CN101908301B - 液晶显示器、背光控制方法 - Google Patents

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Abstract

液晶显示器包括包含触摸面板功能的输入输出显示单元；从输入输出显示单元的背面向输入输出显示单元发光的背光单元；比较处理单元，所述比较处理单元对检测从背光发出、从输入输出显示单元上的操作物体反射的光的传感器的传感器输出与预定基准值进行比较；和背光亮度调整单元，所述背光亮度调整单元接收比较处理单元的比较结果，并调整背光的亮度，以致传感器输出接近预定的容许下限输出值。

Description

液晶显示器、背光控制方法
技术领域
本发明涉及液晶显示器、背光控制方法和程序，更具体地说，涉及能够控制具有触摸面板功能的液晶显示器中的背光的亮度，从而降低功耗的液晶显示器、背光控制方法和程序。 
背景技术
液晶显示器是一种轻量的平板显示器，广泛用于诸如照相机、便携式信息处理设备、银行终端等的显示器之类的光学触摸面板。由于液晶显示器是非发光显示器，因此使用从其背面照射显示屏的背光来增强可见性，和允许在黑暗的地方使用。荧光管、LED等被用作背光。 
在液晶显示器的显示单元被用作触摸面板式输入单元的情况下，使用户的手指或铁笔(一种笔式输入装置)与液晶面板接触或者接近液晶面板。在这种触摸面板式液晶显示器中，检测所述手指或铁笔接触或接近液晶面板的位置。 
更具体地说，从背光发出的光被物体(即，接触或接近面板的上部的手指或铁笔)反射，反射光被安装在液晶面板内的传感器(检测元件)检测，从而确定输入位置或面积。按照所述确定进行各种数据处理。例如，在未经审查的日本专利申请公开No.2009-63803中公开了触摸面板式液晶显示器。 
下面，参考图1说明光学触摸面板式液晶显示器的结构例子。示于左上侧的输入输出显示面板11是具有显示单元和传感器的功能的面板。在示于左下部的断面图中，由荧光管、LED等构成的背光单元12被布置在输入输出显示面板11的背面。 
如果用户的手指或类似物开始接触输入输出显示面板11，那么传感器检测的信息被输入传感器检测信息输入单元21。传感器检测信 息输入单元21把接触诸如手指之类物体的位置的信息输出给数据处理单元22。数据处理单元22进行与预定接触位置对应的数据处理。例如，进行改变显示数据的处理等等。改变显示数据的命令输出自显示控制单元23。显示控制单元23按照来自数据处理单元22的输入，进行改变输入输出显示面板11的显示数据的处理。 
另一方面，除了数据处理系统之外，还存在背光12的控制处理系统。背光亮度调整单元31调整背光的亮度。背光发光控制单元32进行开启和关闭背光的ON/OFF控制。背光被设为触摸面板式界面，并被设定成间隔短时间重复开启和关闭(ON/OFF)。因此，提高了相对于面板的触摸位置的检测精度。背光发光控制单元32执行所述ON/OFF控制。 
在具有这种传感器的输入输出显示面板11中，已知由于传感器的灵敏度的温度特性和长期(secular)变化，灵敏度会发生变化。从而，背光12的亮度(光强度)被预置成较大的值，以致即使在传感器的灵敏度变成较低，并且预测检测灵敏度为最小值的情况下，也能够充分检测手指等的触摸。 
即，调整背光亮度调整单元31以供给高电流，以致背光的亮度被预置成高亮度，以便即使由于长期变化的缘故传感器的灵敏度被降低，也能够获得充足的光强度。从而，在初始状态下，供给比原先必需的功率高的过多功率，从而发生过度的功率消耗。 
此外，类似地已知由于温度变化的缘故，传感器的灵敏度被降低。从而调整背光亮度调整单元31，以致背光的亮度被预置成高亮度，以便即使由于温度变化的缘故传感器的灵敏度被降低，也能够获得充足的光强度。从而，例如，在诸如夏天之类的高温状态下，供给比原先必需的功率高的过多功率，从而发生过度的功率消耗。 
发明内容
本发明的实施例的优点在于提供一种能够进行具有触摸面板功能的液晶显示器的背光控制、从而降低功耗的液晶显示器、背光控制 方法和程序。 
按照本发明的一个实施例，提供一种液晶显示器，包括：包含触摸面板功能的输入输出显示单元；从输入输出显示单元的背面向其发光的背光单元；比较处理单元，所述比较处理单元对检测从背光单元发出、从输入输出显示单元上的操作物体反射的光的传感器的传感器输出与预定基准值进行比较；和背光亮度调整单元，所述背光亮度调整单元接收比较处理单元的比较结果，并调整背光的亮度，以致传感器输出接近预定的容许下限输出值。 
在按照本发明的液晶显示器的一个实施例中，背光亮度调整单元可通过控制输出给背光单元的电流值，调整背光的亮度。 
在按照本发明的液晶显示器的一个实施例中，背光亮度调整单元可接收作为比较处理单元的比较结果的传感器输出和基准值之间的差值，并通过应用接收的差值计算输出给背光单元的电流值。 
在按照本发明的液晶显示器的一个实施例中，背光亮度调整单元可通过改变用于控制输出给背光单元的电流值的PWM信号的设置，调整背光的亮度。 
在按照本发明的液晶显示器的一个实施例中，背光亮度调整单元可接收作为比较处理单元的比较结果的传感器输出和基准值之间的差值，通过应用接收的差值计算PWM信号的设置信息，并按照依据计算的设置信息改变的PWM信号进行电流控制，从而调整背光的亮度。 
按照本发明的再一个实施例，提供一种在液晶显示器中执行的背光控制方法，包括下述步骤：通过比较处理单元对检测从背光单元发出、从具有触摸面板功能的输入输出显示单元上的操作物体反射的光的传感器的传感器输出与预定基准值进行比较；和通过背光亮度调整单元接收比较处理单元的比较结果，并调整背光的亮度，以致传感器输出接近预定的容许下限输出值。 
按照本发明的另一个实施例，提供一种在液晶显示器中执行背光控制处理的程序，包括下述步骤：在比较处理单元中，对检测从背光 单元发出、从具有触摸面板功能的输入输出显示单元上的操作物体反射的光的传感器的传感器输出与预定基准值进行比较；和在背光亮度调整单元中，接收比较处理单元的比较结果，并调整背光的亮度，以致传感器输出接近预定的容许下限输出值。 
可作为以能够执行各种程序代码的图像处理设备或计算机系统的计算机可读方式提供的存储介质或通信介质的形式，提供按照本发明的程序。通过以计算机可读方式提供这样的程序，能够在图像处理设备或计算机系统中执行与所述程序对应的处理。 
依据基于本发明的实施例和附图的详细说明，本发明的其它目的、特征和优点将是显而易见的。在所述说明中，系统具有逻辑组合多个设备的结构，并不局限于相应设备被安装在相同外壳内的结构。 
按照本发明的实施例，在按照背光照射进行数据显示的液晶显示器中，对检测从背光单元发出、从触摸面板式输入输出显示单元上的操作物体反射的光的传感器的传感器输出与预定基准值进行比较，并利用比较结果调整背光的亮度，以致传感器输出接近预定的容许下限输出值。借助这种结构，不必考虑到由长期变化或温度变化引起的传感器输出的降低来进行高背光亮度的设定，并且能够在确保充足的传感器输出的同时降低功率消耗。 
附图说明
图1是图解说明触摸面板式液晶显示器的一般结构的例子的示图； 
图2是图解说明按照本发明的实施例的触摸面板式液晶显示器的结构的例子的示图； 
图3是图解说明按照本发明的实施例的液晶显示器的背光调整序列的流程图； 
图4是图解说明按照本发明的实施例的触摸面板式液晶显示器的结构的例子的示图； 
图5是图解说明把PWM用于按照本发明的实施例的液晶显示器 中的背光亮度调整的控制例子的示图； 
图6是图解说明按照本发明的实施例的液晶显示器中的背光亮度调整序列的流程图。 
具体实施方式
下面，参考附图，说明按照本发明的例证实施例的液晶显示器、背光控制方法和程序。 
将按照下述顺序说明本发明的实施例。 
1.按照本发明的第一实施例的液晶显示器的结构例子和处理例子 
2.按照本发明的第二实施例的液晶显示器的结构例子和处理例子 
1.按照本发明的第一实施例的液晶显示器的结构例子和处理例子 
参考图2及其后的附图，说明按照本发明的第一实施例的液晶显示器的结构例子和处理例子。图2图解说明按照本发明的第一实施例的液晶显示器的结构例子。 
如图2中所示的触摸面板式液晶显示器中的除背光控制外的基本结构与如同参考图1所述的光学触摸面板式液晶显示器的基本结构相同。输入输出显示面板101是具有显示单元和传感器的功能的面板。参见图中左下部中的断面图，包括荧光管、LED等的背光单元102被布置在输入输出显示面板101的背面。 
如果用户的手指或类似物开始接触输入输出显示面板101，那么传感器检测信息被输入传感器检测信息输入单元121。在输入输出显示面板101中，安装用于检测从背光发出并从输入输出显示面板上的操作物体反射的光的传感器。 
传感器检测信息输入单元121把接触位置信息输出给数据处理单元122。数据处理单元122进行与预定接触位置对应的数据处理。 例如，数据处理单元122进行改变显示数据的处理等等。改变显示数据的命令被输出给显示控制单元123。显示控制单元123按照来自数据处理单元122的输入，执行改变输入输出显示面板101的显示数据的处理。 
另一方面，背光102的控制处理系统不同于如同参考图1所述的结构的背光控制处理系统。 
背光亮度调整单元204调整背光102的亮度。背光发光控制单元132进行背光的ON/OFF控制。如上所述，背光被设定为触摸面板式界面，并被设定成间隔短时间地重复开启和关闭(ON/OFF)。因此，提高了相对于面板的接触位置的检测精度。背光发光控制单元132进行这样的ON/OFF控制。 
在参考图1说明的液晶显示器中，考虑到由于背光亮度调整单元31的长期变化或温度变化而引起传感器的检测精度的降低，预置过量强度的亮度，从而导致过度的功率消耗。 
在如图2中所示的液晶显示器中，为了避免不必要的功率消耗，背光亮度调整单元204按照环境条件把背光的亮度调整为最佳。下面说明该过程。 
在输入输出显示面板101中安装灵敏度监视传感器。灵敏度监视传感器可以使用正常使用的传感器的一部分，或者可以使用不同于正常传感器的传感器，例如，该传感器可被安装在显示区的外围或周围中。 
图2中所示的灵敏度监视传感器输出检测单元201检测灵敏度监视传感器的输出。检测到的灵敏度监视传感器的输出值被输入比较处理单元202。 
比较处理单元202比较所述输出值与保存在存储器203中的基准值。基准值是为获得用于确定背光亮度调整单元204中的最佳背光亮度调整电流的比较处理单元202的输出值(差值(X))而预置的值。基准值被预先保存在存储器203中。 
背光亮度调整单元204接收在比较处理单元202中计算的“灵敏 度监视传感器输出和基准值之间的差值X”，并根据差值X确定背光的最佳亮度。更具体地说，调整背光的亮度，以致传感器输出接近预先确定的容许下限输出值。即，把背光102的亮度调整到这样的水平，以致能够获得与必要的最低水平的容许传感器输出值对应的监视传感器输出值。 
背光亮度调整单元204确定待输出给背光单元102的电流的值，并向背光单元102输出该电流。确定输出电流值I的处理是如下进行的。 
作为比较处理单元202的比较结果获得的值被表示成X。即，(基准值-灵敏度监视传感器输出)为X。差值数据(X)被输入背光亮度调整单元204。背光调度调整单元204按照下面的公式，计算为调整背光的亮度而设定的输出电流I。 
I＝αX    (公式1) 
这里，α表示电流变换增益。 
如果灵敏度监视传感器输出值变大，那么基准值和灵敏度监视传感器输出值之间的差值X变为小值，从而，输出电流值I(＝αX)被减小。 
如果灵敏度监视传感器输出值变小，那么基准值和灵敏度监视传感器输出值之间的差值X变为大值，从而，输出电流值I(＝αX)被增大。 
保存在存储器203中的基准值和该公式(公式1)中的参数α被设置成这样，以致由背光亮度调整单元204设定的输出电流值I可被计算为能够获得容许的最低水平的传感器输出的电流值。 
通过进行这样的背光亮度调整处理，能够降低背光的亮度，同时保证等于或高于容许水平的传感器输出。从而，能够降低背光单元102的功耗。按照这样的功能，能够根据需要调整背光的亮度，而不一定考虑到由长期变化或温度变化而引起的传感器输出的降低从而保持过度的背光亮度，并且能够在确保适当的传感器输出的同时降低功率消耗。 
此外，背光亮度调整单元204中的输出电流I的计算公式并不局限于公式(I＝αX)，相反可以应用其它的计算公式。例如，可以应用 下面的公式。 
I＝βX+I    (公式2) 
这里，β是预定参数。 
可按照该公式确定输出电流I。这种情况下，保存在存储器203中的基准值被设置成以致按照该公式(公式2)计算的输出电流值I可被计算为能够获得容许的最低水平的传感器输出的电流值。 
此外，背光亮度调整单元204可连续接收作为比较处理单元202的比较结果而获得的值X，并可按照接收值X连续进行输出电流调整，不过背光亮度调整单元204可预先规定执行输出电流I的调整的条件，以致只有当满足该条件时才进行调整。 
例如，只有当灵敏度监视传感器的输出和基准值之间的差值X大于预定阈值TH1时，才执行降低输出电流的处理，在差值X等于或小于预定阈值TH1的情况下，不进行输出电流的调整。 
下面参考图3中所示的流程图，说明按照本实施例的背光亮度调整序列。 
首先，在步骤S101，灵敏度监视传感器输出检测单元201检测灵敏度监视传感器的输出。 
随后，在步骤S102，比较处理单元202比较灵敏度监视传感器的输出与保存在存储器203中的基准值。 
之后，在步骤S103，背光亮度调整单元204接收比较结果，并根据比较值(差值X)确定将输出给背光单元102的最佳电流值I。所述最佳电流值I是利用上述公式1或公式2计算的。 
最后，在步骤S104，背光亮度调整单元204把确定的电流值I输出给背光单元102，随后执行背光亮度调整处理。 
可在控制器的控制下执行按照图3中所示流程图的处理，所述控制器具有与保存在液晶显示器中的存储器内的程序相应的程序执行功能。 
2.按照本发明的第二实施例的液晶显示器的结构例子和处理例子 
在上面说明的第一实施例中，直接调整待输出给背光单元102的电流值，以进行背光的亮度调整。 
下面，说明按照本发明的第二实施例的处理例子，其中借助PWM(脉波调制)改变输出电流值，以进行背光的亮度调整。 
图4是图解说明按照本发明的第二实施例的液晶显示器的结构例子的示图。图4中所示的触摸面板式液晶显示器的除背光控制外的基本结构与图1中举例说明的触摸面板式液晶显示器中的基本结构相同。输入输出显示面板101是具有显示单元和传感器的功能的面板。参见在图4中的左下部图解说明的断面图，由荧光管、LED等构成的背光单元102被布置在输入输出显示面板101的背面。 
如果用户的手指或类似物开始接触输入输出显示面板101，那么传感器检测到的信息被输入传感器检测信息输入单元121。在输入输出显示面板101中，安装用于检测从背光发出并从输入输出显示面板上的操作物体反射的光的传感器。 
传感器检测信息输入单元121把接触位置信息输出给数据处理单元122。数据处理单元122进行与预定接触位置对应的数据处理。例如，数据处理单元122进行改变显示数据的处理等等。改变显示数据的命令被输出给显示控制单元123。显示控制单元123按照来自数据处理单元122的输入，执行改变输入输出显示面板101的显示数据的处理。 
另一方面，背光102的控制处理系统不同于如同参考图1所述的结构的背光控制处理系统。背光亮度调整单元301调整背光102的亮度。背光发光控制单元132进行背光的ON/OFF控制。如上所述，被设定为触摸面板式界面的背光被设定成间隔短时间地重复开启和关闭(ON/OFF)。因此，提高了相对于面板的接触位置的检测精度。背光发光控制单元132进行这样的ON/OFF控制。 
在参考图1说明的液晶显示器中，考虑到由于背光亮度调整单元31的长期变化或温度变化而引起传感器的检测精度的降低预置过量强度的亮度，从而导致过度的功率消耗。 
在如图4中所示的液晶显示器中，为了避免不必要的功率消耗，背光亮度调整单元301按照环境条件把背光的亮度调整为最佳。下面说明该过程。 
在输入输出显示面板101中安装灵敏度监视传感器。灵敏度监视传感器可以使用正常使用的传感器的一部分，或者可以使用不同于正常传感器的传感器，例如，该传感器可被安装在显示区的外围或周围中。 
图4中所示的灵敏度监视传感器输出检测单元201检测灵敏度监视传感器的输出。检测到的灵敏度监视传感器的输出值被输入比较处理单元202。 
比较处理单元202比较所述输出值与预先保存在存储器203中的基准值。基准值是为获得用于确定背光亮度调整单元301中的最佳背光亮度调整电流的比较处理单元202的输出值(差值(X))而预置的值。基准值被预先保存在存储器203中。 
背光亮度调整单元301接收在比较处理单元202中计算的[灵敏度监视传感器输出和基准值之间的差值X]，并根据差值X确定背光的最佳亮度。更具体地说，调整背光的亮度，以致传感器输出接近预先确定的容许下限输出值。即，把背光102的亮度调整到这样的水平，以致能够获得与必要的最低水平的容许传感器输出值对应的监视传感器输出值。 
在本实施例中，背光亮度调整单元301确定用于控制待输出给背光单元102的电流的PWM(脉波调制)信号。 
PWM信号是在ON期间和OFF期间之间交替重复的脉冲信号，如图5中所示，并通过在ON期间内输出预定电流执行电流控制。如果ON期间变长，那么电流值变大，如果ON期间变短，那么电流值变小。 
例如，用于背光亮度调整单元301中的输出电流调整的PWM信号是如下调整的。 
如图5中所示，PWM信号的周期被表示为T，ON期间被表示 为τ。 
作为比较处理单元202的比较结果而获得的值被表示为X。即，(基准值-灵敏度监视传感器输出)为X。 
差值X被输入背光亮度调整单元301。 
背光亮度调整单元301利用下面的公式计算为调整背光亮度而设定的PWM信号的ON期间τ。 
τ＝γX    (公式3) 
这里，γ是变换参数。 
如果灵敏度监视传感器输出值变大，那么(基准值-灵敏度监视传感器输出)＝X变为小值，PWM信号的ON期间τ＝γX被减小，从而，供给背光的电流被减小。 
如果灵敏度监视传感器输出值变小，那么(基准值-灵敏度监视传感器输出)＝X变为大值，PWM信号的ON期间τ＝γX被增大，从而，供给背光的电流被增大。 
保存在存储器203中的基准值和该公式(公式3)中的参数γ被设定成这样，以致按照由背光亮度调整单元301设定的PWM信号的ON期间τ输出的电流I可以是获得容许最小水平的传感器输出的电流值。 
通过进行这样的背光亮度调整处理，能够降低背光的亮度，同时保证等于或高于容许水平的传感器输出。从而，能够降低背光单元102的功耗。按照这样的功能，能够根据需要调整背光的亮度，而不一定考虑到由长期变化或温度变化而引起的传感器输出的降低从而保持过度的背光亮度，并且能够在确保适当的传感器输出的同时降低功率消耗。 
此外，类似于第一实施例，背光亮度调整单元301中的PWM信号的ON期间τ的计算公式并不局限于公式(τ＝γX)，相反可以应用其它的计算公式。例如，可以应用下面的公式。 
τ＝δX+τ    (公式4) 
这里，δ是预定参数。 
可按照该公式确定PWM信号的ON期间τ。这种情况下，保存 在存储器203中的基准值被设置成以致持续按照该公式(公式4)计算的PWM信号的ON期间τ输出的电流I可以是获得容许的最低水平的传感器输出的电流值。 
此外，类似于第一实施例，背光亮度调整单元301可连续接收作为比较处理单元202的比较结果而获得的值X，并可按照接收值X连续进行输出电流调整，不过背光亮度调整单元301可预先规定执行所述调整的条件，以致只有当满足该条件时才进行调整。 
例如，只有当灵敏度监视传感器的输出和基准值之间的差值X大于预定阈值TH2时，才执行降低输出电流的处理，在差值X等于或小于预定阈值TH2的情况下，不进行输出电流的调整。 
下面参考图6中所示的流程图，说明按照本实施例的背光亮度调整序列。 
首先，在步骤S201，灵敏度监视传感器输出检测单元201检测灵敏度监视传感器的输出。 
随后，在步骤S202，比较处理单元202比较灵敏度监视传感器的输出与保存在存储器203中的基准值。 
之后，在步骤S203，背光亮度调整单元301接收比较结果，并根据比较值(差值X)确定将输出给背光单元102的PWM信号的ON期间τ。例如，所述ON期间τ是利用上述公式3或公式4计算的。 
最后，在步骤S204，背光亮度调整单元301把与其中设定了确定的PWM信号的ON期间τ的PWM信号相应的控制电流输出给背光单元102，并执行背光亮度调整处理。 
可在控制器的控制下执行按照图6中所示流程图的处理，所述控制器具有与保存在液晶显示器中的存储器内的程序相应的程序执行功能。 
上面，参考具体实施例说明了本发明。不过，显然本领域的技术人员能够根据实施例做出各种修改或替代，而不脱离本发明的精神。即，本发明不应被解释成局限于例证实施例。本发明的范围应根据附加的权利要求来限定。 
此外，可用硬件、软件或它们的组合来实现在上面的说明中描述的一系列处理。在用软件执行所述处理的情况下，其中记录处理序列的程序可被安装在用专用硬件装配的计算机中的内存中，并在所述内存中运行，或者可安装在能够执行各种处理的通用计算机中，并在所述通用计算机中运行。例如，所述程序可预先记录在记录介质中。所述程序可从记录介质安装到计算机中，可通过诸如LAN(局域网)或因特网接收，或者可安装在诸如内置硬盘之类的记录介质中。 
可按照时序方式按所述顺序执行如上所述的各种处理，或者可按照处理设备的处理能力或根据需要并行地或单独地执行如上所述的各种处理。此外，实施例中的系统具有逻辑组合多个设备的结构，并不局限于各个设备被安装在相同外壳内的结构。 
本申请包含与在2009年6月3日，向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2009-133618中公开的主题相关的主题，该专利申请的整个内容在此引为参考。 
本领域的技术人员应明白，根据设计要求和其它因素，可产生各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在附加权利要求或其等同物的范围之内。 

Claims (6)

1.一种液晶显示器，包括：
包含触摸面板功能的输入输出显示单元；
从输入输出显示单元的背面向输入输出显示单元发光的背光单元；
检测从背光单元发出、并且从输入输出显示单元上的操作物体反射的光的传感器；
灵敏度监视传感器，用于检测所述传感器的灵敏度；
比较处理单元，所述比较处理单元对所述灵敏度监视传感器的传感器输出与预定基准值进行比较；和
背光亮度调整单元，所述背光亮度调整单元接收比较处理单元的比较结果，并调整背光的亮度，以致传感器输出接近预定的容许下限输出值。
2.按照权利要求1所述的液晶显示器，其中背光亮度调整单元通过控制输出给背光单元的电流值，调整背光的亮度。
3.按照权利要求2所述的液晶显示器，其中背光亮度调整单元接收作为比较处理单元的比较结果的传感器输出和基准值之间的差值，并通过应用接收的差值计算输出给背光单元的电流值。
4.按照权利要求1所述的液晶显示器，其中背光亮度调整单元通过改变用于控制输出给背光单元的电流值的PWM信号的设置，调整背光的亮度。
5.按照权利要求4所述的液晶显示器，其中背光亮度调整单元接收作为比较处理单元的比较结果的传感器输出和基准值之间的差值，通过应用接收的差值计算PWM信号的设置信息，并按照依据计算的设置信息改变的PWM信号进行电流控制，从而调整背光的亮度。
6.一种在液晶显示器中执行的背光控制方法，包括下述步骤：
检测灵敏度监视传感器的传感器输出，所述灵敏度监视传感器用于检测传感器的灵敏度，所述传感器检测从背光单元发出、并且从具有触摸面板功能的输入输出显示单元上的操作物体反射的光；
通过比较处理单元对所述传感器输出与预定基准值进行比较；和
通过背光亮度调整单元接收比较处理单元的比较结果，并调整背光的亮度，以致传感器输出接近预定的容许下限输出值。
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