TWI413045B - 顯示裝置、顯示裝置之光量調整方法及電子設備 - Google Patents

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Kenichi Kikuchi
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Description

顯示裝置、顯示裝置之光量調整方法及電子設備
本發明係關於藉由從光源照射光至顯示機構以顯示影像的顯示裝置、顯示裝置之光量調整方法及電子設備。
包含液晶電視之液晶顯示裝置可使用LED(或發光二極體)裝置作為其背照光，而有一優點為亮度控制範圍比CCFL(冷陰極螢光燈)的亮度控制還廣(舉例而言，參考JP-A-2005-310997(專利文獻1))。
CCFL也可以控制亮度且主要包含電壓控制及電流控制等二方法。前者之方法是將施加至變壓器的電壓反饋以及調整光控制的電壓，且大致上具有50至100%的光控制範圍。
後者之方法是將輸出電流反饋以及調整要施加至變壓器的光控制的電壓，且大致上具有50至100%的光控制範圍，等於電壓控制的光控制範圍。PWM(脈波寬度調變)光控制是另一方法。此方法具有約10%至100%之延長的光控制範圍。
因此，即使藉由執行PWM光控制，也難以取得10%或更低的範圍，且為了取得10%或更低範圍的光控制，採用LED裝置的背照光可說是較優良的。
由於即使具有不同亮度等級，固定色彩溫度仍然是重要的，所以，例如電視等近來高品質需求的顯示裝置可以由控制系統驅動以一直偵測色彩溫度以及接收反饋以用於保持固定彩度。
因此，藉由使用LED背照光對亮度的控制是重要的。此處，對於LED背照光之亮度控制的方法可為：
[1]PWM(脈波寬度調變)方法，即時調整亮度；
[2]調整再饋送至LED的電流(電流峰值)之方法；或
[3]使用[1]及[2]之方法
PWM方法是脈波調變方法，根據脈波寬度調變及調變訊號，在預定時段期間，依固定振幅，改變及調變脈波寬度。隨著訊號波的振幅增加，脈波寬度增加。隨著振幅減少，降低脈波寬度。
此處，假定LED背照光是包含具有紅光LED、綠光LED及藍光LED的LED陣列之實施例。值得注意，並無理由將LED以上述三色光配置，可以混合三色光以外的其它色光之LED。
將更具體說明控制背照光的亮度之三方法。
[1]調整PWM以用於亮度控制之情形
在RGB LED的PWM中，對RGB LED中的每一色光調整脈波寬度以取得任意白平衡。假使將PWM界定為用於更高的RGB發光率(例如50%或更高)，則僅藉由PWM的光控制可以保持固定的電流值以及保持PWM與亮度之間的關係之線性度。將PWM界定為用於較低的RGB發光率(例如10%或更低)會產生較窄的電流波形，易受上升及下降特徵影響。從設計用於驅動LED的電路之觀點而言，重要的是設計複雜的LED驅動器，即使是10%或更低的發光率，其仍可穩定地輸出電流值及PWM。
[2]調整要饋送至LED的電流(或電流峰值)以用於亮度控制之情形
藉由調整電流峰值以執行亮度控制之方法需要調整較低電流的電流波高度值。因此，在此情形中，複雜的設計對於點亮LED的驅動電路也是重要的。
[3]調整PWM及電流峰值等二者以用於亮度控制之情形
藉由調整PWM及電流峰值等二者之亮度控制可以比[1]及[2]更延長光控制範圍。但是，使使控制亮度降低或增加而彩度保持固定的演繹法不利地複雜化。較佳地，為了簡單控制，使用PWM及電流峰值之一作為亮度控制的變數，而另一者用於保持彩度。
但是，一般考量的三光量調整方法難以保持固定彩度並充份降低亮度。
因此，需要提供顯示裝置，其包含用以顯示影像的顯示機構、將光照射至顯示機構的光源、及以脈波寬度調變來控制光源的光量之控制機構，其中，控制機構根據具有脈波寬度調變的光開啟時段相對於光源被關閉時的光關閉時段之比例來控制光源的光量。
根據發明的本實施例，由於提供具有脈波寬度調變的光開啟時段與光源被關閉時的光關閉時段，以致於可以根據比例而以脈波寬度調變來調整光源的光量。因此，藉由界定用於脈波寬度調變的脈波寬度以保持固定彩度，可以充份地降低光源的亮度。
在此情形中，為了將光源的光量調整至預定或更大的光量，控制機構藉由將光開啟時段的比例定為100%而以脈波寬度來實施控制，直到取得對應於光量的脈波寬度調變的脈波寬度為止，以及，為了將光源的光量調整至小於預定光量，控制機構藉由使脈波寬度保持固定而以光開啟時段比例來實施控制。因而，藉由僅以脈波寬度調變來實施調整以取得預定的或更大的光量，以及，在固定的脈波寬度調變的脈波寬度之下，以光開啟時段相對於光關閉時段之比例來實施控制，以便取得小於預定光量之光量，可以取得彩度之穩定性及亮度之調整等二者。
為了偵測光接收機構接收的光量以對光量執行反饋控制，可以在光開啟時段內，在預定的時段期間，偵測光接收機構接收的光量。
根據本發明的另一實施例，提供顯示裝置的光量調整方法，以脈波寬度調變來控制光源的光量，光源係將光照射至用以顯示影像的顯示裝置，方法包含下述步驟：根據具有脈波寬度調變的光開啟時段相對於光源被關閉時的光關閉時段之比例來控制光源的光量。
根據發明的本實施例，由於提供具有脈波寬度調變的光開啟時段與當光源被關閉時的光關閉時段，以致於可以根據比例而以脈波寬度調變來調整光源的光量。因此，藉由界定用於脈波寬度調變的脈波寬度以保持固定彩度，可以充份地降低光源的亮度。
在此情形中，為了將光源的光量調整至預定或更大的光量，藉由將光開啟時段的比例定為100%而以脈波寬度來實施控制，直到取得對應於光量的脈波寬度調變的脈波寬度為止，以及，為了將光源的光量調整至小於預定光量，藉由使脈波寬度保持固定而以光開啟時段比例來實施控制。因而，藉由僅以脈波寬度調變來實施調整以取得預定的或更大的光量，以及，在固定的脈波寬度調變的脈波寬度之下，以光開啟時段相對於光關閉時段之比例來實施控制，以便取得小於預定光量之光量，可以取得彩度之穩定性及亮度之調整等二者。
為了偵測光接收機構接收的光量，以便根據偵測到的光量，對光量實施反饋控制，可以在光開啟時段內，在預定的時段期間，偵測光接收機構接收的光量。
根據本發明的又另一實施例，提供電子設備，其在機殼上具有顯示裝置，該顯示裝置包含用以顯示影像的顯示機構、將光照射至顯示機構的光源、及以脈波寬度調變來控制光源的光量之控制機構，其中，控制機構根據具有脈波寬度調變的光開啟時段相對於光源被關閉時的光關閉時段之比例來控制光源的光量。
根據發明的本實施例，為了以脈波寬度調變來調整設於顯示裝置上之光源的光量，提供具有脈波寬度調變的光開啟時段與光源被關閉時的光關閉時段，以致於可以根據比例而以脈波寬度調變來調整顯示裝置中光源的光量。因此，藉由界定用於脈波寬度調變的脈波寬度以保持固定彩度，可以充份地降低光源的亮度。
因此，根據發明的實施例，可以在將光照射至顯示機構的光源的彩度保持固定之下，充份地降低亮度。
將參考附圖，說明本發明的實施例。
[LED背照光的佈局]
圖1是平面視圖，顯示LED背照光的佈局。LED背照光設置於顯示裝置1中的顯示機構(例如液晶面板)的背側並將光供應給顯示機構。在LED背照光中，一單元U具有多個R、G及B LED，以及，水平地及垂直地設置單元U。隨著例如液晶顯示面板等顯示機構的面積增加，垂直地及水平地配置的單元U的數目增加。但是，可以以更小的面積，設置一單元U以用於顯示機構。
[單元配置]
圖2A及2B顯示LED背照光中採用的LED單元的配置，圖2A是佈局圖，圖2B是電路圖。在一單元中，R(紅)、G(綠)及B(藍)LED(或R-LED、G-LED及B-LED)依預定次序佈置，以及，多個相同顏色的LED串聯。因此，一單元具有用於三顏色的輸入線及輸出線，以及，從輸入線至輸出線之電流可以促使對應的LED發光。雖然根據本發明的實施例，一單元包含用於RGB三顏色的LED，但是，本發明不限於三顏色的組合。
[具有一般PWM(或脈波寬度調變)的光控制]
圖3顯示對LED背照光之具有一般PWM的光控制。在每RGB中的每一者中調整脈波寬度，以致於LED的PWM可以產生任意白平衡。假使以RGB的高發光率(例如50%或更高)來界定PWM，則即使在僅具有PWM的光控制之下，仍然可以將電流峰值保持固定。因此，PWM與亮度之間的關係可以保持線性。
另一方面，假使以低發光率(例如10%或更低)界定PWM，則電流波形變成較窄並易受上升及下降特徵的影響。圖3顯示用於PWM的較低發光率之狀態。用於PWM的顯著較低的發光狀態降低上升及/或下降邊緣的響應特徵，以及，難以以高精確度取得長方形。從設計用於驅動LED的電路之觀點而言，重要的是設計複雜的LED驅動器，即使在10%或更低的發光率下，其能穩定地輸出電流峰值以及PWM。
[根據發明的實施例之PWM光控制]
圖4顯示根據本發明的實施例之顯示裝置的光量調整方法。根據本發明的實施例之顯示裝置的光量調整方法以具有PWM的光開啟時段相對於光源關閉時的光關閉時段之比例來執行控制，以PWM來調整光源的光量。
如圖4所示，RGB LED的發光包含具有現有的PWM(將稱為主PWM)之光開啟時段及LED被禁止發光時的光關閉時段之重覆，依時段的比例來控制給予LED的電流的平均量。
換言之，在具有PWM之光開啟時段期間，考慮RGB LED之間的白平衡，使用用於顏色之預定的脈波寬度，以一般PWM開啟RGB LED。提供具有PWM的光開啟時間週期及LED關閉的光關閉時段，以及，以預定頻率重複具有PWM的光開啟時段及光關閉時段。即使在具有PWM的光開啟時段中之固定的脈波寬度之下，改變光開啟時段對光關閉時段之比例，仍然可以調整要饋送至LED的電流的平均量。因此，即使在具有PWM的固定脈波寬度之下，也可以取得整體上比PWM光控制下更低的光量(亮度)。
此處，相較於光開啟時段中的PWM頻率，用於重複具有PWM的光開啟時段與LED關閉時的光關閉時段之頻率是較低的頻率(將稱為副PWM)。藉由使具有PWM的光開啟時段與LED關閉時的光關閉時段重複以調整它們的比例來控制光量，則可在使彩色保持固定值下，維持具有PWM的脈波寬度。同時，藉由脈波寬度，整體亮度可以比PWM光控制的情形降低更多。
根據本實施例，舉例而言，假定用於主PWM的頻率約40kHz，以及，用於副PWM的頻率約120Hz。藉由調整二種PWM，即使在低亮度下，仍然可以保持固定彩度。
[特定光控制方法]
[1]僅以副PWM控制彩度之方法
用於RGB的平均電流值是：
紅光：(MPMR/1024)xIr
綠光：(MPMG/1024)xIg
藍光：(MPMB/1024)xIb
其中，在LED背照光中，當最高亮度由任意彩度界定時用於RGB的主PWM值(或脈波值)為MPMR、MPMG及MPMB，舉例而言，用於PWM的解析度可為10位元，RGB電流峰值為Ir、Ig及Ib。
用於具有較低亮度的RGB之平均電流值為：
紅光：(MPMR/1024)xIrx(SPMR/1024)；
綠光：(MPMG/1024)xIg x(SPMG/1024)；
藍光：(MPMB/1024)xIb x(SPMG/1024)
其中，副PWM值為SPMR、SPMG及SPMB，以及，用於副PWM的解析度為10位元。
此處，為了僅以副PWM執行亮度控制，主PWM的MPMR、MPMG及MPMB可以調整以控制彩度保持固定。為了降低亮度控制至10%設定，將SPMR、SPMG及SPMB降低至約110是足夠的，以及，SMPR、SPMG及SPMB的可調整範圍為110至1024。
圖5顯示僅以副PWM執行亮度控制的情形中之脈波控制。圖5分別顯示具有亮度50%、25%及10%之實施例。在所有實施例中，整體亮度視光開啟時段相對於LED關閉時的光關閉時段之比例而定。
[2]具有主PWM及副PWM之亮度控制方法
本方法以主PWM執行用於最高通過媒介亮度(例如高達25%)之光控制以及以副PWM執行光控制以降低更多亮度(例如從25%至10%的時段)。
在副PWM的頻率充份地高於視頻訊號的垂直頻率(50Hz至120Hz)的等級之情形中，僅以副PWM執行亮度控制而不會有問題。但是，在幾乎與其相等的頻率之情形中，發生水平顫動，這會造成容易在高亮度時出現影像水平位移的現象(頻疊)。在頻率正好等於垂直頻率的情形中，背照光的光開啟/關閉時間與液晶驅動完全同步。因此，在背照光關閉的時刻之螢幕單元(或是具有50%的光控制之整個螢幕的一半)具有固定的暗度。因此，在正好與其相等的頻率之光控制的情形中，在整個螢幕上的背照光的發光會被分割，例如背照光焛爍(此處將省略其說明)，以及，將背照光點亮及關閉是重要的。依此方式，假使用於副PWM的頻率沒有充份高於視頻訊號的頻率，具有主PWM與副PWM的混合之亮度控制會產生不容易提供如上所述之疊頻感覺的影像。
[顯示裝置的配置]
為了保持固定的彩度，如圖6所示的顯示裝置的配置對於上述[1]及[2]也是重要的。亦即，顯示裝置包含背照光單元10、LED驅動器12、及控制器13，背照光單元10發射光至顯示機構(例如液晶面板)，LED驅動器12饋送用於驅動的電流給背照光單元10的LED陣列11，控制器13以脈波寬度調變控制要從LED驅動器12饋送至LED陣列11的電流。
顯示裝置1包含控制系統(或演繹法)，其中，色光感測器15偵測LED陣列11發射的光量，類比/數位轉換器14將色光感測器15收到的光的等級轉換成數位訊號，數位訊號接著饋送給控制器13。經由稍後說明的開關16，色光感測器15依時序受控，用於偵測。換言之，在開關16根據來自控制器13的指令而閉合時，由色光感測器15偵測的偵測值傳送給A/D轉換器14。
顯示裝置又包含溫度感測器17，以及根據溫度感測器17偵測的溫度，控制器13下達指令給LED驅動器12，以控制要饋送至LED的電流。
此處，調整用於RGB之主PWM的方法適用於上述[1]及[2]之保持固定彩度。將用於RGB之PWM中的MPMR、MPMG及MPMB的光控制程度界定為100%，則對於50%的光控制，PWM值並非總是MPMRx50/100、MPMGx50/100及MPMBx50/100。因亮度改變時接面溫度變化，所以，需要稍後調整PWM值。因此，PWM值以(MPMRx50/100)±Δ pmr、(MPMGx50/100)±Δ pmg及(MPMBx50/100)±Δ pmb稍微調整。
色光感測器15於需要時偵測彩度，以及，Δ pmr、Δ pmg及Δ pmb根據控制器13的計算結果而變，以致於即使在光控制下仍然保持固定的彩度。
為了不管背照光溫度或亮度的變化而保持固定彩度，將溫度感測器17及色光感測器15偵測到的值用於反饋控制。換言之，由於根據如圖11所示的溫度，LED裝置改變發光效率及/或峰值波長，所以，藉由檢查關於溫度及RGB亮度等級之資料、將它們捉入控制器13中及於需要時從其執行計算處理。
圖7A及7B是電路圖，顯示色光感測器及後續的電路。圖7A顯示使用類比開關IC作為開關的實施例，圖7B顯示使用FET開關作為開關的實施例。在此二實施例中，開關16設於色光感測器15與A/D轉換器14之間，以及，從控制器13饋送的取樣脈波操作開關16。開關16會閉合以回應來自控制器13的取樣脈波，以及，由色光感測器15偵測的訊號從A/D轉換器14傳送至控制器13。
此處，如同圖8的頂部至底部所示，嘗試不以副PWM而僅以主PWM來降低亮度，在以色光感測器取樣光量之前的亮度會隨著脈波寬度降低而均勻地降低。如此，亮度降低會降低色光感測器上的讀取值(意指取樣前的電壓位準)，造成保持固定彩度的精確度降低。
另一方面，如同圖9的頂部至底部所示般，為了在以副PWM控制亮度之方法中降低亮度，以主PWM的固定脈波寬度來調整副PWM(增加用於降低亮度的光關閉時段)，以執行控制。因此，在具有主PWM的光開啟時段期間，以色光感測器執行取樣，而將脈波寬度保持高於某固定值。結果，即使在整體亮度等級降低，仍然可以執行偵測而不會降低色光感測器上的讀取值。
在此情形中，藉由將色光感測器上的讀取值乘以具有副PWM的光開啟時間長與光關閉時段之間的光開啟時段比例，計算整體背照光的平均光量。此偵測消除色光感測器上的讀取值的降低，以及，允許控制而不會降低保持固定彩度的精確度。
在使用如上所述的主PWM及副PWM的方法之情形中，以主PWM執行光控制直到取得用於最高亮度的預定值(例如25%)為止，以及，以副PWM執行光控制以將亮度降低至低於該值(例如25%至約10%)。
換言之，在對LED背照光的光量之PWM控制下，為了將LED背照光的光量調整至預定或更大的光量，控制器處理光開啟時段的比例直到取得100%之對應於光量的PWM的脈波寬度以及0%的光關閉時段之比例為止，以便以PWM執行脈波寬度控制。為了取得預定光量之下的光量，藉由在PWM中保持固定的脈波寬度，以光開啟時段相對於光關閉時段之比例，執行控制。
圖10A及10B比較為了在低於預定光量的範圍中之光控制而僅簡單地以主PWM執行光控制的情形與以副PWM執行光控制的情形。如圖10A所示，簡單地僅以主PWM之光控制的結果傾向於隨著亮度降低而降低。另一方面，如圖10B所示，當以副PWM執行光控制至低於預定亮度的亮度時，可以在較低的亮度下讀取色光感測器上的固定值。換言之，由於具有副PWM的光控制產生用於主PWM的固定脈波寬度，所以，在具有主PWM的光開啟時段期間，藉由偵測色光感測器偵測光量，可以取得對應於固定脈波寬度之色光感測器上的讀取值。因此，即使在較低的亮度下，精確的偵測仍然可以允許穩定的反饋控制。
[應用至電子設備之實施例]
根據本發明的實施例之顯示裝置包含如圖12所示之平坦形模組。舉例而言，藉由設置像素陣列單元、圍繞著像素陣列單元(或像素矩陣單元)施放黏著劑、及將例如相對玻璃基底塗著至其上而形成顯示模組，所述像素陣列單元具有以矩陣形式整合於絕緣基底上之包含液晶元件的像素、薄膜電晶體、薄膜電容器及光接收器。在需要時，透明的相對基底可以具有彩色濾光片、保護膜、遮光膜等等。顯示模組包含FPC(或可撓印刷電路)作為用於對像素陣列單元的外部輸入/輸出訊號之連接器。
如上所述之根據本發明的實施例之顯示裝置可以應用至圖13至17所示的不同電子設備的顯示裝置、或應用至顯示視頻訊號輸入給電子設備或是在電子設備內產生視頻訊號作為影像或視頻影像之所有領域中的電子設備，例如數位相機、膝上型電腦、例如行動電話及攝影機等行動終端設備。將說明可應用本發明的實施例之電子設備的實施例。
圖13是立體圖，顯示可應用本發明的實施例之電視機。根據應用實施例之電視機包含視頻顯示單元110，視頻顯示單元110包含前面板120及濾光玻璃130，根據本發明的實施例之顯示裝置可以作為視頻顯示單元110以製造電視機。
圖14A及14B是立體圖，顯示可應用本發明的實施例之數位相機。圖14A是從前側觀視之立體圖，圖14B是從背側觀視之立體圖。根據應用實施例之數位相機包含閃光燈單元111、顯示單元112、選單開關113及快門按鍵114，根據本發明的實施例之顯示裝置可以作為顯示單元112以製造數位相機。
圖15是立體圖，顯示可應用本發明的實施例之膝上型個人電腦。根據應用實施例之膝上型個人電腦在本體121中包含要被操作以輸入例如文字之鍵盤122、顯示影像之顯示單元123，根據本發明的實施例之顯示裝置可以作為顯示單元123以製造個人電腦。
圖16是立體圖，顯示可應用本發明的實施例之攝影機。根據應用實施例之數位相機包含本體單元131、在前面側上的主拍攝透鏡132、拍攝啟始/停止開關133及顯示單元134，根據本發明的實施例之顯示裝置可以作為顯示單元134以製造數位相機。
圖17至17G顯示可應用本發明的實施例之例如行動電話等行動端設備。圖17A是行動電話打開之前視圖。圖17B是側視圖。圖17C是行動電話關閉的前視圖。圖17D是左側立視圖。圖17E是右側立視圖。圖17F是頂視圖。圖17G是底視圖。根據應用實施例之行動電話包含上機殼141、下機殼142、連接單元(此處稱為樞紐)143、顯示器144、子顯示器145、相片燈146及相機147、以及，根據本發明的實施例之顯示裝置可以作為顯示器144及/或子顯示器145以製造行動電話。
[顯示/成像裝置]
根據本發明的實施例之顯示/成像裝置可以應用至上述電子設備，以及，顯示裝置又可以應用至將於下說明的顯示/成像裝置。圖18顯示顯示/成像裝置的整體配置。顯示/成像裝置包含I/O顯示面板2000、背照光1500、顯示驅動電路1200、光接收驅動電路1300、影像處理區1400及應用程式執行區1100。
I/O顯示面板2000包含液晶面板(或LCD)，液晶面板在整個面板上具有眾多矩陣形式的像素。如同稍後所述，I/O顯示面板2000具有藉由執行行順序操作而顯示例如預定圖形或文字等影像之功能(或顯示功能)，以及將與I/O顯示面板2000接觸或接近之物體成像的功能(或成像功能)。如同稍後所述般，背照光1500是具有多個發光二極體的光源以用於I/O顯示面板2000，以及，與I/O顯示面板2000的操作時序同步地以預定時間快速進行開/關操作。
顯示驅動電路1200驅動I/O顯示面板2000(的行順序操作)，以致於I/O顯示面板2000可以根據顯示資料而顯示影像(或在其上執行顯示操作)。
光接收驅動電路1300驅動I/O顯示面板2000(的行順序操作)，以致於I/O顯示面板2000可以取得光接收資料(或可以將物體成像)。由像素以格接收的光接收資料儲存於框記憶體1300A中並作為成像影像輸出至影像處理區14。
影像處理區1400根據光接收驅動電路1300輸出的成像影像以執行預定的影像處理(操作處理)，以及，偵測及取得關於與I/O顯示器2000接觸或接近的物體之資訊(例如位置座標資料及關於物體的形狀或尺寸的資料)。
應用程式執行區1100根據影像處理區1400之偵測結果而依據預定的應用軟體來執行處理，以及在顯示資料中包含物體的位置座標並使其顯示於I/O顯示面板2000上。由應用程式執行區1100產生的顯示資料供應給顯示驅動電路1200。
接著，參考圖19，說明I/O顯示面板2000的詳細配置實施例。I/O顯示面板2000具有顯示區(或感測區)2100、顯示H-驅動器2200、顯示V-驅動器2300、感測器讀取H驅動器2500及感測器V驅動器2400。
顯示區(或感測區)2100是調變來自背照光1500的光並發射顯示光以及將與該區域接觸或接近的物體成像並具有矩陣形式之作為發光元件(或顯示元件)的液晶元件、及稍後將說明的光接收器(成像裝置)。
根據顯示驅動電路1200供應的用於顯示驅動之顯示訊號及控制時脈，顯示H-驅動器2200伴隨著V驅動器2300，以行順序地驅動顯示區2100內的像素的液晶元件。
感測器讀取H驅動器2500伴隨著感測器V驅動器2400，行順序地驅動感測器區2100內的個別像素的光接收器以及取得光接收訊號。
接著，參考圖20，說明顯示區2100中的像素的詳細配置實施例。圖20中所示的像素3100包含作為顯示元件的液晶元件、及光接收器。
更具體而言，在顯示元件側上，包含薄膜電晶體(或TFT)之開關元件3100a設置於水平地延伸的閘極電極3100h與垂直地延伸的汲極電極3100i的交會點，包含液晶的像素電極3100b設置於開關元件3100a與相對電極之間。開關元件3100a根據經由閘極電極3100h供應的驅動訊號來進行開/關操作，以及，根據開啟狀態下經由汲極電極3100i供應的顯示訊號，將像素電壓供應給像素電極3100b以設定顯示裝置。
相反地，在與顯示元件相鄰的光接收器側上，舉例而言，設置包含光二極體之光接收感測器3100c，以及，光二極體之光接收感測器3100c接收電源電壓VDD。重設開關3100d及電容器3100e連接至光接收感測器3100c。光接收感測器3100c由重設開關3100d重設，同時，對應於收到的光的光量之電荷累積在電容器3100e中。然後，當開啟讀取開關3100g時，累積的電荷經由緩衝放大器3100f而供應給訊號輸出電極3100j，以及，接著輸出至外部。在重設開關3100d上的開/關操作由重設電極3100k供應的訊號控制，以及，讀取開關3100g上的開/關操作由讀取控制電極3100k供應的訊號控制。
接著，參考圖21，說明顯示區2100之內的像素與感測器讀取H-驅動器2500之間的連接關係。在顯示區2100中，紅光(R)像素3100、綠光(G)像素3200、及藍光(B)像素3300相對齊。
當讀取開關3100g、3200g及3300g開啟時，累積於連接至像素的光接收感測器3100c、3200c及3300c之電容器中的電荷由各別的緩衝放大器3100f、3200f及3300f放大並經由訊號輸出電極而供應給感測器讀取H-驅動器2500。固定電流源4100a、4100b及4100c分別連接至訊號輸出電極，以致於對應於收到的光的光量之訊號由感測器讀取H-驅動器2500偵測。
接著，將詳細說明根據實施例之顯示/成像裝置之操作。
首先，將說明顯示/成像裝置的基本操作，亦即，用於顯示影像的操作及用於成像的操作。
在顯示/成像裝置中，根據應用程式執行區1100供應的顯示資料，在顯示驅動電路1200中產生用於顯示的驅動訊號，以及，驅動訊號會依行順序地驅動I/O顯示器2000以顯示。如此，顯示影像。同時，背照光1500也由顯示驅動電路1200驅動，以及，執行與I/O顯示器2000同步之光開啟/關閉操作。
習於此技藝者應瞭解，在後附的申請專利範圍及其均等性之內，本發明的可以視設計需求及其它因素而產生不同的修改、結合、副結合及替代。
1．．．顯示裝置
10．．．背光單元
11．．．LED陣列
12．．．LED驅動器
13．．．控制器
14．．．類比/數位轉換器
15．．．色光感測器
16．．．開關
17．．．溫度感測器
110．．．視頻顯示單元
130．．．濾光玻璃
111．．．閃光燈單元
112．．．顯示單元
113．．．選單開關
114．．．快門按鍵
120．．．前面板
121．．．本體
122．．．鍵盤
123．．．顯示單元
130．．．濾光玻璃
131．．．本體單元
132．．．主拍攝透鏡
133．．．拍攝啟始/停止開關
134．．．顯示單元
141．．．上機殼
142．．．下機殼
143．．．連接單元
144．．．顯示器
145．．．子顯示器
146．．．相片燈
147．．．相機
1100．．．應用程式執行區
1200．．．顯示驅動單元
1300．．．光接收驅動電路
1300A．．．框記憶體
1400．．．影像處理區
1500．．．背照光
2000．．．I/O顯示面板
2100．．．顯示區
2200．．．顯示H-驅動器
2300．．．顯示V-驅動器
2400．．．感測器V驅動器
2500．．．感測器讀取H驅動器
3100．．．紅光像素
3100a．．．開關元件
3100b．．．像素電極
3100c．．．光接收感測器
3100d．．．重設開關
3100e．．．電容器
3100f．．．緩衝器放大器
3100g．．．讀取開關
3100h．．．閘極電極
3100i．．．汲極電極
3100j．．．訊號輸出電極
3100k．．．重設電極
3200．．．綠光像素
3200c．．．光接收感測器
3200f．．．緩衝器放大器
3200g．．．讀取開關
3300．．．藍光像素
3300c．．．光接收感測器
3300f．．．緩衝器放大器
3300g．．．讀取開關
4100a．．．固定電流源
4100b．．．固定電流源
4100c．．．固定電流源
圖1是平面視圖，顯示LED背照光的佈局；
圖2A及2B顯示LED背照光中所使用的LED單元的配置；
圖3顯示LED背照光中具有PWM之一般光控制；
圖4顯示根據本發明的實施例之顯示裝置的光量調整方法；
圖5顯示僅以副PWM執行亮度控制的情形中之脈波控制；
圖6是方塊圖，顯示顯示裝置的配置；
圖7A及7B是電路圖，顯示色光感測器及後續的電路；
圖8顯示僅以主PWM執行亮度控制的情形；
圖9顯示藉由使用副PWM以執行亮度控制的情形；
圖10A及10B比較僅簡單地以主PWM執行光控制的情形與以副PWM執行並執行至預定光量之光控制的情形；
圖11顯示峰值波長相對於溫度之變化；
圖12顯示平坦形模組的實施例；
圖13是立體圖，顯示應用本發明的實施例之電視；
圖14A及14B是立體圖，顯示應用本發明的實施例之數位相機；
圖15是立體圖，顯示應用本發明的實施例之膝上型個人電腦；
圖16是立體圖，顯示應用本發明的實施例之攝影機；
圖17A至17G顯示應用本發明的實施例之行動終端設備，例如行動電話；
圖18是方塊圖，顯示根據本發明的實施例之顯示/成像裝置的配置；
圖19是方塊圖，顯示圖18中所示的I/O顯示面板的配置實施例；
圖20是電路圖，顯示每一像素的配置實施例；及
圖21是電路圖，用於說明像素與感測器讀出H-驅動器之間的連接關係。
1．．．顯示裝置
10．．．背光單元
12．．．LED驅動器
13．．．控制器
14．．．類比/數位轉換器
15．．．色光感測器
16．．．開關
17．．．溫度感測器

Claims (9)

  1. 一種顯示裝置，包含：用以顯示影像的顯示機構；將光照射至該顯示機構的光源；以脈波寬度調變來控制該光源的光量之控制機構；光接收機構，用以偵測該光源的光量；及開關，切換藉由該光接收機構來偵測該光量的必要性，其中，該控制機構根據具有脈波寬度調變的光開啟時段相對於光源被關閉時的光關閉時段之比例來控制該光源的光量。
  2. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中：為了將該光源的光量調整至預定或更大的光量，該控制機構藉由將該光開啟時段的比例定為100%而以脈波寬度來實施控制，直到取得對應於該光量的脈波寬度調變的脈波寬度為止，以及，為了將該光源的光量調整至小於該預定光量，該控制機構藉由使該脈波寬度保持固定而以該光開啟時段的比例來實施控制。
  3. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，在該光開啟時段之內的預定時段期間，該控制機構發出控制訊號給該開關，以便藉由該光接收機構來偵測該光量。
  4. 一種顯示裝置之光量調整方法，以脈波寬度調變來控制光源的光量，該光源將光照射至用以顯示影像的顯示機構，該方法包含步驟： 以具有脈波寬度調變的光開啟時段相對於光源被關閉時的光關閉時段之比例來控制該光源的光量；藉由光接收機構來偵測該光源的光量；及根據該偵測到的光量，控制以反饋該光源的光量。
  5. 如申請專利範圍第4項之顯示裝置之光量調整方法，又包括步驟：為了將該光源的光量調整至預定或更大的光量，藉由將該光開啟時段的比例定為100%而以脈波寬度來實施控制，直到取得對應於該光量的脈波寬度調變的脈波寬度為止；以及，為了將該光源的光量調整至小於該預定光量，藉由使該脈波寬度保持固定而以該光開啟時段比例來實施控制。
  6. 如申請專利範圍第4項之顯示裝置之光量調整方法，其中，在該光開啟時段之內的預定時段期間，藉由該光接收機構來偵測該光量。
  7. 一種電子設備，在機殼上具有顯示裝置，該顯示裝置包含：用以顯示影像的顯示機構；將光照射至該顯示機構的光源；以脈波寬度調變來控制該光源的光量之控制機構；光接收機構，用以偵測該光源的光量；及開關，切換藉由該光接收機構來偵測該光量的必要性，其中，該控制機構根據具有脈波寬度調變的光開啟時 段相對於光源被關閉時的光關閉時段之比例來控制該光源的光量。
  8. 一種顯示裝置，包含：顯示單元，係組構來顯示影像；光源，將光照射至該顯示單元；控制器，係組構成以脈波寬度調變來控制該光源的光量；光接收機構，用以偵測該光源的光量；及開關，切換藉由該光接收機構來偵測該光量的必要性，其中，該控制器根據具有脈波寬度調變的光開啟時段相對於該光源被關閉時的光關閉時段之比例來控制該光源的光量。
  9. 一種電子設備，在機殼上具有顯示裝置，該顯示裝置，包含：顯示單元，係組構來顯示影像；光源，將光照射至該顯示單元；控制器，係組構成以脈波寬度調變來控制該光源的光量；光接收機構，用以偵測該光源的光量；及開關，切換藉由該光接收機構來偵測該光量的必要性，其中，該控制器根據具有脈波寬度調變的光開啟時段相對於該光源被關閉時的光關閉時段之比例來控制該光源 的光量。
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