顯示裝置及其亮度控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種顯示裝置及其亮度控制方法。本發(fā)明涉及一種顯示裝置和用于控制顯示裝置的亮度的方法。顯示裝置包括平均圖像電平（APL）計算器，該平均圖像電平（APL）計算器計算輸入圖像的APL并且輸出輸入圖像的APL和APL曲線數(shù)據(jù)；亮度調(diào)節(jié)器，該亮度調(diào)節(jié)器包括響應(yīng)于通過用戶界面的用戶輸入被使能的至少兩個亮度調(diào)節(jié)單元，并且減少等于或者小于預(yù)定的參考值的APL部分的亮度；數(shù)據(jù)調(diào)制器，該數(shù)據(jù)調(diào)制器使用在APL曲線數(shù)據(jù)中限定的亮度調(diào)制輸入圖像的數(shù)據(jù)；以及顯示面板驅(qū)動電路，該顯示面板驅(qū)動電路在顯示面板上寫入來自數(shù)據(jù)調(diào)制器的數(shù)據(jù)并且在顯示面板上再現(xiàn)輸入圖像。
【專利說明】顯示裝置及其亮度控制方法
[0001]本申請要求于2013年9月2日提交的韓國專利申請N0.10-2013-0105124的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用被合并在此，用于如在此充分闡述的所有目的。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的實施例涉及一種顯示裝置和用于控制該顯示裝置的亮度的方法。

【背景技術(shù)】
[0003]平板顯示器的示例包括液晶顯示器(IXD)、等離子體顯示面板(PDP)、有機發(fā)光顯示器、以及電泳顯示器(Ero)。液晶顯示器通過基于數(shù)據(jù)電壓控制被施加到液晶分子的電場顯示圖像。有源矩陣液晶顯示器優(yōu)點在于，通過工藝技術(shù)和驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展減少生成成本并且提高性能。因此，有源矩陣液晶顯示器是被應(yīng)用于包括小的移動設(shè)備和大型電視的幾乎所有的顯示裝置的最廣泛使用的顯示裝置。
[0004]因為有機發(fā)光顯示器是自發(fā)送裝置，所以其優(yōu)點在于，與要求背光單元的液晶顯示器相比功率消耗較低并且外形變薄。此外，有機發(fā)光顯示器優(yōu)點在于，寬的視角并且快速的響應(yīng)時間。因此，有機發(fā)光顯示器已經(jīng)擴大其市場同時與液晶顯示器競爭。
[0005]有機發(fā)光顯示器的每個像素包括具有自發(fā)送結(jié)構(gòu)的有機發(fā)光二極管(0LED )。如在圖1中所示，0LED包括被堆疊在陽極和陰極之間的有機復(fù)合物層，諸如空穴注入層HIL、空穴傳送層HTL、發(fā)送層EML、電子傳送層ETL、以及電子注入層EIL。有機發(fā)光顯示器使用其中當(dāng)通過在熒光或者磷光有機薄膜中流動的電流將電子和空穴組合在0LED的有機層中時0LED發(fā)送光的現(xiàn)象再現(xiàn)輸入圖像。
[0006]取決于發(fā)光材料、發(fā)光方式、發(fā)光結(jié)構(gòu)、驅(qū)動方法等等可以不同地對有機發(fā)光顯示器分類。取決于發(fā)光方式，有機發(fā)光顯示器可以被分類成熒光發(fā)送型和磷光發(fā)送型，并且可以取決于發(fā)光結(jié)構(gòu)被分類成上發(fā)送型和下發(fā)送型。此外，取決于驅(qū)動方法，有機發(fā)光顯示器可以被分類成無源矩陣OLED (PM0LED)型和有源矩陣OLED (AM0LED)型。
[0007]有必要減少大大地影響功率消耗的屏幕的亮度使得有效地減少顯示裝置的功率消耗。通過用于減少屏幕的亮度的簡單方法可以減少功率消耗，但是圖像質(zhì)量可能被降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的實施例提供一種顯示裝置和用于控制顯示裝置的亮度的方法，其能夠最小化圖像質(zhì)量的減少并且減少功率消耗。
[0009]在一個方面中，存在一種顯示裝置，該顯示裝置包括平均圖像電平(APL)計算器，該平均圖像電平(APL)計算器被配置成計算輸入圖像的APL并且輸出輸入圖像的APL和APL曲線數(shù)據(jù)；亮度調(diào)節(jié)器，該亮度調(diào)節(jié)器包括響應(yīng)于通過用戶界面的用戶輸入被使能的至少兩個亮度調(diào)節(jié)單元，該亮度調(diào)節(jié)器減少APL曲線數(shù)據(jù)中的等于或者小于預(yù)定的參考值的APL部分的亮度；數(shù)據(jù)調(diào)制器，該數(shù)據(jù)調(diào)制器被配置成，使用通過亮度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的APL曲線數(shù)據(jù)中限定的亮度調(diào)制輸入圖像的數(shù)據(jù)；以及顯示面板驅(qū)動電路，該顯示面板驅(qū)動電路被配置成在顯示面板上寫入來自數(shù)據(jù)調(diào)制器的數(shù)據(jù)并且在顯示面板上再現(xiàn)輸入圖像。
[0010]在另一方面中，存在一種用于控制顯示裝置的亮度的方法，包括:計算輸入圖像的平均圖像電平(APL)并且輸出輸入圖像的APL和APL曲線數(shù)據(jù)；響應(yīng)于通過用戶界面的用戶輸入減少APL曲線數(shù)據(jù)中的等于或者小于預(yù)定的參考值的APL部分的亮度；基于通過APL曲線數(shù)據(jù)限定的亮度調(diào)制輸入圖像的數(shù)據(jù)，其中APL部分的亮度被調(diào)節(jié)，并且在顯示面板上寫入被調(diào)制的數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖被包括以提供對本發(fā)明進一步的理解并且被合并和組成本申請的一部分，附圖圖示本發(fā)明的實施例，并且連同描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0012]圖1不出有機發(fā)光二極管(0LED)的發(fā)送原理和結(jié)構(gòu)；
[0013]圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的有機發(fā)光顯示器的框圖；
[0014]圖3是在圖2中示出的像素的等效電路圖；
[0015]圖4是主機系統(tǒng)的圖形控制器的框圖；
[0016]圖5是詳細地示出在圖4中示出的亮度調(diào)節(jié)器的框圖；
[0017]圖6示出用于調(diào)節(jié)亮度的方法的各種示例；
[0018]圖7示出以規(guī)則的間隔被布置在APL曲線上的平均圖像電平(APL)點；
[0019]圖8示出通過在圖4和圖5中示出的亮度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的APL曲線；
[0020]圖9是示出基于APL曲線調(diào)節(jié)的顯示圖像的亮度的曲線圖；
[0021]圖10示出默認APL曲線和WAPL曲線；
[0022]圖11是示出在圖5中示出的第二亮度調(diào)節(jié)單元的操作的流程圖；
[0023]圖12不出用于取決于輸入圖像的運動和APL調(diào)節(jié)顯不圖像的最大売度的方法；
[0024]圖13示出在第二亮度調(diào)節(jié)單元中通過被包括在圖畫聲音模式中的每個圖像模式限定的亮度；
[0025]圖14是示出在圖5中示出的第三亮度調(diào)節(jié)單元的操作的流程圖；以及
[0026]圖15示出通過第三亮度調(diào)節(jié)單元以低的APL減少顯示圖像的亮度的示例。

【具體實施方式】
[0027]現(xiàn)在詳細地參考本發(fā)明的實施例，在附圖中圖示其示例。如有可能，貫穿附圖將會使用相同的附圖標(biāo)記以指代相同或者相似的部件。將會注意的是，如果確定本【技術(shù)領(lǐng)域】能夠誤導(dǎo)本發(fā)明的實施例則將會省略現(xiàn)有【技術(shù)領(lǐng)域】的詳細描述。
[0028]在下面的描述中，將會使用有機發(fā)光顯示器作為平板顯示器的示例來描述本發(fā)明的示例性實施例?？梢允褂闷渌愋偷钠桨屣@示器。
[0029]如在圖2和圖3中所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的有機發(fā)光顯示器包括顯示面板10、顯示面板驅(qū)動電路、時序控制器11、主機系統(tǒng)100等等。
[0030]顯示面板10包括多條數(shù)據(jù)線14和與數(shù)據(jù)線14相交的多條柵極線15。顯示面板10的像素陣列包括像素P，該像素P被布置成矩陣形式并且顯示輸入圖像。如在圖3中所示，每個像素P包括有機發(fā)光二極管(0LED)、開關(guān)元件SWTFT、驅(qū)動元件DRTFT、存儲電容器Cst等等。開關(guān)元件SWTFT和驅(qū)動元件DRTFT可以被實現(xiàn)為薄膜晶體管(TFT)。如在圖1中所示，OLED可以包括被堆疊在陽極和陰極之間的有機化合物層，諸如空穴注入層HIL、空穴傳送層HTL、發(fā)送層EML、電子傳送層ETL、以及電子注入層EIL。開關(guān)元件SWTFT響應(yīng)于柵極脈沖將通過數(shù)據(jù)線14輸入的數(shù)據(jù)電壓施加給驅(qū)動元件DRTFT的柵極。開關(guān)元件SWTFT的柵極被連接到柵極線15。開關(guān)元件SWTFT的漏極被連接到數(shù)據(jù)線14，并且開關(guān)元件SWTFT的源極被連接到驅(qū)動元件DRTFT的柵極。驅(qū)動元件DRTFT取決于柵極電壓調(diào)節(jié)在0LED中流動的電流。用于驅(qū)動像素的高電勢電源電壓VDD被施加到驅(qū)動元件DRTFT的漏極。驅(qū)動元件DRTFT的源極被連接到0LED的陽極。存儲電容器Cst被連接在驅(qū)動元件DRTFT的柵極和漏極之間。0LED的陽極被連接到驅(qū)動元件DRTFT的源極，并且0LED的陰極被連接到接地電平電壓源GND。每個像素P可以附加地包括內(nèi)部補償電路(未示出)。內(nèi)部補償電路補償閾值電壓中的變化和驅(qū)動元件DRTFT的移動性。
[0031]驅(qū)動面板驅(qū)動電路包括數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12和柵極驅(qū)動電路13。顯示面板驅(qū)動電路在顯示面板10上寫入通過時序控制器11調(diào)制的輸入圖像的數(shù)據(jù)并且在顯示面板10上再現(xiàn)輸入圖像。
[0032]數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12包括至少一個源極驅(qū)動器集成電路(1C)。數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12將從時序控制器11接收到的輸入圖像的像素數(shù)據(jù)DATA轉(zhuǎn)換成模擬伽馬補償電壓并且生成數(shù)據(jù)電壓。數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12將數(shù)據(jù)電壓輸出到數(shù)據(jù)線14。被輸入到數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12的像素數(shù)據(jù)DATA是輸入圖像的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。每個像素數(shù)據(jù)DATA包括紅色數(shù)據(jù)、綠色數(shù)據(jù)、以及藍色數(shù)據(jù)。
[0033]柵極驅(qū)動電路13在時序控制器11的控制下將與數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12的輸出電壓同步的柵極脈沖(或者掃描脈沖)供應(yīng)到柵極線15?；诿啃?，柵極驅(qū)動電路13順序地移位柵極脈沖并且順序地選擇像素P，在其上寫入數(shù)據(jù)。
[0034]主機系統(tǒng)100可以被實現(xiàn)為電視系統(tǒng)、機頂盒、導(dǎo)航系統(tǒng)、DVD播放器、藍光播放器、個人計算機(PC)、家庭影院系統(tǒng)、以及電話系統(tǒng)中的一個。主機系統(tǒng)100計算輸入圖像的每個幀中的平均圖像電平(在下文中被稱為“APL”)。主機系統(tǒng)100根據(jù)通過用戶界面(UI)llO的用戶輸入選擇APL曲線類型。主機系統(tǒng)100執(zhí)行通過用戶界面110選擇的至少一個亮度調(diào)節(jié)單元并且調(diào)節(jié)所選擇的APL曲線，從而生成APL曲線數(shù)據(jù)APL’。主機系統(tǒng)100將APL曲線數(shù)據(jù)APL’發(fā)送到時序控制器11。APL曲線數(shù)據(jù)APL’可以是8比特數(shù)據(jù)。
[0035]在每個幀時段的垂直空白時段中從主機系統(tǒng)100輸出的APL曲線數(shù)據(jù)APL’可以被發(fā)送到時序控制器11。垂直空白時段是在第N個幀時段和第(N+1)個幀時段之間的時段，其中N是正整數(shù)。在垂直空白時段中不存在數(shù)據(jù)。
[0036]時序控制器11從主機系統(tǒng)100接收輸入圖像的像素數(shù)據(jù)DATA、APL曲線數(shù)據(jù)APL’、以及時序信號。時序控制器11調(diào)制像素數(shù)據(jù)DATA的灰度(gray level)，使得輸入圖像的亮度被限制成等于或者小于在APL曲線數(shù)據(jù)APL’中限定的最大亮度的亮度。此外，時序控制器11基于與輸入圖像的像素數(shù)據(jù)DATA —起接收到的時序信號生成用于控制數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12和柵極驅(qū)動電路13的操作時序的時序控制信號DDC和GDC。被輸入到時序控制器11的時序信號包括垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、數(shù)據(jù)使能信號DE、以及主時鐘CLK等等。
[0037]時序控制器11使用數(shù)據(jù)調(diào)制器20基于在從主機系統(tǒng)100接收到的APL曲線數(shù)據(jù)APL’中限定的亮度調(diào)制輸入圖像的像素數(shù)據(jù)DATA，并且將被調(diào)制的像素數(shù)據(jù)DATA發(fā)送到數(shù)據(jù)驅(qū)動電路12。數(shù)據(jù)調(diào)制器20可以被實現(xiàn)為查找表LUT。數(shù)據(jù)調(diào)制器20調(diào)制輸入圖像的像素數(shù)據(jù)DATA并且可以調(diào)節(jié)被顯示在顯示面板10上的顯示圖像的亮度或者色溫。查找表LUT接收輸入圖像的像素數(shù)據(jù)DATA和APL曲線數(shù)據(jù)APL’并且輸出被事先存儲在輸入數(shù)據(jù)指示的地址中的調(diào)制值，從而調(diào)制像素數(shù)據(jù)DATA的灰度。查找表LUT的調(diào)制值基于每個APL曲線數(shù)據(jù)APL’被單獨地設(shè)置并且也基于像素數(shù)據(jù)DATA的每個灰度被單獨地設(shè)置。因此，像素數(shù)據(jù)DATA的亮度被設(shè)置為等于或者小于在APL曲線數(shù)據(jù)APL’中限定的最大亮度。
[0038]用戶界面110可以被實現(xiàn)為鍵區(qū)、鍵盤、鼠標(biāo)、在屏顯示(0SD)、具有紅外通信功能或者射頻(RF)通信功能的遙控器、觸摸U1、語音識別n、3D UI等等。
[0039]主機系統(tǒng)100可以被連接到感測單元120。感測單元120包括圖像傳感器(或者相機)、亮度傳感器、色溫傳感器、麥克風(fēng)、加速傳感器、重力傳感器、接近傳感器、地磁傳感器、陀螺儀角速度傳感器等等。感測單元120將這些傳感器的輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)并且將該數(shù)字數(shù)據(jù)供應(yīng)到主機系統(tǒng)100。主機系統(tǒng)100可以響應(yīng)于傳感器的輸出控制像素的亮度。
[0040]圖4是主機系統(tǒng)100的圖形控制器的框圖。圖5是詳細地示出在圖4中示出的亮度調(diào)節(jié)器的框圖。圖6示出用于調(diào)節(jié)亮度的方法的各種示例。
[0041]如在圖4至圖6中所示，主機系統(tǒng)100的圖形控制器包括APL計算器102、亮度調(diào)節(jié)器104、內(nèi)插器106、APL曲線數(shù)據(jù)發(fā)送器108等等。
[0042]APL計算器102計算輸入圖像的每個幀中的APL。APL是與一個幀相對應(yīng)的像素數(shù)據(jù)的平均亮度值。通常，高的APL指示明亮的圖像，并且低的APL指示黑暗的圖像。APL計算器102從時序控制器11接收APL曲線數(shù)據(jù)APL’并且將輸入圖像的APL和APL曲線數(shù)據(jù)供應(yīng)到亮度調(diào)節(jié)器104?？梢源嬖陲@示面板10的驅(qū)動特性、亮度、以及電流中的偏差。顯示面板10的特性信息可以被嵌入在時序控制器11中?？紤]顯示面板10的特性偏差的APL曲線數(shù)據(jù)可以被存儲在時序控制器11中。
[0043]可替選地，APL計算器102不能從時序控制器11接收APL曲線數(shù)據(jù)并且可以將被先前存儲在內(nèi)置存儲器中的APL曲線數(shù)據(jù)發(fā)送到亮度調(diào)節(jié)器104。
[0044]被發(fā)送到亮度調(diào)節(jié)器104的APL曲線數(shù)據(jù)可以僅包括在圖7中示出的APL曲線上的N個APL點p0至p7，使得減少數(shù)據(jù)的操作量，其中N是2和20之間的正整數(shù)。當(dāng)APL曲線被等分成N個部分時，N個APL點p0至p7是被定位在相鄰的部分之間的邊界處的點。例如，在圖7和圖8中示出的APL曲線中，N是8。
[0045]亮度調(diào)節(jié)器104可以基于通過用戶界面110輸入的用戶輸入數(shù)據(jù)選擇WAPL曲線。亮度調(diào)節(jié)器104執(zhí)行基于通過用戶界面110輸入的用戶輸入數(shù)據(jù)選擇的至少一個亮度調(diào)節(jié)單元，并且調(diào)節(jié)APL曲線。根據(jù)在圖7和圖8中示出的APL曲線，當(dāng)APL被減少時顯示圖像的最大亮度增加，并且當(dāng)APL增加時顯示圖像的最大亮度被減少。時序控制器11基于APL曲線減少顯示裝置的亮度并且可以減少在像素的0LED中流動的電流。
[0046]亮度調(diào)節(jié)器104調(diào)節(jié)從APL計算器102接收到的APL曲線數(shù)據(jù)并且輸出在圖8中示出的APL曲線數(shù)據(jù)APL’。APL曲線限定取決于輸入圖像的APL的最大亮度。根據(jù)APL曲線，當(dāng)輸入圖像的APL被減少時，顯示圖像的最大亮度增加。此外，當(dāng)輸入圖像的APL增加時，顯不圖像的最大売度被減少。主機系統(tǒng)100使用売度調(diào)節(jié)器104調(diào)節(jié)APL曲線，從而最小化圖像質(zhì)量的減少。此外，即使輸入圖像的平均亮度改變，主機系統(tǒng)100可以以在等于或者小于預(yù)定電平的電平控制功率消耗。
[0047]內(nèi)插器106通過線性內(nèi)插法計算與相鄰的APL點p0至p7相對應(yīng)的亮度之間的亮度。結(jié)果，內(nèi)插器106生成連接與相鄰的APL點p0至p7相對應(yīng)的亮度的亮度數(shù)據(jù)并且輸出限定整個APL曲線上的顯示圖像的最大亮度的APL曲線數(shù)據(jù)APL’。APL曲線數(shù)據(jù)發(fā)送器108將從內(nèi)插器106接收到的APL曲線數(shù)據(jù)APL’發(fā)送到時序控制器11。時序控制器11的數(shù)據(jù)調(diào)制器20基于在APL曲線數(shù)據(jù)APL’中限定的最大亮度調(diào)制輸入圖像的像素數(shù)據(jù)并且從而可以調(diào)節(jié)顯示圖像的色溫或亮度。數(shù)據(jù)調(diào)制器20可以被實現(xiàn)為查找表LUT。
[0048]亮度調(diào)節(jié)器104可以輸出相對于所有的APL的限定最大亮度的APL曲線數(shù)據(jù)。在本實例中，內(nèi)插器106可以被省略，并且從亮度調(diào)節(jié)器104輸出的APL曲線數(shù)據(jù)可以被發(fā)送到時序控制器11。
[0049]如在圖5中所示，亮度調(diào)節(jié)器104包括第一至第三亮度調(diào)節(jié)單元52、54、以及56和第一至第三乘法器51、53、以及55。
[0050]取決于用戶界面110的輸入第一至第三亮度調(diào)節(jié)單元52、54以及56可以被使能以操作或者被失能。用戶界面110的輸入可以是制造顯示裝置的設(shè)備制造商的輸入或者使用顯示裝置的用戶的輸入。
[0051]第一亮度調(diào)節(jié)單元52基于用戶界面110的輸入將輸入APL曲線數(shù)據(jù)選擇性地變成WAPL曲線數(shù)據(jù)。用戶界面110的輸入可以是設(shè)備制造商或者用戶的輸入。第一亮度調(diào)節(jié)單元52可以通過將輸入APL點p0至p7中的每一個的亮度乘以第一權(quán)重值“a”來調(diào)節(jié)輸入APL曲線的亮度并且可以生成WAPL曲線數(shù)據(jù)。如在圖10中所示，WAPL曲線是被優(yōu)化使得在低的APL處減少亮度和功率消耗的APL曲線。在等于或者小于在圖10中示出的APL“REF”的APL處，第一權(quán)重值“a”可以被設(shè)置為大于零并且小于1的值。在大于APL “REF”的APL處第一權(quán)重值“a”可以被設(shè)置為在1和2之間的值。APL “REF”是用于劃分低的APL和高的APL的第一參考APL并且不限于特定的APL?；陲@示面板10的特性和實驗結(jié)果，APL“REF”可以被不同地確定。第一乘法器51通過將APL點p0至p7中每一個的亮度乘以第一權(quán)重值“a”來調(diào)節(jié)APL點p0至p7的亮度。
[0052]如在圖11中所示，第二亮度調(diào)節(jié)單元54決定輸入APL和輸入圖像的運動并且調(diào)節(jié)顯示圖像的亮度，從而減少功率消耗并且防止用戶眩暈。第二亮度調(diào)節(jié)單元54可以使用第二權(quán)重值“b”調(diào)節(jié)APL曲線的亮度。第二權(quán)重值“b”被設(shè)置為大于零并且等于或者小于1。第二乘法器53通過將APL點p0至p7中的每一個的亮度乘以第二權(quán)重值“b”調(diào)節(jié)APL點p0至p7的亮度。
[0053]當(dāng)輸入圖像是正在移動的圖像時，第三亮度調(diào)節(jié)單元56在低APL處減少輸入圖像的亮度，如在圖14中所示，從而獲得功率消耗的減少效應(yīng)。第三亮度調(diào)節(jié)單元56可以使用第三權(quán)重值“c”調(diào)節(jié)APL曲線的亮度。第三權(quán)重值“c”被設(shè)置為大于零并且等于或者小于1。第三乘法器55通過將APL點p0至p7中的每一個的亮度乘以第三權(quán)重值“c”調(diào)節(jié)APL點p0至p7的亮度。
[0054]設(shè)備制造商或者用戶可以通過用戶界面110選擇第一至第三亮度調(diào)節(jié)單元52、54、以及56。亮度調(diào)節(jié)器104使用從用戶選擇的亮度調(diào)節(jié)單元輸出的至少一個權(quán)重值順序地調(diào)節(jié)APL點的亮度。例如，如在圖6中所示，亮度調(diào)節(jié)器104將APL點p0至p7中的每一個的亮度乘以第一至第三權(quán)重值a、b、以及c中的至少一個以便調(diào)節(jié)顯示圖像的亮度，從而調(diào)節(jié)與APL點相對應(yīng)的亮度。
[0055]圖7示出以規(guī)則的間隔被定位在APL曲線上的APL點p0至p7。圖8示出通過在圖4和圖5中示出的亮度調(diào)節(jié)器104調(diào)節(jié)的APL曲線。圖9是示出基于APL曲線調(diào)節(jié)的顯示圖像的亮度的曲線圖。
[0056]如在圖7中所示，當(dāng)APL曲線被等分成N個部分時，被輸入到亮度調(diào)節(jié)器104的APL曲線數(shù)據(jù)可以僅包括被定位在相鄰的部分之間的邊界處的N個APL點p0至p7。亮度調(diào)節(jié)器104使用權(quán)重值a、b、以及c調(diào)節(jié)在N個APL點p0至p7中的每一個處的APL的亮度，從而減少顯示圖像的功率消耗和亮度同時最小化用戶感知的顯示圖像的圖像質(zhì)量的降低。在APL曲線上，在第一 APL點p0處具有等于或者小于APL的值的顯示圖像的最大亮度被固定為最大值。當(dāng)在第一 APL點p0處APL逐漸地增加到大于APL的值時，顯示圖像的最大亮度被逐漸地減少。此外，在第八APL點p7處具有大于APL的值的顯示圖像的最大亮度被固定為最小值。
[0057]亮度調(diào)節(jié)器104將APL曲線數(shù)據(jù)的亮度乘以權(quán)重值以調(diào)節(jié)APL曲線數(shù)據(jù)APL’，如在圖8中所示。亮度調(diào)節(jié)器104通過串行通信接口，例如，I2C通信，將APL曲線數(shù)據(jù)APL’發(fā)送到時序控制器11。時序控制器11可以通過串行通信接口將APL點p0至p7的亮度數(shù)據(jù)發(fā)送到APL計算器102，該APL點p0至p7的亮度數(shù)據(jù)通過測試過程被事先確定使得針對顯示面板優(yōu)化APL點p0至p7。時序控制器11使用在APL曲線數(shù)據(jù)APL’中限定的顯示圖像的最大亮度調(diào)制像素數(shù)據(jù)的灰度。顯示圖像的亮度根據(jù)沿著2.2伽馬曲線的像素數(shù)據(jù)的灰度而改變，如在圖9中所示。顯示圖像的最大亮度等于在APL曲線數(shù)據(jù)APL’中限定的最大亮度。
[0058]圖10示出默認APL曲線和WAPL曲線。
[0059]如在圖10中所示，被輸入到亮度調(diào)節(jié)器104的APL曲線數(shù)據(jù)是在圖7和圖8中示出的默認APL曲線數(shù)據(jù)。
[0060]當(dāng)通過用戶界面110選擇第一亮度調(diào)節(jié)單元52時，第一亮度調(diào)節(jié)單元52將(通過虛線“APL (默認)”指示的)默認APL曲線數(shù)據(jù)的亮度乘以第一權(quán)重值“a”并且生成WAPL曲線數(shù)據(jù)(通過實線“WAPL”指示)。
[0061]WAPL曲線數(shù)據(jù)的亮度在等于或者小于第一參考APL “REF”的APL部分中被設(shè)置為小于默認APL曲線數(shù)據(jù)的亮度，但是在大于第一參考APL “REF”的APL部分中被設(shè)置為大于默認APL曲線數(shù)據(jù)的亮度。第一參考APL “REF”不限于特定的值并且可以通過實驗根據(jù)顯示面板的特性被優(yōu)化。在等于或者小于第一參考APL “REF”的APL部分中第一權(quán)重值“a”可以被設(shè)置為大于零并且小于1，但是在大于第一參考APL “REF”的APL部分中可以被設(shè)置為大于1并且小于1.5。其它的值可以被用于第一權(quán)重值“a”。
[0062]在大多數(shù)移動圖像數(shù)據(jù)中，低APL部分中的數(shù)據(jù)量遠遠多于高APL部分中的數(shù)據(jù)量。這與在圖像質(zhì)量評估中主要地使用的標(biāo)準(zhǔn)移動圖像采樣“IEC62087”中的數(shù)據(jù)量的分析的結(jié)果相同。因此，當(dāng)使用WAPL曲線數(shù)據(jù)控制顯示裝置的亮度時，在使用WAPL曲線數(shù)據(jù)的情況下的功率消耗可能小于默認APL曲線數(shù)據(jù)。
[0063]因為在高APL部分中WAPL曲線數(shù)據(jù)增加顯示圖像的亮度，所以顯示圖像的對比度比率可能增加。然而，WAPL曲線數(shù)據(jù)可能扭曲在圖9中示出的伽馬特性。由于此，考慮到伽馬特性的扭曲和功率消耗，本發(fā)明的實施例可以促使設(shè)備制造商或者用戶響應(yīng)于通過用戶界面110輸入的用戶輸入數(shù)據(jù)選擇WAPL曲線數(shù)據(jù)。
[0064]可以在主機系統(tǒng)100中設(shè)置圖畫聲音模式。第一亮度調(diào)節(jié)單元52可以基于圖畫聲音模塊PSM調(diào)節(jié)顯示圖像的最大亮度。
[0065]考慮到使用顯示裝置的用戶的觀看環(huán)境和觀看條件，圖畫聲音模式PSM限定用戶能夠選擇的各種圖像模式。例如，圖畫聲音模式PSM可以包括用戶通過用戶界面110能夠選擇的鮮艷(vivid mode)模式、標(biāo)準(zhǔn)模式、經(jīng)濟模式(eco mode)、影院模式、游戲模式、專家模式等等。用戶可以通過用戶界面110選擇在圖畫聲音模式PSM中限定的圖像模式。第一亮度調(diào)節(jié)單元52可以在經(jīng)濟模式下選擇WAPL曲線并且可以在影院模式下選擇默認APL曲線。下面描述各種圖像模式。
[0066]鮮艷模式是圖像模式，其中圖像質(zhì)量被提高到最大以便在商店示出明亮的和鮮艷的圖像。標(biāo)準(zhǔn)模式是標(biāo)準(zhǔn)圖像模式，其中用戶能夠在家舒適地使用。經(jīng)濟模式是用于優(yōu)化出廠(shipment)模式和功率消耗的模式。影院模式是被優(yōu)化以在暗室條件下觀看電影的圖像模式。游戲模式是被優(yōu)化以玩游戲的圖像模式(延遲時間優(yōu)化)。專家模式是針對圖像質(zhì)量專家的圖像模式。
[0067]在所有的圖像模式中，黑灰(black gray)的亮度是相同的，但是取決于用戶的觀看環(huán)境和觀看條件不同地設(shè)置最大灰度(或峰值白色灰度)的亮度。因此，在圖畫聲音模式PSM中限定的圖像模式可以不同地設(shè)置顯示圖像的最大亮度和對比度比率。鮮艷模式是能夠?qū)@示圖像控制到最大亮度的圖像模式。因為在暗室環(huán)境下影院模式和專家模式是被優(yōu)化的圖像模式，所以顯示圖像的最大亮度被設(shè)置為黑暗。
[0068]用戶可以直接地選擇用于在圖畫聲音模式PSM中選擇圖像模式的方法。在接收傳感器信號并且決定觀看環(huán)境的圖像模式中，基于周圍環(huán)境可以自動地設(shè)置圖像質(zhì)量設(shè)定值。例如，當(dāng)顯示裝置的外圍亮度是明亮的時，顯示圖像的亮度和對比度比率可以被自動地設(shè)置為最大。另一方面，當(dāng)顯示裝置的外圍亮度是黑暗的時，顯示圖像的亮度可以被減少并且可以被自動地設(shè)置，使得銳度值被減少。
[0069]圖11至圖13示出第二亮度調(diào)節(jié)單元54的操作。
[0070]如在圖11至圖13中所示，第二亮度調(diào)節(jié)單元54決定輸入APL曲線數(shù)據(jù)和輸入圖像的運動并且在步驟Sill、S112、以及S115中使用第二權(quán)重值“b”調(diào)節(jié)顯示圖像的亮度。第二亮度調(diào)節(jié)單元54使用已知的運動評估/運動補償(MEMC)算法分析輸入圖像并且可以使用被計算的運動向量決定輸入圖像的運動。此外，第二亮度調(diào)節(jié)單元54可以使用與輸入圖像一起接收到的運動向量決定輸入圖像的運動。如在圖12中所示，當(dāng)輸入圖像的運動增加時第二亮度調(diào)節(jié)單元54使用第二權(quán)重值“b”減少顯示圖像的最大亮度。在本實例中，當(dāng)APL曲線數(shù)據(jù)被減少時，顯示圖像的最大亮度被減少。因此，在低APL曲線數(shù)據(jù)處顯示圖像的最大亮度小于在高APL曲線數(shù)據(jù)處顯示圖像的最大亮度。例如，如在圖12中所示，當(dāng)輸入圖像的運動是100時，第二亮度調(diào)節(jié)單元54將在低APL曲線處的顯示圖像的最大亮度控制到50%并且在高APL曲線處的顯示圖像的最大亮度控制到65%。第二亮度調(diào)節(jié)單元54不能在其中輸入APL等于或者小于第一 APL點p0的低APL部分中調(diào)節(jié)顯示圖像的最大亮度。
[0071]第二亮度調(diào)節(jié)單元54可以在被包括在圖畫聲音模式PSM中的每個圖像模式中不同地控制輸入圖像的運動和APL。例如，第二亮度調(diào)節(jié)單元54在標(biāo)準(zhǔn)模式下基于在圖12中示出的低APL曲線控制顯示圖像的亮度并且在鮮艷模式、影院模式、以及游戲模式下不調(diào)節(jié)顯示圖像的亮度。
[0072]當(dāng)場景改變時，第二亮度調(diào)節(jié)單元54不調(diào)節(jié)顯示圖像的亮度并且在步驟S113和S114中保持該亮度。這是因為如果根據(jù)場景的變化中的輸入圖像的運動調(diào)節(jié)顯示圖像的亮度，則可以很好地看到顯示圖像的亮度中的變化。第二亮度調(diào)節(jié)單元54計算輸入圖像的柱狀圖。因此，當(dāng)柱狀圖銳變時，隨著場景改變的時序第二亮度調(diào)節(jié)單元54可以決定柱狀圖的銳變。當(dāng)場景改變時第二亮度調(diào)節(jié)單元54將第二權(quán)重值“b”設(shè)置為1，并且在步驟S115中不調(diào)節(jié)顯示圖像的亮度。
[0073]圖14是示出在圖5中示出的第三亮度調(diào)節(jié)單元56的操作的流程圖。圖15示出通過第三亮度調(diào)節(jié)單元56減少在低APL處的顯示圖像的亮度的示例。
[0074]如在圖14和圖15中所示，第三亮度調(diào)節(jié)單元56使用第三權(quán)重值“c”減少在輸入APL曲線數(shù)據(jù)的低APL部分中的顯示圖像的亮度，從而增加功率消耗的減少效應(yīng)。低APL部分是等于或者小于預(yù)定的第二參考APL的APL部分。第二參考APL可以被實驗性地確定并且可以被設(shè)置為與第一參考APL相同的值或者不同于第一參考APL的值。
[0075]第三亮度調(diào)節(jié)單元56決定輸入圖像是否是移動圖像，并且僅當(dāng)移動圖像被輸入時可以調(diào)節(jié)APL曲線數(shù)據(jù)。當(dāng)移動圖像被輸入時，第三亮度調(diào)節(jié)單元56在低APL部分中將第三權(quán)重值“c”設(shè)置為小于1的值，從而減少顯示圖像的亮度。另一方面，當(dāng)停止圖像被輸入時，第三亮度調(diào)節(jié)單元56在低APL部分中將第三權(quán)重值“c”設(shè)置為“1”，從而保持輸入APL曲線的亮度。
[0076]作為在標(biāo)準(zhǔn)移動圖像采樣“IEC62087”中的數(shù)據(jù)量的分析的結(jié)果，在低APL處計算的數(shù)據(jù)量大于在高APL處計算的數(shù)據(jù)量。因此，通過在低APL處減少顯示圖像的亮度可以有效地減少功率消耗。
[0077]在低APL部分中第三權(quán)重值“c”被設(shè)置為大于零并且小于1。當(dāng)APL變成接近零時第三權(quán)重值“c”被減少。此外，第三權(quán)重值“c”可以被設(shè)置為等于或大于1的值，使得在等于或者大于第二參考APL的高APL部分中不減少顯示圖像的亮度。在圖15中，實線指示使用從第三亮度調(diào)節(jié)單元56輸出的第三權(quán)重值“c”調(diào)節(jié)的APL曲線數(shù)據(jù)。
[0078]如上所述，本發(fā)明的實施例響應(yīng)于通過用戶界面的用戶數(shù)據(jù)輸入在低APL部分中選擇性地減少被顯示在顯示面板上的顯示圖像的亮度。結(jié)果，本發(fā)明的實施例能夠最小化顯示裝置的圖像質(zhì)量的減少并且減少功率消耗。
[0079]雖然已經(jīng)參考其多個示例性實施例而描述了實施例，但是應(yīng)當(dāng)明白，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以設(shè)計落在本公開的原理和范圍內(nèi)的多種其他修改和實施例。更具體地，在本公開、附圖和所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的主題組合布置的部件部分和/或布置中，各種改變和修改是可能的。除了在部件部分和/或布置中的改變和修改以外，替代使用也對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是顯而易見的。
【權(quán)利要求】
1.一種顯示裝置，包括: 平均圖像電平(APL)計算器，所述平均圖像電平(APL)計算器被配置成計算輸入圖像的APL并且輸出所述輸入圖像的APL和APL曲線數(shù)據(jù)； 亮度調(diào)節(jié)器，所述亮度調(diào)節(jié)器包括響應(yīng)于通過用戶界面的用戶輸入被使能的至少兩個亮度調(diào)節(jié)單元，所述亮度調(diào)節(jié)器減少所述APL曲線數(shù)據(jù)中的等于或者小于預(yù)定的參考值的APL部分的亮度； 數(shù)據(jù)調(diào)制器，所述數(shù)據(jù)調(diào)制器被配置成，使用通過所述亮度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的所述APL曲線數(shù)據(jù)中限定的亮度調(diào)制所述輸入圖像的數(shù)據(jù)；以及 顯示面板驅(qū)動電路，所述顯示面板驅(qū)動電路被配置成在顯示面板上寫入來自所述數(shù)據(jù)調(diào)制器的數(shù)據(jù)并且在所述顯示面板上再現(xiàn)所述輸入圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述APL曲線數(shù)據(jù)僅包括APL曲線上的N個APL點，其中N是在2和20之間的正整數(shù)， 其中，當(dāng)所述APL曲線被等分成N個部分時，所述N個APL點是被定位在相鄰的部分之間的邊界處的點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中，所述亮度調(diào)節(jié)器將所述APL點乘以從被選擇的亮度調(diào)節(jié)單元生成的權(quán)重值并且調(diào)節(jié)所述APL點。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，進一步包括內(nèi)插器，所述內(nèi)插器被配置成，通過線性內(nèi)插法生成連接與所述APL點相對應(yīng)的亮度的亮度數(shù)據(jù)，并且將限定整個APL曲線上的在所述顯示面板上再現(xiàn)的顯示圖像的最大亮度的APL曲線數(shù)據(jù)輸出到所述數(shù)據(jù)調(diào)制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其中，所述亮度調(diào)節(jié)器包括: 第一亮度調(diào)節(jié)單元，所述第一亮度調(diào)節(jié)單元被配置成生成第一權(quán)重值，所述第一權(quán)重值減少輸入APL曲線上的等于或者小于第一參考APL的APL部分的亮度，并且增加大于所述第一參考APL的APL部分的亮度；和 第一乘法器，所述第一乘法器被配置成，將所述輸入APL曲線的APL點的亮度乘以所述第一權(quán)重值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其中，所述亮度調(diào)節(jié)器包括: 第二亮度調(diào)節(jié)單元，所述第二亮度調(diào)節(jié)單元被配置成決定所述輸入圖像的運動并且生成第二權(quán)重值，當(dāng)所述輸入圖像的運動增加時所述第二權(quán)重值減少所述顯示圖像的最大亮度；和 第二乘法器，所述第二乘法器被配置成，將所述輸入APL曲線的APL點或者來自所述第一乘法器的APL點的亮度乘以所述第二權(quán)重值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其中，當(dāng)所述APL曲線數(shù)據(jù)被減少時，所述第二亮度調(diào)節(jié)單元減少所述第二權(quán)重值并且減少所述顯示圖像的最大亮度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中，所述亮度調(diào)節(jié)器包括: 第三亮度調(diào)節(jié)單元，所述第三亮度調(diào)節(jié)單元被配置成生成第三權(quán)重值，所述第三權(quán)重值減少所述輸入APL曲線上的等于或者小于第二參考APL的APL部分的亮度并且保持大于所述第二參考APL的APL部分的亮度；和 第三乘法器，所述第三乘法器被配置成，將所述輸入APL曲線的APL點的亮度乘以所述第三權(quán)重值。
9.一種用于控制顯示裝置的亮度的方法，包括: 計算輸入圖像的平均圖像電平(APL)并且輸出所述輸入圖像的APL和APL曲線數(shù)據(jù)； 響應(yīng)于通過用戶界面的用戶輸入減少所述APL曲線數(shù)據(jù)中的等于或者小于預(yù)定的參考值的APL部分的亮度； 基于通過所述APL曲線數(shù)據(jù)限定的亮度調(diào)制所述輸入圖像的數(shù)據(jù)，其中APL部分的亮度被調(diào)節(jié)；以及 在顯示面板上寫入被調(diào)制的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述APL曲線數(shù)據(jù)僅包括APL曲線上的N個APL點，其中N是在2和20之間的正整數(shù)， 其中，當(dāng)所述APL曲線被等分成N個部分時，所述N個APL點是被定位在相鄰的部分之間的邊界處的點。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，減少所述APL部分的亮度包括將所述APL點乘以權(quán)重值以調(diào)節(jié)所述APL點。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進一步包括，通過線性內(nèi)插法生成連接與所述APL點相對應(yīng)的亮度的亮度數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括: 生成第一權(quán)重值，所述第一權(quán)重值減少輸入APL曲線上的等于或者小于第一參考APL的APL部分的亮度并且增加大于所述第一參考APL的APL部分的亮度；和 將所述輸入APL曲線的APL點的亮度乘以所述第一權(quán)重值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進一步包括: 決定所述輸入圖像的運動并且生成第二權(quán)重值，當(dāng)所述輸入圖像的運動增加時所述第_■權(quán)重值減少所述顯不圖像的最大売度；和 將所述輸入APL曲線的APL點或者APL點的亮度乘以所述第二權(quán)重值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，當(dāng)所述APL曲線數(shù)據(jù)被減少時，所述第二權(quán)重值被減少。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進一步包括: 生成第三權(quán)重值，所述第三權(quán)重值減少所述輸入APL曲線上的等于或者小于第二參考APL的APL部分的亮度并且保持大于所述第二參考APL的APL部分的亮度；和 將所述輸入APL曲線的APL點的亮度乘以所述第三權(quán)重值。
【文檔編號】G09G3/32GK104424885SQ201410025522
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】樸成振 申請人:Lg電子株式會社