TWI416473B - 多模式顯示裝置及其省電方法 - Google Patents

Description

多模式顯示裝置及其省電方法

本揭示內容是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種多模式顯示裝置及其省電方法。

行動通訊裝置的尺寸隨著技術的進步日益縮減。如何降低其功率的消耗，以使行動通訊裝置能夠長期的待機使用，是相當重要的一個議題。

螢幕是行動通訊裝置不可或缺的一個模組。然而一般來說，螢幕也是最耗費電源的部份。在傳統的螢幕設計上，為了讓使用者能夠在不同的環境光強度下依然能夠看清楚螢幕上所顯示的畫面，行動通訊裝置將偵測環境光的強度，於環境光變強時相應地加強螢幕背光的亮度，以使人眼適於觀看。但是背光亮度的提升，也同時將使螢幕整體的耗電量隨之上升，對於僅能配置少量電源的輕薄型行動通訊裝置來說，將使電池的待機時間大幅縮短。

因此，如何設計一個新的多模式顯示裝置及其省電方法，來改善現有的技術難題，乃為此一業界亟待解決的問題。

因此，本揭示內容之一態樣是在提供一種多模式顯示裝置省電方法，係應用於多模式顯示裝置中，多模式顯示裝置省電方法包含下列步驟。偵測環境光亮度值；判斷環境光亮度值所位於之亮度範圍；以及當環境光亮度值位於全穿透亮度範圍中，控制多模式顯示裝置運作於全穿透模式，且控制多模式顯示裝置之背光模組打開；當環境光亮度值位於半穿透半反射亮度範圍中，控制多模式顯示裝置運作於半穿透半反射模式，且控制背光模組依據補償方法動態調整背光模組之背光亮度；當環境光亮度值位於全反射亮度範圍中，控制多模式顯示裝置運作於全反射模式，且控制背光模組關閉。

本揭示內容之另一態樣是在提供一種多模式顯示裝置，包含：背光模組、環境光偵測器、控制模組以及面板模組。背光模組用以提供背光亮度至面板模組。環境光偵測器用以偵測環境光亮度值。控制模組用以自環境光偵測器擷取環境光亮度值，並判斷環境光亮度值所位於之亮度範圍，俾於環境光亮度值位於全穿透亮度範圍中時，控制多模式顯示裝置之面板模組運作於全穿透模式，且控制多模式顯示裝置之背光模組打開，於環境光亮度值位於半穿透半反射亮度範圍中時，控制面板模組運作於半穿透半反射模式，且控制背光模組依據補償方法動態調整背光亮度，以及於環境光亮度值位於全反射亮度範圍中時，控制面板模組運作於全反射模式，且控制背光模組關閉。面板模組根據環境光亮度以及背光亮度呈現顯示亮度。

應用本揭示內容之優點係在於藉由多模式顯示裝置的控制模組根據環境光亮度值來判斷顯示器對應運作之模式，並據以調整背光的亮度，在環境光亮度愈大時將背光亮度大幅降低，有效地節省電源之消耗，而達到上述之目的。

請參照第1圖。第1圖為本揭示內容一實施例中，一種多模式顯示裝置1之方塊圖。多模式顯示裝置1包含：面板模組10、背光模組12、環境光偵測器14、控制模組16以及驅動電路18。

多模式顯示裝置1可設置於各種不同的電子裝置(未繪示)上，如手機、筆記型電腦、平板電腦以及個人行動數位助理等行動通訊裝置或是電腦主機上。面板模組10用以將電子裝置欲顯示的資料顯示於其上。背光模組12用以提供背光光源11至面板模組10，以讓使用者得以藉由背光模組12的背光光源11觀看面板模組10上所顯示的內容。驅動電路18可對面板模組10進行控制，以使面板模組10得以隨時更新欲顯示的內容及背光模組12之亮度。

需注意的是，此處的「多模式」，是指面板模組10可依需求運作於全穿透模式、全反射模式以及半穿透半反射模式中。在全穿透模式下，面板模組10可讓背光模組12所提供的背光光源11穿透，以讓使用者藉由穿透的背光光源11觀看面板模組10，亦即，使用者得以觀看面板模組10係完全藉由背光模組12所提供之背光光源11。在全反射模式下，則可藉由面板模組10中的反射板(未繪示)將使用者所處環境中入射至面板模組10之光線反射，讓使用者藉由反射光線觀看面板模組10，亦即，使用者得以觀看面板模組10係完全藉由反射板所反射之反射光線。而半穿透半反射模式則是同時利用背光光源11以及反射光線讓使用者得以觀看面板模組10，例如，50%之光線由背光模組12提供，50%之光線由反射光線提供。

環境光偵測器14用以偵測環境光13的亮度。環境光13隨著電子裝置的使用者所在的位置而變化。舉例來說，在照明不充足的室內，環境光13的亮度將是相當低的數值。而在照明充足的室內，環境光13可能具有相當接近適於人眼視物的亮度。而在陽光強烈的戶外，則環境光13將具有高亮度。環境光13的亮度可以藉由平方米燭光之單位尼特(nit)來量度或是由平方米流明之單位勒克斯(Lux)表示其強度。

控制模組16用以自環境光偵測器14擷取環境光13的亮度值。於不同的實施例中，控制模組16可透過主動或是被動的方式來獲得亮度值。主動的方式於一實施例中是由控制模組16藉由輪詢(Polling)的方式，每隔一個固定的時間向環境光偵測器14詢問其所偵測到的數值，以使環境光偵測器14傳送偵測之結果至控制模組16。被動的方式於一實施例中則是由環境光偵測器14在感測後判斷環境光13變動的幅度，如果變動的幅度大於一特定準位，即由環境光偵測器14主動產生中斷指令至控制模組16。被動的方式可避免當使用者長期位於一亮度穩定之環境時，控制模組16持續向環境光偵測器14進行不必要的輪詢造成額外的電源損耗。於其他實施例中，控制模組16亦可視情形藉由其他的設計方式來自環境光偵測器14擷取環境光13的亮度值。

控制模組16可進一步根據環境光13的亮度值判斷其所位於之亮度範圍，進而決定面板模組10之模式。請同時參照第2圖。第2圖為本揭示內容一實施例中，環境光13的亮度範圍之示意圖。於一實施例中，亮度範圍可依前述之量度單位勒克斯的大小，區分為三個範圍。小於約20勒克斯的環境光13亮度是位於全穿透亮度範圍，大於約700勒克斯的環境光13亮度是位於全反射亮度範圍，而介於其中的環境光13亮度，則是位於半穿透半反射亮度範圍。

依據所判斷的亮度範圍，控制模組16可調整多模式顯示裝置1中的面板模組10以及背光模組12的運作。當環境光13的亮度位於全穿透亮度範圍時，表示使用者所在的環境光亮度相當低，面板模組10將運作於前述之全穿透模式，因此需要開啟背光模組12，讓使用者得以觀看面板模組10顯示的內容。此時，面板模組10的顯示亮度，幾乎等於是背光模組12所提供的背光光源11的亮度。

在環境光13的亮度位於全反射亮度範圍時，表示使用者所位在的環境的亮度相當高，面板模組10將運作於前述之全反射模式，由於面板模組10反射高亮度的環境光13即足以讓使用者觀看，因此背光模組12將在環境光13的亮度位於全反射亮度範圍時關閉。此時，面板模組10的顯示亮度，幾乎等於是環境光13經過反射後的亮度。

而當環境光13的亮度值位於半穿透半反射亮度範圍中時，面板模組10將運作於半穿透半反射模式。控制模組16將進一步控制背光模組12依據一個補償方法來動態調整背光光源11的亮度。

於一實施例中，控制模組16是透過驅動電路18來對背光模組12進行調整。驅動電路18可藉由脈衝寬度調變(Pulse-width modulation，PWM)提供一個波寬調變訊號15至背光模組12，以使背光模組12依據此波寬調變訊號15的脈波高態寬度比例進行調整。舉例來說，在波寬調變訊號15一個週期中，高態佔的比例愈高，則背光模組12的亮度亦將隨之提升。而高態佔的比例降低時，則背光模組12的亮度將隨之降低。

控制模組16於半穿透半反射亮度範圍中可依據環境光13的亮度值以及一個內儲的亮度對照表來透過驅動電路18動態調整背光光源11的亮度。當環境光亮度值為x ，背光模組12依據上述脈波高態寬度比例所呈現之背光亮度為y ，則面板模組10的顯示亮度將是環境光13之亮度值以及背光亮度之函數f (x ,y )。於一實施例中，顯示亮度f (x ,y )係表示為：

亮度對照表可以藉由上述之方式建立，其單位皆為Lux，並在控制模組16自環境光偵測器14擷取到環境光13的亮度值判斷位於半穿透半反射亮度範圍後，依據環境光13的亮度值調整背光亮度。此時，面板模組10的顯示亮度，相當於是環境光13經過反射後的亮度，以及背光光源11的亮度的總和。因此，簡單來說，在環境光13的亮度值位於半穿透半反射亮度範圍時，當環境光13的亮度值愈高，可利用以反射的部份即愈多，背光光源11亦可隨之調降。

因此，與習知之技術中環境光的亮度值愈高背光模組亦調高其提供的背光亮度之設計不同，本揭示內容中的多模式顯示裝置1在環境光的亮度相對較強時，可以關閉背光模組，並在環境光的亮度在一中間的範圍時動態地依環境光強度調整背光模組的亮度，大幅降低背光模組因供光而消耗的電源，達到省電之功效。

請參照第3圖。第3圖為本揭示內容一實施例中，一種多模式顯示裝置省電方法之流程圖。多模式顯示裝置省電方法可應用於如第1圖所繪示之多模式顯示裝置中。多模式顯示裝置省電方法包含下列步驟(應瞭解到，在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行)。

於步驟301，由環境光偵測器14偵測環境光13的亮度，並由控制模組16擷取環境光13的亮度值。於步驟302，控制模組16判斷環境光13的亮度值是否小於全穿透臨界值。當環境光13的亮度值小於全穿透臨界值，則是位於全穿透範圍中，控制模組16將於步驟303運作多模式顯示裝置1於全穿透模式，同時間啟動背光模組12。

若上述判斷結果為否，即當環境光13的亮度值大於全穿透臨界值，則進入步驟304。於步驟304，控制模組16判斷環境光13的亮度值是否小於全反射臨界值。當環境光13的亮度值小於全反射臨界值，則由於其值小於全反射臨界值且大於全穿透臨界值而位於半穿透半反射亮度範圍中，控制模組16將於步驟305致使多模式顯示裝置1運作於半穿透半反射模式，且控制背光模組12依據補償方法動態調整背光模組12之背光亮度。

若上述判斷結果為否，即當環境光13的亮度值大於全反射臨界值，則進入步驟306。於步驟306，當環境光13的亮度值大於全反射臨界值，則是位於全反射亮度範圍中，控制模組16將於步驟306控制多模式顯示裝置1運作於全反射模式，且控制背光模組12關閉。

請同時參照第4圖及第5圖。第4圖為本揭示內容一實施例中，環境光的亮度(單位：勒克斯)以及驅動電路所提供之波寬調變訊號的脈波高態寬度比例(單位：百分比)相對照的曲線圖。第5圖為環境光以及波寬調變訊號的脈波高態寬度比例的對照表。

於第4圖中以方形格點連接之線段為習知技術之顯示裝置中，波寬調變訊號的高態比例隨環境光的亮度變化。而以圓點連接之線段為本揭示內容之多模式顯示裝置中，波寬調變訊號的高態比例隨環境光的亮度變化。與第5圖的對照表之數據同時參照，可以得知習知技術之顯示裝置在環境光愈高時，背光模組所需要的亮度將逐漸調升。而本揭示內容之多模式顯示裝置則在環境光愈高時，反而降低背光模組之供光，達到相當的省電效果。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．多模式顯示裝置

10．．．面板模組

11．．．背光光源

12．．．背光模組

13．．．環境光

14．．．環境光偵測器

15．．．波寬調變訊號

16．．．控制模組

18．．．驅動電路

301-306．．．步驟

為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖為本揭示內容一實施例中，一種多模式顯示裝置之方塊圖；

第2圖為本揭示內容一實施例中，環境光的亮度範圍之示意圖；

第3圖為本揭示內容一實施例中，一種多模式顯示裝置省電方法之流程圖；

第4圖為本揭示內容一實施例中，環境光的亮度以及驅動電路所提供之波寬調變訊號的脈波高態寬度比例相對照的曲線圖；以及

第5圖為環境光以及波寬調變訊號的脈波高態寬度比例的對照表。

301-306．．．步驟

Claims (10)

1. 一種多模式顯示裝置省電方法，係應用於一多模式顯示裝置中，該多模式顯示裝置省電方法包含下列步驟：偵測一環境光亮度值；以及當該環境光亮度值位於一全穿透(transmissive)亮度範圍中，係控制該多模式顯示裝置運作於一全穿透模式，且啟動該多模式顯示裝置之一背光模組；當該環境光亮度值位於一半穿透半反射(transflective)亮度範圍中，係控制該多模式顯示裝置運作於一半穿透半反射模式，且控制該背光模組依據一補償方法動態調整該背光模組之一背光亮度，其中該補償方法係依據該環境光亮度值以及一亮度對照表動態調整該背光亮度，該背光亮度係藉由控制一波寬調變訊號之一脈波高態寬度比例進行調整，該環境光亮度值為x ，該背光模組依據該脈波高態寬度比例所呈現之該背光亮度為y ，該多模式顯示裝置之一面板模組之一顯示亮度為函數f (x ,y )，f (x ,y )係表示為： 當該環境光亮度值位於一全反射(reflective)亮度範圍中，係控制該多模式顯示裝置運作於一全反射模式，且關閉該背光模組。
2. 如請求項1所述之多模式顯示裝置省電方法，其中當該環境光亮度值小於一全穿透臨界值時，控制該多模 式顯示裝置運作於該全穿透模式；當該環境光亮度值大於一全反射臨界值時，控制該多模式顯示裝置運作於該全反射模式；當該環境光亮度值大於該全穿透臨界值以及小於該全反射臨界值時，控制該多模式顯示裝置運作於該半穿透半反射模式。
3. 如請求項2所述之多模式顯示裝置省電方法，其中該全穿透臨界值約為20勒克斯(Lux)，該全反射臨界值約為700勒克斯。
4. 如請求項1所述之多模式顯示裝置省電方法，其中偵測該環境光亮度值之步驟包含藉由該多模式顯示裝置之一控制模組向一環境光偵測器進行輪詢(Polling)。
5. 如請求項1所述之多模式顯示裝置省電方法，其中偵測該環境光亮度值之步驟包含由一環境光偵測器向該多模式顯示裝置之一控制模組產生中斷(interrupt)指令。
6. 一種多模式顯示裝置，包含：一背光模組，用以提供一背光亮度至該面板模組；一環境光偵測器，用以偵測一環境光亮度值；一面板模組，根據該環境光亮度值以及該背光亮度呈現一顯示亮度；以及一控制模組，用以自該環境光偵測器擷取該環境光亮 度值，並判斷該環境光亮度值所位於之一亮度範圍；該控制模組於該環境光亮度值位於一全穿透亮度範圍中時，控制該多模式顯示裝置之該面板模組運作於一全穿透模式，且啟動多模式顯示裝置之該背光模組；該控制模組於該環境光亮度值位於一半穿透半反射亮度範圍中時，控制該面板模組運作於一半穿透半反射模式，且控制該背光模組依據一補償方法動態調整該背光亮度，其中該補償方法係使該控制模組依據該環境光亮度值以及一亮度對照表動態調整該背光亮度，該背光亮度是藉由控制一波寬調變訊號之一脈波高態寬度比例進行調整，該環境光亮度值為x ，該背光模組依據該脈波高態寬度比例所呈現之該背光亮度為y ，該多模式顯示裝置之一面板模組之一顯示亮度為函數f (x ,y )，f (x ,y )係表示為：；以及該控制模組於該環境光亮度值位於一全反射亮度範圍中時，控制該面板模組運作於一全反射模式，且關閉該背光模組。
7. 如請求項6所述之多模式顯示裝置，其中該環境光亮度值小於一全穿透臨界值時，控制該多模式顯示裝置運作於該全穿透模式；該環境光亮度值大於一全反射臨界值時，控制該多模式顯示裝置運作於該全反射模式；當該環境光亮度值大於該全穿透臨界值以及小於該全反射臨界 值時，控制該多模式顯示裝置運作於該半穿透半反射模式。
8. 如請求項7所述之多模式顯示裝置，其中該全穿透臨界值約為20勒克斯，該全反射臨界值約為700勒克斯。
9. 如請求項6所述之多模式顯示裝置，其中該控制模組向該環境光偵測器進行輪詢以擷取該環境光亮度值。
10. 如請求項6所述之多模式顯示裝置，其中該環境光偵測器向該控制模組產生一中斷指令以使該控制模組擷取該環境光亮度值。