[發明專利]測量灰階到灰階轉換響應時間的設備和方法

無效

• 申請號: 200610171774.6
• 申請日: 2006-12-29
• 公開（公告）號: CN101211528A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 張堡棋;趙慕霖;倪豐洲;黃鑫茂;江志宏
• 申請（專利權）人: 探矽光電科技股份有限公司
• 主分類號: G09G3/00
• 分類號: G09G3/00;G09G3/36;G01R31/00;G02F1/13;G01M11/00;G01J1/42
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 錢大勇;蒲邁文

技術領域

本發明涉及測量顯示器的響應時間，特別涉及一種使用多個光檢測器來快速測量液晶顯示器(LCD)的灰階到灰階(GTG)響應時間的設備及其相關方法。

背景技術

由于涉及薄膜晶體管(TFT)平板顯示器的技術已發展了一段時間，因此在該種顯示器上顯示的數字圖像也得到了迅速發展。根據這種趨勢，TFT平板顯示器的快速響應時間比較重要。具體而言，該響應時間直接影響到所顯示的圖像、特別是動態圖像的性能質量。

通常，顯示器大多用于瀏覽網頁或處理電子文件。在這些情形下，顯示器上所示出的圖像通常在切換到下一圖像之前的某一時間周期內保持不變。對于這些靜止(steady)的圖像來說，快速或緩慢的響應時間并沒有顯著的不同。然而，另一方面，如果在顯示器上示出的圖像是動態的圖像或者是電影，則所顯示的圖像將需要快速變化，而不能降低質量。結果，顯示器的響應時間是圖像質量中的重要因素。

液晶顯示器(LCD)的響應時間依賴于面板內的液晶分子用于旋轉并控制背光的灰度級別所需的時間周期。至于顯示器的規格，例如可以將其灰度級別劃分為2⁸個不同的級別。第0級灰度級別表示純黑色，而第255級灰度級別表示純白色。其他灰度級別(1-254)表示中間灰度級別。

對于由視頻電子標準協會(VESA)所管理的305-1標準，通過首先選擇兩個不同的灰度級別(即灰度級別A和灰度級別B)來測量關于灰度圖像的灰度級別的響應時間。然后，測量當從灰度級別A到灰度級別B亮度從10％變化到90％時的上升時間Tr，并對于亮度測量其從灰度級別B到灰度級別A從90％變化到10％時的下降時間Tf。關于這兩個級別的響應時間是上升時間和下降時間的總和(T＝Tr+Tf)。

典型地，將測量響應時間的定義限制為測量顯示器上所示出的從純黑色到純白色以及從純白色到純黑色的轉換所需的周期時間。然而，該周期時間通常并不是最長的，并且在純黑色和純白色之間的轉換期間可能并沒有問題。問題存在于從一個灰度級別到另一個灰度級別的轉換。灰度圖像從一個灰度級別到另一個灰度級別的響應時間可能要比從純黑色到純白色或從純白色到純黑色的響應時間長幾倍。出于該原因，當顯示諸如電影剪輯或視頻游戲的動態圖像序列時，如果從序列中的一幅圖像到下一幅圖像的轉換不充分地迅速，則圖像可能會出現模糊或顯示出人工痕跡。這降低了關于動態畫面的圖像質量。

根據上述，灰度圖像的響應時間可以是用于評價液晶顯示器的質量的重要指標。傳統上，利用光電倍增管(PMT)作為檢測器，來測量灰階到灰階圖像轉換的響應時間。因為在液晶顯示器中的灰度圖像有256個灰度級別，所以所測量的從這256個等級的一個灰度級別到另一個灰度級別的變化(諸如從第52灰度級別到第91灰度級別的轉換)所需的響應時間由256×256的灰度測量矩陣組成。也就是說，存在65，536個表示用于灰階到灰階圖像轉換的各個響應時間的元素，如圖1所示。圖1示出了256×256的灰度測量矩陣，其中，每個元素Tm_n(m：0～255，n：0～255)表示從第m灰度級別轉換到第n灰度級別的響應時間。例如，T₁₀表示從第1灰度級別轉換到第0灰度級別所需的響應時間。

因此，使用傳統技術來評價液晶顯示器的質量需要花費很長時間去充分測量所述響應時間。可能需要幾天來完成用于灰度圖像的所有響應時間的測量和計算。在實踐中，不僅對于顯示器制造商進行顯示器的質量控制來說是一項繁重的負擔，而且在購買時對于購買者測試或檢查所述顯示器來說也是不方便的。

關鍵在于快速、有效并準確地測量液晶顯示器的所有灰度圖像的響應時間。因此，開發一種用于測量液晶顯示器的灰階到灰階響應時間以改進其質量的新設備、系統和方法是必要的。

發明內容

根據本發明，用于測量顯示器的灰階到灰階響應時間的光觀察儀(lightscope)包括多個光檢測器。將每個有源光檢測器配置為測量灰度測量矩陣的多個灰度測量矩陣中的一個。所述灰度測量矩陣的每個元素表示顯示器從初始灰度級別轉換到目標灰度級別的響應時間。

根據本發明，用于測量顯示器的灰階到灰階響應時間的光觀察儀包括多個光檢測器。每個有源光檢測器相互協作以測量在顯示器的多個區域上轉換灰度圖像的響應時間。所述有源光檢測器的數量和所述區域的數量相同，且轉換每個灰度圖像的響應時間是顯示器從初始灰度級別轉換到目標灰度級別的時間。