专利名称：调整背光亮度方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种调整背光亮度方法及装置，特别是使用于显示器。本发明是利用检测图像的图像负载，而得知图像的明暗特性，进而调整显示器的背光单元的亮度。
背景技术：
随着半导体制造以及平面显示器技术的进步，已知如液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)等显示装置，已可应用于各种不同的电子产品，例如移动电话(Cellular Telephone)、数字相机(Digital Camera)以及个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等信息产品，甚至是飞航仪器显示系统都采用了LCD技术。这类的产品通常会在不同明暗程度的环境中使用，为了让显示在LCD屏幕上的图像拥有更佳的能见度，LCD需要一背光(backlight)源，也就是位于LCD面板背面的光源。然而，目前LCD的尺寸越来越大，导致所产生的流明将会形成强烈的光面，如此会造成人眼的不适。
在已知技术中，是利用外部传感器检测环境光量，进而调整背光的亮度，使外界光量与LCD面板所显示的亮度达到平衡。当外界光量较大时，提供较低的亮度至LCD面板，而当外界光量较小时，提供较高的亮度至LCD面板。然而，当外界光量较大，而LCD所显示的画面的灰度值较低(较黑暗)时，若提供较低的亮度至LCD，则导致画面更加黑暗，使用者则无法正确地判断画面的内容。
另外，人眼的瞳孔会随着外界的光亮而放大或缩小，当外界光量大时，瞳孔会自动缩小；反之当外界光亮小时，瞳孔会自动放大。因此，使用者观看画面时，若LCD面板所显示的画面由较暗的画面切换到较亮的画面时，瞳孔来不及反应，而使人眼不适甚至造成伤害。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明主要目的在于提供一种调整背光亮度方法及装置，适用于显示器。本发明是利用检测图像的图像负载，而得知图像的明暗特性，进而调整显示器的背光单元的亮度。以避免使用者观看画面时，人眼对画面明亮瞬间转换所产生的不适。
为获致上述的目的，本发明提出一种调整背光亮度方法，适用于显示器。首先提供欲显示的图像的视频数据，并且根据此图像的视频数据而取得此图像的图像负载。接着，比较此图像负载与既定图像负载，并根据比较结果以调整背光单元的亮度。假使此图像负载大于已知图像负载，在显示器的面板显示该图像时，同时降低背光单元的亮度。
为获致上述的目的，本发明更提出一种调整背光亮度装置，适用于显示器。此装置包括缓冲器、计数器及比较器。缓冲器接收并储存帧的视频数据。计数器接收该帧的视频数据，并取得第一帧的图像负载。以及比较器耦接计数器，是用以比较第一帧的图像负载与已知图像负载，并输出用以指示比较结果的控制信号至背光单元，以调整该背光单元的亮度。
图1表示本发明实施例的调整背光亮度方法流程图。
图2表示适用于实施例的调整背光亮度方法的调整背光亮度装置。
图3是表示图像直方图(Image Histogram)。
图4表示本发明实施例的图像负载与背光亮度的关系图。
图5表示本发明另一实施例的调整背光亮度方法流程图。
图6表示适用于另一实施例的调整背光亮度方法的调整背光亮度装置。
图7表示本发明另一实施例中前后视频数据的图像负载与背光亮度的关系图。
符号说明1、2～调整背光亮度装置；10～缓冲器；11～计数器；12比较器；13～面板；14～背光单元；15～缓存器。
具体实施例方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1是表示本发明实施例的调整背光亮度方法流程图，此方法适用于显示器的背光单元。首先提供欲显示的图像的视频数据(步骤S10)，并且取得此图像的图像负载(Image Loading)(步骤S11)。接着，比较此图像负载与既定图像负载(步骤S12)，并根据比较结果以调整背光单元的亮度(例如，背光单元中的灯管亮度)。假使此图像负载大于既定图像负载，在显示器的面板显示该图像时，同时降低背光单元的亮度(步骤S13)。
图2是表示适用于实施例的调整背光亮度方法的调整背光亮度装置1，其中调整背光亮度装置1适用于显示器。调整背光亮度装置1包括缓冲器10、计数器11以及比较器12。在一帧内欲显示的图像的视频数据为VD10。视频数据VD10传送至缓冲器10及计数器11，缓冲器10暂存视频数据VD10。同时，计数器11根据视频数据VD10以计算此图像的图像负载。
图3是表示图像直方图(Image Histogram)，此直方图指示在一图像中，每一灰度值(0～255)出现的次数。此图像直方图可提供此图像的特性，如明暗程度。图像负载就是利用灰度值与其出现次数的关系而得。下列方程式即可计算出每一图像的图像负载值。
a＝∑N×G (1.1)其中，a代表图像的图像负载值，N代表该图像中显示每一灰度值的次像素数目，G代表每一灰度值。
当计数器11根据视频数据VD10以计算出图像负载后，将图像负载IL10传送到比较器12。比较器12将图像负载IL10与既定图像负载做比较，并输出控制信号C10至背光单元14，以调整背光单元14的亮度。假使当图像负载IL10值大于既定图像负载值，在缓冲器10输出视频数据VD10至面板13时，控制信号C10输出至背光单元14，以控制降低背光单元14的亮度。
图4表示本发明实施例的图像负载IL10与亮度的关系图，il代表既定图像负载值，且il10代表图像负载IL10值。如图所示，当il10小于il，亮度维持在预设亮度；而当il10值大于il，亮度降低。
图5是表示本发明另一实施例的调整背光亮度方法流程图，此方法适用于显示器的背光单元，且此背光单元具有预设亮度。提供欲显示的图像的视频数据(步骤S20)，且取得此图像的图像负载(步骤S21)。接着比较该图像的图像负载与前一图像的图像负载(步骤S22)，其中此前一图像的图像负载是预先储存在一缓存器内，并根据比较结果以调整背光单元的亮度(步骤S23)。假使该图像的图像负载大于前一图像的图像负载且超过一限定值，在面板显示此图像时，降低该背光单元的亮度(步骤S24)。然后，当降低后的背光单元的亮度维持一既定时间后，背光单元的亮度恢复为预设亮度(步骤S25)。另外，取得此图像的图像负载(步骤S21)后，暂存此图像的图像负载(步骤S26)。此外，假使该图像的图像负载不大于前一图像的图像负载，背光单元的灯管维持预设亮度。
图6是表示适用于另一实施例的调整背光亮度方法的调整背光亮度装置2，其中调整背光亮度装置2适用于显示器。此实施例包括缓冲器10、计数器11、比较器12以及缓存器15。在一帧内欲显示的图像的视频数据为VDn。此时，缓存器15是暂存前一图像的图像负载ILn-1。此实施例的图像负载也是由前述的方程式(1.1)而得。同样地，视频数据VDn传送至缓冲器10及计数器11。缓冲器10暂存视频数据VDn，同时，计数器11根据视频数据VDn以计算此图像的图像负载。
当计数器11根据视频数据VDn以计算出此图像的图像负载后，将此图像的图像负载ILn传送到比较器12。此时，图像负载ILn也传送至缓存器15暂存，且原暂存的图像负载ILn-1传送至比较器12。比较器12将图像负载ILn与图像负载ILn-1做比较，并输出控制信号C20至背光单元14，以调整背光单元14的亮度。当图像负载ILn值与图像负载ILn-1值的差大于一限定值，首先，于缓冲器10输出视频数据VDn至面板13时，控制信号C20输出至背光单元14，以降低背光单元14的亮度。之后，当较低的亮度维持在一既定时间后，背光单元14的亮度恢复为预设亮度。
暂存在缓存器15的图像负载ILn，是用以当欲显示下一图像时，与下一图像的图像负载ILn+1比较，进而调整背光单元14的亮度。
图7是表示本发明另一实施例中前后视频数据的图像负载与背光单元14的亮度的关系图。其中，ild表示前后两视频数据值的差，ili代表限定值。当ild小于ILi时，背光单元14的亮度维持在预设亮度；而ild值大于ili，背光单元14的亮度降低。且在既定时间后T1，背光单元14的亮度恢复为预设亮度。
本发明，是利用图像负载来判断欲显示的画面的明暗。当显示较明亮的画面时，背光单元提供较低的亮度，不致让使用者在明、暗画面瞬间转换时，造成人眼的不适。另外，待人眼适应后，恢复背光单元的亮度，让使用者能在适应光量后，更能观赏较佳对比值的画面。
本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种调整背光亮度方法，适用于一显示器，该显示器具有一面板及一背光单元，包括下列步骤提供一第一帧的视频数据；根据该第一帧的视频数据，取得该第一帧的一图像负载；以及比较该第一帧的图像负载与一已知图像负载，并根据比较结果以调整该背光单元的亮度。
2.如权利要求1所述的调整背光亮度方法，其中，在比较该第一帧的图像负载与该已知图像负载的步骤中，当该第一帧的图像负载大于该已知图像负载，在面板显示该第一帧时，降低该背光单元的亮度。
3.如权利要求2所述的调整背光亮度方法，其中，当较低的该背光单元的亮度维持一既定时间后，该背光单元的亮度恢复为一预设亮度。
4.如权利要求1所述的调整背光亮度方法，其中，在取得该图像负载的步骤中，该第一帧的图像负载是通过方程式a＝∑N×G而得之，且a代表该第一帧的图像负载，N代表该第一帧中显示每一灰度值的次像素数目，代表每一灰度值，其中，N及G包含在该第一帧的视频数据中。
5.如权利要求1所述的调整背光亮度方法，其中，该已知图像负载为一第二帧的图像负载，且该第二帧为该第一帧的前一者。
6.如权利要求5所述的调整背光亮度方法，更包括下列步骤暂存该已知图像负载；以及取得该第一帧的图像负载后，将该第一帧的图像负载覆盖暂存的该已知图像负载。
7.一种调整背光亮度装置，适用于一显示器，该显示器具有一面板及一背光单元，包括一缓冲器，用以接收并储存一第一帧的视频数据；一计数器，用以接收该第一帧的视频数据，并取得该第一帧的图像负载；以及一比较器，耦接该计数器，用以比较该第一帧的图像负载与一已知图像负载，并输出用以指示比较结果的一控制信号至该背光单元，以调整该背光单元的亮度。
8.如权利要求7所述的调整背光亮度装置，其中，当该第一帧的图像负载大于该既定图像负载，在该缓冲器输出该第一帧的视频数据至该面板时，该控制信号输出至该背光单元，以降低该背光单元的亮度。
9.如申请专利范围第7项所述的调整背光亮度装置，其中，该帧的图像负载是通过方程式a＝∑N×G而得之，且a代表该帧的图像负载，N代表该帧中显示每一灰度值的次像素数目，G代表每一灰度值，其中，N及G包含于该帧的视频数据中。
10.如权利要求7所述的调整背光亮度装置，其中，该已知图像负载为一第二帧的图像负载，且该第二帧为该第一帧的前一者。
全文摘要
一种调整背光亮度方法及装置，适用于显示器。此装置包括缓冲器、计数器及比较器。缓冲器接收并储存帧的视频数据。计数器接收该帧的视频数据，并取得第一帧的图像负载。以及比较器耦接计数器，是用以比较第一帧的图像负载与已知图像负载，并输出用以指示比较结果的控制信号至背光单元，以调整该背光单元的亮度。
文档编号H04N5/14GK1564068SQ20041003534
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月22日 优先权日2004年4月22日
发明者黄日锋, 黎焕欣 申请人:友达光电股份有限公司