TWI413091B - 調整背光源之亮度的方法 - Google Patents

Description

調整背光源之亮度的方法

本發明係有關於一種調整背光源之亮度的方法，尤指一種根據環境光源和液晶面板顯示的亮度來自動調整背光源之亮度的方法。

液晶面板為非發光性的顯示裝置，須要藉助背光源才具有顯示影像的功能。液晶面板的亮度是指畫面的明亮程度，合理的亮度可令我們的眼睛更舒適，同時也不會影響畫面的色彩表現。一般來說，過高的亮度容易引起使用者視覺上的疲勞，且亦會影響液晶面板的色階和灰階的表現，液晶面板顯示的亮度越高，就更容易淡化液晶面板顯示的色彩，導致畫面偏白。

舉例來說，現在很多液晶面板顯示的亮度可達1000流明、2000流明，其實液晶面板顯示的亮度越高並不表是越好。就實際使用情況來看，液晶面板顯示的亮度調整在背光源所能輸出的最大亮度的50%是比較合適的。液晶面板顯示的亮度太高，就有可能開始影響液晶面板上所顯示的畫面之色彩表現。

因此，工業界開始發展出可根據背景亮度自動地調整背光源亮度的技術。當環境的亮度有變動時，液晶面板會自動地調整背光源的亮度。所以，使用者不會感覺液晶面板顯示的亮度太暗或是太亮，而是感到舒適的亮度。另外，也可藉由自動地調整背光源的亮度，來達到省電的功能。

然而，先前技術存在有許多缺點。舉例而言，液晶面板顯示的亮度可能過度頻繁的變化，或是液晶面板顯示的亮度突然發生變化。不論是液晶面板顯示的亮度過度頻繁的變化或是突然發生變化，都會造成使用者視覺上的不舒服。

本發明的一實施例揭露一種調整背光源之亮度的方法，包含偵測一目前影像信號源，以獲得所要顯示的畫面的數位平均亮度值；根據該數位平均亮度值產生一亮度反應階段數；及根據一背光源的目標值和該亮度反應階段數，調整該背光源之亮度。

本發明的另一實施例揭露一種調整背光源之亮度的方法，包含當感測到一外界光源的亮度產生實質上的變化後，偵測多次該外界光源的亮度以產生多個外界光源亮度值；根據該多個外界光源亮度值及該外界光源的亮度尚未產生實質上的變化時的亮度值，推測出合理的外界光源變化情況和光源亮度值；及根據所推測出的外界光源亮度值，來決定該背光源之目標值。

本發明的另一實施例揭露一種調整背光源之亮度的方法，包含當一光源感應模組感測到一外界光源的亮度產生實質上的變化後，偵測該光源感應模組是否處於一觸發模式；若該光源感應模組係處於一觸發模式，發出一中斷信號至一控制器；該控制器通知該光源感應模組取消該觸發模式；該控制器進入一輪詢模式；當該控制器處於該輪詢模式時，該光源感應模組偵測多次該外界光源的亮度以產生多個外界光源亮度值；及根據該多個外界光源亮度值及該外界光源的亮度尚未產生實質上的變化時的亮度值，推測出合理的外界光源亮度值和外界光源變化狀況。

本發明是有關於一種透過環境光源和液晶面板顯示的亮度來自動調整背光源之亮度的方法。本發明主要採用在液晶顯示系統上。請參照第1圖，第1圖係說明液晶顯示系統100的示意圖。液晶顯示系統100包含一光源感應模組102、一控制器104、一背光控制模組106及一人機介面模組108。光源感應模組102耦接於控制器104，用以感測外界光源的亮度並傳送適當的光源輸入值至控制器104。控制器104耦接於背光控制模組106及人機介面模組108，用以偵測目前影像信號源，以獲得所要顯示的畫面的數位平均亮度值；根據畫面的數位平均亮度值產生亮度反應階段數；根據適當的光源輸入值和人機介面模組108提供的最大呈現亮度值以及最小呈現亮度值的設定，以決定背光源的目標值；控制背光控制模組106以調整背光源之亮度。背光控制模組106係用以接收控制器104的控制訊號以調整背光源之亮度。人機介面模組108係經由使用者設定背光源之最大呈現亮度值及最小呈現亮度值。

請參照第2圖和第3圖。第2圖係本發明的一實施例中所揭露一種調整背光源之亮度的方法之流程圖，第3圖係說明畫面的數位平均亮度值和亮度反應階段數的關係之示意圖。第2圖之方法係藉由第1圖所示之液晶顯示系統100說明，其步驟係詳述如下：步驟200：開始；步驟202：偵測目前影像信號，以獲得所要顯示的畫面的數位平均亮度值；步驟204：根據畫面的數位平均亮度值產生亮度反應階段數；步驟206：根據設定的最大呈現亮度值以及最小呈現亮度值，決定背光源的目標值；步驟208：根據背光源的目標值和亮度反應階段數，調整背光源之亮度；步驟210：結束。

在第2圖的實施例中，步驟202，控制器104偵測目前影像信號源，以獲得所要顯示的畫面的數位平均亮度值；步驟204，控制器104根據畫面的數位平均亮度值產生亮度反應階段數。在步驟206中，使用者則透過人機介面模組108設定背光源之最大呈現亮度值及最小呈現亮度值，例如使用者可設定背光源的最小呈現亮度值以及最大呈現亮度值，其中最小呈現亮度值和最大呈現亮度值的表示方式係相對於背光源所能呈現的最大亮度，例如以背光源所能呈現的最大亮度當作100%，最小呈現亮度值係為40%(冷陰極管背光源)或是20%(發光二極體背光源)，但本發明並不受限於此；而最大呈現亮度值則依使用者的視覺習慣，通常介於50%-100%。

當決定背光源的最小呈現亮度值以及最大呈現亮度值後，則控制器104可由式(1)決定背光源的目標值BLT。

BLT=min+60%*ES　(1)

其中ES係為使用者所設定背光源的最大呈現亮度值，min係為背光源的最小呈現亮度值(舉例而言：冷陰極管背光源為40%，發光二極體背光源為20%)。舉例來說，使用者設定冷陰極管背光源的最大呈現亮度值ES為70%，則背光源的目標值BLT=40%+60%*70%=82%。

在步驟208中，控制器104根據式(1)得到的背光源的目標值以及在步驟204得到的亮度反應階段數，控制背光控制模組106以調整背光源之亮度。另外，控制器104控制背光控制模組106以調整背光源之亮度的模式，係為調整背光源中每一發光單元的亮度，或是關閉及/或開啟背光源之部分發光單元。

此外如第3圖所示，當畫面的數位平均亮度值越亮時，亮度反應階段數越多，也就是說，當畫面的數位平均亮度值越亮時，調整背光源之亮度需要更多反應時間(亮度反應階段數越多)，以避免背光源之亮度急遽變化，造成使用者視覺上的不適。

第4圖係本發明的另一實施例中所揭露一種調整背光源之亮度的方法之流程圖。第4圖之方法係藉由第1圖所示之液晶顯示系統100說明，其步驟係詳述如下：步驟400：開始；步驟402：偵測目前影像信號，以獲得所要顯示的畫面的數位平均亮度值；步驟404：根據畫面的數位平均亮度值產生亮度反應階段數；步驟406：偵測外界光源的亮度以得到外界光源的原始亮度值；步驟408：當感測到外界光源的亮度產生實質變化後，連續偵測外界光源的亮度以產生至少三個變化的外界光源亮度值；步驟410：根據三個變化的外界光源亮度值及外界光源的原始亮度值，判斷外界光源的變化狀況，並決定適當的光源輸入值LS；步驟412：根據光源輸入值LS，決定背光源的目標值；步驟414：根據背光源的目標值和亮度反應階段數，調整背光源之亮度；步驟416：結束。

在第4圖的實施例中，步驟402、步驟404和步驟202、步驟204相同，在此不再贅述。在步驟406中，光源感應模組102偵測外界光源的亮度以得到外界光源的原始亮度值。在步驟408中，當光源感應模組102感測到外界光源的亮度產生實質的變化後，連續偵測外界光源的亮度以產生至少三個變化的外界光源亮度值Lux1、Lux2和Lux3。在步驟410中，光源感應模組102利用三個變化的外界光源亮度值Lux1、Lux2和Lux3以及外界光源的原始亮度值LS0，然後根據第5圖的外界光源變化模式判斷外界光源的變化狀況，以決定適當的光源輸入值LS。例如，外界光源的原始亮度值LS0以及三個變化的外界光源亮度值Lux1、Lux2和Lux3呈現上升趨勢，也就是說LS0<Lux1<Lux2<Lux3，則將光源輸入值LS設為Lux3。另外，若是外界光源的原始亮度值LS0以及三個變化的外界光源亮度值Lux1、Lux2和Lux3呈現下降趨勢，也就是說LS0>Lux1>Lux2>Lux3，則將光源輸入值LS設為Lux3。如果外界光源的原始亮度值LS0以及三個變化的外界光源亮度值Lux1、Lux2和Lux3呈現不規則之變動趨勢，則將光源輸入值LS設為(Lux1+Lux2+Lux3)/3。

在步驟412中，當決定適當的光源輸入值LS後，則控制器104可由式(2)決定背光源的目標值BLT。

BLT=min+60%*LS　(2)

其中min係為背光源的最小呈現亮度值(舉例而言：冷陰極管背光源為40%，發光二極體背光源為20%)。舉例來說，當適當的光源輸入值LS為70%以及背光源為冷陰極管時，則背光源的目標值BLT=40%+60%*70%=82%。

在步驟414中，控制器104根據式(2)得到的背光源的目標值以及在步驟404得到的亮度反應階段數，控制背光控制模組106以調整背光源之亮度。此外，控制器104控制背光控制模組106以調整背光源之亮度的模式，和第2圖的實施例相同，在此不再贅述。

第6圖係本發明的另一實施例中所揭露一種調整背光源之亮度的方法之流程圖。第6圖之方法係藉由第1圖所示之液晶顯示系統100說明，其步驟係詳述如下：步驟600：開始；步驟602：偵測目前影像信號，以獲得所要顯示的畫面的數位平均亮度值；步驟604：根據畫面的數位平均亮度值產生亮度反應階段數；步驟606：偵測外界光源的亮度以產生外界光源的原始亮度值；步驟608：當感測到外界光源的亮度產生實質變化後，連續偵測外界光源的亮度以產生至少三個變化的外界光源亮度值；步驟610：根據三個外界光源亮度值及外界光源的原始亮度值，判斷外界光源的變化狀況，並決定適當的光源輸入值LS；步驟612：提供預定的的最大呈現亮度值以及最小呈現亮度值；步驟614：根據光源輸入值LS以及預定的最大呈現亮度值與最小呈現亮度值，決定背光源的目標值；步驟616：根據背光源的目標值和亮度反應階段數，調整背光源之亮度；步驟618：結束。

第6圖的實施例和第4圖的實施例差別在於步驟610中，控制器104是經由光源輸入值LS和人機介面模組108提供的最大呈現亮度值以及最小呈現亮度值的設定代入式(3)，來決定背光源的目標值，其餘步驟和第4圖的實施例相同，在此不再贅述。

BLT=min+60%*ES*LS　(3)

其中ES係為使用者所設定背光源的最大呈現亮度值(人機介面模組108提供的最大呈現亮度值)，min係為背光源的最小呈現亮度值(舉例而言：冷陰極管背光源為40%，發光二極體背光源為20%)。舉例來說，使用者設定冷陰極管背光源的最大呈現亮度值ES為70%，如果適當的光源輸入值LS為80%時，則背光源的目標值BLT=40%+60%*70%*80%=73.6%。

第7A圖和第7B圖係本發明的另一實施例中所揭露一種調整背光源之亮度的方法之流程圖。第7A圖和第7B圖之方法係藉由第1圖所示之液晶顯示系統100說明，其步驟係詳述如下：步驟700：開始；步驟702：偵測目前影像信號，以獲得所要顯示的畫面的數位平均亮度值；步驟704：根據畫面的數位平均亮度值產生亮度反應階段數；步驟706：偵測外界光源的亮度以得到外界光源的原始亮度值；步驟708：當感測到外界光源的亮度產生實質變化後，偵測是否處於觸發模式，如果是，進行步驟710；如果否，跳至步驟728；步驟710：發出中斷信號；步驟712：取消觸發模式；步驟714：進入外界光源輪詢模式；步驟716：當處於外界光源輪詢模式時，開始連續偵測外界光源的亮度以產生至少三個變化的外界光源亮度值；步驟718：根據三個變化的外界光源亮度值及外界光源的原始亮度值，判斷外界光源的變化狀況是否為固定，如果是，進行步驟720；如果否，跳至步驟722；步驟720：進入觸發模式，跳至步驟728；步驟722：根據三個變化的外界光源亮度值及外界光源的原始亮度值，決定適當的光源輸入值LS；步驟724：根據光源輸入值LS，決定背光源的目標值；步驟726：根據背光源的目標值和亮度反應階段數，調整背光源之亮度；步驟728：結束。

第7A圖和第7B圖的實施例和第4圖的實施例差別在於第4圖的實施例中，當光源感應模組102感測到外界光源的亮度產生實質上的變化後，立刻偵測三次外界光源的亮度以產生三個外界光源亮度值，並根據三個外界光源亮度值及外界光源的亮度尚未產生實質上的變化時的亮度值，判斷外界光源的變化狀況，並決定適當的光源輸入值LS。而在第7A圖和第7B圖的實施例中，控制器104會先偵測光源感應模組102是否處於觸發模式，確定光源感應模組102是處於觸發模式下，控制器104才會進入外界光源輪詢模式。當控制器104處於外界光源輪詢模式時，光源感應模組102才開始偵測三次外界光源的亮度以產生三個外界光源亮度值；接下來除了當外界光源的變化狀況為固定時進行步驟718之外，其餘後續的步驟就跟第4圖的實施例相同，在此不再贅述。

第8A圖和第8B圖係本發明的另一實施例中所揭露一種調整背光源之亮度的方法之流程圖。第8A圖和第8B圖之方法係藉由第1圖所示之液晶顯示系統100說明，其步驟係詳述如下：步驟800：開始；步驟802：偵測目前影像信號，以獲得所要顯示的畫面的數位平均亮度值；步驟804：根據畫面的數位平均亮度值產生亮度反應階段數；步驟806：偵測外界光源的亮度以產生外界光源的原始亮度值；步驟808：當感測到外界光源的亮度產生實質變化後，偵測是否處於觸發模式，如果是，進行步驟810；如果否，跳至步驟828；步驟810：發出中斷信號；步驟812：取消觸發模式；步驟814：進入外界光源輪詢模式；步驟816：當處於外界光源輪詢模式時，開始連續偵測外界光源的亮度以產生至少三個變化的外界光源亮度值；步驟818：根據三個外界光源亮度值及外界光源的原始亮度值，判斷外界光源的變化狀況是否為固定，如果是，進行步驟820；如果否，跳至步驟822；步驟820：進入觸發模式，跳至步驟828；步驟822：根據三個變化的外界光源亮度值及外界光源的原始亮度值，決定適當的光源輸入值LS；步驟824：根據光源輸入值LS，以及預定的的最大呈現亮度值與最小呈現亮度值，決定背光源的目標值；步驟826：根據背光源的目標值和亮度反應階段數，調整背光源之亮度；步驟828：結束。

第8A圖和第8B圖的實施例和第7A圖和第7B圖的實施例差別在於步驟822中，控制器104是經由光源輸入值LS和人機介面模組108提供的最大呈現亮度值以及最小呈現亮度值的設定代入式(3)，來決定背光源的目標值，其餘步驟和第7A圖和第7B圖的實施例相同，在此不再贅述。

綜合以上所述，先前技術存在有許多缺點。例如，液晶面板顯示的亮度可能過度頻繁的變化，或是液晶面板顯示的亮度突然發生變化。而本發明所揭露之調整背光源之亮度的方法則是控制器104先根據畫面的數位平均亮度值產生亮度反應階段數，而當光源感應模組102感測到外界光源的亮度產生實質上的變化後，透過控制器104輪詢光源感應模組102，而光源感應模組102開始偵測多次外界光源的亮度，以判斷外界光源的變化模式，最後控制器104根據背光源的目標值和亮度反應階段數，控制背光控制模組106以調整背光源之亮度。如此，本發明可克服在先前技術中，液晶面板顯示的亮度可能過度頻繁的變化，或是液晶面板顯示的亮度突然發生變化的缺點。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100‧‧‧液晶顯示系統

102‧‧‧光源感應模組

104‧‧‧控制器

106‧‧‧背光控制模組

108‧‧‧人機介面模組

200-210、400-416、600-618、700-728、800-828‧‧‧步驟

第1圖係說明液晶顯示系統的示意圖。

第2圖係本發明的一實施例中所揭露一種調整背光源之亮度的方法之流程圖。

第3圖係說明畫面的數位平均亮度值和亮度反應階段數的關係之示意圖。

第4圖係本發明的另一實施例中所揭露一種調整背光源之亮度的方法之流程圖。

第5圖係說明外界光源變化模式和光源輸入值的關係之示意圖。

第6圖係本發明的另一實施例中所揭露一種調整背光源之亮度的方法之流程圖。

第7A圖和第7B圖係本發明的另一實施例中所揭露一種調整背光源之亮度的方法之流程圖。

第8A圖和第8B圖係本發明的另一實施例中所揭露一種調整背光源之亮度的方法之流程圖。

600-618．．．步驟

Claims (22)

1. 一種調整背光源之亮度的方法，包含：偵測一目前影像信號，以獲得所要顯示的畫面的數位平均亮度值；根據該數位平均亮度值產生一亮度反應階段數；根據一背光源的目標值和該亮度反應階段數，調整該背光源之亮度；當一光源感應模組感測到一外界光源的亮度產生實質變化後，偵測該光源感應模組是否處於一觸發模式；若該光源感應模組係處於一觸發模式，發出一中斷信號至一控制器；該控制器通知該光源感應模組取消該觸發模式；該控制器進入一輪詢模式；當該控制器處於該輪詢模式時，該光源感應模組連續偵測該外界光源的亮度以產生多個外界光源亮度值；及根據該多個外界光源亮度值及該外界光源的該原始亮度值，判斷該外界光源的變化狀況。
2. 如請求項1所述之方法，其中調整該背光源之亮度包含調整該背光源之每一發光單元的亮度。
3. 如請求項1所述之方法，其中調整該背光源之亮度包含關閉及/ 或開啟該背光源之部分發光單元。
4. 如請求項1所述之方法，另包含設定該背光源之最大呈現亮度值。
5. 如請求項4所述之方法，另包含根據該背光源之最大呈現亮度值及一最小呈現亮度值，產生該背光源的目標值。
6. 如請求項1所述之方法，另包含：當感測到一外界光源的亮度產生實質變化後，偵測多次該外界光源的亮度以產生多個外界光源亮度值；及根據該多個外界光源亮度值及該外界光源的一原始亮度值，判斷該外界光源的變化狀況。
7. 如請求項6所述之方法，其中上述判斷該外界光源的變化狀況之步驟更包含產生一光源輸入值。
8. 如請求項7所述之方法，其中根據該多個外界光源亮度值及該外界光源的該原始亮度值，產生該光源輸入值包含若該外界光源的該原始亮度值及該多個外界光源亮度值呈現上升或下降趨勢，則將該多個外界光源亮度值中最後測得之外界光源亮度值設為該光源輸入值。
9. 如請求項7所述之方法，其中根據該多個外界光源亮度值及該外界光源的該原始亮度值，產生該光源輸入值包含若該外界光源的該原始亮度值及該多個外界光源亮度值呈現不規則之變動趨勢，則將該多個外界光源亮度值的平均值設為該光源輸入值。
10. 如請求項7所述之方法，另包含根據該光源輸入值及一最小呈現亮度值，產生該背光源的目標值。
11. 如請求項7所述之方法，另包含：設定該背光源之一最大呈現亮度值及一最小呈現亮度值；及根據該背光源之最大呈現亮度值、該最小呈現亮度值及該光源輸入值，產生該背光源的目標值。
12. 如請求項1所述之方法，另包含：若該外界光源的變化狀況為固定時，該控制器通知該光源感應模組進入該觸發模式。
13. 如請求項1所述之方法，另包含：其中上述判斷該外界光源的變化狀況之步驟更包含產生一光源輸入值。
14. 如請求項13所述之方法，其中根據該多個外界光源亮度值及該外界光源的該原始亮度值，產生該光源輸入值包含若該外界光 源的亮度尚未產生實質上的變化時的亮度值及該多個外界光源亮度值呈現上升或下降趨勢，則將該多個外界光源亮度值中最後測得之外界光源亮度值設為該光源輸入值。
15. 如請求項13所述之方法，其中根據該多個外界光源亮度值及該外界光源的原始亮度值，產生該光源輸入值包含若該外界光源的亮度尚未產生實質上的變化時的亮度值及該多個外界光源亮度值呈現不規則之變動趨勢，則將該多個外界光源亮度值的平均值設為該光源輸入值。
16. 如請求項13所述之方法，另包含根據該光源輸入值及一最小呈現亮度值，產生該背光源的目標值。
17. 如請求項13所述之方法，另包含：設定該背光源之最大呈現亮度值；及根據該背光源之最大呈現亮度值、該光源輸入值及一最小呈現亮度值，產生該背光源的目標值。
18. 一種調整背光源之亮度的方法，包含：當一光源感應模組感測到一外界光源的亮度產生實質上的變化後，偵測該光源感應模組是否處於一觸發模式；若該光源感應模組係處於一觸發模式，發出一中斷信號至一控制器； 該控制器通知該光源感應模組取消該觸發模式；該控制器進入一輪詢模式；當該控制器處於該輪詢模式時，該光源感應模組偵測多次該外界光源的亮度以產生多個外界光源亮度值；根據該多個外界光源亮度值及該外界光源的亮度尚未產生實質上的變化時的亮度值，判斷該外界光源的變化狀況；若該外界光源沒有實質上的變化，該控制器通知該光源感應模組進入該觸發模式；及若該外界光源有實質上的變化，則根據該多個外界光源亮度值及該外界光源的亮度尚未產生實質上的變化時的亮度值，產生一光源輸入值。
19. 如請求項18所述之方法，其中根據該多個外界光源亮度值及該外界光源的亮度尚未產生實質上的變化時的亮度值，產生該光源輸入值包含若該外界光源的亮度尚未產生實質上的變化時的亮度值及該多個外界光源亮度值呈現上升或下降趨勢，則將該多個外界光源亮度值中最後測得之外界光源亮度值設為該光源輸入值。
20. 如請求項18所述之方法，其中根據該多個外界光源亮度值及該外界光源的亮度尚未產生實質上的變化時的亮度值，產生該光源輸入值包含若該外界光源的亮度尚未產生實質上的變化時的亮度值及該多個外界光源亮度值呈現不規則之變動趨勢，則將 該多個外界光源亮度值的平均值設為該光源輸入值。
21. 如請求項18所述之方法，另包含根據該光源輸入值及一最小呈現亮度值，產生該背光源的目標值。
22. 如請求項18所述之方法，另包含：設定該背光源之最大呈現亮度值；及根據該背光源之最大呈現亮度值、該光源輸入值及一最小呈現亮度值，產生該背光源的目標值。