背光調整系統及方法

2023-10-27 03:23:17

專利名稱：背光調整系統及方法
技術領域：
本發明涉及--種調整系統及方法,特別涉及一種背光調整系統及方法。
背景技術：
人在觀看顯示裝置所顯示的畫面時,會受到環境光幹擾。由於人眼的生理特性和 人的心理感受(人長期辨識物體的亮度和色度所形成的習慣)，當環境亮度比較高時,人會 感覺到畫面的灰階層次不太滑順、畫面泛白，以及畫面出現色偏，而當環境亮度比較低時， 人會感覺到畫面的灰階層次不太滑順、畫面的低灰階部分難以辨別、畫面的高灰階部分的 變化量太大，以及畫面出現色偏。液晶顯示裝置是通過背光調整系統根據環境亮度來調整發光元件所提供的背光 亮度，以改變液晶面板的顯示亮度。一般而言，在環境亮度比較高時，將背光亮度調高，而在 環境亮度比較低時，將背光亮度調低，以使人能夠看到比較優質的畫面。參閱圖1,是一種現有技術的背光調整系統的方框示意圖。該背光調整系統1包括 --亮度傳感器11、一模/數轉換器12、一儲存器13、一處理器14及一驅動器15。亮度傳感 器11用來感測環境亮度，以產生一實際環境亮度信號。模/數轉換器12電連接到亮度傳 感器11，用來對實際環境亮度信號進行模/數轉換，以產生一實際環境亮度值。儲存器13 用來儲存一查找表，查找表包括多個環境亮度值和多個分別對應環境亮度值的脈衝(duty) 工作值。處理器14電連接到模/數轉換器12和儲存器13,用來根據實際環境亮度值從查 找表中找出一目標脈衝工作值。驅動器15電連接到處理器14，用來根據目標脈衝工作值， 以脈衝寬度調變方式來產生一驅動信號，並輸出該驅動信號到發光元件，以調整背光亮度。雖然上述背光調整系統1能夠調整背光亮度，可以在某個程度上改善畫面質量, 但是其調整好的背光亮度並不是最佳的，因此畫面質量仍然有改善的空間。而且，由於發 光元件老化會導致背光亮度偏移，如果按照共同的查找表來調整發光元件所提供的背光亮 度，隨著發光元件老化，將會使背光亮度不能被調整到較佳值，且不同發光元件所提供的背 光亮度本來就有差異,如果按照共同的查找表來調整不同發光元件所提供的背光亮度,也 會使背光亮度不能被調整到較佳值。

發明內容
為了解決現有的背光調整系統不能將背光亮度調整到較佳值的問題,本發明提供 --種背光調整系統,可以計算與最佳背光亮度相關的目標顯示亮度。一種背光調整系統，其根據一環境亮度來調整一發光元件所提供的一背光亮度， 以改變一液晶面板的一顯示亮度。該背光調整系統包括一第一計算器、一處理器和一驅動 器。該第一計算器用來根據一實際環境亮度值、一最佳環境亮度值和一對應該最佳環境亮 度值的設定顯示亮度值,計算一對應該實際環境亮度值的目標顯示亮度值。該處理器電連 接到該第一計算器，用來根據該目標顯示亮度值，獲得一目標脈衝工作值的一初始值。該驅 動器電連接到該處理器，用來根據該目標脈衝工作值，以脈衝寬度調變方式來產生一驅動信號,且適用來輸出該驅動信號到該發光元件。本發明背光調整系統通過考慮該實際環境亮度值、該最佳環境亮度值和該設定顯 示亮度值這些參數，可以計算與最佳背光亮度相關的該目標顯示亮度值。為了解決現有的背光調整系統不能將背光亮度調整到較佳值的問題,本發明還提 供一種背光調整方法，可以計算與最佳背光亮度相關的目標顯示亮度。一種背光調整方法，其根據一環境亮度來調整一發光元件所提供的一背光亮度， 以改變一液晶面板的一顯示亮度。該背光調整方法包括以下步驟(A)根據一實際環境亮度值、一最佳環境亮度值和一對應該最佳環境亮度值的設 定顯示亮度值，計算一對應該實際環境亮度值的目標顯示亮度值；及
(B)根據該目標顯示亮度值，獲得一與該發光元件所提供的該背光亮度相關的目 標脈衝工作值的一初始值。本發明背光調整方法通過考慮該實際環境亮度值、該最佳環境亮度值和該設定顯 示亮度值這些參數，可以計算與最佳背光亮度相關的該目標顯示亮度值。為了解決現有的背光調整系統不能將背光亮度調整到較佳值的問題，本發明還提 供一種背光調整系統，可以計算與最佳背光亮度相關的目標顯示亮度,並使發光元件所提 供的背光亮度被調整到最佳背光亮度，不會受到發光元件老化及發光元件間的特性差異影 響。一種背光調整系統，其根據一環境亮度來調整一發光元件所提供的一背光亮度， 以改變一液晶面板的一顯示亮度。該背光調整系統包括一第一亮度傳感器、一第一計算器、 第二亮度比較器、一比較器和一處理器。該第一亮度傳感器用來感測該環境亮度，以產生一 實際環境亮度值。該第一計算器電連接到該第一亮度傳感器,用來根據該實際環境亮度值、 一最佳環境亮度值和一對應該最佳環境亮度值的設定顯示亮度值，計算一對應該實際環境 亮度值的目標顯示亮度值。一第二亮度傳感器，電連接到該比較器，用來感測該發光元件所 提供的該背光亮度，以產生該實際背光亮度信號。該比較器電連接到該第一計算器和該第 二亮度傳感器，用來比較該目標顯示亮度值和一實際顯示亮度值，以產生--比較結果。該處 理器電連接到該比較器，用來根據該比較結果，調整一與該發光元件所提供的該背光亮度 相關的目標脈衝工作值。本發明背光調整方法通過考慮該實際環境亮度值、該最佳環境亮度值和該設定顯 示亮度值這些參數,可以計算與最佳背光亮度相關的該目標顯示亮度值，並通過比較該目 標顯示亮度值和該實際顯示亮度來調整該目標脈衝工作值，可以使該背光亮度被調整到最 佳背光亮度，不會受到該發光元件老化及發光元件間的特性差異影響。


圖1是一方塊圖，說明一種現有技術的背光調整系統。圖2是一方塊圖，說明本發明背光調整系統的較佳實施例。圖3是一示意圖，說明不同環境亮度下人所感受到的伽馬曲線。圖4是一流程圖,說明本發明背光調整方法的較佳實施例。
具體實施例方式有關本發明的前述及其它技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的兩個較 佳實施例的詳細說明中，將可以清楚地呈現。參閱圖2,本發明背光調整系統2的較佳實施例適用來根據一環境亮度來調整一 發光元件(圖未示)所提供的一背光亮度，以改變一液晶面板(圖未示)的--顯示亮度。本 實施例背光調整系統2包括一第一亮度傳感器20、一第二亮度傳感器21、一第一模/數轉 換器22、一第二模/數轉換器23、一第一計算器24、一第二計算器25、一比較器26、一儲存 器27、一處理器28和一驅動器29。第--亮度傳感器20用來感測環境亮度，以產生一實際環境亮度信號。第一模/數 轉換器22電連接到第一亮度傳感器20，用來對實際環境亮度信號進行模/數轉換，以產生 一實際環境亮度值。第一計算器24電連接到第一模/數轉換器22，用來根據實際環境亮度 值，以及從外界接收到的一最佳環境亮度值與一對應最佳環境亮度值的設定顯示亮度值, 計算--對應實際環境亮度值的目標顯示亮度值，其中，目標顯示亮度值=實際環境亮度值* 設定顯示亮度值/最佳環境亮度值(如此計算的原因將於稍後再做說明)。在本實施例中，最佳環境亮度值是最佳環境亮度經感測及模/數轉換而產生的， 人習慣於在最佳環境亮度下進行比較舒適的視覺觀看,且最佳環境亮度會隨著地區和人種 等因素而改變；設定顯示亮度值是在最佳環境亮度下，當液晶面板所顯示的畫面具有最佳 質量時，對應最高灰階的顯示亮度經感測及模/數轉換而產生的。第二亮度傳感器21用來感測發光元件所提供的背光亮度，以產生一實際背光亮 度信號。第二模/數轉換器23電連接到第二亮度傳感器21，用來對實際背光亮度信號進行 模/數轉換，以產生一實際背光亮度值。第二計算器25電連接到第二模/數轉換器23,用 來將實際背光亮度值乘上液晶面板的一穿透率，以產生一實際顯示亮度值。在本實施例中，第二亮度傳感器21可以是一設置在液晶面板與發光元件之間的 光敏元件，但也可以是一形成在液晶面板上的薄膜電晶體；穿透率是對應最高灰階的穿透 率,因此實際顯示亮度值反應對應最高灰階的顯示亮度。比較器26電連接到第一計算器24和第二計算器25，用來比較目標顯示亮度值和 實際顯示亮度值，以產生一比較結果。儲存器27用來儲存一查找表,查找表包括多個顯示 亮度值和多個分別對應顯示亮度值的脈衝工作值。處理器28電連接到第一計算器24、比較 器26和儲存器27,用來根據目標顯示亮度值,獲得一目標脈衝工作值的一初始值,並根據 比較結果調整目標脈衝工作值，在目標顯示亮度值大於實際顯示亮度值時，將目標脈衝工 作值調大，而在目標顯示亮度值小於實際顯示亮度值時，將目標脈衝工作值調小。驅動器29 電連接到處理器28，用來根據目標脈衝工作值，以脈衝寬度調變方式來產生一驅動信號,且 用來輸出驅動信號到發光元件，以調整發光元件所提供的背光亮度。本實施例一方面通過第一亮度傳感器20、第一模/數轉換器22和第一計算器24 這些元件來感測環境亮度，並計算目標顯示亮度，另一方面通過第二亮度傳感器21、第二模 /數轉換器23和第二計算器25這些元件來感測發光元件所提供的背光亮度,並計算液晶面 板的顯示亮度,然後通過比較器26、儲存器27、處理器28和驅動器29這些元件來比較目標 顯示亮度和液晶面板的顯示亮度，並調整發光元件所提供的背光亮度，以將液晶面板的顯 示亮度調整到目標顯示亮度。
值得注意的是,在本實施例中，第二亮度傳感器21是用來感測發光元件所提供的 背光亮度，以產生一實際背光亮度信號；但在一替代實施例中，第二亮度傳感器21可以是 例如設置在液晶面板的一遠離發光元件的表面上,用來感測液晶面板的顯示亮度，以產生 一實際顯示亮度信號,此時,第二計算器25可以被省略,第二模/數轉換器23電連接到比 較器26,用來對實際顯示亮度信號進行模/數轉換，以產生實際顯示亮度值。以下說明第一計算器24以上述方式計算的原因。環境亮度改變會導致人感受到的伽馬(gamma)曲線偏移。假設對應第n灰階的顯 示亮度及相對穿透率分別為Bn及Yn,對應最高灰階(例如第256灰階)的顯示亮度及相對 穿透率分別為B256及1,且伽馬曲線的伽馬值為(,則相對穿透率Yn如下所示 同理,在最佳環境亮度為Bz時,假設對應第n灰階的顯示亮度為Bnz,對應最高灰 階的顯示亮度為B256z，則人感受到的灰階滑順度如F所示formula see original document page 8
為了使人感受不到灰階偏移,必須滿足下式formula see original document page 8由上式可得；目標顯示亮度值=實際環境亮度值(設定顯示亮度值/最佳環境亮度值。參閱圖4,本發明背光調整方法的較佳實施例適用來根據--環境亮度來調整一發 光元件所提供的一背光亮度，以改變一液晶面板的一顯示亮度。本實施例背光調整方法包 括以下步驟步驟41是根據一實際環境亮度值、一最佳環境亮度值和一對應最佳環境亮度值 的設定顯示亮度值,計算--對應實際環境亮度值的目標顯示亮度值,其中，目標顯示亮度值 =實際環境亮度值*設定顯示亮度值/最佳環境亮度值。步驟42是根據目標顯示亮度值，獲得一與發光元件所提供的背光亮度相關的目 標脈衝工作值的一初始值。步驟43是將一實際背光亮度值乘上液晶面板的一穿透率，以獲得一實際顯示亮 度值。步驟44是比較目標顯示亮度值和實際顯示亮度值，以產生一比較結果。步驟45是根據比較結果，調整目標脈衝工作值。步驟41 45的詳細作法可以參考上述背光調整系統的較佳實施例,此處不再多 加說明。綜上所述，上述實施例通過考慮實際環境亮度值、最佳環境亮度值和設定顯示亮 度值這些參數,可以計算出與最佳背光亮度相關的目標顯示亮度，並通過比較目標顯示亮 度值和實際顯示亮度來調整發光元件所提供的背光亮度,可以調整背光亮度到最佳背光亮 度，不會受到發光元件老化和發光元件間的特性差異影響，因而確實能達成本發明的目的。
權利要求
一種背光調整系統，用來根據一環境亮度來調整一發光元件所提供的一背光亮度，以改變一液晶面板的一顯示亮度，該背光調整系統包括一第一計算器，用來根據一實際環境亮度值、一最佳環境亮度值及一對應該最佳環境亮度值的設定顯示亮度值，計算一對應該實際環境亮度值的目標顯示亮度值；一電連接到該第一計算器的處理器，用來根據該目標顯示亮度值，獲得一目標脈衝工作值的一初始值；及一電連接到該處理器的驅動器，用來根據該目標脈衝工作值，以脈衝寬度調變方式來產生一驅動信號，且適用來輸出該驅動信號到該發光元件。
2.如權利要求1所述的背光調整系統,其特徵在於該目標顯示亮度值=該實際環境 亮度值*該設定顯示亮度值/該最佳環境亮度值。
3.如權利要求1所述的背光調整系統，其特徵在於該背光調整系統進一步包括一電 連接到該第一計算器的比較器，用來比較該目標顯示亮度值及一實際顯示亮度值，以產生 一比較結果；該處理器電連接到該比較器,用來根據該比較結果調整該目標脈衝工作值。
4.如權利要求3所述所述的背光調整系統,其特徵在於該背光調整系統進一步包括 一電連接到該第一計算器的第一亮度傳感器和一電連接到該比較器的第二亮度傳感器，該 第一亮度傳感器用來感測該環境亮度以產生該實際環境亮度信號，該第二亮度傳感器用來 感測該發光元件所提供的該背光亮度以產生該實際背光亮度信號。
5.如權利要求1所述的背光調整系統,其特徵在於該背光調整系統進一步包括--儲 存器，用來儲存多個顯示亮度值及多個分別對應該等顯示亮度值的脈衝工作值；該處理器 電連接到該儲存器，且是根據該目標顯示亮度值從該儲存器中找出該目標脈衝工作值的該
6.一種背光調整方法,用來根據一環境亮度來調整一發光元件所提供的一背光亮度, 以改變一液晶面板的一顯示亮度，該背光調整方法包括以F步驟(A)根據一實際環境亮度值、一最佳環境亮度值及一對應該最佳環境亮度值的設定顯 示亮度值,計算一對應該實際環境亮度值的目標顯示亮度值；及(B)根據該目標顯示亮度值,獲得一與該發光元件所提供的該背光亮度相關的目標脈 衝工作值的一初始值。
7.如權利要求6所述的背光調整方法，其特徵在於該目標顯示亮度值=該實際環境 亮度值*該設定顯示亮度值/該最佳環境亮度值。
8.如權利要求6所述的背光調整方法,其進--步包括以下步驟(C)比較該目標顯示亮度值及一實際顯示亮度值，以產生一比較結果；及(D)根據該比較結果，調整該目標脈衝工作值。
9.如權利要求6所述的背光調整方法,其特徵在於在步驟(B)中是根據該目標顯示
10. 一種背光調整系統，適用來根據一環境亮度來調整一發光元件所提供的一背光亮 度，以改變一液晶面板的一顯示亮度，該背光調整系統包括一第一亮度傳感器，用來感測該環境亮度，以產生一實際環境亮度值； 一第一計算器，電連接到該第--亮度傳感器,用來根據該實際環境亮度值、--最佳環境 亮度值及一對應該最佳環境亮度值的設定顯示亮度值，計算一對應該實際環境亮度值的目標顯示亮度值；一比較器，電連接到該第一計算器和該第二亮度傳感器,用來比較該目標顯示亮度值 及一實際顯示亮度值，以產生一比較結果；及一處理器，電連接到該比較器，用來根據該比較結果，調整一與該發光元件所提供的該 背光亮度相關的目標脈衝工作值。
全文摘要
本發明涉及一種背光調整系統及方法。該背光調整系統包括一第一計算器、一處理器和一驅動器。該第一計算器用來根據一實際環境亮度值、一最佳環境亮度值和一對應該最佳環境亮度值的設定顯示亮度值，計算一對應該實際環境亮度值的目標顯示亮度值。該處理器電連接到該第一計算器，用來根據該目標顯示亮度值獲得一目標脈衝工作值的一初始值。該驅動器電連接到該處理器，用來根據該目標脈衝工作值，以脈衝寬度調變方式來產生一驅動信號，且用來輸出該驅動信號到發光元件。
文檔編號G09G3/36GK101833926SQ20091030084
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月13日 優先權日2009年3月13日
發明者黃順明 申請人:群康科技(深圳)有限公司;群創光電股份有限公司