專利名稱：顯示裝置的光回授控制系統(tǒng)與光回授控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置的光回授控制系統(tǒng)與光回授控制方法，特別是有關(guān)一種用以監(jiān)控光源的亮度或色彩信號以進(jìn)行回授控制的光回授控制系統(tǒng)與光回授控制方法。
背景技術(shù)：
在液晶顯示裝置中，由于發(fā)光元件會因為多項因素而導(dǎo)致光學(xué)特性衰減。例如發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)的發(fā)光特性常會因熱或使用時間久遠(yuǎn)而造成衰減， 因此以發(fā)光二極管作為光源的背光模塊(backlight unit, BLU)中通常會加入光學(xué)傳感器 (optical sensor)來做背光模塊的回授控制，而光學(xué)傳感器又可依據(jù)偵測的內(nèi)容細(xì)分為亮度傳感器(light sensor)以及色彩傳感器(color sensor)，以分別進(jìn)行光亮度以及色彩的回授控制。由于液晶面板的穿透率日漸改善提高，以目前的電視用面板而言，其穿透率可達(dá) 5%以上，而在無彩色濾光片(color filter)的液晶面板上，其穿透率更可高達(dá)20%。在這樣的環(huán)境下，當(dāng)前述光學(xué)傳感器在偵測背光模塊的光信號時，會受到外在環(huán)境光源的影響而同時偵測到環(huán)境光的信號，造成回授控制上的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于公知技術(shù)的缺點，本發(fā)明提出一種能準(zhǔn)確回授背光元件的光學(xué)特性并且能用以校正背光元件的光學(xué)表現(xiàn)的光回授控制系統(tǒng)。本發(fā)明另外提出一種用以獲得正確的回授信號的回授控制方法。本發(fā)明提供一種光回授控制系統(tǒng)，其包含有光源驅(qū)動器、傳感器以及控制器。所述光源驅(qū)動器連接一個背光元件并驅(qū)動所述背光元件。所述控制器連接所述傳感器以及所述光源驅(qū)動器，且控制所述傳感器在所述背光元件開啟及關(guān)閉期間感應(yīng)光源以對應(yīng)產(chǎn)生多個信號，所述控制器依據(jù)所述多個信號計算出一個回授信號，而所述回授信號用于校正所述背光元件的光學(xué)表現(xiàn)。本發(fā)明另提供一種光回授控制系統(tǒng)，其包含有光源驅(qū)動器、傳感器以及控制器。所述光源驅(qū)動器連接一個背光元件，且在一個環(huán)境照明裝置關(guān)閉期間驅(qū)動所述背光元件。所述控制器連接所述傳感器以及所述光源驅(qū)動器，用來控制所述傳感器與所述光源驅(qū)動器同步以感應(yīng)所述背光光源，并輸出一個回授信號，而所述回授信號用于校正所述背光元件的光學(xué)表現(xiàn)。本發(fā)明另提供一種光回授控制方法，包括下列步驟以間歇性且彼此交錯的方式驅(qū)動一個背光元件以及一個環(huán)境照明裝置；在所述背光元件開啟期間感應(yīng)光源，并對應(yīng)輸出一個回授信號；以及根據(jù)所述回授信號校正所述背光元件的光學(xué)表現(xiàn)。本發(fā)明另提供一種光回授控制方法，包括下列步驟以間歇性且彼此交錯的方式驅(qū)動一個背光元件以及一個環(huán)境照明裝置；在所述背光元件開啟期間感應(yīng)光源，并對應(yīng)輸出一個回授信號；以及根據(jù)所述回授信號校正所述背光元件的光學(xué)表現(xiàn)。
本發(fā)明所公開的光回授控制系統(tǒng)以及光回授控制方法，可以在有效除去環(huán)境光源的影響下，準(zhǔn)確地偵測顯示裝置的背光元件的光學(xué)特性，以進(jìn)行光回授控制。此外，本發(fā)明亦可同步控制發(fā)光二極管環(huán)境光源，使環(huán)境光源與顯示裝置的背光光源交錯地開啟，使顯示裝置獲得更好的光學(xué)表現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明所公開第一實施例的光回授控制系統(tǒng)的功能示意圖。圖2為本發(fā)明第一實施例的光傳感器取樣以及輸出回授信號的示意圖。圖3為本發(fā)明所公開第二實施例的光回授控制系統(tǒng)的功能示意圖。圖4為本發(fā)明第二實施例的光傳感器取樣以及輸出回授信號的示意圖。圖5為本發(fā)明所公開第三實施例的光回授控制系統(tǒng)的功能示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下10、20、30 顯示裝置11、21、31 背光模塊12、22、32 背光元件13、23、73 光傳感器14,24,34 光源驅(qū)動器 15、25、75 控制器16減法器40環(huán)境光源50環(huán)境照明裝置 60通信接ロ70遙控裝置81、91背光信號82、92環(huán)境光信號 83、93取樣信號84第一信號85第二信號86,94回授信號100、200、300光回授控制系統(tǒng)201、202、203、圖表401、40具體實施例方式本發(fā)明所公開的光回授控制系統(tǒng)，是在顯示裝置(如以發(fā)光二極管或冷陰極熒光燈管作為背光光源的平面顯示器、平面電視)中加入光傳感器的同步控制技術(shù)，以對背光光源獲得更準(zhǔn)確的感應(yīng)回授，提供顯示裝置正確的回授信號，以供顯示裝置據(jù)以輸出的背光光源得到最佳化。請參考圖1，圖1是本發(fā)明所公開第一實施例的光回授控制系統(tǒng)100的功能示意圖。光回授控制系統(tǒng)100應(yīng)用在一個顯示裝置10中，其中顯示裝置10具有一個背光模塊 11，其包含多個背光元件12。在本發(fā)明中，背光模塊11可使用冷陰極熒光燈管、白光發(fā)光二極管(white LED)或由紅色、綠色、藍(lán)色的三種發(fā)光二極管所組成的復(fù)色光的背光元件12， 背光元件12用來產(chǎn)生顯示裝置10的背光光源，且由一個光源驅(qū)動器14，可以是脈沖寬度調(diào)變(pulse width modulation,PWM)電路或變頻器(inverter)以一個特定的頻率控制發(fā)光。在背光模塊11內(nèi)設(shè)有一個光傳感器13，依據(jù)背光元件12的不同，光傳感器13可以使用色彩傳感器(color sensor)以感應(yīng)紅色、綠色、藍(lán)色的發(fā)光二極管的光強度以及顏色信號，或是使用亮度傳感器(light sensor)以感應(yīng)白光發(fā)光二極管的光強度信號。由于在背光模塊11內(nèi)的光傳感器13不僅會感應(yīng)到背光元件12的信號，也會感應(yīng)到環(huán)境光源40穿透過液晶面板(圖上未顯示)而進(jìn)入背光模塊11的光信號，因此環(huán)境光源40會對光傳感器13的感應(yīng)造成影響，使光傳感器13輸出的感應(yīng)信號并非單純是背光元件12貢獻(xiàn)的。因此在光回授控制系統(tǒng)100加入一個控制器15，其連接光傳感器13以及光源驅(qū)動器14，且在光源驅(qū)動器14驅(qū)動背光元件12開啟以及關(guān)閉期間，控制器15控制光傳感器13感應(yīng)光源以產(chǎn)生多個信號。當(dāng)背光模塊11的背光元件12在光源驅(qū)動器14驅(qū)動下開啟發(fā)光時，光傳感器13感應(yīng)到背光元件12的背光光源加上環(huán)境光源40的光強度，當(dāng)背光元件12在光源驅(qū)動器14未驅(qū)動其發(fā)光的關(guān)閉期間，光傳感器13感應(yīng)到環(huán)境光源40的光強度。控制器15則利用這兩種狀態(tài)下分別取得的光傳感器13的信號值，并以減法器16 扣除環(huán)境光源40的影響，而輸出單純因感應(yīng)背光元件12而產(chǎn)生的回授信號，并據(jù)以校正顯示裝置10的背光元件12的光學(xué)表現(xiàn)。請參考圖2，圖2是第一實施例的光傳感器13取樣以及輸出回授信號的示意圖。 其中為了能在背光元件12開啟以及關(guān)閉期間分別控制光傳感器13感應(yīng)取樣，光源驅(qū)動器 14以一個特定頻率驅(qū)動背光元件12，而控制器15以兩倍于該特定頻率控制光傳感器13感應(yīng)。舉例而言，如圖2中的圖表201所示，背光元件12發(fā)出的背光信號81以一個第一頻率產(chǎn)生，環(huán)境光源40產(chǎn)生的環(huán)境光信號82則持續(xù)存在，而光傳感器13則以兩倍于該第一頻率輸出取樣信號83。在這樣的取樣頻率下，如圖表202所示，光傳感器13會分別對應(yīng)輸出包含背光信號81以及環(huán)境光信號82的第一信號84，以及僅包含環(huán)境光信號82的第二信號 85，最后經(jīng)由減法器16將第一信號84減去第二信號85，如圖表203所示，即可輸出單純由背光元件12所貢獻(xiàn)的回授信號86。最后顯示裝置10再依據(jù)回授信號86來校正背光元件 12所產(chǎn)生的背光光源。此外，若以發(fā)光二極管元件來實現(xiàn)在空間中的環(huán)境照明，本發(fā)明可進(jìn)一步將環(huán)境光源與顯示裝置的輸出結(jié)合控制，使顯示裝置的表現(xiàn)有更好的質(zhì)量。請參考圖3，圖3是本發(fā)明所公開第二實施例的光回授控制系統(tǒng)200的功能示意圖。其中顯示裝置20、背光模塊 21、背光元件22、光傳感器23以及光源驅(qū)動器M的相關(guān)功能以及結(jié)構(gòu)與第一實施例類似， 而在第二實施例中，環(huán)境光源由一個環(huán)境照明裝置50提供，且為了有效使用本發(fā)明第二實施例所公開的系統(tǒng)，用來進(jìn)行光回授控制的顯示裝置20設(shè)置在以環(huán)境照明裝置50作為唯一環(huán)境光源的空間內(nèi)。環(huán)境照明裝置50與背光元件22皆是受各自的光源驅(qū)動器控制驅(qū)動發(fā)光的發(fā)光二極管元件或冷陰極熒光燈管，在環(huán)境照明裝置50與顯示裝置20之間，另設(shè)置一個通信接口 60，以有線(實體線路傳輸接口)或無線(紅外線、無線射頻)的方式在環(huán)境照明裝置50以及顯示裝置20之間傳輸信號。環(huán)境照明裝置50受自身的光源驅(qū)動器驅(qū)動發(fā)光，也可通過通信接口 60由顯示裝置20內(nèi)的光源驅(qū)動器M驅(qū)動發(fā)光。在顯示裝置20 內(nèi)，光源驅(qū)動器M以一個第一頻率驅(qū)動背光元件22發(fā)光，而環(huán)境照明裝置50通過通信接口 60與光源驅(qū)動器M傳遞信號，并且也以該第一頻率驅(qū)動發(fā)光產(chǎn)生一個環(huán)境光源。而在這個實施例中，背光元件22與環(huán)境照明裝置50是彼此交錯地被驅(qū)動發(fā)光，也就是說，光源驅(qū)動器M在環(huán)境照明裝置50未被驅(qū)動的關(guān)閉期間才驅(qū)動背光元件22發(fā)光。控制器25則僅需與光源驅(qū)動器M同步，以便驅(qū)動光傳感器23。這樣，控制器25即可控制光傳感器23 只感應(yīng)到背光元件22所產(chǎn)生的背光光源。請一并參考圖4，圖4即為本發(fā)明第二實施例的光傳感器23取樣以及輸出回授信號的示意圖。由圖4中的圖表401可看出，通過光源驅(qū)動器M的控制，背光元件22被間歇性地驅(qū)動并且發(fā)出背光信號91。此背光信號91與環(huán)境照明裝置50所發(fā)出的環(huán)境光信號92 是彼此交錯產(chǎn)生，而光傳感器23的取樣信號93則是在與背光元件22同步作動時產(chǎn)生的。 這樣即可感應(yīng)到單純的背光模塊21中的背光元件22的背光信號91，并且如圖表402所示， 輸出為一個回授信號94，此時環(huán)境照明裝置50為不發(fā)光狀態(tài)，因此不會對光傳感器23造成干擾。而在背光元件22不發(fā)光以及光傳感器23不取樣時，環(huán)境照明裝置50再受驅(qū)動發(fā)光。這樣，在環(huán)境光源是可受光源驅(qū)動器控制的發(fā)光二極管光源時，就可以很容易地交錯驅(qū)動環(huán)境中的發(fā)光二極管光源以及背光模塊21中的背光元件光源，使顯示裝置20的光傳感器23可以感應(yīng)到更正確的信號而不會被環(huán)境光源影響。此外，若環(huán)境照明裝置50具有多組各自獨立的發(fā)光二極管光源，則可各自通過通信接口 60與顯示裝置20傳遞信號，以獲得一致的發(fā)光頻率，再依照上述方式交錯發(fā)光。上述的光回授控制系統(tǒng)100、200中，用來產(chǎn)生回授信息的光傳感器13、23是設(shè)置在顯示裝置10、20的背光模塊11、21內(nèi)。而在本發(fā)明以下公開的第三實施例中，光傳感器更可直接設(shè)置在顯示裝置的外部(例如使用者手上的遙控器上)，使顯示裝置能更精準(zhǔn)地控制液晶面板上所呈現(xiàn)的亮度以及顏色。如圖5的光回授控制系統(tǒng)300所示，顯示裝置30 中的背光模塊31、背光元件32以及光源驅(qū)動器34與前述實施例類似，而光傳感器73以及控制器75則設(shè)置在顯示裝置30外的一個遙控裝置70或墻壁上，控制器75與環(huán)境照明裝置50皆以有線或無線的方式通過通信接口 60與光源驅(qū)動器34傳遞信號，環(huán)境照明裝置50 則與光傳感器73、背光元件32交錯地被驅(qū)動，因此光傳感器73受控制器75控制而同步感應(yīng)背光元件32的背光光源，并避免受到環(huán)境照明裝置50的環(huán)境光源干擾。最后控制器75 將光傳感器73所產(chǎn)生的回授信號通過通信接口 60傳給顯示裝置30進(jìn)行校正。而在圖5的實施例中，也可直接采用圖1的第一實施例的方式，即在環(huán)境光源持續(xù)存在的環(huán)境下，光傳感器73受控制器75以倍頻取樣的方式感應(yīng)背光元件32以及環(huán)境光源，再利用減法器將環(huán)境光源的影響扣除而獲得正確的回授信號。本發(fā)明所公開的光回授控制系統(tǒng)利用設(shè)置在背光模塊內(nèi)或顯示裝置外的一個光傳感器，以倍頻于背光元件的發(fā)光頻率的方式感應(yīng)背光元件的光強度信號以及環(huán)境光源， 在扣除背光元件不發(fā)光時所感應(yīng)到的環(huán)境光源的影響后，輸出正確的背光光源回授信號。 光回授控制系統(tǒng)也可進(jìn)一步控制環(huán)境光源與背光元件，并交錯驅(qū)動環(huán)境光源與背光元件發(fā)光，而光傳感器則與背光元件同步來感應(yīng)背光元件的光信號，使光傳感器能獲得背光元件的光強度或色彩的正確信息，并提供顯示裝置進(jìn)行回授控制。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置的光回授控制系統(tǒng)，其包含有光源驅(qū)動器，連接一個背光元件并驅(qū)動所述背光元件；傳感器；以及其特征在于，所述光回授控制系統(tǒng)包含有控制器，連接所述傳感器與所述光源驅(qū)動器，且控制所述傳感器在所述背光元件開啟及關(guān)閉期間感應(yīng)光源以對應(yīng)產(chǎn)生多個信號，所述控制器根據(jù)所述多個信號計算出一個回授信號，而所述回授信號用于校正所述背光元件的光學(xué)表現(xiàn)。
2.如權(quán)利要求1所述的光回授控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所述傳感器在所述背光元件開啟期間感應(yīng)光源以對應(yīng)產(chǎn)生一個第一信號，且所述傳感器在所述背光元件關(guān)閉期間感應(yīng)光源以對應(yīng)產(chǎn)生一個第二信號，所述控制器是用來將所述第一信號減去所述第二信號以輸出所述回授信號。
3.如權(quán)利要求1所述的光回授控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所述傳感器是一個亮度傳感器或一個色彩傳感器，所述光源驅(qū)動器是一個脈沖寬度調(diào)變驅(qū)動電路或一個變頻器，所述背光元件是一個發(fā)光二極管或一個冷陰極熒光燈管。
4.一種顯示裝置的光回授控制系統(tǒng)，其包含有光源驅(qū)動器，連接一個背光元件，且在一個環(huán)境照明裝置關(guān)閉期間驅(qū)動所述背光元件；傳感器；以及其特征在于，所述光回授控制系統(tǒng)包含有控制器，連接所述傳感器與所述光源驅(qū)動器，用來控制所述傳感器與所述光源驅(qū)動器同步以感應(yīng)光源，并輸出一個回授信號，而所述回授信號用于校正所述背光元件的光學(xué)表現(xiàn)。
5.如權(quán)利要求4所述的光回授控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所述光源驅(qū)動器與所述環(huán)境照明裝置是通過一個通信接口來協(xié)調(diào)所述背光元件的開啟與關(guān)閉。
6.如權(quán)利要求4所述的光回授控制系統(tǒng)，其特征在于，所述光回授控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個通信接口，設(shè)置在所述光源驅(qū)動器以及所述控制器之間，所述控制器通過所述通信接口與所述驅(qū)動器同步，且所述控制器通過所述通信接口將所述回授信號輸出至所述光源驅(qū)動器。
7.如權(quán)利要求6所述的光回授控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所述通信接口為紅外線或無線射頻傳輸接口或連接在所述光源驅(qū)動器以及所述控制器之間的一個有線傳輸接口。
8.如權(quán)利要求6所述的光回授控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所述傳感器以及所述控制器是設(shè)置在一個遙控裝置上。
9.如權(quán)利要求4所述的光回授控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所述光源驅(qū)動器是一個脈沖寬度調(diào)變驅(qū)動電路或一個變頻器，所述傳感器是一個亮度傳感器或一個色彩傳感器。
10.如權(quán)利要求4所述的光回授控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所述光回授控制系統(tǒng)設(shè)置在以所述環(huán)境照明裝置為唯一的環(huán)境光源的空間內(nèi)。
11.一種光回授控制方法，其特征在于，所述光回授控制方法包括步驟間歇性地驅(qū)動一個背光元件；在所述背光元件開啟期間感應(yīng)光源，并對應(yīng)輸出一個第一信號；在所述背光元件關(guān)閉期間感應(yīng)光源，并對應(yīng)輸出一個第二信號； 根據(jù)所述第一信號與所述第二信號計算出一個回授信號；以及根據(jù)所述回授信號校正所述背光元件的光學(xué)表現(xiàn)。
12.如權(quán)利要求11所述的光回授控制方法，其特征在于，其中所述回授信號是通過所述第一信號減去所述第二信號而計算出的。
13.一種光回授控制方法，其特征在于，所述光回授控制方法包括步驟 以間歇性且彼此交錯的方式驅(qū)動一個背光元件以及一個環(huán)境照明裝置； 在所述背光元件開啟期間感應(yīng)光源，并對應(yīng)輸出一個回授信號；以及根據(jù)所述回授信號校正所述背光元件的光學(xué)表現(xiàn)。
14.如權(quán)利要求13所述的光回授控制方法，其特征在于，所述光回授控制方法進(jìn)一步包括步驟利用一個通信界面以協(xié)調(diào)所述背光元件與所述環(huán)境照明裝置以彼此交錯的方式驅(qū)動發(fā)光。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種顯示裝置的光回授控制系統(tǒng)與光回授控制方法，利用設(shè)置在背光模塊內(nèi)或顯示裝置外的一個光傳感器，以倍頻于背光元件的發(fā)光頻率的方式感應(yīng)背光元件的光強度信號以及環(huán)境光源，在扣除背光元件不發(fā)光時所感應(yīng)到的環(huán)境光源的影響后，輸出正確的背光光源回授信號。光回授控制系統(tǒng)也可進(jìn)一步控制環(huán)境光源與背光元件，并驅(qū)動環(huán)境光源與背光元件交錯發(fā)光，而光傳感器則與背光元件同步來感應(yīng)背光元件的光信號，以獲得背光元件的光強度或色彩的正確信息，并提供顯示裝置進(jìn)行回授控制。
文檔編號G09G3/24GK102376245SQ20101025013
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者周維仁 申請人:瑞軒科技股份有限公司