CN101833926A - 背光调整系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种背光调整系统及方法。该背光调整系统包括一第一计算器、一处理器和一驱动器。该第一计算器用来根据一实际环境亮度值、一最佳环境亮度值和一对应该最佳环境亮度值的设定显示亮度值，计算一对应该实际环境亮度值的目标显示亮度值。该处理器电连接到该第一计算器，用来根据该目标显示亮度值获得一目标脉冲工作值的一初始值。该驱动器电连接到该处理器，用来根据该目标脉冲工作值，以脉冲宽度调变方式来产生一驱动信号，且用来输出该驱动信号到发光元件。

Description

背光调整系统及方法

技术领域

本发明涉及一种调整系统及方法，特别涉及一种背光调整系统及方法。

背景技术

人在观看显示装置所显示的画面时，会受到环境光干扰。由于人眼的生理特性和人的心理感受(人长期辨识物体的亮度和色度所形成的习惯)，当环境亮度比较高时，人会感觉到画面的灰阶层次不太滑顺、画面泛白，以及画面出现色偏，而当环境亮度比较低时，人会感觉到画面的灰阶层次不太滑顺、画面的低灰阶部分难以辨别、画面的高灰阶部分的变化量太大，以及画面出现色偏。

液晶显示装置是通过背光调整系统根据环境亮度来调整发光元件所提供的背光亮度，以改变液晶面板的显示亮度。一般而言，在环境亮度比较高时，将背光亮度调高，而在环境亮度比较低时，将背光亮度调低，以使人能够看到比较优质的画面。

参阅图1，是一种现有技术的背光调整系统的方框示意图。该背光调整系统1包括一亮度传感器11、一模/数转换器12、一储存器13、一处理器14及一驱动器15。亮度传感器11用来感测环境亮度，以产生一实际环境亮度信号。模/数转换器12电连接到亮度传感器11，用来对实际环境亮度信号进行模/数转换，以产生一实际环境亮度值。储存器13用来储存一查找表，查找表包括多个环境亮度值和多个分别对应环境亮度值的脉冲(duty)工作值。处理器14电连接到模/数转换器12和储存器13，用来根据实际环境亮度值从查找表中找出一目标脉冲工作值。驱动器15电连接到处理器14，用来根据目标脉冲工作值，以脉冲宽度调变方式来产生一驱动信号，并输出该驱动信号到发光元件，以调整背光亮度。

虽然上述背光调整系统1能够调整背光亮度，可以在某个程度上改善画面质量，但是其调整好的背光亮度并不是最佳的，因此画面质量仍然有改善的空间。而且，由于发光元件老化会导致背光亮度偏移，如果按照共同的查找表来调整发光元件所提供的背光亮度，随着发光元件老化，将会使背光亮度不能被调整到较佳值，且不同发光元件所提供的背光亮度本来就有差异，如果按照共同的查找表来调整不同发光元件所提供的背光亮度，也会使背光亮度不能被调整到较佳值。

发明内容

为了解决现有的背光调整系统不能将背光亮度调整到较佳值的问题，本发明提供一种背光调整系统，可以计算与最佳背光亮度相关的目标显示亮度。

一种背光调整系统，其根据一环境亮度来调整一发光元件所提供的一背光亮度，以改变一液晶面板的一显示亮度。该背光调整系统包括一第一计算器、一处理器和一驱动器。该第一计算器用来根据一实际环境亮度值、一最佳环境亮度值和一对应该最佳环境亮度值的设定显示亮度值，计算一对应该实际环境亮度值的目标显示亮度值。该处理器电连接到该第一计算器，用来根据该目标显示亮度值，获得一目标脉冲工作值的一初始值。该驱动器电连接到该处理器，用来根据该目标脉冲工作值，以脉冲宽度调变方式来产生一驱动信号，且适用来输出该驱动信号到该发光元件。

本发明背光调整系统通过考虑该实际环境亮度值、该最佳环境亮度值和该设定显示亮度值这些参数，可以计算与最佳背光亮度相关的该目标显示亮度值。

为了解决现有的背光调整系统不能将背光亮度调整到较佳值的问题，本发明还提供一种背光调整方法，可以计算与最佳背光亮度相关的目标显示亮度。

一种背光调整方法，其根据一环境亮度来调整一发光元件所提供的一背光亮度，以改变一液晶面板的一显示亮度。该背光调整方法包括以下步骤：

(A)根据一实际环境亮度值、一最佳环境亮度值和一对应该最佳环境亮度值的设定显示亮度值，计算一对应该实际环境亮度值的目标显示亮度值；及

(B)根据该目标显示亮度值，获得一与该发光元件所提供的该背光亮度相关的目标脉冲工作值的一初始值。

本发明背光调整方法通过考虑该实际环境亮度值、该最佳环境亮度值和该设定显示亮度值这些参数，可以计算与最佳背光亮度相关的该目标显示亮度值。

为了解决现有的背光调整系统不能将背光亮度调整到较佳值的问题，本发明还提供一种背光调整系统，可以计算与最佳背光亮度相关的目标显示亮度，并使发光元件所提供的背光亮度被调整到最佳背光亮度，不会受到发光元件老化及发光元件间的特性差异影响。

一种背光调整系统，其根据一环境亮度来调整一发光元件所提供的一背光亮度，以改变一液晶面板的一显示亮度。该背光调整系统包括一第一亮度传感器、一第一计算器、第二亮度比较器、一比较器和一处理器。该第一亮度传感器用来感测该环境亮度，以产生一实际环境亮度值。该第一计算器电连接到该第一亮度传感器，用来根据该实际环境亮度值、一最佳环境亮度值和一对应该最佳环境亮度值的设定显示亮度值，计算一对应该实际环境亮度值的目标显示亮度值。一第二亮度传感器，电连接到该比较器，用来感测该发光元件所提供的该背光亮度，以产生该实际背光亮度信号。该比较器电连接到该第一计算器和该第二亮度传感器，用来比较该目标显示亮度值和一实际显示亮度值，以产生一比较结果。该处理器电连接到该比较器，用来根据该比较结果，调整一与该发光元件所提供的该背光亮度相关的目标脉冲工作值。

本发明背光调整方法通过考虑该实际环境亮度值、该最佳环境亮度值和该设定显示亮度值这些参数，可以计算与最佳背光亮度相关的该目标显示亮度值，并通过比较该目标显示亮度值和该实际显示亮度来调整该目标脉冲工作值，可以使该背光亮度被调整到最佳背光亮度，不会受到该发光元件老化及发光元件间的特性差异影响。

附图说明

图1是一方块图，说明一种现有技术的背光调整系统。

图2是一方块图，说明本发明背光调整系统的较佳实施例。

图3是一示意图，说明不同环境亮度下人所感受到的伽马曲线。

图4是一流程图，说明本发明背光调整方法的较佳实施例。

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的两个较佳实施例的详细说明中，将可以清楚地呈现。

参阅图2，本发明背光调整系统2的较佳实施例适用来根据一环境亮度来调整一发光元件(图未示)所提供的一背光亮度，以改变一液晶面板(图未示)的一显示亮度。本实施例背光调整系统2包括一第一亮度传感器20、一第二亮度传感器21、一第一模/数转换器22、一第二模/数转换器23、一第一计算器24、一第二计算器25、一比较器26、一储存器27、一处理器28和一驱动器29。

第一亮度传感器20用来感测环境亮度，以产生一实际环境亮度信号。第一模/数转换器22电连接到第一亮度传感器20，用来对实际环境亮度信号进行模/数转换，以产生一实际环境亮度值。第一计算器24电连接到第一模/数转换器22，用来根据实际环境亮度值，以及从外界接收到的一最佳环境亮度值与一对应最佳环境亮度值的设定显示亮度值，计算一对应实际环境亮度值的目标显示亮度值，其中，目标显示亮度值＝实际环境亮度值*设定显示亮度值/最佳环境亮度值(如此计算的原因将于稍后再做说明)。

在本实施例中，最佳环境亮度值是最佳环境亮度经感测及模/数转换而产生的，人习惯于在最佳环境亮度下进行比较舒适的视觉观看，且最佳环境亮度会随着地区和人种等因素而改变；设定显示亮度值是在最佳环境亮度下，当液晶面板所显示的画面具有最佳质量时，对应最高灰阶的显示亮度经感测及模/数转换而产生的。

第二亮度传感器21用来感测发光元件所提供的背光亮度，以产生一实际背光亮度信号。第二模/数转换器23电连接到第二亮度传感器21，用来对实际背光亮度信号进行模/数转换，以产生一实际背光亮度值。第二计算器25电连接到第二模/数转换器23，用来将实际背光亮度值乘上液晶面板的一穿透率，以产生一实际显示亮度值。

在本实施例中，第二亮度传感器21可以是一设置在液晶面板与发光元件之间的光敏元件，但也可以是一形成在液晶面板上的薄膜晶体管；穿透率是对应最高灰阶的穿透率，因此实际显示亮度值反应对应最高灰阶的显示亮度。

比较器26电连接到第一计算器24和第二计算器25，用来比较目标显示亮度值和实际显示亮度值，以产生一比较结果。储存器27用来储存一查找表，查找表包括多个显示亮度值和多个分别对应显示亮度值的脉冲工作值。处理器28电连接到第一计算器24、比较器26和储存器27，用来根据目标显示亮度值，获得一目标脉冲工作值的一初始值，并根据比较结果调整目标脉冲工作值，在目标显示亮度值大于实际显示亮度值时，将目标脉冲工作值调大，而在目标显示亮度值小于实际显示亮度值时，将目标脉冲工作值调小。驱动器29电连接到处理器28，用来根据目标脉冲工作值，以脉冲宽度调变方式来产生一驱动信号，且用来输出驱动信号到发光元件，以调整发光元件所提供的背光亮度。

本实施例一方面通过第一亮度传感器20、第一模/数转换器22和第一计算器24这些元件来感测环境亮度，并计算目标显示亮度，另一方面通过第二亮度传感器21、第二模/数转换器23和第二计算器25这些元件来感测发光元件所提供的背光亮度，并计算液晶面板的显示亮度，然后通过比较器26、储存器27、处理器28和驱动器29这些元件来比较目标显示亮度和液晶面板的显示亮度，并调整发光元件所提供的背光亮度，以将液晶面板的显示亮度调整到目标显示亮度。

值得注意的是，在本实施例中，第二亮度传感器21是用来感测发光元件所提供的背光亮度，以产生一实际背光亮度信号；但在一替代实施例中，第二亮度传感器21可以是例如设置在液晶面板的一远离发光元件的表面上，用来感测液晶面板的显示亮度，以产生一实际显示亮度信号，此时，第二计算器25可以被省略，第二模/数转换器23电连接到比较器26，用来对实际显示亮度信号进行模/数转换，以产生实际显示亮度值。

以下说明第一计算器24以上述方式计算的原因。

环境亮度改变会导致人感受到的伽马(gamma)曲线偏移。假设对应第n灰阶的显示亮度及相对穿透率分别为Bn及Yn，对应最高灰阶(例如第256灰阶)的显示亮度及相对穿透率分别为B256及1，且伽马曲线的伽马值为(，则相对穿透率Yn如下所示：

$Y_n=\frac{B_n}{B_{256}}={\left(\frac{n}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}.$

在环境亮度为By时，假设对应第n灰阶的显示亮度为Bny，对应最高灰阶的显示亮度为B256v，则人感受到的相对穿透率Y′_nBy如下所示：

$Y_{\mathrm{nBy}}^{\′}=\frac{B_{\mathrm{ny}}+B_y}{B_{256y}+B_y}=\frac{B_{\mathrm{ny}}+\frac{B_y\·B_{\mathrm{ny}}}{B_{256y}}}{B_{256y}+B_y}+\frac{B_y\·(1-\frac{B_{\mathrm{ny}}}{B_{256y}})}{B_{256y}+B_y}$

$=\frac{B_{\mathrm{ny}}}{B_{256y}}+\frac{B_y\·(1-\frac{B_{\mathrm{ny}}}{B_{256y}})}{B_{256y}+B_y}={\left(\frac{n}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}+\frac{B_y\·[1-{\left(\frac{n}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}]}{B_{256y}+B_y},$

此时，人感受到的灰阶滑顺度如下所示：

$\frac{Y_{n+1\mathrm{By}}^{\′}-Y_{\mathrm{nBy}}^{\′}}{Y_{\mathrm{nBy}}^{\′}}=\frac{Y_{n+1\mathrm{By}}^{\′}}{Y_{\mathrm{nBy}}^{\′}}-1=\frac{{\left(\frac{n+1}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}+\frac{B_y\·[1-{\left(\frac{n+1}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}]}{B_{256y}+B_y}}{{\left(\frac{n}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}+\frac{B_y\·[1-{\left(\frac{n}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}]}{B_{256y}+B_y}}-1$

$=\frac{B_{256y}\·{\left(\frac{n+1}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}+B_y}{B_{256y}\·{\left(\frac{n}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}+B_y}-1.$

同理，在最佳环境亮度为Bz时，假设对应第n灰阶的显示亮度为Bnz，对应最高灰阶的显示亮度为B256z，则人感受到的灰阶滑顺度如下所示：

$\frac{Y_{n+1\mathrm{Bz}}^{\′}-Y_{\mathrm{nBz}}^{\′}}{Y_{\mathrm{nBy}}^{\′}}=\frac{B_{256z}\·{\left(\frac{n+1}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}+B_z}{B_{256z}\·{\left(\frac{n}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}+B_z}-1.$

为了使人感受不到灰阶偏移，必须满足下式：

$\frac{B_{256y}\·{\left(\frac{n+1}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}+B_y}{B_{256y}\·{\left(\frac{n}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}+B_y}-1=\frac{B_{256z}\·{\left(\frac{n+1}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}+B_z}{B_{256z}{\left(\frac{n}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}+B_z}-1$

$\⇒(B_z\·B_{256y}-B_y\·B_{256z})\·{\left(\frac{n}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}=(B_z\·B_{256y}-B_y\·B_{256z})\·{\left(\frac{n+1}{256}\right)}^{\mathrm{\γ}}$

$\⇒B_z\·b_{256y}=B_y\·B_{256z}$

$\⇒B_{256y}=\frac{B_y\·B_{256z}}{B_z}.$

由上式可得；目标显示亮度值＝实际环境亮度值(设定显示亮度值/最佳环境亮度值。

参阅图4，本发明背光调整方法的较佳实施例适用来根据一环境亮度来调整一发光元件所提供的一背光亮度，以改变一液晶面板的一显示亮度。本实施例背光调整方法包括以下步骤：

步骤41是根据一实际环境亮度值、一最佳环境亮度值和一对应最佳环境亮度值的设定显示亮度值，计算一对应实际环境亮度值的目标显示亮度值，其中，目标显示亮度值＝实际环境亮度值*设定显示亮度值/最佳环境亮度值。

步骤42是根据目标显示亮度值，获得一与发光元件所提供的背光亮度相关的目标脉冲工作值的一初始值。

步骤43是将一实际背光亮度值乘上液晶面板的一穿透率，以获得一实际显示亮度值。

步骤44是比较目标显示亮度值和实际显示亮度值，以产生一比较结果。

步骤45是根据比较结果，调整目标脉冲工作值。

步骤41～45的详细作法可以参考上述背光调整系统的较佳实施例，此处不再多加说明。

综上所述，上述实施例通过考虑实际环境亮度值、最佳环境亮度值和设定显示亮度值这些参数，可以计算出与最佳背光亮度相关的目标显示亮度，并通过比较目标显示亮度值和实际显示亮度来调整发光元件所提供的背光亮度，可以调整背光亮度到最佳背光亮度，不会受到发光元件老化和发光元件间的特性差异影响，因而确实能达成本发明的目的。

Claims (10)

1.一种背光调整系统，用来根据一环境亮度来调整一发光元件所提供的一背光亮度，以改变一液晶面板的一显示亮度，该背光调整系统包括：

一第一计算器，用来根据一实际环境亮度值、一最佳环境亮度值及一对应该最佳环境亮度值的设定显示亮度值，计算一对应该实际环境亮度值的目标显示亮度值；

一电连接到该第一计算器的处理器，用来根据该目标显示亮度值，获得一目标脉冲工作值的一初始值；及

一电连接到该处理器的驱动器，用来根据该目标脉冲工作值，以脉冲宽度调变方式来产生一驱动信号，且适用来输出该驱动信号到该发光元件。

2.如权利要求1所述的背光调整系统，其特征在于：该目标显示亮度值＝该实际环境亮度值*该设定显示亮度值/该最佳环境亮度值。

3.如权利要求1所述的背光调整系统，其特征在于：该背光调整系统进一步包括一电连接到该第一计算器的比较器，用来比较该目标显示亮度值及一实际显示亮度值，以产生一比较结果；该处理器电连接到该比较器，用来根据该比较结果调整该目标脉冲工作值。

4.如权利要求3所述所述的背光调整系统，其特征在于：该背光调整系统进一步包括一电连接到该第一计算器的第一亮度传感器和一电连接到该比较器的第二亮度传感器，该第一亮度传感器用来感测该环境亮度以产生该实际环境亮度信号，该第二亮度传感器用来感测该发光元件所提供的该背光亮度以产生该实际背光亮度信号。

5.如权利要求1所述的背光调整系统，其特征在于：该背光调整系统进一步包括一储存器，用来储存多个显示亮度值及多个分别对应该等显示亮度值的脉冲工作值；该处理器电连接到该储存器，且是根据该目标显示亮度值从该储存器中找出该目标脉冲工作值的该初始值。

6.一种背光调整方法，用来根据一环境亮度来调整一发光元件所提供的一背光亮度，以改变一液晶面板的一显示亮度，该背光调整方法包括以下步骤：

(A)根据一实际环境亮度值、一最佳环境亮度值及一对应该最佳环境亮度值的设定显示亮度值，计算一对应该实际环境亮度值的目标显示亮度值；及

(B)根据该目标显示亮度值，获得一与该发光元件所提供的该背光亮度相关的目标脉冲工作值的一初始值。

7.如权利要求6所述的背光调整方法，其特征在于：该目标显示亮度值＝该实际环境亮度值*该设定显示亮度值/该最佳环境亮度值。

8.如权利要求6所述的背光调整方法，其进一步包括以下步骤：

(C)比较该目标显示亮度值及一实际显示亮度值，以产生一比较结果；及

(D)根据该比较结果，调整该目标脉冲工作值。

9.如权利要求6所述的背光调整方法，其特征在于：在步骤(B)中是根据该目标显示亮度值，以查表方式找出该目标脉冲工作值的该初始值。

10.一种背光调整系统，适用来根据一环境亮度来调整一发光元件所提供的一背光亮度，以改变一液晶面板的一显示亮度，该背光调整系统包括：

一第一亮度传感器，用来感测该环境亮度，以产生一实际环境亮度值；

一第一计算器，电连接到该第一亮度传感器，用来根据该实际环境亮度值、一最佳环境亮度值及一对应该最佳环境亮度值的设定显示亮度值，计算一对应该实际环境亮度值的目标显示亮度值；

一第二亮度传感器，电连接到该比较器，用来感测该发光元件所提供的该背光亮度，以产生该实际背光亮度值；

一比较器，电连接到该第一计算器和该第二亮度传感器，用来比较该目标显示亮度值及一实际显示亮度值，以产生一比较结果；及

一处理器，电连接到该比较器，用来根据该比较结果，调整一与该发光元件所提供的该背光亮度相关的目标脉冲工作值。

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