TWI407085B - 光強度偵測方法與裝置、顯示裝置及儲存媒體 - Google Patents

Description

光強度偵測方法與裝置、顯示裝置及儲存媒體

本發明係有關於光強度偵測裝置及具備該光強度偵測裝置之顯示裝置、光強度偵測方法與程式及其儲存媒體，用以根據一光感應器所輸出一脈衝信號之持續時間來偵測光強度。

對特定的車用及可攜式顯示裝置來講，一般會具備亮度調整功能，可依據四周光線的強度來調整顯示器的亮度。例如，於日本專利特表2001-522058號公報中，係揭露一種具有亮度控制器之顯示裝置，藉由周圍光感應器所偵測到的四周光線來調整顯示器的亮度。藉由這樣的功能，在白天室外等明亮之處，顯示器的亮度將隨之增加，在夜晚或室內等昏暗之處，顯示器的亮度將隨之下降。

一般來講，偵測四周光線的光感應器係根據所接受到的光線強度來輸出信號。如第7(a)圖所示之輸出信號，原則上為單一之脈衝，隨著所接受光線強度增加，脈衝之寬度T跟著縮短。換句話說，當四周光線越明亮時，光感應器相對輸出寬度較短之脈衝信號。舉例而言，此種光感應器係記載於日本專利特開2005-345286號公報中。因此，為了偵測四周光線之強度，對於接收四周光線之光感應器所輸出之信號，最好能夠測量其脈衝寬度T。

然而，實際上，如第7(b)圖所示，由於外來雜訊的影響，導致光感應器無法正常操作，使得從光感應器輸出的脈衝信號有錯誤存在。特別是在四周光線昏暗，光感應器所接受光線微弱之情況下更容易發生。這是因為四周光線昏暗時，光感應器所輸出脈衝信號之持續時間相對較長，於習知技術中，如第7(c)圖所示，忽略錯誤發生的區間Te，而從剩下的區間(T-Te)決定四周光線的強度。不過，在忽略錯誤發生區間Te的情況下，所決定之四周光線的強度，相對於實測值，約有10%左右的誤差產生。

有鑑於此，本發明提供一種光強度偵測裝置及具備光強度偵測裝置之顯示裝置、光強度偵測方法與程式及其儲存媒體，能夠不受雜訊影響，根據一光感應器所輸出一脈衝信號之持續時間來偵測光強度。

根據本發明係提供一種光強度偵測裝置，用以根據光感應器所輸出脈衝信號之持續時間來偵測光強度，光強度偵測裝置包括時間測量單元、信號狀態讀取單元、取樣單元及下降偵測單元。時間測量單元測量脈衝信號上升後之經過時間。信號狀態讀取單元讀取脈衝信號之狀態。取樣單元根據取樣間隔，指示信號狀態讀取單元讀取脈衝信號之狀態，其中，取樣間隔係對應於時間測量單元所測量到脈衝信號上升後之經過時間。當信號狀態讀取單元連續兩次讀取到脈衝信號為下降狀態時，下降偵測單元偵測脈衝信號之下降。進一步，當下降偵測單元偵測到脈衝信號下降時，取樣單元將最後指示信號狀態讀取單元讀取脈衝信號狀態之時間，作為該脈衝信號之持續時間來輸出。

根據本發明又提供一種顯示裝置，包含上述光強度偵測裝置。

根據本發明又提供一種光強度偵測方法，用以根據光感應器所輸出脈衝信號之持續時間來偵測光強度。光強度偵測方法之步骤包括測量脈衝信號上升後之經過時間；以一取樣間隔，讀取脈衝信號之狀態，其中，取樣間隔係對應於脈衝信號上升後之經過時間；當連續兩次讀取到脈衝信號為下降狀態時，偵測脈衝信號之下降；及當偵測到脈衝信號下降時，將最後讀取脈衝信號狀態之時間，作為脈衝信號之持續時間來輸出。

如此一來，便能夠提供一種不受雜訊影響之光強度偵測方法，根據該光感應器所輸出該脈衝信號之持續時間來偵測光強度。

根據本發明又提供一種電腦可讀取之儲存媒體，係儲存光強度偵測程式，該光強度偵測程式用以使電腦根據光感應器所輸出脈衝信號之持續時間來偵測光強度。由該電腦所執行之該光強度偵測程式之步驟係包括上述之光強度偵測方法。

該光強度偵測程式係儲存於電腦可讀取之儲存媒體中。或者，當電腦與諸如網際網路等網路相連接時，便可透過該網路，從外面取得該光強度偵測程式。

如此一來，依據本發明，便能夠提供一種不受雜訊影響之光強度偵測裝置及具備該光強度偵測裝置之顯示裝置、光強度偵測方法與程式及其儲存媒體。

下文係說明本發明之較佳實施方式，用以更容易瞭解本發明，並非用以限制本發明。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。

第1圖係顯示根據本發明具有光強度偵測裝置之顯示裝置前視圖。

如第1圖所示，根據本發明之光強度偵測裝置1，例如，係設置於顯示裝置100螢幕外圍之殼體內部。顯示裝置100更包括光感應器2。光感應器2接受四周光線，並輸出脈衝信號，具有對應於光線強度之脈衝寬度。光強度偵測裝置1根據光感應器2所輸出脈衝信號之持續時間來偵測光強度。對應於光強度偵測裝置1所偵測之光強度，顯示裝置100便能夠調整顯示器的亮度。舉例來講，顯示裝置100於螢幕上顯示影像時，在白天室外等明亮之處，顯示器的亮度將隨之增加，在夜晚或室內等昏暗之處，顯示器的亮度將隨之下降。

第2圖係顯示根據本發明之光強度偵測裝置之結構示意圖。

於第2圖之光強度偵測裝置1中，係包括：時間測量單元10，用以測量光感應器2所輸出脈衝信號上升後之經過時間；信號狀態讀取單元12，用以讀取脈衝信號之狀態(意即，高準位(H)或低準位(L))；取樣單元14，用以根據取樣間隔，指示信號狀態讀取單元12讀取脈衝信號之狀態，其中，取樣間隔係對應於時間測量單元10所測量到之經過時間；及下降偵測單元16，當信號狀態讀取單元12連續兩次讀取到脈衝信號為低準位狀態時，用以偵測脈衝信號之下降。當下降偵測單元16偵測到脈衝信號下降時，取樣單元14將最後指示信號狀態讀取單元12讀取脈衝信號狀態之時間，作為脈衝信號之持續時間來輸出。光強度偵測裝置1進一步包括取樣修正單元18，用以將取樣單元14所輸出脈衝信號之持續時間之倒數，與一既定常數相乘，進而用來修正脈衝信號之持續時間。取樣修正單元18修正脈衝信號之持續時間，並將相關資料提供給亮度調整單元3，用以根據持續時間，對應地調整顯示器之顯示亮度。

時間測量單元10包括：時脈產生器20，係以一既定時脈頻率振盪；上升偵測單元22，用以偵測光感應器2所輸出脈衝信號之上升；及計數器24，於上升偵測單元22偵測到脈衝信號上升時，便開始計數時脈產生器20之時脈。時脈產生器20，舉例來講，以10MHz之振盪頻率振盪。當上升偵測單元22偵測到光感應器2所輸出脈衝信號之上升時，啟動計數器24，每10MHz計數一次。如此一來，時間測量單元10便能夠測量光感應器2所輸出脈衝信號上升後之經過時間。

取樣單元14確認計數器24之計數值後，便能夠得知光感應器2所輸出脈衝信號上升後之經過時間。此外，該取樣單元14根據該經過時間所對應之取樣間隔，指示信號狀態讀取單元12讀取脈衝信號之狀態(H/L)。取樣單元14包括如第3圖所示之對應表，係顯示脈衝信號上升後之經過時間及對應之取樣間隔。舉例而言，如第3圖所示，當經過時間t(單位：秒)符合0≦t<a之情況下，取樣頻率f為10MHz；當經過時間t符合a≦t<b之情況下，取樣頻率f為2.5MHz；當經過時間t符合b≦t<c之情況下，取樣頻率f為635kHz；當經過時間t符合c≦t之情況下，取樣頻率f為156.25kHz。因此，依據時間測量單元10所測量之時間，取樣單元14可延長對應之取樣間隔(1/f)。

除此之外，根據目前的取樣間隔(1/f)、對應於該取樣間隔的脈衝信號上升後之經過時間t、及信號狀態讀取單元12根據目前的取樣間隔來讀取脈衝信號狀態之次數N，取樣單元14決定最後指示信號狀態讀取單元12讀取脈衝信號狀態之時間T1，作為脈衝信號之持續時間。也就是說，係根據下列公式來決定脈衝信號之持續時間：T1=經過時間t＋(1/f)×N。

每次當該取樣單元14指示時，信號狀態讀取單元12便讀取光感應器2所輸出脈衝信號之狀態(H/L)。進一步，當信號狀態讀取單元12接連兩次讀取到脈衝信號之低狀態時，下降偵測單元16偵測脈衝信號之下降。換句話說，下降偵測單元16確保脈衝信號的確為下降狀態。為此，下降偵測單元16包括信號狀態記憶單元30，用以於信號狀態讀取單元12所讀取脈衝信號中，至少儲存前一個之狀態及前兩個之狀態。具體地，因為脈衝信號之狀態不是高準位(H)就是低準位(L)，因此，至少提供兩個1位元之暫存器，即可滿足下降偵測單元16之所需。

當下降偵測單元16偵測到脈衝信號的下降時，意即，所讀取到的脈衝信號狀態依序為“HLL”的情況下，下降偵測單元16隨即通知取樣單元14。回應於此一通知應答，取樣單元14將輸出依據前述公式所決定之脈衝信號之持續時間T1。

不過，在脈衝信號依序為“HLL”的情況下，由於時間T1為最後一個低準位狀態(L)被讀取到的時間點，與實際脈衝信號之持續時間T相比，最大誤差值為2×(1/f)秒。

為了補償這樣的誤差，取樣修正單元18將取樣單元14所輸出脈衝信號之持續時間T1之倒數，與一既定常數X相乘。常數X係取決於後面亮度調整單元3之規格，且其值之選擇，係用以維持光感應器2輸出之脈衝信號所表示之數值，與四周實際光線強度的關係，從而調整光強度偵測裝置1所輸出資料之解析度。常數X可於裝置內預先設定固定值，或者，亦可由使用者從幾個數值中任意地選擇。

在四周光線較明亮時，光感應器2所輸出脈衝信號之持續時間較短，因此，取樣修正單元18在四周光線較明亮時輸出較大值，另一方面，在四周光線昏暗時，則輸出較小值。

以下將配合第2圖，說明本發明光強度偵測裝置1之操作。

第4圖係顯示根據本發明第2圖之光強度偵測裝置1之光強度偵測操作流程圖。

首先，光感應器2接收四周之光線，並輸出脈衝信號，其具有對應於四周光線強度之脈衝寬度。光強度偵測裝置1接收此脈衝信號，開始進行光強度偵測之操作。

光強度偵測裝置1透過上升偵測單元22來偵測脈衝信號之上升(步驟S101)。接著，啟動計數器24，係以時脈產生器20之振盪頻率(例如：10MHz)為單位開始計數，用以測量脈衝信號上升後之經過時間(步驟S102)。

取樣單元14以既定之取樣間隔，指示信號狀態讀取單元12讀取脈衝信號之狀態(H/L)，而每次當取樣單元14指示時，信號狀態讀取單元12便去讀取從光感應器2所輸出脈衝信號之狀態(H/L)(步驟S103)。進一步，取樣單元14根據目前之取樣間隔，指示信號狀態讀取單元12讀取脈衝信號之狀態，並計算讀取之次數(步驟S104)。

透過信號狀態讀取單元12，下降偵測單元16判斷所連續讀取到的脈衝信號狀態是否依序為“HLL”(步驟S105)。

若連續讀取到的脈衝信號狀態並非為“HLL”，於此情況下，取樣單元14根據計數器24之計數值來判斷是否已經過一既定時間(步驟S106)。若尚未經過一既定時間，則取樣單元14以相同之取樣間隔，來指示信號狀態讀取單元12讀取脈衝信號之狀態(H/L)(步驟S103)。另一方面，當已經過一既定時間時，則根據該時間來調整取樣間隔(步驟S107)，同時，對於信號狀態讀取單元12依照調整前之取樣間隔所指示，來讀取脈衝信號狀態之次數進行重置(步驟S108)。之後，取樣單元14便以調整後之取樣間隔，來指示信號狀態讀取單元12讀取脈衝信號之狀態(H/L)(步驟S103)。

再者，若連續讀取到的脈衝信號狀態為“HLL”(步驟S105)，於此情況下，意謂著下降偵測單元16偵測到脈衝信號之下降(步驟S109)。

當偵測到脈衝信號之下降時，取樣單元14隨即根據目前之取樣間隔1/f、與該取樣間隔相對應的脈衝信號上升後之經過時間t、及信號狀態讀取單元12根據該取樣間隔來讀取該脈衝信號狀態之次數N，用以決定最後指示信號狀態讀取單元12讀取脈衝信號狀態之時間T1，並作為脈衝信號之持續時間(步驟S110)。

其次，取樣修正單元18將時間T1之倒數與一既定常數相乘，用以修正時間T1(步驟S111)。

最後，將修正後之時間T1作為表示光強度之資料，從光強度偵測裝置1輸出至亮度調整單元3(步驟S112)。

根據上述之操作，根據本發明之光強度偵測裝置1能夠不受雜訊之影響，根據光感應器2所輸出脈衝信號之持續時間來偵測光強度。

第5(a)及5(b)圖係分別顯示在無雜訊影響之情況及受雜訊影響之情況下，各自透過光感應器輸出之實際脈衝信號波形圖。不管於何種情況下，脈衝信號之持續時間均為T。如上所述，在四周光線較明亮時，由光感應器所輸出脈衝信號之持續時間較短，在四周光線較昏暗時則變得較長。在四周光線昏暗之情況下，光感應器所接受光線微弱，因此，容易受外來雜訊影響。其結果如第5(b)圖所示，係顯示光感應器所輸出脈衝信號之波形。在四周光線昏暗之情況下，由於光感應器所輸出脈衝信號之持續時間相對較長，習知技術便忽略錯誤發生的區間Te，而從剩下的區間(T-Te)決定四周光線的強度。然而，依據本發明，因為能夠判斷脈衝信號實際的下降與錯誤造成的下降，如第5(c)圖所示，便可測量整個脈衝信號之持續時間，包括錯誤發生的區間Te。

更進一步，於本發明之光強度偵測裝置中，在脈衝信號依序為“HLL”狀態的情況下，為了將最後讀取到低狀態(L)之時間T1作為脈衝信號之持續時間，因此，實際上並無法精確地得到脈衝信號之持續時間T。而時間T1與實際脈衝信號之持續時間T之間存在最大誤差值為2×(1/f)秒。不過，由於利用了時間T1之倒數，即使有這樣的誤差存在，偵測精確度亦高於習知技術上忽略錯誤發生區間Te之方式。

根據本發明最主要以包含於顯示裝置之光強度偵測裝置為例，利用具有電路之硬體方式加以說明，不過，亦可透過儲存於硬碟(HDD)、唯讀記憶體(ROM)、或者像光碟(CD)一樣的電腦可讀取儲存媒體等記憶體中之程式，利用電腦加以實現。舉例來講，於第6圖中，係顯示執行本發明光強度偵測程式之電腦結構示意圖。第6圖之電腦200包括：驅動裝置50、輔助記憶體裝置52、記憶體裝置54、諸如微處理器之運算處理裝置56及介面裝置58，均透過匯流排40相互連接。

驅動裝置50，係為用來讀取儲存媒體300之裝置。而用來執行電腦200上相關處理之程式(意即，光強度偵測程式)，係被儲存於儲存媒體300中，當儲存媒體300被放置於驅動裝置50時，透過驅動裝置50，將儲存媒體300之程式安裝於輔助記憶體裝置52中。

介面裝置58，係為用來連接電腦與外部網路之裝置。透過外部網路，電腦200能夠從伺服器或網際網路讀取程式。或者，亦可將程式事先儲存於電腦200內建之記憶體中。輔助記憶體裝置52，用以儲存已安裝或透過網路所讀取之程式，同時，亦為儲存所需檔案及資料等之裝置。

當程式啟動時，記憶體裝置54係為從輔助記憶體裝置52讀取程式並加以儲存之裝置。運算處理裝置56，係為讓電腦200執行記憶體裝置54中所儲存程式功能之裝置。

或者，運算處理裝置56亦可為專用之半導體晶片，用以執行本發明之光強度偵測。於此情況下，運算處理裝置56執行儲存於內部或外部記憶體之程式，然後進行光強度偵測之操作。

如此一來，便能夠在電腦中利用程式來執行本發明之光強度偵測方法。

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，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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。

100．．．顯示裝置

1．．．光強度偵測裝置

2．．．光感應器

3．．．亮度調整單元

10．．．時間測量單元

12．．．信號狀態讀取單元

14．．．取樣單元

16．．．下降偵測單元

18．．．取樣修正單元

200．．．電腦

20．．．時脈產生器

22．．．上升偵測單元

24．．．計數器

30．．．信號狀態記憶單元

300．．．儲存媒體

40．．．匯流排

50．．．驅動裝置

52．．．輔助記憶體裝置

54．．．記憶體裝置

56．．．運算處理裝置

58．．．介面裝置

第1圖係顯示根據本發明具有光強度偵測裝置之顯示裝置前視圖。

第2圖係顯示根據本發明之光強度偵測裝置之結構示意圖。

第3圖係為一對應表，係顯示脈衝信號上升後之經過時間與取樣間隔。

第4圖係顯示依據本發明光強度偵測裝置之光強度偵測操作流程圖。

第5圖係顯示依據本發明光強度偵測裝置所偵測到的脈衝信號之持續時間。

第6圖係顯示執行本發明光強度偵測程式之電腦結構示意圖。

第7圖係顯示習知所偵測到的脈衝信號之持續時間。

1．．．光強度偵測裝置

2．．．光感應器

3．．．亮度調整單元

10．．．時間測量單元

12．．．信號狀態讀取單元

14．．．取樣單元

16．．．下降偵測單元

18．．．取樣修正單元

20．．．時脈產生器

22．．．上升偵測單元

24．．．計數器

30．．．信號狀態記憶單元

Claims (18)

1. 一種光強度偵測裝置，用以根據一光感應器所輸出一脈衝信號之一持續時間來偵測光強度，該光強度偵測裝置包括：一時間測量單元，用以測量該脈衝信號上升後之一經過時間；一信號狀態讀取單元，用以讀取該脈衝信號之狀態；一取樣單元，用以根據一取樣間隔，指示該信號狀態讀取單元讀取該脈衝信號之狀態，其中，該取樣間隔係對應於該時間測量單元所測量到該脈衝信號上升後之該經過時間；及一下降偵測單元，當該信號狀態讀取單元連續兩次讀取到該脈衝信號為低準位狀態時，用以偵測該脈衝信號之下降，其中，當該下降偵測單元偵測到該脈衝信號下降時，該取樣單元將最後指示該信號狀態讀取單元讀取該脈衝信號狀態之時間，作為該脈衝信號之該持續時間來輸出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光強度偵測裝置，其中，該取樣單元包括具有該脈衝信號上升後之該經過時間與該取樣間隔之一對應表，用以根據該時間測量單元所測量之該經過時間，改變對應之該取樣間隔。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光強度偵測裝置，其中，係根據目前之該取樣間隔、對應於該取樣間隔的該脈衝信號上升後之該經過時間、及該信號狀態讀取單元根據目前之該取樣間隔來讀取該脈衝信號狀態之次數，來決定 最後指示該信號狀態讀取單元讀取該脈衝信號狀態之時間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光強度偵測裝置，更包括：一修正單元，用以將該取樣單元所輸出該脈衝信號之該持續時間之倒數，與一既定常數相乘，以修正該脈衝信號之該持續時間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之光強度偵測裝置，其中，該既定常數用以調整一解析度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光強度偵測裝置，其中，該下降偵測單元包括：一信號狀態記憶單元，用以於該信號狀態讀取單元所讀取該脈衝信號中，至少儲存前一個之狀態及前兩個之狀態。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光強度偵測裝置，其中，該時間測量單元包括：一時脈產生器，係以一既定時脈頻率振盪；一上升偵測單元，用以偵測該脈衝信號之上升；以及一計數器，於該上升偵測單元偵測到該脈衝信號上升時，開始計數該時脈產生器之時脈。
8. 一種顯示裝置，其具有如申請專利範圍第1項所述之光強度偵測裝置，其中該顯示裝置的亮度係根據該光強度偵測裝置所偵測之光強度的結果而調整。
9. 一種光強度偵測方法，用以根據一光感應器所輸出 一脈衝信號之一持續時間來偵測光強度，該光強度偵測方法包括：測量該脈衝信號上升後之一經過時間；以一取樣間隔，讀取該脈衝信號之狀態，其中，該取樣間隔係對應於該脈衝信號上升後之該經過時間；當連續兩次讀取到該脈衝信號為低準位狀態時，偵測該脈衝信號之下降；以及當偵測到該脈衝信號下降時，將最後讀取該脈衝信號狀態之時間，作為該脈衝信號之該持續時間來輸出。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光強度偵測方法，其中，根據所測量之該經過時間改變對應之該取樣間隔。
11. 如申請專利範圍第9項所述之光強度偵測方法，其中，係根據目前之該取樣間隔、對應於該取樣間隔的該脈衝信號上升後之該經過時間、及根據目前之該取樣間隔來讀取該脈衝信號狀態之次數，來決定最後讀取該脈衝信號狀態之時間。
12. 如申請專利範圍第9項所述之光強度偵測方法，更包括：將所輸出該脈衝信號之該持續時間之倒數，與一既定常數相乘，用以修正該脈衝信號之該持續時間。
13. 如申請專利範圍第12項所述之光強度偵測方法，其中，該既定常數用以調整一解析度。
14. 一種電腦可讀取之儲存媒體，係儲存一光強度偵測程式，該光強度偵測程式用以使一電腦根據一光感應器所輸出一脈衝信號之一持續時間來偵測光強度，由該電腦所 執行之該光強度偵測程式包括：測量該脈衝信號上升後之一經過時間；以一取樣間隔，讀取該脈衝信號之狀態，其中，該取樣間隔係對應於該脈衝信號上升後之該經過時間；當連續兩次讀取到該脈衝信號為低準位狀態時，偵測該脈衝信號之下降；以及當偵測到該脈衝信號下降時，將最後讀取該脈衝信號狀態之時間，作為該脈衝信號之該持續時間來輸出。
15. 如申請專利範圍第14項所述之儲存媒體，其中，該電腦所執行之該光強度偵測程式係根據所測量之該經過時間改變對應之該取樣間隔。
16. 如申請專利範圍第14項所述之儲存媒體，其中，係根據目前之該取樣間隔、對應於該取樣間隔的該脈衝信號上升後之該經過時間、及根據目前之該取樣間隔來讀取該脈衝信號狀態之次數，來決定最後讀取該脈衝信號狀態之時間。
17. 如申請專利範圍第14項所述之儲存媒體，其中，上述電腦所執行之該光強度偵測程式更包括：將所輸出該脈衝信號之該持續時間之倒數，與一既定常數相乘，用以修正該脈衝信號之該持續時間。
18. 如申請專利範圍第17項所述之儲存媒體，其中，該既定常數用以調整一解析度。