JP2007164160A

JP2007164160A - ディスプレイイメージの輝度を制御するシステム

Info

Publication number: JP2007164160A
Application number: JP2006310108A
Authority: JP
Inventors: Du-Zen Peng; 杜仁彭; Shih-Chang Chang; 世昌張
Original assignee: Toppoly Optoelectronics Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2007-06-28
Also published as: US20070132749A1; CN100483506C; CN1983381A

Abstract

【課題】デイスプレイパネルのディスプレイイメージの輝度を制御するシステムを提供する。
【解決手段】本システムは、制御装置を有し、少なくとも、周辺光の輝度とディスプレイパネルの発光装置の輝度に基づいて、対応するディスプレイパネルの輝度を調整する。
【選択図】図２ａ

Description

本発明はイメージディスプレイに関するものである。

携帯式電子装置のディスプレイパネルは一般に、操作環境の輝度によりディスプレイパネルの輝度を調整する。例えば、操作環境の輝度が明るい時、ディスプレイパネルは明るい画面を呈する。逆に、操作環境の輝度が暗い時、ディスプレイパネルは暗い画面を呈する。よって、使用者は常にディスプレイ画面の輝度を調整しなければならない。

公知の方法は分圧器により生成される電圧に従って、ディスプレイパネルの輝度を制御する。図１は公知の分圧器を示す図である。二つのレジスタ間の電圧は、二レジスタの抵抗に従って調整される。分圧器１０により提供される第一最大グレイレベルは１００nitsで、分圧器１２により提供される第二最大グレイレベルは１５０nitsで、分圧器１４により提供される第三最大グレイレベルは２００nitsである。よって、異なる最大グレイレベルにより、ディスプレイパネルの輝度が調整される。しかし、公知の方法は複数の分圧器を使用してマルチ電圧を生成し、ディスプレイパネルの輝度を調整するので、ディスプレイのコストが増え、尺寸が大きくなる。

本発明は、ディスプレイイメージの輝度を制御するシステムを提供することを目的とする。

本システムは、制御装置、第一処理装置、及び、記憶装置を含む信号生成器を含む。制御装置は、第一期間中、光源の輝度に従って参考電圧を出力し、第二期間中、参考信号を出力する。第一処理装置は、第一入力端と第一出力端とを含む。第一期間中、第一入力端の電圧は第一出力端の電圧に等しい。第一出力端のロジックレベルは第一入力端のロジックレベルに反比例する。第一期間中、記憶装置は参考電圧と第一入力端の電圧に従って、応答電圧を蓄積し、第二期間中、参考電圧と応答電圧に従って、第一入力端のロジックレベルを制御する。

もう一つのシステムの具体例は、少なくとも一つの周辺光とディスプレイパネルの発光素子の輝度に基づいて、対応するディスプレイパネルの輝度を調整する制御装置からなる。

本発明により、ディスプレイイメージの輝度を制御するシステムが提供される。

ディスプレイイメージの輝度の制御方法が提供される。本システムは、図２ａで示されるように、信号生成器２４を組み込んでいる。信号生成器２４は、制御装置３２、第一処理装置３４、それらの間の記憶装置３６を含む。

第一期間中、制御装置３２は、発光素子３０の輝度に従って、参考電圧Vrefを出力する。第二期間中、制御装置３２は参考信号Spを出力する。制御装置３２は、フォト検出装置３２２と選択装置３２４を有する。フォト検出装置３２２は、発光装置３０からの光の輝度に従って、参考電圧Vrefを提供する。選択装置３２４は、制御信号Sc（図示しない）に従って、参考電圧Vref、或いは、参考信号Spを出力する。本具体例において、制御信号Scのロジックレベルは、第一期間中高く、制御信号Scのロジックレベルは、第二期間中低い。これにより、選択装置３２４は、第一期間中、参考電圧Vrefを出力し、第二期間中、参考信号Spを出力する。本具体例において、参考信号Spは外部から提供される三角波である。

第一処理装置３４は入力端P１と出力端P２を有する。第一期間中、入力端P１の電圧は出力端P２の電圧に等しい。よって、第二期間中、出力端P２のロジックレベルは入力端P１のロジックレベルに反比例する。

記憶装置３６は、第一期間中、参考電圧Vrefと入力端P１の電圧に従って、応答電圧Vcを蓄積する。第二期間中、記憶装置３６は、参考電圧Vrefと応答電圧Vcに従って、入力端P１のロジックレベルを制御する。出力端P２は、第二期間中、入力端P１のロジックレベルに従って、プリセット信号STVを提供する。本具体例において、記憶装置３６はコンデンサーである。

図２ｂは、図２ａの表示された輝度を制御するためのシステムの実施例の概略図であって、信号生成器２４の詳細を示す。フォト検出装置３２２はフォトセンサー４１１とコンバータ４１２を有し、発光素子３０からの光の輝度に従って参考電圧Vrefを提供する。フォトセンサー４１１は発光装置３０の輝度を検出し、対応する電流Irefを提供する。コンバータ４１２は電流Irefを参考電圧Vrefに転換する。電流Irefの値は小さいので、電流ミラー装置（図示しない）が用いられて、電流Irefを増幅する。コンバータ４１２は増幅した電流Irefを受信する。この他、増幅器（図示しない）が用いられて、参考電圧Vrefを増幅する。選択装置３２４はトランジスタ４１３と４１４を有する。トランジスタ４１３はP型トランジスタで、トランジスタ４１４はN型トランジスタである。トランジスタ４１３のソースは参考信号Spを受信し、ゲートは制御信号Scを受信し、ドレインはトランジスタ４１４のドレインに結合される。トランジスタ４１４のゲートは制御信号Scを受信し、ソースは参考電圧Vrefを受信する。

制御信号Scが第一期間中、高いロジックレベルの時、トランジスタ４１４はオンになる。よって、ノードP３の電圧は参考電圧Vrefにほぼ等しい。制御信号Scが第二期間中、低いロジックレベルの時、トランジスタ４１３はオンになる。よって、ノードP３の電圧は参考信号Spの電圧にほぼ等しい。

第一処理装置３４は、スイッチ装置３４２とスイッチ装置３４２に並列される反転装置３４４を有する。第一期間中、スイッチ装置３４２はオンであり、反転装置３４４の入力端P４の電圧は、反転装置３４４の出力端P５の電圧に等しい。第二期間中、スイッチ装置３４２はオフであり、出力端P５のロジックレベルは入力端P４に反比例する。具体例において、反転装置３４４はインバータ４１６で、スイッチ装置３４２はスイッチ４１５である。

反転装置３４４の敏感度を増加させるため、反転装置３４４は、直列されたインバータを有し、最初のインバータの入力端と最後のインバータの出力端間にスイッチを設置する。或いは、反転装置の入力端と出力端間にスイッチを設置する。反転装置３４４は、第二期間中、反転機能を有し、インバータの数量は奇数である。

図２ｂの具体例中、フォトセンサー４１１はディスプレイパネルの発光素子からの光線の輝度を検出する。発光装置は老化するので、発光装置からの光線の輝度は減衰する。よって、信号生成器２４は、発光装置の老化による輝度の減衰を補償することができる。

図２ｂで示されるシステムの操作原理は以下のようである。図３は図２ｂのプリセット信号STVのタイミング図である。インバータ４１６の高電圧は５Vで、低電圧は０Vであるとし、その後、第一期間D１で、スイッチ４１５はオンになり、ノードP４とP５の電圧は２．５Vになる。よって、プリセット信号STV１はほぼ２．５Vである。

第一期間D１中、制御信号Scは高ロジックレベルなので、トランジスタ４１４がオンになる。よって、ノードP３の電圧は参考電圧Vrefに等しい。ディスプレイパネルの発光素子からの光線の輝度が暗くなる場合、フォト検出装置３２２から出力される参考電圧Vrefは１Vに等しい。ノードP４の電圧V_P4が２．５Vで、ノードP３の電圧V_P3が１Vの場合、キャパシタ３６２の電圧Vcはー１．５Vである。

第二期間D２中、制御信号Scは低ロジックレベルなので、トランジスタ４１３がオンになる。よって、電圧V_P3が参考信号Spに等しい。参考信号Spは、最大電圧が５Vで、最低電圧が０Vである三角波信号である。電圧Vcが−１．５Vなので、電圧V_P3が１V以下の時、プリセット信号STV１は高ロジックレベルで、電圧V_P3が１V以上の時、プリセット信号STV１は低ロジックレベルである。

第三期間D３中、スイッチ４１５がオンになり、ノードP４とP５の電圧は２．５Vである。よって、プリセット信号STV１は２．５Vで、電圧Vcは参考電圧Vrefに従って変化する。

ディスプレイパネルの発光素子からの光の輝度が明るくなる場合、フォト検出装置３２２から出力される参考電圧Vrefは４Vである。ノードP４の電圧V_P4が２．５Vで、ノードP３の電圧V_P3が４Vの場合、キャパシタ３６２の電圧Vcは１．５Vである。

第二期間Ｄ２中、制御信号Scは低ロジックレベルなので、トランジスタ４１３がオンになる。よって、電圧V_P3が参考信号Spに等しい。電圧Vcが１．５Vであるので、電圧V_P3が４V以下の時、プリセット信号STV２は高ロジックレベルで、電圧V_P3が４V以上の時、プリセット信号STV２は低ロジックレベルである。

第三期間D３中、スイッチ４１５がオンになり、ノードP４とP５の電圧は２．５Vである。よって、プリセット信号STV２は２．５Vで、電圧Vcは参考電圧Vrefに従って変化する。

図３Cで示されるように、ディスプレイパネルの発光素子からの光線の輝度が変化する時、フォト検出装置３２２から出力される参考電圧Vrefが変化して、プリセット信号STVのデューティサイクルを調整する。

図４は、ディスプレイイメージの輝度を制御するシステムのもう一つの具体例を示す図である。図４は、第二処理装置３８が第一処理装置３４に結合されるのを除いて、図２ｂの具体例と同様である。本具体例において、第二処理装置３８は、スイッチ装置３８２とスイッチ装置３８２に並列された反転装置３８４を有する。第一期間中、スイッチ装置３８２はオンになり、反転装置３８４の入力端Ｐ６の電圧は、反転装置３８４の出力端Ｐ７の電圧と等しい。第二期間中、スイッチ装置３８２はオフになり、出力端Ｐ７のロジックレベルは入力端Ｐ６に反比例する。具体例において、反転装置３８４はインバータ４１８で、スイッチ装置３８２はスイッチ４１７である。

反転装置３８４の敏感度を増加させるため、反転装置３８４は、直列されたインバータを有し、最初のインバータの入力端と最後のインバータの出力端間にスイッチを設置する。また、反転装置は、直列された複数のインバータと複数のスイッチを含み、各スイッチはインバータの１つに平行して接続されている。反転装置３８４は、第二期間中、反転機能を有し、インバータの数量は奇数である。反転装置３４４と３８４のインバータ数は好ましくは偶数である。

図４の具体例において、フォトセンサー４１１は環境輝度（周辺光）を検出する。周辺輝度が高い場合、ディスプレイパネルの観察者により認識される輝度は低い。よって、ディスプレイパネルの発光素子の輝度は環境輝度に直接的に比例する。

図５は、図４のプリセット信号STVのタイミング図である。図４で示される信号生成器２４は、環境輝度を検出し、プリセット信号STV１とSTV２が生成される。環境輝度が高い時、プリセット信号STV１が生成され、環境輝度が低い時、プリセット信号STV２が生成される。

図４で示される信号生成器は第二処理装置３８を有するので、図５で示されるプリセット信号STV１とSTV２は、図３で示されるプリセット信号STV１とSTV２に反比例する。

図６は、ディスプレイイメージの輝度を制御するシステムのもう一つの具体例である。本具体例において、システム２０は、ディスプレイパネル２２、信号生成器２４、及び、駆動装置２６を含む。ディスプレイパネル２２は他の具体例では液晶ディスプレイパネルであるが、このパネルは通常、液晶ディスプレイパネルであるが、他の例では、エレクトロルミネセントディスプレイパネルであり得る。ディスプレイパネル２２が液晶ディスプレイパネルの場合、ディスプレイパネル２２の発光素子はストリングランプである。ディスプレイパネル２２がエレクトロルミネセントディスプレイパネルである場合、ディスプレイパネル２２の発光素子はエレクトロルミネセント素子である。

信号生成器２４は、周辺光や発光素子の輝度に従って、プリセット信号STVを生成する。駆動装置２６はスキャンドライバ２６２とデータドライバ２６４を有する。駆動装置２６はプリセット信号STVに従って、発光素子の輝度を調整する。

ディスプレイ２２がエレクトロルミネセントディスプレイパネルの場合、ディスプレイパネル２２は複数の画素を含む。各画素はエレクトロルミネセント素子を含む。図７は、画素の具体例を示す図である。明確にするため、一画素だけが示される。

スキャンドライバ２６２がスキャン信号S１をアサートする時、トランジスタM１ａがオンになり、キャパシタCaは、データドライバ２６４から提供されるデータ信号Ｄ１に従って充電される。キャパシタＣａに蓄積された電圧がトランジスタＭ２ａをオンにするのに充分である時、高電圧VddがトランジスタM３ａに出力される。

スキャンドライバ２６２により提供される駆動信号SC１が高ロジックレベルである場合、トランジスタM３ａはオフになり、エレクトロルミネセント素子ELａは発光しない。駆動信号SC１が低ロジックレベルである場合、トランジスタM３ａはオンになり、エレクトロルミネセント素子ELａは発光する。

トランジスタM３ａのオン時間が長い時、エレクトロルミネセント素子ELａの発光時間は長く、ディスプレイパネル２２の輝度は明るい。トランジスタM３ａのオン時間が短い時、エレクトロルミネセント素子ELａの発光時間は短く、ディスプレイパネル２２からの輝度は暗い。よって、プリセット信号STVのデューティサイクルが用いられて、トランジスタM３ａのオン時間を制御し、ディスプレイパネル２２の輝度を制御する。

例えば、図３を参照すると、ディスプレイパネル２２の発光素子からの輝度が暗く変化する時、プリセット信号STV１が生成される。スキャンドライバ２６２は、図３で示されるプリセット信号STV１に従って、駆動信号SC１を提供する。本具体例において、駆動信号SC１はプリセット信号STV１に等しい。トランジスタM３ａのゲートが駆動信号SC１を受信する時、エレクトロルミネセント素子ELａのオン時間は、エレクトロルミネセント素子ELａのオフ時間より長くなる。よって、ディスプレイパネル２２の輝度は高い。ディスプレイパネル２２の発光装置の輝度が明るく変化する時、プリセット信号STV２が生成される。スキャンドライバ２６２は、プリセット信号STV２に従って、駆動信号SC１を提供する。本具体例において、駆動信号SC１はプリセット信号STV２に等しい。トランジスタM３ａのゲートが駆動信号SC１を受信する時、エレクトロルミネセント素子ELａのオフ時間は、エレクトロルミネセント素子ELａのオン時間より長くなる。よって、ディスプレイパネル２２の輝度は低い。

図８は、画素のもう一つの具体例を示す図である。トランジスタM１ｂがオンである時、キャパシタCbが充電される。キャパシタCbに蓄積される電圧がトランジスタＭ２ｂをオンにするのに充分である時、エレクトロルミネセント素子ELｂのアノードは高電圧Vddを受信する。

駆動信号SC１が低ロジックレベルである時、エレクトロルミネセントELｂは発光する。駆動信号SC１が高ロジックレベルである時、エレクトロルミネセントELｂは発光しない。

例えば、図５と図８を参照すると、環境輝度が低い時、プリセット信号STV１が生成される。スキャンドライバ２６２は、図５で示されるプリセット信号STV１に従って、駆動信号SC１を提供する。本具体例において、駆動信号SC１はプリセットSTV１に等しい。エレクトロルミネセント素子ELｂのアノードがSTV１を受信する時、エレクトロルミネセント素子ELｂのオフ時間は、エレクトロルミネセント素子ELｂのオン時間より長くなる。よって、環境輝度が低い時、ディスプレイパネル２２の輝度は低い。環境輝度が明るい時、プリセット信号STV２が生成される。スキャンドライバ２６２は、図５で示されるプリセット信号STV２に従って、駆動信号SC１を提供する。本具体例において、駆動信号SC１はプリセットSTV２に等しい。エレクトロルミネセント素子ELｂのアノードがSTV２を受信する時、エレクトロルミネセント素子ELｂのオン時間は、エレクトロルミネセント素子ELｂのオフ時間より長くなる。よって、環境輝度が低い時、ディスプレイパネル２２の輝度は高い。

信号生成器２４は、環境光、及び／又は、発光素子の輝度に従って、プリセット信号のデューティサイクルを制御する。信号生成器２４が、ディスプレイパネルを有する電子システムに用いられる時、信号生成器２４が環境輝度を検出する場合、ディスプレイパネルの輝度も変化する。信号生成器２４が、発光装置からの光の輝度を検出する場合、発光素子の老化は緩和される。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

公知の分圧器を示す図である。ディスプレイイメージの輝度を制御するシステムの具体例を示す図である。図２ａ中の信号生成器を示す図である。図２ｂのプリセット信号STVのタイミング図である。ディスプレイイメージの輝度を制御するシステムのもう一つの具体例を示す図である。プリセット信号STVのタイミング図である。ディスプレイイメージの輝度を制御するシステムのもう一つの具体例を示す図である。画素の具体例を示す図である。画素のもう一つの具体例を示す図である。

符号の説明

10：分圧器
20：電子システム
22：ディスプレイパネル
24：信号生成器
26：駆動装置
262：スキャンドライバ
264：データドライバ
30：発光装置
32：制御装置
322：フォト検出装置
324：選択装置
34、38：処理装置
36：記憶装置
362：キャパシタ
342、382：スイッチ装置
344、384：反転装置
40：環境光
411：フォトセンサー
412：コンバータ
413、414、M1a、M2a、M1b、M2b：トランジスタ
416、418：インバータ
415、417：スイッチ
ELa、ELb：エレクトロルミネセント素子

Claims

信号生成器を含むディスプレイイメージの輝度を制御するシステムであって、前記信号生成器は、
第一期間中、発光輝度に従って、参考電圧を出力し、第二期間中、参考信号を出力する制御装置と、
第一入力端と第一出力端を含み、前記第一期間中、前記第一入力端の電圧は前記第一出力端の電圧と等しく、前記第一出力端のロジックレベルは前記第一入力端のロジックレベルに反比例する第一処理装置と、
前記第一期間中、前記参考電圧と前記第一入力端の電圧に従って、応答電圧を蓄積し、前記第二期間中、前記参考電圧と前記応答電圧に従って、前記第一入力端の前記ロジックレベルを制御する記憶装置
を含むことを特徴とするシステム。
前記制御装置は、
前記発光輝度に従って、前記参考電圧を提供するフォト検出装置と、
前記第一期間中、前記参考電圧を出力し、前記第二期間中、前記参考信号を出力する選択装置と、
からなることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記参考信号は三角波信号であることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
更に、発光装置を有し、前記光線は前記発光装置により生成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記第一処理装置は、
前記第一期間中オンで、前記第二期間中オフであるスイッチ装置と、
前記スイッチ装置に並列され、前記スイッチ装置がオンの時、入力端の電圧が出力端の電圧に等しく、前記出力端のロジックレベルは前記入力端のロジックレベルに反比例する反転装置と、
からなることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記記憶装置はキャパシタであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
更に、前記第一出力端に結合される第二入力端と第二出力端とからなる第二処理装置を有し、前記第一期間中、前記第一入力端の電圧は前記第二出力端の電圧に等しく、前記第二期間中、前記第二出力端のロジックレベルは前記第一入力端のロジックレベルと等しいことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記第一、第二処理装置はそれぞれ、
前記第一期間中オンで、前記第二期間中オフであるスイッチ装置と、
前記スイッチ装置に並列され、前記スイッチ装置がオンの時、入力端の電圧が出力端の電圧に等しく、前記出力端のロジックレベルは前記入力端のロジックレベルに反比例する反転装置
を含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
前記制御装置は、周辺光によって、前記参考電圧を出力することを特徴とする請求項８に記載のシステム。
電子システムを含むディスプレイイメージの輝度を制御するシステムであって、前記電子システムは、
複数の発光装置を有するディスプレイパネルと、
信号生成器を含み、前記信号生成器は、
第一期間中、発光輝度に従って、参考電圧を出力し、第二期間中、参考信号を出力する制御装置と、
第一入力端と第一出力端とからなり、前記第一期間中、前記第一入力端の電圧は前記第一出力端の電圧と等しく、前記第一出力端のロジックレベルは前記第一入力端のロジックレベルに反比例する第一処理装置と、
前記第一期間中、前記参考電圧と前記第一入力端の電圧に従って、応答電圧を蓄積し、前記第二期間中、前記参考電圧と前記応答電圧に従って、前記第一入力端の前記ロジックレベルを制御する記憶装置
を含むことを特徴とするシステム。
更に、前記第一出力端のロジックレベルに従って、前記発光素子からの光線の輝度を調整する駆動装置を有することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
更に、
前記第一出力端のロジックレベルに従って、前記発光素子からの光線の輝度を調整する手段を有することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
前記信号生成器は、前記発光素子からの光線の輝度に従って、前記第一出力端のロジックレベルを制御することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
更に、前記発光素子はストリングランプであることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
前記信号生成器は、更に、前記第一出力端に結合される第二入力端と、第二出力端とを有する第二処理装置を有し、前記第一期間中、前記第一入力端の電圧は前記第二出力端の電圧に等しく、前記第二期間中、前記第二出力端のロジックレベルは前記第一入力端のロジックレベルと等しく、前記第二出力端のロジックレベルは検出された周辺光の輝度に従って制御されることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
更に、駆動装置を有し、前記駆動装置は、駆動信号を前記発光素子に提供し、前記第二出力端のロジックレベルに従って、前記発光装置の輝度を制御することを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
前記発光装置の輝度は、周辺光の検出された輝度に比例することを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
ディスプレイパネルのディスプレイイメージの輝度を制御するシステムであって、
周辺光の検出された輝度とディスプレイパネルの発光素子の輝度の少なくとも１つに基づいて、対応するディスプレイパネルの輝度を調整する制御装置を含むことを特徴とするシステム。