TWI427615B - 具有自動調整亮度的顯示裝置與其操作方法 - Google Patents

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Description

具有自動調整亮度的顯示裝置與其操作方法
本發明是關於一種亮度調整的裝置，特別是一種自動調整亮度的顯示裝置。
近年來，平面顯示器由於比傳統的顯示器如陰極射線管(Cathode Ray Tube)顯示器更輕薄短小，且具有低輻射低耗電的優點，因此平面顯示器逐漸取代傳統的CRT顯示器，而成為顯示器的主流。平面顯示器主要結構包含背光模組及面板，該面板包括導電玻璃、液晶、配向膜、彩色濾光片、偏光片，及驅動控制器等元件，而該背光模組用以照亮該面板的影像，該背光模組包含冷陰極光源(CCFL)、導光板、光源調控模組(Inverter)、各式各樣之光學薄膜等元件，而該光源調控模組則是供應背光模組之電源，以該光源調控模組所產生之脈波來驅動該冷陰極光源(CCFL)。其中該內部光源對於決定該平面顯示器的亮度與色度佔了很重要的因素。
近年來由於數位電視的普及，平面顯示器也廣泛的應用於數位電視中。傳統的CRT顯示器接收的影像信號為複合視頻(AV)，而數位電視可接收的影像信號種類比傳統的CRT顯示器更多，有高解析多媒體界面(HDMI)信號、數位電視信號(DTV)、電視信號(TV)、視頻圖形陣列(VGA)、複合視頻(AV)、色差視訊(YPbPr)、及歐洲無線電與電視信號(SCART)等，而一般消費者通常使用一台液晶電視連接到數個影像輸出裝置，而接收多個影像信號來源，例如DVD/CD光碟機、個人電腦(PC)、高解析多媒體界面(HDMI)裝置，然而各裝置的影像信號都不同，因此在相同環境因素而不同的影像信號之下，該液晶螢幕上實測得到的亮度就有所差異。再者，一般消費者在切換不同影像信號的來源時，希望液晶螢幕的亮度可維持一標準亮度。有鑑於此，一種具有自動調整亮度的顯示裝置被提出來。
本發明的目的是當使用者選擇不同的影像信號來源時，在液晶螢幕上的亮度經過本發明的調整後仍可維持一標準亮度。
根據上述目的，一種具有自動調整亮度的顯示裝置被提出來，該具有自動調整亮度的顯示裝置包含一系統模組、一顯示器、一內部光源、一光源調控模組。該系統模組接收一影像信號而產生一驅動信號，該系統模組包含一縮放控制器，該系統模組響應該影像信號，而輸出一具有一第一頻率的斷續脈波。該面板接收該驅動信號以產生一影像。該內部光源作為該顯示裝置的背光源，以提供該影像的亮度。該光源調控模組響應該具有該第一頻率的斷續脈波，而輸出一驅動脈波給該內部光源，據以調整該影像的亮度，當該影像信號來源切換時，該系統模組利用該縮放控制器將該斷續脈波的該第一頻率調整至一第二頻率，據以調整該影像的亮度至一標準亮度。
根據上述目的，一種具有自動調整亮度的顯示裝置之操作方法被提出來，該顯示裝置包含一內部光源，而該操作方法包含下列步驟(a)偵測一影像信號的種類。(b)接收該影像信號，而輸出一驅動信號。(c)接收該驅動信號，以顯示一影像。(d)響應該影像信號，而輸出一具有一第一頻率的斷續脈波。(e)當該影像信號來源切換時，將該斷續脈波的該第一頻率調整至一第二頻率。(f)響應該具有該第二頻率的斷續脈波，而輸出一具有該第二頻率的驅動脈波給該內部光源，據以調整該影像的亮度至一標準亮度。
為讓本發明的目的、特徵、功效、更容易了解，下文舉一較佳的實施例，並配合圖示，做詳細說明如下。
請參閱第一圖，其為亮度調整設備的示意圖。一亮度調整設備30包含一具有自動調整亮度的顯示裝置10與一色彩分析儀19。該顯示裝置10包含一系統模組12、一光源調控模組13、一顯示器14。該系統模組12包含一縮放控制器20，該縮放控制器20包含一訊號感測器201與一記憶體202。該顯示器14包含一內部光源140與一面板141，該面板具有一影像1410。該面板141接收一驅動信號22以顯示一影像141。該內部光源140作為該顯示器14的背光源，以提供該影像1410的亮度。該光源調控模組13用以調整該影像1410的亮度。該色彩分析儀19可量測亮度與彩度，在此色彩分析儀19用來量測該影像1410的亮度，而該系統模組12根據測得的亮度值來調整該影像1410的亮度至一標準亮度。
首先，該系統模組12接收一影像信號Signal1，而輸出一具有一第一頻率f1的斷續脈波15，該光源調控模組13接收該具有該第一頻率f1的斷續脈波15而輸出一驅動脈波16，該驅動脈波16用以點亮該內部光源140。該影像輸入信號Sig1為高解析多媒體界面(HDMI)信號、數位電視信號(DTV)、電視信號(TV)、視頻圖形陣列(VGA)、複合視頻(AV)、色差視訊(YPbPr)、及歐洲無線電與電視信號(SCART)其中之一。該影像信號Sig1至少包含了該影像信號的彩度、亮度、水平/垂直同步信號，例如色差視訊(YPbPr)的Y代表亮度，Pb與Pr則代表藍色與紅色，而白光的三原色是由紅、綠、藍所混成，因此白光去除掉藍光與紅光，就能得到白光的補色光-綠光，傳輸該影像信號時11就可以少傳一個綠光的訊號，而複合視頻(AV)卻是彩度、亮度、水平/垂直同步信號的混合信號，當該影像信號Sig1為該複合視頻(AV)，且該系統模組12解調該複合視頻(AV)時，會造成該影像信號Sig1的亮度衰減，而不會像色差視訊(YPbPr)已把彩度、亮度分離而衰減很小，因此不同的影像信號Sig1會造成不同的亮度。
該影像1410的亮度在產品出廠時被調整。調整時先準備具有可以輸出各種不同該影像信號Sig1的外部裝置(未顯示)，或是不同的外部裝置，各個該不同的外部裝置可以分別輸出不同的該影像信號Sig1。在外部裝置中可以先預存全白畫面的影像檔，該全白畫面的亮度可經由向量示波器測得是否符合一標準亮度，選擇能夠符合該標準亮度的該全白畫面的影像檔，以利做為亮度調整的依據。以該影像檔作為基準，該外部裝置輸出該影像信號Sig1時的亮度為該標準亮度。該系統模組12接收該影像信號Sig1而在該影像1410上所量測到的亮度值約為250cd/m2 到350cd/m2 之間，視該影像信號Sig1的種類而定。若以最大亮度值300cd/m2 作為一標準亮度的亮度值，則不會因為太亮而使人感覺失去了影像的層次感，也不會因為太暗而使人感覺失去了影像的明亮對比。針對每一種不同的該影像信號Sig1輸入該系統模組12之後，使用色彩分析儀19測量該影像1410的亮度值，然後根據測量到的一第一亮度值Valuel去調整該斷續脈波13的該第一頻率f1至一第二頻率f2。
請參閱第二圖(a)，其為該具有該第一頻率的斷續脈波的示意圖，D1代表該斷續脈波15的脈波寬度。在第一圖中，該系統模組12響應該影像信號Sig1，而輸出該具有該第一頻率f1的斷續脈波15。請參閱第二圖(b)，其為該具有該第一頻率的驅動脈波的示意圖。該光源調控模組13響應該具有該第一頻率f1的斷續脈波15，而輸出該驅動脈波16給該內部光源140，據以調整該影像1410的亮度。其中該光源調控模組13操作在脈衝模式，該光源調控模組13主要目的在增加該斷續脈波15的振幅而輸出該驅動脈波16，該驅動脈波16具有該第一頻率f1。
在第一圖中，一較佳的實施例為當該影像信號Sig1為高解析多媒體界面(HDMI)時，由該色彩分析儀19量測該影像1410的亮度而得到一第一亮度值Valuel為300cd/m2 ，而此時該斷續脈波15的該第一頻率f1為220Hz。該系統模組12儲存該第一頻率f1及一第一代號A為一第一組對應值Store1，該第一代號A代表該影像信號Sig1的種類，例如儲存該影像信號Sig1為高解析多媒體界面(HDMI)時，該第一代號為A，而該第一頻率f1為220Hz。
請參閱第三圖，其為調整亮度設備的示意圖。該調整亮度設備40包含該具有自動調整亮度的顯示裝置10與該色彩分析儀19。該顯示裝置10包含該系統模組12、該光源調控模組13、該顯示器14。該系統模組12包含該縮放控制器20，該縮放控制器20包含該訊號感測器201與該記憶體202。該顯示器14包含該內部光源140與該面板141，該面板具有該影像1410。該面板141接收該驅動信號22以顯示該影像141。該內部光源140作為該顯示器14的背光源，以提供該影像1410的亮度。該光源調控模組13用以調整該影像1410的亮度。當該影像信號Sig1為歐洲無線電與電視信號(SCART)時，由該色彩分析儀19量測該影像141而得到一第二亮度值Value2為290cd/m2 ，而此時該斷續脈波15的該第一頻率f1為220Hz，該系統模組12利用該縮放控制器20調整該第一頻率f1至該第二頻率f2，該第二頻率為230Hz，該第二頻率f2的該驅動脈波16調整該影像1410的亮度為該標準亮度，此時該系統模組12儲存該第二頻率f2及一第二代號B為一第二組對應值Store2，該第二代號B代表該影像信號Sig1的種類為歐洲無線電與電視信號(SCART)，而該第二頻率f2為230Hz。請參照下列表一，其為該實施例的該第一組對應值Store1及該第二組對應值Store2，無代號那一列代表該影像1410的亮度尚未達到該標準亮度，因此尚須調整。
代號B代表影像信號為高解析多媒體界面(HDMI)，此時該第一亮度值為300cd/m2 ，該第一亮度值Value1已達到該標準亮度，因此不需要再對該斷續脈波15的該第一頻率f1做調整，而當該影像信號Sig1的種類為歐洲無線電與電視信號(SCART)時，因色彩分析儀19所測得的一第二亮度值Value2只有290cd/m2 ，因此該系統模組12利用該縮放控制器20調整該驅動脈波15的該第一頻率f1=220Hz至該第二頻率f2=230Hz。同理，其他的影像信號Sig1也照此方式作調整，該系統模組12將複數組對應值儲存起來，而使用者在輸入不同的影像信號Sig1時，就能根據該複數組對應值調整該斷續脈波15的頻率，使該影像1410的亮度達到該標準亮度。
該影像信號11經由該系統模組12的處理而輸出到該面板141的信號包含水平/垂直同步信號(未顯示)、控制信號(未顯示)、液晶驅動信號(未顯示)，該液晶驅動信號又分成列驅動液晶信號(Vcom)、行驅動液晶信號(Vseg)，這些都統稱為一驅動信號22，以驅動該面板141顯示該影像1410。
請參閱第四圖(a)，其為該具有該第二頻率的斷續脈波的示意圖。在第二圖(a)中，在調整該第一頻率f1到該第二頻率f2時，以該較佳的實施例而言，該第二頻率f2從220Hz提升至230Hz，但是該斷續脈波15的該脈波寬度D1未改變，因此該斷續脈波15關閉的期間減小。請參閱第四圖(b)，其為該具有該第二頻率的驅動脈波的示意圖。該光源調控模組13響應該具有該第二頻率f2為230Hz的該斷續脈波15，而輸出該驅動脈波16，該驅動脈波16的頻率為該第二頻率f2，且該驅動脈波16的該脈波寬度D1未改變，因此該驅動脈波16關閉的期間減小，使得該驅動脈波16控制該內部光源140的關閉時間減小，代表該內部光源140的亮度會提升，使得該影像141的亮度達到該標準亮度。
請參閱第五圖，其為該具有自動調整亮度的顯示裝置之操作方法。在步驟501，該系統模組12偵測該影像信號11的種類。在步驟502，該系統模組12響應該影像信號11，而輸出該具有該第一頻率f1的斷續脈波15。在步驟503，該系統模組12接收該影像信號11而輸出該驅動信號22，以顯示該影像141。在步驟504，當該影像信號11的種類切換時，該系統模組12利用該縮放控制器20將該斷續脈波15的該第一頻率f1調整至一第二頻率f2。在步驟505，該光源調控模組13響應該具有該第二頻率f2的斷續脈波15，而輸出該具有該第二頻率f2驅動脈波16給該內部光源140，據以調整該影像141的亮度至一標準亮度。
本發明的說明與實施例已揭露於上，然其非用來限制本發明，凡習知此技藝者，在不脫離本本發明的精神與範圍之下，當可做各種更動與修飾，其仍應屬在本發明專利的涵蓋範圍之內。
10‧‧‧具有自動調整亮度的顯示裝置
12‧‧‧系統模組
13‧‧‧光源調控模組
14‧‧‧顯示器
15‧‧‧具有第一頻率的斷續脈波
16‧‧‧具有第一頻率的驅動脈波
19‧‧‧色彩分析儀
22‧‧‧驅動信號
30‧‧‧亮度調整設備
40‧‧‧調整亮度設備
20‧‧‧縮放控制器
140‧‧‧內部光源
141‧‧‧面板
1410‧‧‧影像
Sig1‧‧‧影像信號
Value1‧‧‧第一亮度值
Valu12‧‧‧第二亮度值
Store1‧‧‧第一組對應值
Store2‧‧‧第二組對應值
501~507‧‧‧步驟
第一圖：亮度調整設備的示意圖；第二圖(a)：具有該第一頻率的斷續脈波的示意圖；第二圖(b)：具有該第一頻率的驅動脈波的示意圖；第三圖：調整亮度設備的示意圖；第四圖(a)：具有該第二頻率的斷續脈波的示意圖；第四圖(b)：具有該第二頻率的驅動脈波的示意圖；及第五圖：具有自動調整亮度的顯示裝置之操作方法。
10‧‧‧具有自動調整亮度的顯示裝置
12‧‧‧系統模組
13‧‧‧光源調控模組
14‧‧‧顯示器
15‧‧‧具有第一頻率的斷續脈波
16‧‧‧具有第一頻率的驅動脈波
19‧‧‧色彩分析儀
22‧‧‧驅動信號
30‧‧‧亮度調整設備
20‧‧‧縮放控制器
140‧‧‧內部光源
141‧‧‧面板
1410‧‧‧影像
Sig1‧‧‧影像信號
Value1‧‧‧第一亮度值
Store1‧‧‧第一組對應值

Claims (17)

  1. 一種具有自動調整亮度的顯示裝置，包含：一顯示器，接收一驅動信號以產生一影像，該影像具有一影像亮度，該顯示器包含：一面板，接收該驅動信號以顯示該影像；及一內部光源，該內部光源作為該顯示裝置的背光源，並回應一驅動脈波以提供該影像的亮度；一系統模組，偵測一影像信號，該系統模組響應該影像信號，而輸出具有一第一頻率的一斷續脈波；當該影像信號來源切換時，該系統模組將該第一頻率調整至一第二頻率以調整該影像的亮度維持在一標準亮度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該系統模組還包含一縮放控制器，該縮放控制器包含一訊號感測器與一記憶體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該顯示裝置還包含：一光源調控模組，響應該斷續脈波而輸出該驅動脈波來驅動該內部光源，據以調整該影像亮度至一標準亮度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該影像信號為高解析多媒體界面(HDMI)信號、數位電視信號(DTV)、電視信號(TV)、視頻圖形陣列(VGA)、複合視頻(AV)、色差視訊(YPbPr)、及歐洲無線電與電視信號(SCART)其中之一。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的顯示裝置，其中該光源調控模組以脈衝模式運作。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的顯示裝置，其中該標準亮度為300cd/m2 ，當該影像信號為高解析多媒體界面(HDMI)時，該第一頻率為220赫茲，且該影像的亮度被調整為該標準亮度。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的顯示裝置，其中當該影像信號來源切換成歐洲無線電與電視信號(SCART)，且該影像的亮度為 290cd/m2 時，該第一頻率被調整至該第二頻率230赫茲，以調整該影像亮度至該標準亮度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該顯示裝置為一液晶顯示裝置，且該內部光源為一燈管。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該顯示裝置為一背投影顯示裝置，且該內部光源為一燈管。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該顯示裝置為一投影裝置，且該內部光源為一燈管。
  11. 一種具有自動調整亮度的系統模組，該系統模組檢測一影像信號且響應該影像信號而輸出具有一第一頻率的一斷續脈波，並提供一驅動信號給該顯示裝置以顯示一影像像；當該影像信號來源切換時，該系統模組將該第一頻率調整至一第二頻率，並調整該影像的亮度以維持在一標準亮度。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的系統模組，其中該系統模組還包含一縮放控制器，該縮放控制器包含一訊號感測器與一記憶體。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的系統模組，其中該系統模組用於一顯示裝置。
  14. 如申請專利範圍第11項所述的系統模組，其中該影像信號為高解析多媒體界面(HDMI)信號、數位電視信號(DTV)、電視信號(TV)、及歐洲無線電與電視信號(SCART)其中之一。
  15. 如申請專利範圍第11項所述的系統模組，其中該標準亮度為300cd/m2 ，當該影像信號為高解析多媒體界面(HDMI)時，該第一頻率為220赫茲，且該影像亮度被調整為該標準亮度。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的系統模組，其中當該影像信號來源切換成歐洲無線電與電視信號(SCART)，且該影像的亮度為290cd/m2 時，該第一頻率被調整至該第二頻率230赫茲，以調整該影像亮度至該標準亮度。
  17. 一種具有自動調整亮度的顯示裝置之操作方法，該顯示裝 置包含一內部光源，而該操作方法包含下列步驟：(a)偵測一影像信號；(b)響應該影像信號，而輸出具有一第一頻率的一斷續脈波，並提供一驅動信號給該顯示裝置，以顯示一影像；以及(c)當該影像信號來源切換時，該第一頻率被調整至一第二頻率，且該顯示裝置的一光源調控模組響應該斷續脈波而輸出一驅動脈波來驅動該內部光源，進而調整該圖像的亮度以維持在一標準亮度。
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