專利名稱：用于面板顯示裝置的背光亮度控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置、顯示面板驅(qū)動(dòng)器、以及背光驅(qū)動(dòng)方法，并且特別地涉及顯示
裝置的背光的亮度控制。
背景技術(shù)：
近來的LCD (液晶顯示)裝置，特別是安裝在便攜式終端上的LCD裝置的一個(gè)問題是功率消耗的增加。隨著具有改進(jìn)的分辨率的LCD面板在尺寸上的增長，液晶顯示器的功率消耗在每年增加。背光功率消耗大，并且因此減小背光的功率消耗是用于減小液晶顯示器的總功率消耗的有效措施。 背光的亮度控制的最優(yōu)化是在沒有降低圖像質(zhì)量的情況下減少背光的功率消耗的一個(gè)有效途徑。在沒有降低圖像質(zhì)量的情況下，在顯示黑暗圖像時(shí)減小背光亮度有效地減少了功率消耗。同時(shí)，當(dāng)在黑暗環(huán)境中使用液晶顯示裝置時(shí)，通過降低背光亮度能夠減少功率消耗。另外，近來的蜂窩電話具有根據(jù)用戶設(shè)置來設(shè)置背光亮度的功能，這抑制背光的功率消耗。例如，日本特開專利申請(qǐng)No.P2005-148708A公開了基于顯示圖像的圖畫(picture)電平，S卩，每個(gè)幀的圖像數(shù)據(jù)的值來控制背光亮度的技術(shù)。此外，日本特開專利申請(qǐng)No. 2003-161926公開了基于使用環(huán)境的亮度(即，環(huán)境光強(qiáng)度)控制背光亮度的技術(shù)。
在背光的亮度控制的最優(yōu)化中的一個(gè)問題是背光亮度的調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)的限制。在普遍使用的背光驅(qū)動(dòng)電路(例如，用于LED(發(fā)光二極管)背光的LED驅(qū)動(dòng)器)中，在說明書中指定了背光亮度的調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)。更加具體地，通過亮度控制電路生成其占空比在256個(gè)級(jí)中是可變的P麗信號(hào)，并且背光驅(qū)動(dòng)電路被構(gòu)造為根據(jù)所生成的P麗信號(hào)的占空比來驅(qū)動(dòng)背光亮度。因此，亮度控制電路被構(gòu)造為通過8位數(shù)據(jù)控制背光亮度。然而，對(duì)于背光亮度的特定控制算法來說在256個(gè)級(jí)中的調(diào)節(jié)可能是不夠的。
將下面的控制算法作為一個(gè)示例；
(1)8位背光亮度數(shù)據(jù)被用于指定背光亮度；并且 (2)取決于環(huán)境光強(qiáng)度確定背光亮度數(shù)據(jù)的容許范圍，并且基于圖畫電平在已確定的范圍內(nèi)確定背光亮度數(shù)據(jù)。 當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度高時(shí)(即，使用環(huán)境是明亮的時(shí))，最大的背光亮度被增加并且背光亮度數(shù)據(jù)的容許范圍被相應(yīng)地加寬。另一方面，當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度低時(shí)(當(dāng)使用環(huán)境是黑暗的時(shí))，需要減少最大的背光亮度并且因此背光亮度數(shù)據(jù)的容許范圍變窄。這不良地導(dǎo)致用于黑暗的使用環(huán)境的背光亮度的調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)的減少。 當(dāng)取決于環(huán)境光強(qiáng)度的背光亮度的調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)被減少到用于提供期望圖畫對(duì)比度所必要的級(jí)數(shù)以下時(shí)，不能根據(jù)圖畫電平適當(dāng)?shù)乜刂票彻饬炼?。?dāng)通過6位數(shù)據(jù)表示圖畫電平時(shí)，例如，要求背光亮度的調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)至少為64個(gè)。然而，當(dāng)取決于環(huán)境光強(qiáng)度的背光亮度的調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)變得小于64時(shí)，可能不能基于圖畫電平適當(dāng)?shù)乜刂票彻饬炼取?br> 欲處理此問題，需要構(gòu)造用于控制驅(qū)動(dòng)電路的亮度控制電路和背光驅(qū)動(dòng)電路，使得能夠以更多的級(jí)來調(diào)節(jié)背光亮度。當(dāng)能夠以很多的級(jí)來調(diào)節(jié)背光亮度時(shí)，將不會(huì)出現(xiàn)背光亮度的調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)的短缺。 —條途徑可以是構(gòu)造亮度控制電路，使得生成能夠在許多級(jí)(例如，1024級(jí))中變 化其占空比的P麗信號(hào)，并且構(gòu)造背光驅(qū)動(dòng)電路，使其適合在許多級(jí)中可變的P麗信號(hào)。然 而，此途徑不良地增加電路尺寸。為了生成其占空比在許多級(jí)中可變的P麗信號(hào)，需要構(gòu)造 亮度控制電路以處理多位控制數(shù)據(jù)。這增加亮度控制電路的電路尺寸。另外，當(dāng)構(gòu)造背光 驅(qū)動(dòng)電路從而處理在多個(gè)級(jí)中可變的P麗信號(hào)時(shí)，不良地增加背光驅(qū)動(dòng)電路的電路尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面，一種顯示裝置被提供有顯示面板；背光，該背光照亮顯示 面板；以及背光亮度控制器，該背光亮度控制器控制背光亮度使得背光亮度在每個(gè)幀時(shí)段 的中間是可變的。 當(dāng)在每個(gè)幀時(shí)段的中間改變背光亮度時(shí)，由人眼實(shí)際感知到的背光亮度是每個(gè)幀 時(shí)段中的背光亮度的平均值。因此，事實(shí)上通過控制每個(gè)幀時(shí)段的中間的背光亮度來獲得 背光亮度的中間電平。隨著減少的電路尺寸該途徑允許增加背光亮度的有效調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)。


結(jié)合附圖，從某些優(yōu)選實(shí)施例的以下描述中，本發(fā)明的以上和其它方面、優(yōu)點(diǎn)和特 征將更加明顯，其中 圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的液晶裝置的示例性構(gòu)造的框圖； 圖2是示出在幀時(shí)段的中間，亮度控制信號(hào)的占空比是可變的情況下的背光亮度
控制的時(shí)序圖； 圖3是示出在圖畫電平控制模式下APL與背光亮度數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性的曲線圖；
圖4是示出圖畫電平控制模式中的背光控制的時(shí)序圖； 圖5是示出環(huán)境電平控制模式中的環(huán)境光強(qiáng)度與背光亮度數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性的曲線 圖； 圖6是示出環(huán)境電平控制模式中的背光控制的時(shí)序圖； 圖7是示出圖畫電平/環(huán)境光強(qiáng)度亮度模式中的背光亮度數(shù)據(jù)和APL的關(guān)聯(lián)性的 曲線圖；以及 圖8是解釋在圖畫電平/環(huán)境光強(qiáng)度亮度模式中的背光的控制的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在在此將參考示例性實(shí)施例來描述本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解能夠使 用本發(fā)明的教導(dǎo)完成許多可替選的實(shí)施例，并且本發(fā)明不限于出于解釋性目的而示出的實(shí) 施例。 圖1是示出在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的液晶顯示裝置1的示例性構(gòu)造的框圖。液 晶顯示裝置1被構(gòu)造為根據(jù)從CPU(中央處理單元)2提供的圖像數(shù)據(jù)Din來顯示圖像，并 且包括LCD (液晶顯示)面板3、掃描線驅(qū)動(dòng)器4、 LCD驅(qū)動(dòng)器5、環(huán)境光傳感器6、 LED (發(fā)光 二極管)驅(qū)動(dòng)器7、以及背光8。在本實(shí)施例中，背光8包括LED和光波導(dǎo)，并且其照亮LCD 面板3。
LCD面板3包括信號(hào)線(或者數(shù)據(jù)線)、掃描線(或者柵極線)、以及被布置在其交 點(diǎn)處的液晶像素。掃描線驅(qū)動(dòng)器4驅(qū)動(dòng)LCD面板3內(nèi)的掃描線。掃描線驅(qū)動(dòng)器4可以被安 裝為與LCD面板3相分離的IC(集成電路)，或者通過使用C0G(玻璃上電路)技術(shù)與LCD 面板3集成。 LCD驅(qū)動(dòng)器5具有下述三個(gè)功能。首先，LCD驅(qū)動(dòng)器5響應(yīng)于從CPU 2饋送的同步 信號(hào)9和圖像數(shù)據(jù)Din來驅(qū)動(dòng)LCD面板3的信號(hào)線。其次，LCD驅(qū)動(dòng)器5生成掃描線驅(qū)動(dòng) 時(shí)序控制信號(hào)10，以控制掃描線驅(qū)動(dòng)器4的操作時(shí)序。此外，LCD驅(qū)動(dòng)器5生成亮度控制信 號(hào)11，以控制背光8的亮度。如下面將會(huì)所述，通過P麗(脈沖寬度調(diào)制)技術(shù)生成背光控 制信號(hào)11作為脈沖信號(hào)，并且根據(jù)亮度控制信號(hào)11的占空比控制背光8的亮度。當(dāng)亮度 控制信號(hào)11的占空比是100%時(shí)，背光亮度變得最高，并且當(dāng)亮度控制信號(hào)11的占空比是 0%時(shí)，背光亮度變成零。 環(huán)境光傳感器6被用于在使用液晶顯示器1的環(huán)境中測(cè)量環(huán)境光強(qiáng)度。環(huán)境光傳 感器6生成具有與入射在環(huán)境光傳感器6上的環(huán)境光的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電平的環(huán)境光強(qiáng) 度信號(hào)12，并且將環(huán)境光強(qiáng)度信號(hào)12提供給LCD驅(qū)動(dòng)器5。 LCD驅(qū)動(dòng)器5響應(yīng)于環(huán)境光強(qiáng) 度信號(hào)12來控制背光亮度。 LED驅(qū)動(dòng)器7是背光驅(qū)動(dòng)電路，該背光驅(qū)動(dòng)電路響應(yīng)于從LCD驅(qū)動(dòng)器5提供的亮度 控制信號(hào)11生成驅(qū)動(dòng)電流13，并且將生成的驅(qū)動(dòng)電流13提供給背光8。根據(jù)亮度控制信 號(hào)11的占空比來控制驅(qū)動(dòng)電流13的電流電平。更加簡單地，當(dāng)亮度控制信號(hào)11被設(shè)置為 "高"電平時(shí)，預(yù)定電流電平的驅(qū)動(dòng)電流13被提供給背光8，并且當(dāng)亮度控制信號(hào)11被設(shè)置 為"低"電平時(shí)，停止供給驅(qū)動(dòng)電流13。此種控制根據(jù)亮度控制信號(hào)11的占空比實(shí)現(xiàn)背光 8的亮度的控制。當(dāng)LED驅(qū)動(dòng)器7被構(gòu)造為用于檢測(cè)亮度控制信號(hào)11的占空比時(shí)，根據(jù)檢 測(cè)到的占空比可以控制驅(qū)動(dòng)電流13的電流電平。目前最普通的LED驅(qū)動(dòng)器被構(gòu)造為接收 256級(jí)占空比。S卩，通常，背光亮度的調(diào)整級(jí)數(shù)是256。在下面的描述中，假定LED驅(qū)動(dòng)器7 接收其占空比在256級(jí)中可變的亮度控制信號(hào)ll，將對(duì)其進(jìn)行解釋。 LCD驅(qū)動(dòng)器5包括圖像數(shù)據(jù)識(shí)別電路21、圖像數(shù)據(jù)校正電路22、數(shù)據(jù)寄存器電路 23、鎖存電路24、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路25、灰階電壓生成電路26、時(shí)序控制電路27、以及亮度控 制電路28。 圖像數(shù)據(jù)識(shí)別電路21基于從CPU 2提供的圖像數(shù)據(jù)Din，識(shí)別被顯示在LCD面板 3上的圖像的特征。在本實(shí)施例中，圖像數(shù)據(jù)識(shí)別電路21檢測(cè)每個(gè)幀圖像的圖畫電平和幀 圖像的其它特征，生成用于指示怎樣校正圖像數(shù)據(jù)Din的圖像校正信號(hào)41，并且將圖像校 正信號(hào)41提供給圖像數(shù)據(jù)校正電路22。在本實(shí)施例中，圖像數(shù)據(jù)識(shí)別電路21計(jì)算每個(gè)幀 圖像的APL(平均圖像電平)，并且提供表示被計(jì)算的APL的APL信號(hào)40。 APL是關(guān)注的幀 圖像中的所有像素的灰階電平的平均值。如下面所述，被計(jì)算的APL被用于控制背光8的 亮度。 圖像數(shù)據(jù)校正電路22根據(jù)圖像校正信號(hào)41校正圖像數(shù)據(jù)Din，使得為由亮度控制 電路28確定的背光8的亮度最優(yōu)化圖像。在下文中，由圖像數(shù)據(jù)校正電路22校正的圖像 數(shù)據(jù)Din被稱為校正圖像數(shù)據(jù)Din'。 數(shù)據(jù)寄存器電路23順序地接收來自于圖像數(shù)據(jù)校正電路22的校正圖像數(shù)據(jù) Din'，并且暫時(shí)地存儲(chǔ)接收的圖像數(shù)據(jù)Din'。數(shù)據(jù)寄存器電路23具有用于為一個(gè)水平線存儲(chǔ)校正圖像數(shù)據(jù)Din'的容量，并且與從時(shí)序控制電路27提供的寄存器信號(hào)42同步地接收 校正圖像數(shù)據(jù)Din'。 鎖存電路24響應(yīng)于從時(shí)序控制電路27提供的鎖存信號(hào)43，同時(shí)鎖存來自于數(shù)據(jù) 寄存器電路23的一條水平線的校正圖像數(shù)據(jù)Din'，并且將鎖存的校正圖像數(shù)據(jù)Din'傳輸 到信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路25。 信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路25響應(yīng)于從鎖存電路24發(fā)送的一條水平線的校正圖像數(shù)據(jù)Din' 來驅(qū)動(dòng)LCD面板3的信號(hào)線。更加具體地，響應(yīng)于校正圖像數(shù)據(jù)Din'，信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路25 從灰階電壓生成電路26提供的灰階電壓K至VN的組當(dāng)中選擇相應(yīng)的灰階電壓，并且以所 選擇的灰階電壓來驅(qū)動(dòng)LCD面板3的信號(hào)線。 時(shí)序控制電路27響應(yīng)于從CPU 2發(fā)送的同步信號(hào)9，執(zhí)行液晶顯示裝置1的時(shí)序 控制。更加具體地，時(shí)序控制電路27將寄存器信號(hào)42和鎖存信號(hào)43分別提供給數(shù)據(jù)寄存 器電路23和鎖存電路24，并且控制用于將校正圖像數(shù)據(jù)Din'傳輸?shù)綌?shù)據(jù)寄存器23和鎖存 電路24的時(shí)序。另外，時(shí)序控制電路27生成掃描線驅(qū)動(dòng)時(shí)序控制信號(hào)IO，并且控制掃描線 驅(qū)動(dòng)器4的操作時(shí)序。此外，時(shí)序控制電路27將幀信號(hào)44提供給圖像數(shù)據(jù)識(shí)別電路21和 亮度控制電路28。圖像數(shù)據(jù)識(shí)別電路21和亮度控制電路28基于幀信號(hào)44識(shí)別每個(gè)幀時(shí) 段的開始。 亮度控制電路28響應(yīng)于從圖像數(shù)據(jù)識(shí)別電路21提供的APL信號(hào)40和從環(huán)境光 傳感器6提供的環(huán)境光強(qiáng)度信號(hào)12，生成用于控制背光8的亮度的亮度控制信號(hào)11。具體 地，在特定的幀時(shí)段中的背光8的亮度控制中，響應(yīng)于由APL信號(hào)40表示的以前的幀時(shí)段 的APL和由環(huán)境光強(qiáng)度信號(hào)12表示的當(dāng)前環(huán)境光強(qiáng)度，亮度控制電路28控制背光8的亮 度。如上所述，通過P麗技術(shù)生成亮度控制信號(hào)11作為脈沖信號(hào)，并且基于亮度控制信號(hào) 11的占空比來控制背光8的亮度。 在本實(shí)施例中，亮度控制電路28被構(gòu)造為使得在每個(gè)幀時(shí)段的中間，背光8的亮 度是可變的。具體地，亮度控制電路28被構(gòu)造為使得在每個(gè)幀時(shí)段的中間，控制亮度控制 信號(hào)11的占空比從而在每個(gè)幀時(shí)段的中間控制背光8的亮度。 圖2是示出背光8的示例性亮度控制的時(shí)序圖。亮度控制電路28生成用于指定針 對(duì)每個(gè)幀時(shí)段中的整個(gè)幀時(shí)段的背光8的亮度的背光亮度數(shù)據(jù)。另外，每個(gè)幀時(shí)段被劃分 為多個(gè)子幀時(shí)段Tl至Tn，并且亮度控制電路28設(shè)置用于指定在各子幀時(shí)段Tl至Tn中的 亮度控制信號(hào)11的占空比的P麗數(shù)據(jù)。允許P麗數(shù)據(jù)在每個(gè)幀時(shí)段的中間是可變的。生 成在特定幀時(shí)段的各子幀時(shí)段中的P麗數(shù)據(jù)的值，使得P麗數(shù)據(jù)的平均值等于幀時(shí)段的背 光亮度數(shù)據(jù)的值。例如，在圖2的第(m+3)子幀時(shí)段的操作中，基于背光亮度數(shù)據(jù)被設(shè)置為 31. 5的事實(shí)，P麗數(shù)據(jù)在奇數(shù)編號(hào)的子幀時(shí)段被設(shè)置為31，并且在偶數(shù)編號(hào)的子幀時(shí)段被 設(shè)置為32。 根據(jù)這樣生成的P麗數(shù)據(jù)，控制亮度控制信號(hào)11的占空比。例如，當(dāng)P麗數(shù)據(jù)被設(shè) 置為31時(shí)，亮度控制信號(hào)11的占空比被控制到12. 2% ( = 31/255)，并且當(dāng)P麗數(shù)據(jù)被設(shè) 置為32時(shí)，亮度控制信號(hào)11的占空比被控制到12.5% ( = 32/255)。當(dāng)在即時(shí)的幀時(shí)段 期間(如在第m至第(m+2)幀時(shí)段中)P麗數(shù)據(jù)是恒定的時(shí)，在即時(shí)的幀時(shí)段中亮度控制信 號(hào)11的占空比是恒定的，并且因此在該即時(shí)的幀時(shí)段中背光8的亮度也是恒定的。同時(shí)， 如在第(m+3)子幀時(shí)段中，當(dāng)在奇數(shù)編號(hào)的子幀時(shí)段中 將P麗數(shù)據(jù) 置為31并且在偶數(shù)編號(hào)的子幀時(shí)段中設(shè)置為32時(shí)，在奇數(shù)編號(hào)的子幀時(shí)段中亮度控制信號(hào)11的占空比被控制 到12.2% ( = 32/255)，并且在偶數(shù)編號(hào)的子幀時(shí)段中被控制到12.5% ( = 32/255)。如 此，如由背光亮度數(shù)據(jù)所示，通過更改亮度控制信號(hào)11的占空比能夠?qū)⒈彻?的亮度控制 到"31. 5"。 在此種控制方法中，能夠以增加的級(jí)數(shù)來控制背光8的亮度，抑制亮度控制信號(hào)
11的占空比的調(diào)整級(jí)數(shù)的增加。例如，即使當(dāng)亮度控制信號(hào)11的占空比的調(diào)整級(jí)數(shù)是256
時(shí)，也可以以該調(diào)整級(jí)數(shù)或者更多(例如，1024級(jí))來控制背光8的亮度。這增加了背光8
的亮度的調(diào)整級(jí)數(shù)，抑制了 LED驅(qū)動(dòng)器7和亮度控制電路28的電路規(guī)模的增加。 在下文中，描述液晶顯示器1的示例性操作，其中在每個(gè)幀時(shí)段的中間，背光8的
亮度是可變的。在本示例中，在LCD驅(qū)動(dòng)器5中準(zhǔn)備了模式設(shè)置寄存器29，并且根據(jù)模式設(shè)
置寄存器29的設(shè)定值來將LCD驅(qū)動(dòng)器5設(shè)置為下述四種控制模式中的任何一種 (1)用戶設(shè)置模式， (2)圖畫電平控制模式， (3)環(huán)境電平控制模式，以及 (4)圖畫電平/環(huán)境電平控制模式。 在這里，用戶設(shè)置模式是用于根據(jù)由用戶設(shè)置的設(shè)置值來控制背光8的亮度的控 制模式。在本示例中，在LCD驅(qū)動(dòng)器5中準(zhǔn)備了用戶設(shè)置亮度寄存器30，并且根據(jù)用戶設(shè) 置亮度寄存器30的設(shè)定值控制背光8的亮度。圖畫電平控制模式是根據(jù)被顯示的圖像的 圖畫電平來控制背光8的亮度的控制模式。如上所述，在操作示例中，根據(jù)就在特定幀時(shí)段 之前的幀時(shí)段中的圖像的APL來控制該特定幀時(shí)段中的背光8的亮度。環(huán)境電平控制模式 是用于根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度控制背光8的亮度的控制模式。在本示例中，根據(jù)由環(huán)境光傳感器 6生成的環(huán)境光強(qiáng)度信號(hào)12控制背光8的亮度。最后，圖畫電平/環(huán)境電平控制模式是用 于根據(jù)被顯示的圖像的圖畫電平(本實(shí)施例中的APL)和環(huán)境光強(qiáng)度來控制背光8的亮度 的控制模式。如下所述，在圖畫電平/環(huán)境電平控制模式中采用用于在每一個(gè)幀時(shí)段的中 間將背光8的亮度設(shè)置為可變的控制。在圖畫電平/環(huán)境電平控制模式中的LCD驅(qū)動(dòng)器5 的操作中，使用由切換閾值寄存器31設(shè)置的切換閾值。 在下文中，描述上述四種控制模式(1)至(4)。假定用于在整個(gè)幀時(shí)段中指定背光 8的亮度的背光亮度數(shù)據(jù)和用于指定亮度控制信號(hào)11的占空比的P麗數(shù)據(jù)都是8位數(shù)據(jù)， 對(duì)其進(jìn)行描述。然而，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯然的是，背光亮度數(shù)據(jù)和P麗數(shù)據(jù)的位的 數(shù)目不限于8。(1)(用戶設(shè)置模式) 當(dāng)以用戶設(shè)置模式來布置LCD驅(qū)動(dòng)器5時(shí)，亮度控制電路28使用用戶設(shè)置亮度寄 存器30的設(shè)定值作為背光亮度數(shù)據(jù)。另外，亮度控制電路28將P麗數(shù)據(jù)設(shè)置為與背光亮度 數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的值，并且進(jìn)一步根據(jù)P麗數(shù)據(jù)設(shè)置亮度控制信號(hào)11的占空比。例如，當(dāng)用戶設(shè) 置亮度寄存器30的設(shè)定值是255時(shí)，背光亮度數(shù)據(jù)被設(shè)置為255，并且P麗數(shù)據(jù)被進(jìn)一步設(shè) 置為255。如此，亮度控制信號(hào)11的占空比被設(shè)置為100% ( = 255/255X 100%)。當(dāng)用 戶設(shè)置亮度寄存器30的設(shè)定值是179時(shí)，背光亮度數(shù)據(jù)被設(shè)置為179，并且P麗數(shù)據(jù)被進(jìn)一 步設(shè)置為179。結(jié)果，亮度控制信號(hào)11的占空比被設(shè)置為70.2% ( = 179/255X 100%)。 如此，使用期望亮度驅(qū)動(dòng)背光8。當(dāng)LCD驅(qū)動(dòng)器5進(jìn)入用戶設(shè)置模式中時(shí)，P麗數(shù)據(jù)，S卩，亮
8度控制信號(hào)11的占空比在每個(gè)幀時(shí)段期間是恒定的。
(2)圖畫電平控制模式 當(dāng)以圖畫電平控制模式來布置LCD驅(qū)動(dòng)器5時(shí)，亮度控制電路28響應(yīng)于在APL信 號(hào)40中顯示的APL來確定背光亮度數(shù)據(jù)，并且將P麗數(shù)據(jù)設(shè)置為與背光亮度數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的 值；在圖畫電平控制模式中，獨(dú)立于環(huán)境光強(qiáng)度來控制背光8的亮度。在圖畫電平控制模式 中，將背光亮度數(shù)據(jù)計(jì)算為0到255的值。 圖3是概念性地示出在圖畫電平控制模式中APL與背光亮度數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性的圖。 隨著在圖像數(shù)據(jù)識(shí)別電路21中計(jì)算的APL被增加，也增加了背光亮度數(shù)據(jù)以增加背光8的 亮度。應(yīng)注意的是，圖3示出了用于將APL的值表示為6位數(shù)據(jù)的情況下的APL與背光亮 度數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，其中通過符號(hào)B皿x表示用于APL的值是x的情況的背光亮度數(shù)據(jù)的值。 P麗數(shù)據(jù)被設(shè)置為與背光亮度數(shù)據(jù)相同的值，并且因此亮度控制信號(hào)11的占空比被設(shè)置為 相應(yīng)的期望值。 圖4示出了用于以圖畫電平控制模式來布置LCD驅(qū)動(dòng)器5的情況的LCD驅(qū)動(dòng)器5 的示例性操作，并且特別地示出了 P麗數(shù)據(jù)和背光亮度數(shù)據(jù)的值與亮度控制信號(hào)11的波形 的關(guān)聯(lián)性。假定每個(gè)幀時(shí)段從幀信號(hào)44的上升開始，示出圖4。響應(yīng)于背光亮度數(shù)據(jù)(即， P麗數(shù)據(jù))設(shè)置每個(gè)幀時(shí)段中的背光8的亮度。例如，當(dāng)響應(yīng)于APL將背光亮度數(shù)據(jù)設(shè)置為 179時(shí)，P麗數(shù)據(jù)也被設(shè)置為179，并且因此亮度控制信號(hào)11的占空比被設(shè)置為70. 2% (= 179/255X 100%)。如此，使用期望亮度來驅(qū)動(dòng)背光8。在圖4中，在每個(gè)幀時(shí)段期間，亮度 控制信號(hào)11的占空比是恒定的；在每個(gè)幀時(shí)段期間，背光8的亮度是恒定的。
(3)環(huán)境電平控制模式 當(dāng)以環(huán)境電平控制模式來布置LCD驅(qū)動(dòng)器5時(shí)，亮度控制電路28響應(yīng)于從環(huán)境光 傳感器6提供的環(huán)境光強(qiáng)度信號(hào)12確定背光亮度數(shù)據(jù)，并且將P麗數(shù)據(jù)設(shè)置為與背光亮度 數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的值；在環(huán)境電平控制模式中，獨(dú)立于被顯示的圖像的圖畫電平來控制背光8 的亮度。與圖畫電平控制模式相類似，在環(huán)境電平控制模式中，將背光亮度數(shù)據(jù)計(jì)算為0到 255的值。 圖5是概念性地示出在環(huán)境電平控制模式中，環(huán)境光強(qiáng)度與背光亮度數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián) 性的圖。亮度控制電路28從環(huán)境光強(qiáng)度信號(hào)12的信號(hào)電平中識(shí)別環(huán)境光強(qiáng)度。在圖5中 示出用于環(huán)境光強(qiáng)度被表示為8位數(shù)據(jù)的情況的背光亮度數(shù)據(jù)與環(huán)境光強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)性。隨 著環(huán)境光強(qiáng)度被增加，也增加背光亮度數(shù)據(jù)的值，以增加背光8的亮度。為了防止背光8的 亮度由于環(huán)境光強(qiáng)度的小的波動(dòng)而變得不穩(wěn)定，滯后特性被引入環(huán)境光強(qiáng)度與背光亮度數(shù) 據(jù)的關(guān)聯(lián)性中。即，用于環(huán)境光強(qiáng)度正在增加的情況的背光亮度數(shù)據(jù)和環(huán)境光強(qiáng)度的關(guān)聯(lián) 性不同于用于環(huán)境光強(qiáng)度正在減少的情況。 而且在環(huán)境電平控制模式中，P麗數(shù)據(jù)被設(shè)置為與背光亮度數(shù)據(jù)相同的值，并且 因此亮度控制信號(hào)11的占空比被設(shè)置為期望值。圖6示出當(dāng)以環(huán)境電平控制模式來布 置LCD驅(qū)動(dòng)器5時(shí)LCD驅(qū)動(dòng)器5的示例性操作，并且特別地示出P麗數(shù)據(jù)和背光亮度數(shù)據(jù) 與亮度控制信號(hào)11的波形的關(guān)聯(lián)性。例如，當(dāng)基于環(huán)境光強(qiáng)度，將背光亮度數(shù)據(jù)設(shè)置為 44時(shí)，P麗數(shù)據(jù)也被設(shè)置為44，并且因此亮度控制信號(hào)11的占空比被設(shè)置為17.3% (= 44/255X100%)。如此，使用期望亮度來驅(qū)動(dòng)背光8。與圖4相類似，在圖6中的每個(gè)幀時(shí) 段期間，亮度控制信號(hào)11的占空比是恒定的；在每個(gè)幀時(shí)段中背光8的亮度是恒定的。
(4)圖畫電平/環(huán)境電平控制模式 當(dāng)以圖畫電平/環(huán)境電平控制模式來布置LCD驅(qū)動(dòng)器5時(shí)，亮度控制電路28響應(yīng) 于由APL信號(hào)40顯示的APL和由環(huán)境光強(qiáng)度信號(hào)12顯示的環(huán)境光強(qiáng)度來確定背光亮度數(shù) 據(jù)和P麗數(shù)據(jù)。更加具體地，以與在圖畫電平控制模式中相同的方式，基于APL確定背光亮 度數(shù)據(jù)，并且還以與環(huán)境電平控制模式中相同的方式，基于環(huán)境光強(qiáng)度確定背光亮度數(shù)據(jù)。 在下文中，為了區(qū)分這些背光亮度數(shù)據(jù)，根據(jù)APL確定的背光亮度數(shù)據(jù)被稱為"由圖畫電平 決定的亮度數(shù)據(jù)BL皿"，并且根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度確定的背光亮度數(shù)據(jù)被稱為"由環(huán)境電平?jīng)Q定 的亮度數(shù)據(jù)BLEX"。 根據(jù)由圖畫電平?jīng)Q定的亮度數(shù)據(jù)BLAa和由環(huán)境電平?jīng)Q定的亮度數(shù)據(jù)BLEX計(jì)算最 終用于控制背光8的亮度的背光亮度數(shù)據(jù)BL。由環(huán)境電平?jīng)Q定的亮度數(shù)據(jù)B1^被用于確 定最終確定的背光亮度數(shù)據(jù)BL的最大容許值BLM。確定背光亮度數(shù)據(jù)BL的最大容許值 BL皿，使其隨著由環(huán)境電平?jīng)Q定的亮度數(shù)據(jù)B1^被增加而增加。同時(shí)，由圖畫電平?jīng)Q定的亮 度數(shù)據(jù)BLm被用于確定背光亮度數(shù)據(jù)BL的值與最大的容許值BLMX的比率。S卩，通過下面 的公式確定最終用于背光8的亮度的控制的背光亮度數(shù)據(jù)BL :
BL = BL磁 (BLAPL/255)…(1) 以最簡單的方式，背光亮度數(shù)據(jù)BL的最大容許值BLMX被設(shè)置為與由環(huán)境電平?jīng)Q 定的亮度數(shù)據(jù)BLex相同的惶。換言之，保持
BL = BLEX (BLAPL/255)…(1)， 圖7是示出被顯示的圖像的APL與由公式(1)表示的背光亮度數(shù)據(jù)BL的關(guān)聯(lián)性 的曲線圖。如圖7中所示，隨著環(huán)境光強(qiáng)度(即，由環(huán)境電平?jīng)Q定的亮度數(shù)據(jù)B1^的值)被 增加，背光亮度數(shù)據(jù)BL的最大容許值BL皿被增加。另外，隨著APL( S卩，由圖畫電平?jīng)Q定的 亮度數(shù)據(jù)BLAPl的值)增加，最終計(jì)算出的背光亮度數(shù)據(jù)BL的值增加。根據(jù)如此計(jì)算的背 光亮度數(shù)據(jù)BL計(jì)算P麗數(shù)據(jù)，根據(jù)被計(jì)算的P麗數(shù)據(jù)又確定亮度控制信號(hào)11的占空比，并 因此控制背光8的亮度。 基于背光亮度數(shù)據(jù)BL的最大容許值BL皿與在切換閾值數(shù)據(jù)寄存器31中設(shè)置的切 換閾值的比較，切換P麗數(shù)據(jù)和背光亮度數(shù)據(jù)BL的計(jì)算方法。當(dāng)背光亮度數(shù)據(jù)BL的最大 容許值BL皿等于由環(huán)境電平?jīng)Q定的亮度數(shù)據(jù)BLEX時(shí)，基于由環(huán)境電平?jīng)Q定的亮度數(shù)據(jù)BLEX 和切換閾值的比較，切換P麗數(shù)據(jù)和背光亮度數(shù)據(jù)BL的計(jì)算方法。 當(dāng)背光亮度數(shù)據(jù)BL的最大容許值BLMX大于切換閾值時(shí)，以與圖畫電平控制模式 和環(huán)境電平控制模式相同的方式來生成亮度控制信號(hào)11 ，使得在每個(gè)幀時(shí)段期間占空比是 恒定的(即，使得在每個(gè)幀時(shí)段期間，背光8的亮度是恒定的)。 具體地，以與圖畫電平控制模式和環(huán)境電平控制模式相同的方式，根據(jù)公式(1) 或者(1)'來將背光亮度數(shù)據(jù)BL計(jì)算為0到255(不包括小數(shù)部分)的值。應(yīng)注意的是，背 光亮度數(shù)據(jù)BL的所有位被分配給整數(shù)部分。圖7示出當(dāng)背光亮度數(shù)據(jù)BL的最大容許值 BL皿是255U79、或者127時(shí)，APL與背光亮度數(shù)據(jù)BL的關(guān)聯(lián)性。P麗數(shù)據(jù)被設(shè)置為與背光 亮度數(shù)據(jù)BL相同的值。根據(jù)P麗數(shù)據(jù)的值控制亮度控制信號(hào)11的占空比，并且從而將背 光8控制到期望亮度。 同樣在這樣的情況下，在每個(gè)幀時(shí)段期間，亮度控制信號(hào)11的占空比是恒定的， 即，在每個(gè)幀時(shí)段期間背光8的亮度是恒定的。當(dāng)背光亮度數(shù)據(jù)BL的最大容許值BL麗(即，
10由環(huán)境電平?jīng)Q定的亮度數(shù)據(jù)B1^的值)較大時(shí)，背光8的亮度的調(diào)整級(jí)數(shù)充分地大，并且因 此不要求進(jìn)行特殊控制。 同時(shí)，當(dāng)背光亮度數(shù)據(jù)BL的最大容許值BLMX的值等于或者小于切換閾值時(shí)，生成 亮度控制信號(hào)ll，使得在每個(gè)幀時(shí)段的中間，占空比是可變的(即，使得在每個(gè)幀時(shí)段的中 間，背光8的亮度是可變的)。如上所述，當(dāng)背光亮度數(shù)據(jù)BL的最大容許值BLM較小時(shí)，背 光8的亮度的調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)可能不夠。為了避免此問題，執(zhí)行如下的控制，在其中，當(dāng)背光亮度 數(shù)據(jù)BL的最大容許值BL皿的值等于或者小于切換閾值時(shí)，在每個(gè)幀時(shí)段的中間背光8的 亮度是可變的，并且由此背光8的亮度的調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)事實(shí)上被增加。 詳細(xì)地，根據(jù)公式(1)或者(1)'，以0.25為級(jí)，將背光亮度數(shù)據(jù)BL計(jì)算為0.0到 63. 0的值。應(yīng)注意的是，要被計(jì)算的背光亮度數(shù)據(jù)BL不僅包括整數(shù)部分而且包括小數(shù)部 分。背光亮度數(shù)據(jù)BL的上六位被分配給整數(shù)部分，并且下兩位被分配給小數(shù)部分。圖7示 出了當(dāng)背光亮度數(shù)據(jù)BL的最大容許值BLMX是63. 0時(shí)，APL與背光亮度數(shù)據(jù)BL的關(guān)聯(lián)性。
另外，如圖8中所示，每個(gè)幀時(shí)段被劃分為第一到第n個(gè)子幀時(shí)段Tl至Tn(n是4 的倍數(shù))，并且利用預(yù)定數(shù)目的子幀時(shí)段的周期來執(zhí)行亮度控制信號(hào)11的占空比的控制和 P麗數(shù)據(jù)的計(jì)算。在本示例中，通過下面的操作表達(dá)來計(jì)算在第一至第n個(gè)子幀時(shí)段中的 P麗數(shù)據(jù)Dp,并且因此利用四個(gè)子幀時(shí)段的周期來執(zhí)行亮度控制信號(hào)11的占空比的控制
DPWM= (BL+ "00000000") >>2(用于第(4j_3)子幀時(shí)段)
Dp麗=(BL+ "00000011") >> 2(用于第(4j_2)子幀時(shí)段)
DPWM = (BL+ "00000001") >> 2(用于第(4j_l)子幀時(shí)段)；以及
Dp麗=(BL+ "00000010") >> 2(用于第(4j)子幀時(shí)段)， 其中j是n/4或者更小的任何自然數(shù)，并且操作">> 2"表示2位位移處理。應(yīng) 注意的是，通過此處理將P麗數(shù)據(jù)DPWM計(jì)算為0到63的整數(shù)值中的任何一個(gè)。
在圖8的操作示例中的第(m+3)幀時(shí)段中的亮度控制信號(hào)11的占空比的控制中， 例如，在第(4j-3)子幀時(shí)段和第(4j-l)子幀時(shí)段中，P麗數(shù)據(jù)被計(jì)算為"31"，并且在第 (4j-2)子幀時(shí)段和第(4j)子幀時(shí)段中，P麗數(shù)據(jù)被計(jì)算為"32"。根據(jù)被計(jì)算的P麗數(shù)據(jù)， 控制亮度控制信號(hào)11的占空比，并且從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)包括小數(shù)部分的背光亮度數(shù)據(jù)BL來控 制亮度控制信號(hào)11的占空比，即，控制背光8的亮度。 通常，當(dāng)背光亮度數(shù)據(jù)BL的下k位被分配給小數(shù)部分時(shí)，利用2k子幀時(shí)段的周期 來計(jì)算P麗數(shù)據(jù)。在上述示例中，將下兩位分配給背光亮度數(shù)據(jù)BL的小數(shù)部分，并且利用 四個(gè)子幀時(shí)段的周期來計(jì)算P麗數(shù)據(jù)。通過響應(yīng)于如此計(jì)算的P麗數(shù)據(jù)，控制亮度控制信 號(hào)11的占空比，背光8的亮度的調(diào)節(jié)級(jí)數(shù)事實(shí)上被增加到2k倍。 顯然的是，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而是可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下
進(jìn)行修改和變化。例如，通過CPU 2可以生成亮度控制信號(hào)11。在這樣的情況下，為CPU 2
提供亮度控制電路28，并且環(huán)境光傳感器6被連接至為CPU 2提供的亮度控制電路28，同
時(shí)CPU 2計(jì)算被顯示的圖像的APL。然而，應(yīng)注意的是，亮度控制電路28被集成在LCD驅(qū)動(dòng)
器5中的構(gòu)造允許使用通用的CPU來作為CPU 2，并且因此該構(gòu)造會(huì)更加有利。 此外，盡管上述實(shí)施例涉及液晶顯示裝置，但是本發(fā)明可以應(yīng)用于除了 LCD面板
之外的使用要求有背光的顯示面板的顯示裝置。
1權(quán)利要求
一種顯示裝置，包括顯示面板；背光，所述背光照亮所述顯示面板；以及背光亮度控制器，所述背光亮度控制器控制所述背光的亮度，使得所述背光的亮度在每個(gè)幀時(shí)段的中間是可變的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述背光亮度控制器包括亮度控制電路，所述亮度控制電路生成亮度控制信號(hào)，所述亮度控制信號(hào)是具有與所述背光的期望亮度相對(duì)應(yīng)的占空比的脈沖信號(hào)；以及背光驅(qū)動(dòng)電路，所述背光驅(qū)動(dòng)電路響應(yīng)于所述亮度控制信號(hào)的所述占空比來驅(qū)動(dòng)所述背光，其中，構(gòu)造所述亮度控制電路，使得所述亮度控制信號(hào)的所述占空比在每個(gè)幀時(shí)段的中間是可變的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中，所述背光亮度控制器適合用于響應(yīng)于顯示在所述顯示面板上的圖像的圖畫電平和環(huán)境光強(qiáng)度來生成所述亮度控制信號(hào)，其中，當(dāng)響應(yīng)于與所述環(huán)境光強(qiáng)度相獨(dú)立的所述圖畫電平來控制所述背光的亮度時(shí)，或者響應(yīng)于與所述圖畫電平相獨(dú)立的所述環(huán)境光強(qiáng)度來控制所述背光的亮度時(shí)，所述亮度控制信號(hào)的所述占空比在每個(gè)幀時(shí)段期間是恒定的，并且其中，當(dāng)響應(yīng)于所述圖畫電平和所述環(huán)境光強(qiáng)度兩者來控制所述背光的亮度時(shí)，所述亮度控制信號(hào)的所述占空比在每個(gè)幀時(shí)段的中間是可變的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中，構(gòu)造所述亮度控制電路以當(dāng)響應(yīng)于所述圖畫電平和所述環(huán)境光強(qiáng)度兩者來控制所述背光的亮度時(shí)，確定所述背光的亮度的最大容許值，其中，當(dāng)所述最大容許值大于預(yù)定的閾值時(shí)，所述亮度控制電路生成所述亮度控制信號(hào)，使得所述亮度控制信號(hào)的所述占空比在每個(gè)幀時(shí)段期間是恒定的，并且其中，當(dāng)所述最大容許值小于預(yù)定的閾值時(shí)，所述亮度控制電路生成所述亮度控制信號(hào)，使得所述亮度控制信號(hào)的所述占空比在每個(gè)幀時(shí)段的中間是可變的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其中，構(gòu)造所述亮度控制電路以生成用于指定針對(duì)整個(gè)特定幀時(shí)段的所述背光的期望亮度的背光亮度數(shù)據(jù)，其中，當(dāng)根據(jù)所述圖畫電平和所述環(huán)境光強(qiáng)度兩者來控制所述背光的亮度時(shí)，所述亮度控制電路生成用于指定在通過劃分所述特定幀時(shí)段而定義的多個(gè)子幀時(shí)段的每一個(gè)中的所述亮度控制信號(hào)的所述占空比的P麗數(shù)據(jù)，使得所述特定幀時(shí)段中所述P麗數(shù)據(jù)的平均值等于所述背光亮度數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，每個(gè)幀時(shí)段被劃分為多個(gè)子幀時(shí)段，并且其中，當(dāng)控制所述背光的亮度以便在每個(gè)幀時(shí)段的中間可變時(shí)，以預(yù)定數(shù)目的子幀時(shí)段的周期來控制所述背光的所述亮度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中，所述亮度控制電路被集成在顯示面板驅(qū)動(dòng)器中，所述顯示面板驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)所述顯示面板。
8. —種用于驅(qū)動(dòng)顯示面板的顯示面板驅(qū)動(dòng)器，包括亮度控制電路，所述亮度控制電路控制用于照亮所述顯示面板的背光的亮度，其中，在所述亮度控制電路對(duì)所述背光的亮度的控制下，所述背光的亮度在每個(gè)幀時(shí)段的中間是可變的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示面板驅(qū)動(dòng)器，其中，構(gòu)造所述亮度控制電路以生成亮度控制信號(hào)，所述亮度控制信號(hào)是具有與所述背光的期望亮度相對(duì)應(yīng)的占空比的脈沖信號(hào)；并且其中，所述亮度控制信號(hào)的所述占空比在每個(gè)幀時(shí)段的中間是可變的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示面板驅(qū)動(dòng)器，其中，所述背光亮度控制器適合用于響應(yīng)于顯示在所述顯示面板上的圖像的圖畫電平和環(huán)境光強(qiáng)度來生成所述亮度控制信號(hào)，其中，當(dāng)響應(yīng)于與所述環(huán)境光強(qiáng)度相獨(dú)立的所述圖畫電平來控制所述背光的亮度，或者響應(yīng)于與所述圖畫電平相獨(dú)立的所述環(huán)境光強(qiáng)度來控制所述背光的亮度時(shí)，所述亮度控制信號(hào)的所述占空比在每個(gè)幀時(shí)段期間是恒定的，并且其中，當(dāng)響應(yīng)于所述圖畫電平和所述環(huán)境光強(qiáng)度兩者來控制所述背光的亮度時(shí)，所述亮度控制信號(hào)的所述占空比在每個(gè)幀時(shí)段的中間是可變的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示面板驅(qū)動(dòng)器，其中，構(gòu)造所述亮度控制電路，以當(dāng)響應(yīng)于所述圖畫電平和所述環(huán)境光強(qiáng)度兩者來控制所述背光的亮度時(shí)，確定所述背光的亮度的最大容許值，其中，當(dāng)所述最大容許值大于預(yù)定的閾值時(shí)，所述亮度控制電路生成所述亮度控制信號(hào)，使得所述亮度控制信號(hào)的所述占空比在每個(gè)幀時(shí)段期間是恒定的，并且其中，當(dāng)所述最大容許值小于預(yù)定的閾值時(shí)，所述亮度控制電路生成所述亮度控制信號(hào)，使得所述亮度控制信號(hào)的所述占空比在每個(gè)幀時(shí)段的中間是可變的。
12. —種驅(qū)動(dòng)用于照亮顯示面板的背光的方法，包括控制所述背光的亮度，使得所述背光的亮度在每個(gè)幀時(shí)段的中間是可變的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，每個(gè)幀時(shí)段被劃分為多個(gè)子幀時(shí)段，并且其中，當(dāng)控制所述背光的亮度以便在每個(gè)幀時(shí)段的中間可變時(shí)，以預(yù)定數(shù)目的子幀時(shí)段的周期來控制所述背光的所述亮度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于面板顯示裝置的背光亮度控制。顯示裝置被提供有顯示面板；背光，該背光照亮顯示面板；以及背光亮度控制器，該背光亮度控制器控制背光的亮度，使得背光的亮度在每個(gè)幀時(shí)段的中間是可變的。
文檔編號(hào)G09G3/36GK101751866SQ20091026050
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
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