专利名称：背光控制器、使用其的显示装置及背光模块的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种背光控制器及背光模块的控制方法，特别是涉及一种 将背光模块的背光亮度调整至目标背光亮度的装置及其方法。
背景技术：
平面显示器诸如液晶显示器(liquid crystal displays, LCDs )已于近年来 蓬勃地发展。由于LCD具有低功率消耗、零辐射及高空间利用率等多项优 点，而逐渐成为市场上的主流。液晶显示器包括液晶显示面板及背光模块。 由于液晶显示面板本身不具发光能力，因此需要配置一背光模块，以提供 液晶显示面板所需的背光源。然而，分析液晶显示器的电力消耗，背光模块占全部电力消耗的比率 高达80% 90%。以大尺寸液晶显示器来说，其消耗的电力是相当可观的。 一般而言，显示在LCD面板上的影像画面可能为亮或暗的画面，但实际上， 亮或者暗的影像画面对于背光模块的电力消耗是相同的。不论影像画面如 何改变，背光模块为以100%工作周期运作。也因此，许多设计者莫不致力 于如何减低背光模块的电力消耗。其一解决上述问题的方法便为参考影像来控制背光亮度。举例来说， 当影像较暗时，则降低背光亮度，反之当影像较亮时，则增加背光亮度。 但是，倘若影像画面急遽地变化时，由于不同影像画面的特性，此调整背 光亮度的方法反而会造成背光闪烁。发明内容本发明提供一种背光控制器及背光模块的控制方法，其可快速且平稳 地调整背光模块的背光亮度至目标背光亮度，以避免背光闪烁。此外，本 发明还提供使用上述背光控制器的显示装置，以提高显示品质。本发明提出 一种背光控制器。背光控制器包括时域加权模块以及调光控制模块。时域加权模块计算提供至目前画面的第一背光亮度与目标背光 亮度的权重和，以作为一调整背光亮度。其中，调整背光亮度为依据目前 画面的影像内容所获得的。调光控制模块耦接时域加权模块，其依据目标 背光亮度，调光控制模块将调整背光亮度增加或减少一步阶值，并据以提 供至下一画面的第二背光亮度。上述背光控制器，在一实施例中当调整背光亮度小于目标背光亮度时， 调光控制模块将调整背光亮度增加步阶值，并作为第二背光亮度。相反地， 当调整背光亮度大于目标背光亮度时，调光控制模块将调整背光亮度减少 步阶值，并作为第二背光亮度。本发明提出一种背光模块的控制方法。首先，计算提供至目前画面的 背光亮度与目标背光亮度的权重和，以作为一调整背光亮度。其中，目标 背光亮度为依据目前画面的影像内容所获得的。而且，依据目标背光亮度， 将调整背光亮度增加或者减少步阶值，并据以提供下一画面的第二背光亮 度。上述背光模块的控制方法，在一实施例中当调整背光亮度小于目标背 光亮度时，将调整背光亮度增加步阶值，并作为第二背光亮度。相反地， 当调整背光亮度大于目标背光亮度时，将调整背光亮度减少步阶值，并作 为第二背光亮度。本发明提出一种显示装置。显示装置包括显示面板、背光控制器及背 光模块。显示面板显示影像。背光模块提供背光至显示面板。背光控制器 参考提供至目前画面的第一背光亮度及目标背光亮度，以产生提供至下一 画面的第二背光亮度，并据以控制背光模块提供背光。其中，目标背光亮 度为依据目前画面的影像内容所获得的。上述显示装置，在一实施例中背光控制器包括时域加权模块及调光控 制模块。时域加权模块计算第一背光亮度与目标背光亮度的权重和，以作 为一调整背光亮度。调光控制模块耦接时域加权模块。光控制模块依据目 标背光亮度，将调整背光亮度增加或减少步阶值，并据以产生第二背光亮 度。本发明的背光控制器及背光模块的控制方法，其将目前画面的第一背 光亮度与目标背光亮度进行加权处理，以获得调整背光亮度。此外，依据 目标背光亮度，将调整背光亮度增加或者减少步阶值，以平稳地调整背光模块的光亮度至目标背光亮度。藉此，便可减少背光闪烁的情况，以获得 较佳的显示品质。为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并结合附图详细说明如下。
图1A为本发明的一实施例的显示装置的方块图。图1B为本发明实施例图1A中背光模块的背光亮度随影像画面变化的 曲线图。图2为本发明的一实施例的背光模块的控制方法的流程图。附图符号说明AD:调整背光亮度BL—tar:目标背光亮度BL—N、 BL—N+l:背光亮度ST:步阶值100:显示装置110:显示面板120:背光模块130:背光控制器131:时i或加纟又才莫块132:调光控制模块101、 102、 103、 104:虚线S201 S207;控制背光模块的方法的步骤具体实施方式
图1A为本发明的一实施例的显示装置的方块图。参照图1A,显示装 置100例如是液晶显示器(liquid crystal display, LCD)或硅基液晶显示器 (liquid crystal on silicon display, LCOS )。显示装置100包括显示面板110、 背光模块120以及背光控制器130。由于显示面板110本身不具发光的能力， 因此背光模块120可提供显示面板110所需的背光，以逐一画面显示影像。本实施例中，背光控制器130可以统计方式，例如影像内容的亮度分布直 方图，来分析目前画面的影像内容，以取得目标背光亮度BL一tar。目前画 面例如为第N张画面，且提供至目前画面的背光亮度以BL—N表示。在此， 采用目标背光亮度BL一tar来调整提供至下一画面的背光亮度BL一N+1，其 中下一画面即第N+l张画面。倘若影像画面之间急遽地变化，则对应不同影像画面的目标背光亮度 BL—tar会有相当大的差异。仅立即地提供目标背光亮度BL—tar至下一画面， 很有可能会造成所不欲见的背光闪烁。背光控制器130参考提供至目前画 面的背光亮度BL—N及目标背光亮度BL—tar,以产生提供至下一画面的背 光亮度BL一N+1。据此，背光控制器130控制背光模块120提供具有背光亮 度BL—N+l的背光。因此，背光模块120的背光亮度随影像内容可适性地 变化，以降低背光模块120的电力消耗。而且，背光模块120的背光亮度 也可平稳地调整至目标背光亮度BL—tar,以避免背光闪烁。接下来便详细 叙述背光控制器130。请参照图1A，背光控制器130包括时域加权模块131及调光控制模块 132。时域加权模块131计算提供至目前画面的背光亮度BL—N与目标背光 亮度BL—tar的权重和，以作为调整背光亮度AD。调光控制模块132耦接 时域加权模块131。调光控制模块132依据目标背光亮度BL一tar，将调整背 光亮度AD增加或者减少步阶值ST,并据以产生提供至下一画面的背光亮 度BL—N+l。假设所提供至目前画面的背光亮度BL一N与目标背光亮度BL—tar的权 重和等于BL—tarx W + BL—Nx(l-W),其中W为一参考权重，其相关于影 像内容的平均灰阶。由于象素通常采用八位来表示0-255的灰阶，因而于 此假设影像内容的平均灰阶为128。此时，参考权重W以正规化 (normalization)表示为128/255,也就是说参考权重W约为0.5。目标背光亮 度BL—tar会随着影像内容而改变，因此每一画面需更新目标背光亮度 BL—tar。当目标背光亮度BL—tar的变化超出预定范围时，则启动时域加权 模块131以进行加权处理。图1B为本发明图1A中背光模块120的背光亮度随影像画面变化的曲 线图。请参照图1A及图1B，当显示第2张画面时，则可依据第2张画面 的影像内容，计算出第2画面的目标背光亮度BL一tar2,而此时提供至第2张画面的背光亮度BL—2是已知的。由于第1张画面的目标背光亮度BLjarl 与第2张画面的目标背光亮度BL—tar2之间的变化超出预定范围，因此启动 时域加权模块131计算提供至第2张画面的背光亮度BL—2与第2张画面的 目标背光亮度BLjar2的权重和，以作为调整背光亮度AD1。之后，如箭 头的虚线101所示，当显示第3张画面时，调光控制模块132控制背光模 块120,使背光模块120提供具有调整背光亮度AD1的背光。换言之，当 目标背光亮度的变化超出预定范围时，调光控制模块132便提供调整背光 亮度AD1作为提供至第3张画面的背光亮度BL—3。为了方便说明，倘若目前画面与前一画面之间目标背光亮度的变化未 超出预定范围时，例如第3张画面与第2张画面，则本实施例引用前一画 面的目标背光亮度的符号来表示目前画面的目标背光亮度。但是实际上， 目前画面的目标背光亮度随逐一画面而更新。在本实施例中，第2 11张画 面的目标背光亮度的变化都在预定范围内，因此这些画面的目标背光亮度 以BL_tar2表示。接着，如箭头的虚线102所示，由于提供至第3张画面的背光亮度BL—3 小于目标背光亮度BL—tar2，因此调光控制模块132将提供至第3张画面的 背光亮度BL_3 (即调整背光亮度AD1 )增加步阶值ST,以作为提供至第4 张画面的背光亮度BL一4。在此情况下，本实施例的时域加权模块131可设 定参考权重W为零，且调光控制模块132依序地将提供至目前画面的背光 亮度增加步阶值ST,以作为提供至下一画面的背光亮度，直至提供至第8 张画面的背光亮度BL一8趋近或者等于目标背光亮度BL—tar2为止。之后， 调光控制模块132便提供目标背光亮度BL—tar2至第9~12张画面。如上所述，当显示第12张画面时，可依据第12张画面的影像内容， 取得第12张画面的目标背光亮度BL_tarl2。由于目标背光亮度BL—tarl2 与目标背光亮度BL—tar2之间的变化超出预定范围，因而启动时域加权模块 131,将目标背光亮度BLjarl2与提供至第12张画面的背光亮度BL_12进 行加权处理，以获得调整背光亮度AD2。如箭头的虚线103所示，调光控 制模块132提供调整背光亮度AD2作为提供至第13张画面的背光亮度 BL_13。如箭头的虚线104所示，由于提供至目前画面的背光亮度大于目标 背光亮度BL_tarl2,因此调光控制模块132将提供至目前画面的背光亮度 减少步阶值ST,以作为提供至下一画面的背光亮度。值得注意的是，步阶值ST为可调整的数值。举例来说，背光控制器130 可以统计分析提供至目前画面的背光亮度BL_N与目标背光亮度BL—tar之 间所衍出的误差，藉以调整步阶值ST。请参照图1A,通过时域加权模块 131的运作，背光控制器130并不会急遽地将提供至目前画面的背光亮度 BL—N改变为目标背光亮度BL—tar，而是调整背光亮度BL一N为调整背光亮 度AD以避免背光源闪烁。时域加权模块131所进行的加权处理可以快速地 将提供至目前画面的背光亮度BL—N调整为目标背光亮度BL_tar。而配合 调光控制模块132的运作，背光控制器130能平稳地调整提供至目前画面 的背光亮度BL一N为目标背光亮度BL_tar。依据上述的实施例，在此可归纳为下列的方法流程。图2为本发明的 一实施例的背光模块的控制方法的流程图。请参照图1A与图2，当依据目 前画面的影像内容取得目前画面的目标背光亮度BL—tar时，判断目标背光 亮度BL—tar的变化是否超出预定范围(步骤S201)。倘若目标背光亮度的变 化超出预定范围，则进行加权处理(步骤S202),以计算提供至目前画面的 背光亮度BL—N与目标背光亮度BL—tar的权重和作为调整背光亮度AD。 其中，此调整背光亮度作为提供至下一画面的背光亮度BI^N+1。举例来说， 调整背光亮度AD等于BL—tarx W + BL—N x (1 - W),其中W为一参考权重， 其相关于影像内容的平均灰阶。倘若目标背光亮度BLjar的变化未超出预定范围，则将提供至目前画 面的背光亮度BL—N与目标背光亮度BL—tar进行比较(步骤S203)。若提供 至目前画面的背光亮度BL—N小于目标背光亮度BL_tar时，则将背光亮度 BL_N增加步阶值(步骤S204)，以作为提供至下一画面的背光亮度BL_N+1 。 若提供至目前画面的背光亮度BL—N大于目标背光亮度BL_tar时，则将背 光亮度BL—N减少步阶值(步骤S205)，以作为提供至下一画面的背光亮度 BL—N+l。若提供至目前画面的背光亮度BL—N等于目标背光亮度BL—tar 时，则目标背光亮度BL—tar便作为提供至下一画面的背光亮度BI^N+l(步 骤S206)。经过步骤S204、 S205或S206其一后，会判断目前画面是否为最后画 面(步骤S207)。倘若目前画面并非为最后画面，则背光模块的控制方法便 继续地处理下一画面，以调整背光模块的背光亮度。无须耗费大量时间下， 背光模块的控制方法可平稳地调整背光亮度为目标背光亮度，以降低所不欲见的背光闪烁，并获得较佳的显示品质。综上所述，上述实施例将提供至目前画面的背光亮度与目标背光亮度 进行加权处理，以获得调整背光亮度。之后，依据目标背光亮度，将调整 背光亮度增加或者减少步阶值。依据提供至目前画面的背光亮度，调整提 供至下一画面的背光亮度。取代急遽地调整背光亮度为目标背光亮度的方 式，上述实施例可平稳地调整背光亮度为目标背光亮度，以避免背光闪烁， 进而获得较佳的显示品质。由于加权处理可使调整背光亮度趋近于目标背 光亮度，因此调整所花费的时间不会太长。另外，上述实施例依据影像内 容可适性地调整背光亮度，也可降低应用于显示装置的背光控制器的功率 消耗。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本 领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作若干的更动与 润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。
权利要求
1.一种背光控制器，包括一时域加权模块，计算提供至一目前画面的一第一背光亮度与一目标背光亮度的一权重和，以作为一调整背光亮度，其中该目标背光亮度为依据该目前画面的一影像内容所获得的；以及一调光控制模块，耦接该时域加权模块，依据该目标背光亮度，将该调整背光亮度增加或者减少一步阶值，并据以产生提供至下一画面的一第二背光亮度。
2. 如权利要求1所述的背光控制器，其中该调整背光亮度等于L1 x w+ L2x(i-W), Ll为该目标背光亮度，L2为该第一背光亮度且W为一参考权重。
3. 如权利要求2所述的背光控制器，其中该参考权重相关于影像内容的一平均灰阶有关。
4. 如权利要求1所述的背光控制器，其中当该调整背光亮度小于该目标背光亮度时，该调光控制模块将该调整背光亮度增加该步阶值，并作为该第二背光亮度，当该调整背光亮度大于该目标背光亮度时，该调光控制模块将该调整背光亮度减少该步阶值，并作为该第二背光亮度。
5. 如权利要求1所述的背光控制器，其中当该目标背光亮度的变化超出一预定范围，或者该调整背光亮度等于该目标背光亮度时，该调光控制模块提供该调整背光亮度作为该第二背光亮度。
6. —种显示装置，包括一显示面板，显示一影像；一背光模块，提供一背光至该显示面板；以及一背光控制器，参考提供至 一 目前画面的 一 第 一 背光亮度及 一 目标背光亮度，以产生提供至下一画面的一第二背光亮度，并据以控制该背光模块提供该背光，其中该目标背光亮度为依据该目前画面的影像内容所获得的。
7. 如权利要求6所述的显示装置，其中该背光控制器包括一时域加权模块，计算一第一背光亮度与该目标背光亮度的一权重和，以作为一调整背光亮度；以及一调光控制模块，耦接该时域加权模块，依据该目标背光亮度，将该调整背光亮度增加或减少一步阶值，并据以产生该第二背光亮度。
8. 如权利要求7所述的显示装置，其中该调整背光亮度等于L1 x W +L2x(l-w)， Ll为该目标背光亮度，！^为该第一背光亮度且W为一参考权重。
9. 如权利要求8所述的显示装置，其中该参考权重相关于影像内容的一平均灰阶有关。
10. 如权利要求7所述的显示装置，其中当该调整背光亮度小于该目标背光亮度时，该调光控制模块将该调整背光亮度增加该步阶值，并作为该第二背光亮度，当该调整背光亮度大于目标背光亮度时，该调光控制模块将该调整背光亮度减少该步阶值，并作为该第二背光亮度。
11. 如权利要求7所述的显示装置，其中当该目标背光亮度的变化超出一预定范围，或者该调整背光亮度等于目标背光亮度时，该调光控制模块提供该调整背光亮度作为该第二背光亮度。
12. —种背光模块的控制方法，包括计算提供至一目前画面的一第一背光亮度与一目标背光亮度的一权重和，以作为一调整背光亮度，其中该目标背光亮度为依据该目前画面的影像内容所获得的；以及依据该目标背光亮度，将该调整背光亮度增加或减少一步阶值，并据以提供下一画面的一第二背光亮度。
13. 如权利要求12所述的控制方法，其中该调整背光亮度等于L1 x W+ L2x(l-W)， Ll为该目标背光亮度，L2为该第一背光亮度且W为一参考权重。
14. 如权利要求13所述的控制方法，其中该参考权重相关于影像内容的一平均灰阶。
15. 如权利要求12所述的控制方法，其中当该调整背光亮度小于该目标背光亮度时，将该调整背光亮度增加该步阶值，并作为该第二背光亮度，当该调整背光亮度大于目标背光亮度时，将该调整背光亮度减少该步阶值，并作为该第二背光亮度。
16. 如权利要求12所述的控制方法，其中当该目标背光亮度的变化超出一预定范围，或者该调整背光亮度等于目标背光亮度时，提供该调整背光亮度作为该第二背光亮度。
全文摘要
一种背光控制器、使用其的显示装置及控制背光模块的方法。背光控制器包括时域加权模块及调光控制模块。时域加权模块计算提供至目前画面的第一背光亮度与目标背光亮度的权重和，以作为一调整背光亮度。其中，目标背光亮度为依据目前画面的影像内容所获得的。调光控制模块依据目标背光亮度，将调整背光亮度增加或减少一步阶值，并产生提供至下一画面的第二背光亮度。藉此，背光模块的背光亮度可快速且平稳地调整至目标背光亮度，以避免背光源的闪烁，且背光模块的背光亮度可随影像内容可适性地调整以降低功率消耗。
文档编号G09G3/34GK101630484SQ20081017347
公开日2010年1月20日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年7月15日
发明者沈国良, 陈建中, 陈星嘉 申请人:奇景光电股份有限公司;承景科技股份有限公司