TWI788829B

TWI788829B - 調光方法及顯示裝置

Info

Publication number: TWI788829B
Application number: TW110115617A
Authority: TW
Inventors: 陳紹婷; 林逸凡; 葉啟龍; 蕭開元
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2021-04-29
Filing date: 2021-04-29
Publication date: 2023-01-01
Also published as: US20220351692A1; CN113963656A; TW202242842A

Abstract

一種調光方法適用於一種顯示裝置。調光方法包含以下步驟：取得顯示裝置之面板及背光板之複數個區域之複數個第一區域峰值亮度；平均複數個第一區域峰值亮度以取得總體峰值亮度值；根據總體峰值亮度值比對查找表以取得亮度調整數值；以及根據亮度調整數值調整複數個區域之複數個第一區域峰值亮度為複數個第二區域峰值亮度。複數個第一區域峰值亮度可相同或不同於複數個第二區域峰值亮度。

Description

調光方法及顯示裝置

本案涉及一種顯示技術領域。詳細而言，本案涉及一種調光方法及一種顯示裝置。

顯示裝置的次毫米發光二極體(mini light emitting device)設計趨向提升顯示畫面的品質。當顯示裝置處於正常標準範圍(Standard Dynamic Range, SDR)模式下，顯示裝置之顯示畫面具有高灰階及低灰階的區域。高灰階區域的發光二極體提供較高的亮度。低灰階區域的發光二極體提供較低的亮度。因此，顯示裝置可以提供高亮度及高對比度的效果。當顯示畫面的色彩趨近於白色時，發光二極體提供的高亮度反而會造成使用者的眼睛不舒服。此外，顯示裝置將會增加電源消耗以維持發光二極體之高亮度。

因此，上述技術尚存諸多缺陷，而有待本領域從業人員研發出其餘適合的調光方式。

本案的一面向涉及一種調光方法。調光方法適用於一種顯示裝置。調光方法包含以下步驟：取得顯示裝置之面板及背光板之複數個區域之複數個第一區域峰值亮度；平均複數個第一區域峰值亮度以取得總體峰值亮度值；根據總體峰值亮度值比對查找表以取得亮度調整數值；以及根據亮度調整數值調整複數個區域之複數個第一區域峰值亮度為複數個第二區域峰值亮度。複數個第一區域峰值亮度可相同或不同於複數個第二區域峰值亮度。

本案的另一面向涉及一種顯示裝置。顯示裝置包含面板、記憶體、時序控制及運算器以及背光板區域光調整器。記憶體用以儲存查找表。時序控制及運算器耦接於面板、背光板及記憶體，並用以取得面板之複數個區域之複數個第一區域峰值亮度，以平均複數個第一區域峰值亮度以取得總體峰值亮度值，藉以根據總體峰值亮度值比對查找表以取得亮度調整數值。背光板區域光調整器耦接於面板、背光板、記憶體及時序控制及運算器，並用以根據亮度調整數值調整複數個區域之複數個第一區域峰值亮度為複數個第二區域峰值亮度。複數個第一區域峰值亮度可相同或不同於複數個第二區域峰值亮度。

以下將以圖式及詳細敘述清楚說明本案之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本案之實施例後，當可由本案所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本案之精神與範圍。

本文之用語只為描述特定實施例，而無意為本案之限制。單數形式如“一”、“這”、“此”、“本”以及“該”，如本文所用，同樣也包含複數形式。

關於本文中所使用之『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限於。關於本文中所使用之用詞（terms），除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在本案之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本案之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本案之描述上額外的引導。

第1圖為根據本案一些實施例繪示的顯示裝置100之電路方塊示意圖。在一些實施例中，請參閱第1圖，顯示裝置100包含面板110、記憶體120、時序控制及運算器130、電源供應器140、背光板區域光調整器150及背光板160。在一些實施例中，顯示裝置100包含行動裝置或電腦螢幕或筆電。

在一些實施例中，面板110包含橫向電場效應顯示技術(In-Plane-Switching, IPS) 液晶、垂直排列液晶(Vertical Alignment liquid crystal, VA) 液晶及扭曲向列型液晶(Twisted nematic liquid crystal, TN)面板其中一者。在一些實施例中，面板110包含背光板160。

在一些實施例中，記憶體120可為快閃(Flash)記憶體、硬碟(Hard Disk Drive, HDD)、固態硬碟(Solid State drive, SSD)、動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory, DRAM)或靜態隨機存取記憶體(Static Random Access Memory, SRAM)。

在一些實施例中，時序控制及運算器130包含但不限於單一處理器以及多個微處理器之集成，例如，時序控制器積體電路(Timing controller integrated circuit)或特定應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)。在一些實施例中，時序控制及運算器130耦接於面板110、記憶體120、電源供應器140、背光板區域光調整器150及背光板160。

在一些實施例中，時序控制及運算器130用以偵測顯示裝置100出射顯示畫面的所有光線。在一些實施例中，時序控制及運算器130用以偵測顯示裝置100之複數個畫素及面板110中之背光板160的所有光線。在一些實施例中，時序控制及運算器130用以計算顯示裝置100之內部電壓、電流或工作週期(或稱占空比, Duty Ratio)等值以推算顯示裝置100出射顯示畫面的所有光線之光亮度。

在一些實施例中，電源供應器140耦接於記憶體120、時序控制及運算器130、背光板區域光調整器150以及系統母板170。系統母板170藉由開關190耦接電源900以對系統母板170及顯示裝置100進行充電。須說明的是，開關190僅用以表達開或關狀態，藉以表示顯示裝置100及系統母板170是否耦接電源900並進行充電。時序控制及運算器130根據其狀態決定顯示裝置100處於效能模式或節能模式。

在一些實施例中，背光板區域光調整器150耦接於面板110、時序控制及運算器130、電源供應器140及背光板160。背光板區域光調整器150用以調整顯示裝置100出射顯示畫面的所有光線。在一些實施例中，背光板區域光調整器150用以調整顯示裝置100之複數個畫素及面板110及背光板160的所有光線。

在一些實施例中，為使本案之顯示裝置100操作易於理解，請一併參閱第1圖至第4圖，第2圖為根據本案一些實施例繪示的調光方法200之步驟流程示意圖。第3圖為根據本案一些實施例繪示的顯示裝置100之面板110之複數個區域亮度之原本狀態示意圖。第4圖為根據本案一些實施例繪示的顯示裝置100之面板110之複數個區域亮度之經調光後之狀態示意圖。第3圖及第4圖之顯示裝置100對應至第1圖之顯示裝置100。在一些實施例中，此調光方法200可由第1圖之顯示裝置100所執行。本案之調光方法200包含以下步驟：

於步驟210中，取得顯示裝置之面板及背光板之複數個區域之複數個第一區域峰值亮度。

在一些實施例中，請參閱第1圖至第3圖，首先，顯示裝置100之面板110之顯示畫面將被分為如第3圖所示之複數個區域。接著，第1圖之顯示裝置100之時序控制及運算器130用以取得第3圖之面板110及第1圖之背光板160之複數個區域(區域A1至A9)之複數個第一區域峰值亮度。在一些實施例中，第1圖之顯示裝置100之時序控制及運算器130用以偵測顯示裝置100出射顯示畫面的複數個區域的所有光線並計算第一區域峰值亮度。在一些實施例中，第一區域峰值亮度包含平均數值或平均比例值。

於實作上，第3圖之顯示裝置100之複數個區域可分為512個或以上的區域。須說明的是，第3圖之顯示裝置100之複數個區域之數量及尺寸大小不以圖式之實施例為限。

於步驟220中，平均複數個第一區域峰值亮度以取得總體峰值亮度值。

在一些實施例中，請參閱第1圖至第3圖，第1圖之顯示裝置100之時序控制及運算器130平均面板110及第1圖之背光板160之複數個區域(如第3圖所示)取得的複數個第一區域峰值亮度，以取得總體峰值亮度值。在一些實施例中，總體峰值亮度值包含平均數值或平均比例值。舉例而言，時序控制及運算器130取得從面板110及背光板160之第一區域A1至第九區域A9之第一區域峰值亮度分別依序為10%、70%、30%、50%、50%、70%、70%、30%及70%。時序控制及運算器130將上述複數個第一區域峰值亮度相加後平均，以得到總體峰值亮度值為50%。

於步驟230中，根據總體峰值亮度值比對查找表以取得亮度調整數值。

在一些實施例中，請參閱第1圖及第2圖，顯示裝置100之記憶體120用以儲存有關於區域峰值亮度的查找表。時序控制及運算器130根據總體峰值亮度值比對查找表以取得亮度調整數值。區域峰值亮度的查找表呈現如下：

總體峰值亮度值(Overall Peak Ration, OPR)	亮度調整數值
10%	100%
30%	85%
50%	75%
70%	60%
100%	50%

表一

於實作上，表一中的數值可以客製化，並不以表格之實施例為限。此外，當亮度調整數值為100%時，面板110調整前的亮度相同於面板110調整後的亮度。背光板160調整前的亮度也相同於背光板160調整後的亮度。

承上述步驟220所列舉的例子，現今時序控制及運算器130取得總體峰值亮度值為50%。接著，時序控制及運算器130比對記憶體120中的表一後，時序控制及運算器130查找到亮度調整數值為75%，並傳送亮度調整數值至背光板區域光調整器150。

於步驟240中，根據亮度調整數值調整複數個區域之複數個第一區域峰值亮度為複數個第二區域峰值亮度。

在一些實施例中，請參閱第1圖至第4圖，顯示裝置100之背光板區域光調整器150根據亮度調整數值調整面板110及背光板160之複數個區域之複數個第一區域峰值亮度為複數個第二區域峰值亮度。第一區域峰值亮度為調整前的亮度。第二區域峰值亮度為調整後的亮度。第一區域峰值亮度可相同或不同於第二區域峰值亮度。在一些實施例中，調整亮度數值之方式包含加法、減法、乘法、除法、或前述計算方式之排列組合。

承上述步驟230所列舉的例子，背光板區域光調整器150根據亮度調整數值75%分別調整第3圖之顯示裝置100的區域A1至A9之第一區域峰值亮度，並調整為第4圖之顯示裝置100的區域A1’至A9’之第二區域峰值亮度。第一區域峰值亮度可相同或不同於第二區域峰值亮度，並不以圖式之實施例為限。詳細而言，第3圖之區域A1至A9之第一區域峰值亮度(10%、70%、30%、50%、50%、70%、70%、30%及70%)分別乘以亮度調整數值75%。接著，第4圖之區域A1’至A9’之第二區域峰值亮度被調整後的數值分別為7.5%、52.5%、22.5%、37.5%、37.5%、52.5%、52.5%、22.5%及52.5%。

在一些實施例中，請參閱第1圖及第2圖，於上述本案調光方法200之步驟230中，若時序控制及運算器130根據總體峰值亮度值比對查找表，未取得亮度調整數值時，時序控制及運算器130計算亮度調整數值。接著，時序控制及運算器130根據總體峰值亮度值及查找表計算亮度調整數值。

在一些實施例中，時序控制及運算器130根據總體峰值亮度值及查找表計算亮度調整數值之步驟包含內插及外插其中至少一者。舉例而言，現今顯示裝置100之時序控制及運算器130取得總體峰值亮度值為54%。時序控制及運算器130根據總體峰值亮度值54%比對記憶體120之表一。時序控制及運算器130未取得對應總體峰值亮度值54%的亮度調整數值時，時序控制及運算器130將以內插法計算亮度調整數值。時序控制及運算器130根據總體峰值亮度值54%及如表一所示之查找表內插以取得亮度調整數值為72%。

在一些實施例中，顯示裝置100之記憶體120用以儲存有關於區域峰值亮度的查找表。有關於區域峰值亮度的查找表包含如表一所示之第一查找表以及第二查找表。區域峰值亮度的第二查找表如下:

總體峰值亮度值(Overall Peak Ration, OPR)	亮度調整數值
10%	100%
30%	91%
50%	85%
70%	76%
100%	70%

表二

如表二所示，第一查找表(如表一所示)不同於第二查找表(如表二所示)。第一查找表之第一亮度調整數值可相同或不同於第二查找表之第二亮度調整數值。

在一些實施例中，請參閱第1圖、第2圖、表一及表二，於上述本案調光方法200之步驟230中，顯示裝置100之時序控制及運算器130根據總體峰值亮度值選擇第一查找表及第二查找表其中一者，以取得對應第一查找表的第一亮度調整數值或取得對應第二查找表的第二亮度調整數值。舉例而言，現今時序控制及運算器130取得總體峰值亮度值70%，並根據總體峰值亮度值70%選擇表一或表二其中一者，以取得對應表一的第一亮度調整數值60%或取得對應表二的第二亮度調整數值76%。須說明的是，時序控制及運算器130可以根據外在環境的光線或使用者之指令選擇表一及表二其中一者。

在一些實施例中，請參閱第1圖，顯示裝置100之時序控制及運算器130用以偵測處於第一動態範圍模式之面板之亮度。時序控制及運算器130用以偵測處於第二動態範圍模式之面板之亮度。第一動態範圍模式之面板之亮度不同於第二動態範圍模式之該面板之亮度。須說明的是，此處動態範圍(dynamic range, DR)的定義為一個場景中最亮與最暗明度的比值。明暗差異越大，則動態範圍越高。舉例而言，第一動態範圍模式為高動態範圍 (high dynamic range, HDR)1000。第二動態範圍模式為HDR600。須說明的是，HDR1000及HDR600之定義根據顯示裝置之顯示中央區域、整個顯示區域及顯示時間分別具有不同光強度(燭光/尼特)的單位範圍。不同動態範圍模式可選用不同查找表。

在一些實施例中，請參閱第1圖，時序控制及運算器130根據開關190決定顯示裝置100處於效能模式或節能模式。時序控制及運算器130再根據一個來自於使用者的指令決定面板110處於第一動態範圍模式及第二動態範圍模式其中一者。在一些實施例中，顯示裝置100可處於4種不同亮度模式。換言之，顯示裝置100可根據使用需求及環境顯示複數種亮度。

依據上述實施例，本案之調光方法主要用於當顯示裝置之顯示畫面之亮度過強時，可透過第2圖之演算方式，以使整體顯示畫面維持適當的亮度，可省電又護眼；又可於顯示畫面在較暗時，維持高對比度。

依據前述實施例，本案提供一種調光方法及顯示裝置，藉以調整顯示裝置之顯示畫面處於適當的亮度以及節省顯示裝置之電源消耗。

雖然本案以詳細之實施例揭露如上，然而本案並不排除其他可行之實施態樣。因此，本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，而非受於前述實施例之限制。

對本領域技術人員而言，在不脫離本案之精神和範圍內，當可對本案作各種之更動與潤飾。基於前述實施例，所有對本案所作的更動與潤飾，亦涵蓋於本案之保護範圍內。

100:顯示裝置 110:面板 120:記憶體 130:時序控制及運算器 140:電源供應器 150:背光板區域光調整器 160:背光板 170:系統母板 190:開關 900:電源 200:方法 210~240:步驟 A1~A9, A1’~A9’:區域

參照後續段落中的實施方式以及下列圖式，當可更佳地理解本案的內容：第1圖為根據本案一些實施例繪示的顯示裝置之電路方塊示意圖；第2圖為根據本案一些實施例繪示的調光方法之步驟流程示意圖；第3圖為根據本案一些實施例繪示的顯示裝置之面板之複數個區域亮度之原本狀態示意圖；以及第4圖為根據本案一些實施例繪示的顯示裝置之面板之複數個區域亮度之經調光後之狀態示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

200:方法

210~240:步驟

Claims

一種調光方法，適用於一顯示裝置，其中該調光方法包含：計算該顯示裝置之一內部電壓、一電流及一工作週期其中至少一者，以取得該顯示裝置之一面板及一背光板之複數個區域之複數個第一區域峰值亮度；平均該些第一區域峰值亮度以取得一總體峰值亮度值；根據該總體峰值亮度值比對一查找表以取得一亮度調整數值，其中根據該總體峰值亮度值比對該查找表以取得該亮度調整數值之步驟包含：若根據該總體峰值亮度值比對該查找表，未取得該亮度調整數值時，計算該亮度調整數值；以及根據該總體峰值亮度值及該查找表計算該亮度調整數值；以及根據該亮度調整數值調整該些區域之該些第一區域峰值亮度為複數個第二區域峰值亮度，其中該些第一區域峰值亮度可相同或不同於該些第二區域峰值亮度。
如請求項1所述之調光方法，其中根據該總體峰值亮度值及該查找表計算該亮度調整數值之步驟包含內插及外插其中至少一者。
如請求項1所述之調光方法，其中該查找表包含一第一查找表及一第二查找表，該第一查找表不同於該第二查找表，其中根據該總體峰值亮度值比對該查找表以取得該亮度調整數值之步驟包含：根據該總體峰值亮度值選擇該第一查找表及該第二查找表其中一者，以取得對應該第一查找表的一第一亮度調整數值或取得對應該第二查找表的一第二亮度調整數值。
如請求項3所述之調光方法，其中該第一亮度調整數值可相同或不同於該第二亮度調整數值。
一種顯示裝置，包含：一面板；一記憶體，用以儲存一查找表；一時序控制及運算器，耦接於該面板及一背光板及該記憶體，並用以計算該顯示裝置之一內部電壓、一電流及一工作週期其中至少一者，以取得該面板及該背光板之複數個區域之複數個第一區域峰值亮度，以平均該些第一區域峰值亮度以取得一總體峰值亮度值，藉以根據該總體峰值亮度值比對該查找表以取得一亮度調整數值；一背光板區域光調整器，耦接於該面板及該背光板、該記憶體、該時序控制及運算器，並用以根據該亮度調整數值調整該些區域之該些第一區域峰值亮度為複數個第二區域峰值亮度，其中該些第一區域峰值亮度可相同或不同於該些第二區域峰值亮度；以及一電源供應器，該電源供應器耦接於一系統母板，其中該系統母板耦接於一電源，該時序控制及運算器根據該系統母板是否接於該電源之狀態決定該顯示裝置處於一效能模式或一節能模式。
如請求項5所述之顯示裝置，其中該時序控制及運算器用以偵測及推算該面板及該背光板之該些區域之該些第一區域峰值亮度。
如請求項5所述之顯示裝置，其中該時序控制及運算器用以偵測處於一第一動態範圍模式之該面板之亮度或用以偵測處於一第二動態範圍模式之該面板之亮度，其中該第一動態範圍模式之該面板之亮度不同於該第二動態範圍模式之該面板之亮度。
如請求項7所述之顯示裝置，其中當該時序控制及運算器根據該系統母板是否接於該電源決定該顯示裝置處於該效能模式及該節能模式其中一者時，該時序控制及運算器根據一指令決定該面板處於該第一動態範圍模式或該第二動態範圍模式。