伽馬補(bǔ)償方法及使用該伽馬補(bǔ)償方法的顯示裝置制造方法
【專利摘要】公開了一種伽馬補(bǔ)償方法及使用該伽馬補(bǔ)償方法的顯示裝置。所述顯示裝置包括顯示面板驅(qū)動(dòng)器，所述顯示面板驅(qū)動(dòng)器配置成當(dāng)顯示面板的輝度降低至小于等于先前確定的最佳輝度時(shí)，根據(jù)第一伽馬曲線調(diào)制將要在該顯示面板的像素上寫入的輸入圖像的數(shù)據(jù)。所述第一伽馬曲線包括設(shè)置在低灰度級(jí)區(qū)域中的凹曲線和設(shè)置在高灰度級(jí)區(qū)域中的凸曲線，所述凹曲線和所述凸曲線通過(guò)拐點(diǎn)連接。
【專利說(shuō)明】伽馬補(bǔ)償方法及使用該伽馬補(bǔ)償方法的顯示裝置
[0001] 本申請(qǐng)要求2013年4月25日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No. 10-2013-0046064和2014 年3月31日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No. 10-2014-0037687的優(yōu)先權(quán)，為了所有目的在此援引 上述專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為參考，如同在這里完全闡述一樣。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種伽馬補(bǔ)償方法及使用該伽馬補(bǔ)償方法的顯示裝置。

【背景技術(shù)】
[0003] 當(dāng)用戶在較暗的觀看環(huán)境（例如低照度）長(zhǎng)時(shí)間觀看顯示裝置上顯示的高輝度圖 像時(shí)，由于圖像的眩光，用戶的疲勞感會(huì)增加，用戶會(huì)感覺(jué)到注意力下降。
[0004] 諸如移動(dòng)電話和平板電腦這樣的手持裝置具有自動(dòng)亮度控制（ABC)功能，使 用照度傳感器（illuminance sensor)感測(cè)外部環(huán)境的照度并調(diào)整顯示面板的輝度 (luminance)。ABC功能在低照度時(shí)降低顯示面板的輝度。當(dāng)在低照度處降低顯示面板的輝 度時(shí)，灰度級(jí)表現(xiàn)，特別是低灰度級(jí)的表現(xiàn)會(huì)減弱。這是因?yàn)轱@示裝置的伽馬補(bǔ)償特性由常 規(guī)的2. 2伽馬曲線確定，此常規(guī)的2. 2伽馬曲線不考慮外部照度來(lái)定義顯示裝置每個(gè)灰度 級(jí)的輝度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種當(dāng)顯示面板的輝度降低時(shí)能防止圖像質(zhì)量降低的 伽馬補(bǔ)償方法及使用該伽馬補(bǔ)償方法的顯示裝置。
[0006] 在一個(gè)方面中，提供了一種顯示裝置，包括顯示面板驅(qū)動(dòng)器，所述顯示面板驅(qū)動(dòng)器 被配置成當(dāng)顯示面板的輝度降低至小于等于先前確定的最佳輝度時(shí)，根據(jù)第一伽馬曲線調(diào) 制將要在該顯示面板的像素上寫入的輸入圖像的數(shù)據(jù)。
[0007] 所述第一伽馬曲線包括設(shè)置在低灰度級(jí)區(qū)域中的凹曲線和設(shè)置在高灰度級(jí)區(qū)域 中的凸曲線，所述凹曲線和所述凸曲線通過(guò)拐點(diǎn)連接。
[0008] 在另一個(gè)方面，提供了一種伽馬補(bǔ)償方法，包括：當(dāng)顯示面板的輝度降低至小于 等于先前確定的最佳輝度時(shí)，根據(jù)第一伽馬曲線調(diào)制在該顯示面板上顯示的輸入圖像的數(shù) 據(jù)，其中所述第一伽馬曲線包括設(shè)置在低灰度級(jí)區(qū)域中的凹曲線和設(shè)置在高灰度級(jí)區(qū)域中 的凸曲線，所述凹曲線和所述凸曲線通過(guò)拐點(diǎn)連接。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009] 給本發(fā)明提供進(jìn)一步理解并并入本申請(qǐng)組成本申請(qǐng)一部分的附圖圖解了本發(fā)明 的實(shí)施方式，并與說(shuō)明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中：
[0010] 圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方式的伽馬補(bǔ)償方法的流程圖；
[0011] 圖2顯示了 2. 2伽馬曲線和S伽馬曲線；
[0012] 圖3顯不了向S伽馬曲線應(yīng)用偏移的一個(gè)例子；
[0013] 圖4到8顯示了改變S伽馬曲線的參數(shù)的例子；
[0014] 圖9圖解了用于在低照度時(shí)將顯示面板的輝度降低至小于最佳輝度并調(diào)整S伽馬 曲線，以補(bǔ)償顯示面板的輝度降低的方法；
[0015] 圖10圖解了基于顯示面板的輝度變化，S伽馬曲線的變化；
[0016] 圖11顯示了 S伽馬曲線的輝度補(bǔ)償變量根據(jù)顯示面板的輝度而變化的一個(gè)例 子；
[0017] 圖12是顯示根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方式的伽馬補(bǔ)償方法的流程圖；
[0018] 圖13顯示了基于年齡的瞳孔的直徑；
[0019] 圖14是顯示根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施方式的伽馬補(bǔ)償方法的流程圖；
[0020] 圖15顯示了手持裝置中的顯示面板的輝度通過(guò)觸摸用戶接口而變化的一個(gè)例 子；
[0021] 圖16圖解了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施方式的顯示裝置；
[0022] 圖17圖解了圖16中所示的伽馬補(bǔ)償單元；
[0023] 圖18是顯示液晶顯示器的像素的等效電路圖；以及
[0024] 圖19是顯示有機(jī)發(fā)光顯示器的像素的等效電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施方式的顯示裝置可由諸如液晶顯示器（LCD)、場(chǎng)致發(fā)射顯示 器（FED)、等離子體顯示面板（PDP)和有機(jī)發(fā)光顯示器（有時(shí)稱為"有機(jī)發(fā)光二極管（0LED) 顯示器"）這樣的平板顯示器實(shí)現(xiàn)。顯示裝置可與用于實(shí)時(shí)感測(cè)外部照度的照度傳感器和 相機(jī)連接。外部照度是指使用顯示裝置的外部環(huán)境的照度。
[0026] 在本發(fā)明下面的實(shí)施方式中，顯示面板的輝度是指根據(jù)顯示裝置的外部照度自動(dòng) 變化或通過(guò)用戶的操作手動(dòng)變化的顯示面板的輝度。當(dāng)然，當(dāng)輸入圖像數(shù)據(jù)的灰度級(jí)變化 時(shí)，顯示面板的輝度會(huì)基于伽馬曲線而變化。然而，本發(fā)明下面的實(shí)施方式中描述的顯示面 板的輝度不是指根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的灰度級(jí)而隨時(shí)間變化的輝度，而是指根據(jù)外部照度或 者通過(guò)用戶的操作而變化的輝度。
[0027] 伽馬曲線由輸入圖像的每個(gè)灰度級(jí)處的顯示面板的輝度定義。在本發(fā)明下面的實(shí) 施方式中，伽馬曲線劃分為S伽馬曲線（或第一伽馬曲線）和2. 2伽馬曲線（或第二伽馬曲 線）。2. 2伽馬曲線是現(xiàn)有的伽馬特性曲線，其已應(yīng)用在當(dāng)前市場(chǎng)上所有顯示裝置的顯示面 板中，由下面的等式（1)表示。S伽馬曲線是由本發(fā)明實(shí)施方式提出的新的伽馬曲線，其是 能夠在使用戶在低照度時(shí)感受到的圖像質(zhì)量降低最小化的同時(shí)改善功耗的伽馬特性曲線。 S伽馬曲線由下面的等式（2)到（5)表示。
[0028] 現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，附圖中圖解了這些實(shí)施方式的一些例子。盡 可能地在整個(gè)附圖中使用相同的參考標(biāo)記表示相同或相似的部件。請(qǐng)注意，如果確定已知 技術(shù)會(huì)誤導(dǎo)本發(fā)明的實(shí)施方式，則將省略對(duì)這些已知技術(shù)的詳細(xì)描述。
[0029] 如圖1中所示，在步驟S1中，根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方式的伽馬補(bǔ)償方法感測(cè)外 部環(huán)境的照度（下文稱為"外部照度"）。當(dāng)外部照度為低照度時(shí)，根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施 方式的伽馬補(bǔ)償方法降低顯示面板的輝度以改善功耗，并改變伽馬補(bǔ)償方法，從而防止由 于顯示面板的輝度降低導(dǎo)致的圖像質(zhì)量降低。
[0030] 低照度是例如非常陰沉的天氣中的照度（例如，小于等于大約?οο?χ的值）。最佳 輝度是用戶不會(huì)感覺(jué)到疲勞并能舒適地觀看顯示裝置上顯示的圖像的顯示面板的輝度。最 小識(shí)別輝度是顯示裝置的最小輝度，在此最小輝度用戶很難識(shí)別出圖像的灰度級(jí)之間的差 另IJ?？赏ㄟ^(guò)基于具有較差視力的老年人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)確定最小識(shí)別輝度。
[0031] 最小識(shí)別輝度小于最佳輝度且大于0 (零）cd/m2。當(dāng)顯示面板的輝度大于最佳輝 度時(shí)，用戶會(huì)感覺(jué)到疲勞或眩光。當(dāng)顯示面板的輝度小于最小識(shí)別輝度時(shí)，用戶幾乎不能識(shí) 別出圖像的灰度級(jí)之間的差別。最佳輝度和最小識(shí)別輝度可根據(jù)顯示裝置的種類或顯示面 板的特性而變化。低照度可包括非常陰沉的天氣中的照度（例如，大約ΙΟΟΙχ)、較暗起居室 中的照度（例如，大約501x)、和暗室中的照度（例如，大約0 (零）lx)。上述低照度時(shí)的最 佳輝度和最小識(shí)別輝度如下所述。
[0032] 大約100lx時(shí)的最佳輝度〉大約50lx時(shí)的最佳輝度〉大約0lx時(shí)的最佳輝度
[0033] 大約ΙΟΟΙχ時(shí)的最小識(shí)別輝度〉大約501x時(shí)的最小識(shí)別輝度〉大約Olx時(shí)的最 小識(shí)別輝度
[0034] S曲線伽馬補(bǔ)償方法根據(jù)S形曲線（下文稱為"S伽馬曲線"）調(diào)制輸入數(shù)據(jù)的灰 度級(jí)。當(dāng)外部照度為高照度時(shí)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的伽馬補(bǔ)償方法根據(jù)現(xiàn)有的2. 2伽馬 曲線調(diào)制輸入數(shù)據(jù)的灰度級(jí)。
[0035] 用于降低顯示面板的輝度的方法可使用降低液晶顯示器中背光單元的輝度的方 法。在等離子體顯示面板中，可通過(guò)減小維持脈沖（sustain pulse)的數(shù)量降低像素的輝 度。在場(chǎng)致發(fā)射顯示器中，可通過(guò)降低陽(yáng)極電壓降低像素的輝度。在有機(jī)發(fā)光顯示器中，可 通過(guò)降低施加給像素的高電位電源電壓ELVDD降低像素的輝度。
[0036] 降低顯示面板的輝度的另一方法是降低被提供伽馬基準(zhǔn)電壓的顯示裝置的數(shù)據(jù) 驅(qū)動(dòng)電路中的伽馬基準(zhǔn)電壓，由此降低像素的輝度。伽馬基準(zhǔn)電壓在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路中被劃 分為多個(gè)伽馬補(bǔ)償電壓。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為伽馬補(bǔ)償電壓并將伽馬補(bǔ)償電壓 輸出至數(shù)據(jù)線。
[0037] 當(dāng)外部照度為低照度時(shí)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的伽馬補(bǔ)償方法將顯示面板的輝度 降低至小于等于先前確定（或預(yù)定）的最佳輝度，由此降低功耗。同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方 式的伽馬補(bǔ)償方法在步驟S2和S3中應(yīng)用S曲線補(bǔ)償方法，從而防止當(dāng)顯示面板的輝度降 低時(shí)導(dǎo)致的灰度級(jí)表現(xiàn)的減弱。如圖2到6中所示，S曲線伽馬補(bǔ)償方法沿S形伽馬曲線， 即S伽馬曲線補(bǔ)償顯示圖像的伽馬特性。S伽馬曲線在低灰度級(jí)和高灰度級(jí)處具有大于2. 2 伽馬曲線的輝度值。
[0038] 最佳輝度是當(dāng)外部照度為低照度時(shí)應(yīng)用的顯示面板的輝度?？赏ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)將最佳輝 度設(shè)為能減小用戶疲勞感的增加的值。根據(jù)由本發(fā)明人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)外部照度降低 至暗室級(jí)別時(shí)，能減小用戶疲勞感增加的最佳輝度可為6. 5尼特（nit) ( = cd/m2)到25尼 特（=cd/m2)。當(dāng)顯示裝置上顯示的圖像亮度（brightness)降低時(shí)，識(shí)別最佳輝度增加。 然而，識(shí)別最佳輝度幾乎不受其中平均圖像電平（APL)大于等于30的圖像的亮度影響。當(dāng) 外部照度為低照度時(shí)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的伽馬補(bǔ)償方法可將顯示面板的輝度降低至最 佳輝度，或者將顯示面板的輝度調(diào)整為小于最佳輝度的輝度，從而進(jìn)一步降低功耗。
[0039] 圖2顯示了 2. 2伽馬曲線和S伽馬曲線。圖3顯示了向S伽馬曲線應(yīng)用偏移的一 個(gè)例子。圖4到8顯示了改變S伽馬曲線的參數(shù)的例子。
[0040] 如圖2和3中所示，應(yīng)用于一般伽馬補(bǔ)償方法的2. 2伽馬曲線由下面的等式（1) 定義。在等式⑴中，" Din "是輸入圖像的數(shù)據(jù)，"D^ "是沿2.2伽馬曲線設(shè)定的輸出數(shù)據(jù)。 輸出數(shù)據(jù)Dwt是將要在顯示面板的像素上寫入的數(shù)據(jù)。2. 2伽馬曲線可由第一查找表實(shí)現(xiàn)。 第一查找表根據(jù)沿2. 2伽馬曲線定義的輸入/輸出灰度級(jí)，輸出與輸入數(shù)據(jù)Din對(duì)應(yīng)的輸出 數(shù)據(jù)，由此調(diào)制輸入數(shù)據(jù)Din。
[0041]

【權(quán)利要求】
1. 一種伽馬補(bǔ)償方法，包括： 當(dāng)顯示面板的輝度降低至小于等于先前確定的最佳輝度時(shí)，根據(jù)第一伽馬曲線調(diào)制在 該顯示面板上顯示的輸入圖像的數(shù)據(jù)， 其中所述第一伽馬曲線包括設(shè)置在低灰度級(jí)區(qū)域中的凹曲線和設(shè)置在高灰度級(jí)區(qū)域 中的凸曲線，所述凹曲線和所述凸曲線通過(guò)拐點(diǎn)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伽馬補(bǔ)償方法，還包括：當(dāng)所述顯示面板的輝度大于最佳輝 度時(shí)，根據(jù)第二伽馬曲線調(diào)制所述輸入圖像的數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的伽馬補(bǔ)償方法，其中所述第二伽馬曲線由下面的等式定義：
其中"Din"是所述輸入圖像的數(shù)據(jù)，"Dwt"是將要在所述顯示面板的像素上寫入的輸出 數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的伽馬補(bǔ)償方法，其中所述第一伽馬曲線由下面的等式定義：
其中"Din"是所述輸入圖像的數(shù)據(jù)，"Dwt"是將要在所述顯示面板的像素上寫入的輸出 數(shù)據(jù)，"a"是所述凹曲線與所述凸曲線之間的拐點(diǎn)，" α "是低灰度級(jí)強(qiáng)調(diào)變量，" β "是高灰 度級(jí)強(qiáng)調(diào)變量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的伽馬補(bǔ)償方法，其中所述第一伽馬曲線由下面的等式定義：
其中"Din"是所述輸入圖像的數(shù)據(jù)，"Dwt"是將要在所述顯示面板的像素上寫入的輸出 數(shù)據(jù)，"a"是所述凹曲線與所述凸曲線之間的拐點(diǎn)，" α "是低灰度級(jí)強(qiáng)調(diào)變量，" β "是高灰 度級(jí)強(qiáng)調(diào)變量，"S"是斜度，"0"是偏移。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的伽馬補(bǔ)償方法，還包括：當(dāng)所述顯示面板的輝度降低至小于 等于最佳輝度時(shí)，按照所述顯示面板的輝度降低比率升高所述第一伽馬曲線。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的伽馬補(bǔ)償方法，其中所述第一伽馬曲線由下面的等式定義：
其中"Din"是所述輸入圖像的數(shù)據(jù)，"Dwt"是將要在所述顯示面板的像素上寫入的輸出 數(shù)據(jù)，"a"是所述凹曲線與所述凸曲線之間的拐點(diǎn)，" α "是低灰度級(jí)強(qiáng)調(diào)變量，" β "是高灰 度級(jí)強(qiáng)調(diào)變量，"L/'是調(diào)整之前的顯示面板的輝度，"L2"是調(diào)整之后的顯示面板的輝度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的伽馬補(bǔ)償方法，其中所述第一伽馬曲線由下面的等式定義：

其中"Din"是所述輸入圖像的數(shù)據(jù)，"Dwt"是將要在所述顯示面板的像素上寫入的輸出 數(shù)據(jù)，"a"是所述凹曲線與所述凸曲線之間的拐點(diǎn)，" α "是低灰度級(jí)強(qiáng)調(diào)變量，" β "是高 灰度級(jí)強(qiáng)調(diào)變量，"L/'是調(diào)整之前的顯示面板的輝度，"L2"是調(diào)整之后的顯示面板的輝度， "S"是斜度，"0"是偏移。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的伽馬補(bǔ)償方法，還包括： 使用照度傳感器感測(cè)所述顯示面板周圍的外部照度；以及 當(dāng)所述外部照度為先前確定的低照度時(shí)，將所述顯示面板的輝度降低至小于等于最佳 輝度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的伽馬補(bǔ)償方法，還包括：在屬于所述低照度的每個(gè)照度時(shí)不 同地應(yīng)用所述第一伽馬曲線的凸曲線。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的伽馬補(bǔ)償方法，還包括： 當(dāng)用戶為年輕人時(shí)大幅度地控制所述顯示面板的輝度的降低幅度；以及 當(dāng)用戶為老年人時(shí)控制所述顯示面板的輝度的降低幅度，使得所述顯示面板的輝度的 降低幅度小于年輕人時(shí)的降低幅度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的伽馬補(bǔ)償方法，還包括：使用圖像傳感器估測(cè)用戶年齡，或 者響應(yīng)于通過(guò)用戶接口輸入的用戶數(shù)據(jù)確定用戶年齡。
13. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的伽馬補(bǔ)償方法，還包括：響應(yīng)于通過(guò)用戶接口輸入的用戶數(shù) 據(jù)降低所述顯示面板的輝度。
14. 一種顯示裝置，包括： 顯示面板驅(qū)動(dòng)器，所述顯示面板驅(qū)動(dòng)器被配置成在顯示面板的輝度降低至小于等于先 前確定的最佳輝度時(shí)，根據(jù)第一伽馬曲線調(diào)制將要在該顯示面板的像素上寫入的輸入圖像 的數(shù)據(jù)， 其中所述第一伽馬曲線包括設(shè)置在低灰度級(jí)區(qū)域中的凹曲線和設(shè)置在高灰度級(jí)區(qū)域 中的凸曲線，所述凹曲線和所述凸曲線通過(guò)拐點(diǎn)連接。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其中當(dāng)所述顯示面板的輝度大于最佳輝度時(shí)， 所述顯示面板驅(qū)動(dòng)器根據(jù)第二伽馬曲線調(diào)制所述輸入圖像的數(shù)據(jù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的顯示裝置，其中所述第二伽馬曲線由下面的等式定義：
其中"Din"是所述輸入圖像的數(shù)據(jù)，"Dwt"是將要在所述顯示面板的像素上寫入的輸出 數(shù)據(jù)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的顯示裝置，其中在所述顯示面板的輝度降低至小于等于 最佳輝度時(shí)，所述顯示面板驅(qū)動(dòng)器按照所述顯示面板的輝度降低比率升高所述第一伽馬曲 線。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示裝置，還包括： 照度傳感器，所述照度傳感器被配置成感測(cè)所述顯示面板周圍的外部照度；以及 輝度調(diào)整單元，所述輝度調(diào)整單元被配置成在所述外部照度為先前確定的低照度時(shí)， 降低所述顯示面板的輝度。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的顯示裝置，其中所述輝度調(diào)整單元在屬于所述低照度的每 個(gè)照度時(shí)不同地應(yīng)用所述第一伽馬曲線的凸曲線。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的顯示裝置，還包括圖像傳感器， 其中所述輝度調(diào)整單元根據(jù)由所述圖像傳感器獲得的圖像估測(cè)用戶年齡，或者響應(yīng)于 通過(guò)用戶接口輸入的用戶數(shù)據(jù)確定用戶年齡，以根據(jù)用戶年齡不同地控制所述顯示面板的 輝度的降低幅度， 其中，所述輝度調(diào)整單元在用戶為年輕人時(shí)大幅度地控制所述顯示面板的輝度的降低 幅度；在用戶為老年人時(shí)控制所述顯示面板的輝度的降低幅度，使得所述顯示面板的輝度 的降低幅度小于年輕人時(shí)的降低幅度。
【文檔編號(hào)】G09G5/10GK104123926SQ201410168336
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月25日
【發(fā)明者】徐熊振, 林茂宗, 金載弘, 張俊宇, 樸泰勇, 李善美, 金泰旭 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司