CN116416886A - 显示装置及其画面调光方法 - Google Patents

Abstract

一种显示装置及其画面调光方法，显示装置包括：一显示模块；一生命感测器；一环境光感测器，用以检测显示装置的环境光亮度及环境光色温；以及一显示控制器，用以从一主机接收一影像信号，并将影像信号于显示模块上播放。当生命感测器检测到一使用者位于显示装置前方，生命感测器传送一画面调整控制信号至显示控制器以使显示装置进入一画面调整模式。当显示装置处于画面调整模式，显示控制器依据环境光亮度及环境光色温以分别调整在显示模块上所播放的影像信号的画面亮度及画面色温。

Description

显示装置及其画面调光方法

技术领域

本发明是有关于显示装置，特别是有关于一种显示装置及其画面调光方法。

背景技术

因为科技进步，电脑使用者每天使用显示器的时间也愈来愈长。因为在某些应用程序上，显示器的画面亮度一直处于高亮度，对于长时间使用且会处于不同环境光下使用电脑的使用者来说，若均采用相同的显示器画面亮度容易造成使用者的视觉疲累。

发明内容

有鉴于此，本发明是提供一种显示装置及其画面调光方法以解决上述问题。

本发明是提供一种显示装置，包括：一显示模块；一生命感测器；一环境光感测器，用以检测显示装置的环境光亮度及环境光色温；以及一显示控制器，用以从一主机接收一影像信号，并将影像信号于显示模块上播放；其中当生命感测器检测到一使用者位于显示装置前方，生命感测器传送一画面调整控制信号至显示控制器以使显示装置进入一画面调整模式，其中当显示装置处于画面调整模式，显示控制器依据环境光亮度及环境光色温以分别调整在显示模块上所播放的影像信号的画面亮度及画面色温。

在一些实施例中，显示装置还包括一距离感测器，用以检测使用者与显示模块之间的距离及方位，并回报距离及方位至显示控制器。

在一些实施例中，画面调整模式包括一第一动态亮度调整模式。在第一动态亮度调整模式时，显示控制器更执行下列步骤：当距离大于第一距离时，增加在显示模块上所播放的影像信号的亮度；当距离介于第一距离及第一距离的一半时，维持在显示模块上所播放的影像信号的亮度；当距离小于第一距离的一半时，将在显示模块上所播放的影像信号的亮度降低第一亮度比例；当距离小于一第二距离时，将在显示模块上所播放的影像信号的亮度降低第二亮度比例，其中第一距离大于2倍的第二距离，且第二亮度比例大于第一亮度比例。

在一些实施例中，第一距离对应于使用者的最佳水平视野范围，且第二距离对应于使用者的最大水平视野范围。

在一些实施例中，画面调整模式包括一第二动态亮度调整模式，在第二动态亮度调整模式时，显示控制器更执行下列步骤：当环境光亮度介于第一亮度及第二亮度之间，依据环境光亮度以第一斜率线性调整显示模块的屏幕亮度；当环境光亮度大于或等于第二亮度，依据环境光亮度以第二斜率线性调整显示模块的屏幕亮度；以及当环境光亮度小于第一亮度，依据环境光亮度以第三斜率线性调整显示模块的屏幕亮度，其中第二亮度大于第一亮度，第一斜率、第二斜率及第三斜率均大于0，且第二斜率大于第一斜率，且第一斜率大于第三斜率。

在一些实施例中，画面调整模式包括一动态色温调整模式，当显示装置在动态色温调整模式时，显示控制器执行下列步骤：当环境光色温大于一预定色温，增加在显示模块上所播放的影像信号的色温；以及当环境光色温小于或等于预定色温，降低在显示模块上所播放的影像信号的色温。

本发明更提供一种显示装置的画面调光方法，其中显示装置包括一显示模块、一生命感测器、一环境光感测器及一显示控制器，且环境光感测器是检测显示装置的环境光亮度及环境光色温，方法包括：利用显示控制器从一主机接收一影像信号，并将影像信号于显示模块上播放；当生命感测器检测到一使用者位于显示装置前方，利用生命感测器传送一画面调整控制信号至显示控制器以使显示装置进入一画面调整模式；当显示装置处于画面调整模式，利用显示控制器依据环境光亮度及环境光色温以分别调整在显示模块上所播放的影像信号的画面亮度及画面色温。

附图说明

图1为依据本发明一实施例中的电脑系统的方框图。

图2A为依据本发明一实施例中的使用者位于最佳水平视野范围的示意图。

图2B为依据本发明一实施例中的使用者位于最大水平视野范围的示意图。

图2C为依据本发明一实施例中的使用者的一般水平视野范围的示意图。

图3A为依据本发明一实施例中依据环境光亮度调整显示装置的屏幕亮度的示意图。

图3B为依据本发明一实施例中依据环境光亮度调整显示装置的色温的示意图。

图4为依据本发明一实施例中的显示装置的画面调光方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

10：电脑系统

100：主机

110：处理单元

111：系统总线

120：图形处理单元

130：存储器单元

140：存储装置

141：应用程序

142：作业系统

143：屏幕上显示选单控制程序；

150：传输接口

160：周边装置

200：显示装置

210：显示控制器

211：影像缩放器

212：时序控制器

220：显示模块

230：存储单元

231：固件

232：屏幕上显示界面

233：选单画面

240：影像缓冲器

250：传输接口

260：输入界面

261：实体按钮

262：五向控制杆

270：生命感测器

271：环境光感测器

280：距离感测器

281：光源

282：影像感测器

285：蜂鸣器

302、304、306、322：曲线

310、312、314、320：点

TH：亮度上限值

I1、I2、I3：亮度

S410～S430：步骤

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

图1为依据本发明一实施例中的电脑系统的方框图。电脑系统10例如可为配备有显示装置的个人电脑或服务器。如图1所示，电脑系统10包括一主机100及一显示装置200，其中主机100是信号连接至显示装置200。主机100例如包括一处理单元110、一图形处理单元120、一存储器单元130、一存储装置140、一或多个传输接口150、及一或多个周边装置160。处理单元110、图形处理单元120、存储器单元130、存储装置140、传输接口150、及周边装置160是通过系统总线111而互相耦接。处理单元110例如可为中央处理器(CPU)、一般用途处理器(general-purpose processor)等等，但本发明并不限于此。图形处理单元120例如可为一显示卡上的图形处理单元或是整合至处理器110中的图形处理单元。

存储器单元130为一随机存取存储器，例如是动态随机存取存储器(DRAM)或静态随机存取存储器(SRAM)，但本发明并不限于此。存储装置140为一非易失性存储器(non-volatile memory)，例如可为一硬盘机(hard disk drive)、一固态硬盘(solid-statedisk)、一快闪存储器(flash memory)、或一只读存储器(read-only memory)，但本发明并不限于此。

传输接口150可包括有线传输接口及/或无线传输接口，其中有线传输接口可包括：高解析度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)、显示端(DisplayPort，DP)界面、嵌入式显示端(embedded DisplayPort，eDP)、通用序列总线(Universal Serial Bus，USB)接口、USB Type-C接口、雷雳(Thunderbolt)接口、数字视频接口(DVI)、视频图形阵列(VGA)接口、一般用途输入输出(GPIO)接口、通用非同步收发传输器(UART)接口、序列周边接口(SPI)、集成电路总线(I2C)接口、或其组合，且无线传输接口可包括：蓝牙(Bluetooth)、WiFi、近场通信(NFC)接口等等，但本发明并不限于此。周边装置160例如包括：键盘、鼠标、触控板等输入装置，但本发明并不限于此。

举例来说，存储装置140可存储一或多个应用程序141、一作业系统142(例如可为Windows、Linux、MacOS等等)、及一屏幕上显示(OSD)选单控制程序143，且处理单元110是将一或多个应用程序141、作业系统142及屏幕上显示选单控制程序143读取至存储器单元130并执行。屏幕上显示选单控制程序143是用以让使用者可通过主机100的周边装置160以控制显示装置200的屏幕上显示选单。图形处理单元120例如可进行处理单元110所执行的应用程序的绘图处理以产生包括一或多张影像的一影像信号，并通过传输接口150及250(例如HDMI接口或DisplayPort接口)将影像信号传送至显示装置200的显示控制器210。

显示装置200例如可为平面显示器、电视、投影机、电脑屏幕等装置，但本发明并不限于此。显示装置200包括显示控制器210、显示模块220、存储单元230、影像缓冲器240、或多个传输接口250、输入界面260、生命感测器(bio-sensor)270、环境光感测器(ambientlight sensor，ALS)271及距离感测器280。其中距离感测器280可为飞时(Time of Flight，ToF)测距、超声波测距、红外线测距、或激光测距，但本发明并不限于此。

传输接口250可包括有线传输接口及/或无线传输接口，其中有线传输接口可包括：高解析度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)、显示端(DisplayPort，DP)接口、嵌入式显示端(embedded DisplayPort，eDP)、通用序列总线(Universal Serial Bus，USB)接口、USB Type-C接口、雷雳(Thunderbolt)接口、数字视频接口(DVI)、视频图形阵列(VGA)接口、一般用途输入输出(GPIO)接口、通用非同步收发传输器(UART)接口、序列周边接口(SPI)、集成电路总线(I2C)接口、或其组合，且无线传输接口可包括：蓝牙(Bluetooth)、WiFi、近场通信(NFC)接口等等，但本发明并不限于此。

显示控制器210例如可为一应用导向集成电路(application-specificintegrated circuit)、一芯片系统(System-on-chip)、一处理器、或一微控制器(microcontroller)，但本发明并不限于此。

显示模块220例如可为一液晶(liquid crystal)面板(含背光模块)、一发光二极管(light-emitting diode)面板、一有机发光二极管(organic light-emitting diode)面板、一阴极射线管(cathode ray tube)、电子墨水(E-Ink)显示模块、电致发光(electroluminescent)显示模块、等离子体(Plasma)显示模块、投影(projection)显示模块、量子点(Quantum Dot)显示模块、但本发明并不限于此。

存储单元230例如可为一非易失性存储器，例如只读存储器(ROM)、可抹除可编程只读存储器(EPROM)、电子抹除式可编程只读存储器(EEPROM)。存储单元230是用以存储显示装置200相关的固件231。存储单元230例如可在显示控制器210的外部、或是可整合至显示控制器210中。

固件231例如包括显示装置200的屏幕上显示界面的显示设定及延伸显示能力识别数据(Extended Display Identification Data，EDID)、显示设定、一或多个屏幕上显示界面(on-screen-display(OSD)interface)232及一选单画面233。延伸显示能力识别数据例如包括显示装置200的制造厂商、产品名称、解析度、每秒显示帧数等等。显示设定例如包括显示装置200的亮度、对比、锐利度、色温等设定。

在一实施例中，显示控制器210可通过一总线(例如I2C总线)以读取存储于存储单元230中的固件231及OSD界面232的程序码，并据以设定相关的显示参数。此外，显示控制器210亦可通过传输接口250的其中一者(例如可为影像传输通道或数据传输通道)以将显示装置200的延伸显示能力识别数据传送至主机100，以供主机100中的处理单元110及图形处理单元120设定所要输出的影像信号的解析度及相关的同步信号。屏幕上显示界面232例如包括屏幕上显示选单(OSD Menu)及选项、信息显示界面(information dashboard)、计时器、计数器、准星(crosshair)、特定符号、特定颜色、特定文字、或其组合，但本发明并不限于此。

影像缓冲器240例如可为一易失性存储器(例如动态随机存取存储器)或一非易失性存储器(例如快闪存储器)，其是用以存储欲在显示模块220上播放的输出影像，其中主机100或显示控制器210可依据主机100所产生的一屏幕上显示致能信号以将一或多个屏幕上显示界面232覆盖存储于影像缓冲器240中的影像信号的一特定区域以产生输出影像。

输入界面260是用以控制显示装置200的屏幕上显示选单。输入界面260例如可由一五向控制杆262或是由五个实体按钮261所实现，借以实现上、下、左、右、及确认等指令。

在一实施例中，当使用者进行五向控制杆262的其中一个方向的操作(或是按下其中一个实体按钮261时，显示控制器210可从存储单元230读取固件232以及屏幕上显示界面232中的屏幕上显示选单及相关选项的程序码，并在显示模块220上显示屏幕上显示选单及相关选项。在一实施例中，使用者可在输入界面260上进行操作以控制显示装置200的屏幕上显示选单，进而调整显示模块220的亮度、对比、锐利度、色温、或开启或关闭屏幕上显示界面232中的其他界面。在另一实施例中，使用者可通过主机100的周边装置160进行操作以控制显示装置200的屏幕上显示选单，进而调整显示模块220的亮度、对比、锐利度、色温、或开启或关闭屏幕上显示界面232中的其他界面，其细节将详述于后。

举例来说，固件231例如可视为显示装置200的预设固件，且使用者可经由五向控制杆262(或实体按钮261)以控制显示装置200所显示的屏幕上显示界面232的选项设定。

在一实施例中，显示控制器210是包括一影像缩放器(image scaler)211及一时序控制器(timing controller)212。显示控制器210是通过传输接口250的其中一者以接收来自主机100的影像信号及/或来自其他主机的影像信号，且影像缩放器211可将所接收的影像信号中的影像进行影像缩放处理及/或影像叠合处理以符合显示模块220的解析度，并将经过影像缩放处理后的影像(例如称为输出影像)存储至影像缓冲器240。时序控制器212则控制显示模块220从影像缓冲器240读取输出影像并播放。

在另一实施例中，显示控制器210可包括时序控制器212，且来自主机100的影像信号的解析度是符合显示模块220的解析度，故显示控制器210接收到来自主机100的影像信号后可不必经过影像缩放处理就将影像信号存储于影像缓冲器240中。时序控制器220可由从影像缓冲器240读取输出影像，并控制显示模块220以播放输出影像。

生命感测器270、环境光感测器271及距离感测器280是电性连接至显示控制器210。生命感测器270是用以检测是否有使用者位于显示装置200前方的预定距离范围(例如33至150公分，非限定)内。当生命感测器270检测到有使用者位于显示装置200前方时，生命感测器270更可检测使用者与显示装置200之间的距离，并可同时检测使用者的心跳或脉搏，甚至是呼吸频率。在一些实施例中，生命感测器270例如可用一毫米波(mmWave)感测器所实现，其可设置于显示装置200的前方，并发出频率在30GHz～300GHz的毫米波。

当有使用者位于显示装置200前方，生命感测器270所发出的毫米波会被使用者反射，且生命感测器270可接收到反射后的毫米波以检测使用者身上的微小脉动，例如心跳或脉搏，或是呼吸频率。因此，当生命感测器270检测到有使用者位于显示装置200前方的预定距离范围内(例如30至150公分)时，生命感测器270可传送一画面调整控制信号及心跳/脉搏/呼吸频率信息至显示控制器210，其中显示控制器210可依据画面调整控制信号以使显示装置200进入画面调整模式，且画面调整模式例如包括第一动态亮度调整模式、第二动态亮度调整模式及动态色温调整模式，其细节将详述于后。

显示控制器210是接收来自生命感测器270的心跳/脉搏/呼吸频率信息，并利用OSD选单232的功能将上述心跳/脉搏/呼吸频率信息显示于显示模块220上。显示控制器210并判断使用者的心跳或脉搏是否低于第一预定心率(例如每分钟40次心跳/脉搏)或是高于第二预定心率(例如每分钟100次心跳/脉搏)。当显示控制器210判断使用者的心跳或脉搏超过低于第一预定心率或是高于第二预定心率，则显示控制器210是在显示模块220的画面上的特定位置利用OSD选单232显示警示信息，并可传送一控制信号至蜂鸣器285以使蜂鸣器285发出警告声以提醒使用者。类似地，显示控制器210也可判断使用者的呼吸频率是否在合适的范围内，当超过或低于此范围则在显示模块220的画面上的另一特定位置利用OSD选单232显示警示信息，并可传送另一控制信号至蜂鸣器285以使蜂鸣器285发出警告声以提醒使用者。

环境光感测器271是用以检测显示装置200所在位置的环境光(ambient light)的照度(或亮度)及色温(color temperature)，其中色温例如可用红色、绿色、蓝色光的色度表示。环境光感测器271可用每秒钟数次至数十次的频率以检测环境光的强度及色温。

距离感测器280是用以检测在显示装置200前方的物件的方向及距离。举例来说，距离感测器280包括一光源281及一影像感测器282，其中光源281例如可用发光二极管(light-emitting diode，LED)或激光二极管(laser diode)所实现。光源281例如可往显示装置200前方发出红外光(infrared light)，且红外光会被在显示装置200前方的物件所反射。影像感测器282例如可为一红外光影像感测器(infrared image sensor)，其可接收显示装置200前方的物件所反射的红外光。因为光速(v)已知，故影像感测器282可依据物件的不同深度反射红外光回来的时间(t)以计算出物件不同位置的距离d(即：深度)，例如d＝v*t。

在另一些实施例中，光源281例如可用激光二极管(laser diode)或数字光源处理器(digital light processor，DLP)所实现，其可往显示装置200前方发射出具有不同光线图形(light pattern)的红外光，且影像感测器282例如可为一红外光影像感测器，其可接收显示装置200前方的物件所反射的红外光。因此，当光源281往显示装置200前方发出红外光时，且红外光会被在显示装置200前方的物件所反射在显示装置200前方的物件的不同深度的位置反射光线会造成光线图形扭曲。因此，影像感测器282可检测到在显示装置200前方的物件的立体结构。

图2A为依据本发明一实施例中的使用者位于最佳水平视野范围的示意图。图2B为依据本发明一实施例中的使用者位于最大水平视野范围的示意图。图2C为依据本发明一实施例中的使用者的一般水平视野范围的示意图。请同时参考图1及图2A-图2C。

假设显示装置200的显示模块220的水平尺寸、垂直尺寸及对角线尺寸分别为X、Y及Z公分，当使用者30在观看显示装置200具有最佳水平视野范围(field of view，FoV)时(例如具有95～105度的水平视野范围)，使用者30与显示模块220的距离为D。若使用者30的视线对准显示模块220的中心点，则此时使用者30的视线与显示模块220之间的夹角为

如图2A所示。此时，距离D、夹角/>

与显示模块220的尺寸的关系式可用式(1)表示：

此外，当使用者30在观看显示装置200具有最大水平视野范围时(例如具有140度左右的水平视野范围)，使用者30与显示模块220的距离为d。若使用者30的视线对准显示模块220的中心点，则此时使用者30的视线与显示模块220之间的夹角为θ，如图2B所示。此时，距离d、夹角θ与显示模块220的尺寸的关系式可用式(2)表示：

Z＝[(2D·tanθ)²+Y²]^1/2 (2)

在一般使用情况下，距离D(例如为第一距离)大于2倍的距离d(例如为第二距离)。显示装置200的距离感测器280可检测使用者30与显示模块220之间的距离P、以及使用者30的视线与显示模块220之间的夹角γ，如图2C所示。显示控制器210可由距离感测器280取得距离P及夹角γ的相关信息，并依据距离P以判断是否需调整显示装置200的画面亮度。

举例来说，显示控制器210更包含第一动态亮度调整模式，其可依据使用者30与显示模块220之间的距离D以进一步线性调整显示模块220的屏幕亮度。在第一动态亮度调整模式中，当显示控制器210判断距离P大于距离D，表示使用者30与显示模块220之间的距离较远，故显示控制器210可略为增加显示模块220所播放的影像信号的亮度。当显示控制器210判断D≥距离P≥D/2时，表示使用者30与显示模块220之间的距离处于适合观赏的距离范围内，故此时显示控制器210不对显示模块220所播放的影像信号的亮度进行调整。

当显示控制器210判断距离P<D/2或是距离P介于距离d及D/2之间时，表示使用者30与显示模块220之间的距离较近，故此时显示控制器210会执行第一画面亮度降低处理以降低显示模块220所播放的影像信号的亮度，例如可降低第一亮度比例(例如3％，非限定)或降低第一预定亮度值(例如30，非限定)。

当显示控制器210判断距离P<距离d时，表示使用者30与显示模块220之间的距离非常近，故此时显示控制器210会执行第二画面亮度降低处理以降低显示模块220所播放的影像信号的亮度，例如可降低第二亮度比例(例如10％，非限定)或降低第二预定亮度值(例如50，非限定)。换言之，相较于第一画面亮度降低处理，第二画面亮度降低处理会更进一步降低显示模块220所播放的影像信号的亮度。因此，当使用者30以很近的距离观看显示装置200时，显示装置200可自动降低画面亮度以确保使用者的观赏品质。此外，当使用者30以较远的距离观看显示装置200时，显示装置200亦可自动提高画面亮度以确保使用者的观赏品质。

简单来说，因为显示模块220的尺寸为已知，故显示控制器210可依据显示模块220的尺寸以计算使用者所在的距离的水平视野范围，进而依据上述实施例的判断机制以调整显示模块220的画面亮度。

图3A为依据本发明一实施例中依据环境光亮度调整显示装置的屏幕亮度的示意图。请同时参考图1及图3A。

在一实施例中，显示控制器210例如可预先设定环境光亮度与显示模块220的屏幕亮度之间的关系曲线，例如曲线302，意即显示控制器210在预设模式下可依据环境光感测器271所感测到的显示装置200的位置的环境光亮度(或称为照度，单位为lux)以线性调整显示模块220的屏幕亮度，如图3A所示。然而，若显示控制器210仅依据曲线302以线性调整显示模块220的屏幕亮度，则可能屏幕亮度无法适当地反应显示装置200的环境光亮度而使得使用者在观赏显示装置200时会造成不适。

在一实施例中，显示控制器210更包含一第二动态亮度调整模式，例如可分别针对高亮度及低亮度的环境光亮度而进一步调整显示模块220的屏幕亮度。假定显示控制器210处于第二动态亮度调整模式时，当环境光亮度介于第一亮度(例如I1)及第二亮度(例如I2)之间(即中高照度环境)，表示显示装置200的环境光亮度适中，故显示控制器210在点312及310之间的亮度区间是依据环境光亮度以第一斜率(例如：曲线302)线性调整显示模块220的屏幕亮度。

当环境光亮度大于或等于第二亮度(例如I2)且小于第三亮度(例如I3)，表示显示装置200的环境光亮度较高(即高照度环境光)，故此时显示控制器210在点310及314之间的亮度区间是依据环境光亮度以采用第二斜率(例如：曲线304)线性调整显示模块220的屏幕亮度，其中第二斜率大于第一斜率。因此，在较明亮的环境下，显示装置200可以较大的倍率随着环境光亮度的增加而对应地线性增加显示模块220的屏幕亮度，此过程亦可称为一次斜率修正。需注意的是，当显示模块220的屏幕亮度逐渐增加而达到其亮度上限值TH时，显示控制器210则会控制显示模块220的屏幕亮度保持在亮度上限值TH。

当环境光亮度小于第一亮度(例如I1)，表示显示装置200的环境光亮度较低(即低照度环境光)，故此时显示控制器210在点312至原点的亮度区间是依据环境光亮度以采用第三斜率(例如：曲线306)线性调整显示模块220的屏幕亮度，其中第一斜率大于第三斜率。因此，在低照度环境下，显示装置200可以较低的倍率随着环境光亮度的降低而对应地线性降低显示模块220的屏幕亮度，此过程亦可称为二次斜率修正。在图3A的实施例中，第一斜率、第二斜率及第三斜率均大于0，且第二斜率大于第一斜率，第一斜率大于第三斜率。

图3B为依据本发明一实施例中依据环境光亮度调整显示装置的色温的示意图。请同时参考图1及图3B。

图3B是绘示CIE 1931的色彩空间。在一实施例中，显示控制器210例如可预先设定供使用者观赏的预定色温，例如图3B的点320(例如对应于5500K的色温)，其中在点320的右侧表示低色温区域(例如约为3000K～4500K)，在点320的左侧表示高色温区域(例如约为6000K或以上)。一般而言，环境光源所使用的色温约介于3000K至6000K之间。

在此实施例中，显示控制器210可从环境光感测器271取得显示装置200所在的位置的环境光色温信息，并依据环境光色温信息以调整在显示模块220上播放的影像信号的色温。举例来说，若显示装置200所在的位置的光源是采用日光灯泡或卤素灯泡，则其环境光色温信息则会偏向较低色温，意即光源会偏向暖色系。此时，显示控制器210可依据环境光色温信息以将在显示模块220上播放的影像信号的色温调整为较低色温，例如图3B中在曲线322上的往右箭头。因此，使用者观赏在显示模块220上所播放的影像信号所感受到的画面色温可约略与环境光相近，以降低眼睛负担。

若显示装置200所在的位置的光源是采用阴极灯管、白炽灯泡或是其他高色温光源，则其环境光色温信息则会偏向较高色温，意即光源会偏向冷色系。此时，显示控制器210可依据环境光色温信息以将在显示模块220上播放的影像信号的色温调整为较高色温，例如图3B中在曲线322上的往左箭头。因此，使用者观赏在显示模块220上所播放的影像信号所感受到的画面色温可约略与环境光相近，以降低眼睛负担。

简单来说，显示控制器210更包含一动态色温调整模式，例如可分别不同色温的环境光以进一步调整显示模块220的画面色温，以让使用者所观赏到的画面色温与环境光相近，以降低眼睛负担。举例来说，当环境光色温大于一预定色温，显示控制器210增加在显示模块220上所播放的影像信号的色温。当环境光色温小于或等于预定色温，显示控制器210则降低在显示模块220上所播放的影像信号的色温。

图4为依据本发明一实施例中的显示装置的画面调光方法的流程图。请同时参考图1及图4。

在步骤S410，利用显示控制器210从一主机接收一影像信号，并将影像信号于显示模块上播放。举例来说，主机10可通过主机100及显示装置200之间的影像传输通道(例如HDMI、VGA、DP或USB-C界面等等)以将影像信号传送至显示装置200。

在步骤S420，当显示装置200的生命感测器270检测到一使用者位于显示装置200前方时，生命感测器270是传送一画面调整控制信号至显示控制器210以使显示装置200进入画面调整模式。举例来说，当生命感测器270检测到有使用者位于显示装置200前方时，生命感测器270更可检测使用者与显示装置200之间的距离，并可同时检测在预定距离范围内的使用者的心跳或脉搏，甚至是呼吸频率。在一些实施例中，生命感测器270例如可用一毫米波(mmWave)感测器所实现，其可设置于显示装置200的前方，并发出频率在30GHz～300GHz的毫米波。当有使用者位于显示装置200前方，生命感测器270所发出的毫米波会被使用者反射，且生命感测器270可接收到反射后的毫米波以检测使用者身上的微小脉动，例如心跳或脉搏，或呼吸频率。因此，当生命感测器270检测到有使用者位于显示装置200前方的预定距离范围内(例如30至150公分)时，生命感测器270可传送一画面调整控制信号及心跳/脉搏/呼吸频率信息至显示控制器210，其中显示控制器210可依据画面调整控制信号以使显示装置200进入画面调整模式。

在步骤S430，当显示装置200处于画面调整模式，显示控制器210依据显示装置200的环境光的亮度及色温以调整在显示模块220上所播放的影像信号的画面亮度及画面色温。举例来说，显示控制器210的画面调整模式包含第一动态亮度调整模式、第二动态亮度调整模式及动态色温调整模式。第一动态亮度调整模式例如可依据使用者30与显示模块220之间的距离D以进一步调整显示模块220的屏幕亮度。第二动态亮度调整模式例如可分别针对高亮度及低亮度的环境光亮度而进一步调整显示模块220的屏幕亮度。动态色温调整模式可分别针对不同色温的环境光以进一步调整显示模块220的画面色温，以让使用者所观赏到的画面色温与环境光相近，以降低眼睛负担。第一动态亮度调整模式、第二动态亮度调整模式及动态色温调整模式的细节可参考图2A-图2C及图3A-图3B的实施例。

综上所述，本发明是提供一种显示装置及其画面调光方法，其画面调整模式包含第一动态亮度调整模式、第二动态亮度调整模式及动态色温调整模式以调整使用者在显示装置上所观看的影像信号的亮度及色温，以让使用者在不同使用情境(例如不同环境光的色温及亮度、以及不同的观赏距离)下可有较佳的画面视觉效果，进而增加使用者体验。

于权利要求中使用如“第一”、“第二”、“第三”等词是用来修饰权利要求中的元件，并非用来表示之间具有优先权顺序，先行关系，或者是一个元件先于另一个元件，或者是执行方法步骤时的时间先后顺序，仅用来区别具有相同名字的元件。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (12)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

一显示模块；

一生命感测器；

一环境光感测器，用以检测该显示装置的环境光亮度及环境光色温；以及

一显示控制器，用以从一主机接收一影像信号，并将该影像信号于该显示模块上播放；

其中当该生命感测器检测到一使用者位于该显示装置前方，该生命感测器传送一画面调整控制信号至该显示控制器以使该显示装置进入一画面调整模式，

其中当该显示装置处于该画面调整模式，该显示控制器依据该环境光亮度及该环境光色温以分别调整在该显示模块上所播放的该影像信号的画面亮度及画面色温。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括：一距离感测器，用以检测该使用者与该显示模块之间的距离及方位，并回报该距离及该方位至该显示控制器。

3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，该画面调整模式包括一第一动态亮度调整模式，其中，在该第一动态亮度调整模式中，该显示控制器更执行下列步骤：

当该距离大于第一距离时，增加在该显示模块上所播放的该影像信号的亮度；

当该距离介于该第一距离及该第一距离的一半时，维持在该显示模块上所播放的该影像信号的亮度；

当该距离小于该第一距离的一半时，将在该显示模块上所播放的该影像信号的亮度降低第一亮度比例；

当该距离小于一第二距离时，将在该显示模块上所播放的该影像信号的亮度降低第二亮度比例，

其中该第一距离大于2倍的该第二距离，且该第二亮度比例大于该第一亮度比例。

4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，该第一距离对应于该使用者的最佳水平视野范围，且该第二距离对应于该使用者的最大水平视野范围。

5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该画面调整模式包括一第二动态亮度调整模式，在该第二动态亮度调整模式时，该显示控制器更执行下列步骤：

当该环境光亮度介于第一亮度及第二亮度之间，依据该环境光亮度以第一斜率线性调整该显示模块的屏幕亮度；

当该环境光亮度大于或等于该第二亮度，依据该环境光亮度以第二斜率线性调整该显示模块的屏幕亮度；以及

当该环境光亮度小于该第一亮度，依据该环境光亮度以第三斜率线性调整该显示模块的屏幕亮度，

其中该第二亮度大于该第一亮度，该第一斜率、该第二斜率及该第三斜率均大于0，且该第二斜率大于该第一斜率，且该第一斜率大于该第三斜率。

6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该画面调整模式包括一动态色温调整模式，当该显示装置在该动态色温调整模式时，该显示控制器执行下列步骤：

当该环境光色温大于一预定色温，增加在该显示模块上所播放的该影像信号的色温；以及

当该环境光色温小于或等于该预定色温，降低在该显示模块上所播放的该影像信号的色温。

7.一种显示装置的画面调光方法，其特征在于，该显示装置包括一显示模块、一生命感测器、一环境光感测器及一显示控制器，且该环境光感测器是检测该显示装置的环境光亮度及环境光色温，该方法包括：

利用该显示控制器从一主机接收一影像信号，并将该影像信号于该显示模块上播放；

当该生命感测器检测到一使用者位于该显示装置前方，利用该生命感测器传送一画面调整控制信号至该显示控制器以使该显示装置进入一画面调整模式；

当该显示装置处于该画面调整模式，利用该显示控制器依据该环境光亮度及该环境光色温以分别调整在该显示模块上所播放的该影像信号的画面亮度及画面色温。

8.如权利要求7所述的显示装置的画面调光方法，其特征在于，该显示装置还包括一距离感测器，用以检测该使用者与该显示模块之间的距离及方位，并回报该距离及该方位至该显示控制器。

9.如权利要求8所述的显示装置的画面调光方法，其特征在于，该画面调整模式包括一第一动态亮度调整模式，其中，在该第一动态亮度调整模式时，该方法还包括：

当该距离大于第一距离时，增加在该显示模块上所播放的该影像信号的亮度；

当该距离介于该第一距离及该第一距离的一半时，维持在该显示模块上所播放的该影像信号的亮度；

当该距离小于该第一距离的一半时，将在该显示模块上所播放的该影像信号的亮度降低第一亮度比例；

当该距离小于一第二距离时，将在该显示模块上所播放的该影像信号的亮度降低第二亮度比例，

其中该第一距离大于2倍的该第二距离，且该第二亮度比例大于该第一亮度比例。

10.如权利要求9所述的显示装置的画面调光方法，其特征在于，该第一距离对应于该使用者的最佳水平视野范围，且该第二距离对应于该使用者的最大水平视野范围。

11.如权利要求7所述的显示装置的画面调光方法，其特征在于，该画面调整模式包括一第二动态亮度调整模式，在该第二动态亮度调整模式时，该方法还包括：

当该环境光亮度介于第一亮度及第二亮度之间，依据该环境光亮度以第一斜率线性调整该显示模块的屏幕亮度；

当该环境光亮度大于或等于该第二亮度，依据该环境光亮度以第二斜率线性调整该显示模块的屏幕亮度；以及

当该环境光亮度小于该第一亮度，依据该环境光亮度以第三斜率线性调整该显示模块的屏幕亮度，

其中该第二亮度大于该第一亮度，该第一斜率、该第二斜率及该第三斜率均大于0，且该第二斜率大于该第一斜率，且该第一斜率大于该第三斜率。

12.如权利要求7所述的显示装置的画面调光方法，其特征在于，该画面调整模式包括一动态色温调整模式，当该显示装置在该动态色温调整模式时，该方法还包括：

当该环境光色温大于一预定色温，增加在该显示模块上所播放的该影像信号的色温；以及

当该环境光色温小于或等于该预定色温，降低在该显示模块上所播放的该影像信号的色温。

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