专利名称：依据显示距离调整亮度的显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可调整亮度的平面显示器，尤其涉及一种依据显示距离调整亮度
的平面显示器。
背景技术：
功能先进的显示器已渐成为现今消费电子产品的重要特色，其中液晶显示器已经 逐渐为各种电子设备如电视、移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、电脑屏幕或笔记本 电脑屏幕所广泛应用。 然而应用于液晶电视、电脑屏幕或笔记本电脑屏幕的大尺寸液晶模块，其功率消 耗会随着液晶模块尺寸增大或亮度增加而使功耗明显增加，同时功耗的增加会衍生出更多 的热能。另外，液晶模块长时间显示在同一画面时会有图像残留的问题。以上的问题主要 都跟大尺寸液晶模块的背光有相当大的关系，所以控制背光调整亮度将是个重要的课题。
目前的显示器中，主要是利用光感测元件感测使用者距离显示幕的距离，或是利 用数字相机模块分析使用者距离显示幕的距离后，再来调整背光亮度，例如中国台湾专利 公告第271686号与第273818号专利所示。但是对使用光感测元件作为感测器的显示器来 说， 一但使用者的距离显示幕的距离较远，则感测效果的误差也会增加。对使用数字相机模 块作为感测器的显示器来说，相对距离的感测较为复杂且成本较高。因此两者都不适合解 决大尺寸液晶模块所遇到的相关问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种依据显示距离调整亮度的显示器，其利用感 测器并搭配用于自动检测移动物件距离液晶模块的相对位置算法，可以自动检测较远移动 物件距离液晶模块的相对位置，以解决现有技术的问题。 依据本发明，一种依据显示距离调整亮度的显示器，其包含液晶模块、感测器、开 关增益电路、微控制器以及亮度控制器。该液晶模块包含显示面板以及背光模块，该显示面 板用来依据该背光模块的光线显示图像。该感测器安装于该显示面板的一侧，用来依据该 液晶模块与使用者的距离产生感测信号。该开关增益电路耦接于该感测器，用来将该感测 信号与多个增益值比对以输出测量电压。该微控制器耦接该开关增益电路，用来依据该测 量电压决定该液晶模块与使用者的距离。该亮度控制器耦接于该微控制器以及该液晶模 块，用来依据该微控制器所决定的液晶模块与使用者的距离调整显示面板的亮度。
依据本发明，该亮度控制器包含多个亮度调整值，每一亮度调整值对应一增益值， 当该微控制器判断该液晶模块与使用者的距离符合其中一增益值时，则该亮度控制器依据 对应的亮度调整值调整该液晶模块的亮度。 依据本发明，显示器另包含一电平平移电路，耦接于该开关增益电路与该感测器 之间，用来提升该感测信号的电压电平。 依据本发明，该感测器为一微波感测器、一红外线感测器或是一超音波感测器。
依据本发明，该开关增益电路包含运算放大器和切换电路。该运算放大器包含一
输入端以及一输出端，用来于该输入端的该感测信号符合所述多个增益值的一增益值时， 于该输出端输出符合该增益值的测量电压。该切换电路耦接于该运算放大器的该输出端， 用来依据该输出端的测量电压调整所述多个增益值的一增益值。当该感测信号的电平超过 一增益值，该切换电路提高选取的增益值。当该感测信号的电平低于一增益值，该切换电路 降低选取的增益值。 本发明的显示器利用感测器检测使用者的动态移动，并利用开关增益电路配合微
控制器计算使用者相对于液晶模块的距离，据以动态调整液晶模块显示的亮度。如此一来， 使用者可得到一个较舒适的观赏亮度，而液晶模块也可以通过调整亮度来实现节能的目 的。此外，在适当时机将亮度调暗一点，功耗少一点，则增加多余热能的问题就可以缓解，通 过这种保护机制，可以达到保护液晶模块的功效。更因为热能的问题获得缓解，则图像残留 的问题也可以改善。本发明另一好处在于可通过使用者距液晶模块不同距离的情况，调整 不同的显示画面，则图像残留的问题也可以获得改善。由于本发明的显示器利用感测器以 及自动检测移动物件距离液晶模块的相对位置算法，尤其能够自动检测较远移动物件距离 液晶模块的相对位置，因此具有传统使用感测元件的液晶模块所没有的特点。 为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细 说明如下。
图1为本发明的显示器的功能方框图。 图2为图1的开关增益电路的电路图。 图3为亮度值、增益值与使用者距离的范例,
上述附图中的附图标记说明如下
IO显示器
14感测器
18微控制器
22电平平移电路
164切换电路
124背光模块
12液晶模块 16开关增益电路 20亮度控制器 162运算放大器 122液晶显示面板
具体实施例方式
请参阅图1，图1为本发明的显示器10的功能方框图。显示器10包含一液晶模 块12、一感测器14、一开关增益电路16、一电平平移电路22、一微控制器18以及一亮度控 制器20。液晶模块12包含液晶显示面板122以及背光模块124，液晶显示面板122用来依 据背光模块124发出的光线显示图像。感测器14安装于液晶模块12的一侧，其可以为微 波感测器、红外线感测器或是超音波感测器。感测器14的发射端可朝液晶模块12面向使 用者的方向发射微波、红外线或是波音波，当发射出来的微波、红外线或是波音波接触物件 后即会反射并由感测器14的接收端接收。感测器14的接收端就会依据反射的微波、红外 线或是波音波产生一感测信号。电平平移电路22耦接于开关增益电路16与感测器14之间，用来提升并强化该感测信号的电压电平。开关增益电路16用来将该感测信号与多个增 益值比对以输出一测量电压。微控制器18耦接开关增益电路16，用来依据该测量电压决定 液晶模块12与使用者的距离。微控制器18可以是一个8位元微处理器或简单的算术运算 单元。亮度控制器20耦接于微控制器18以及液晶模块12，用来依据微控制器18所决定 的液晶模块12与使用者的距离调整液晶模块12的亮度。而亮度控制器20与微控制器18 之间可利用RS-232、 I2C、 GPRS及网络等常用的传输接口以与主系统(例如PID系统)连 结。 请参阅图2，图2为图1的开关增益电路16的电路图。开关增益电路16包含一运 算放大器162以及一切换电路164。运算放大器162包含一输入端VIN以及一输出端VOUT， 用来于该输入端VIN的该感测信号符合所述多个增益值的一增益值时，于该输出端V0UT输 出符合该增益值的测量电压。微控制器18耦接于切换电路164，微控制器18用来依据该输 出端V0UT的测量电压控制切换电路164调整所述多个增益值的一增益值。当该感测信号 的电平超过一增益值，切换电路164提高选取的增益值；反之，当该感测信号的电平低于一 增益值，切换电路164降低选取的增益值。而亮度控制器20则存储多个亮度调整值，每一 亮度调整值对应一增益值，当微控制器18判断液晶模块12与使用者的距离符合其中一增 益值时，则亮度控制器20会根据符合的增益值将对应的亮度调整值输出予背光模块124。 最终，背光模块124就是依据亮度调整值调整液晶模块12的亮度。 请一并参阅图3，图3为亮度值、增益值与使用者距离的范例。为了更详细说明本 发明的运行，以下将举例说明，但如在本领域普通技术人员所能理解，有关使用者距离与对 应亮度值的数值变化可依设计者的需求而调整，并不以本实施例的数值为限。 一开始背光 模块124发射的预设光线亮度值为100%。当使用者距离显示面板122的距离在5米以内， 感测器14接收端接收到反射自使用者的微波、红外线或是波音波而产生一感测信号。开关 增益电路16的运算放大器162会将该感测信号的电平与第一增益值做比较。因为此时感测 信号电平会低于第一增益值(因第一增益值对应到亮度值100% )，所以切换电路164会根 据运算放大器162的输出端V0UT的测量电压将增益值下调为第二增益值(第二增益值对 应到亮度值80% )。但感测信号电平仍低于第二增益值，所以切换电路164会根据输出端 V0UT的测量电压下调为第三增益值(第三增益值对应到亮度值70% )。此时，运算放大器 162会判断感测信号电平与第三增益值相符，故亮度控制器20会根据测量电压调整其亮度 值为70%，并将该亮度值送至背光模块164。而背光模块164就会将发射的光线亮度由预 设的100%下调至70%。如果使用者接下来退后到距离显示面板12有22米之遥，则开关 增益电路16会根据上述模式，以轮询(polling)的方式判断出感测信号电平与第四增益值 相符，故亮度控制器20会根据测量电压调整其亮度值为0%，并将该亮度值送至背光模块 164。而背光模块164就会将发射的光线亮度由70%下调至0%。通过这样的机制，使用者 距离显示面板12的距离越近，则背光模块164所提供的光线亮度反而较小，而不需一直维 持正常100%的亮度值。但是当使用者距离显示面板12的距离过远，表示没有使用者正在 使用显示器10，所以背光模块164会先暂停提供光线而呈现全黑画面以节省电力耗损，或 者是呈现全白画面以吸引并提醒使用者注意。简言之，本发明的显示器10为了吸引观赏者 的目光，可设计为依据观赏者距液晶模块的距离使液晶模块12自动切换显示的图像亮度。
请注意，感测器14会定时的发射微波、红外线或是波音波等信号以检测使用者的距离。而开关增益电路16、电平平移电路22、微控制器18以及亮度控制器20则是在感测器14有运行时会才运行，以节省电力的耗损。 相较于现有技术，本发明的显示器利用感测器检测使用者的动态移动，并利用开关增益电路配合微控制器计算使用者相对于液晶模块的距离，据以动态调整液晶模块显示的亮度。如此一来，使用者可得到一个较舒适的观赏亮度，而液晶模块也可以通过调整亮度来实现节能的目的。此外，在适当时机将亮度调暗一点，功耗少一点，则增加多余热能的问题就可以缓解，通过这种保护机制，可以达到保护液晶模块的功效。更因为热能的问题获得缓解，则图像残留的问题也可以改善。本发明另一好处在于可通过使用者距液晶模块不同距离的情况，调整不同的显示画面，则图像残留的问题也可以获得改善。由于本发明的显示器利用感测器以及自动检测移动物件距离液晶模块的相对位置算法，尤其能够自动检测较远移动物件距离液晶模块的相对位置，因此具有传统使用感测元件的液晶模块所没有的特点。 虽然本发明已用较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。
权利要求
一种依据显示距离调整亮度的显示器，其包含一液晶模块，包含一显示面板以及一背光模块，该显示面板用来依据该背光模块的光线显示图像；一感测器，安装于该显示面板的一侧，用来依据该显示面板与一使用者的距离产生一感测信号；一开关增益电路，耦接于该感测器，用来将该感测信号与多个增益值比对以输出一测量电压；一微控制器，耦接该开关增益电路，用来依据该测量电压决定该显示面板与该使用者的距离；以及一亮度控制器，耦接于该微控制器以及该液晶模块，用来依据该微控制器所决定的该显示面板与该使用者的距离调整该显示面板的亮度。
2. 如权利要求1所述的显示器，其中该亮度控制器包含多个亮度调整值，每一亮度调 整值对应一增益值，当该微控制器判断该液晶模块与使用者的距离符合其中一增益值时， 则该亮度控制器依据对应的亮度调整值调整该液晶模块的亮度。
3. 如权利要求1所述的显示器，其另包含一电平平移电路，耦接于该开关增益电路与 该感测器之间，用来提升该感测信号的电压电平。
4. 如权利要求1所述的显示器，其中该感测器为一微波感测器、一红外线感测器或是 一超音波感测器。
5. 如权利要求1所述的显示器，其中该开关增益电路包含一运算放大器，其包含一输入端以及一输出端，用来于该输入端的该感测信号符合所 述多个增益值的一增益值时，于该输出端输出符合该增益值的测量电压；以及一切换电路，耦接于该运算放大器的该输出端，用来依据该输出端的测量电压调整所 述多个增益值的一增益值。
6. 如权利要求5所述的显示器，其中当该感测信号的电平超过一增益值，该切换电路 提高选取的增益值。
7. 如权利要求5所述的显示器，其中当该感测信号的电平低于一增益值，该切换电路 降低选取的增益值。
8. 如权利要求1所述的显示器，其中该显示面板在该微控制器所决定的该显示面板与 该使用者的距离大于一预设值时显示一全白画面。
9. 如权利要求1所述的显示器，其中该显示面板在该微控制器所决定的该显示面板与 该使用者的距离大于一预设值时显示一全黑画面。
全文摘要
一种依据显示距离调整亮度的显示器，其包含液晶模块、感测器、开关增益电路、微控制器以及亮度控制器。液晶模块包含显示面板以及背光模块，显示面板用来依据背光模块的光线显示图像。感测器安装于液晶模块的一侧，用来依据液晶模块与使用者的距离产生感测信号。开关增益电路耦接于感测器，用来将感测信号与多个增益值比对以输出测量电压。微控制器耦接开关增益电路，用来依据该测量电压决定液晶模块与使用者的距离。亮度控制器耦接于微控制器以及液晶模块，用来依据微控制器所决定的液晶模块与使用者的距离调整显示面板的亮度。本发明能够自动检测较远移动物件距离液晶模块的相对位置，因此具有传统使用感测元件的液晶模块所没有的特点。
文档编号G09G3/36GK101710483SQ20091022105
公开日2010年5月19日 申请日期2009年11月9日 优先权日2009年11月9日
发明者廖致霖, 施鸿民, 洪明吉 申请人:友达光电股份有限公司