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CN116564234A - 显示装置及其控制方法 - Google Patents

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CN116564234A
CN116564234A CN202210102253.4A CN202210102253A CN116564234A CN 116564234 A CN116564234 A CN 116564234A CN 202210102253 A CN202210102253 A CN 202210102253A CN 116564234 A CN116564234 A CN 116564234A
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CN
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display device
backlight
control signal
time point
start time
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CN202210102253.4A
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范泽崴
陈韦宇
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Qisda Suzhou Co Ltd
Qisda Corp
Original Assignee
Qisda Suzhou Co Ltd
Qisda Corp
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Abstract

本发明提供一种显示装置及其控制方法，该控制方法包含：获取背光控制信号的占空比，该背光控制信号用以控制该显示装置的背光源；及至少依据该占空比调整该背光控制信号的脉波的开始时间点。本发明能够自动计算在不同开背光的占空比下要开启背光的开始时间点以获得最佳的开启背光区域，使画面的预设位置最为清晰，于各种背光占空比下都达成降低动态模糊的效果，在不增加制造费用的情况下提升产品功能性。

Description

显示装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置及其控制方法。
背景技术
液晶显示器(Liquid crystal display,LCD)为平面薄型的显示装置，使用背光来显示影像。液晶转换状态需一定的时间，若背光始终持续提供，且连续的影像讯框包含移动的物体时，则使用者会看到液晶转换的过程，因而可能发生残影或动态模糊的现象，影响影片观看品质。因此，如何改善此类显示装置的影像动态模糊现象，乃目前业界所致力的课题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显示装置及其控制方法，其能够有效改善显示装置的影像动态模糊现象。
为达到上述目的，本发明提供了一种显示装置的控制方法，该控制方法包含：获取背光控制信号的占空比，该背光控制信号用以控制该显示装置的背光源；及至少依据该占空比调整该背光控制信号的脉波的开始时间点。
较佳的，该脉波的该开始时间点落在该显示装置更新上半部画面的时段。
较佳的，该脉波的开启时段至少部分落在该显示装置更新1/4至1/2画面的时段。
较佳的，当该占空比增加时，提前该背光控制信号的该脉波的该开始时间点。
较佳的，当该占空比减少时，延后该背光控制信号的该脉波的该开始时间点。
较佳的，所述步骤“至少依据该占空比调整该背光控制信号的该脉波的该开始时间点”包括：依据该占空比、该显示装置的全区域画素列数目、该显示装置的前区域画素列数目、及该显示装置的主动区域画素列数目调整该背光控制信号的该脉波的该开始时间点。
较佳的，该控制方法还包括：产生该显示装置的门槛值，其中该门槛值＝((Vactive/4+Vfront)/(Vtotal/100))；Vactive为该显示装置的该主动区域画素列数目；Vfront为该显示装置的该前区域画素列数目；及Vtotal为该显示装置的该全区域画素列数目。
较佳的，该开始时间点＝该门槛值–((Y％*Vtotal-(Vactive/4))/(Vtotal/100))；Y％为该占空比。
较佳的，当该开始时间点为负值时，将该开始时间点更新为0。
较佳的，当该开始时间点超过该门槛值时，将该开始时间点更新为该门槛值。
基于上述控制方法，本发明还提供一种显示装置，该显示装置包含：背光源；及控制器，耦接于该背光源，用以获取背光控制信号的占空比，及至少依据该占空比调整该背光控制信号的脉波的开始时间点；其中，该背光控制信号用以控制该背光源。
较佳的，该脉波的该开始时间点落在该显示装置更新上半部画面的时段。
较佳的，当该占空比增加时，该背光控制信号的该脉波的该开始时间点会提前。
较佳的，当该占空比减少时，该背光控制信号的该脉波的该开始时间点会延后。
较佳的，该控制器依据该占空比、该显示装置的全区域画素列数目、该显示装置的前区域画素列数目、及该显示装置的主动区域画素列数目调整该背光控制信号的该脉波的该开始时间点。
与现有技术相比，本发明提供的显示装置及其控制方法能够自动计算在不同开背光的占空比下要开启背光的开始时间点以获得最佳的开启背光区域，使画面的预设位置最为清晰，于各种背光占空比下都达成降低动态模糊的效果，在不增加制造费用的情况下提升产品功能性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的显示系统的方块图；
图2为图1中显示面板所显示的画面的示意图；
图3为影像讯号的液晶转态迭加的示意图；
图4为图1中显示装置的控制方法的流程图；
图5为图4中步骤S404的流程图；
图6为图1中显示装置的占空比为10％的一种信号波形图；
图7为图1中显示装置的占空比为22％的另一种信号波形图；
图8为图1中显示装置的占空比为49％的又一种信号波形图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包括」为开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。
图1为本发明实施例中一种显示系统1的方块图。显示系统1中的显示装置10可自动计算在不同开背光的占空比(duty cycle)下要开启背光的时间以获得最佳的开背光区域，使画面的预设位置例如画面中间最为清晰，在各种背光占空比下都达成降低动态模糊(motion blur)的效果，达到自动化及亮度调整多样性，在不增加制造费用的情况下提升产品功能性。
显示系统1包含显示装置10及输入装置12。显示装置10包含显示面板102、背光源104及控制器106。显示面板102可设置于背光源104之上。在一些实施例中，显示面板102及背光源104之间可设置其他光学元件，例如导光板、扩散片、增亮膜、偏光片等。控制器106可耦接于输入装置12、显示面板102及背光源104。
控制器106可为微控制器或其他控制电路。控制器106可从显示卡或其他影像源接收影像讯框信号及同步信号，并传送影像讯框信号VD至显示面板102及传送背光控制信号BL至背光源104。同步信号可为垂直同步信号。显示面板102可依据影像讯框信号VD从上至下逐列更新画面，且背光源104可由背光控制信号BL控制而发光，及照射显示面板102以使显示面板102显示画面。背光源104的发光亮度可由脉宽调变控制，即藉由背光控制信号BL的占空比控制。使用者可经由输入装置12输入或改变背光控制信号BL的占空比。输入装置12可由软体、韧体及硬体的组合实现，且可整合至显示装置10或与显示装置10分离。在一些实施例中，输入装置12可为触控屏幕、键盘、滑鼠、按键或其他输入装置，使用者可使用输入装置12来选择背光段数或调整背光控制滑动器(slider)，藉以调整背光控制信号BL的占空比。背光控制信号BL的占空比可储存于控制器106内部或外部的记忆体。控制器106可从其内部或外部的记忆体获取背光控制信号BL的占空比，及至少依据占空比调整背光控制信号BL的脉波的开始时间点，藉以降低动态模糊。
图2为显示面板102的画面20的示意图。画面20可具有尺寸W x H，其中W为画面宽度，H为画面高度，画面宽度W及画面高度H可以画素表示，例如1920x1080表示画面宽度W为1920画素及画面高度H为1080画素。画面20可分为部分A至C，分别位于画面的上方、中间及下方。部分A可位于第一列至画面1/4，部分B可位于画面1/4至3/4，部分C可位于画面3/4至最后列。影像讯框信号VD可为画面20的讯框资料，依序包含落在部分A至C的资料。
显示面板102可为液晶转态较慢的液晶面板，例如平面转换面板(In-Plane-Switching panel)或垂直式排列面板(vertical alignment panel)。由于显示面板102的液晶的转态较慢，因此当画面20更新时所有液晶可能都在转动，且前一画面20的部分C的资料可能会因为过驱动液晶转态的关系而迭加至目前画面20，因而使前一画面20的部分C及目前画面20的部分A发生动态模糊。例如，过驱动液晶转态可需要2毫秒(milliseconds，ms)，显示装置10的全区域画素列数目可为1215，更新率可为240Hz，且过驱动液晶转态的长度可为583列(＝0.002/(240*1215)-1)，因此前一画面20的部分C的最后列会迭加至目前画面20的部分A。图3为影像信号的液晶转态迭加的示意图，依序包含讯框资料A1至C1、垂直前区域(vertical front porch，VFP)时段、垂直同步(vertical synchronization，VSYNC)时段、垂直后区域(vertical back porch，VBP)时段、及讯框资料A2至C2。讯框资料A1至C1可称为有效影像讯框VA1，且可分别对应画面20的上方、中间及下方。VFP时段、VSYNC时段及VBP时段可称为有空白(blanking)时段VB。讯框资料A2至C2可称为有效影像讯框VA2，且可分别对应画面20的上方、中间及下方。有效影像讯框VA1及VA2可分别用以产生连续2画面。三角形粗框30显示有效影像讯框VA1的讯框资料C1会迭加至VFP、VSYNC、VBP及有效影像讯框VA2的讯框资料A2，因而使讯框资料C1及A2所对应的画面20的部分C及部分A发生动态模糊。在一些实施例中，讯框资料C1所对应的部分C会比讯框资料A1所对应的部分A更模糊。显示装置10不在发生动态模糊的部分C及/或部分A点亮背光源104，藉以减少残影发生，让使用者感受到画面动画的清晰度加强。由于背光源104打亮之后的画面部分会最清晰，因此若要减低或避免部分A及C的动态模糊，则控制器106可调整背光控制信号BL的脉波的开始时间点，以使背光源104在显示面板102更新画面20的中间偏上的时段开启，例如在显示面板102开始更新讯框资料B1及B2的时段开启，藉以使画面20的部分B最清楚。在一些实施例中，背光控制信号BL的脉波的开始时间点可落在上半部画面的时段，且背光控制信号BL的脉波的开启时段至少部分可落在显示面板102更新1/4至1/2画面的时段，以使部分B最为清晰。在另一些实施例中，背光控制信号BL的脉波的开始时间点及开启时段可落在显示面板102更新1/4至1/2画面的时段，以使部分A及C的模糊程度接近且部分B清晰。
图4为显示装置10的控制方法400的流程图。控制方法400包含步骤S402及S404，用以让控制器106调整背光控制信号BL的脉波之开始时间点。任何合理的技术变更或是步骤调整都属于本发明所揭露的范畴。以下说明步骤S402及S404：
步骤S402:获取背光控制信号BL的占空比；
步骤S404:至少依据占空比调整背光控制信号BL的脉波的开始时间点。
在步骤404，当占空比增加时，控制器106可提前背光控制信号BL的脉波的开始时间点；当占空比减少时，控制器106可延后背光控制信号BL的脉波的开始时间点。例如，若占空比为25％且全区域画素列数目为1215，背光控制信号BL的脉波的开始时间点可落在显示装置10更新24.2％全区域画素列数目的时间，且背光源104可在显示面板102更新第294列(＝1215*0.242)时开启。若占空比增加至30％，背光控制信号BL的脉波的开始时间点可落在显示装置10更新19.2％全区域画素列数目的时间，且背光源104可在显示面板102更新第233列(＝1215*0.192)时开启。若占空比减少至22％，背光控制信号BL的脉波之开始时间点可落在显示装置10更新27％全区域画素列数目的时间时，且背光源104可在显示面板102更新第328列(＝1215*0.27)时开启。因此当占空比从25％增加至30％，则背光控制信号BL的脉波的开始时间点可从第294列提前至第233列；当占空比从25％减少至22％，则背光控制信号BL的脉波的开始时间点可从第294列延后至第328列。在一些实施例中，控制器106可依据占空比、显示装置10的全区域画素列数目、显示装置10的前区域画素列数目、及显示装置10的主动区域画素列数目调整背光控制信号BL的脉波的开始时间点，具体的实施方式可如图5所示。
图5为控制方法400的步骤S404的流程图，包含步骤S502至S514，用以产生背光控制信号BL的脉波的开始时间点。任何合理的技术变更或是步骤调整都属于本发明所揭露的范畴。以下说明步骤S502至S514：
步骤S502:产生显示装置10的门槛值Th；
步骤S504:依据占空比Y％、Vtotal、Vfront、及Vactive调整背光控制信号BL的脉波的开始时间点Ts；
步骤S506:判断开始时间点Ts是否小于0？若是，继续步骤S508；若否，跳至步骤S510；
步骤S508:将开始时间点Ts更新为0；结束步骤S404。
步骤S510:判断开始时间点Ts是否大于门槛值Th？若是，继续步骤S512；若否，则结束步骤S404。
步骤S512:将开始时间点Ts更新为门槛值Th；结束步骤S404。
在步骤502，控制器106依据公式(1)产生显示装置10的门槛值Th，如下所示：
Th＝((Vactive/4+Vfront)/(Vtotal/100)) 公式(1)
其中Th为门槛值；
Vactive为显示装置10的主动区域画素列数目；
Vfront为显示装置10的前区域画素列数目；及
Vtotal为显示装置10的全区域画素列数目。
例如，主动区域画素列数目Vactive可为1080，前区域画素列数目Vfront可为57，全区域画素列数目Vtotal可为1215，且门槛值Th可约为27(＝1080/4+57)/(1215/100))。
在步骤504，控制器106依据公式(2)产生显示装置10的门槛值Th，如下所示：
Ts＝Th–((Y％*Vtotal-(Vactive/4))/(Vtotal/100)) 公式(2)
其中Ts为背光控制信号BL的脉波的开始时间点；
Th为门槛值；
Y％为占空比；
Vtotal为显示装置10的全区域画素列数目；及
Vactive为显示装置10的主动区域画素列数目。
例如，门槛值Th可为27，占空比可为25％，主动区域画素列数目Vactive可为1080，前区域画素列数目Vfront可为57，全区域画素列数目Vtotal可为1215，且背光控制信号BL的脉波的开始时间点Ts可为24.2(＝27-((0.25*1215-1080/4)/(1215/100)))。表1显示占空比Y％及依据公式(2)算出的背光控制信号BL的脉波的开始时间点Ts。开始时间点Ts以全区域画素列数目的百分比表示，例如当占空比Y％为25％，则开始时间点Ts为全区域画素列的第294列(＝1215*0.242)。
表1
Y(％) Th Ts(％) 更新后的Ts
65 27 -10.8 0
56 27 -6.8 0
49 27 0 0
40 27 9.2 9.2
30 27 19.2 19.2
25 27 24.2 24.2
22 27 27.2 27
10 27 39.2 27
5 27 44.2 27
在步骤506，若开始时间点Ts小于0，表示背光控制信号BL的脉波要从前一画面20开始。由于背光控制信号BL的脉波最早只能从目前画面20开始，因此若开始时间点Ts小于0，则控制器106将开始时间点Ts更新为0(步骤508)，以使背光控制信号BL的脉波从全区域画素列的第一列开始，且步骤S404结束。例如在表1中，当占空比Y％为56％，则开始时间点Ts小于0(-6.8<0)，因此控制器106将开始时间点Ts更新为0。若开始时间点Ts大于0，表示背光控制信号BL的脉波要延迟至开始时间点Ts才会开始。
在步骤510，若开始时间点Ts大于门槛值Th，表示背光控制信号BL的脉波要从1/4画面之后开始，然而背光控制信号BL的脉波的较佳开始时间点落在1/4画面的位置，因此控制器106将开始时间点Ts更新为门槛值Th(步骤512)，以使背光控制信号BL的脉波从1/4画面的位置开始，例如在表1中，当占空比Y％为10％，则开始时间点Ts大于门槛值Th(39.2<27)，因此控制器106将开始时间点Ts更新为27。且步骤S404结束。若开始时间点Ts小于门槛值Th，则背光控制信号BL的脉波的较佳开始时间点落在显示面板102更新1/4画面的时段，步骤S404结束。例如在表1中，当占空比Y％为25％，则开始时间点Ts小于门槛值Th(24.2<27)，因此将开始时间点Ts维持在24.2。
在一些实施例中亦可将步骤S506及S508及步骤S510及S512的位置交换，藉以先进行开始时间点Ts及门槛值Th的比较再进行开始时间点Ts及0的比较。
图6为显示装置10的占空比为10％的一种信号波形图，依序包含空白时段VB1、有效影像讯框VA1、空白时段VB2及VA2。有效影像讯框VA1依序包含讯框资料A1至C1，有效影像讯框VA2依序包含讯框资料A2至C2。依据表1，当占空比Y％为10％，则更新后的开始时间点Ts为27％。
在时间t1，影像讯框信号VD被失能，且空白时段VB1开始。在时间t2及t3之间，控制器106收到同步信号VSYNC。时间t1及t2之间称为VFP时段。开始时间点Ts从同步信号VSYNC的脉波结束后(t3)开始计算。在时间t4，影像讯框信号VD被致能，且有效影像讯框VA1开始。时间t3及t4之间称为VBP时段。在时间t5，显示面板102更新至全区域画素列数目的27％，背光控制信号BL的脉波开始。在时间t6，显示面板102更新至全区域画素列数目的37％，背光控制信号BL的脉波结束。时间t5及t6之间称为背光控制信号BL的脉波的开启时段Ton。在时间t7，讯框资料B1结束。在时间t8，有效影像讯框VA1结束。在时间t9，有效影像讯框VA2开始，且在时间t10，背光控制信号BL的脉波再次开始。时间t6及t10之间称为背光控制信号BL的脉波的截止时段Toff。
由于背光控制信号BL的脉波在1/4画面的位置开始且在1/2画面之前结束，因此画面20的部分A及C的模糊程度接近且部分B清晰，达成降低动态模糊的效果。
图7为显示装置10的占空比为22％的另一种信号波形图。依据表1，当占空比Y％为22％，则更新后的开始时间点Ts为27％。显示装置10于图7的时间t1至t5及t7至t10的运作方式和图6的时间t1至t5及t7至t10相同，在此不再赘述。在时间t6，显示面板102更新至全区域画素列数目的49％，背光控制信号BL的脉波结束。由于背光控制信号BL的脉波在1/4画面的位置开始且在1/2画面的位置结束，因此画面20的部分A及C的模糊程度接近且部分B清晰，达成降低动态模糊的效果。
图8为显示装置10的占空比为49％的另一种信号波形图。依据表1，当占空比Y％为49％，则更新后的开始时间点Ts为0％。显示装置10于图8的时间t1至t2及t6至t10的运作方式和图6的时间t1至t2及t6至t10相同，在此不再赘述。在时间t3，显示面板102开始更新至全区域画素列的第一列，背光控制信号BL的脉波开始。在时间t4，有效影像讯框VA1开始。在时间t5，显示面板102更新至全区域画素列数目的49％，背光控制信号BL的脉波结束。时间t3及t5之间称为背光控制信号BL的脉波的开启时段Ton。在时间t6，讯框资料B1结束。在时间t7，有效影像讯框VA1结束。在时间t8，背光控制信号BL的脉波再次开始。时间t5及t8之间称为背光控制信号BL的脉波的截止时段Toff。在时间t9，有效影像讯框VA2开始。
由于背光控制信号BL的脉波在全区域画素列的第一列开始且在1/2画面的位置结束，因此画面20的部分A及C的模糊且部分B清晰，达成降低动态模糊的效果。
虽然实施例中最佳的开启背光时间点设在更新上半部画面的时段，熟习此技艺者亦可依照需求，依据背光控制信号BL的占空比将开启背光时间点设在更新画面其他区域的时段，以使所需的预设位置最为清晰。
本发明实施例提供了一种显示装置及其控制方法，其能够自动计算在不同开背光的占空比下要开启背光的开始时间点以获得最佳的开启背光区域，使画面的预设位置最为清晰，于各种背光占空比下都达成降低动态模糊的效果，在不增加制造费用的情况下提升产品功能性。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (15)

1.一种显示装置的控制方法，其特征在于，该控制方法包含：
获取背光控制信号的占空比，该背光控制信号用以控制该显示装置的背光源；及
至少依据该占空比调整该背光控制信号的脉波的开始时间点。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，该脉波的该开始时间点落在该显示装置更新上半部画面的时段。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，该脉波的开启时段至少部分落在该显示装置更新1/4至1/2画面的时段。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当该占空比增加时，提前该背光控制信号的该脉波的该开始时间点。
5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当该占空比减少时，延后该背光控制信号的该脉波的该开始时间点。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤“至少依据该占空比调整该背光控制信号的该脉波的该开始时间点”包括：依据该占空比、该显示装置的全区域画素列数目、该显示装置的前区域画素列数目、及该显示装置的主动区域画素列数目调整该背光控制信号的该脉波的该开始时间点。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，该控制方法还包括：
产生该显示装置的门槛值，其中该门槛值＝((Vactive/4+Vfront)/(Vtotal/100))；
Vactive为该显示装置的该主动区域画素列数目；
Vfront为该显示装置的该前区域画素列数目；及
Vtotal为该显示装置的该全区域画素列数目。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，该开始时间点＝该门槛值–((Y％*Vtotal-(Vactive/4))/(Vtotal/100))；
Y％为该占空比。
9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，当该开始时间点为负值时，将该开始时间点更新为0。
10.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，当该开始时间点超过该门槛值时，将该开始时间点更新为该门槛值。
11.一种显示装置，其特征在于，该显示装置包含：
背光源；及
控制器，耦接于该背光源，用以获取背光控制信号的占空比，及至少依据该占空比调整该背光控制信号的脉波的开始时间点；
其中，该背光控制信号用以控制该背光源。
12.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，该脉波的该开始时间点落在该显示装置更新上半部画面的时段。
13.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，当该占空比增加时，该背光控制信号的该脉波的该开始时间点会提前。
14.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，当该占空比减少时，该背光控制信号的该脉波的该开始时间点会延后。
15.如权利要求11所述的显示装置，其特征在于，该控制器依据该占空比、该显示装置的全区域画素列数目、该显示装置的前区域画素列数目、及该显示装置的主动区域画素列数目调整该背光控制信号的该脉波的该开始时间点。
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