用於驅動光源模塊的方法

2023-05-22 23:14:16 1

專利名稱：用於驅動光源模塊的方法
技術領域：
本發明的示例性實施例涉及一種用於驅動光源模塊的方法以及用於執行該方法 的顯示設備。更具體地，本發明的示例性實施例涉及一種能夠改善顯示質量的用於驅動光 源模塊的方法以及用於執行該方法的顯示設備。
背景技術：
通常，液晶顯示器(IXD)設備包括利用液晶分子的光學透射顯示圖像的IXD面板 和設置在IXD面板下方以便為IXD面板提供光的背光組件。IXD面板包括陣列襯底(array substrate)、濾色片襯底(color filter substrate)和液晶層。陣列襯底包括多個像素電 極和多個電連接到像素電極的薄膜電晶體(TFT)。濾色片襯底面向陣列襯底並具有公共電 極和多個濾色片。液晶層設置在陣列襯底與濾色片襯底之間。當將像素電極與公共電極之間產生的電場施加到液晶層時，液晶層的液晶分子的 布置(arrangement)改變，以控制液晶層的光學透射率，從而顯示圖像。當光學透射率增加 到最大時，IXD面板顯示高亮度的白圖像，而當光學透射率減小到最小時，IXD面板顯示低 亮度的黑圖像。然而，IXD設備可產生比其他類型的顯示設備(諸如陰極射線管(CRT)和等離子 體顯示面板(PDP)顯示裝置)更眩目的光(glare)。LCD設備利用產生光的背光組件來顯 示圖像，因此IXD設備的亮度分布可不同於CRT或PDP顯示裝置的亮度分布。因此，IXD設 備可增加用戶的視覺疲勞。近來，為了增加圖像的對比率(contrast ratio)並為了減小功率消耗，已研發出 用於光源的局部調光(local dimming)的方法，其中，以根據光源的位置單獨控制光的量的 方式來驅動光源。在用於光源的局部調光的方法中，將光源分成多個發光塊，並且與LCD面 板的顯示區的暗區和亮區對應地控制發光塊發出的光的量。

發明內容
本發明的示例性實施例提供了一種能夠改善顯示質量的用於驅動光源模塊的方 法。本發明的示例性實施例還提供了一種用於執行該方法的顯示設備。根據本發明的一個方面，提供了一種用於驅動光源模塊的方法。光源模塊包括多 個發光塊，這多個發光塊將光提供到顯示單位圖像的多個像素。通過分析對應於像素的灰 度值來判定用於每個這種發光塊的驅動模式。如果發光塊的驅動模式被判定為處於增強模 式(boosting mode)，則將第二驅動信號施加到發光塊，第二驅動信號的等級高於被判定為 處於正常模式時施加到發光塊的第一驅動信號的等級。根據本發明的一個方面，一種顯示設備，包括光源模塊和驅動部。光源模塊發出 光，並包括多個發光塊，光源模塊將光提供到顯示單位圖像的多個像素。通過分析分別對應 於像素的灰度值，驅動部判定這種發光塊的驅動模式。如果驅動部判定發光塊的驅動模式處於增強模式，則驅動部將第二驅動信號施加到發光塊。這樣的第二驅動信號的等級高於 驅動模式被判定為處於正常模式時施加到發光塊的第一驅動信號的等級。
根據本發明，當單位圖像中包含的亮圖像(bright image)的尺寸減小時，驅動信 號的等級增加。因此，在靈敏顯示區中，單位圖像的亮度值可依據亮圖像尺寸與亮度特性參 數H定義。


通過參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例，本發明的以上和其他特徵和優點 將變得更顯而易見，附圖中圖1是示出了根據本發明的示例性實施例的顯示設備的方框圖；圖2A、圖2B和圖2C是示出了根據圖1的顯示設備的不同亮度曲線的圖表；圖3是示出了圖2A到圖2C的靈敏顯示區的亮度特性的示意圖；圖4是示出了圖1的增強控制部的方框圖；圖5是示出了用於驅動圖1的驅動部的方法的流程圖；圖6是示出了圖1的光源模塊的平面圖；圖7A和圖7B是示出了根據圖5的驅動方法的增強模式和正常模式的驅動信號的 波形圖；圖8是示出了根據本發明的另一示例性實施例的驅動部的方框圖；圖9是示出了圖8的增強控制部的方框圖；圖10是示出了用於驅動圖8的驅動部的方法的流程圖；以及圖IlA和圖IlB是示出了根據圖9的驅動方法的增強模式和正常模式的驅動信號 的波形圖。
具體實施例方式下面參照附圖更加充分地描述本發明，附圖中示出了本發明的示例性實施例。然 而，本發明可以以很多不同的形式體現且不應被理解為限於本文中闡述的示例性實施例。 相反地，提供這些示例性實施例以使本公開將是詳盡而全面的，並將充分地向本領域的普 通技術人員傳達本發明的範圍。附圖中，為了清楚起見，可放大層和區域的尺寸及相對尺 寸。應理解，當元件或層被稱作「在......上」、「連接至」或「接合至」另一元件或層
時，則該元件或層可以直接在另一元件或層上、連接至或接合至另一元件或層，或者可以存
在中間元件。相反地，當元件被稱作「直接在......上」、「直接連接至」或「直接接合至」另
一元件或層時，則不存在中間元件或層。通篇，相同的標號指代相同的元件。如本文中所使 用的，術語「和/或」包括一個或多個相關所列項目的任意和所有組合。應理解，雖然術語第一、第二、第三等在本文中可以用來描述各種元件、組件、區 域、層和/或部分，但這些元件、組件、區域、層和/或部分不應受這些術語限制。這些術語僅 用來區分一個元件、組件、區域、層或部分與另一元件、組件、區域、層或部分。因此，在不背 離本發明的教導的前提下，下文論述的第一元件、組件、區域、層或部分可被稱為第二元件、 組件、區域、層或部分。
為便於描述如圖中所示的一個元件或特徵與另一個元件或特徵的關係，本文中可
以使用諸如「在......之下」、「在......下方」、「下部」、「在......上方」、「上部」等的空
間相對術語。應當理解，這些空間相對術語旨在包括除圖中所述方位以外的正在使用或工 作的裝置的不同方位。例如，如果圖中的裝置翻轉，被描述為在其他元件或特徵「下方」或
「之下」的元件則會定位在其他元件或特徵「上方」。因此，示例性術語「在......下面」可
以包括上方和下方的方位，取決於裝置的方位。裝置可以以其他方式定位(旋轉90度或者 處於其他方位)，並且相應地解釋本文中所使用的空間相關描述詞。本文中所使用的術語僅是為了描述特定的示例性實施例，而不是旨在限制本發 明。如本文中所使用的，單數形式的「一個(a)」、「一個(an)」和「該(the)」旨在也包括 複數形式，除非文中另有清楚指明。另外，應理解，術語「包含(includes)」和/或「包括 (including)在用於本說明書中時指定了所述特徵、整數、步驟、操作、元件、和/或組件的 存在，但不排除額外的一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件、和/或其組合的 存在。在本文中，參照橫截面視圖描述本發明的示例性實施例，橫截面視圖是本發明的理想示例性實施例(以及中間結構)的示意圖。因而，可以期望由於例如製造技術和/ 或公差所導致的所示形狀的變化。因此，本發明的示例性實施例不應被理解為限於本文 中所示區域的特定形狀，而應包含由於例如製造所導致的形狀的偏差。例如，示出為長方 形的注入區域將典型地具有圓形或曲線形特徵和/或在其邊緣具有注入濃度(implant concentration)的梯度，而非具有從注入到未注入區域的雙重改變。同樣，通過注入形成的 掩埋區域可以導致掩埋區域與通過其進行注入的表面之間的區域中的一些注入。因此，圖 中所示的區域實際上是示意性的，而且其形狀並非旨在示出裝置的區域的實際形狀，並且 並非旨在限制本發明的範圍。除非另有定義，本文中所使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明 所屬領域的普通技術人員一般所理解的相同的意思。另外，應理解，術語，諸如在常用字典 中定義的那些，應理解為具有與它們在相關領域的文章中的含義一致的含義，並且除非在 本文中清楚地定義，否則將不應以理想化或過於形式化的意思來解釋。下面，將參照附圖詳細說明本發明。圖1是示出了根據本發明的示例性實施例的顯示設備的方框圖。參考圖1，顯示設備包括顯示面板100、面板驅動部200、光源模塊300和驅動部 400。顯示面板100包括多個像素，例如MXN個像素(M和N是自然數)。每個像素P都 包括連接到柵極線GL和數據線DL的開關元件TR、連接到開關元件TR的液晶電容器CLC和 連接到液晶電容器CLC的存儲電容器CST。面板驅動部200包括時序控制部210、數據驅動部230和柵極驅動部240。時序控制部210接收像素數據。每個像素數據都是數字灰度值。時序控制部210產 生用於控制顯示面板100的驅動時序的時序控制信號。時序控制信號包括時鐘信號、水平 啟ζ號(horizontal startingsignal)禾口ili啟ζΙ號(vertical starting signal)。數據驅動部230利用時序控制信號和校正的灰度來驅動顯示面板100的數據線 DL0
柵極驅動部240利用時序控制信號、柵極導通電壓和柵極截止電壓來驅動顯示面 板100的柵極線GL。
光源模塊300包括其上設置有多個發光二極體(LED)的印刷電路板(PCB)。LED 可包括紅LED、綠LED、藍LED和白LED。光源模塊300包括mXn個發光塊B。每個發光塊 B都包括多個LED。驅動部400包括圖像分析部410、調光等級判定部(dimminglevel determining part) 420、時間/空間校正部430、灰度校正部440、模式判定部450、增強控制部460和信號 發生部470。圖像分析部410將像素數據分成分別對應於發光塊B的多個圖像塊D，並分析像素 數據。例如，圖像分析部410獲得分別對應於圖像塊D的多個代表性灰度值。每個代表性 灰度值都可以是平均灰度值、最大灰度值、或最大灰度值與最小灰度值之間的所選灰度值。 代表性灰度值可以通過各種公式判定。 調光等級判定部420基於從圖像分析部410輸出的代表性灰度值為每個對應的發 光塊B判定多個調光等級。每個調光等級都控制每個發光塊B的亮度。例如，調光等級可 基於脈衝寬度調製(PWM)信號的佔空比等級來判定。時間/空間校正部430包括時間低通濾波器(LPF)和空間LPF，並校正調光等級以 使調光等級的時間和空間輪廓平滑。例如，空間LPF可校正預定發光塊的調光等級，以便將 其調光等級設定成在預定發光塊與位於預定發光塊周圍的外圍發光塊之間判定的多個調 光等級中的最低調光等級。時間LPF校正預定發光塊的調光等級，從而將其調光等級設定 成當前幀(例如第η幀)與前一幀(例如第(η-1)幀)(η為自然數)的調光等級之間的最 低調光等級。因此，可使校正的調光等級的時間和空間輪廓平滑。灰度校正部440基於從調光等級判定部420輸出的調光等級來校正灰度。因此， 從顯示面板100的像素透射的光的透射可利用校正的灰度來控制。因此，顯示面板100的 透射根據單獨驅動的發光塊B的亮度來控制，因此可減小功率消耗並且可改善對比率。通過將參考值與對應於單位圖像的每個灰度相比較，模式判定部450判定對應於 單位圖像的發光塊的驅動模式。對應於單位圖像的灰度從圖像分析部410輸出，或可替代 地，從驅動部400的外部接收。單位圖像可以是對應於單個發光塊的圖像、對應於多個發光 塊的圖像、或對應於光源模塊300的所有發光塊的幀圖像。例如，對應於單位圖像的灰度可包括比低參考值低的低灰度和比高參考值高的高 灰度。當低灰度與高灰度之比滿足增強條件時，對應於單位圖像的發光塊被判定為處於增 強模式。然而，當低灰度與高灰度之比不滿足增強條件時，對應於單位圖像的發光塊被判定 為處於正常模式。例如，用於滿足增強條件的比可設定為不同值，諸如(1 5)、(1 10)、 (1 50)、或(1 100)等等。通常，低灰度對應於背景圖像，而高灰度對應於亮圖像。當 灰度值是8位值時，低參考值可以是在大約0到大約30之間的灰度值，而高參考值可以是 在大約240到大約255之間的灰度值。低參考值和高參考值可以不同地設定。根據從模式判定部450判定的驅動模式，增強控制部460控制分別對應於發光塊B 的多個驅動信號的等級。每個等級都是驅動信號的峰值電流等級。例如，對於被判定為處 於正常模式的發光塊，增強控制部460將驅動信號的峰值電流等級設定為正常電流等級， 並且類似地，對於被判定為處於增強模式的發光塊，增強控制部460將驅動信號的峰值電流等級設定為增強電流等級。
信號發生部470產生用於發光塊B的驅動信號並將驅動信號施加到發光塊B。驅 動信號具有分別基於從調光等級判定部420輸出的調光等級的佔空比，並具有分別基於從 增強控制部460輸出的峰值電流等級的峰值電流。被判定為處於正常模式的發光塊接收對 應於正常電流等級的第一驅動信號，而被判定為處於增強模式的發光塊接收對應於增強電 流等級的第二驅動信號。當發光塊發出全白光時，第一和第二驅動信號可具有相同的最大 佔空比。圖2A、2B和2C是示出根據圖1的顯示設備的不同亮度曲線的圖表。圖3是示出 了圖2A到圖2C的靈敏顯示區的亮度特性的示意圖。參照圖2A和圖3，當灰度值為「255」(基於8位)時，顯示設備驅動到增強模式。 也就是，「255」可以是增強條件的高參考值。在該情形中，顯示設備的顯示區可相對於「255」 分成灰度顯示區和靈敏顯示區。顯示設備具有包括對應於灰度顯示區的第一曲線(Yl(G)) 的第一亮度曲線(Yl)和對應於靈敏顯示區的第二曲線(Yl (A))。根據灰度顯示區的第一曲線(Yl (G))，亮度值可由根據在大約0到大約255之間 的灰度值的分數的gamma(Y)次冪定義。當灰度值增加時，亮度值增加。因此，當光源模塊 300被驅動成處於全白狀態時，亮度值是正常亮度(Ynmial)。灰度顯示區的第一曲線(Yl(G)) 可由下面的等式1定義。等式1
r ν = 2.2Fl(G) = YnormaI X (者)正常亮度值(Ynmial)是當光源模塊300被驅動成處於全白狀態時光源模塊300的
亮度值。根據第二曲線(Yl㈧)，亮度值由灰度值為「255」的亮圖像的尺寸定義。如圖2A所 示，當灰度值為「255」的亮圖像的尺寸從100%減小到0%時，亮度值從正常亮度值(Y_al) 增加到最大亮度值(Ypeak)。例如，如圖3所示，單位圖像(UI)的尺寸為「1」，黑灰度值為「0」的背景圖像的尺 寸為「A」，且灰度值為「255」的亮圖像(WI)的尺寸為「1-A」。A被定義成0彡A<1。當亮 圖像(WI)的尺寸從100%減小到0%時，亮度值從正常亮度值(Ynmial)增加到最大亮度值 (Ypeak)。因此，當亮圖像(WI)的尺寸處於最小時，亮度值處於最大亮度值(Ypeak)。靈敏顯示 區的第二曲線(Yl(A))可由下面的等式2定義。等式2Yl (A) = YnormalX (I-Ah)+YpeakXAh最大亮度值(Ypeak)由用戶選擇，且H是由用戶設定的亮度特性參數。根據灰度顯示區的第二曲線(Yl (A))，亮度值可依據亮圖像尺寸與亮度特性參數 H定義。參考圖2B和圖3，當灰度值為「250」(基於8位)時，顯示設備驅動到增強模式。 也就是，「250」是增強條件的高參考值。在該情形中，顯示設備的顯示區可相對於250灰度 分為灰度顯示區和靈敏顯示區。顯示設備具有包括對應於灰度顯示區的第一曲線(Y2(G)) 和對應於靈敏顯示區的第二曲線(Y2(A))的第二亮度曲線(Y2)。
根據灰度顯示區的第一曲線(Y2 (G))，亮度值可由根據在大約0到大約250之間的 灰度值的分數的Y次冪定義，如等式1所示。根據灰度顯示區的第二曲線(Y2(A))，亮度值 依據亮圖像尺寸與亮度特性參數H定義，如等式2所示，其中，亮圖像的灰度值大於灰度值 「250」。參考圖2C和圖3，當灰度值為「245」(基於8位)時，顯示設備驅動到增強模式。 也就是，「245」是增強條件的高參考值。在該情形中，顯示設備的顯示區可相對於245灰度 分成灰度顯示區和靈敏顯示區。顯示設備具有包括對應於灰度顯示區的第一曲線(Y3(G)) 和對應於靈敏顯示區的第二曲線(Y3(A))的第三亮度曲線(Y3)。根據灰度顯示區的第一曲線(Y3 (G))，亮度值可由根據在大約0到大約245之間的 灰度值的分數的Y次冪定義，如等式1所示。根據灰度顯示區的第二曲線(Y3(A))，亮度值 可依據亮圖像尺寸與亮度特性參數H定義，如等式2所示，其中，亮圖像的灰度值大於灰度 值 245。如上所述，顯示區可根據增強條件改變。顯示區可相對於增強條件的高參考值分 成灰度顯示區和靈敏顯示區。此外，在靈敏顯示區中，亮度值可依據亮圖像尺寸與亮度特性 參數H定義。圖4是示出了圖1的增強控制部460的方框圖。參考圖1到圖4，增強控制部460包括適應性亮度判定部461、電流控制部463和 電流校正部465。當對應於單位圖像的灰度值滿足增強條件時，適應性亮度判定部461判定單位圖 像的適應性亮度值(Y(A))。例如，適應性亮度判定部461可利用對應於單位圖像的最大灰 度值、最小灰度值和平均灰度值來判定單位圖像的適應性亮度值(Y( A))。以下，將參照圖3和等式2說明計算適應性亮度值(Y( A))的方法。對應於背景圖像(BI)的尺寸㈧的置換因子可利用單位圖像(UI)的灰度值來計 算。單位圖像(UI)的最大灰度值(GMax)、平均灰度值(GAvg)和置換因子(A)可利用下面的 等式3來計算。等式3GMax = Gj, GMin = GbGA g = GBXA+GMaxX (1-A)GMax_GAug = (GMax-GMin) XA參照等式3，最大灰度值(GMax)基本與對應於白圖像的白灰度值(G》相同，而最小 灰度值(GMin)基本與對應於黑圖像(也就是背景圖像)的黑灰度值(Gb)相同。參照等式3， 置換黑圖像的尺寸(A)的置換因子(A)可由下面的等式4定義。等式4A = GMax-GAug = (GMax-GMin) XA參照等式2和4，適應性亮度值(Y(A))可由下面的等式5定義。等式5Yn。 al、Ypeak和H是設定值。置換因子(A)是最大灰度值(GMax)與平均灰度值(GAvg)之間的差值，白灰度值(G1)基本與最大灰度值(GmJ相同，而黑灰度值(Gb)基本與最小灰 度值(Gmn)相同。因此，適應性亮度判定部461可基於最大灰度值(GMax)、最小灰度值(Gmn)和平均 灰度值(Gavs)通過等式5來判定單位圖像的適應性亮度值(Υ(Δ))。電流控制部463基於適應性亮度值(Y ( Δ ))來計算增強電流等級(Ib。。st)。增強電 流等級(Ib。。st)可利用下面的等式6來計算。等式6Ynormal . !normal — Y(A) . Iboost 正常電流等級(Inmial)基本與用於將發光塊B驅動成處於全白狀態的驅動信號的 峰值電流等級相同。當亮圖像的尺寸減小時，增強電流等級(Ib。。st)增加。因此，如圖2A到圖2C所示 的第二曲線(Yl (A))、(Y2(A))和(Y3 (A))，亮度值可依據亮圖像尺寸與亮度特性參數H定 義。當發光塊處於增強模式時，電流控制部463控制用於將發光塊驅動到增強電流等 級(Ib。。st)的驅動信號的電流等級。此外，當發光塊處於正常模式時，電流控制部463控制 用於將發光塊驅動到正常電流等級(Inmial)的驅動信號的電流等級。電流校正部465校正電流等級，以使驅動信號的電流等級具有平滑的時間和空間 輪廓。例如，當驅動模式利用對應於單個發光塊或成組發光塊的單位圖像判定時，電流 校正部465校正對應於處於增強模式的發光塊以及位於具有增強模式的發光塊周圍的外 圍發光塊的電流等級，以使電流等級的空間輪廓平滑。此外，電流校正部465校正對應於當 前幀和前一幀的電流等級，以使電流等級的時間輪廓平滑。然而，當驅動模式利用對應於光源模塊300的所有發光塊的幀圖像來判定時，電 流校正部465可不空間地校正所有發光塊的電流等級。當所有發光塊被判定為處於增強模 式時，所有發光塊的電流等級被判定為處於增強電流等級。因此，電流校正部465沒有在空 間上校正電流等級。然而，當驅動模式利用對應於光源模塊300的所有發光塊的幀圖像來 判定時，電流校正部465在時間上校正電流等級，以使電流等級可具有時間平滑輪廓。圖5是示出了用於驅動圖1的驅動部的方法的流程圖。圖6是示出了圖1的光源 模塊的平面圖。圖7A和圖7B是分別示出了根據圖5的驅動方法的增強模式和正常模式的 驅動信號的波形圖。參照圖1和圖5，圖像分析部410將像素數據分成分別對應於發光塊B的多個圖像 塊D，並分析分別對應於圖像塊D的灰度值(步驟S110)。基於從圖像分析部410輸出的圖像塊D的代表性灰度值，調光等級判定部420判 定發光塊B的調光等級(步驟S120)。調光等級可由時間/空間校正部430校正，從而具有 時間和空間平滑輪廓。模式判定部450使用單位圖像的灰度值來判定對應於單位圖像的發光塊是否滿 足增強條件(步驟S130)。
參考圖6，光源模塊300包含具有多個二維(2D)結構的發光塊B1, ...，Bjio光源 模塊300可替代地包含多個具有一維(ID)結構的發光塊。模式判定部450使用單位圖像 的灰度值來判定對應於單位圖像的發光塊的驅動模式。單位圖像可以設定成使得圖像對應 於單個發光塊(例如,B》、成組發光塊(例如，B1;B2，BI+1，BI+2)，或對應於與光源模塊300的 所有發光塊(例如，B1, ...，Bji)對應的幀圖像。
當低灰度值和高灰度值之比滿足增強條件時，模式判定部450將對應於單位圖像 的發光塊的驅動模式判定為增強模式(步驟S141)。例如，用於滿足增強條件的比可以不 同地設定為下列值，諸如(1 5)、(1 10)、(1 50)、(1 100)等等。因此，發光塊的 亮度值可與對應於圖2A、圖2B和圖2C中所示的靈敏顯示區的第二曲線(Y1(A)、Y2(A)或 Y3(A))的亮度值基本相同，該靈敏顯示區的第二曲線的亮度值根據單位圖像中包含的亮圖 像的尺寸而改變。然而，當低灰度值和高灰度值之比不滿足增強條件時，模式判定部450將對應於 單位圖像的發光塊的驅動模式判定為正常模式(步驟S143)。因此，發光塊的亮度值可與對 應於圖2A、圖2B和圖2C中所示的灰度顯示區的第一曲線(Y1(G)、Y2(G)或Y3(G))的亮度 值基本相同，該灰度顯示區的第一曲線的亮度值根據灰度值而改變。例如，當第K發光塊 滿足增強條件，且剩餘發光塊B1,B2,. . .，Bj1F滿足增強條件 時，模式判定部450將第K發光塊Bk的驅動模式判定為增強模式，且剩餘發光塊B1, B2,...， Bji的驅動模式為正常模式。根據模式判定部450判定的驅動模式，增強控制部460判定峰值電流等級。例如， 判定驅動被判定為處於正常模式的每個剩餘發光塊B1, B2, ... , Bji的第一驅動信號的峰值 電流等級為處於正常電流等級(步驟S145)。判定驅動被判定為處於增強模式的第K發光 塊Bk的第二驅動信號的峰值電流等級為處於增強電流等級，該電流等級高於正常電流等級 (步驟S147)。增強控制部460將電流等級提供到信號發生部470。例如，基於最大灰度值(GMax)、最小灰度值(Gmn)和平均灰度值(Gavs)，適應性亮 度判定部461可通過等式5判定單位圖像的適應性亮度值(Υ(Δ))。基於適應性亮度值 (Y ( Δ ))，電流控制部463通過等式6計算增強電流等級(Ib。。st)。信號發生部470產生發光塊B1, B2,...，ΒΚ，...，Βπ的驅動信號，並將驅動信號施加 到發光塊B1, B2,... ,Bk,... , Bjio驅動信號具有分別基於從調光等級判定部420輸出的調 光等級的佔空比，並具有分別基於從增強控制部460輸出的峰值電流等級的峰值電流。因 此，通過從信號發生部470輸出的驅動信號將發光塊B1, B2, . . . , Bk, . . . , Bji驅動到增強模 式或正常模式(步驟S150)。參照圖7Α和圖7Β，信號發生部470將具有增強電流等級(Ib。。st)的第二驅動信號 (圖7A中所示)輸出到第K發光塊(Bk)，並將具有正常電流等級(Inmial)的第一驅動信號 (圖7B中所示)輸出到剩餘發光塊B1, B2,...，ΒΤΙ。第一和第二驅動信號具有對應於全白光 的最大佔空比(DRmax)。相對於同一調光等級，第一和第二信號的佔空比彼此基本相同。第 二驅動信號的峰值電流等級具有增強電流等級(Ib。。st)，而第一驅動信號的峰值電流等級具 有正常電流等級(I—)。因此，第K發光塊(Bk)的亮度可高於每個剩餘發光塊B1, B2,...， Bji的亮度。當單位圖像中包含的亮圖像的尺寸減小時，增強電流等級(Ib。。st)增加。單位圖像的亮度值可依據亮圖像尺寸與亮度特性參數H定義，諸如圖2A，圖2B和圖2C中所示的靈敏 顯示區的第二曲線(Y1(A)、Y2(A)或Y3(A))。圖8是示出了根據本發明的另一示例性實施例的驅動部的方框圖。參考圖1和圖8，調光部500包括圖像分析部510、調光等級判定部520、時間/空 間校正部530、灰度校正部540、模式判定部550、增強控制部560和信號發生部570。圖像分析部510將像素數據分成分別對應於發光塊B的多個圖像塊D，並分析分別 對應於圖像塊D的灰度值。例如，圖像分析部410獲得分別對應於圖像塊D的多個代表性 灰度值。每個代表性灰度值可以是平均灰度值、最大灰度值、或最大灰度值與最小灰度值之 間的所選灰度值。代表性灰度值可以通過不同公式判定。基於從圖像分析部510輸出的代表性灰度值，調光等級判定部520為每個對應的 發光塊B判定多個調光等級。每個調光等級控制每個發光塊B的亮度。例如，調光等級可基 於脈衝寬度調製信號的佔空比等級來判定。基於相對於正常佔空比等級的代表性灰度值， 調光等級判定部520判定發光塊的佔空比。正常佔空比等級對應於將發光塊B驅動到全白 狀態的驅動信號的佔空比。時間/空間校正部530校正調光等級，以使校正的調光等級具有平滑的時間和空 間輪廓。灰度校正部540基於從調光等級判定部420校正的調光等級來校正灰度。因此， 從顯示面板100的像素透射的光的透射可由校正的灰度控制。因此，透射根據單獨驅動的 發光塊B的亮度來控制，因此可減小功率消耗並且可改善對比率。通過將參考值與對應於單位圖像的每個灰度相比較，模式判定部550判定對應於 單位圖像的發光塊的驅動模式。單位圖像可以是對應於單個發光塊的圖像、對應於成組發 光塊的圖像或對應於光源模塊300的所有發光塊的幀圖像。例如，對應於單元圖像的灰度可包括比低參考值低的低灰度值和比高參考值高的 高灰度值。當低灰度值與高灰度值之比滿足增強條件時，對應於單位圖像的發光塊被判定 為處於增強模式。然而，當低灰度值與高灰度值之比不滿足增強條件時，對應於單位圖像的 發光塊被判定為處於正常模式。例如，用於滿足增強條件的比可不同地設定為下列值，諸如 (1 5)、(1 10)、(1 50)、(1 100)等等。通常，低灰度值對應於背景圖像，而高灰 度值對應於亮圖像。當灰度值為8位值時，低參考值可以是在大約0到大約30之間的灰度 值，而高參考值可以是在大約240到大約255之間的灰度值。低參考值和高參考值可以不 同地設定。根據從模式判定部550判定的驅動模式，增強控制部560控制分別對應於發光塊B 的多個驅動信號的等級。每個等級都是驅動信號的佔空比等級。例如，對於被判定為處於 正常模式的發光塊，增強控制部560將驅動信號的佔空比等級設定為正常佔空比等級，並 且類似地，對於被判定為處於增強模式的發光塊，將驅動信號的佔空比等級設定為增強佔 空比等級。增強佔空比等級高於正常佔空比等級。信號發生部570利用從時間/空間校正部530校正的佔空比等級和設定的最大電 流等級來產生發光塊B的驅動信號。當發光塊的驅動模式為正常模式時，信號發生部570利 用相對於正常佔空比等級和設定的最大電流等級判定的佔空比等級來產生第一驅動信號。 當發光塊的驅動模式為增強模式時，信號發生部570利用相對於增強佔空比等級和設定的電流等級判定的佔空比等級來產生第二驅動信號。信號發生部570將驅動信號輸出到發光 塊。因此，為最大電流等級的第一和第二驅動信號的峰值電流等級基本彼此相同，但 增強佔空比等級高於正常佔空比等級。因此，處於增強模式的發光塊的亮度可高於處於正 常模式的發光塊的亮度。此外，驅動信號的佔空比等級由單位圖像中包含的亮圖像的尺寸 來控制，從而單位圖像可相對於亮圖像的尺寸具有適應性亮度值。圖9是示出了圖8的增強控制部的方框圖。參考圖8和圖9，增強控制部560包括適應性亮度判定部561和佔空比控制部563。適應性亮度判定部561可利用用於判定驅動模式的單位圖像的灰度值來判定適 應性亮度值(Y(A))，如等式5所示。根據適應性亮度值(Y( A))，佔空比控制部563計算增強佔空比等級(DRb。。st)。增 強佔空比等級(DRb。。st)可利用下面基於等式1到5的等式7來計算。等式7Ynorfflal DR_al = Y(A) DRb00St 正常佔空比等級(DRn。 al)是將發光塊B驅動到全白狀態的驅動信號的佔空比等 級。當單位圖像中包含的亮圖像的尺寸減小時，增強佔空比(DRb。。st)增加。單位圖像 的亮度值可依據亮圖像尺寸與亮度特性參數H定義，諸如圖2A、圖2B和圖2C所示的靈敏顯 示區的第二曲線(Y1(A)、Y2(A)或Y3(A))。當發光塊處於正常模式時，佔空比控制部563判定正常佔空比等級(DRn。Mal)，該正 常佔空比等級與從調光等級判定部520判定的發光塊的佔空比等級基本相同。當發光塊處 於增強模式時，佔空比控制部563將從調光等級判定部520判定的發光塊的佔空比等級判 定為增強佔空比等級(DRb。。st)。因此，驅動信號的佔空比等級由單位圖像中包含的亮圖像的尺寸來控制，從而單 位圖像可相對於亮圖像的尺寸具有適應性亮度值。圖10是示出了用於驅動圖8的驅動部的方法的流程圖。圖11A和圖11B是示出 了根據圖9的驅動方法的增強模式和正常模式的驅動信號的波形圖。參照圖8和圖10，圖像分析部510將像素數據分成分別對應於發光塊B的多個圖 像塊D，並分析對應於每個圖像塊D的灰度值(步驟S310)。基於從圖像分析部510輸出的代表性灰度值，相對於正常佔空比等級，調光等級 判定部520判定調光等級(實質為發光塊的佔空比等級)(步驟S320)。模式判定部550使用單位圖像的灰度值來判定對應於單位圖像的發光塊是否滿 足增強條件(步驟S330)。當單位圖像的灰度值滿足增強條件時，模式判定部550將對應 於單位圖像的發光塊的驅動模式判定為增強模式(步驟S341)。因此，對應於單位圖像的 發光塊的亮度值可與圖2A、圖2B和圖2C中所示靈敏顯示區的第二曲線(Y1(A)、Y2㈧或 Y3(A))的亮度值基本相同，該靈敏顯示區的第二曲線的亮度值根據單位圖像中包含的亮圖 像的尺寸而改變。
然而，當單位圖像灰度值不滿足增強條件時，模式判定部550將對應於單位圖像 的發光塊的驅動模式判定為正常模式(步驟S343)。因此，對應於單位圖像的發光塊的亮度 值可與圖2A、圖2B和圖2C中所示灰度顯示區的第一曲線(Y1(G)、Y2(G)或Y3(G))的亮度 值基本相同，該灰度顯示區的第一曲線的亮度值根據灰度值而改變。
根據從模式判定部550判定的驅動模式，增強控制部560判定佔空比(步驟 S345)。當發光塊處於正常模式時，判定發光塊的佔空比處於正常佔空比等級(步驟S347)， 該正常佔空比等級與從調光等級判定部520判定的佔空比等級基本相同。例如，基於最大灰度值(GMax)、最小灰度值(GMin)和平均灰度值(GAvg)，適應性亮度 判定部561可通過等式5判定對應於第K發光塊Bk的單位圖像的適應性亮度值(Υ(Δ))。 基於適應性亮度值(Υ(Δ))，佔空比控制部563通過等式7計算增強佔空比等級(DRb。。st)。 佔空比控制部563將被判定為處於增強模式的發光塊的佔空比判定為增強佔空比等級
(DRboost)。當發光塊的驅動模式處於增強模式時，信號發生部570利用相對於增強佔空比等 級的判定的佔空比等級和最大電流等級來產生第二驅動信號。當發光塊的驅動模式處於正 常模式時，信號發生部570利用相對於正常佔空比等級的判定的佔空比等級和最大電流等 級來產生第一驅動信號。信號發生部570將信號輸出到發光塊(步驟S350)。參考圖6、圖IlA和圖11B，信號發生部570將具有增強佔空比等級(DRb。。st)的第 二驅動信號(圖IlA所示)輸出到第K發光塊(Bk)，並將具有正常佔空比等級(DRnmial)的 第一驅動信號(圖IlB所示)輸出到剩餘發光塊B1, B2, ... , Bjio第一驅動信號的峰值電 流等級是最大電流等級(Imax),而第二驅動信號的峰值電流等級是與第一驅動信號的峰值 電流等級相同的最大電流等級(Imax)。第二驅動信號具有增強佔空比等級(DRb。。st)，而第一 驅動信號具有比增強佔空比等級(DRb。。st)低的正常佔空比等級(DRnmial)。因此，第K發光 塊(Bk)的亮度可高於每個剩餘發光塊B1, B2, ...，Bji的亮度。當單位圖像中包含的亮圖像的尺寸減小時，增強佔空比等級(DRb。。st)增加。單位 圖像的亮度可依據亮圖像尺寸與亮度特性參數H定義，諸如圖2A、圖2B和圖2C中所示的靈 敏顯示區的第二曲線(Y1(A)、Y2㈧或Y3(A))。根據本發明，當單位圖像中包含的亮圖像的尺寸減小時，驅動信號的等級增加。因 此，在靈敏顯示區中，單位圖像的亮度值可由亮圖像尺寸與亮度特性參數H定義。前述是對本發明的說明，而不應被認為是對本發明的限制。儘管已描述了本發明 的幾個示例性實施例，但本領域的技術人員應當容易地理解，在本質上不背離本發明的新 穎教導和優點的前提下，可以對示例性實施例做出許多修改。因此，所有這些修改都旨在包 含在權利要求所限定的本發明的範圍內。在權利要求中，裝置加功能的子句旨在覆蓋本文 中描述的執行所述功能的結構，而非僅是結構等同物，還是還有等同結構。所以，應理解，前 述是對本發明的說明，而並不應被認為是限於所公開的特定示例性實施例，並且對所公開 的示例性實施例的修改以及其它示例性實施例都旨在包括在所附權利要求的範圍內。本發 明由以下的權利要求、以及包括在其中的權利要求的等同物限定。
權利要求
一種用於驅動光源模塊的方法，所述光源模塊包括多個發光塊，所述方法包括通過分析對應於像素的灰度值來判定將光提供到顯示單位圖像的多個像素的所述發光塊的驅動模式；將第二驅動信號施加到被判定為處於增強模式的所述發光塊，所述第二驅動信號的等級高於施加到被判定為處於正常模式的所述發光塊的第一驅動信號的等級。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，通過以下各項施加所述第二驅動信號 利用對應於所述單位圖像的灰度值來獲得所述單位圖像的適應性亮度值； 基於所述適應性亮度值判定增強等級；以及產生具有所述增強等級的所述第二驅動信號。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述增強等級對應於峰值電流等級。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，通過時間低通濾波器和空間低通濾波器來校正 所述增強等級。
5.根據權利要求2所述的方法，其中，所述增強等級對應於佔空比。
6.根據權利要求2所述的方法，進一步包括利用幀圖像的灰度值來判定分別對應於所述發光塊的多個佔空比。
7.根據權利要求6所述的方法，進一步包括 利用所述佔空比來校正所述幀圖像的灰度值。
8.根據權利要求2所述的方法，其中，當比所述單位圖像的灰度值的高參考值高的灰 度值的第一數字小於比所述單位圖像的灰度值的低參考值低的灰度值的第二數字時，判定 所述發光塊處於所述增強模式。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，當所述第一數字減小時，所述增強等級增加。
10.根據權利要求2所述的方法，其中，所述單位圖像包括對應於單個發光塊的圖像、 對應於多個發光塊的圖像、或幀圖像。
全文摘要
本發明公開了一種用於驅動光源模塊的方法，光源模塊包括多個發光塊，通過分析對應於像素的灰度值，判定將光提供到顯示單位圖像的多個像素的發光塊的驅動模式。將第二驅動信號施加到被判定為處於增強模式的發光塊，第二驅動信號的等級高於施加到被判定為處於正常模式的發光塊的第一驅動信號的等級。
文檔編號G09G3/36GK101877215SQ20101017492
公開日2010年11月3日 申請日期2010年4月30日 優先權日2009年4月30日
發明者呂東珉, 權容焄, 金基哲 申請人:三星電子株式會社