显示装置及显示装置的背光控制方法

专利名称：显示装置及显示装置的背光控制方法
技术领域：
本发明涉及显示装置，特别涉及一种显示装置及显示装置的背光控制方法。
背景技术：
在现今所使用的显示装置(特别是液晶显示装置)中，为了在暗的环境 中也能确保其可视性，便采用背光作为发光装置以确保整体画面的亮度。而在手机、照相机、个人数字助理(PDA)中，为了能在非常广阔的环境明亮 度范围中使用这些液晶显示装置并同时提髙其可视性，便发展了可依周围明 亮度控制背光亮度的技术。例如在特开2005-24796号公报中即揭示了一种可根据外部光线传感器的 输出而控制由多个发光层组成的发光装置，其用以调整背光亮度。在检测到外部光线时，亮度的范围可能非常大(例如从IO勒克司到10000 勒克司)，只使用一个输出并无法覆盖整个光强度变化范围。因此，必须进行 同一光传感器的灵敏度切换，利用切换光传感器使其输出最适当信号范围的 方式而得到信号。图1显示已知技术中为进行背光控制而利用光传感器输出的液晶显示装 置的概略结构。在最下层处具有一背光层1，在液晶面板的玻璃基板10上设 置有光传感器U，该光传感器根据所检测的光强度而产生对应的光强度信号。 根据四个灵敏度所获得的光强度，利用由四个标准切换单元的开关SW1 SW4 所构成的灵敏度范围选择器12进行选择，便可以得到最适合的灵敏度范围输 出。为了选择最适合的灵敏度范围，必须以后述顺序依序切换范围，以确认目前的信号是属于哪个灵敏度范围。利用一控制装置20读取该输出，并根据此读取结果控制背光的发光量。在背光点亮的情况中，利用光传感器检査光强度时，为了进行光强度检 查，光传感器将无法正确测量周围外部的光线。因此，若要正确测量外部光 线时，必须关闭背光发光。图2显示已知技术中最适合区分范围的选择次序流程图。于此，外部光 的灵敏度范围是以四个位数不同的灵敏度范围所涵盖，并决定在各画面(相当 于16毫秒时间)一开始时，其外部光的程度是属于四个灵敏度范围A、 B、 C 与D中的哪一个范围。首先关闭背光，因为选择区分范围A而幵启开关SW1并读取数据(步骤 SI);而为读取不受背光所影响的数据，必须关闭例如500微秒的背光。于控 制装置处确认所读取的数据是否存在于灵敏度范围A中(步骤S2)，若判断数 据并非位于灵敏度范围A中时，便继续关闭背光，并开启开关SW2，继续读 取灵敏度范围B中的数据(步骤S3)。确认此数据是否落于灵敏度范围B中(步 骤S4)。相同的，为了得到正确的灵敏度范围数据，依次更动为区分范围C、 D，反复操作同样的步骤以得到正确的数据(步骤S5 S8)。如果能够确认数据 属于这四个区分范围中的哪个范围，则可于取得正确数据而确认有关于四个 区分范围的后点亮背光(步骤SIO)。同时，若在确认四个区分范围后无法得到 正确数据，则以错误数据的方式再次点亮背光(步骤S9)。接着在经过一个画 面期间后，重复操作以上的步骤(步骤Sll)。如以上所述，在己知技术中采用四个灵敏度范围的情况下，直到取得最 适合数据为止，每个画面将有500X4=2000微秒的时间关闭背光。若在已经 得到最适合灵敏度时，而停止检查其他的灵敏度范围情况下，平均的背光关 闭时间也有1000微秒以上。因此，在己知技术中，在决定较长的时间区分范围的情况下，必须长时间 关闭背光，因而产生使整体背光发光效率下降、导致显示画面亮度降低的问题。发明内容本发明的目的是提供一种显示装置以及该显示装置的背光控制方法，其 可快速决定测量外部光强度的光强度测量装置所得信号所归属的光强度区分 范围，以减少背光关闭的时间，避免其亮度降低。根据本发明的第一构想，本发明提供一种显示装置，所述显示装置包括: 一显示面板； 一背光装置，其发光量可被调节，并设置于所述面板下方；一 光强度测量选择装置，其于选择规定灵敏度范围的其中之一的光强度信号输 出时，在一规定频率下测量所述面板旁侧的光强度；以及一控制装置，其判 断最新一个规定光强度信号是否全部都落于所述规定灵敏度范围之一的灵敏 度范围规定上部范围，或是全部落于规定下部范围，或是落于其余范围之间， 所述控制装置包括 一存储装置，其依次存储所述光强度信号； 一第一平均 装置，其取得从所述存储装置读出的第一规定数量的光强度信号的第一平均 值； 一第二平均装置，其取得从所述存储装置读出且较所述第一规定数量大 的第二规定数量的光强度信号的第二平均值；以及一计算控制装置。当所述控制装置判断所述第一规定数量的光强度信号全部都落于所述灵 敏度范围的所述上部范围内且所述第一平均值比所述第二平均值大时，所述 计算控制装置是以与所述灵敏度范围上部相邻的灵敏度范围数值为基准，当 所述控制装置判断所述第一规定数量的光强度信号全部都落于所述灵敏度范 围的所述下部范围内且所述第一平均值比所述第二平均值小时，所述计算控 制装置是以所述灵敏度范围下部相邻的灵敏度范围数值为基准，当不符合这 些条件时，所述计算控制装置是以所述灵敏度范围数值为基准，并以所述光 强度测量选择装置进行计算，根据此计算结果控制所述背光层装置的发光量。此外，根据本发明的第二构想，本发明提供显示装置的背光控制方法， 所述方法包括测量一规定周期下一显示面板旁侧的光强度；输出在一选择 规定灵敏度范围的其中之一下的光强度信号；依次存储所述光强度信号；判断最新一个规定光强度信号是否全部都落于所述规定灵敏度范围之一的灵敏 度范围规定上部范围，或是全部落于规定下部范围，或是落于其余范围之间； 取得所存储的一第一规定数量的光强度信号的第一平均值；取得所存储的一 第二规定数量的光强度信号的第二平均值，其中所述第二规定数量比所述第 一规定数量大；以及当控制装置判断所述第一规定数量的光强度信号全部都 落于所述灵敏度范围的所述上部范围内且所述第一平均值较所述第二平均值 大时，以所述灵敏度范围的上部相邻的灵敏度范围数值为基准，当控制装置 判断所述第一规定数量的光强度信号全部都落于所述灵敏度范围的所述下部 范围内且所述第一平均值较所述第二平均值小时，以所述灵敏度范围的下部 相邻的灵敏度范围数值为基准，当不符合这些条件时，以所述敏感度范围数 值为基准并加以计算，根据计算结果控制设置于所述面板下的可调节发光量 背光装置的发光量。根据本发明所设置的具有背光的显示装置能够对应外部光的状态而控制 背光发光量，并使为了测量外部光而关闭背光的时间最小化，以维持必须的 亮度与良好的可视性。


图1描述已知技术中具背光照明的液晶显示装置的结构概略的示意图； 图2描述图1中构成灵敏度范围决定程序的流程图； 图3描述本发明第一实施例的显示装置的构造与动作概念示意图； 图4为详细描述图3的动作的流程图；图5a和图5b为图4中关于转换灵敏度范围时的视觉化说明流程图；图6描述本发明第二实施例的显示装置的构造与动作概念示意图。附图标号1 背光装置10 LCD面板上方玻璃板11、 11A 11D 光传感器 12 灵敏度范围选择器 20 控制装置30 控制装置31 先进先出存储器32 第一平均计算单元33 第二平均计算单元34 计算控制单元SW1 SW4、 SW11 SW14、 SW21 SW24 开关 A、 B、 C、 D 灵敏度范围 Dl、 D2、 D3 测量值 Sl-Slll 步骤具体实施方式
以下将根据本发明实施例的附图加以说明。其只是本发明的实施例而并 非用于限制本发明。图3概略说明有关本发明显示装置的一实施例的构造与动作模式的构造 示意图。在此实施例中，显示装置是一种具有背光的液晶显示装置。在此图 中，与图1相同的构成元件是以相同的符号表示，同时省略其详细说明以免 赘述。相较于图l,左侧的液晶面板是完全相同的，但右侧的控制装置30部分 的结构则与图1的控制装置20完全不同。首先，将从光传感器11，例如是一个光电变换单元，取出的光强度信号 传送至控制装置30，并将其储存于一先进先出存储器(FIFO)31中。此先进先 出存储器较佳的是能够存储100个左右的数据量。将存储在该先进先出存储器31中最新的三个数据传送至一第一平均计算平均数据(短期平均值)。另一方面，将存储在该先进先出 存储器31中最新的六十个数据送至一第二平均计算单元33，并求出此平均数 据(长期平均值)。计算控制单元34将执行如图4所描述的流程图的动作。首先，在画面开始时关闭背光，并读取与某一灵敏度范围关联的光强度 信号(步骤S101)。例如，在图3中有四个灵敏度范围A、 B、 C、 D，可将初 始条件选择为光强度较低的B程度。最初可以自由设定成任一范围。接着，计算控制单元34将确认所输入的光强度数据是否与被选择的灵敏 度范围相符(步骤S102)。不管此结果是被识别为存在错误数据(步骤S103)或是取得正确数据(步骤 S104)，背光都会开启(步骤S103、 S104)，且在此后的动作中，背光都处于开 启状态。首先，确认目前的数据、 一个画面之前的数据(先前数据l)以及两个画面 之前的数据(先前数据2)是落于该灵敏度的上部范围、中间范围或是下部范围 内。例如在此实施例中，其上部与下部范围各占去灵敏度范围的四分之一。也就是说，在步骤S105处将检查到此三个数据是否小于该灵敏度范围的 四分之一，也即位于下部范围中。在非位于下部范围的情况下，于步骤S106检査此三个数据是否大于该灵 敏度范围的四分之三，也即位于上部范围之中。在非位于下部或上部的情况中，便将其视作为属于该灵敏度范围的中间 范围内，并维持此灵敏度范围(步骤S107)。另一方面，若在步骤S105处判断此三个数据都位于该灵敏度范围的下部 范围时，便比较在第一平均计算单元32所计算的短期平均值与在第二平均计 算单元33所计算的长期平均值，若短期平均值低于长期平均值(步骤S108), 表示最近的数据有下降的倾向，便降低灵敏度范围(步骤S109)。另外，若在步骤S106处判断此三个数据都位于该灵敏度范围的上部范围时，便比较在第一平均计算单元32所计算的短期平均值与在第二平均计算单 元33所计算的长期平均值，若短期平均值高于长期平均值(步骤S110)，表示 最近的数据有上升的倾向，便提高灵敏度范围(步骤Slll)。因此，便根据图3 中的计算控制单元34的指令将开关SW11切换至开关SW12。如果不满足步骤S108、 S110的条件时，便不需要改变灵敏度的范围，因 此继续维持原先的灵敏度范围。图5a和图5b显示变更灵敏度范围的情况的示意图。在图5a中，其显示 具有四个灵敏度范围A、 B、 C、 D，举例来说，在以周期为16毫秒的期间进 行一次的光强度测量，并连续测量三次(三个周期)，其所得到的测量值分别为 Dl、 D2、 D3的情况下，例如目前是选择灵敏度范围B，而D1、 D2以及D3 全部都位于区分范围B的上部3/4以上的部分中。此为上述步骤S106中判断为"是"的情况，其短期平均值大于长期平均值(步骤sno)，而灵敏度范围便提高至灵敏度范围C。另一方面，在图5b中，三个测量值Dl、 D2以及D3全部都位于区分范 围B的下部l/4以下的部分中。因此，此为上述步骤S105处为"是"的情况， 其短期平均值小于长期平均值(步骤SllO)，而灵敏度范围便下降至灵敏度范 围A。据此，在了解外部光灵敏度范围的情况下，该计算控制单元34便可以简 单进行与其对应的背光光量调节。以上所描述的动作是于一个画面(16毫秒)内进行，在一次的500微秒背 光关闭的情况下，可选择合适的灵敏度范围，而可获得足够的背光光量。图6表示本发明另一实施例的结构示意图。与图3不同处在于将图3中 的光传感器灵敏度区分为多个相异的光传感器11A 11D，并根据该计算控制 单元34切换选择开关SW21 SW24，以选择灵敏度范围。其他的动作与图3至图5所描述的相同，于此省略其详细说明。在此实 施例中，由于可以对应灵敏度范围而使用更适当的光传感器，因此可以更正确的测量外部光强度，也可以更适当的进行背光亮度控制。在以上的实施例中，也可以在变更灵敏度范围的时候，适当定义出判断 基准的上部范围、下部范围的比例。在实施例中虽然此比例为25%，但也可以为等分比例33%，或是也可以用更狭窄的比例。在实施例中虽然保持灵敏度范围的中间部分为最大，但此部分比其上部、下部范围为窄也是可以的。 为了决定灵敏度范围，该实施例并不限定为利用三次数据求取平均，也可以选择两次以上的任意次数。此外，也可以适当选择求取短期平均值、长期平均值的数据数目。由于短期平均值代表最近的倾向，而长期平均值为与长期间相关的分布倾向，为了计算平均，在分母为长期平均值的情况下，其数据数目可以是短期平均值的10倍以上。关于实施例中所说明的控制装置，可以利用硬件所构成，而一般是使用 可编程集成电路。此外，于实施例中是针对具有背光的液晶显示装置加以说明，本发明也 完全适用于具备背光的其他种类的显示装置。
权利要求
1.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括一显示面板；一背光装置，其发光量可被调节，并设置于所述显示面板下方；一光强度测量选择装置，其于选择规定灵敏度范围的其中之一的光强度信号输出时，在一规定频率下测量所述面板旁侧的光强度；以及一控制装置，其判断最新一个规定光强度信号是否全部都落于所述规定灵敏度范围之一的灵敏度范围规定上部范围，或是全部落于规定下部范围，或是落于其余范围之间，其中所述控制装置包括一存储装置，其依序存储所述光强度信号；一第一平均装置，其取得从所述存储装置读出的第一规定数量的光强度信号的第一平均值；一第二平均装置，其取得从所述存储装置读出且较所述第一规定数量大的第二规定数量的光强度信号的第二平均值；以及一计算控制装置，当所述控制装置判断所述第一规定数量的光强度信号全部都落于所述灵敏度范围的所述上部范围内且所述第一平均值比所述第二平均值大时，所述计算控制装置是以与所述灵敏度范围上部相邻的灵敏度范围数值为基准，当所述判断装置判断所述第一规定数量的光强度信号全部都落于所述灵敏度范围的所述下部范围内且所述第一平均值比所述第二平均值小时，所述计算控制装置是以所述灵敏度范围下部相邻的灵敏度范围数值为基准，当不符合这些条件时，所述计算控制装置是以所述灵敏度范围数值为基准，并以所述光强度测量选择装置进行计算，根据此计算结果控制所述背光装置的发光量。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光强度测量选择装 置是利用多个不同光电变换单元所输出的规定灵敏度范围。
3. 如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光强度测量选择装 置包括多个彼此灵敏度不同的光电变换单元，并以所述控制装置转换及使用 所输出的规定灵敏度范围。
4. 如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述规定上部范围、所述规定下部范围与所述其余范围的大小都相同。
5. 如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述规定上部范围、所 述规定下部范围比所述其余范围窄。
6. 如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述规定周期是对应于 所述显示装置的显示频率。
7. 如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一规定数量为2 5, 而所述第二规定数量为所述第一规定数量的IO倍以上。
8. 如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述存储装置是一先进 先出存储器。
9. 一种显示装置的背光控制方法，其特征在于，所述方法包括-测量一规定周期下一显示面板旁侧的光强度； 输出在一选择规定灵敏度范围的其中之一下的光强度信号； 依次存储所述光强度信号；判断最新一个规定光强度信号是否全部都落于所述规定灵敏度范围之一 的灵敏度范围规定上部范围，或是全部落于规定下部范围，或是落于其余范 围之间；取得所存储的一第一规定数量的光强度信号的第一平均值； 取得所存储的一第二规定数量的光强度信号的第二平均值，其中所述第 二规定数量比所述第一规定数量大；以及当控制装置判断所述第一规定数量的光强度信号全部都落于所述灵敏度 范围的所述上部范围内且所述第一平均值较所述第二平均值大时，以所述灵 敏度范围的上部相邻的灵敏度范围数值为基准，当控制装置判断所述第一规定数量的光强度信号全部都落于所述灵敏度范围的所述下部范围内且所述第 一平均值较所述第二平均值小时，以所述灵敏度范围的下部相邻的灵敏度范 围数值为基准，当不符合这些条件时，以所述灵敏度范围数值为基准并加以计 算，根据计算结果控制设置于所述面板下的可调节发光量背光装置的发光量。
全文摘要
本发明提供一种显示装置及显示装置的背光控制方法，其可快速决定测量外部光强度的光强度测量装置所得信号所归属的光强度区分范围，以减少背光关闭的时间，避免其亮度降低。
文档编号G09G3/34GK101582250SQ20091013787
公开日2009年11月18日 申请日期2009年5月5日 优先权日2008年5月12日
发明者松井义和 申请人:统宝光电股份有限公司