背光模组驱动系统及其驱动方法

摘要

本发明公开一种背光模组驱动系统及其驱动方法，应用于一液晶显示器。液晶显示器内，时序控制器取得图形处理器提供的三维影像信号时，产生液晶驱动控制信号，并依此液晶驱动控制信号的数据写入时间与垂直空白间隔时间，产生对应的调光信号。背光驱动器会取得并分析此调光信号，以在数据写入时间期间关闭背光模组，以及在垂直空白间隔时间内启动背光模组。

权利要求

1.一背光模组驱动系统，应用于一液晶显示器，其特征在于，该系统包括：

一图形处理器，用以提供一三维影像信号；

一时序控制器，是依据该三维影像信号以产生一液晶驱动控制信号，并依据该液晶驱动控制信号的一数据写入时间与一垂直空白间隔时间以产生对应的一调光信号；

一背光模组；

一背光驱动器，是接收该调光信号，并分析该调光信号以在该数据写入时间时关闭该背光模组，以及在该垂直空白间隔时间时启动该背光模组；以及一信号侦测器连接该图形处理器，该图形处理器还包括提供一二维影像信号，该信号侦测器判定取得该二维影像信号时，是提供一信号检测结果与该二维影像信号至该时序控制器，该时序控制器是依据该信号检测结果调整该液晶驱动控制信号的该数据写入时间与该垂直空白间隔时间，以符合一液晶面板显示该二维影像信号的液晶驱动模式，并控制该背光驱动器以令该背光模组持续发光；

其中，该信号侦测器内储一判定值，当该信号侦测器取得一来源影像信号，并判断该来源影像信号对应的该垂直空白间隔时间为该数据写入时间与该垂直空白间隔时间的总和时间比率高于该判定值时，认定该来源影像信号为该三维影像信号，当该来源影像信号对应的该垂直空白间隔时间为该数据写入时间与该垂直空白间隔时间的总和时间比率低于该判定值时，认定该来源影像信号为该二维影像信号；该图形处理器提供该三维影像信号时，该背光驱动器是提供一高功率电力以驱动该背光模组，及该图形处理器提供该二维影像信号时，该背光驱动器是提供一预设工作电力以驱动该背光模组。

2.如权利要求1所述的背光模组驱动系统，其特征在于，该背光驱动器启动该背光模组时，是将背光模组的光源亮度调整至关闭前的一原亮度或将该光源亮度调整至最高。

3.如权利要求1所述的背光模组驱动系统，其特征在于，还包括一快门眼镜，当该图形处理器提供该三维影像信号时，该快门眼镜于该垂直空白间隔时间时开启一左眼镜头，于次一垂直空白间隔时间时开启一右眼镜头。

4.如权利要求1所述的背光模组驱动系统，其特征在于，当该图形处理器提供该三维影像信号时，该垂直空白间隔时间为该数据写入时间与该垂直空白间隔时间的总和时间比率的30%以上。

5.如权利要求1所述的背光模组驱动系统，其特征在于，还包括一记忆单元，用以记录规格信息，以供该图形处理器依据该规格信息形成该二维影像信号与该三维影像信号。

6.一背光模组驱动方法，应用于一液晶显示器，其特征在于，该方法包括：

由一时序控制器依据一图形处理器提供的一三维影像信号产生一液晶驱动控制信号，并依据该液晶驱动控制信号的一数据写入时间与一垂直空白间隔时间以产生对应的一调光信号；

由一背光驱动器分析该调光信号以在该数据写入时间时关闭一背光模组，以及在该垂直空白间隔时间时启动该背光模组；以及由一信号侦测器取得该图形处理器提供的一来源影像信号；由该信号侦测器判定该来源影像信号为一二维影像信号或该三维影像信号；当该来源影像信号为该二维影像信号时，提供一信号检测结果与该二维影像信号至该时序控制器；由该时序控制器调整该液晶驱动控制信号的该数据写入时间与该垂直空白间隔时间，以符合一液晶面板显示该二维影像信号的液晶驱动模式；以及由该时序控制器控制该背光驱动器以令该背光模组持续发光；

其中，由该信号侦测器判定该来源影像信号为一二维影像信号或该三维影像信号的该步骤还包括：由该信号侦测器判断该来源影像信号对应的该垂直空白间隔时间为该数据写入时间与该垂直空白间隔时间的总和时间比率是否高于一判定值；当该来源影像信号对应的该垂直空白间隔时间为该数据写入时间与该垂直空白间隔时间的总和时间比率高于该判定值时，认定该来源影像信号为该三维影像信号；以及当该来源影像信号对应的该垂直空白间隔时间为该数据写入时间与该垂直空白间隔时间的总和时间比率低于该判定值时，认定该来源影像信号为该二维影像信号。

说明书

背光模组驱动系统及其驱动方法

技术领域

[0001] 本发明是有关于一种液晶显示器的背光系统，特别是有关于一种背光模组驱动系统及其驱动方法。

背景技术

[0002] 如图1绘示先前技术的立体影像快门眼镜系统驱动时序示意图。先前技术中，立体影像（3D影像）显示技术包括一种眼镜式技术，其中，快门式立体影像技术主要是利用提升画面的快速更新频率（120Hz/画面以上）来实现立体影像效果，属于主动式立体影像技术。当立体影像信号提供至显示器后，更新频率为120Hz的画面会以画面序列的格式呈现左眼、右眼画面交替产生。显示器的画面交替需与快门眼镜同步，即显示器显示左眼画面时，快门眼镜仅开启左眼镜头，显示器显示右眼画面时，快门眼镜仅开启右眼镜头。如此，观赏者的左眼仅接收左眼画面，观赏者的右眼仅接收右眼画面。而观赏者的两只眼睛看到快速切换的不同画面，以藉由人眼的视觉暂留效应而于大脑中产生错觉，如此即能看到立体影像。

[0003] 如图1绘示，当立体影像信号的画面数据从显示器的第1条扫描线依序写入最末条扫描线（假设有第1080条）后，显示器的时序控制器会于一垂直空白间隔时间内不再进行数据写入行为，快门眼镜的左眼镜头或右眼镜头会于此时间内打开。

[0004] 然而，供左眼或右眼观看的画面数据，会在数据写入期间被写入至显示器的像素单元。但事实上，背光模组在数据写入期间乃会持续动作，可是快门眼镜在数据写入期间是处于关闭的状态，故快门眼镜与显示器皆不会呈现出画面数据被写入的影像变化情形，因此背光模组于大半时间是处于无用途的功率消耗状态，形成无端的能量浪费，液晶面板的功率消耗提升，导致液晶面板的工作效率、组件寿命与实际能量损耗的对比不符合经济效益，同时提升无谓的电力损耗成本。

[0005] 故，如何令显示器呈现立体影像时，降低显示器的功率消耗，为厂商因思虑的问题。

发明内容

[0006] 本发明欲解决的问题是提供一种于呈现立体影像作业期间，调整背光模组的光亮度，以降低显示器功耗的背光系统与光源供应方法。

[0007] 为解决上述背光系统问题，本发明提供一种背光模组驱动系统，其应用于一液晶显示器。此系统包括一图形处理器、一时序控制器、一背光模组与一背光驱动器。

[0008] 图形处理器用以提供一三维影像信号。时序控制器连接图形处理器，用以依据三维影像信号产生一液晶驱动控制信号，并依据液晶驱动控制信号的一数据写入时间与一垂直空白间隔时间以产生对应的一调光信号。背光驱动器连接背光模组与时序控制器，用以接收并分析调光信号，以在数据写入时间时关闭背光模组，以及在垂直空白间隔时间时启动背光模组。

[0009] 为解决上述方法问题，本发明提供一种背光模组驱动方法，应用于一液晶显示器，方法包括：由一时序控制器依据一图形处理器提供的一三维影像信号产生一液晶驱动控制信号，并依据液晶驱动控制信号的一数据写入时间与一垂直空白间隔时间以产生对应的一调光信号；由一背光驱动器分析调光信号，以在数据写入时间时关闭一背光模组，以及在垂直空白间隔时间时启动背光模组。

[0010] 本发明的特点是在于本发明在显示立体影像信号作业中，背光模组会受背光驱动器的控制，以进行光亮度的切换，背光模组会在数据写入期间会被关闭或降低光亮度，而在垂直空白间隔期间被开启或提升光亮度，以减少液晶显示器呈现立体影像画面的实际功耗并提升影像质量，因此需求的电力与功率消耗不如公知技术来得大，得以有效降低液晶面板的消耗功率，延长组件寿命与降低实际能量损耗，避免无谓的电力损耗成本。

附图说明

[0011] 图1绘示先前技术的立体影像快门眼镜系统驱动时序示意图；

[0012] 图2A绘示本发明实施例的背光模组驱动系统的第一种设备架构示意图；

[0013] 图2B绘示本发明实施例的背光模组驱动系统的第一种系统架构示意图；

[0014] 图3绘示本发明实施例的背光系统运作时序示意图；

[0015] 图4绘示本发明实施例的液晶反应时序示意图；

[0016] 图5绘示本发明实施例的背光模组驱动系统的第二种系统架构示意图；

[0017] 图6绘示本发明实施例的背光模组驱动方法流程示意图；

[0018] 图7绘示本发明实施例的背光模组驱动方法的信号侦测流程示意图；以及[0019] 图8绘示本发明实施例的信号侦测方法的细部流程示意图。

具体实施方式

[0020] 兹配合图式将本发明较佳实施例详细说明如下。

[0021] 首先，请同时参阅图2A绘示本发明实施例的背光模组驱动系统的第一种设备架构示意图，与图2B绘示本发明实施例的背光模组驱动系统的第一种系统架构示意图，请同时参阅图3绘示本发明实施例的背光系统运作时序示意图。如图2A，一主机1连接一液晶显示器2，主机1以有线或无线方式连接至一快门眼镜3，快门眼镜3包括一左眼镜头31与右眼镜头32，主机1用以使液晶显示器2与快门眼镜3进行画面显示的显像同步作业。其中，快门眼镜3的运作技术为相同领域技术的技术人员所熟知，于此快门眼镜3仅用以解说与背光模组24驱动系统的互动情形。

[0022] 如图2B，此系统应用于上述的液晶显示器2中，包括一图形处理器21、一时序控制器22、一背光模组24与一背光驱动器23。时序控制器22；还连接至液晶显示器2的液晶面板25，用以控制液晶面板25的栅极模组251进行像素单元253扫描控制，与控制源极模组252对像素单元253进行画面信息写入控制。

[0023] 图形处理器21用以持续的提供一三维影像信号41至时序控制器22。时序控制器22会依据三维影像信号41产生控制液晶面板25动作的液晶驱动控制信号42，其包括扫描信号与画面数据写入信号。时序控制器22会再依据液晶驱动控制信号42的一数据写入时间与垂直空白间隔时间，以产生对应的一调光信号43，调光信号43包括控制背光驱动器23的控制信息与设定。

[0024] 其中，图形处理器21在传输三维影像信号41时，或传输三维影像信号41前，会先启动（Enable）背光驱动器23（即利用背光致能线211传输背光启动信号），令背光驱动器23处于预备状态（Stand By）。背光驱动器23启动时，亦会先供给背光模组24电力，使背光模组24处于预备状态。

[0025] 时序控制器22输出液晶驱动控制信号42至液晶面板25，以进行画面扫描更新与数据写入像素单元253的行为如图3绘示，三维影像信号41包括的画面数据会从第1条扫描线至最末条扫描线（在此假设供第1080条扫描线），以逐一写入于各像素单元253中。

[0026] 如前述，时序控制器22会提供调光信号43至背光驱动器23，背光驱动器23会于分析调光信号43后，在数据写入时间T1关闭背光模组24。在此说明，所谓的关闭背光模组24是指调整背光模组24所发出光的光亮度，以使光源亮度被调整至最低值，并非切换背光模组24的电力。另一方面，于数据写入时间T1之后，会有一垂直空白间隔时间T2，时序控制器22不进行任何画面更新与写入动作。此时，背光驱动器23会于垂直空白间隔时间T2的时间内启动背光模组24。在此说明，所谓的启动背光模组24是指调整背光模组24所发出光的光亮度，以使光源亮度被调整至背光模组24关闭前的一原亮度、预设的一光亮度、或将光源亮度调整至最高值。

[0027] 又，从图2A与图3得知，主机1用以使液晶显示器2与快门眼镜3的画面显示同步，故快门眼镜3会在垂直空白间隔时间时开启一左眼镜头31，于次一垂直空白间隔时间时开启一右眼镜头32，于再次一垂直空白间隔时间时开启一左眼镜头31，以此类推，快门眼镜3的左眼镜头31即取得液晶显示器2显示的左眼画面，右眼镜头32取得液晶显示器2显示的右眼画面。而每一次的数据写入时间T1，背光驱动器23皆会关闭背光模组24，以减少背光模组24的功耗，主机1亦会控制快门眼镜3在数据写入时间T1关闭右眼镜头32与左眼镜头31。

[0028] 又如图3，三维影像信号41会包括显示画面的更新频率，更新频率至少需120Hz/画面或以上数值。

[0029] 请参阅图4绘示本发明实施例的液晶反应时序示意图，请同时参阅图3与图2B以利于了解。

[0030] 液晶面板25上配置有许多行列交集排列的像素单元253，在此由上至下设定三个测试点，个别为第一测试点TP1、第2测试点TP2与第三测试点TP3。图4得知，第一测试点TP1最符合液晶写入与放电反应时间（图中的液晶反应时间点）的需求。当垂直空白间隔（VBI）的施行时间，其为数据写入时间与该垂直空白间隔时间的总和时间比率的10%时（即VBI=10%）。第三测试点的液晶写入时间点为A点，如此的液晶反应时间会较差。然而，当垂直空白间隔时间T2为数据写入时间T1与垂直空白间隔时间T2的总和时间比率的30%以上（如VBI=32%）时，液晶写入时间点的起点会移动至B点，即得以取得较佳的液晶反应时间，液晶呈现立体影像的效果会更佳，同时降低鬼影（Ghost）效应，背光模组24提供的亮度亦会提升，以提升影像质量。

[0031] 请同时参阅图5绘示本发明实施例的背光模组24驱动系统的第二种系统架构示意图，与图2B绘示不同处在于，本实施例的系统还包括一信号侦测器27，时序控制器22与背光驱动器23还包括一模式切换线路231与一脉宽调光线路232。

[0032] 图形处理器21用以提供一来源影像信号41’，其可为一二维影像信号或一三维影像信号41。当信号侦测器27取得来源影像信号41’时，会分析来源影像信号41’包括的信号数据，计算来源影像信号41’所需的垂直空白间隔时间与数据写入时间与垂直空白间隔时间的总和时间比率，即「100%x垂直空白间隔时间/（数据写入时间+垂直空白间隔时间）」，亦指VBI值。

[0033] 信号侦测器27内储一判定值，当信号侦测器27判定上述的VBI值超出此判定值时，产生「来源影像信号41’为三维影像信号41」的一信号检测结果，以将信号检测结果协同三维影像信号41一并传输至时序控制器22。

[0034] 时序控制器22会调整液晶驱动控制信号42的数据写入时间与垂直空白间隔时间，以符合液晶面板25显示三维影像信号41的液晶驱动模式。接着，时序控制器22会透过模式切换线路231启用背光驱动器23的三维影像信号41的背光处理模式，并利用一脉宽调光线路232提供上述的调光信号43至背光驱动器23，供其配合数据写入时间与垂直空白间隔时间以切换控制背光模组24的光亮度。

[0035] 当信号侦测器27判定上述的VBI值未超出此判定值时，产生「来源影像信号41’为二维影像信号」的一信号检测结果，以将信号检测结果协同二维影像信号一并传输至时序控制器22。

[0036] 时序控制器22会调整液晶驱动控制信号42的数据写入时间与垂直空白间隔时间，以符合液晶面板25显示二维影像信号的液晶驱动模式。接着，时序控制器22会透过模式切换线路231启用背光驱动器23的二维影像信号的背光处理模式，并控制背光驱动器23以令背光模组24持续发光。

[0037] 其中，信号侦测器27所使用的判定值为VBI=32%（用于三维影像）至VBI=10%（用于二维影像）之间的一特定值，如VBI=20%，但不以此为限，15%、25%、22%等相近似值亦适用。然而，二维影像信号的更新频率至少需60Hz/画面或以上数值，时序控制器22即会依据此更新频率以液晶面板25所显示的画面。

[0038] 此外，液晶显示器2的规格信息会记录于一记忆单元26中，如液晶显示器2的分辨率以及显示二维影像或三维影像应使用的扫描频率等信息。图形处理器21在取得主机1提供的来源影像媒体时，会依据上述的规格信息形成二维影像信号或三维影像信号41。此外，信号侦测器27所使用的判定值亦得以记录于记忆单元26中，判定值可由图形处理器21转送至信号侦测器27。

[0039] 此外，背光模组24不断高速的亮、暗切换，背光模组24发光的时间相当的短暂，再加上快门眼镜3的左眼镜头31与右眼镜头32不断的开启与关闭，此将导致使用者的眼睛会受到间断性的遮蔽，使得使用者的眼睛会因为来不及接收足够的光，导致使用者所看到画面的光亮度会比实际上来得暗。因此，当图形处理器21提供三维影像信号41时，也就是背光驱动器23运行三维影像信号41的背光处理模式，背光驱动器23会提供一高功率电力以驱动背光模组24，藉此提升背光模组24启动时的光亮度，使得使用者的眼睛受到间隔遮蔽与背光模组24提供高亮度光的影响，将得以看到适当光亮度的画面。当图形处理器21提供该二维影像信号时，背光驱动器23会运行二维影像信号的背光处理模式。即背光模组24不需进行光亮度切换，故背光驱动器23仅需提供一预设工作电力，以正常驱动背光模组
24即可。

[0040] 请参阅图6绘示本发明实施例的背光模组驱动方法流程示意图，请同时参阅图2A、图2B与图3以利于了解。背光模组24驱动方法包括如下流程：

[0041] 由一时序控制器依据一图形处理器提供的一三维影像信号产生一液晶驱动控制信号，并依据液晶驱动控制信号的一数据写入时间与一垂直空白间隔时间以产生对应的一调光信号（步骤S110）。

[0042] 由一背光驱动器分析调光信号，以在数据写入时间时关闭一背光模组，以及在垂直空白间隔时间时启动背光模组（步骤S120）。

[0043] 续请参阅图7绘示本发明实施例的背光模组驱动方法的信号侦测流程示意图与图8绘示本发明实施例的信号侦测方法的细部流程示意图，请同时参阅图5以利于了解。此方法流程如下：

[0044] 由一信号侦测器取得该图形处理器提供的一来源影像信号（步骤S210）。

[0045] 由信号侦测器判定来源影像信号为一二维影像信号或三维影像信号（步骤S220）。此步骤的细部流程如图8绘示，先由信号侦测器27判断来源影像信号41’对应的垂直空白间隔时间为数据写入时间与垂直空白间隔时间的总和时间比率是否高于一判定值（步骤S221）。

[0046] 当来源影像信号41’对应的垂直空白间隔时间为数据写入时间与垂直空白间隔时间的总和时间比率高于判定值时，认定来源影像信号为一三维影像信号（步骤S222）。

[0047] 当信号侦测器27判定上述的VBI值超出此判定值时，会产生「来源影像信号41’为三维影像信号41」的一信号检测结果，以将信号检测结果协同三维影像信号41一并传输至时序控制器22。之后，施行步骤S110。

[0048] 当来源影像信号41’对应的垂直空白间隔时间为数据写入时间与垂直空白间隔时间的总和时间比率低于判定值时，认定来源影像信号为一二维影像信号（步骤S223）。

[0049] 当来源影像信号41’为二维影像信号时，信号侦测器27会提供一信号检测结果与二维影像信号至时序控制器（步骤S224）。

[0050] 由时序控制器调整液晶驱动控制信号的数据写入时间与垂直空白间隔时间，以符合液晶面板显示二维影像信号的液晶驱动模式（步骤S225）。

[0051] 综上所述，乃仅记载本发明为呈现解决问题所采用的技术手段的实施方式或实施例而已，并非用来限定本发明专利实施的范围。即凡与本发明专利申请范围文义相符，或依本发明专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。