CN101174387B - 控制背光组件亮度的方法、电路及包括该电路的显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种控制背光亮度的方法，其中，设定参考电压，根据该参考电压产生采样电压，并利用光电流传感元件和暗电流传感元件产生净光电流信号。净光电流信号是不依赖于温度变化而产生的。亮度控制信号是根据采样电压产生的。利用该亮度控制信号对背光组件的亮度进行控制。因此，尽管外界亮度、温度、不同光传感器之间的差异、元件的劣化等可能改变，仍能最小化背光组件亮度的变化。

Description

控制背光组件亮度的方法、电路及包括该电路的显示装置
技术领域
本发明涉及一种控制背光组件亮度的方法、控制背光组件亮度的电路以及具有控制背光组件亮度的电路的显示装置。尤其是，本发明涉及一种控制用于显示装置的背光组件的亮度的方法、控制该背光组件亮度的电路，其能够提高亮度的均匀性，以及具有控制背光组件亮度的电路的显示装置。
背景技术
近来，开发了能够控制背光模块亮度的液晶显示(LCD)装置。LCD装置通过利用集成在面板上的、用来控制背光模块亮度的光感测部件对外部提供的光线的亮度进行检测，实现对背光模块的亮度进行控制，从而优化显示特性。
然而，该LCD装置忽略了由温度改变引起的光传感器输出的变化，以及多个光传感器的输出之间的差异。并且，由于长时间使用导致的光传感器的薄膜晶体管(TFT)的劣化也被忽略了。
发明内容
本发明的示例性实施例给出了一种控制用于显示装置的背光组件亮度的方法。
此外，本发明的示例性实施例提供一种控制上述背光组件亮度的电路，其能够提高亮度的均匀性。
并且，本发明提供一种具有上述用于控制背光组件亮度的电路的显示装置。
根据本发明的控制背光组件亮度的方法的示例性实施例，产生不依赖于温度变化的净光电流信号，并且利用该净光电流信号对背光组件的亮度进行控制。或者，也可以产生依赖于温度变化的光电流信号或净光电流信号，并且亮度控制信号中依赖于温度的部分通过采样定时信号和该光电流信号或净电流信号去除，从而可以形成对背光组件亮度的控制。
下面对根据本发明的示例性实施例的控制背光组件亮度的方法进行说明。背光组件的亮度可利用不依赖于温度变化的净光电流信号进行控制。设定参考电压。根据该参考电压和由光电流传感元件和暗电流传感元件产生的净光电流信号产生采样电压。产生的该净光电流信号的大小不依赖于温度的变化，所述净光电流信号等于从来自所述光电流传感元件的光电流信号减去来自所述暗电流传感元件的暗电流信号。基于该采样电压产生亮度控制信号。利用该亮度控制信号对该背光组件的亮度进行控制。
亮度控制信号的产生是通过将多个模拟采样电压转换成多个数字采样信号、对该数字采样信号进行存储、并输出该存储的数字采样信号的强信号的平均值作为亮度控制信号实现的。亮度控制信号可以在设定参考电压、生成采样电压、产生数字采样信号、并对该数字采样信号进行存储这些步骤重复进行多次之后产生。
下面对根据本发明示例性实施例的控制背光组件亮度的方法进行说明。背光组件的亮度可以利用依赖于温度变化的光电流信号或净光电流信号进行控制。设定参考电压。校准采样定时信号。参考该参考电压，根据所述采样定时信号、以及由光电流传感元件和暗电流传感元件产生的净光电流信号或由光电流传感元件产生的光电流信号产生采样电压。所述净光电流信号等于从来自所述光电流传感元件的光电流信号减去来自所述暗电流传感元件的暗电流信号。基于该采样电压生成亮度控制信号。利用该亮度控制信号对背光组件的亮度进行控制。其中采样定时信号通过以下步骤校准：根据该参考电压和由暗电流传感元件产生的暗电流信号，产生校准电压；将模拟型的校准电压转换成数字校准信号；将该数字校准信号编码以产生编码信号；以及根据该编码信号产生采样定时信号。
亮度控制信号的产生是通过将多个模拟采样电压转换成多个数字采样信号、对该多个数字采样信号进行存储、并输出该存储的多个数字采样信号的强信号的平均值作为亮度控制信号实现的。亮度控制信号可以在设定参考电压、生成采样电压、产生数字采样信号、并对该数字采样信号进行存储这些步骤重复进行多次之后产生。
根据该参考电压和由暗电流传感元件产生的暗电流信号产生校准电压，将模拟校准电压转换成数字校准信号，对该数字校准信号进行编码以产生编码信号，并根据该编码信号生成采样定时信号，从而对采样定时信号进行校准。
根据本发明示例性实施例的显示装置，在控制背光组件的亮度的电路中产生不依赖于温度变化的净光电流信号。或者，也可以产生依赖于温度变化的光电流信号或净光电流信号，并且产生用于控制背光组件亮度的亮度控制信号，该信号中依赖于温度的部分可以通过采样定时信号和光电流信号或净光电流信号予以去除。
根据本发明示例性实施例的控制背光组件亮度的电路包括光传感部分、放大器、采样器、模-数转换器(ADC)以及操作部分。背光组件的亮度可以利用不依赖于温度变化的净光电流信号进行控制，该光传感部分包括光电流传感元件和暗电流传感元件，以输出不依赖于光电流传感元件和暗电流传感元件的温度变化的净光电流信号。所述净光电流信号等于从来自所述光电流传感元件的光电流信号减去来自所述暗电流传感元件的暗电流信号。该放大器保持施加给光传感部分的输出端的电压电平。该放大器接收由光传感元件输出的净光电流信号，并放大该接收的净光电流信号。该采样器与该放大器的输出端电连接，以产生采样电压并输出该采样电压。该ADC转换器将来自采样器的模拟采样电压转换成数字采样信号。该操作部分存储多个数字采样信号并将所存储的多个数字采样信号的强信号的平均值作为亮度控制信号输出，并且利用该亮度控制信号控制背光组件的亮度。
该光传感部分进一步可以包括多个包含有光电流传感器和暗电流传感器的光传感器。
根据本发明示例性实施例的用于控制背光组件亮度的电路包括光传感部分、放大器、采样器、模-数转换器、操作部分、编码器以及计数器。该背光组件的亮度可以利用依赖于温度变化的光电流信号或净光电流信号进行控制。该光传感部分包括光电流传感元件和暗电流传感元件，以输出光电流信号、暗电流信号或净光电流信号。所述净光电流信号等于从来自所述光电流传感元件的光电流信号减去来自所述暗电流传感元件的暗电流信号。该放大器保持施加给该光传感部件输出端的电压电平。该放大器接收该光传感部分的输出并放大该光传感部分的输出。该采样器与该放大器的输出端电连接以产生校准电压或采样电压并输出该校准电压或采样电压，该校准电压是基于参考电压和所述暗电流产生的。该模-数转换器将来自采样器的模拟校准电压转换成数字校准信号以用于生成所述采样电压，或者将来自该采样器的模拟采样电压转换成数字采样信号。该操作部分，其存储多个数字采样信号并将所存储的多个数字采样信号的强信号的平均值作为亮度控制信号输出，并且利用该亮度控制信号控制背光组件的亮度。该编码器将来自模-数转换器的n比特的数字校准信号编码成m比特的编码信号，其中m和n都是自然数。该计数器根据来自编码器的编码信号产生采样定时信号。所述采样器根据该采样定时信号产生所述采样电压。
光传感部分还可以包括多个光传感器，所述多个光传感器包括光电流传感器和暗电流传感器。
根据本发明示例性实施例的显示装置包括显示面板、背光组件、以及用于控制该背光组件亮度的电路。该显示面板显示图像并具有挡光区域(light-blocking region)。开口部分形成在挡光区域中内。用于控制背光组件亮度的电路的光传感部件从该开口部分显露出来，以接收外界提供的光线。
根据本发明的控制背光组件亮度的方法、控制背光组件亮度的电路，以及具有该控制背光组件亮度的电路的显示装置的示例性实施例，即使外界亮度、温度、不同光传感器间的差异、元件的劣化发生改变，也可以最小化该背光组件的亮度的变化。
附图说明
通过下面结合附图的描述可以更详细地了解本发明的示例性实施例，其中：
图1是根据本发明示例性实施例的、控制背光组件亮度的电路的电路图；
图2A是示出图1所示的电路中使用的光传感器的示例性实施例的电路图；
图2B是示出施加于图2A所示的光传感器的信号的时序图；
图3A是示出根据本发明示例性实施例的光传感器的电路图；
图3B是施加到图3A所示的光传感器的信号的时序图；
图4A至图4C是示出基于各个栅极源极电压Vgs和温度的变化而变化的光电流、暗电流以及净光电流的曲线图；
图5A是示出根据本发明示例性实施例的光传感器的电路图；
图5B是示出施加到图5A中的光传感器的信号的时序图；
图6A是示出根据本发明示例性实施例的光传感器的电路图；
图6B是示出施加到图6A中的光传感器的信号的时序图；
图7A是示出根据本发明示例性实施例的、包括有控制背光组件亮度的电路的显示装置的平面图；
图7B是示出图7A中所示的显示装置的屏幕的平面图；
图8是示出根据本发明示例性实施例的控制背光组件的电路的电路图；以及
图9是示出施加到图8中所示的控制背光组件的电路的信号的时序图。
具体实施方式
下面参照表示示例性实施例的附图对本发明进行更充分地描述。然而本发明可以以多种不同的方式来体现，并不应该受到这里阐述的示例性实施例的限制。相反地，提供这些示例性实施例而是为了使说明书完整和完全，以将本发明的保护范围传达给本领域的普通技术人员。
图1是示出根据本发明示例性实施例的控制背光组件的亮度的电路的电路图。图2A是示出图1中所示的电路中使用的光传感器的电路图。图2B是示出施加在图2A中所示的光传感器的信号的时序图。图3A是示出根据本发明示例性实施例的光传感器的电路图。图3B是示出施加在图3A中所示的光传感器上的信号的时序图。
参照图1，控制背光组件(未示出)的亮度的电路包括光传感部分410、放大器420、采样器430、信号转换器440以及操作部分450。该光传感部分410包括多个光传感器411、412、413和414。如图2A所示，每个光传感器411、412、413和414包括光电流传感元件QLT和开关元件QSW。如图3A所示，每个光传感器411、412、413和414仅包括光电流传感元件QLT，而不包括开关元件QSW。
下面参照图1、图2A和图2B，对控制背光组件的电路的操作进行如下的解释。
当光线照射到光电流传感元件QLT的沟道部分(channel portion)的半导体上时，价带(valence band)中的部分电子被转移到导带(conduction band)从而形成自由电子。当控制信号VSW施加在开关元件QSW的控制电极上时，开关元件QSW的沟道被打开，对应的输出控制开关SLO被导通，从而由输入电压VI引起的光电流I(Temp，Lux)被作为传感信号输出。
放大器420根据来自光传感部分410的传感信号，产生放大的采样电压VS，以将采样电压VS输出给采样器430。采样器430根据采样定时信号τ对采样电压VS进行采样，以将经过采样的采样电压VS输出给信号转换器440。
信号转换器440包括多个比较器。信号转换器440将由采样器430采样的模拟采样电压VS转换成数字采样信号SDS，并将该数字采样信号SDS输出给操作部分450。操作部分450在每个预定时间段接收对应于四个光传感元件411、412、413和414的四个数字采样信号SDS，并利用存储部分(未示出)将接收到的四个数字采样信号SDS予以存储。操作部分450比较四个数字采样信号SDS，以确定四个数字信号SDS中的强信号作为外界亮度信号。这样，操作部件450基于外界亮度信号改变亮度控制信号VDim的电平或状态，并将该亮度控制信号VDim施加于背光组件(未示出)的控制部分。背光组件的控制部分根据该亮度控制信号VDim对背光组件的亮度进行控制，以根据外界亮度来优化背光组件的亮度，减少功耗。
图4A、图4B和图4C是示出基于各个栅极-源极电压Vgs和温度的变化而变化的光电流、暗电流以及净光电流的曲线图。在图4A、图4B和图4C中，栅极-源极电压Vgs彼此不同，并且显示了温度与包括光电流I(Temp，Lux)、暗电流I(Temp)和净光电流I(Lux)在内的电流之间的关系。净光电流I(Lux)基本上等于光电流I(Temp，Lux)减去暗电流I(Temp)。在图4A、图4B和图4C中，外界亮度大约为10,000lux。
当温度增加时，光电流I(Temp，Lux)和暗电流I(Temp)也增加。然而，等于光电流I(Temp，Lux)减去暗电流I(Temp)的净光电流I(Lux)基于栅极-源极电压Vgs的变化而变化。当栅极-源极电压Vgs约为-7V时，净光电流I(Lux)随着温度的增加而增加。当栅极-源极电压Vgs约为0V时，净光电流I(Lux)随着温度的增加而保持基本恒定的值。当栅极-源极电压Vgs约为15V时，净光电流I(Lux)随着温度的增加而减小。
因此，当开关电源电压Vgs约为0V时，，即使温度变化，可以利用降低了误差的净光电流I(Lux)对外界亮度进行检测。然而，当栅极-源极电压Vgs约为0V时，净光电流I(Lux)的量级为10-11，以致于净光电流I(Lux)被放大之后，净光电流I(Lux)的误差增大。此外，净光电流I(Lux)的量取决于光传感器之间的偏差，由于长时间使用造成光传感器的沟道部分劣化而使该偏差发生改变。
因此，需要高电平的栅极-源极电压Vgs，还需要具有低偏差的光传感器，以减小误差量。当栅极-源极电压Vgs的电平提高时，净光电流I(LUX)取决于温度，从而就需要对温度的变化进行校准。
校准如下进行。去除外界亮度的效应以产生暗电流I(Temp)，并对温度进行检测。对净光电流I(Lux)求和的时间段被标准化。检测在标准化时间段内的净光电流I(Lux)之和的量，并产生亮度控制信号。
当进行校准时，根据温度的变化、光传感元件之间的差异、以及由于长期使用导致的劣化来改变标准化时间段，从而最小化由温度、光传感元件以及损坏在控制亮度中引起的误差。此外，虽然对外界亮度进行了检测，但是还可以利用依赖于温度的输出对外界亮度进行检测。例如，可以不用净光电流I(Lux)检测外界亮度，而是可以利用光电流I(Temp，Lux)检测外界亮度。
图5A是示出根据本发明示例性实施例的光传感器的电路图。图5B是示出施加到图5A中所述的光传感器的信号的时序图。
参照图5A和图5B，光传感器包括光电流传感元件QLT、暗电流传感元件QT以及开关元件QSW。光电流传感元件QLT、暗电流传感元件QT以及开关元件QSW中的每一个可包括具有半导体沟道区域的薄膜晶体管(TFT)。该半导体沟道区域可以包括非晶硅或多晶硅。该半导体沟道区域中的载体数量可以根据亮度和温度发生改变。
将输入电压VI和用于控制光电流传感元件的控制信号VLT分别施加给光电流传感元件QLT的漏电极和栅电极。光电流传感元件QLT的源电极电连接至开关元件QSW的漏电极。用于控制开关元件的控制信号VSW被施加给开关元件QSW的栅电极，并且该开关元件QWS的源电极通过第一节点N1电连接至输出端S_out和暗电流传感元件QT的漏电极。用于控制暗电流传感元件的控制信号VT被施加在暗电流传感元件QT的栅电极，并且暗电流传感元件QT的源电极电连接至恒定电压端。
挡光区域，例如黑色矩阵，包括位于光电流传感元件QLT的沟道区域的上部的开口部分X，从而可以利用外界亮度和温度来改变形成在光电流传感元件QLT的沟道区域内的载体数量。
相反，暗电流传感元件QT的沟道区域的上部被黑色矩阵遮挡，这样形成在暗电流传感元件QT的沟道区域中的载体数量不随外部亮度而改变，而是随温度而改变。
因此，如图5B所示，当输入电压VI、控制光电流传感元件的控制信号VLT、控制暗电流传感元件的控制信号VT以及控制开关元件的高电平控制信号VSW分别施加在光电流传感元件QLT的漏电极、光电流传感元件QLT的栅电极、暗电流传感元件QT的栅电极以及开关元件QSW的栅电极上时，依赖于光电流传感元件QLT的沟道区域内的外界亮度和温度的光电流I(Temp，Lux)向第一节点N1流动，依赖于暗电流传感元件QT的沟道区域的温度的暗电流I(Temp)在第一节点N1和恒定端之间流动。
因此，当光电流传感元件QLT具有与暗电流传感元件QT大致相同的设计，并且光电流传感元件QLT的漏极-源极电压Vds与暗电流传感元件QT的栅极-源极电压Vgs大致相同时，基本等于光电流I(Temp，Lux)减去光电流传感元件QLT的沟道区域内的温度效应的净光电流I(Lux)被施加给输出端S_OUT。
图6A是示出根据本发明示例性实施例的光传感器的电路图。图6B是示出施加给图6A中所示的光传感器的信号的时序图。
参照图6A和6B，开关元件QSW(图5A中所示)被省略，并且光电流传感元件QLT的源电极通过第一节点N1直接电连接到输出端S_OUT和暗电流传感元件QT的漏电极。因此，输出信号不是根据所有的控制光电流传感元件QLT的控制信号VLT、控制暗电流传感元件的控制信号VT以及施加给如图5A和5B所示的开关元件QSW的控制开关元件的脉冲型控制信号VSW产生的，而是仅根据如图6A和6B所示的控制光电流传感元件的脉冲型控制信号VLT和控制暗电流传感元件的控制信号VT产生的，从而使得输出信号可以直接根据控制光电流传感元件的脉冲型控制信号VLT和控制暗电流传感元件的控制信号VT形成。
图7A是示出根据本发明示例性实施例的、包括用于控制背光组件亮度的电路的显示装置的平面图。图7B是示出图7A中所示的显示装置的屏幕的平面图。
参照图7A和图7B，具有控制背光组件(未示出)的亮度的电路的显示装置是分区显示型。在分区显示型中，显示装置具有恒定(constant)显示区域‘A’和正常显示区域B。
用于控制背光组件(未示出)亮度的电路的光传感器包括有具有沟道区域的TFT。TFT的沟道区域可包括非晶硅或多晶硅。用于控制背光组件亮度的电路的光传感器可通过薄膜工艺直接形成在显示装置的显示基板上。例如，光传感器可形成在挡光区域100内或在反射电极RE下。在挡光区域100内不显示图像。另一方面，用于控制背光组件亮度的电路的其余部件可集成在驱动集成电路200中。可选的，用于控制背光组件亮度的整个电路可形成在挡光区域100内或可以集成在驱动集成电路200中。
挡光区域100或反射电极RE包括开口区域(未示出)，从而通过该开口区域将光电流传感元件QLT暴露出来，并且不露出暗电流传感元件QT。例如，光电流传感元件QLT可位于该恒定显示区域‘A’中的反射电极RE下面。并且，如时间、音量、模式、电池状态等信息显示在恒定显示区域‘A’，从而显示这些信息所需的分辨率较低。这样，在恒定显示区域‘A’内像素具有比标准显示区域B中的像素大的尺寸。此外，恒定显示区域‘A’中的像素具有反射区域，从而用户不必任何额外的操作就可以看到显示在恒定显示区域‘A’内的图像。这样，用于控制背光组件亮度的电路可形成在反射电极RE的下面。
当将控制背光组件亮度的方法和电路应用在透射模式的显示装置时，背光组件的亮度随着外界亮度的增加而增加。当将该控制背光组件亮度的方法和电路应用到反射模式的显示装置时，背光组件的亮度随着外界亮度的增加而降低。这样，可改善图像的显示质量，并降低功耗。
图8是示出根据本发明示例性实施例的用于控制背光组件的电路的电路图。
参照图8，控制背光组件(未示出)的电路包括光传感部分310、放大器320、采样器330、模-数转换器(ADC)340、编码器350、计数器360和操作部分370。
在图8中，多个如图6A所示的光传感部分310平行地彼此相连。
或者，多个如图5A所示的光传感器可平行地彼此相连。
例如，控制光传感部分的输出的输出开关SLO可与光传感部分310的输出端电连接。或者，可以通过使用如图6A所示的光传感器的控制信号VLT和VT，而省略控制光传感部分的输出的输出开关SLO。光传感部分310有选择地将光电流I(Temp，Lux)、暗电流I(Temp)或净光电流I(Lux)输出给放大器320。
光传感部分310的输出信号和参考电压VREF分别被施加到放大器320的第一输入端和放大器320的第二输入端，并且放大器320的输出端与采样器330的控制开关SSI电连接。放大器320将施加给光传感部分310的输出信号进行放大，从而使得采样器330产生放大的采样电压VS或放大的校准电压VCAL。放大器320可进一步包括复位开关SR，其用于将采样器330的采样电压VS或校准电压VCAL复位为参考电压VREF。
采样器330包括电容CS、控制采样器输入的输入开关SSI和控制采样器输出的输出开关SSO。电容CS的第一端与放大器320的输出端电连接，并且电容CS的第二端与恒定电压端电连接。输入开关SSI控制采样器330的输入。输出开关SSO控制采样器330的输出。电容CS产生采样电压VS或校准电压VCAL，以将该采样电压VS或校准电压VCAL施加给ADC340。
ADC340接收模拟采样电压VS或模拟校准电压VCAL，并产生数字采样信号SDS或数字校准信号SDCAL。该数字采样信号SDS通过输出控制开关SOC被施加给背光组件(未示出)的控制部分，并且校准信号SDCAL通过输出控制开关SOC被施加给编码器350。ADC340可通过组合多个比较器而形成。或者，ADC340具有各种已知的转换结构。
编码器350接收n比特的数字校准信号SDCAL，并输出m比特的用于产生采样定时信号τ的编码信号SE，以将m比特的编码信号SE输出给计数器360，这里m和n都是自然数。例如，n可以大于m。或者，编码器350可具有各种已知的编码结构。
计数器360根据编码信号SE产生采样定时信号τ，以确定用于控制采样器330输入的输入开关SSI的导通时间。或者，计数器360可具有各种已知的计数结构。
采样器330的采样电压VS和校准电压VCAL被施加到ADC340，并且数字采样信号SDS和校准信号SDCAL通过用于控制采样器330输出的输出开关SOC被施加给控制背光组件(未示出)亮度的电路或编码器350。或者，采样器330的采样电压VS和校准电压VCAL通过使用控制信号分别被施加给多个ADC(未示出)。ADC340的输出通过操作部分370被施加到控制背光组件(未示出)的电路以及被施加到编码器350。
根据控制背光组件所必须的精度和采样的定时，控制背光组件的电路可具有各种结构。例如，数字采样信号SDS的大小可以为几个比特，而校准信号SDCAL可以具有比数字采样信号SDS大的比特数，以精确地转换采样定时信号τ。这样，接收采样电压VS的ADC340可以包括有几个彼此并行电连接的比较器，然而，接收校准电压VCAL的ADC比接收采样电压VS的ADC的分辨率高。
以下将参照图8和图9对控制亮度的方法进行解释。VLO、VR、VSI、VSO、VLT及VT分别表示施加给控制光传感部分310输出的输出开关SLO、复位开关SR、控制采样器330输入的输入开关SSI、控制采样器330输出的输出开关SSO、光电流传感元件QLT以及暗电流传感元件QT的控制信号。
校准时间段是产生采样定时信号τ的时间段，使得采样定时信号的最终输出不依赖于温度、元件之间的差异以及由于长时间使用导致的劣化。
在参考电压设定时间段，控制光传感部分310输出的输出开关SLO和控制采样器330输出的输出开关SSO被关断，并且复位开关SR和控制采样器330输入的输入开关SSI被导通，从而将存储在采样器330中的参考电压VS放电，并且将参考电压VREF存储在采样器330中。
在校准电压提取时间段中，光电流传感元件QLT、控制采样器330输出的输出开关SSO和复位开关SR被关断，而控制光传感部分输出的输出开关SLO和控制采样器330输入的输入开关SSI被导通，从而将控制暗电流传感元件的高电平控制信号VT施加给暗电流传感元件QT，并利用光传感部分310的输出信号将采样器330的参考电压VREF校准到校准电压VCAL。在预定的校准电压采样时间段τ0，控制采样器330输入的输入开关SSI被导通，并且暗电流I(Temp)流向恒定端。这样，校准电压VCAL用下面的等式1确定。
[等式1]
V CAL = V REF - 1 C S ∫ 0 τ 0 I ( Temp ) dt
在采样定时信号产生阶段，控制光传感部分310输出的输出开关SLO、复位开关SR以及控制采样器330输入的输入开关SSI被关断，并且控制采样器330输出的输出开关SSO被导通，以将校准电压VCAL施加给ADC340。
ADC340将模拟校准电压VCAL转换成n比特的数字校准信号SDCAL，并通过输出控制开关SOC将数字校准信号SDCAL输出给编码器350。
编码器350根据预定算法将n比特的数字信号编码成m比特的数字信号，并将编码信号SE传输给计数器360。n比特数字信号和m比特数字信号之间的编码算法是根据温度、光电流I(Temp，Lux)、暗电流I(Temp)和净光电流I(Lux)的实验数据，以及编码器350的设计进行优化的。
计数器360接收编码信号SE并产生采样定时信号τ。
为了减小由元件之间的差异以及由于长时间引起的劣化造成的采样定时信号的偏差，利用彼此平行地电连接的光传感器对采样定时信号τ进行连续采样，并且强信号值的平均值可被设定为采样定时信号τ的输出。例如，计数器360可进一步包括多个用于存储采样定时信号的存储器，并且该存储器的数目可以与采样定时信号基本相等。
以下对操作时间段中图8的电路的操作进行解释。在操作时间段中，利用操作部分370根据外界亮度将亮度控制信号VDim施加给背光组件(未示出)。
如图9所示，第一参考电压设定时间段与校准时间段的参考电压设定时间段基本相同。因此，省略任何有关上述时间段的进一步描述。
在采样电压产生时间段中，复位开关SR利空制采样器输出的输出开关SSO被关断开，而控制光传感部分310输出的输出开关SLO和控制采样器330输入的输入开关SSI被接通，使得控制光传感元件的高电平控制信号VLT和控制暗传感元件的控制信号VT被关断。接通用于控制采样器330输入的输入开关SSI的时间长度由采样定时信号τ决定。当由光传感部分310产生的净光电流I(Lux)流向放大器320时，存储在电容CS中的采样电压VS由下面的等式2决定。
[等式2]
V S = V REF + 1 C S ∫ 0 τ I ( Lux ) dt
在亮度控制信号产生时间段，控制采样器330输入的输入开关SSI被关断，而控制采样器330输出的输出开关SSO被接通。为了降低功耗，也可以将其他开关关断。ADC340将由采样器330输出的模拟采样电压VS转换成数字采样信号SDS。根据用于控制数字采样电压输出的输出开关SOC的控制，将数字采样信号SDS施加给计数器360。数字采样信号SDS的生成和施加是利用多个光传感器通过时分的办法来实现的。计数器270存储依次传输来的数字采样信号SDS。在将最终的数字采样信号SDS施加到计数器360之后，数字采样信号SDS的强信号的平均值作为亮度控制信号VDim被操作部分370输出到背光组件(未示出)的控制部分。对光传感器重复使用上述的时分方法，从而减小由光传感元件之间的差异以及长时间使用导致的劣化引起的误差。
可通过串行外围接口(SPI)或低速串行接口将亮度控制信号VDim传输给背光组件的控制系统，因此，可以省略输出引线。例如，低速串行接口包括内部集成电路总线(I2C)(未示出)。
亮度控制信号VDim可根据外界亮度和功耗的变化以预定间隔进行传输。例如，也可以参考温度的变化改变用于控制亮度的电路。
图8中，使用依赖于温度的净光电流I(Lux)对背光组件的亮度进行控制。或者，背光组件的亮度也可用光电流I(Temp，Lux)进行控制。当利用光电流I(Temp，Lux)对背光组件的亮度进行控制时，也可以改变施加给光传感部分310和编码器350的控制信号。
当利用不依赖于温度的净光电流I(Lux)对背光组件的亮度进行控制时，编码器350和计数器360可以被省略，并且可以省略用于校准采样定时时间段τ的时间段。可以使用恒定的采样定时信号τ。
根据本发明的示例性实施例，尽管外界亮度、温度、不同光传感器之间的差异、元件的劣化等可能改变，仍可以最小化背光组件亮度的变化。
参照其示例性实施例已对本发明进行了描述，然而，显然地，按照前面的描述，多种替代改进和变型对于本领域普通技术人员是显而易见的。因此，本发明包括落入在权利要求书的宗旨和保护范围之内的所有这些替代改进和变型。

Claims (12)

1.一种控制背光组件亮度的方法，该方法包括：
设定参考电压；
根据该参考电压和由光电流传感元件和暗电流传感元件产生的净光电流信号，产生采样电压，该净光电流信号的电平是不依赖于温度的变化产生的，所述净光电流信号等于从来自所述光电流传感元件的光电流信号减去来自所述暗电流传感元件的暗电流信号；
根据该采样电压产生亮度控制信号；以及
利用该亮度控制信号控制背光组件的亮度。
2.根据权利要求1的方法，其中亮度控制信号是通过以下步骤产生的：
将多个模拟型的采样电压转换成多个数字采样信号；
存储所述多个数字采样信号；以及
将所存储的多个采样信号中的强信号的平均值作为亮度控制信号输出。
3.根据权利要求2的方法，其中亮度控制信号是在设定参考电压、产生采样电压、将多个模拟型的采样电压转换成多个数字采样信号以及存储多个数字采样信号的步骤被重复多次之后产生的。
4.一种控制背光组件亮度的方法，该方法包括：
设定参考电压；
校准采样定时信号；
参照该参考电压，根据所述采样定时信号、以及由光电流传感元件和暗电流传感元件产生的净光电流信号和由光电流传感元件产生的光电流信号之一，产生采样电压，所述净光电流信号等于从来自所述光电流传感元件的光电流信号减去来自所述暗电流传感元件的暗电流信号；
根据该采样电压产生亮度控制信号；以及
利用该亮度控制信号控制背光组件的亮度，
其中采样定时信号通过以下步骤校准：
根据该参考电压和由暗电流传感元件产生的暗电流信号，产生校准电压；
将模拟型的校准电压转换成数字校准信号；
将该数字校准信号编码以产生编码信号；以及
根据该编码信号产生采样定时信号。
5.根据权利要求4的方法，其中亮度控制信号是通过以下步骤产生的：
将多个模拟型的采样电压转换成多个数字采样信号；
存储所述多个数字采样信号；以及
将所存储的多个采样信号中的强信号的平均值作为亮度控制信号输出。
6.根据权利要求5的方法，其中亮度控制信号是在设定参考电压、产生采样电压、将多个模拟型的采样电压转换成多个数字采样信号以及存储多个数字采样信号的步骤被重复多次之后产生的。
7.一种控制背光组件亮度的电路，包括：
光传感部分，包括光电流传感元件和暗电流传感元件，输出不依赖于光电流传感元件和暗电流传感元件的温度变化的净光电流信号；
保持由光传感部分的输出端施加的电压电平的放大器，该放大器接收由光传感部分输出的净光电流信号并放大所接收的净光电流信号，所述净光电流信号等于从来自所述光电流传感元件的光电流信号减去来自所述暗电流传感元件的暗电流信号；
与该放大器的输出端电连接的采样器，产生采样电压并输出该采样电压；
模-数转换器，将来自采样器的模拟型的采样电压转换成数字采样信号；以及
操作部分，其存储多个数字采样信号并将所存储的多个数字采样信号的强信号的平均值作为亮度控制信号输出，并且利用该亮度控制信号控制背光组件的亮度。
8.根据权利要求7的电路，其中光传感部分进一步包括多个光传感器，所述多个光传感器包括光电流传感器和暗电流传感器。
9.一种控制背光组件亮度的电路，包括：
光传感部分，包括光电流传感元件和暗电流传感元件，输出光电流信号、暗电流信号、或净光电流信号，所述净光电流信号等于从来自所述光电流传感元件的光电流信号减去来自所述暗电流传感元件的暗电流信号；
保持由光传感部分的输出端施加的电压电平的放大器，该放大器接收光传感部分的输出并放大该光传感部分的输出；
与该放大器的输出端电连接的采样器，产生校准电压或采样电压并输出该校准电压或采样电压，该校准电压是基于参考电压和所述暗电流产生的；以及
模-数转换器，将来自该采样器的模拟型校准电压转换成数字校准信号以用于生成所述采样电压，或者将来自该采样器的模拟型采样电压转换成数字采样信号；
操作部分，其存储多个数字采样信号并将所存储的多个数字采样信号的强信号的平均值作为亮度控制信号输出，并且利用该亮度控制信号控制背光组件的亮度；
编码器，将来自模-数转换器的n比特的数字校准信号编码成m比特的编码信号，其中m和n都是自然数；以及
计数器，根据来自编码器的编码信号产生采样定时信号，
其中，所述采样器根据该采样定时信号产生所述采样电压。
10.根据权利要求9的电路，其中该光传感部分进一步包括多个光传感器，所述多个光传感器包括光电流传感器和暗电流传感器。
11.一种显示装置，包括：
可与背光结合操作的显示面板，用于显示图像，并具有挡光区域和在该挡光区域中形成的开口部分；以及
用于控制该背光的亮度的电路，包括：
光传感部分，包括光电流传感元件和暗电流传感元件，输出不依赖于光电流传感元件和暗电流传感元件的温度变化的净光电流信号，该光电流传感元件通过该开口部分暴露出来以接收外界提供的光，所述净光电流信号等于从来自所述光电流传感元件的光电流信号减去来自所述暗电流传感元件的暗电流信号；
保持由光传感部分的输出端对其施加的电压电平的放大器，该放大器接收光传感部分输出的净光电流信号并放大所接收的净光电流信号；
与该放大器的输出端电连接的采样器，产生采样电压并输出该采样电压；
模-数转换器，将来自采样器的模拟采样电压转换成数字采样信号；以及
操作部分，其存储多个数字采样信号并将所存储的多个数字采样信号的强信号的平均值作为亮度控制信号输出，并且利用该亮度控制信号控制背光组件的亮度。
12.一种显示装置，包括：
可与背光结合操作的显示面板，用于显示图像，并具有挡光区域和在该挡光区域中形成的开口部分；以及
用于控制该背光的亮度的电路，包括：
光传感部分，包括光电流传感元件和暗电流传感元件，输出光电流信号、暗电流信号或净光电流信号，该光电流传感元件通过该开口部分暴露出来以接收外界提供的光，所述净光电流信号等于从来自所述光电流传感元件的光电流信号减去来自所述暗电流传感元件的暗电流信号；
保持施加给光传感部分的输出端的电压电平的放大器，该放大器接收光传感部分的输出并放大该光传感部分的输出；
与该放大器的输出端电连接的采样器，产生校准电压或采样电压并输出该校准电压或采样电压，该校准电压是基于参考电压和所述暗电流产生的；
模-数转换器，将来自该采样器的模拟型校准电压转换成数字校准信号以用于生成所述采样电压，或将来自该采样器的模拟型采样电压转换成数字采样信号；
操作部分，其存储多个数字采样信号并将所存储的多个数字采样信号的强信号的平均值作为亮度控制信号输出，并且利用该亮度控制信号控制背光组件的亮度；
编码器，将来自模-数转换器的n比特的数字校准信号编码成m比特的编码信号，其中m和n都是自然数；以及
计数器，根据来自编码器的编码信号产生采样定时信号，
其中，所述采样器根据该采样定时信号产生所述采样电压。
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