CN201868080U - 背光亮度控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种背光亮度控制装置，适用于具有背光的显示设备，包括动态背光调整单元、环境光检测单元、人机接口单元及控制单元。动态背光调整单元根据接收的影像信号产生动态背光控制信号。环境光检测单元根据检测的环境光产生环境光参考信号。人机接口单元根据外部命令产生亮度值设定信号。控制单元根据动态背光控制信号控制背光亮度使显示面板亮度在最小值及最大值之间，并根据环境光参考信号修正最小值及根据亮度值设定信号修正最大值。本实用新型结合环境光进行动态背光调整，可改善显示面板在环境光较亮下呈现暗的影像画面时，人眼看不清楚画面问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种背光亮度控制装置，特别涉及一种采用动态背光调整的背光亮度控制装置。
背景技术
目前在具有背光(backlight)的显示设备上常采用动态背光调整来提高显示设备的亮度对比。例如，台湾公开了一种“液晶显示器的动态背光控制方法”，其先由液晶显示器接收包含多个原始灰阶码的图框数据，将这些原始灰阶码依各灰阶值的不同，进行数量分布统计及数值运算，再按数值运算的结果，将原始灰阶码对应至多个修正灰阶码，接着将修正灰阶码分别传送至液晶显示器的背光控制单元及数据修正单元，进而得以调整背光模块的亮度及显示器面板的亮度，由此提高影像呈现质量。
因此，现有的动态背光调整方式是通过分析输入的影像信号或图框数据的各灰阶值的数量及分布状况，来得到影像信号所包含的影像画面的平均亮度，在影像画面平均亮度较高时，维持正常背光输出亮度，但在影像画面平均亮度低于某一程度时，降低背光输出亮度，使显示面板呈现的影像画面变得更暗，以提高显示设备的亮度对比。然而，在环境光较亮的情况下，人眼瞳孔会缩小，对暗的影像画面的感知力较差，此时人眼反而对于采用动态背光调整后变得更暗的影像画面，容易有看不清楚的问题，这是因为现有的动态背光调整方式并未将环境光的影响因素考虑进来。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中存在的不足提供了一种背光亮度控制装置，可结合环境光进行动态背光调整。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
本实用新型提出一种背光亮度控制装置，适用于具有背光模块及显示面板的显示设备。背光亮度控制装置包括动态背光调整单元、环境光检测单元、人机接口单元及控制单元。动态背光调整单元用于接收影像信号，并根据影像信号产生动态背光控制信号。环境光检测单元用于检测环境光，并根据环境光产生环境光参考信号。人机接口单元用于提供人机接口接收外部命令，并根据外部命令产生亮度值设定信号。控制单元耦接动态背光调整单元、环境光检测单元、人机接口单元及背光模块，用于根据动态背光控制信号控制背光模块的亮度使显示面板的亮度在最小值及最大值之间，并根据环境光参考信号修正最小值，根据亮度值设定信号修正最大值，其中修正后的最小值大于或等于最小值，修正后的最大值小于或等于最大值。
在本实用新型一实施例中，显示设备为液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，简称LCD)，显示面板为液晶显示面板。液晶显示器为液晶屏幕(LCDmonitor)、液晶电视(LCD TV)或液晶屏幕计算机一体机(All-in-one PC)。背光模块包括一冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，简称CCFL)背光或一发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)背光。
在本实用新型一实施例中，人机接口单元还根据外部命令产生开关设定信号，控制单元根据开关设定信号开启或关闭动态背光调整单元或环境光检测单元。在另一实施例中，控制单元根据开关设定信号，使动态背光控制信号或环境光参考信号失效或有效。
本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：本实用新型实施例所提供的背光亮度控制装置，利用环境光检测单元检测环境光以产生环境光参考信号，使控制单元可根据环境光参考信号，进一步调整动态背光调整单元输出的动态背光控制信号，即结合环境光更适当地进行动态背光调整。在环境光较亮的情况下，显示面板呈现暗的影像画面，通过将环境光因素考虑进来的动态背光调整可改善显示面板在呈现暗的影像画面时，因人眼感知力较差造成的看不清楚画面的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面所列附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这个附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的背光亮度控制装置的电路方块图。
附图中，各标号所代表的组件列表如下：
1、显示设备，11、背光亮度控制装置，12、背光驱动单元，13、背光模块，14、显示面板；
111、动态背光调整单元，112、环境光检测单元，113、人机接口单元，114、控制单元，131、背光。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。图1为本实用新型实施例提供的背光亮度控制装置的电路方块图，此背光亮度控制装置适用于具有背光的显示设备。请参见图1，显示设备1包括背光亮度控制装置11、背光驱动单元12、背光模块13及显示面板14。背光亮度控制装置11用于根据输入的影像信号、检测的环境光及外部命令，通过背光驱动单元12控制背光模块13中的背光131进行动态背光调整，可提高显示面板14的亮度对比，并且，在环境光较亮的情况下，显示面板呈现暗的影像画面，通过将环境光因素考虑进来的动态背光调整可以改善显示面板14在呈现暗的影像画面时，因人眼感知力较差造成的看不清楚画面的问题。
背光亮度控制装置11包括动态背光调整单元111、环境光检测单元112、人机接口单元113及控制单元114，其中控制单元114耦接动态背光调整单元111、环境光检测单元112及人机接口单元113，控制单元114还通过背光驱动单元12耦接背光模块13中的背光131。
动态背光调整单元111用于接收影像信号，并根据影像信号产生动态背光控制信号，例如通过分析影像信号的各灰阶值的数量及分布状况来得到影像信号所包含的影像画面的平均亮度，再根据这个平均亮度产生相应的动态背光控制信号。
环境光检测单元112用于检测环境光，并根据环境光产生环境光参考信号，例如通过检测环境光照度(illuminance)来产生相应的环境光参考信号。
人机接口单元113用于提供人机接口接收外部命令，并根据外部命令产生亮度值设定信号，例如通过屏幕显示(On-Screen Display，简称OSD)菜单提供范围0(最暗)～100(最亮)的亮度值让使用者选择，再根据使用者的选择(即外部命令)产生相应的亮度值设定信号。人机接口单元113还根据外部命令产生开关设定信号，控制单元114根据此开关设定信号，开启或关闭动态背光调整单元111或环境光检测单元112，例如通过OSD菜单提供动态背光的开启、关闭选项让用户选择，再根据使用者的选择(即外部命令)产生相应的开关设定信号，控制单元114根据开关设定信号选择开启或关闭动态背光调整单元111，又例如通过OSD菜单提供环境光检测的开启、关闭选项让用户选择，再根据使用者的选择(即外部命令)产生相应的开关设定信号，控制单元114根据开关设定信号选择开启或关闭环境光检测单元112。在另一实施例中，动态背光调整单元111及环境光检测单元112恒被开启，通过控制单元114根据开关设定信号，使其接收的动态背光控制信号或环境光参考信号失效，从而达到关闭动态背光调整单元111或环境光检测单元112的效果；或者，通过控制单元114根据开关设定信号，使其接收的动态背光控制信号或环境光参考信号有效，从而达到开启动态背光调整单元111或环境光检测单元112的效果。
控制单元114用于根据与影像信号平均亮度相应的动态背光控制信号，控制背光模块13中的背光131的亮度，进行动态背光调整，使显示面板14的亮度在最小值及最大值之间，并根据与环境光照度相应的环境光参考信号修正最小值，根据与人机接口亮度值相应的亮度值设定信号修正最大值，其中修正后的最小值大于或等于最小值，修正后的最大值小于或等于最大值。例如，当不考虑环境光及人机接口亮度值因素时，控制单元114仅根据动态背光控制信号(或背光亮度控制装置11仅根据影像信号)控制背光131的亮度，进行动态背光调整，此时动态背光调整范围最广，如在0.002cd/m2(烛光/平方米)的最小值及400cd/m2的最大值之间，使显示面板14的亮度在0.002cd/m2的最小值及400cd/m2的最大值之间。当考虑环境光及人机接口亮度值因素时，控制单元114将根据动态背光控制信号、环境光参考信号及亮度值设定信号(或背光亮度控制装置11将根据影像信号、环境光及人机接口亮度值)控制背光131的亮度，进行动态背光调整，此时动态背光调整范围并非最广，相当于根据环境光及人机接口亮度值修正上述最广的动态背光调整范围，如调高其最小值(即0.002cd/m2)或调低其最大值(即400cd/m2)。
表1为图1所示的背光亮度控制装置控制显示面板的亮度范围的数据表，表现出显示面板的亮度范围的最小值随着环境光调整
表2为图1所示的背光亮度控制装置控制显示面板的亮度范围的数据表，表现出显示面板的亮度范围的最大值随着人机接口亮度值调整
表1及表2分别为图1所示的背光亮度控制装置11根据环境光、人机接口亮度值，修正动态背光调整范围，从而控制显示面板14的亮度范围的数据表。请先参见表1，当人机接口亮度值设定为100不变时，控制单元114根据环境光参考信号(或背光亮度控制装置11根据环境光)修正上述最广的动态背光调整范围的最小值(即0.002cd/m2)。随着检测到环境光亮度从25lx(勒克斯)增加到1000lx，上述最广的动态背光调整范围的最小值相应地从0.002cd/m2增加到3.2cd/m2，其中修正后的最小值(如0.002、0.008、...、2.592、3.2cd/m2)大于或等于上述最广的动态背光调整范围的最小值(即0.002cd/m2)。
由此可知，本实用新型在环境光亮度较暗时，因人眼瞳孔会放大而对暗的影像画面的感知力较强，此时会控制背光131的亮度降低，以便有较广的动态背光调整范围，使显示面板14的亮度范围较广，从而有较高的亮度对比。在环境光亮度较亮时，因人眼瞳孔会缩小而对暗的影像画面的感知力较差，此时会根据环境光的亮度来控制背光131的亮度降低的程度，以便有适当的动态背光调整范围。在环境光较亮的情况下，显示面板呈现暗的影像画面，通过将环境光因素考虑进来的动态背光调整使显示面板14在呈现暗的影像画面时，不会有因人眼感知力较差造成的看不清楚画面的问题。
请再参见表2，当环境光亮度为200lx不变时，控制单元114根据亮度值设定信号(或背光亮度控制装置11根据亮度值的外部命令)，修正上述最广的动态背光调整范围的最大值(即400cd/m2)。随着亮度值设定从100降低到0，上述最广的动态背光调整范围的最大值相应地从400cd/m2降低到200cd/m2，其中修正后的最大值(如400、380、...、220、200cd/m2)小于或等于上述最广的动态背光调整范围的最大值(即400cd/m2)。
另外，显示设备1例如是液晶屏幕、液晶电视或液晶屏幕计算机一体机等的液晶显示器，而显示面板14则是液晶显示面板。背光131例如是由至少一支冷阴极荧光灯管组成的冷阴极荧光灯管背光，而背光驱动单元12则包括逆变器(inverter)来输出高压交流电压驱动冷阴极荧光灯管背光。背光131又例如是由多个发光二极管串并联组成的发光二极管背光，而背光驱动单元12则包括直流至直流转换器来输出直流电压驱动发光二极管背光。
综上所述，本实用新型所提供的背光亮度控制装置，利用环境光检测单元检测环境光以产生环境光参考信号，使控制单元可根据环境光参考信号，进一步调整动态背光调整单元输出的动态背光控制信号，即结合环境光更适当地进行动态背光调整。在环境光较亮的情况下，显示面板呈现暗的影像画面，通过将环境光因素考虑进来的动态背光调整可改善显示面板在呈现暗的影像画面时，因人眼感知力较差造成的看不清楚画面的问题。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种背光亮度控制装置，其特征在于，适用于具有一背光模块及一显示面板的一显示设备，该背光亮度控制装置包括：
一动态背光调整单元，用于接收一影像信号，并根据该影像信号产生一动态背光控制信号；
一环境光检测单元，用于检测一环境光，并根据该环境光产生一环境光参考信号；
一人机接口单元，用于提供人机接口接收外部命令，并根据外部命令产生一亮度值设定信号；及
一控制单元，耦接该动态背光调整单元、该环境光检测单元、该人机接口单元及该背光模块，用于根据该动态背光控制信号、该环境光参考信号及该亮度值设定信号控制该背光模块的亮度。
2.根据权利要求1所述的背光亮度控制装置，其特征在于，该显示设备为一液晶显示器，该显示面板为一液晶显示面板。
3.根据权利要求2所述的背光亮度控制装置，其特征在于，该液晶显示器为一液晶屏幕、一液晶电视或一液晶屏幕计算机一体机。
4.根据权利要求1所述的背光亮度控制装置，其特征在于，该背光模块包括一冷阴极荧光灯管背光或一发光二极管背光。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
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