发明内容
本发明提供一种显示器与相关的背光模组发光亮度调整方法,解决一般色序式显示器背光模组的发光二极管随着使用时间的增加、温度的变化等因素造成亮度非线性变化与二极管老化时造成的显示亮度不足的问题。
本发明揭露一种显示器。该显示器包含一背光模组、一时序控制器、及一显示面板。该时序控制器包含一感应控制器及一色序显示驱动控制器。该感应控制器储存有一对照表。该感应控制器包含一色序感应单元及一发光二极管控制单元。该色序感应单元用来接收该背光模组包含的一光感应器及一温度感应器各自所侦测到的一光感应讯号与一温度感应讯号。该发光二极管控制单元用来根据该对照表、该光感应讯号、及该温度感应讯号,调整该背光模组对应于至少一种原色所使用的一发光亮度。该色序显示驱动控制器用来根据一影像数据产生一同步讯号。该同步讯号系对应于该背光模组显示该至少一种原色时的一预设色序。该显示面板用来根据该发光二极管控制单元所调整的该发光亮度来显示该影像数据。该对照表储存有该背光模组对应于该至少一种原色及一温度时所使用的一标准亮度。
本发明揭露一种显示器。该显示器包含一背光模组、一微处理器、一色序显示驱动控制器及一显示面板。该微处理器储存有一对照表。该微处理器用来接收该背光模组的一光感应器与一温度感应器所侦测到的一光感应讯号与一温度感应讯号、及用来根据该对照表、该光感应讯号、及该温度感应讯号,调整该背光模组对应于至少一种原色所使用的一发光亮度。该色序显示驱动控制器用来根据一影像数据产生一同步讯号。该同步讯号对应于该背光模组显示该至少一种原色时的一预设色序。该显示面板用来根据该微处理器所调整的该发光亮度来显示该影像数据。该对照表储存有该背光模组对应于该至少一种原色、该背光模组所使用的一目标亮度值、及一温度时所使用的该标准亮度。
本发明揭露一种背光模组的发光亮度的调整方法。该方法包含侦测一背光模组的一温度;根据该温度与包含该背光模组的一显示器所使用的一目标亮度值,查询一对照表以找出一标准亮度;根据一分时侦测机制与该显示器的一预设色序,侦测该背光模组对应于至少一种原色所使用的一实际发光亮度;将该实际发光亮度与该标准亮度进行比较;及根据比较该实际发光亮度与该标准亮度的一结果,调整该实际发光亮度。该对照表系储存有该标准亮度,且该标准亮度为该背光模组对应于该至少一种原色及一温度时所使用。
本发明解决了一般色序式显示器背光模组的发光二极管随着使用时间的增加、温度的变化等因素造成亮度非线性变化与二极管老化导致显示亮度不足的问题。本发明根据所侦测到的背光模组的温度、实际发光亮度、及显示器所使用的目标亮度值找出标准亮度,保持了显示器亮度的稳定,提高了显示质量,除此以外,本发明在调整实际发光亮度时,环境光所造成的影响亦被考虑在内,而使得调整后的实际发光亮度不会受到环境光的干扰。
具体实施方式
为了解决上述一般色序式显示器经过长时间使用后所衍生的各种缺点,本发明揭露一种降低上述发光二极管所产生的老化现象的色序式显示器与相关的背光模组发光亮度调整方法。本发明所揭露的色序式显示器与相关的背光模组发光亮度调整方法除了将色序式显示器的温度作为调整不同原色发光二极管的亮度的考虑条件之一以外,亦将色序式显示器所配置的背光模组受到其周遭亮度(亦即环境光)的影响作为考虑条件之一,以使得背光模组在决定其发光亮度时可以事先排除环境光造成的亮度偏差,而达成不同原色发光二极管的亮度补偿。
在实施本发明所揭露的显示器与方法时,首先需要先行介绍色序式显示器在其背光模组的发光方式。请参阅图1,其为色序式显示器的背光模组在根据不同原色进行显示时的时间与亮度关系的时序示意图。如图1所示,背光模组在以色序法进行显示时,会在一短时间内以一预定色序来轮流显示一影像,例如图1所示在16.76毫秒内依序对应于红色、绿色、蓝色的三原色进行显示的状况,其中显示上述三原色的时间长度是以脉冲宽度调变(PulseWidthModulation,PWM)讯号的方式来进行调整,亦即以图1中所示以TR、TG、TB所示之三个时区的长度来进行调整。本发明所揭露的色序式显示器与方法需要根据图1所示的时序示意图进行解说,然而,在本发明所揭露的各种实施例中,所使用的预设色序并未被限定于图1中所示红色、绿色、蓝色的色序。
请参阅图2,其为根据本发明的第一实施例所揭露的一色序式显示器100的示意图。如图1所示,色序式显示器100包含一时序控制器110、一背光模组120、一闸极线驱动单元130、一数据线驱动单元140、及一显示面板150。背光模组120包含一光感应器122、一温度感应器124、及一背光模组驱动单元126。时序控制器110包含一感应控制器160及一色序显示驱动控制器170,其中感应控制器160包含一色序感应单元180与一发光二极管控制单元190。光感应器122用来侦测背光模组120对应于图1所示的各种原色所使用的不同发光亮度,来产生一光感应讯号并传输给感应控制器160。温度感应器124用来侦测背光模组120的温度,以产生一温度感应讯号并传输给感应控制器160;请注意,在本发明实施例中,温度感应器124在进行对背光模组120的温度侦测时,会持续侦测一段时间(例如数秒间),得到较为稳定的温度计数之后才会将所得到的温度值提供给其它组件使用,除此以外,当在侦测时间内背光模组120的温度并未到达一稳定值时,会重新进行侦测直到得到稳定的温度计数为止。背光模组驱动单元126用来根据发光二极管控制单元190所调整的一发光亮度,控制背光模组120所使用的对应于图1所示各种原色所使用的不同发光亮度。感应控制器160储存有一对照表185,记录有背光模组120对应于不同温度及目标亮度值之下的所应使用的理想亮度值(亦即标准亮度),其中对照表185在本发明实施例中的表示方式将在图3中进行说明。色序感应单元180用来接收背光模组120所接收到的该光感应讯号与该温度感应讯号,并将该光感应讯号与该温度感应讯号转传给发光二极管控制单元190。发光二极管控制单元190以该光感应讯号所指示对应于图1所示的各种原色所使用的不同发光亮度、及该温度感应讯号所指示背光模组120的温度,来查询对照表185,以找出并调整不同原色在不同温度及目标亮度值下所对应的理想发光亮度。色序显示驱动控制器170用来根据所接收的一影像数据产生一同步讯号,且该同步讯号系对应于图1中背光模组120显示上述原色时的该预设色序,以使得背光模组120所产生的光线得以与显示面板150上所显示的影像数据同步。数据线驱动单元140根据色序显示驱动控制器170所接收的该影像数据与该预设色序驱动显示面板150,以在显示面板150上进行对应于该预设色序中的各种原色及该影像数据的显示,且显示面板150在显示该影像数据时所需要的亮度是由发光二极管控制单元190与背光模组126所调整并控制。闸极线驱动单元130用来控制显示面板150上的闸极线以运作显示面板150。
请参阅图3,其为图2所示对照表185的实施例示意图。如图3所示,对照表185以温度(例如第3图所示的21-30、31-40、41-50等范围)与目标亮度值(例如第3图所示的150、200)作为索引,来储存背光模组120所使用对应于各种温度及目标亮度值组合的各原色标准亮度(即第3图所示的
、
、
、
、…、
等资料)。举例来说,当背光模组120温度为27度,且目前显示器100所使用的目标亮度值为150时,发光二极管控制单元190便会参照温度值21-30与目标亮度值150所对应的一组亮度
、
、
来作为对应于显示红色、绿色、蓝色三种原色时所使用的理想发光亮度。
图2所示色序式显示器100的驱动方式叙述如下。首先在色序式显示器100被启动后,便会进行特定的起始程序,例如调整控制图1中提及对应于该预定色序显示各原色所需的脉冲调变宽度讯号或驱动电流等设定,并加载发光二极管控制单元190的初始值设定,其中在图2的实施例中,色序式显示器100所使用的目标亮度值亦于此时加载发光二极管控制单元190。在第一阶段中,温度感应器124将背光模组120本身的温度变化以该温度感应讯号的形式回授至感应控制器160所包含的色序感应单元180,再由感应控制器160所包含的发光二极管控制单元190根据所加载的目标亮度值与该温度感应讯号所对应的温度为索引查询对照表185,以得到对应于各原色的一组标准亮度,例如图3所示各自对应于红色、绿色、蓝色之标准亮度
、
、
等。接着在第二阶段中,光感应器122将对背光模组120侦测其发光亮度所得到的实际亮度值以该光感应讯号的形式回授至色序感应单元180,再由发光二极管控制单元190将该光感应讯号所代表的发光亮度与发光二极管控制单元190在该第一阶段中所查询到的该组标准亮度值作比对,并据以控制背光模组驱动单元126驱动背光模组120时的发光亮度。请注意,该光感应讯号包含对应于不同原色的实际发光亮度,且光感应器122利用第1图中所示对应于不同颜色的时区TR、TG、TB来进行分时侦测(亦即在时区TR中侦测红色的实际发光亮度、在时区TG中侦测绿色的实际发光亮度、在时区TB中侦测蓝色的实际发光亮度)。假设上述光感应器122对应于不同原色进行分时侦测所得到的实际亮度是各自对应于红色、绿色及蓝色的LR、LG、LB,并假设此时温度为21-30,则发光二极管控制单元190会将标准亮度
与实际亮度LR做比较、将标准亮度
与实际亮度LG做比较、并将标准亮度
与实际亮度LB做比较,以检验各实际亮度是否发生低于对应标准亮度的状况。当任一实际亮度低于对应标准亮度时,则代表发生发光二极管老化使得发光亮度衰减的现象,且此时需要进行相对应的亮度调整。举例来说,假设在实际亮度LR低于标准亮度
、且其它二者实际亮度并未低于对应标准亮度的情况下,发光二极管控制单元190会将实际亮度LR、LG、LB作同步的微调提升,直至实际亮度LR、LG、LB皆各自不低于对应的标准亮度为止,以达成白平衡;假设在实际亮度LR低于标准亮度
、且同时实际亮度LB低于标准亮度
的情况下,发光二极管控制单元190亦会将实际亮度LR、LG、LB作同步的微调提升,直至实际亮度LR、LG、LB皆各自不低于对应的标准亮度为止,以达成白平衡;简而言之,在本发明中对实际亮度所作的调整与补偿是对各种原色的微调提升,并直至任一原色对应的实际亮度皆不低于其标准亮度为止,以达成背光模组120在发光上的白平衡。
请参阅图4,其为根据本发明第二实施例所揭露的显示器200的示意图。如图4所示,显示器200与显示器100的主要区别在于在感应控制器160中增加了环境光亮度计算单元215,以排除环境光在发光二极管控制单元190控制背光模组驱动单元126所使用的实际亮度时可能造成的亮度偏移。请注意,在图4中,将感应控制器160替换成了感应控制器260、并将时序控制器110替换成了时序控制器210以指明与图2中显示器100的差别。在上述显示器100的运作过程中提及的光感应器122利用了各种原色的分时侦测机制以得到对应于各种原色的实际亮度的方法;而在图4所示的显示器200中,除了应用到第1图的时区TR、TG、TB来进行分时侦测机制以得到对应于各原色的实际亮度LR、LG、LB以外,亦在图1所示时区ΔTR、ΔTG、ΔTB中采用对红色、绿色、蓝色的环境光亮度SLR、SLG、SLB的分时侦测机制。如图1所示,在时区ΔTR、ΔTG、ΔTB中,由于红色、绿色、蓝色的脉冲宽度调变讯号并未处于高准位,因此背光模组驱动单元126并未发出红色、绿色、蓝色的光线;换言之,在时区ΔTR、ΔTG、ΔTB中仅会侦测到背光模组120的环境光亮度,且由于亦采用分时侦测机制,因此可在环境光亮度变动较快也较大的情况下,更完善且动态的对应于不同原色找出环境光在亮度上造成的影响。光感应器122所侦测到的环境光亮度亦透过色序感应单元180回授至发光二极管控制单元190,使得发光二极管控制单元190可将实际亮度LR、LG、LB各自扣除环境光亮度SLR、SLG、SLB,并根据亮度(LR-SLR)、(LG-SLG)、(LB-SLB)来进行上述为了达到白平衡所做的实际发光亮度调整;换言之,发光二极管控制单元190根据环境光亮度计算单元215所调整的已调整光感应讯号来进行发光亮度调整,使得最后背光模组驱动单元126达成的白平衡中已排除环境光亮度造成的影响。
请参阅图5,其为根据本发明第三实施例所揭露的显示器300的示意图。如图5所示,显示器300与图4所示显示器200的主要区别在于显示器300较显示器200另外增加了一个直接侦测外部环境光的环境光感应器128,且感应控制器260另外增加了一个亮度统计单元325而形成一感应控制器360。在图4的显示器200中,应用分时侦测机制于光感应器122所侦测到的环境光亮度为背光模组120在其光源发光时所纯粹受到环境光的影响部份;而在图5中所使用的环境光感应器128是用来直接对显示器300外部的环境光进行量测,且环境光感应器128进行侦测的时机亦为图1中所示的时区ΔTR、ΔTG、ΔTB。然而,图4中光感应器122直接对背光模组120的光源侦测到的环境光亮度已考虑到当下显示器200显示时所使用的灰阶值,而环境光感应器128所直接侦测到的环境光并未根据显示器300当下所使用的灰阶值来进行考虑,因此环境光亮度计算单元215无法直接根据环境光感应器128所侦测到的外部环境光亮度来在光感应器122所侦测到的实际发光亮度中排除环境光的因素。为了使环境光感应器128所侦测到的外部环境光亮度可被环境光亮度计算单元215用来排除实际发光亮度中环境光的因素,因此灰阶值统计单元325是用来由色序显示驱动控制器170中接收对应于影像数据的灰阶数据,使得环境光亮度计算单元215可根据灰阶值统计单元325所接收的灰阶数据计算显示面板150上当下的穿透率,并根据所计算出的穿透率较精确的得到环境光感应器128接收到的环境光亮度对于光感应器122侦测到的实际亮度所造成的影响。请注意,在图5中,是将图4所示感应控制器260替换成了感应控制器360、并将时序控制器210替换成了时序控制器310以指明与图4中显示器200的差别。在本发明的一较佳实施例中,计算环境光感应器128所接收到环境光亮度对于光感应器122所侦测到的实际亮度的影响可量化为(环境光亮度)*(面板穿透率)*(灰阶值统计单元325所侦测到的灰阶值*显示面板150的像素数目)/(显示面板150的分辨率)。
请参阅图6,其为根据本发明第四实施例所揭露的显示器400的示意图。如图6所示,显示器400与图5所示显示器300的主要区别在于背光模组120中的光感应器122被替换成了一光感应器数组622,温度感应器124被替换成了一温度感应器数组624,使得图6中以背光模组620替换背光模组120。第6图中所示的显示器400主要是应用于较大尺寸的显示面板及显示器,例如32吋以上的显示面板及显示器,因此使用光感应器数组622与温度感应器数组624可较佳的符合该种较大尺寸的显示面板及显示器的需求。温度感应器数组624是包含复数个温度感应器(未标记,如温度感应器124),且光感应器数组622亦包含复数个光感应器(未图示),且该复数个光感应器是包含如之前各图所示的光感应器122或第5图所示的环境光感应器128,以各自辅助环境光亮度计算单元215排除显示器400内部或外部环境光所造成的影响。
请参阅图7,其为根据本发明第五实施例所揭露的显示器500的示意图。如图7所示,显示器500与之前本发明所揭露的各显示器的不同处在于显示器500是以一微处理器510直接执行之前所述色序感应单元180、环境光亮度计算单元215、发光二极管控制单元190、或灰阶值统计单元325的功能,以由背光模组120接收所需的温度感应讯号、光感应讯号、或环境光亮度讯号,并据以调整背光模组驱动单元126所使用的发光亮度,以及由色序显示驱动控制器170接收同步讯号以使背光模组120的发光与显示面板150的影像数据显示同步。
请参阅图8,其为根据第2图所示的显示器100所揭露背光模组调整发光亮度的方法的示意图。如图8所示,该方法包含步骤如下:
步骤802: 启动一色序式显示器并执行一起始程序;
步骤804: 加载一发光二极管控制单元的初始值设定;
步骤806: 侦测一背光模组的温度;
步骤808: 根据该背光模组所侦测的该温度及显示器所使用的目标亮度值来查询一对照表,以得到对应于该温度及该目标亮度值的标准亮度;
步骤810: 根据一分时机制侦测该背光模组对应于至少一种原色所使用的实际发光亮度;
步骤812: 比较该标准亮度与该实际发光亮度,以确认该实际发光亮度是否低于该标准亮度;当该实际发光亮度低于该标准亮度时,执行步骤814,否则执行步骤806;及
步骤814: 将该实际发光亮度进行微调提升,直至该实际发光亮度不低于该标准亮度为止,并执行步骤806。
请注意,当在步骤812中光感应器122所侦测到的实际发光亮度不低于发光二极管控制单元190由对照表185查表所得到的该标准亮度时,即代表目前背光模组120的状态正常,故重新起始各种侦测程序以持续确认背光模组120是否发生老化现象。而当在步骤812中光感应器122所侦测到的实际发光亮度低于发光二极管控制单元190由对照表185查表所得到的该标准亮度时,则代表背光模组120中的发光二极管发生了老化现象,此时依至少一种原色中出现老化现象的实际亮度微调提升,直至所有原色的实际亮度皆高于对应的标准亮度为止,以达成白平衡。
请参阅图9,其为根据图4所示的显示器200所揭露背光模组调整发光亮度的方法的示意图。如图9所示,除了与图8中重复的步骤以外,该方法另包含步骤如下:
步骤811: 根据一分时机制侦测该背光模组对应于至少一种原色的环境光亮度,并由步骤810中所侦测到的实际发光亮度中排除该环境光亮度所造成的影响。
图9所示的方法与图8所示方法的差异处主要系为引进了环境光侦测机制,并在光感应器所侦测到背光模组所发出的实际发光亮度中排除环境光造成的影响。
请参阅图10,其为根据第5图所示的显示器300所揭露背光模组调整发光亮度的方法的示意图。如图10所示,除了与图8或图9中重复的步骤以外,该方法另包含步骤如下:
步骤911: 根据一分时机制侦测该背光模组对应于至少一种原色的环境光亮度,根据该显示器的影像灰阶值与该环境光亮度计算该显示面板的穿透率,并根据该穿透率由步骤810中所侦测到的实际发光亮度中排除该环境光亮度所造成的影响。
图6与图7所示的显示器400、500是应用图8、图9及图10中所揭露的方法或其步骤之组合,故不再多加赘述。然请注意,将图8、图9和图10中所述步骤加以合理的排列组合或是附加上述说明中所提及的其它附加条件所产生的实施例,仍应视为本发明的范畴。
本发明揭露一种色序式显示器与相关的背光模组发光亮度调整方法,以解决一般色序式显示器在面临背光模组的各原色发光二极管老化时亮度不足的问题而达成白平衡。本发明所揭露的色序式显示器亦在各原色发光二极管的亮度调整上考虑了环境光造成的亮度偏移并克服了该问题,使得本发明的色序式显示器在调整亮度时不会受到环境光的干扰。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。