TW202226812A

TW202226812A - 顯示裝置及其環境光產生方法

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Publication number: TW202226812A
Application number: TW109145443A
Authority: TW
Inventors: 董浩鈞; 陳威州; 謝欣哲; 吳柏府; 范裕富
Original assignee: 佳世達科技股份有限公司
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-07-01
Also published as: TWI799772B

Abstract

一種適用於顯示裝置的環境光產生方法，該方法包括下述步驟：首先，接收一個影像訊號並顯示於顯示區中。接著，獲取位於顯示區的一個影像區塊的顏色資訊。以及依據此顏色資訊產生一個補色光照明顯示區的背面或四周。

Description

顯示裝置及其環境光產生方法

本揭露書是有關於一種顯示裝置及其環境光產生方法，特別是有關於一種可隨著顯示內容的變化產生不同色溫之環境(周邊)光的顯示裝置及其顯示方法。

一般使用者在欣賞電視節目或電影時，為了消除環境光所造成的刺眼眩光，通常會將室內的照明設備關閉。然而，在無照明的環境中顯示器的影像對人類的眼睛而言亮度又太高，觀看時間過久易造成眼睛疲勞酸澀。因此，目前已有技術在顯示螢幕背後加裝背光源，以減少顯示螢幕與其周圍環境之間的光線對比差異，達到減少屏幕眩光、保持室內足夠可見度、並且讓使用者人的眼睛可以更輕鬆地聚焦而提高了圖像的清晰度。

然而，目前的顯示螢幕背後所外加的背光源通常是單一顏色，或者只是顯示螢幕的延伸，而且相對於顯示螢幕本身其亮度較低。由於人類的眼睛會傾向適應顯示螢幕周圍的光線亮度而不是顯示螢幕本身，導致使用者仍無法長期舒適地將目光聚焦在顯示螢幕上。

因此，有需要提供一種先進的顯示裝置及其環境光產生方法，來解決習知技術所面臨的問題。

本說明書的一實施例揭露一種適用於顯示裝置的環境光產生方法，該方法包括下述步驟：首先，接收一個影像訊號並顯示於顯示區中。接著，獲取位於顯示區的一個影像區塊的顏色資訊。以及依據此顏色資訊產生一個補色光照明顯示區的背面或四周。

本說明書的另一實施例揭露一種顯示裝置包括螢幕以及補光元件。螢幕具有一個顯示區，用以接收影像訊號並顯示於顯示區中。補光元件位於顯示區的背面或四周，用以獲取位於顯示區的一個影像區塊的顏色資訊，依據顏色資訊產生一個補色光照明顯示區的背面或四周。

根據上述實施例，本說明書的實施例是在提供一種顯示裝置及其環境光產生方法，藉由獲取位於顯示區的影像區塊的顏色資訊，並依據此顏色資訊產生亮度與顯示區相當的補色光，來照明顯示區的背面或四周。由於顯示區的背面或四周所產生的色光洽與顯示內容形成互補，可凸顯顯示區中的顯示內容，讓使用者的眼睛自動聚焦於顯示區。同時，可適度降低顯示亮度，在不影響視覺效果和觀賞品質的情況下減輕使用者的眼睛負擔，同時消除環境炫光，並提供顯示裝置背面或四周的照明。

本說明書是提供一種顯示裝置及其環境光產生方法，可在不影響視覺效果和觀賞品質的情況下減輕使用者的眼睛負擔，同時消除環境炫光，並提供顯示裝置背面或四周的照明。為了對本說明書之上述實施例及其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉複數個較佳實施例，並配合所附圖式作詳細說明。

但必須注意的是，這些特定的實施案例與方法，並非用以限定本發明。本發明仍可採用其他特徵、元件、方法及參數來加以實施。較佳實施例的提出，僅係用以例示本發明的技術特徵，並非用以限定本發明的申請專利範圍。該技術領域中具有通常知識者，將可根據以下說明書的描述，在不脫離本發明的精神範圍內，作均等的修飾與變化。在不同實施例與圖式之中，相同的元件，將以相同的元件符號加以表示。

請參照第1A圖至第1B圖，第1A圖係根據本說明書的一實施例所繪示的一種顯示裝置10的前方配置示意圖。第1B圖係繪示第1A圖之顯示裝置10的背面配置示意圖。

顯示裝置10包括螢幕11以及補光元件12。螢幕11具有一個顯示控制器11a和一個顯示區110。顯示區110包括多個顯示畫素單元111，用以響應顯示控制器11a所播放的影像訊號11s，並將其顯示於顯示區110中。其中，顯示畫素單元111分散於顯示區110中的多個不同區域之中；且每一個顯示畫素單元111可以根據所接收影像訊號11s發出特定的影像色光L1，進而在顯示區110中顯示出影像13。

在本說明書的一些實施例中，螢幕11可以是(但不限定為)一種液晶顯示 (Liquid Crystal Display，LCD) 面板、有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode，OLED)面板、微發光二極體(Micro LED)面板、電子紙顯示 (Electronic Paper Display，EPD) 面板或電子墨水(E-Ink)顯示面板其中之一者。顯示區110中的每一個顯示畫素單元111可以是(但不限定為)由多個可發出不同色光，例如紅/綠/藍(RGB)三色光，所組成的畫素次單元(未繪示)，可以響應所接收的影像訊號11s，而各自發出不同顏色(特定色溫)的影像色光L1，經過混光之後，在顯示區110中顯示出影像13。

例如在本實施例中，顯示出影像13可以大致區分為中間影像區塊130及周邊影像區塊131、132、133和134。而中間影像區塊130及周邊影像區塊131、132、133和134的每一者中，分別包括多個顯示畫素單元111，根據顯示控制器11a所撥放的影像訊號11s來產生各自的影像色光L1，經過混光之後各自形成中間影像區塊130及各個周邊影像區塊131、132、133和134，再合成出影像13。

在本說明書的一些實施例中，顯示區110可以例如是一個矩形區域。顯示區110的上方邊緣110a和下方邊緣110b分別與顯示區110的中心點110p相距一段距離H1；顯示區110的左方邊緣110c和右方邊緣110d分別與顯示區110的中心點110p相距一段距離H2。周邊影像區塊131和132可以分別是從顯示區110的上方邊緣110a和下方邊緣110b起算，往中心點110p延伸1/10至1/5距離H1的區域。周邊影像區塊133和134可以分別是從顯示區110的左方邊緣110c和右方邊緣110d起算，往中心點110p延伸1/10至1/5距離H2的區域。

由於顯示控制器11a所播放的影像訊號11s與螢幕11的尺寸規格可能有所不同，因此當顯示區110的顯示畫素單元111響應顯示控制器11a所播放的影像訊號11s顯示影像13時，可能會在影像13外側至顯示區110的上方邊緣110a和下方邊緣110b兩側或上方邊緣110a、下方邊緣110b、左方邊緣110c和右方邊緣110d四周的區域形成不發光的黑邊(Letterboxing)。

例如在本說明書的一些實施例之中，黑邊可能形成於顯示區110的上方邊緣110a和下方邊緣110b與周邊影像區塊131和132之間。在本說明書的另一些實施例之中，黑邊可能形成於顯示區110的左方邊緣110c和右方邊緣110d與周邊影像區塊133和134之間。在本說明書的另一些實施例之中，黑邊可能形成於顯示區110的四個邊緣(上方邊緣110a、下方邊緣110b、左方邊緣110c和右方邊緣110d)與周邊影像區塊131、132、133和134之間。

在本實施例中，形成黑邊是二個分別位於周邊影像區塊131和132與上方邊緣110a和下方邊緣110b之間的黑色區塊。當顯示區110的顯示畫素單元111響應顯示控制器11a所播放的影像訊號11s產生影像色光L1而合成出影像13時，位於顯示區110的邊緣區域110t中的多個顯示畫素單元111不會發光。

補光元件12位於顯示區110的背面110k或四周，用以獲取顯示於顯示區110中的周邊影像區塊131、132、133和134的顏色資訊，依據所獲取的顏色資訊產生一個補色光LC1照明顯示區110的背面110k或四周。其中，補光元件12可以產生多種的補色光LC1，分別與顯示畫素單元111在顯示區110中用於顯示周邊影像區塊131、132、133和134的多種影像色光L1形成顏色互補關係。

在本說明書的一些實施例中，補光元件12可以包括一個補光控制器120和複數個補光畫素單元121、122、123和124分別對應於影像13中的各個周邊影像區塊131、132、133和134。補光控制器120根據從各個周邊影像區塊131、132、133和134中所獲取的顏色資訊產生複述個模擬色光資訊141、142、143和144，分別提供給補光元件12中對應的補光畫素單元121、122 、123和124，據以產生對應於的各個周邊影像區塊130、131、132和133的複數種補色光LC1。

例如在本實施例中，補光控制器120是直接接收顯示控制器11a所播放的影像訊號11s，並從影像訊號11s中獲取各個周邊影像區塊131、132、133和134中的顏色資訊，再根據所獲取的顏色資訊產生複述個模擬色光資訊141、142、143和144，分別提供給補光元件12對應的補光畫素單元121、122 、123和124。每一個補光畫素單元121、122 、123和124可以是由多個可發出不同色光，例如紅/綠/藍(RGB)三色光，的發光二極體晶粒所組成的畫素次單元(未繪示)，可以根據補光控制器120所提供的模擬色光資訊140、141、142和143，產生對應於的各個影像區塊131、132、133和134的複數種補色光LC1。

在本說明書的一些實施例之中，補光畫素單元121、122 、123和124所產生的複數種補色光LC1，可以和顯示畫素單元111在各個影像區塊131、132、133和134所產生的影像色光L1同步地照明顯示區110之背面110k或四周。當顯示區110的顯示畫素單元111響應顯示控制器11a所播放的影像訊號11s產生影像色光L1而合成出影像13時，影像色光L1會同時照明顯示區110之背面110k或四周(如第1A圖和第1B圖所繪示)。

而在另一些實施例之中，補光畫素單元121、122 、123和124所產生的複數種補色光LC1和顯示畫素單元111所產生的影像色光L1可以切換地照明顯示區110之背面110k或四周。當顯示畫素單元111接收到切換訊號時，會停止影像色光L1的照明，改由補光控制器120驅動補光畫素單元121、122、123和124產生補色光LC1照明該顯示區110之背面110k或四周。

由於，補光畫素單元121、122、123和124所產生的補色光LC1，可以用來照明顯示區110的背面110k或四周，產生外加的背光源，以減少螢幕11與其周圍環境之間的光線對比差異，達到減少屏幕眩光、保持室內足夠可見度的目的。而補色光LC1與顯示區110的周邊影像區塊131、132、133和134所產生的影像色光L1為互補色光，洽可凸顯顯示區110中所顯示的影像13內容，可以讓使用者的眼睛自動聚焦於顯示區110，並可適度降低影像色光L1的亮度，在不影響觀賞品質的情況下減輕使用者的眼睛負擔。

然而，顯示裝置20的配置並不以此為限。請參照第2A圖和第2B圖，第2A圖係根據本說明書的另一實施例所繪示的一種顯示裝置20的前方配置示意圖。第2B圖係繪示第2A圖之顯示裝置20的背面配置示意圖。顯示裝置20的配置大致與顯示裝置10相似，主要差別在於顯示裝置20用來獲取顏色資訊以產生複述個模擬色光資訊241、242、243和244的方式不同。

在本實施例中，顯示裝置20更包括一個模擬器25，具有複數個光感測單元251、251、252、253和254，分別配置於顯示區110的背面110k或四周，對應於顯示區110用來顯示周邊影像區塊131、132、133和134區塊的位置，用以獲取周邊影像區塊131、132、133和134所顯示的顏色資訊，並由模擬器25產生複數個模擬色光資訊241、242、243和244。使每一個補光畫素單元121、122、123和124可以根據模擬器25所提供的模擬色光資訊241、242、243和244，產生對應於的各個影像區塊131、132、133和134的複數種補色光LC2。

詳言之，光感測單元251、251、252、253和254的每一者至少包括(但不限於)一個光電轉換元件，例如光電二極體(photodiode)、電荷耦合元件(CCD，charge-c oupled device)或增強型電荷耦合器件(ICCD，Intensified CCD)，可用以擷取周邊影像區塊131、132、133和134所顯示的亮度、灰階、彩色(RGB)等光學資訊，並由模擬器25將其轉換成模擬色光資訊241、242、243和244，分別提供給對應於的各個影像區塊131、132、133和134的各個補光畫素單元221、222、223和224，響應所接收的模擬色光資訊241、242、243和244而發出不同顏色(特定色溫)的複數種補色光LC2。

由於，補光畫素單元221、222、223和224所產生的補色光LC2，可以用來照明顯示區110的背面110k或四周，產生外加的背光源，以減少螢幕11與其周圍環境之間的光線對比差異，達到減少屏幕眩光、保持室內足夠可見度的目的。而補色光LC2與顯示區110的周邊影像區塊131、132、133和134所產生的影像色光L1為互補色光，洽可凸顯顯示區110中所顯示的影像13內容，可以讓使用者的眼睛自動聚焦於顯示區110，並可適度降低影像色光L1的亮度，在不影響觀賞品質的情況下減輕使用者的眼睛負擔。

第3圖，第3圖係根據本說明書的又一實施例所繪示的一種顯示裝置30的部分剖面結構示意圖。其中，顯示裝置30的配置大致與顯示裝置10相似，主要差別在於顯示裝置30的補光元件32與顯示裝置10的補光元件12的配置方式有所不同。

顯示裝置30包括一個背板36面對於螢幕31顯示區310的背面310k；且補光元件32位於顯示區310的背面310k與背板36之間。在本實施例中，背板36可以是一個殼體結構，包括一個開口36a和一個底面36b。背板36的開口36a尺寸大於螢幕31的尺寸；螢幕31部分地套設於背板36之中，使顯示區310的背面310k面對背板36的底面36b，並且在背板36的開口36a和螢幕31之間預留一個的間隙或孔縫37。

補光元件32設於顯示區310的背面310k上，並且面對背板36的底面36b，通過與前述補光元件12和/或補光元件22相同的方法產生補色光LC3。背板36的底面36b具有反光功能，可以反射補光元件32所發出來的補色光LC3，並將補色光LC3從背板36開口36a和螢幕31二者之間的間隙37，由顯示區310的邊緣310a向外出射。在本說明書的一些實施例中，可以在背板36開口36a和螢幕31二者之間的間隙37上裝設透光結構38，使被底面36b反射的補色光LC3穿過設透光結構38由顯示區310的邊緣310a向外出射。

由於，補光元件32所產生的補色光LC3，可以用來照明顯示區310的背面310k或四周，產生外加的背光源，以減少螢幕31與其周圍環境之間的光線對比差異，達到減少屏幕眩光、保持室內足夠可見度的目的。而補色光LC3與顯示區310的周邊影像區塊(例如，周邊影像區塊331和332)所產生的影像色光L3為互補色光，洽可凸顯顯示區310中所顯示的影像33內容，可以讓使用者的眼睛自動聚焦於顯示區310，並可適度降低影像色光L3的亮度，在不影響觀賞品質的情況下減輕使用者的眼睛負擔。

根據上述實施例，本說明書的實施例是在提供一種顯示裝置及其環境光產生方法，藉由獲取位於顯示區的影像區塊的顏色資訊，並依據此顏色資訊產生亮度與顯示區相當的補色光，來照明顯示區的背面或四周。由於顯示區的背面或四周所產生的色光洽與顯示內容形成互補，可凸顯顯示區中的顯示內容，讓使用者的眼睛自動聚焦於顯示區。同時，可適度降低顯示亮度，在不影響觀賞品質的情況下減輕使用者的眼睛負擔，同時消除環境炫光，並提供顯示裝置背面或四周的照明。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何該技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10:顯示裝置 11:螢幕 11a:顯示控制器 11s:影像訊號 12:補光元件 13:影像 20:顯示裝置 25:模擬器 30:顯示裝置 31:螢幕 32:補光元件 36:背板 36a:背板開口 36b:背板的底面 37:間隙 38:透光結構 36b:底面 110:顯示區發 110p:顯示區的中心點 110a:上方邊緣 110b:下方邊緣 110c:左方邊緣 110d:右方邊緣 110k:顯示區的背面 110t:邊緣區域 111:顯示畫素單元 120:補光控制器 121:補光畫素單元 122:補光畫素單元 123:補光畫素單元 124:補光畫素單元 130:中間影像區塊 131:周邊影像區塊 132:周邊影像區塊 133:周邊影像區塊 134:周邊影像區塊 141:模擬色光資訊 142:模擬色光資訊 143:模擬色光資訊 144:模擬色光資訊 241:模擬色光資訊 242:模擬色光資訊 243:模擬色光資訊 244:模擬色光資訊 251:光感測單元 252:光感測單元 253:光感測單元 254:光感測單元 310:顯示區 310a:顯示區的邊緣 310k:顯示區的背面 331:周邊影像區塊 332:周邊影像區塊 L1:影像色光 L3:影像色光 H1:距離 H2:距離 LC1:補色光 LC2:補色光 LC3:補色光

為了對本說明書之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：第1A圖係根據本說明書的一實施例所繪示的一種顯示裝置的前方配置示意圖；第1B圖係繪示第1A圖之顯示裝置的背面配置示意圖；第2A圖係根據本說明書的另一實施例所繪示的一種顯示裝置的前方配置示意圖；第2B圖係繪示第2A圖之顯示裝置的背面配置示意圖；以及第3圖係根據本說明書的又一實施例所繪示的一種顯示裝置的部分剖面結構示意圖。

無。

10:顯示裝置

11:螢幕

11a:顯示控制器

11s:影像訊號

13:影像

110:顯示區發

110p:顯示區的中心點

110a:上方邊緣

110b:下方邊緣

110c:左方邊緣

110d:右方邊緣

110t:邊緣區域

111:顯示畫素單元

130:中間影像區塊

131:周邊影像區塊

132:周邊影像區塊

133:周邊影像區塊

134:周邊影像區塊

L1:影像色光

H1、H2:距離

LC1:補色光

Claims

一種環境光產生方法，適用於一顯示裝置，該方法包括：接收一影像訊號並顯示於一顯示區中；獲取位於該一顯示區之一影像區塊的一顏色資訊；以及依據該顏色資訊產生一補色光照明該顯示區之一背面或四周。
如請求項1所述之環境光產生方法，更包括：依據該顏色資訊產生一影像色光，當該影像訊號撥放時，該影像色光照明該顯示區之一背面或四周：以及當接收一切換訊號時，停止該影像色光的照明改由該補色光照明該顯示區之一背面或四周，該影像色光與該補色光為顏色互補關係。
如請求項2所述之環境光產生方法，其中該顯示區的至少一邊緣與該顯示區的一中心相距一第一距離；該影像區塊距離該顯示區的該至少一邊緣1/10至1/5的該第一距離，當該影像色光產生時，位於該顯示區的該至少一邊緣與該影像區塊之間的一邊緣區域不發光。
如請求項4所述之環境光產生方法，其中該影像色光由該顯示區的至少一顯示畫素單元產生；該補色光由複數個補光畫素單元產生。
如請求項1所述之環境光產生方法，其中產生該補色光的步驟，包括: 根據該顏色資訊獲取一模擬色光資訊；以及響應該模擬色光資訊，產生該補色光。
一種顯示裝置，包括: 一螢幕，具有一顯示區，用以接收一影像訊號並顯示於一顯示區；以及一補光元件，位於該顯示區之一背面或四周，用以: 獲取位於該顯示區之一影像區塊的一顏色資訊，依據該顏色資訊產生一補色光照明該顯示區之該背面或四周，其中該螢幕據該顏色資訊產生一影像色光與該補色光為顏色互補關係。
如請求項6所述之顯示裝置，其中該顯示區的至少一邊緣與該顯示區的一中相距一第一距離；該影像區塊距離該至少一邊緣1/10至1/5的該第一距離，當該影像色光產生時，該顯示區的該至少一邊緣與該影像區塊之間的一邊緣區域不發光，該影像色光由該顯示區的至少一顯示畫素單元產生；該補光元件包括複數個補光畫素單元。
如請求項6所述之顯示裝置，更包括一切換單元，當接收一切換訊號時，停止該影像色光的照明改由該補色光照明該顯示區之該背面或四周。
如請求項8所述之顯示裝置，更包括:一模擬器，根據該顏色資訊獲取一模擬色光資訊，提供該補光元件響應該模擬色光資訊產生該補色光。
如請求項6所述之顯示裝置，其中該螢幕包括一背板，面對該背面；且該補光元件位於該背面與該背板之間；該背板包括: 一反光面，面對該螢幕的該背面和該補光元件，用以反射該補色光；以及一孔縫或一透光結構，以容許該補色光可以穿過該孔縫或該透光結構。