专利名称：使用于一显示装置的时序控制器及其相关方法
技术领域：
本发明有关一种显示装置内的时序控制机制，尤指一种显示装置内的时序控制器与相关的方法。
背景技术：
一般而言，由于目前可携式显示装置(例如一笔记本电脑)上的显示面板的分辨 率是固定的，所以，绘图卡的设计是每次直接输出具有固定分辨率的影像数据至显示面板， 中间不会经过任何的影像缩放处理或影像处理，换言之，使用者只能通过内建的绘图卡进 行影像处理来达到等效上调整该可携式显示装置的显示面板特性的效果。然而，随着影像 数据的复杂度提高以及显示面板的日新月异，此一调整方式将无法符合使用者(观赏者) 的需求，因此，发展一种可在可携式显示装置中符合使用者需求的显示机制是相当迫切需要的。
发明内容
因此，本发明的目的之一在于提供一种使用于一显示装置的时序控制器与相关方法，以解决前述的问题；该时序控制器至少整合影像处理电路与背光驱动电路的其中之一， 因此可产生较符合观赏者需求的影像。依据本发明一方面揭露一种使用于一显示装置的时序控制器。该时序控制器包含 有一影像处理电路、一亮度调整电路、一数据处理电路与一数据处理电路，其中该影像处理 电路用来接收一影像信号，并对该影像信号中的一影像数据进行影像处理以产生一处理后 影像数据；该亮度调整电路耦接至该影像处理电路，用来依据该显示装置的一面板的电压 至亮度的转换特性来对该处理后影像数据进行亮度调整，以产生一调整后影像数据；该数 据处理电路耦接至该亮度调整电路，用来依据该面板的像素排列方式，将该调整后影像数据转换成一显示数据，以输出至该面板的一驱动电路；以及该驱动信号产生电路用来依据 该影像信号中的一同步信号来产生多个驱动信号，以控制该驱动电路。依据本发明另一方面揭露一种使用于一显示装置的一时序控制的方法。该方法包含有将一影像信号进行影像处理以产生一处理后影像数据；依据该显示装置的一面板的电压至亮度的转换特性来对该处理后影像数据进行亮度调整，以产生一调整后影像数据； 依据该面板的像素排列方式，将该调整后影像数据转换成一显示数据，以输出至该面板的一驱动电路；以及依据该影像信号中的一同步信号来产生多个驱动信号，以控制该驱动电路。
图1为本发明一实施例使用于一显示装置中的时序控制器的方块示意图。图2为图1所示的影像处理电路的方块示意图。图3为图1所示的数据处理电路的方块示意图。
图4为图1所示的背光控制电路的方块示意图。图5为图1中所示的时序控制器产生数据S_D与信号S_C的操作流程图。
具体实施例方式请参照图1，图1是本发明一实施例使用于一显示装置105中的时序控制器 (Timing Controller) 100的方块示意图。显示装置105可设置于一笔记本电脑(Notebook) 或一可携式电子装置中，该笔记本电脑(或该可携式电子装置)除了包含有显示装置105 外，仍包括有一绘图卡(或称为绘图控制器)110。实际上，显示装置105包含有未显示于 图1中的一面板(Panel)，该面板是一液晶显示面板，且显示装置105另包含有时序控制器 100、液晶驱动电路120、发光二极管驱动电路125与发光二极管背光组件130。时序控制器100包含有一影像处理电路1005、一背光控制电路1010、一亮度调整 电路1015、一帧比率控制电路(Frame Rate Control Circuit) 1020、一数据处理电路1025 及一驱动信号产生电路1030。详细来说，影像处理电路1005用来接收来自于绘图卡110的 一影像信号，并对该影像信号中的影像数据S_IN进行影像处理以产生一处理后影像数据 S_IN’ ；亮度调整电路1015则耦接于影像处理电路1005，并用来依据显示装置105的面板 的电压至亮度的转换特性来对该处理后影像数据S_IN’进行亮度调整，以产生一调整后影 像数据S_G ；而帧比率控制电路1020则耦接于亮度调整电路1015，并用来对该调整后影像 数据S_G进行帧比率控制处理以产生一帧比率处理后影像数据S_FRC ；数据处理电路1025 则耦接于帧比率控制电路1020，并依据该面板的像素排列方式，将该帧比率处理后影像数 据S_FRC(由帧比率控制电路1020处理调整后影像数据S_G后所得到)转换成一显示数据 S_D,该显示数据S_D符合该面板所需要的数据格式。特别来说，显示数据S_D的影像数据 是被正确地传输至该面板的一驱动电路，以便将影像数据传输至该面板上的相对应像素位 置。实作上，该数据处理电路1025是直接将该帧比率处理后影像数据S_FRC转换为该显示 数据S_D ；驱动信号产生电路1030则依据前述影像信号中的一同步信号S_E来产生多个驱 动信号S_C，以控制液晶驱动电路120，其中驱动信号S_C例如包括水平起始信号、数据加载 (Data Load)信号、垂直起始信号与栅极致能信号等。在本实施例中，影像处理电路1005所执行的影像处理并不限定于一种实作方式， 举例来说，影像处理电路1005可包含一影像锐利度调整单元及/或一色彩六轴调整单元等 执行影像数值调整的元件，亦即，该影像处理的机制可以包含影像锐利度调整及/或色彩 六轴调整等影像处理机制。请参照图2，图2是图1所示的影像处理电路的一实施例的方 块示意图，影像处理电路1005包含有一影像锐利度调整单元10051与一色彩六轴调整单元 10052，其中影像锐利度调整单元10051是利用锐化(Peaking)处理来处理该影像数据S_IN 以使影像中对象的边缘部位更加锐利，加强影像对象边缘的视觉效果，举例来说，影像锐利 度调整单元10051可以使用一高通滤波器来滤除该影像数据S_IN中的低频信息并留下高 频信息，以强调影像中较高频的影像边缘。另一方面，色彩六轴调整单元10052可接着独立 调整该影像数据S_IN中色彩的红/绿/蓝/青/洋红/黄(R/G/B/C/M/Y)六色的彩度与 饱和度来产生该处理后影像数据S_IN’，以更精确地调整色彩的颜色，如此使红/绿/蓝/ 青/洋红/黄等六色的色彩更为顺畅，并针对每一色彩的亮度、对比、色调与饱和度逐一调 校，以使某一轴线上的颜色更加受到人眼的喜爱，例如，调整绿色轴线上的彩度来使人眼感受到较浓的绿色，换言之，使用者可通过色彩六轴调整单元10052的运作来自行设定个人的色彩默认值。由于现有的可携式电子装置(例如笔记本电脑)并未具有上述影像处理电 路1005内的电路的运作与功能，因此，对于设置有上述时序控制器100的笔记本电脑，其优 点在于，可使厂商在笔记本电脑出厂之前，利用时序控制器100的影像处理电路1005进行 影像处理以达到调整笔记本电脑的屏幕显示特性的目的，而现有笔记本电脑的时序控制器 未具有影像处理电路，因此不能在笔记本电脑本身出厂之前进行屏幕显示特性的调整，所 以，本实施例的时序控制器100可视为一智能型时序控制装置。由于各种不同面板具有不同的电压至亮度的转换特性，亦即，对相同的输入电压而言，不同面板可能会产生不同的亮度(即光线强度)，因此，亮度调整电路1015即根据目 前所应用的面板的电压至亮度的转换特性，来调整该处理后影像数据S_IN’的像素数据，使 时序控制器100后端的数字模拟转换器(未绘示于图1中)将调整后的像素数据转换为适 当的显示驱动电压来驱动显示面板(例如液晶显示面板)，在此，亮度调整电路1015可为一 伽玛(Gamma)调整电路，用以根据面板的伽玛特性(即电压至亮度的转换关系)，进行对应 的伽玛值调整，亦即，亮度调整电路1015对该处理后影像数据S_IN’进行伽玛值的调整以 产生该调整后影像数据S_G。在亮度调整电路1015产生该调整后影像数据S_G之后，帧比 率控制电路1020接着对该调整后影像数据S_G进行帧比率控制处理以产生该帧比率处理 后影像数据S_FRC，帧比率控制电路1020的目的在于控制画面帧转换/帧比率并利用人眼 视觉暂留的特性，使人眼感受到不同色彩的影像，例如，当两种颜色高速转换时，人眼所感 受到的会是两种颜色之间的渐层色，所以，帧比率控制电路1020可控制帧转换的速率或帧 的比率，在有限的影像数据位条件下显示出更多种的颜色，实际运用上，若红、绿、蓝三色各具有6位的数据输出，则通过帧比率控制电路1020的处理，可增加至相当于8位的数据输出的显示效果。数据处理电路1025主要是用以根据液晶显示面板像素的排列方式，将影像数据 转换成适当的格式，在一实施例中，若该液晶显示面板上每一像素的三原色子像素的数据 排列方式为综向排列(例如依照红、绿、蓝由上至下垂直排列)，则液晶驱动电路120中所需 要的数据驱动电路数目只需原本数目的三分之一，因此，数据处理电路1025会对应将影像 数据转换成符合液晶显示面板所需要的格式。请参照图3，图3是图1所示的数据处理电路 1025的一实施例的方块示意图。在本实施例中，数据处理电路1025的功用在于依据面板驱 动电路的数目来处理不同面板的影像数据的排序，其包含有一缓冲器选择单元301及两扫 描线缓冲器305与310，数据处理电路1025于此的运作是将所接收的连续的该帧比率处理 后影像数据S_FRC转换成可显示于前述该面板上的数据，亦即该显示数据S_D，举例来说， 某一面板的显示区域的像素可分成两组(例如屏幕左半边的像素与屏幕右半边的像素)， 分别由两组不同的驱动电路进行驱动，而扫描线缓冲器305与310用来分别缓冲该帧比率 处理后影像数据S_FRC。实作上，缓冲器选择单元301是输出一选择信号S_SE并通过一反 向相器产生另一选择信号S_SE’，通过两选择信号S_SE与S_SE’于同一时间下只选择扫描 线缓冲器305与310其中一缓冲器进行数据缓冲，可达成将不同部分的数据储存于不同扫 描线缓冲器的结果，例如，该帧比率处理后影像数据S_FRC中的第一部分数据DATA_1与第 二部分数据DATA_2可被分别储存至扫描线缓冲器305与310中，接着，扫描线缓冲器305与 310再将第一、第二部分数据DATA_1与DATA_2分别输出并提供给前述两组驱动电路。当应用于一高分辨率面板的情况下，利用两组驱动电路来驱动面板可降低驱动电路的操作频 率。此外，数据处理电路1025并不限定于只包括两个扫描线缓冲器(元件305与310)，在 另外实施例中，数据处理电路1025亦可包含有三个、四个等多个个扫描线缓冲器，而此亦 符合本发明的精神。由上可知，数据处理电路1025是针对可携式电子装置(例如笔记本电 脑)的显示面板特性进行适当的设计，当某一笔记本电脑的显示面板具有不同种类的影像 数据驱动方式，则数据处理电路1025的设计亦随之不同，因此，在笔记本电脑出厂前，制造 商可针对不同特性的显示面板，采用相对应的数据处理电路1025的设计来因应。请参照图4，图4是图1所示的背光控制电路的一实施例的方块示意图。背光控 制电路1010用来接收该影像数据S_IN，并依据该影像数据S_IN产生至少一背光控制信号 S_BC来控制显示装置105的一背光组件(未显示于图1中)以达到动态背光控制的目的， 举例来说，背光控制电路1010包含有一亮度转换单元405、一亮度分布分析单元410与一控 制单元415，其中亮度转换单元405用来接收该影像数据S_IN，并依据该影像数据S_IN中 像素数据的三原色(红、绿、蓝)来产生该影像数据S_IN所对应的一亮度信号(Luminance Signal) S_L,而亮度分布分析单元410是耦接至亮度转换单元405并用来分析该亮度信号 S_L以产生一亮度分布结果信号S_A，以及控制单元415是耦接至亮度分布分析单元410并 用来依据该亮度分布结果信号S_A以产生一背光控制信号S_BC来控制显示装置405的背 光组件。亮度分布分析单元410的分析方式，例如是分析并计算该影像数据3_讯中每一帧 的平均亮度或是分析并计算每一连续多个帧的平均亮度，来产生该亮度分布结果信号S_A， 换言之，亮度转换单元405是将每一像素数据转换为其相对应的亮度信号S_L，而亮度分布 分析单元410接着再依据帧中不同像素所对应到的亮度信号S_L来产生该亮度分布结果信 号S_A，因此，控制单元415则参考每一帧的平均亮度或连续多个张帧的平均亮度(亦即该 亮度分布结果信号)来产生该背光控制信号S_BC，在平均亮度不同下，该背光控制信号S_ BC将使背光组件产生不同的照光度，如此，当某一帧的亮度较暗时，控制单元415所输出的 该背光控制信号3_8(将可通过控制例如发光二极管驱动电路125而降低整张帧的背光，而 当该帧的亮度较亮时，该背光控制信号S_BC将可控制发光二极管驱动电路125来提高整个 帧的背光，此种动态背光控制的机制可除了在应用于可携式电子装置时减少电力损耗外， 亦可使实际画面的显示效果更为精致。当然，最简单直觉的动态背光控制机制是在整个帧 画面全黑时直接关闭背光源，此种方式亦落入本发明的范畴。实作上，控制单元415可通过 使用等式或对照表以便依据所接收的亮度分布结果信号S_A来产生适当的背光控制信号 S_BC，而发光二极管驱动电路125再依据该背光控制信号S_BC产生对应的脉宽调制控制信 号S_PWM来驱动发光二极管背光组件130。此外，在另一实施例中，亮度分布分析单元410 的分析方式亦可预先设定几组对应于不同亮度的群组，依据该亮度信号S_L所对应的亮度 落入的群组来决定该亮度分布结果信号S_A。由于前述影像处理电路1005与背光控制电 路1010是皆整合于时序控制器100之内，所以，使用者可通过时序控制器100来调整/选 择所想要的显示效能与效果，而不需通过绘图卡110，此外，时序控制器100也可达到适应 性地调整面板背光的效果。图5是绘示图1中所示的时序控制器100产生数据S_D与信号S_C的操作流程 图。倘若大体上可达到相同的结果，并不需要一定照图5所示的流程中的步骤顺序来进行，且图5所示的步骤不一定要连续进行，亦即其它步骤亦可插入其中；详细的步骤说明被描 述于下步骤500:开始；步骤505 影像处理电路1005接收来自于绘图卡110的影像信号，并对影像信号 中的影像数据S-IN进行影像处理以产生一处理后影像数据S-IN’ ；步骤510 亮度调整电路1015依据显示装置105的面板的电压至亮度的转换特性 来对处理后影像数据S-IN’进行亮度调整，以产生一调整后影像数据S-G ；步骤515 帧比率控制电路1020对调整后影像数据S-G进行帧比率控制处理以产 生一帧比率处理后影像数据S-FRC ；步骤520 数据处理电路1025依据面板的像素排列方式，将帧比率处理后影像数 据S-FRC(由帧比率控制电路1020处理调整后影像数据S-G后所得到)转换成一显示数据 S-D,以输出至面板的驱动电路120 ；步骤525 驱动信号产生电路1030依据该影像信号中的一同步信号S-E来产生多 个驱动信号S-c，以控制驱动电路120 ；以及步骤530:结束。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡根据本发明申请专利范围所做的均等变化 与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
一种使用于一显示装置的时序控制器，其包含有一影像处理电路，用来接收一影像信号，并对该影像信号中的一影像数据进行影像处理以产生一处理后影像数据；一亮度调整电路，用来依据该显示装置的一面板的电压至亮度的转换特性来对该处理后影像数据进行亮度调整，以产生一调整后影像数据；一数据处理电路，用来依据该面板的像素排列方式，将该调整后影像数据转换成一显示数据，以输出至该面板的一驱动电路；以及一驱动信号产生电路，用来依据该影像信号中的一同步信号来产生多个驱动信号，以控制该驱动电路。
2.根据权利要求1所述的时序控制器，其特征在于，另包含有一背光控制电路，用来接收该影像数据，并依据该影像数据产生一背光控制信号来控 制该显示装置的一背光组件。
3.根据权利要求2所述的时序控制器，其特征在于，该背光控制电路包含有一亮度转换单元，用来接收该影像数据，并依据该影像数据产生该影像数据所对应的 一亮度信号；一亮度分布分析单元，用来分析该亮度信号以产生一亮度分布结果信号；以及 一控制单元，用来依据该亮度分布结果信号以产生该背光控制信号。
4.根据权利要求1所述的时序控制器，其特征在于，另包含有一帧比率控制电路，耦接于该亮度调整电路与该数据处理电路之间，用来对该调整后 影像数据进行帧比率控制处理以产生一帧比率处理后影像数据；其中该数据处理电路是将该帧比率处理后影像数据转换成该显示数据。
5.根据权利要求4所述的时序控制器，其特征在于，该数据处理电路包含有 一缓冲器选择单元，用来产生一选择信号以决定一缓冲器进行数据缓冲；以及多个个缓冲器，耦接至该缓冲器选择单元，用来依据该选择信号以缓冲该帧比率处理 后影像数据，并依据该显示装置的驱动电路的数目产生该显示数据。
6.根据权利要求1所述的时序控制器，其特征在于，该影像处理电路包含有一影像锐利度调整单元，用来对该影像数据进行一影像锐利度调整以产生该处理后影 像数据。
7.根据权利要求1所述的时序控制器，其特征在于，该影像处理电路包含有一色彩六轴调整单元，用来对该影像数据进行一色彩六轴调整以产生该处理后影像数据。
8.根据权利要求1所述的时序控制器，其特征在于，该显示装置是设置于一笔记本电脑。
9.根据权利要求1所述的时序控制器，其特征在于，该显示装置是一液晶显示装置。
10.一种使用于一显示装置的一时序控制的方法，该方法包含有 将一影像信号进行影像处理以产生一处理后影像数据；依据该显示装置的一面板的电压至亮度的转换特性来对该处理后影像数据进行亮度 调整，以产生一调整后影像数据；依据该面板的像素排列方式，将该调整后影像数据转换成一显示数据，以输出至该面板的一驱动电路；以及依据该影像信号中的一同步信号来产生多个驱动信号，以控制该驱动电路。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，另包含有接收该影像信号，并依据该影像信号产生一背光控制信号来控制该显示装置的一背光 组件。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，驱动该显示装置的该背光组件的步骤 包含有接收该影像信号，并依据该影像信号产生该影像信号所对应的一亮度信号；分析该亮度信号以产生一亮度分布结果信号；以及依据该亮度分布结果信号以产生该背光控制信号。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，另包含有对该调整后影像数据进行帧比率控制处理以产生一帧比率处理后影像数据；以及将该调整后影像数据转换成该显示数据的步骤包含有将该帧比率处理后影像数据转换为该显示数据。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，将该帧比率处理后影像数据转换为该 显示数据包含有产生一选择信号以决定一缓冲器进行数据缓冲；以及依据该选择信号，使用多个个缓冲器来缓冲该帧比率处理后影像数据，并依据该显示 装置的驱动电路的数目产生该显示数据。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对该影像信号进行影像处理以产生该 处理后影像数据的步骤包含有对该影像信号进行一影像锐利度调整以产生该处理后影像数据。
16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对该影像信号进行影像处理以产生该 处理后影像数据的步骤包含有对该影像信号进行一色彩六轴调整以产生该处理后影像数据。
17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该显示装置是设置于一笔记本电脑。
18.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该显示装置是一液晶显示装置。
全文摘要
本发明提供一种使用于一显示装置的时序控制器及其相关方法。时序控制器包含有影像处理电路、亮度调整电路、数据处理电路与驱动信号产生电路。影像处理电路用来接收一影像信号，并对该影像信号中的影像数据进行影像处理以产生一处理后影像数据，亮度调整电路用来依据显示装置的面板的电压至亮度的转换特性来对处理后影像数据进行亮度调整以产生一调整后影像数据，数据处理电路用来依据面板的像素排列方式，将调整后影像数据转换成一显示数据，以输出至面板的驱动电路，以及驱动信号产生电路是依据影像信号中的同步信号来产生多个驱动信号以控制驱动电路。
文档编号G06F1/16GK101989401SQ200910161189
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者王世忠 申请人:晨星软件研发(深圳)有限公司;晨星半导体股份有限公司