CN102737612B - 多模式显示装置及其省电方法 - Google Patents

Abstract

一种多模式显示装置及其省电方法。该多模式显示装置省电方法，应用于多模式显示装置中，包含下列步骤。检测环境光亮度值；判断环境光亮度值位于的亮度范围；以及当环境光亮度值位于全穿透亮度范围中，控制多模式显示装置运作于全穿透模式，且启动多模式显示装置的背光模块；当环境光亮度值位于半穿透半反射亮度范围中，控制多模式显示装置运作于半穿透半反射模式，且控制背光模块依据补偿方法动态调整背光模块的背光亮度；当环境光亮度值位于全反射亮度范围中，控制该多模式显示装置运作于全反射模式，且关闭背光模块。

Description

多模式显示装置及其省电方法

技术领域

本发明涉及一种显示装置，特别是涉及一种多模式显示装置及其省电方法。

背景技术

移动通讯装置的尺寸随着技术的进步日益缩减。如何降低其功率的消耗，以使移动通讯装置能够长期的待机使用，是相当重要的一个议题。

屏幕是移动通讯装置不可或缺的一个模块。然而一般来说，屏幕也是最耗费电源的部份。在传统的屏幕设计上，为了让使用者能够在不同的环境光强度下依然能够看清楚屏幕上所显示的画面，移动通讯装置将检测环境光的强度，于环境光变强时相应地加强屏幕背光的亮度，以使人眼适于观看。但是背光亮度的提升，也同时将使屏幕整体的耗电量随之上升，对于仅能配置少量电源的轻薄型移动通讯装置来说，将使电池的待机时间大幅缩短。

因此，如何设计一个新的多模式显示装置及其省电方法，来改善现有的技术难题，乃为此一业界亟待解决的问题。

发明内容

因此，本发明内容的一态样是在提供一种多模式显示装置省电方法，应用于一多模式显示装置中，该多模式显示装置省电方法包含下列步骤：检测一环境光亮度值；以及当该环境光亮度值位于一全穿透亮度范围中，则控制该多模式显示装置运作于一全穿透模式，且启动该多模式显示装置的一背光模块；当该环境光亮度值位于一半穿透半反射亮度范围中，则控制该多模式显示装置运作于一半穿透半反射模式，且控制该背光模块依据一补偿方法动态调整该背光模块的一背光亮度；当该环境光亮度值位于一全反射亮度范围中，则控制该多模式显示装置运作于一全反射模式，且关闭该背光模块，其中该补偿方法是依据该环境光亮度值以及一亮度对照表动态调整该背光亮度，其中该背光亮度是藉由控制一波宽调制讯号的一脉冲高态宽度比例进行调整，其中该环境光亮度值为x，该背光模块依据该脉冲高态宽度比例所呈现的该背光亮度为y，该多模式显示装置的一面板模块的一显示亮度为函数f(x,y)，f(x,y)是表示为：

$f(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}y,& 0<x\&le;30\\ 20+(x/10),& 30<x\&le;200\\ x\&times;(-13/60)+y\&times;(5/3),& 200<x\&le;400\\ x\&times;(-1/3)+y\&times;(7/3),& 400<x\end{array}\right.,$

其中，x和y的单位皆为勒克斯。

本发明内容的另一态样是提供一种多模式显示装置，包含：一背光模块，用以提供一背光亮度至一面板模块；一环境光检测器，用以检测一环境光亮度值；该面板模块，根据该环境光亮度值以及该背光亮度呈现一显示亮度；以及一控制模块，用以自该环境光检测器撷取该环境光亮度值，并判断该环境光亮度值所位于的一亮度范围，于该环境光亮度值位于一全穿透亮度范围中时，控制该多模式显示装置的该面板模块运作于一全穿透模式，且启动多模式显示装置的该背光模块，于该环境光亮度值位于一半穿透半反射亮度范围中时，控制该面板模块运作于一半穿透半反射模式，且控制该背光模块依据一补偿方法动态调整该背光亮度，以及于该环境光亮度值位于一全反射亮度范围中时，控制该面板模块运作于一全反射模式，且关闭该背光模块，其中该补偿方法是使该控制模块依据该环境光亮度值以及一亮度对照表动态调整该背光亮度，其中该背光亮度是藉由控制一波宽调制讯号的一脉冲高态宽度比例进行调整，其中该环境光亮度值为x，该背光模块依据该脉冲高态宽度比例所呈现的该背光亮度为y，该面板模块的该显示亮度为函数f(x,y)，f(x,y)表示为：

$f(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}y,& 0<x\&le;30\\ 20+(x/10),& 30<x\&le;200\\ x\&times;(-13/60)+y\&times;(5/3),& 200<x\&le;400\\ x\&times;(-1/3)+y\&times;(7/3),& 400<x\end{array}\right.,$

其中，x和y的单位皆为勒克斯。

应用本发明内容的优点在于藉由多模式显示装置的控制模块根据环境光亮度值来判断显示器对应运作的模式，并据以调整背光的亮度，在环境光亮度愈大时将背光亮度大幅降低，有效地节省电源的消耗，而达到上述目的。

附图说明

为使本发明内容的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的说明如下：

图1为本发明内容一实施例中，一种多模式显示装置的方块图；

图2为本发明内容一实施例中，环境光的亮度范围的示意图；

图3为本发明内容一实施例中，一种多模式显示装置省电方法的流程图；

图4为本发明内容一实施例中，环境光的亮度以及驱动电路所提供的波宽调制讯号的脉冲高态宽度比例相对照的曲线图；以及

图5为环境光以及波宽调制讯号的脉冲高态宽度比例的对照表。

附图符号说明

1：多模式显示装置    10：面板模块

11：背光光源         12：背光模块

13：环境光           14：环境光检测器

15：波宽调制讯号     16：控制模块

18：驱动电路         301-306：步骤

具体实施方式

请参照图1。图1为本发明内容一实施例中，一种多模式显示装置1的方块图。多模式显示装置1包含：面板模块10、背光模块12、环境光检测器14、控制模块16以及驱动电路18。

多模式显示装置1可设置于各种不同的电子装置(未绘示)上，如手机、笔记型计算机、平板计算机以及个人移动数字助理等移动通讯装置或是计算机主机上。面板模块10用以将电子装置欲显示的数据显示于其上。背光模块12用以提供背光光源11至面板模块10，以让使用者得以藉由背光模块12的背光光源11观看面板模块10上所显示的内容。驱动电路18可对面板模块10进行控制，以使面板模块10得以随时更新欲显示的内容及背光模块12的亮度。

需注意的是，此处的「多模式」，是指面板模块10可依需求运作于全穿透模式、全反射模式以及半穿透半反射模式中。在全穿透模式下，面板模块10可让背光模块12所提供的背光光源11穿透，以让使用者藉由穿透的背光光源11观看面板模块10，亦即，使用者得以观看面板模块10完全藉由背光模块12所提供的背光光源11。在全反射模式下，则可藉由面板模块10中的反射板(未绘示)将使用者所处环境中入射至面板模块10的光线反射，让使用者藉由反射光线观看面板模块10，亦即，使用者得以观看面板模块10是完全藉由反射板所反射的反射光线。而半穿透半反射模式则是同时利用背光光源11以及反射光线让使用者得以观看面板模块10，例如，50％的光线由背光模块12提供，50％的光线由反射光线提供。

环境光检测器14用以检测环境光13的亮度。环境光13随着电子装置的使用者所在的位置而变化。举例来说，在照明不充足的室内，环境光13的亮度将是相当低的数值。而在照明充足的室内，环境光13可能具有相当接近适于人眼视物的亮度。而在阳光强烈的户外，则环境光13将具有高亮度。环境光13的亮度可以藉由平方米烛光的单位尼特(nit)来量度或是由平方米流明的单位勒克斯(Lux)表示其强度。

控制模块16用以自环境光检测器14撷取环境光13的亮度值。于不同的实施例中，控制模块16可通过主动或是被动的方式来获得亮度值。主动的方式于一实施例中是由控制模块16藉由轮询(Polling)的方式，每隔一个固定的时间向环境光检测器14询问其所检测到的数值，以使环境光检测器14传送检测的结果至控制模块16。被动的方式于一实施例中则是由环境光检测器14在感测后判断环境光13变动的幅度，如果变动的幅度大于一特定准位，即由环境光检测器14主动产生中断指令至控制模块16。被动的方式可避免当使用者长期位于一亮度稳定的环境时，控制模块16持续向环境光检测器14进行不必要的轮询造成额外的电源损耗。于其他实施例中，控制模块16亦可视情形藉由其他的设计方式来自环境光检测器14撷取环境光13的亮度值。

控制模块16可进一步根据环境光13的亮度值判断其所位于的亮度范围，进而决定面板模块10的模式。请同时参照图2。图2为本发明内容一实施例中，环境光13的亮度范围的示意图。于一实施例中，亮度范围可依前述的量度单位勒克斯的大小，区分为三个范围。小于约20勒克斯的环境光13亮度是位于全穿透亮度范围，大于约700勒克斯的环境光13亮度是位于全反射亮度范围，而介于其中的环境光13亮度，则是位于半穿透半反射亮度范围。

依据所判断的亮度范围，控制模块16可调整多模式显示装置1中的面板模块10以及背光模块12的运作。当环境光13的亮度位于全穿透亮度范围时，表示使用者所在的环境光亮度相当低，面板模块10将运作于前述的全穿透模式，因此需要开启背光模块12，让使用者得以观看面板模块10显示的内容。此时，面板模块10的显示亮度，几乎等于是背光模块12所提供的背光光源11的亮度。

在环境光13的亮度位于全反射亮度范围时，表示使用者所位在的环境的亮度相当高，面板模块10将运作于前述的全反射模式，由于面板模块10反射高亮度的环境光13即足以让使用者观看，因此背光模块12将在环境光13的亮度位于全反射亮度范围时关闭。此时，面板模块10的显示亮度，几乎等于是环境光13经过反射后的亮度。

而当环境光13的亮度值位于半穿透半反射亮度范围中时，面板模块10将运作于半穿透半反射模式。控制模块16将进一步控制背光模块12依据一个补偿方法来动态调整背光光源11的亮度。

于一实施例中，控制模块16是通过驱动电路18来对背光模块12进行调整。驱动电路18可藉由脉冲宽度调制(Pulse-width modulation，PWM)提供一个波宽调制讯号15至背光模块12，以使背光模块12依据此波宽调制讯号15的脉冲高态宽度比例进行调整。举例来说，在波宽调制讯号15一个周期中，高态占的比例愈高，则背光模块12的亮度亦将随的提升。而高态占的比例降低时，则背光模块12的亮度将随的降低。

控制模块16于半穿透半反射亮度范围中可依据环境光13的亮度值以及一个内储的亮度对照表来通过驱动电路18动态调整背光光源11的亮度。当环境光亮度值为x，背光模块12依据上述脉冲高态宽度比例所呈现的背光亮度为y，则面板模块10的显示亮度将是环境光13的亮度值以及背光亮度的函数f(x,y)。于一实施例中，显示亮度f(x,y)表示为：

$f(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}y,& 0<x\&le;30\\ 20+(x/10),& 30<x\&le;200\\ x\&times;(-13/60)+y\&times;(5/3),& 200<x\&le;400\\ x\&times;(-1/3)+y\&times;(7/3),& 400<x\end{array}\right.$

亮度对照表可以藉由上述的方式建立，其单位皆为Lux，并在控制模块16自环境光检测器14撷取到环境光13的亮度值判断位于半穿透半反射亮度范围后，依据环境光13的亮度值调整背光亮度。此时，面板模块10的显示亮度，相当于是环境光13经过反射后的亮度，以及背光光源11的亮度的总和。因此，简单来说，在环境光13的亮度值位于半穿透半反射亮度范围时，当环境光13的亮度值愈高，可利用以反射的部份即愈多，背光光源11亦可随之调降。

因此，与现有技术中环境光的亮度值愈高背光模块亦调高其提供的背光亮度的设计不同，本发明内容中的多模式显示装置1在环境光的亮度相对较强时，可以关闭背光模块，并在环境光的亮度在一中间的范围时动态地依环境光强度调整背光模块的亮度，大幅降低背光模块因供光而消耗的电源，达到省电的功效。

请参照图3。图3为本发明内容一实施例中，一种多模式显示装置省电方法的流程图。多模式显示装置省电方法可应用于如图1所绘示的多模式显示装置中。多模式显示装置省电方法包含下列步骤(应了解到，在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)。

于步骤301，由环境光检测器14检测环境光13的亮度，并由控制模块16撷取环境光13的亮度值。于步骤302，控制模块16判断环境光13的亮度值是否小于全穿透临界值。当环境光13的亮度值小于全穿透临界值，则是位于全穿透范围中，控制模块16将于步骤303运作多模式显示装置1于全穿透模式，同时间启动背光模块12。

若上述判断结果为否，即当环境光13的亮度值大于全穿透临界值，则进入步骤304。于步骤304，控制模块16判断环境光13的亮度值是否小于全反射临界值。当环境光13的亮度值小于全反射临界值，则由于其值小于全反射临界值且大于全穿透临界值而位于半穿透半反射亮度范围中，控制模块16将于步骤305致使多模式显示装置1运作于半穿透半反射模式，且控制背光模块12依据补偿方法动态调整背光模块12的背光亮度。

若上述判断结果为否，即当环境光13的亮度值大于全反射临界值，则进入步骤306。于步骤306，当环境光13的亮度值大于全反射临界值，则是位于全反射亮度范围中，控制模块16将于步骤306控制多模式显示装置1运作于全反射模式，且控制背光模块12关闭。

请同时参照图4及图5。图4为本发明内容一实施例中，环境光的亮度(单位：勒克斯)以及驱动电路所提供的波宽调制讯号的脉冲高态宽度比例(单位：百分比)相对照的曲线图。图5为环境光以及波宽调制讯号的脉冲高态宽度比例的对照表。

于图4中以方形格点连接的线段为现有技术的显示装置中，波宽调制讯号的高态比例随环境光的亮度变化。而以圆点连接的线段为本发明内容的多模式显示装置中，波宽调制讯号的高态比例随环境光的亮度变化。与图5的对照表的数据同时参照，可以得知现有技术的显示装置在环境光愈高时，背光模块所需要的亮度将逐渐调升。而本发明内容的多模式显示装置则在环境光愈高时，反而降低背光模块的供光，达到相当的省电效果。

虽然本发明内容已以实施方式揭示如上，然其并非用以限定本发明内容，本领域的技术人员，在不脱离本发明内容的精神和范围的前提下，可作各种的更动与润饰，因此本发明内容的保护范围是以本发明的权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多模式显示装置省电方法，应用于一多模式显示装置中，该多模式显示装置省电方法包含下列步骤：

检测一环境光亮度值；以及

当该环境光亮度值位于一全穿透亮度范围中，则控制该多模式显示装置运作于一全穿透模式，且启动该多模式显示装置的一背光模块；

当该环境光亮度值位于一半穿透半反射亮度范围中，则控制该多模式显示装置运作于一半穿透半反射模式，且控制该背光模块依据一补偿方法动态调整该背光模块的一背光亮度；

当该环境光亮度值位于一全反射亮度范围中，则控制该多模式显示装置运作于一全反射模式，且关闭该背光模块，

其中该补偿方法是依据该环境光亮度值以及一亮度对照表动态调整该背光亮度，

其中该背光亮度是藉由控制一波宽调制讯号的一脉冲高态宽度比例进行调整，

其中该环境光亮度值为x，该背光模块依据该脉冲高态宽度比例所呈现的该背光亮度为y，该多模式显示装置的一面板模块的一显示亮度为函数f(x,y)，f(x,y)是表示为：

$f(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}y,& 0<x\&le;30\\ 20+(x/10),& 30<x\&le;200\\ x\&times;(-13/60)+y\&times;(5/3),& 200<x\&le;400\\ x\&times;(-1/3)+y\&times;(7/3),& 400<x\end{array}\right.,$

其中，x和y的单位皆为勒克斯。

2.如权利要求1所述的多模式显示装置省电方法，其中当该环境光亮度值小于一全穿透临界值时，控制该多模式显示装置运作于该全穿透模式；当该环境光亮度值大于一全反射临界值时，控制该多模式显示装置运作于该全反射模式；当该环境光亮度值大于该全穿透临界值以及小于该全反射临界值时，控制该多模式显示装置运作于该半穿透半反射模式。

3.如权利要求2所述的多模式显示装置省电方法，其中该全穿透临界值约为20勒克斯，该全反射临界值约为700勒克斯。

4.如权利要求1所述的多模式显示装置省电方法，其中检测该环境光亮度值的步骤包含藉由该多模式显示装置的一控制模块向一环境光检测器进行轮询。

5.如权利要求1所述的多模式显示装置省电方法，其中检测该环境光亮度值的步骤包含由一环境光检测器向该多模式显示装置的一控制模块产生中断指令。

6.一种多模式显示装置，包含：

一背光模块，用以提供一背光亮度至一面板模块；

一环境光检测器，用以检测一环境光亮度值；

该面板模块，根据该环境光亮度值以及该背光亮度呈现一显示亮度；以及

一控制模块，用以自该环境光检测器撷取该环境光亮度值，并判断该环境光亮度值所位于的一亮度范围，于该环境光亮度值位于一全穿透亮度范围中时，控制该多模式显示装置的该面板模块运作于一全穿透模式，且启动多模式显示装置的该背光模块，于该环境光亮度值位于一半穿透半反射亮度范围中时，控制该面板模块运作于一半穿透半反射模式，且控制该背光模块依据一补偿方法动态调整该背光亮度，以及于该环境光亮度值位于一全反射亮度范围中时，控制该面板模块运作于一全反射模式，且关闭该背光模块，

其中该补偿方法是使该控制模块依据该环境光亮度值以及一亮度对照表动态调整该背光亮度，

其中该背光亮度是藉由控制一波宽调制讯号的一脉冲高态宽度比例进行调整，

其中该环境光亮度值为x，该背光模块依据该脉冲高态宽度比例所呈现的该背光亮度为y，该面板模块的该显示亮度为函数f(x,y)，f(x,y)表示为：

$f(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}y,& 0<x\&le;30\\ 20+(x/10),& 30<x\&le;200\\ x\&times;(-13/60)+y\&times;(5/3),& 200<x\&le;400\\ x\&times;(-1/3)+y\&times;(7/3),& 400<x\end{array}\right.,$

其中，x和y的单位皆为勒克斯。

7.如权利要求6所述的多模式显示装置，其中该环境光亮度值小于一全穿透临界值时，控制该多模式显示装置运作于该全穿透模式；该环境光亮度值大于一全反射临界值时，控制该多模式显示装置运作于该全反射模式；当该环境光亮度值大于该全穿透临界值以及小于该全反射临界值时，控制该多模式显示装置运作于该半穿透半反射模式。

8.如权利要求7所述的多模式显示装置，其中该全穿透临界值约为20勒克斯，该全反射临界值约为700勒克斯。

9.如权利要求6所述的多模式显示装置，其中该控制模块向该环境光检测器进行轮询以撷取该环境光亮度值。

10.如权利要求6所述的多模式显示装置，其中该环境光检测器向该控制模块产生一中断指令以使该控制模块撷取该环境光亮度值。