来提供多个数据信号SD1～SDm，栅极驱动器380用来提供多个栅极信号SG1～SGn以控制多个数据信号SD1～SDm的相关写入运作，而像素阵列单元390即根据多个数据信号SD1～SDm配合背光模块340所提供的背光输出以显示图像。

四色转换单元310电连接于动态背光控制单元320与补偿单元350，用来将三色图像输入信号Ri，Gi，Bi转换为具有白色图像信号W1的第一组四色图像信号R1，G1，B1，W1。四色转换单元310包含前置转换对照表311，前置转换对照表311是用来提供对应于三色图像输入信号Ri，Gi，Bi的第一组四色图像信号R1，G1，B1，W1，亦即前置转换对照表311提供三色图像输入信号Ri，Gi，Bi与第一组四色图像信号R1，G1，B1，W1的对照关系。第一组四色图像信号R1，G1，B1，W1是被传送至补偿单元350，而四色转换单元310另将对应于三色图像输入信号Ri，Gi，Bi转换为第一组四色图像信号R1，G1，B1，W1的多个转换放大因数Ssca输出至动态背光控制单元320。

动态背光控制单元320包含放大因数分析单元321与背光调整对照表323。放大因数分析单元321是用来执行多个转换放大因数Ssca的分析处理以产生分析值Sana。背光调整对照表323是用来提供对应于分析值Sana的背光调整信号Sadj，亦即用来提供分析值Sana与背光调整信号Sadj的对照关系。动态背光控制单元320另根据背光调整信号Sadj产生转换修正信号Scorr馈入至补偿单元350。补偿单元350包含多个补偿对照表355_1～355_N。当补偿单元350接收由动态背光控制单元320所馈入的转换修正信号Scorr后，补偿单元350会根据转换修正信号Scorr从多个补偿对照表355_1～355_N中选择相对应的补偿对照表，据以将第一组四色图像信号R1，G1，B1，W1补偿为第二组四色图像信号R2，G2，B2，W2输出至源极驱动器370，源极驱动器370进而根据第二组四色图像信号R2，G2，B2，W2以产生多个数据信号SD1～SDm。背光驱动单元330，电连接于动态背光控制单元320与背光模块340之间，用来根据背光调整信号Sadj产生脉波宽度调变信号Spwm以驱动背光模块340产生所需的背光输出。背光驱动单元330包含工作周期调整单元335，而脉波宽度调变信号Spwm的工作周期是由工作周期调整单元335根据背光调整信号Sadj执行调整运作。

在一实施例中，若在待显示画面的多个图像信号中，属于纯色或接近纯色的图像信号数量越大，亦即多个转换放大因数Ssca小于预设临界值的数量越大，则由背光调整对照表323所提供的背光调整信号Sadj也越大，据以提高背光模块340的背光输出，并根据背光调整信号Sadj以补偿非属纯色或非接近纯色的图像信号，及/或补偿属于纯色或接近纯色的图像信号。在另一实施例中，背光调整信号Sadj是约略正比于属于纯色或接近纯色的图像信号数量，而背光输出的调高量则约略正比于背光调整信号Sadj。此外，转换修正信号Scorr亦约略正比于背光调整信号Sadj，所以非属纯色或非接近纯色的图像信号的信号补偿量是约略正比于背光输出的调高量。

由上述可知，平面显示装置300是根据多个图像输入信号的属于纯色或接近纯色的图像信号数量以调高背光输出，并根据背光输出的调高量以补偿非属纯色或非接近纯色的图像信号的信号值，用来使基于四色图像信号所显示的图像仍保有高图像重现度。

图4为本发明用于平面显示装置的图像显示方法的较佳实施例的流程图。图4所示的流程900是为基于图1的平面显示装置100、图2的平面显示装置200、或图3的平面显示装置300的图像显示方法。图像显示方法的流程900包含下列步骤：

步骤S910：接收三色图像输入信号；

步骤S920：根据前置转换对照表提供对应于三色图像输入信号的第一组四色图像信号，并提供相对应的多个转换放大因数；

步骤S930：根据多个转换放大因数以提供背光调整信号；

步骤S940：根据背光调整信号以调整背光输出的强度；

步骤S950：根据背光调整信号以产生转换修正信号；

步骤S960：根据转换修正信号以产生第二组四色图像信号；以及

步骤S970：根据第二组四色图像信号与背光输出以显示图像。

在图像显示方法的流程900中，每一组四色图像信号可包含白色图像信号。在基于图1的平面显示装置100的实施例中，步骤S960所述的根据转换修正信号以产生第二组四色图像信号，是为根据转换修正信号与前置转换对照表以产生修正转换对照表，并根据修正转换对照表提供对应于三色图像输入信号的第二组四色图像信号。在基于图2的平面显示装置200的实施例中，步骤S960所述的根据转换修正信号以产生第二组四色图像信号，是为根据转换修正信号从多个输入转换对照表中选择对应输入转换对照表，并根据所选择的对应输入转换对照表提供对应于三色图像输入信号的第二组四色图像信号。在基于图3的平面显示装置300的实施例中，步骤S960所述的根据转换修正信号以产生第二组四色图像信号，是为根据转换修正信号从多个补偿对照表中选择对应补偿对照表，并根据所选择的对应补偿对照表将第一组四色图像信号补偿为第二组四色图像信号。

步骤S930所述的根据多个转换放大因数以提供背光调整信号，是为分析多个转换放大因数以产生相对应的分析值，并根据分析值以提供背光调整信号。在一实施例中，分析值是为多个转换放大因数中，小于预设临界值的转换放大因数的数量，亦即分析值可为属于纯色或接近纯色的图像信号数量。步骤S940所述的根据背光调整信号以调整背光输出的强度，包含根据背光调整信号以调整脉波宽度调变信号的工作周期，以及根据脉波宽度调变信号以驱动背光输出。在一实施例中，工作周期的调高量是约略正比于背光调整信号，亦即背光输出的调高量是约略正比于属于纯色或接近纯色的图像信号数量。

综上所述，本发明平面显示装置是根据多个图像输入信号的属于纯色或接近纯色的图像信号数量以调高背光输出的强度，并根据背光输出的调高量以调降非属纯色或非接近纯色的图像信号的信号值，用来使基于四色图像信号所显示的图像仍保有高图像重现度。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何具有本发明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，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定为准。