专利名称：动态背光控制的适应性步进控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种动态背光控制，特别是涉及一种动态背光控制的适应性步进控制 (adaptive stepping—control)系统及方法。
背景技术：
背光(backlight)是用以从背面或侧面来照亮平面显示器(例如液晶显示器)的 一种技术。光源可以是冷阴极管(CCFL)、发光二极管(LED)或其他光源。固定式背光(constant backlight)不管影像数据或周边光线如何变化都会提 供稳定固定的光线。固定式背光的缺点之一为，当显示黑阶(“0”)时会有漏光(light leakage)现象，因而造成不良的动态对比特性。为了增加其对比，必须使用动态背光(dynamic backlight,DBL)技术，其动态地或 适应性地(adaptively)根据影像数据的分布情形或周边光线以调整整体或特定部分的背 光亮度。例如，当显示亮影像时，背光会输出高亮度；当显示暗影像时，则减弱背光的输出亮 度，因而可以减少漏光。藉此，动态背光比固定式背光具有较高的动态对比。再者，与固定 式背光相较之下，动态背光还可以减少功率的消耗。然而，当相邻影像讯框(以下简称“讯框”)的亮度差异很大时(例如，10%亮度的 讯框跟随着一个90%亮度的讯框)，不可骤然改变背光的输出照度，否则，观者会感觉到闪 烁。为了避免此问题，需要以和缓的方式来改变背光的输出照度。图1显示一种和缓改变 背光照度的传统技术。在图式中，背光的照度从原照度值(V)以步进方式(stepwise)逐渐 改变至目标照度值(V+4)。如图所示，背光照度并非从原照度值(V)骤然变为目标照度值 (V+4)，而是在每一时间增加一些背光照度。特别的是，在每一单位时间增加一单位的背光 照度。换句话说，图1所示的传统作法中，其照度改变具有固定的步进率(st印ping rate)， 或称为调光率(dimming rate)。上述的传统技术于某些应用中的效果尚可接受，例如当相邻讯框具有类似的亮度 时(例如，显示于电脑显示器的图形使用者介面(GUI))。然而，当相邻讯框的亮度差异很 大时，例如动画或电影，此种传统技术所产生的效果并不佳。举例而言，当背光照度正以图 1所示的上升步进增加时，此时如果突然从亮讯框变为暗讯框，则背光照度将立即改以下降 步进，因而造成前一讯框的目标照度值(V+4)根本无法达到。由此可见，传统背光控制无法跟上影像的改变，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待 加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长 久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够 解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种有效的机制，用以 适应性控制背光照度的步进率(或调光率)，使得背光不但能和缓改变其照度，也能快速跟 上影像的改变，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种用于动态背光的适应性步进控制，用以达到和缓的 显示及良好的对比特性，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的一种动态背光控制的适应性步进控制(adaptivest印ping-control)系统，包含一动态 背光控制装置，用以动态调整背光照度；以及一步进控制单元，用以调整该背光控制装置的 输出，使得一背光单元所产生的背光照度得以和缓改变；其中，每单位时间的背光照度改变 量是根据影像数据的内容作改变。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的动态背光控制的适应性步进控制系统，其中上述的背光单元受控于该步进 控制单元，以步进方式(st印wise)改变照度。前述的动态背光控制的适应性步进控制系统，其中上述的步进控制单元产生脉宽 调变(PWM)信号，其工作周期(duty)与该背光照度成比例。前述的动态背光控制的适应性步进控制系统，其更包含一内容变化率估算装置， 其接收及分析该影像数据的内容，以估算该影像数据的内容变化率。前述的动态背光控制的适应性步进控制系统，其中上述的内容为一影像讯框的平 均亮度。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的 一种动态背光控制的适应性步进控制(adaptivest印ping-control)方法，包含根据影像 数据以产生背光控制信号；以及调整该背光控制信号，使得一背光单元所产生的背光照度 得以和缓改变；其中，每单位时间的背光照度改变量根据该影像数据的内容作改变。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的动态背光控制的适应性步进控制方法，其中上述的背光单元受控于该调整 后的背光控制信号，以步进方式(stepwise)改变照度。前述的动态背光控制的适应性步进控制方法，其中上述调整后的背光控制信号为 脉宽调变(PWM)信号，其工作周期(duty)与该背光照度成比例。前述的动态背光控制的适应性步进控制方法，其中上述调整后的背光控制信号为 脉宽调变(PWM)信号，其工作周期(duty)与该背光照度成比例。前述的动态背光控制的适应性步进控制方法，其中上述的内容为一影像讯框的平 均亮度。借由上述技术方案，本发明动态背光控制的适应性步进控制系统及方法至少具有 下列优点及有益效果本发明背光步进控制可根据讯框的内容变化率而适应性地改变。藉 此，讯框可和缓地显示且不具闪烁，另外，背光也可快速地反应至目标照度，因而得以获得 良好的动态对比。数据数据综上所述，本发明一种动态背光控制(DBLC)的适应性步进控制 (adaptive stepping-control)系统及方法。步进控制单元调整背光控制装置的输出，使得 背光单元所产生的背光照度得以和缓改变。其中，每单位时间的背光照度改变量(亦即，步 进率)是根据影像数据的内容作改变的。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1显示一种和缓改变背光照度的传统技术示意图。图2显示本发明实施例的动态背光控制(DBLC)的适应性步进率控制系统及方法 示意图。图3例示一慢速内容改变的讯框序列及步进控制期间的相对应背光照度示意图。图4例示一快速内容改变的讯框序列及步进控制期间的相对应背光照度示意图。200 适应性步进率控制系统及方法20 动态背光控制(DBLC)装置 22 步进控制单元24:背光单元26:内容变化率估算装置
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的动态背光控制的适应性步进控制系统及方法其具 体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实 施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定目 的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说 明之用，并非用来对本发明加以限制。图2显示本发明实施例的动态背光控制(dynamic backlight control, DBLC)的 适应性步进率(或调光率)控制系统及方法200。在本实施例中，动态背光控制(DBLC)装 置20可动态地根据影像数据的分布情形以调整整体或特定部分的背光亮度。例如，当显示 亮影像时，背光会输出高亮度；当显示暗影像时，则减弱背光的输出亮度。在其他实施例中， 动态背光控制(DBLC)装置20可动态地根据周边光线以调整整体或特定部分的背光亮度。动态背光控制(DBLC)装置20的输出藉由步进控制单元22以提供控制信号给背 光单元(BLU) 24。在一实施例中，动态背光控制(DBLC)装置20藉由步进控制单元22以提 供脉宽调变(PWM)信号，其工作周期(duty)与背光照度成比例。步进控制单元22(其可以 为一电路)是用以调整动态背光控制(DBLC)装置20的输出，使得背光单元(BLU)24所产 生的背光照度能以和缓方式来改变。在本实施例中，背光单元(BLU) 24的照度中以步进方 式(stepwise)从原照度值改变为目标照度值，而非骤然从原照度值直接变为目标照度值， 因而可以改善闪烁的问题。在本实施例中，每一单位时间的背光亮度改变量(或步距)是根据影像数据的内 容来改变的。换句话说，步进率(或调光率)一般来说并非是固定值。输入至步进控制单 元22的可变步进率是由内容变化率估算(content change-rate estimation)装置26来 决定，其接收并分析影像数据以估算影像数据的内容变化率。
图3例示一慢速内容改变的讯框序列及步进控制期间的相对应背光照度。如图所 示，亮讯框Fl至F3的平均亮度分别对应至90%背光照度。接下来，暗讯框F4至Fll的平 均亮度分别对应至10%背光照度。根据图式，由于暗讯框F4至Fll的数量很大(例如大于 一预设值)，因此，内容变化率估算装置26判定讯框序列Fl至Fll为慢速内容改变。因此， 内容变化率估算装置26即提供较小的照度步进率(例如-10% )给予背光单元(BLU) 24。 换句话说，背光单元(BLU) 24每一单位时间会减少10%照度。图4例示一快速内容改变的讯框序列及步进控制期间的相对应背光照度。如图所 示，亮讯框Fl至F2的平均亮度分别对应至90%背光照度。接下来，暗讯框F3至F4的平均 亮度分别对应至10%背光照度。再者，亮讯框F5至F6的平均亮度分别对应至90%背光照 度。最后，暗讯框F7跟在F6之后。根据图式，由于暗讯框F3至F4的数量很小(例如小于 一预设值)，因此，内容变化率估算装置26判定讯框序列在F4之前为快速内容改变。因此， 内容变化率估算装置26即提供较大的照度步进率(例如-40% )给予背光单元(BLU) 24。 换句话说，背光单元(BLU) 24每一单位时间会减少40%照度。接着，影像又从暗讯框F3-F4 转变为亮讯框F5-F6。由于亮讯框F5至F6的数量很小(例如小于一预设值)，因此，内容 变化率估算装置26判定讯框序列于F5之后亦为快速内容改变。因此，内容变化率估算装 置26即提供较大的照度步进率(例如+40% )给予背光单元(BLU) 24。换句话说，背光单 元(BLU) 24每一单位时间会增加40%照度。根据上述实施例，背光步进控制可根据讯框的内容变化率而适应性地改变。藉此， 讯框可和缓地显示且不具闪烁，另外，背光也可快速地反应至目标照度，因而得以获得良好 的动态对比。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更 动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案 的范围内。
权利要求
一种动态背光控制的适应性步进控制系统，其特征在于其包含一动态背光控制装置，用以动态调整背光照度；以及一步进控制单元，用以调整该背光控制装置的输出，使得一背光单元所产生的背光照度得以和缓改变；其中，每单位时间的背光照度改变量是根据影像数据的内容作改变。
2.根据权利要求1所述的动态背光控制的适应性步进控制系统，其特征在于其中上述 的背光单元受控于该步进控制单元，以步进方式改变照度。
3.根据权利要求1所述的动态背光控制的适应性步进控制系统，其特征在于其中上述 的步进控制单元产生脉宽调变信号，其工作周期与该背光照度成比例。
4.根据权利要求1所述的动态背光控制的适应性步进控制系统，其特征在于其更包含 一内容变化率估算装置，其接收及分析该影像数据的内容，以估算该影像数据的内容变化 率。
5.根据权利要求4所述的动态背光控制的适应性步进控制系统，其特征在于其中上述 的内容为一影像讯框的平均亮度。
6.一种动态背光控制的适应性步进控制方法，其特征在于其包含根据影像数据以产生背光控制信号；以及调整该背光控制信号，使得一背光单元所产生的背光照度得以和缓改变；其中，每单位时间的背光照度改变量根据该影像数据的内容作改变。
7.根据权利要求6所述的动态背光控制的适应性步进控制方法，其特征在于其中上述 的背光单元受控于该调整后的背光控制信号，以步进方式改变照度。
8.根据权利要求6所述的动态背光控制的适应性步进控制方法，其特征在于其中上述 调整后的背光控制信号为脉宽调变信号，其工作周期与该背光照度成比例。
9.根据权利要求6所述的动态背光控制的适应性步进控制方法，其特征在于其更包含 一步骤，用以接收及分析该影像数据的内容，以估算该影像数据的内容变化率。
10.根据权利要求6所述的动态背光控制的适应性步进控制方法，其特征在于其中上 述的内容为一影像讯框的平均亮度。
全文摘要
本发明是有关于一种动态背光控制(DBLC)的适应性步进控制(adaptive stepping-control)系统及方法。步进控制单元调整背光控制装置的输出，使得背光单元所产生的背光照度得以和缓改变。其中，每单位时间的背光照度改变量(亦即，步进率)是根据影像数据的内容作改变的。
文档编号G09G3/36GK101888726SQ20091014290
公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月13日 优先权日2009年5月13日
发明者沈国良, 陈星嘉 申请人:承景科技股份有限公司;奇景光电股份有限公司