专利名称：光线调整装置与方法及应用此装置的背光模组与液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种光线调整装置，特别是有关于一种光线调整 装置与方法及应用此装置的背光模组与液晶显示器。
背景技术：
在人们的日常生活中充斥着各种电子装置，例如PDA、行动电话 和电脑，而这些电子装置也替人类的生活带来相当多的便利性。然而 随着科技的进步和经济的发展，人们对于电子装置的功能要求越来越 多，伴随着功能的增加，电子装置的耗电量也不断地上升，因此电子 装置的省电功能也越来越被重视。现今大部份的电子装置都具有显示 器来显示操作功能或影像画面，而这些显示器大多利用背光源来提供 显示所需的光线，以显示影像画面。 一般显示器的背光源是包含光学
材料和内部光源(例如CCFL或LED)，内部光源所发射的光线经过光 学材料均匀扩散后，即可做为显示器的背光。然而，内部光源的消耗 功率通常高于显示器其他部件的效耗功率，因此需要一种光线调整装 置来减少内部光源的消耗功率，来达到省电的功效。
发明内容
本发明一方面是在提供一种光线调整装置和方法，借由利用环境 光做为光源，来减少内部光源的功率消耗以达到省电的功效。
本发明的又一方面是在提供一种背光模组，借由利用环境光做为 光源，来减少内部光源的功率消耗以达到省电的功效。
本发明的再一方面是在提供一种液晶显示器，借由利用环境光来 做为光源，来减少内部光源的功率消耗以达到省电的功效。
根据本发明的上述目的，本发明的光线调整装置至少包含入口 装置、多个内部光源、光源驱动装置、导光部、侦测装置和控制器。 入口装置是用以导入环境光至导光部中，而内部光源是用以发射内部 光至导光部中，并使内部光与环境光于导光部中均匀混合。光源驱动 装置是用以驱动内部光源。光侦测装置是用以侦测混合光的特性而输 出侦测值，此侦测值包含色温侦测值或亮度侦测值。控制器是用以接 收侦测值来控制光源驱动装置调整内部光线，使上述混合光的特性达 到光线调整装置所设定的特性预设值。
根据本发明上述目的，本发明的光线调整方法至少包含将环境 光输入至上述的光线调整装置；进行侦测步骤，其中侦测步骤使用侦 测装置来侦测导光部内的光线的特性，并输出侦测值；将侦测值输入 至控制器；使用控制器来比较侦测值与预设特性值，以获得误差参数；
判断误差参数是否小于预设阀值并提供判断结果；若判断结果为是则
进行再侦测.、/ -刖置步骤，以重新进行侦测步骤；以及若判断结果为否则
进行校正步骤和混合步骤，其中校正步骤是利用控制器来将误差参数
转换为校正参数，并将校正参数输出至光源驱动装置，以使光源相对
应地输出内部光至导光部，混合步骤是将内部光和环境光于导光部内
均匀混合。
根据本发明的上述目的，本发明的背光模组至少包含入口装置、 多个内部光源、光源驱动装置、导光板、侦测装置、控制器和光学材 料膜片组。入口装置用以导入环境光至背光模组中，而内部光源用以 发射内部光至导光部中，使内部光与环境光于导光板中均匀混合。光 源驱动装置是用以驱动内部光源。光侦测装置是用以侦测混合光的特 性而输出侦测值，此侦测值包含色温侦测值或亮度侦测值。控制器是 用以接收侦测值来控制光源驱动装置调整内部光线的特性，使混合光 的特性达到光线调整装置所设定的预设值。光学材料膜片组用以扩散 上述的混合光，以均匀背光模组的辉度分布。
根据本发明的上述目的，本发明的液晶显示器至少包含背光模 组和显示面板，其中背光模组包含入口装置、多个内部光源、光源驱
动装置、导光板、侦测装置、控制器和光学材料膜片组，面板则包含 液晶层和基板。
由于本发明采用了以上的技术方案，在背光模组中，入口装置用 以导入环境光至背光模组中，而内部光源用以发射内部光至导光部中， 使内部光与环境光于导光板中均匀混合。光源驱动装置用以驱动内部 光源。光侦测装置用以侦测混合光的特性而输出侦测值，此侦测值包 含色温侦测值或亮度侦测值。控制器用以接收侦测值来控制光源驱动 装置调整内部光线的特性，使混合光的特性达到光线调整装置所设定 的预设值。光学材料膜片组用以扩散上述的混合光，以均匀背光模组 的辉度分布。
由于本发明采用了以上的技术方案，在显示面板中，上述的基板 系包含多个晶体管开关，这些晶体管开关用以控制液晶层所包含的液 晶分子的排列方式，而液晶分子的排列方式可控制通过显示面板的混 合光的光量，因此显示面板可利用晶体管开关来控制液晶分子，以显 示具有不同灰阶的画面。
又，上述液晶显示器的光侦测装置可设置于上述的基板中，以节 省空间和成本。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下 面特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
图1绘示是根据本发明的第一实施例的光线调整装置的功能方块 示意图。
图2绘示是根据本发明的第一实施例的光线调整装置的控制方法 的流程示意图。
图3绘示是根据本发明的第一实施例的控制器的工作流程示意图。 图4绘示是根据本发明的第二实施例的光线调整装置的爆炸示意图。
图5绘示是根据本发明的第三实施例的光线调整装置的爆炸示意
图。
图6绘示是根据本发明的第四实施例的光线调整装置的爆炸示意图。
图7绘示是根据本发明的第五实施例的光线调整装置的爆炸示意图。
图8绘示是根据本发明的第六实施例的光线调整装置的爆炸示意图。
图9绘示是根据本发明的第七实施例的背光模组的爆炸示意图。 图10绘示是根据本发明的第八实施例的液晶显示器的结构示意图。
图中主要元件符号说明说明如下
100:光线调整装置110:入口装置
110a:第一入口装置组110b:第二入口装置组
112:内部光源112a:第一内部光源组
112b:第二内部光源组114:光源驱动装置
116:导光部118:光侦测装置
118a:第一光侦测装置组118b:第二光侦测装置
120:控制器122:框架
123:光入射口124:环境光
126:内部光128:混合光
130:侦测值
133:红色发光二极管134:蓝色发光二极管
135:绿色发光二极管140:调节装置
150:控制方法152:环境光输入步骤
154:侦测步骤156:侦测值输入步骤
158:色温座标转换步骤160:比较步骤
162:误差判断步骤164:再侦测前置步骤
166:校正步骤168:混合步骤200:光线调整装置202:光学材料部
206:第一表面208:第二表面
300:光线调整装置310:侧面
310a:第一侧面310b第二侧面
310c:侧面310d侧面
320:反射板400:光线调整装置
500:光线调整装置600:光线调整装置
700:背光模组710:光学材料膜片组
800:液晶显示器814:液晶层
816:基板820:晶体管开关
822:液晶分子Lsensor:混合光的亮Ltarget:预设亮度值 Lerror:亮度误差参数
Xerror, Yerror: 色温误差参数 Xsensor, Ysensor:混合光的二维色温座标值 Xtarget , Ytarget: 预设二维色温座标值 CorrectionFactor—R: 红色光校正参数 CorrectionFactor—G: 绿色光校正参数 CorrectionFactor—B: 蓝色光校正参数
具体实施例方式
请参照图l，其绘示是根据本发明的第一实施例的光线调整装置100 的功能方块示意图。该光线调整装置100至少包含入口装置IIO、内 部光源112、光源驱动装置114、导光部116、光侦测装置118和控制 器120，其中入口装置IIO包含框架，框架包含光入射口，入口装置110 用以导入环境光124至导光部116中。内部光源112用以发射内部光 126，而使环境光124与内部光126于导光部116内均匀混合，以获得 混合光128。光侦测装置118用以侦测混合光128的特性而相应地输出 侦测值130，其中侦测值130可例如为色温(color temperature)侦测 值或亮度(brightness)侦测值。控制器120用以根据侦测值130来控
制光源驱动装置114，使光源驱动装置114根据控制器120的指示来调
整内部光源112，以调整内部光126的特性，如此可使混合光128的特 性能达到特性预设值，其中特性预设值可例如为光线调整装置100所 预设的色温预设值或亮度预设值。在本实施例中，内部光源112可包 含有红色发光二极管133、蓝色发光二极管134和绿色发光二极管135; 入口装置110可具有调节装置140，调节装置140用以调整入口装置110 的入光量，以调节进入导光部116的光量。
请同时参照图2和图3,图2绘示是根据本发明的第一实施例的光 线调整装置100的控制方法150的流程示意图，图3绘示根据本发明 的第一实施例的控制器120的工作流程示意图。在环境光输入步骤152 中，将环境光124输入至光线调整装置100。在侦测步骤154中，利用 光侦测装置118来侦测混合光128的特性，以将混合光128的特性转 换为侦测值130。值得注意的是，若此时内部光源112尚未开启，则混 合光128等于环境光124。在侦测值输入步骤156中，将侦测值130输 入至控制器120中。在色温座标转换步骤158中，利用控制器120来 将侦测值130转换为代表混合光128的色温值的二维色温座标值 (Xsensor， Ysensor)和代表混合光128的亮度值的亮度参数Lsensor 。 在比较步骤160中，系利用控制器120来比较特性预设值与二维色温 座标值(Xsensor， Ysensor)和亮度参数Lsensor，并提供误差参数。在 本实施例中，特性预设值包含预设二维色温座标值(Xtarget， Ytarget) 和预设亮度值Uarget，误差参数为色温误差参数(Xerorr， Yerorr)和 亮度误差参数Lerror。在误差判断步骤162中，利用控制器120来判 断误差参数是否小于预设阀值并输出判断结果。若判断结果为是，则 进行再侦测前置步骤164;若判断结果为否，则进行校正步骤166。在 再侦测前置步骤164中，判断是否己经过一预设时间或是满足一预设 操作条件，以重新进行侦测步骤154。在校正步骤166中，将色温误差 参数(Xerorr， Yerorr)和亮度误差参数Lerorr转换成红色光校正参数 Correction一R、绿色光校正参数Correction一G禾口蓝色光校正参数 Correction一B，然后将红色光校正参数Correction—R、绿色光校正参
数Correction—G和蓝色光校正参数Correction—B输出至光源驱动装 置1M，使光源驱动装置114调整红色发光二极管133、蓝色发光二极 管134和绿色发光二极管135的电流，以改变内部光126的特性。在 混合步骤168中，是将调整后的内部光126与环境光124于导光部116 内再度混合，以输出符合需求的混合光128。
请参照图4,其绘示是根据本发明的第二实施例的光线调整装置 200的爆炸示意图。光线调整装置200类似于光线调整装置100，但光 线调整装置200的入口装置110更包含光学材料部202，光学材料部202 可使环境光124能均匀地被导入导光部116中，以避免混合不均匀的 情况发生。在本发明的第二实施例中，导光部U6具有第一表面206 和第二表面208，其中第一表面206相对于第二表面208。入口装置110 设置于邻近第一表面206的位置，以透过第一表面206来导入环境光 124。光侦测装置118设置于邻近第二表面208的位置，以侦测混合均 匀的混合光128的特性。内部光源112设置于第一表面206和入口装 置110的间，以透过第一表面206来射入内部光126至导光部116。符 合特性预设值的混合光128系从第二表面208射出。调节装置140可 例如为门板结构，此门板结构系邻设于框架122的光入射口 123，适当 地控制门板结构，即可控制进入导光部116的环境光124的光量。
请参照图5，其绘示是根据本发明的第三实施例的光线调整装置300 的爆炸示意图。光线调整装置300类似于光线调整装置200，但光线调 整装置300与光线调整装置200不同之处为入口装置110设置于邻 近侧面310的位置，以透过侧面310来导入环境光124至导光部116 中，其中侧面310与第一表面206和第二表面208相邻。光线调整装 置300可增加导入至导光部116的环境光124的光量，以更进一步地 减少内部光源112的功率消耗。另外，光线调整装置300亦可设置反 射板320于邻近第一表面206的位置，如此可增加混合光128的利用 效率。
请参照图6，其绘示是根据本发明的第四实施例的光线调整装置400 的爆炸示意图。光线调整装置400类似于光线调整装置300,但光线调整装置400的内部光源112是设置于邻近侧面310的第一侧面310a和 第二侧面310b的位置，而光侦测装置118则设置于邻近其余的侧面310c 和310d的位置，其中内部光源112分为第一内部光源组112a和第二 内部光源组112b，第一内部光源组112a相对于第二内部光源组112b; 光侦测装置118亦分为第一光侦测装置组118a和第二光侦测装置组 118b，第一光侦测装置组118a相对于第二光侦测装置组118b。
请参照图7，其绘示是根据本发明的第五实施例的光线调整装置500 的爆炸示意图。光线调整装置500类似光线调整装置200，但光线调整 装置500的光侦测装置118设置于邻近侧面310的位置。
请参照图8，其绘示是根据本发明的第六实施例的光线调整装置600 的爆炸示意图。光线调整装置600类似光线调整装置500，但光线调整 装置600的入口装置110设置于邻近第一侧面310a和第二侧面310b 的位置，而光侦测装置118设置于邻近其余的侧面310c和310的位置， 如此可增加进入导光部116的环境光124的光量，其中入口装置110 分为第一入口装置组110a和第二入口装置组llOb，第一入口装置组 110a相对于第二入口装置组110b;光侦测装置118分为第一光侦测装 置组118a和第二光侦测装置组118b，第一光侦测装置组118a相对于 第二光侦测装置组118b。另外，光线调整装置600亦可设置反射板320 于邻近第一表面206的位置，如此可增加混合光128的利用效率。
请参照图9，其绘示是根据本发明的第七实施例的背光模组700的 爆炸示意图。背光模组700包含光线调整装置200和光学材料膜片组 710。光学材料膜片组710用以扩散光线调整装置200所发射的混合光 128，以均匀背光模组700的辉度分布。在第七实施例中，导光部116 可为导光板(light guide plate)，导光板可将进入导光板的光线均 匀地射出导光板810外。由于背光模组700包含光线调整装置200，因 此，背光模组700可比现有技术的背光模组更为省电。
请参照图10，其绘示是根据本发明的第九实施例的液晶显示器800 的结构示意图。液晶显示器800包含背光模组700和面板812，其中 面板812包含液晶层814和基板816。基板816包含晶体管开关820，
液晶层814包含液晶分子822，晶体管开关820用以控制液晶分子822 的排列方式来调整射入面板812的混合光128的光量，使面板812可 显示具有不同灰阶的画面。在本实施例中，光侦测装置118亦可位于 基板816上，以节省背光模组700的空间与成本，例如在基板816 中形成晶体管架构的光侦测装置118。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任 何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种 的更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求书范围所界定的为 准。
权利要求
1.一种光线调整装置，其特征在于，至少包含一导光部，所述导光部具有一第一表面、与所述第一表面相对的一第二表面、和相邻于所述第一表面和所述第二表面的一侧面；至少一入口装置，用以导入一环境光至所述导光部中；多个内部光源，用以发射一内部光至所述导光部，其中所述内部光和所述环境光在所述导光部内均匀混合，而形成一混合光，所述混合光从所述第二表面射出；一光源驱动装置，用以驱动所述内部光源；至少一光侦测装置，用以侦测所述混合光的特性而输出一侦测值；以及一控制器，用以根据所述侦测值来控制所述光源驱动装置，来调整所述内部光源，以使所述混合光的特性达到一预设特性值。
2. 如权利要求1所述的光线调整装置，其特征在于，所述内部光 源是邻设于所述侧面。
3. 如权利要求2所述的光线调整装置，其特征在于，所述内部光 源分为一第一内部光源组和一第二内部光源组，所述第一内部光源组 相对于所述第二内部光源组。
4. 如权利要求1所述的光线调整装置，其特征在于，所述至少一 入口装置邻设于所述侧面。
5. 如权利要求4所述的光线调整装置，其特征在于，所述至少一 入口装置分为一第一入口装置组和一第二入口装置组，所述第一入口 装置组相对于所述第二入口装置组。
6.如权利要求1所述的光线调整装置，其特征在于，所述至少 光侦测装置邻设于所述侧面。
7. 如权利要求6所述的光线调整装置，其特征在于， 光侦测装置分为一第一光侦测装置组和一第二光侦测装置 一光侦测装置组相对于所述第二光侦测装置组。
8. 如权利要求1所述的光线调整装置，其特征在于， 源包含多个红色发光二极管、多个蓝色发光二极管和多个 极管。所述至少一 组，所述第所述内部光 绿色发光二
9. 如权利要求8所述的光线调整装置，其特征在于，所述控制器 用以比较所述特性预设值与所述侦测值并输出一校正参数，所述光源 驱动装置根据所述校正参数来调整所述红色发光二极管的特性、所述 蓝色发光二极管的特性和所述绿色发光二极管的特性。
10. 如权利要求1所述的光线调整装置，其特征在于，所述至少 一光侦测装置邻设于所述第二表面。
11. 如权利要求1所述的光线调整装置，其特征在于，所述内部 光源邻设于所述第一表面。
12. 如权利要求1所述的光线调整装置，其特征在于，所述至少 一入口装置邻设于所述第一表面。
13. 如权利要求1所述的光线调整装置，其特征在于，所述至少 一入口装置具有一调节装置和一光学材料部，所述调节装置用以调整 所述至少一入口装置的入光量，所述光学材料部用以将所述环境光均 匀地导入至所述导光部。
14. 一种背光模组，其特征在于，至少包含一导光板，所述导光板具有一第一表面、与所述第一表面相对的 一第二表面、和相邻于所述第一表面和所述第二表面的一侧面；至少一入口装置，用以导入一环境光至所述导光板中；多个内部光源，用以发射一内部光至所述导光板，其中所述内部 光和所述环境光于所述导光板内均匀混合，而形成一混合光，所述混 合光从所述第二表面射出；一光源驱动装置，用以驱动所述内部光源；至少一光侦测装置，用以侦测所述混合光的特性而输出一侦测值， 其中所述侦测值至少包含一色温侦测值或一亮度侦测值；一控制器，用以根据所述侦测值来控制所述光源驱动装置，来调 整所述内部光源，以使所述混合光的特性达到一预设特性值；以及一光学模片组，所述光学模片组用以扩散所述混合光，以均匀所 述背光模组的辉度分布。
15. —种液晶显示器，其特征在于，至少包含 一背光模组，至少包含一导光板，其中所述导光板具有一第一表面、与所述第一表面相对的一第二表面、和相邻于所述第一表面和所述第二表面的一侧面； 至少一入口装置，用以导入一环境光至所述导光板中；多个内部光源，用以发射一内部光至所述导光板，其中所述内部光和所述环境光于所述导光板内均匀混合，而形成一混合光； 一光源驱动装置，用以驱动所述内部光源；至少一光侦测装置，用以侦测所述混合光的特性而输出一侦测值， 其中所述侦测值至少包含一色温侦测值或一亮度侦测值；一控制器，用以根据所述侦测值来控制所述光源驱动装置，来调 整所述内部光源，以使所述混合光的特性达到一预设特性值；以及一光学模片组，所述光学模片组用以扩散所述混合光，以均匀所 述背光模组的辉度分布； 一面板，至少包含 一液晶层，包含多个液晶分子；以及一基板，具有多个晶体管开关，所述晶体管开关用以控制所述液晶分子的排列方式来调整通过所述显示面板的所述混合光的光量；其中所述背光模组从所述第二表面射出所述混合光至所述面板。
16. —种光线调整方法，其特征在于，至少包含将一环境光输入至一光线调整装置，其中所述光线调整装置至少 包含一导光部、多个内部光源、 一光源驱动装置、至少一光侦测装置和一控制器；进行一侦测步骤，其中所述侦测步骤使用所述光侦测装置来侦测所述导光部内的光线的特性，并输出一侦测值； 将所述侦测值输入至所述控制器；使用所述控制器来比较所述侦测值与一预设特性值，以获得一误 差参数；判断所述误差参数是否小于一预设阀值并提供一判断结果-, 若所述判断结果为是，则进行一再侦测前置步骤，以重新进行所 述侦测步骤；以及若所述判断结果为否，则进行一校正步骤和一混合步骤，其中所 述校正步骤是利用所述控制器来将所述误差参数转换为一校正参数， 并将所述校正参数输出至所述光源驱动装置，以使所述光源相对应地 输出一内部光至所述导光部，所述混合步骤是将所述内部光和所述环 境光于所述导光部内均匀混合。
17. 如权利要求16所述的光线调整方法，其特征在于，所述再侦 测前置步骤是根据一预设时间或一操作条件来决定是否进行所述侦测 步骤。
全文摘要
本发明公开了一种光线调整装置与方法及应用此装置的背光模组与液晶显示器。光线调整装置至少包含入口装置、内部光源、光源驱动装置、导光部、光侦测装置和控制器。光线调整方法包含下列步骤输入环境光至光线调整装置；侦测导光部内的光线的特性，并输出侦测值至控制器；比较侦测值与预设特性值，以获得误差参数；判断误差参数是否小于预设阀值并提供判断结果；若判断结果为是则进行再侦测前置步骤；以及若判断结果为否则进行校正步骤和光混合步骤，其中校正步骤是根据误差参数来调整内部光源所发出的光线的特性，以调整导光部内的光线的特性。借由利用环境光做为光源，来减少内部光源的功率消耗以达到省电的功效。
文档编号H05B37/02GK101349833SQ200710138678
公开日2009年1月21日 申请日期2007年7月20日 优先权日2007年7月20日
发明者杜隆杰 申请人:奇美电子股份有限公司