專利名稱：顯示設備及其控制方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及顯示設備技術(shù)。

背景技術(shù)：
使用液晶顯示器(LCD)的液晶顯示設備根據(jù)視頻信號來控制液晶單元的透光率，由此顯示圖像。液晶顯示設備實施為有源矩陣型，其中為各個單元設置了開關器件。在一些例子中，液晶顯示設備應用于計算機的監(jiān)視器、商用機器、蜂窩電話的顯示器等。
有源矩陣型的液晶顯示設備使用薄膜晶體管(以下稱為“TFT”)作為開關器件。液晶顯示設備通過控制背光亮度來控制顯示屏的亮度。


發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，提供了一種顯示設備，該顯示設備包括照度傳感器，該照度傳感器被設置成對所述顯示設備的安裝位置周圍的照度進行感測；以及圖像數(shù)據(jù)接收器，該圖像數(shù)據(jù)接收器被設置成接收待顯示的圖像信號。所述顯示設備還包括圖像電平檢測器，該圖像電平檢測器被設置成檢測并輸出由所述圖像數(shù)據(jù)接收器接收到的信號的平均圖像電平；以及控制器，該控制器被設置成基于由所述照度傳感器感測出的所述照度以及所述圖像電平檢測器所輸出的平均像素值來控制與所述顯示設備相關的背光的亮度。
實現(xiàn)方式可以包括以下特征中的一個或更多個。例如，所述顯示設備可包括存儲單元，該存儲單元被設置成存儲與對應于照度水平的背光控制值相關的數(shù)據(jù)。在該例子中，所述控制器可被設置成通過從所述存儲單元訪問與所述照度傳感器感測出的照度水平相對應的數(shù)據(jù)并使用所訪問的數(shù)據(jù)以及所述圖像電平檢測器所輸出的所述平均像素值來設定對所述背光的亮度進行控制的至少一個寄存器值，從而基于由所述照度傳感器感測出的所述照度以及所述圖像電平檢測器所輸出的所述平均像素值來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。
可以針對多個預定范圍中的各個預定范圍來對所述照度水平進行分組，并且，存儲在所述存儲單元中的與對應于照度水平的背光控制值相關的數(shù)據(jù)可包括與各個照度組相對應的方程。與各個照度組相對應的所述方程可以是具有作為自變量的平均像素電平、針對所述自變量的系數(shù)、以及常量的線性方程。所述控制器可被設置成使用所述圖像電平檢測器所輸出的所述平均像素值來將所述至少一個寄存器值設定成所述方程的結(jié)果。
可以針對多個預定范圍中的各個預定范圍來對所述照度水平進行分組，并且，存儲在所述存儲單元中的與對應于照度水平的背光控制值相關的數(shù)據(jù)可以是與各個照度組相對應的各個平均像素電平的寄存器值。可以基于針對由所述照度傳感器感測出的所述照度、將統(tǒng)一眩光值降低到特定水平以下所需的所述顯示設備的圖像電平，來確定所述寄存器值。所述寄存器值可以與所述照度水平成反比。
在一些實現(xiàn)方式中，所述控制器還可被設置成基于所述背光已被使用的時間量來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。在這些實現(xiàn)方式中，所述控制器可以被設置成通過確定所述背光已被使用的時間量并按照與所確定的所述背光已被使用的時間量相對應的方式來對控制所述背光的亮度的至少一個設定寄存器值進行調(diào)節(jié)，從而基于所述背光已被使用的時間量來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。
在一些例子中，所述控制器還可被設置成基于所述圖像電平檢測器所輸出的所述平均像素電平的變化程度來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。在這些例子中，所述控制器可還被設置成通過以下處理，從而基于所述圖像電平檢測器所輸出的所述平均像素電平的變化程度來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度確定所述圖像電平檢測器所輸出的所述平均像素電平的變化程度，將所述平均像素電平的變化程度與預設水平進行比較，基于所述比較來判定所述平均像素電平的變化程度是否超出了所述預設水平，并且響應于所述平均像素電平的變化程度超出了所述預設水平的判定而將所述平均像素電平的變化周期劃分成多個步級并按照所述步級來依次地調(diào)節(jié)與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。
在另一方面，提供了一種控制顯示設備的方法，該方法包括以下步驟由照度傳感器來對所述顯示設備的安裝位置周圍的照度進行感測；以及接收待顯示的圖像信號。所述方法還包括以下步驟檢測接收到的信號的平均圖像電平；以及由控制器基于所檢測出的平均像素值以及由所述照度傳感器感測出的所述照度來控制與所述顯示設備相關的背光的亮度。
實現(xiàn)方式可以包括以下特征中的一個或更多個。例如，所述方法可包括以下步驟在存儲單元中存儲與對應于照度水平的背光控制值相關的數(shù)據(jù)。在該例子中，所述方法可包括以下步驟從所述存儲單元訪問與所述照度傳感器檢感測出的照度水平相對應的數(shù)據(jù)，并使用所訪問的數(shù)據(jù)以及所檢測出的平均像素值來設定對所述背光的亮度進行控制的至少一個寄存器值。
所述方法還可包括以下步驟針對多個范圍中的各個范圍來對所述照度水平進行分組，并且存儲與各個照度組相對應的方程。另外，所述方法可包括以下步驟針對多個范圍中的各個范圍來對所述照度水平進行分組，并且存儲針對與各個照度組相對應的各個平均像素電平的寄存器值。
在一些實現(xiàn)方式中，所述方法可包括以下步驟基于所述背光已被使用的時間量來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。在這些實現(xiàn)方式中，所述方法可包括以下步驟確定所述背光已被使用的時間量；并且，按照與所確定的所述背光已被使用的時間量相對應的方式來對控制所述背光的亮度的至少一個設定寄存器值進行調(diào)節(jié)。
在一些例子中，所述方法可包括以下步驟基于所檢測出的平均像素電平的變化程度來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。在這些實現(xiàn)方式中，所述方法可包括以下步驟確定圖像電平檢測器所輸出的所述平均像素電平的變化程度；將所述平均像素電平的變化程度與預設水平進行比較；并且基于所述比較，來判定所述平均像素電平的變化程度是否超出了所述預設水平。所述方法可包括以下步驟響應于所述平均像素電平的變化程度超出了所述預設水平的判定，而將所述平均像素電平的變化周期劃分成多個步級并按照所述步級來依次地調(diào)節(jié)與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。
在另一方面，提供了至少一種被編碼有可執(zhí)行指令的計算機存儲介質(zhì)，當處理器執(zhí)行所述可執(zhí)行指令時，該可執(zhí)行指令使得所述處理器執(zhí)行操作。所述操作包括控制照度傳感器以感測顯示設備的安裝位置周圍的照度；以及接收待顯示的圖像信號。所述操作還包括對接收到的信號的平均圖像電平進行檢測；以及基于所檢測出的平均像素值以及由所述照度傳感器感測出的所述照度來控制與所述顯示設備相關的背光的亮度。
任一種在本公開文本中描述的技術(shù)的實現(xiàn)方式可包括方法或過程、系統(tǒng)、或存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)上的指令。在以下附圖和說明中闡述了具體實現(xiàn)方式的細節(jié)。通過以下包括附圖和權(quán)利要求書在內(nèi)的說明，可以更清楚地理解其它特征。



圖1和圖2是用于解釋控制背光亮度的示例性方法的圖； 圖3是示出顯示設備的示例性結(jié)構(gòu)的圖； 圖4和圖5是用于解釋使用統(tǒng)一眩光值(unified glare rating，UGR)的示例性操作方法的圖； 圖6和圖7是用于解釋示例性處理的圖； 圖8是用于解釋示例性亮度控制表的圖； 圖9是用于解釋背光的累計使用時間與背光亮度之間的示例性關系的圖； 圖10是用于解釋響應于平均圖像電平(APL)的突變而控制背光亮度的示例性操作； 圖11是用于解釋控制顯示設備的示例性方法的流程圖； 圖12是用于解釋確定方程的示例性方法的流程圖； 圖13是用于解釋改變寄存器值的示例性方法的流程圖；以及 圖14是用于解釋應用寄存器值的示例性方法的流程圖。

具體實施例方式 針對與顯示設備(諸如液晶顯示器)相關的背光的亮度控制，來對一些技術(shù)進行描述。在一些例子中，顯示設備對該顯示設備的安裝位置周圍的照度進行感測，并接收待顯示的圖像信號。在這些例子中，顯示設備對接收到的信號的平均圖像電平進行檢測，并基于感測到的照度及檢測到的平均像素值來控制與該顯示設備相關的背光的亮度?；跈z測到的照度及平均像素值來控制背光亮度可以改善使用顯示設備的用戶的觀看體驗。
圖1示出了與輸入圖像數(shù)據(jù)的平均亮度水平成反比地控制背光亮度的方法的例子，而圖2示出了與顯示設備的安裝位置周圍的照度成正比地控制背光亮度的方法的例子。在一些實現(xiàn)方式中，可以在控制背光亮度的過程中，通過考慮輸入圖像數(shù)據(jù)的平均亮度水平以及顯示設備的安裝位置周圍的照度兩者來改進圖1及圖2中示出的方法。
圖3示出了顯示設備的示例性結(jié)構(gòu)。如圖所示，顯示設備包括數(shù)據(jù)接收器100、視頻/音頻解碼器102、音頻信號處理器104、揚聲器108、視頻信號處理器106、顯示模塊110、背光112、背光驅(qū)動器114、存儲單元116、照度傳感器118、圖像電平檢測器120及控制器122。
數(shù)據(jù)接收器100接收從外部源輸入的數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)接收器100可接收音頻/視頻信號、圖像數(shù)據(jù)、或要由顯示設備輸出的任意其它類型的數(shù)據(jù)。
在一些實現(xiàn)方式中，數(shù)據(jù)接收器100可以是接收數(shù)字廣播信號的數(shù)字調(diào)諧器、接收模擬廣播信號的模擬調(diào)諧器、連接有外部設備(例如，數(shù)字視頻光盤(DVD)播放器、視頻游戲機等)的數(shù)字外部信號輸入端子和模擬信號輸入端子、以及數(shù)字錄像機(諸如個人錄像機(PVR)和數(shù)字視頻錄像機(DVR))。數(shù)字外部信號輸入端子可以是用于數(shù)字有線廣播信號的輸入端子，或者是能夠連接數(shù)字媒體播放器(諸如DVD播放器)的端子。模擬外部信號輸入端子可以是能夠連接模擬媒體播放器(諸如卡式錄像機(VCR))的輸入端子，或者是用于模擬有線廣播信號的輸入端子。
此外，可將數(shù)字調(diào)諧器設置為基于用戶的選擇從通過用于數(shù)字廣播的天線而輸入的數(shù)字廣播信號中所包含的多個傳輸流(TS，transmissionstream)中調(diào)諧到所期望頻道的傳輸流?？蓪⒛M調(diào)諧器設置為基于用戶的選擇從通過用于模擬廣播的天線而輸入的模擬廣播信號中所包含的多個圖像節(jié)目中調(diào)諧到所期望頻道的圖像節(jié)目。
因此，通過數(shù)據(jù)接收器100而接收到的數(shù)據(jù)可包括實時廣播的模擬電視廣播節(jié)目及數(shù)字廣播節(jié)目、從外部播放器輸入的再現(xiàn)節(jié)目、錄制節(jié)目以及有線廣播節(jié)目。當接收到的數(shù)據(jù)包括數(shù)字信號時，這些數(shù)字信號可以包括圖像信號、聲音信號以及數(shù)據(jù)信號。當接收到的數(shù)據(jù)包括模擬信號時，這些模擬信號可以包括圖像信號以及聲音信號。
視頻/音頻解碼器102對通過數(shù)據(jù)接收器100接收到的數(shù)據(jù)中的視頻信號及音頻信號進行解碼，并分別將解碼后的信號發(fā)送到音頻信號處理器104和視頻信號處理器106。
音頻信號處理器104對從視頻/音頻解碼器102發(fā)送來的音頻信號執(zhí)行信號處理(諸如數(shù)字化、濾波等)，并由揚聲器108來輸出處理后的音頻信號。
視頻信號處理器106對從視頻/音頻解碼器102發(fā)送來的視頻信號執(zhí)行信號處理(諸如數(shù)字化、濾波等)，并由顯示模塊110來顯示處理后的視頻信號。
在一些實現(xiàn)方式中，可將視頻信號處理器106設置成包括用于檢測輸入圖像的各個幀的平均圖像電平(APL)的圖像電平檢測器120。在其它實現(xiàn)方式中，圖像電平檢測器120是與視頻信號處理器106分開設置的單元。
圖像電平檢測器120對通過數(shù)據(jù)接收器100而輸入的圖像數(shù)據(jù)的各個幀的APL進行測量，并將測量出的APL發(fā)送到控制器122。如在稍后更詳細說明的，APL與輸入圖像數(shù)據(jù)的多個圖像特征中的一個圖像特征相對應，并且基于與照度水平相對應的背光控制值的數(shù)據(jù)、根據(jù)測量出的APL來執(zhí)行顯示設備的圖像電平控制。
顯示模塊110可包括液晶面板、數(shù)據(jù)驅(qū)動器以及選通驅(qū)動器，液晶面板包括多條選通線和多個LCD晶體管，數(shù)據(jù)驅(qū)動器根據(jù)視頻信號處理器106處理后的視頻信號來驅(qū)動多條數(shù)據(jù)線，選通驅(qū)動器從定時控制器接收驅(qū)動信號并驅(qū)動多條選通線。
背光112向液晶面板的正面提供光線。背光112可包括被安裝成與液晶面板重疊的多個背光。
背光驅(qū)動器114根據(jù)由控制器122發(fā)送來的寄存器值向背光112提供驅(qū)動電流。液晶面板可具有一個高的圖像和寬的發(fā)光表面。
即使當通過顯示模塊110顯示了圖像信號時，如果沒有驅(qū)動背光112，則用戶難以看到顯示模塊所顯示的圖像。換言之，當經(jīng)由背光驅(qū)動器114接收驅(qū)動電流的背光112發(fā)光時，用戶可以更容易地觀看顯示模塊所顯示的圖像。
另外，通過控制器122來改變提供給背光112的驅(qū)動電流值，由此控制顯示模塊110的畫面亮度，使得根據(jù)提供給背光112的驅(qū)動電流值是否為高來改變所顯示的畫面的亮度。
存儲單元116存儲了與顯示設備的工作相關的程序以及在顯示設備的工作過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)。此外，存儲單元116存儲了與顯示設備的產(chǎn)品型號信息相對應的所獲得數(shù)據(jù)。
可以針對各個照度組生成各個預定時段的測量出的照度水平，并將其存儲在存儲單元116中。另外，存儲在存儲單元116中的數(shù)據(jù)可包括與各個照度組相對應的方程和/或與各個照度組相對應的各個APL的寄存器值。此外，為了將統(tǒng)一眩光值(UGR)的值降低到特定水平以下，可以根據(jù)照度感測狀態(tài)、基于顯示設備的圖像電平來對存儲單元116中所存儲的數(shù)據(jù)進行生成和存儲。
上述方程使用平均圖像電平作為第一變量，該方程是包括作為第一變量的系數(shù)的a和作為第一變量的常量的b的線性方程。將通過該線性方程求出的解(例如，第二變量)設定為用于控制顯示設備的圖像電平的寄存器值。換言之，把第二變量設定為用于控制背光亮度的寄存器值。
基于以下內(nèi)容，來得到該線性方程根據(jù)照度感測狀態(tài)與來自顯示設備的多個圖像電平屬于同一組的最大平均圖像電平相對應的寄存器值；包含最小平均圖像電平值的第一坐標信息；與最小平均圖像電平相對應的寄存器值；以及包含最大圖像電平值的第二坐標信息。稍后將對得到該方程的過程進行更詳細的說明。
另外，可以由能夠更新和刪除數(shù)據(jù)的非易失性存儲器(例如，電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)和/或擴展顯示標識數(shù)據(jù)ROM(EDID ROM，extended display identification data ROM))來實現(xiàn)存儲單元116，并且存儲單元116可根據(jù)內(nèi)部集成電路(I2C)方案而連接到控制器122。
照度傳感器118對顯示設備的安裝位置(例如，周圍)的照度進行感測。換言之，照度傳感器118包括將來自顯示設備外部的光信號轉(zhuǎn)換成電信號并通過測量這些電信號來感測外部照度的光傳感器。
控制器122從存儲單元116提取與照度傳感器118感測到的照度感測狀態(tài)相對應的數(shù)據(jù)。通過使用提取出的數(shù)據(jù)以及圖像電平檢測器120檢測出的APL來設置用于控制顯示設備的圖像電平(例如，背光亮度)的寄存器值。
下面將對生成數(shù)據(jù)的過程以及控制器122的工作進行更詳細的說明。該數(shù)據(jù)可以是如上所述的方程(或方程的結(jié)果)和/或可以是包含了所應用的寄存器值的表。
通常，使用統(tǒng)一眩光值(UGR)體系來理解令人不適的眩光標準。UGR體系通常將令人不適的眩光標準表示為10到30之間的值。隨著UGR值降低，令人不適的眩光也減少，而隨著UGR值上升，令人不適的眩光也增加。另外，可以通過集中所有光源來應用UGR，可以在點光源中評估UGR。
UGR的基本方程如下。
方程1
其中，Lb背景的明度[cd/m2] Ls在觀察者視線內(nèi)的光源的發(fā)光部分的明度； ω在觀察者視線內(nèi)的光源的發(fā)光部分的球面度(steradian)；以及 P各個光源的Guth位置指數(shù)。
按照眩光標準來評估通過方程1所得到的UGR值。眩光標準如下所示。
表1
換言之，如果UGR值超過10，則會給用戶帶來不便或造成用戶的眼睛疲勞。
因此，本發(fā)明根據(jù)周圍照度來設定顯示設備的圖像電平，其目標為從9到10(例如，小于10)的UGR值。
為此，考慮如何與顯示設備的安裝位置處的照度相對應地改變UGR值。另外，如果考慮根據(jù)周圍照度來改變UGR值，則能夠獲得UGR值在9到10之間的顯示設備圖像電平Ls。
表2

換言之，如表2所示當周圍照度是640時，為了將UGR值設定為10.27，顯示設備的圖像值應當是276。
方程2
ω＝發(fā)光面積/(觀看距離*觀看距離) 方程3

pGuth位置指數(shù) dR/H sT/H R、H、T參見圖4 為了使用方程1求出UGR值，應當使用方程2和方程3來求出ω值和p值。
ω值可以隨顯示設備的型號而變化。換言之，ω值可根據(jù)顯示設備的英寸信息而變化，使得可以根據(jù)顯示設備的型號信息來得到數(shù)據(jù)。以下，以22英寸型號為例進行說明。
當顯示設備是22英寸時，發(fā)光面積為(0.43*0.27)cm2。另外，用戶的觀看距離一般是大約60cm，基于該距離可以得到ω值。然而，本發(fā)明并不限于此，而是可以使用其它觀看距離。因此，當顯示設備是22英寸時，ω值為0.3225。
為了使用方程3來確定p值，首先應當求出H值、T值和R值，如圖4所示。
在一些例子中，在通常的觀看條件下顯示設備的發(fā)光區(qū)的中心與用戶成水平，使得H值與T值為0。因此，當H值與T值為0時，圖5所示的T/R和H/R也為0，使得p值為1。
如果在方程1中使用上述得到的ω值、p值及照度水平Lb值并且將目標UGR值用于方程1的左邊項，則可以計算作為顯示設備圖像電平的Ls值。
可以連續(xù)地應用上述求出的顯示設備圖像電平，但是，在一些例子中，將預定數(shù)量的照度水平分為一組，并且求出用于按組來設定要應用的顯示設備圖像電平的數(shù)據(jù)。
例如，如果將560到510的照度水平分為一組，則要應用的顯示設備圖像電平位于244到224的范圍內(nèi)。換言之，如果當前感測出的周圍照度位于560到510的范圍內(nèi)，則顯示設備的圖像電平僅在224到244的范圍內(nèi)變化。
顯示設備的圖像電平可能不在這個范圍內(nèi)隨機地變化。在一些例子中，顯示設備的圖像電平與輸入圖像數(shù)據(jù)的APL值成反比地變化。在這些例子中，為了與APL值成反比地改變顯示設備的圖像電平，應當?shù)玫接糜谂cAPL值相對應地設定顯示設備圖像電平的方程。
同時，顯示設備的圖像電平是對實質(zhì)上發(fā)射到顯示設備之外的圖像電平進行制約的圖像電平，從而顯示設備的圖像電平不會是實質(zhì)應用的數(shù)據(jù)值。顯示設備的圖像電平取決于背光的亮度。因此，存在指示了與顯示設備的圖像電平相對應的背光亮度的寄存器值。顯示設備的圖像電平與寄存器值之間的關系如下所示。
表3
為了將顯示設備的圖像電平如表3所示設定為244，應當將寄存器值設定為255或254。另外，用于控制顯示設備的背光的寄存器值位于0到255的范圍內(nèi)，并且當將寄存器值設定為244時，顯示設備的圖像電平為224，而且提供了與其相對應的背光電流值。因此，該方程是用于得到寄存器值的方程，其中，包括了針對輸入圖像數(shù)據(jù)的平均圖像電平的變量。
如表2所示，得到根據(jù)照度水平應用的顯示設備圖像電平，然后，將具有預定范圍的照度水平分為一組。例如，將560到510的照度水平分為一組，而將500至440的照度水平分為另一組。
如上所述，如果將具有預定范圍的照度水平分為一組，則得到與各個組相對應的方程。例如，將對范圍為560到510的第一照度水平組進行說明?？梢允褂孟嗤募夹g(shù)來確定其它照度水平組的方程。
在第一組的情況下，可以顯示的顯示設備圖像電平位于224到244的范圍內(nèi)。換言之，在當前照度水平為550時，針對該照度水平的顯示設備圖像電平應當在224到244的范圍內(nèi)變化。
在一些實現(xiàn)方式中，顯示設備的圖像電平與輸入圖像數(shù)據(jù)的APL成反比地變化。
在一些實現(xiàn)方式中，只有在已知兩個或更多個坐標值時才能夠得到方程。因此，在這些例子中為了得到與第一組相對應的方程，應當?shù)玫絻蓚€坐標值。
為了得到坐標值，應當已知以下內(nèi)容屬于第一組的與顯示設備圖像電平的最大值相對應的寄存器值及與顯示設備圖像電平的最小值相對應的寄存器值；以及輸入圖像數(shù)據(jù)的最大APL和最小APL。
通常將輸入圖像數(shù)據(jù)的APL表示為位于0到255的范圍內(nèi)。然而，可以不使用位于0到60以及230到255范圍內(nèi)的電平指示，使得將顯示設備的圖像電平控制在僅位于60到230的范圍內(nèi)。
因此，顯示設備的圖像電平的最大值是244，而顯示設備的圖像電平的最小值是224，因此，與顯示設備圖像電平的最大值相對應的寄存器值是255，而與顯示設備圖像電平的最小值相對應的寄存器值是244。另外，最大APL為230，而最小APL為60。
另外，如圖6所示，y軸表示寄存器值，而x軸表示APL值，其中，這兩個值成反比，使得一個坐標值為(60，255)而另一個坐標值為(230，244)。
方程4
y＝ax+b 另外，由于一般的線性方程與方程4中所示的方程相同，因此分別將得到的兩個坐標值代入方程4，從而得到a值和b值。按照這種方式，第一組的方程為y＝(-11/170)x+258.88，如圖6所示。
按照相同的方式還可以分別得到其它組的方程。例如，在坐標值如圖7所示為(60，149)和(230，125)的情況下，得到方程y＝(-11/170)x+123.88。
表4

通過以上方法，可以得到與各個顯示設備的型號名稱相應的方程，如表4中的例子所示。
因此，控制器122從存儲單元116提取出與照度傳感器118感測出的照度感測狀態(tài)相對應的方程。
控制器122使用提取出的方程來應用寄存器值及圖像電平檢測器120測量出的APL，并且通過應用該寄存器值來控制顯示設備的圖像電平。
在其它實現(xiàn)方式中，控制器122所使用的數(shù)據(jù)可以是包括實質(zhì)寄存器值在內(nèi)的亮度控制表。另外，亮度控制表根據(jù)與方程相似的照度組而存在。
例如，存儲單元116分別存儲了在周圍照度是0至100Lux時應用的亮度控制表、在周圍照度是101至200Lux時應用的亮度控制表、以及在周圍照度是201至300Lux時應用的亮度控制表。
換言之，如圖8所示，存儲單元116具有根據(jù)顯示設備的當前安裝位置周圍的照度而應用的相應亮度控制表。亮度控制表包括與平均圖像電平相應的寄存器值。在其它例子中，存儲單元116僅存儲了與基準照度相應的特定亮度控制表，并且使用該特定亮度表來生成與另一照度相對應的亮度控制表。
控制器122從存儲單元116提取出與照度傳感器118感測出的照度感測狀態(tài)相應的亮度控制表，并且使用提取出的亮度控制表及檢測出的APL來設定用于控制背光的亮度的寄存器值。
控制器122還(例如，持續(xù)地)對背光的已使用時間進行計數(shù)，并且將其存儲在存儲單元116中?？刂破?22按照與所存儲的背光已使用時間相對應的方式來選擇性地改變設定的寄存器值。例如，對于作為消耗品的背光112，如果已使用時間超出了預定時間，則所產(chǎn)生的光的亮度會發(fā)生變化。換言之，背光的亮度隨著已使用時間的增加而降低。
如圖9所示，背光的壽命是大約50000小時，如果背光的已使用時間超出了50000小時，則在應用同一寄存器值的情況下，背光的亮度降低到最初購買時的亮度的大約一半。因此，如果背光的已使用時間超出了預定時間，則控制器122與背光的已使用時間成正比地增大所設定的寄存器值。
例如，如果確定的寄存器值是200并且背光的已使用時間超出了預定時間，則將所設定的寄存器值增大預定程度(例如，10)。假設在最初購買顯示設備時將寄存器值設定為255，而將背光的亮度設定為244，并且在背光的已使用時間超出了預定時間的情況下將寄存器值設定為270，而將背光的亮度設定為244，那么，為了將背光的亮度設定為244，控制器不將寄存器值設定為255，而是將其設定為270。因此，顯示設備對由于背光的已使用時間而造成的輸出畫面的亮度下降作出了補償，使得可以在顯示設備的整個壽命期間向用戶提供穩(wěn)定的或高圖像質(zhì)量的圖像畫面。
控制器122對圖像電平檢測器120檢測出的各個幀的APL進行檢查，并且在各個幀之間的APL變化超出預定程度時選擇性地控制寄存器值。例如，當接收到的圖像數(shù)據(jù)的APL突然變?yōu)閚-＞m或m-＞n時，如果在設定了與n相對應的寄存器值的情況下將寄存器值改變?yōu)榕cm相對應的寄存器值，則可能會產(chǎn)生與背光的亮度突變相應的畫面噪聲現(xiàn)象。因此，如果檢測出的幀間APL變化超出了預定程度，則控制器122將APL的變化區(qū)域劃分成預定的步級(step)，并且按照所劃分的相應APL逐步地依次應用寄存器值。
例如，如圖10所示，在前一幀的APL是50而當前幀的APL是120時，APL的變化為70。另外，如果APL的變化超過50，則可能出現(xiàn)上述的噪聲現(xiàn)象。因此，由于在這個例子中APL變化是70，因此將APL的變化區(qū)域劃分成預定的步級。這樣，APL的變化區(qū)域為50至120，并且將從50至120的區(qū)域劃分成預定的步級。另外，可以基于用戶偏好來確定所劃分的步級的數(shù)量以及各個步級之間的距離(例如，等距等)。在這個例子中，將變化區(qū)域劃分成四個步級。
如圖所示，如果將變化區(qū)域劃分成四個步級，則APL在第一步級中變?yōu)?5，APL在第二步級中變?yōu)?0，APL在第三步級中變?yōu)?05，而APL在第四步級中變?yōu)?20。與第一步級相對應的寄存器值是b，與第二步級相對應的寄存器值是c，與第三步級相對應的寄存器值是d，而與第四步級相對應的寄存器值是e。因此，雖然之前設定的寄存器值是“a”并且當前要設定的寄存器值是“e”，但是依次地應用值b、c、d、e，而不是直接應用值e。這可以使用戶不易察覺到背光亮度的變化(例如，噪聲)。
根據(jù)顯示設備的安裝位置周圍的亮度以及輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度水平來改變背光的亮度，使得可以降低由于連續(xù)觀看顯示設備而造成的用戶眼睛疲勞，并且可以根據(jù)提供給背光的電流的變化而顯著地降低功耗。
另外，對根據(jù)顯示設備的已使用時間而變化的背光亮度進行補償，使得可以向用戶提供穩(wěn)定的或高圖像質(zhì)量的圖像畫面。
而且，根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的亮度水平的變化來改變所應用的背光亮度，使得可以減少根據(jù)圖像數(shù)據(jù)的亮度突變而產(chǎn)生的噪聲現(xiàn)象。
圖11示出了控制顯示設備的示例性方法。首先，針對各個照度水平，生成并存儲使得UGR值低于預定水平的、與顯示設備的圖像電平相對應的數(shù)據(jù)(S101)。該數(shù)據(jù)用于根據(jù)APL來控制背光的亮度。該數(shù)據(jù)可包括如上所述的方程和/或如上所述的亮度控制表。將參照圖11對用于確定該方程的示例性方法進行說明。在以上對設備的說明中也描述了用于確定該方程的方法。
對顯示設備的安裝位置周圍的照度進行感測(S 102)?？梢赃B續(xù)地或按照一個或更多個預定間隔來感測周圍照度。例如，照度傳感器118對顯示設備的安裝位置周圍的照度進行感測，并將與感測出的周圍照度相對應的感測結(jié)果信息傳送給控制器122。
在存儲的數(shù)據(jù)中提取出與感測出的周圍照度相對應的數(shù)據(jù)(S103)。例如，控制器122接收由照度傳感器118輸出的感測結(jié)果信息，并從存儲單元116提取出與接收到的感測結(jié)果信息相對應的數(shù)據(jù)。
對輸入圖像數(shù)據(jù)的平均圖像電平進行檢測(S104)。可以連續(xù)地或按照一個或更多個預定間隔來檢測平均圖像電平。例如，圖像電平檢測器120對輸入圖像數(shù)據(jù)的APL進行檢測，并將檢測出的APL輸出到控制器122。
控制器122使用提取出的數(shù)據(jù)以及檢測出的APL來設定控制背光亮度的寄存器值(S105)。例如，控制器122在上述方程中使用檢測出的APL，由此可以確定寄存器值。另外，控制器122可從提取出的亮度控制表中提取與檢測出的APL相對應的寄存器值。
控制器122使用設定的寄存器值來控制背光的亮度(S106)。例如，控制器122向背光驅(qū)動器114輸出設定的寄存器值，而背光驅(qū)動器114向背光112提供與所輸出的寄存器值相對應的驅(qū)動電流。
圖12示出了得到方程的示例性方法。首先，得到使得UGR值低于預定水平的、針對各個照度水平的顯示設備圖像電平(S201)。將預定范圍內(nèi)的照度水平分為一個組(S202)。對應于多個不同的照度水平范圍，可以確定照度水平的多個組。
確定各個組中存在的顯示設備圖像電平的最大值及最小值(S203)。還確定可按照輸入圖像數(shù)據(jù)而顯示的APL的最大值及最小值(S204)。
確定與所確定的顯示設備圖像電平最大值相對應的寄存器值，并且確定與所確定的顯示設備圖像電平最小值相對應的寄存器值(S205)。確定包括了與該最大值相對應的寄存器值及最小APL的第一坐標信息，并且確定包括了與該最小值相對應的寄存器值及最大APL的第二坐標信息(S206)。使用所確定的第一坐標信息及第二坐標信息來得到與之相對應的方程(S207)?？梢允褂门c以上參照圖6和圖7所討論的技術(shù)類似的技術(shù)來得到該方程。
圖13示出了改變寄存器值的示例性方法。首先，通過上述方法來設定與輸入圖像數(shù)據(jù)的APL相對應的寄存器值(S301)。
控制器122確定之前存儲在存儲單元116中的背光已使用時間 (S302)?？梢赃B續(xù)地或按照一個或更多個預定間隔來確定已使用時間。例如，可以周期性地檢查并更新背光的已使用時間。
控制器122將所確定的背光已使用時間與預設時間進行比較，由此判斷背光的已使用時間是否超出了預設時間(S303)。如果背光的已使用時間超出了預設時間，則控制器122基于已使用時間來增大所設定的寄存器值(S304)。例如，背光的亮度對應于已使用時間而降低，從而控制器122根據(jù)所確定的已使用時間來改變設定的寄存器值。按照應對由于時間的經(jīng)過而產(chǎn)生的背光亮度降低的方式，來增大設定的寄存器值。
控制器122通過應用改變后的(例如，增大了的)寄存器值來控制背光的亮度(S305)。
如果背光的已使用時間沒有超出預定時間，則控制器122通過應用設定的寄存器值來控制背光的亮度(S306)。例如，在降低的亮度超出閾值之前，控制器122不考慮由于時間的經(jīng)過而產(chǎn)生的背光亮度降低。
圖14示出了應用寄存器值的示例性方法。如圖所示，控制器122通過上述方法設定來用于控制背光亮度的寄存器值(S401)，并且相應地計算與當前幀對應的APL和與前一幀對應的APL之間的差值(S402)。
另外，控制器122確定計算出的APL差值是否超出了預定值(S403)。如果計算出的APL差值超出了預定值，則控制器122將APL的變化區(qū)域劃分成預定的步級。例如，如圖10所示，將與前一幀對應的APL和與當前幀對應的APL之間的區(qū)域劃分成預定的步級?？刂破?22逐步地依次應用與所劃分的相關APL相應的寄存器值(S405)。
如果計算出的APL差值未超出預定值，則控制器122通過直接應用設定的寄存器值來控制背光的亮度(S406)。這樣，當APL沒有出現(xiàn)較顯著的突變時，由于用戶不太可能察覺到由于這種變化而產(chǎn)生的噪聲，因此可以直接應用設定的寄存器值。
應當理解的是，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以做出各種修改。例如，如果按照不同的次序來執(zhí)行所公開的技術(shù)的步驟和/或如果按照不同的方式來組合所公開的系統(tǒng)中的部件和/或由其它部件來進行替換或補充，仍然可以實現(xiàn)有利的效果。因此，其它實現(xiàn)方式落入所附權(quán)利要求的范圍中。
相關申請的交叉引用
本申請要求于2008年6月10日提交的韓國專利申請No.10-2008-0053994以及于2009年1月21日提交的韓國專利申請No.10-2009-0004967的優(yōu)先權(quán)，這里以引證的方式并入其全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種顯示設備，該顯示設備包括
照度傳感器，該照度傳感器被設置成對所述顯示設備的安裝位置周圍的照度進行感測；
圖像數(shù)據(jù)接收器，該圖像數(shù)據(jù)接收器被設置成接收待顯示的圖像信號；
圖像電平檢測器，該圖像電平檢測器被設置成檢測并輸出由所述圖像數(shù)據(jù)接收器接收到的信號的平均圖像電平；以及
控制器，該控制器被設置成基于由所述照度傳感器感測出的所述照度及所述圖像電平檢測器所輸出的平均像素值來控制與所述顯示設備相關的背光的亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設備，該顯示設備還包括
存儲單元，該存儲單元被設置成存儲與對應于照度水平的背光控制值相關的數(shù)據(jù)，
其中，所述控制器被設置成通過從所述存儲單元訪問與所述照度傳感器感測出的照度水平相對應的數(shù)據(jù)，并使用所訪問的數(shù)據(jù)及所述圖像電平檢測器輸出的所述平均像素值來設定對所述背光的亮度進行控制的至少一個寄存器值，從而基于由所述照度傳感器感測出的所述照度及所述圖像電平檢測器輸出的所述平均像素值來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示設備，其中，針對多個預定范圍中的各個預定范圍來對所述照度水平進行分組，并且，存儲在所述存儲單元中的所述與對應于照度水平的背光控制值相關的數(shù)據(jù)包括與各個照度組相對應的方程。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示設備，其中，所述與各個照度組相對應的方程是具有作為自變量的平均像素電平、針對所述自變量的系數(shù)、以及常量的線性方程，并且，所述控制器被設置成使用所述圖像電平檢測器所輸出的所述平均像素值來將所述至少一個寄存器值設定成所述方程的結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示設備，其中，針對多個預定范圍中的各個預定范圍來對所述照度水平進行分組，并且，存儲在所述存儲單元中的所述與對應于照度水平的背光控制值相關的數(shù)據(jù)是針對與各個照度組相對應的各個平均像素電平的寄存器值。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示設備，其中，基于針對由所述照度傳感器感測出的所述照度、將統(tǒng)一眩光值降低到特定水平以下所需的所述顯示設備的圖像電平，來確定所述寄存器值。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示設備，其中，所述寄存器值與所述照度水平成反比。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設備，其中，所述控制器還被設置成基于所述背光已被使用的時間量來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示設備，其中，所述控制器還被設置成通過確定所述背光已被使用的時間量、并按照與所確定的所述背光已被使用的時間量相對應的方式對控制所述背光的亮度的至少一個設定寄存器值進行調(diào)節(jié)，從而基于所述背光已被使用的時間量來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示設備，其中，所述控制器還被設置成基于所述圖像電平檢測器所輸出的所述平均像素電平的變化程度來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示設備，其中，所述控制器被設置成通過以下處理，從而基于所述圖像電平檢測器所輸出的所述平均像素電平的變化程度來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度
確定所述圖像電平檢測器所輸出的所述平均像素電平的變化程度，將所述平均像素電平的變化程度與預設水平進行比較，基于所述比較來判定所述平均像素電平的變化程度是否超出了所述預設水平，并且響應于所述平均像素電平的變化程度超出了所述預設水平的判定而將所述平均像素電平的變化周期劃分成多個步級并按照所述步級來依次地調(diào)節(jié)與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。
12.一種控制顯示設備的方法，該方法包括以下步驟
由照度傳感器對所述顯示設備的安裝位置周圍的照度進行感測；
接收待顯示的圖像信號；
檢測接收到的信號的平均圖像電平；以及
由控制器基于所檢測出的平均像素值以及由所述照度傳感器感測出的所述照度來控制與所述顯示設備相關的背光的亮度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制顯示設備的方法，該方法還包括以下步驟
在存儲單元中存儲與對應于照度水平的背光控制值相關的數(shù)據(jù)，
其中，由所述控制器基于所檢測出的平均像素值以及由所述照度傳感器感測出的所述照度來控制與所述顯示設備相關的背光的亮度的步驟包括以下步驟
從所述存儲單元訪問與所述照度傳感器感測出的照度水平相對應的數(shù)據(jù)，并使用所訪問的數(shù)據(jù)以及所檢測出的平均像素值來設定對所述背光的亮度進行控制的至少一個寄存器值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制顯示設備的方法，其中，在所述存儲單元中存儲與對應于照度水平的背光控制值相關的數(shù)據(jù)的步驟包括以下步驟
針對多個范圍中的各個范圍來對所述照度水平進行分組，并且存儲與各個照度組相對應的方程。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制顯示設備的方法，其中，在所述存儲單元中存儲與對應于照度水平的背光控制值相關的數(shù)據(jù)的步驟包括以下步驟
針對多個范圍中的各個范圍來對所述照度水平進行分組，并且存儲針對與各個照度組相對應的各個平均像素電平的寄存器值。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制顯示設備的方法，其中，由所述控制器基于所檢測出的平均像素值以及由所述照度傳感器感測出的所述照度來控制與所述顯示設備相關的背光的亮度的步驟包括以下步驟
基于所述背光已被使用的時間量來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制顯示設備的方法，其中，基于所述背光已被使用的時間量來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度的步驟包括以下步驟
確定所述背光已被使用的時間量；并且
按照與所確定的所述背光已被使用的時間量相對應的方式來對控制所述背光的亮度的至少一個設定寄存器值進行調(diào)節(jié)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制顯示設備的方法，其中，由所述控制器基于所檢測出的平均像素值以及由所述照度傳感器感測出的所述照度來控制與所述顯示設備相關的背光的亮度的步驟包括以下步驟
基于所檢測出的平均像素電平的變化程度來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的控制顯示設備的方法，其中，基于所檢測出的平均像素電平的變化程度來控制與所述顯示設備相關的所述背光的亮度的步驟包括以下步驟
確定圖像電平檢測器所輸出的所述平均像素電平的變化程度；
將所述平均像素電平的變化程度與預設水平進行比較；
基于所述比較，來判定所述平均像素電平的變化程度是否超出了所述預設水平；并且
響應于所述平均像素電平的變化程度超出了所述預設水平的判定，將所述平均像素電平的變化周期劃分成多個步級并按照所述步級來依次地調(diào)節(jié)與所述顯示設備相關的所述背光的亮度。
20.至少一種編碼有可執(zhí)行指令的計算機可讀存儲介質(zhì)，所述可執(zhí)行指令在被處理器執(zhí)行時使得所述處理器執(zhí)行以下操作
控制照度傳感器以感測顯示設備的安裝位置周圍的照度；
接收待顯示的圖像信號；
對接收到的信號的平均圖像電平進行檢測；以及
基于所檢測出的平均像素值以及由所述照度傳感器感測出的所述照度來控制與所述顯示設備相關的背光的亮度。
全文摘要
本發(fā)明涉及顯示設備及其控制方法。本發(fā)明公開了一種顯示設備技術(shù)，其中，照度傳感器對顯示設備的安裝位置周圍的照度進行感測，并且接收待顯示的圖像信號。對接收到的信號的平均圖像電平進行檢測，并且控制器基于所檢測出的平均像素值以及由所述照度傳感器感測出的照度來控制與所述顯示設備相關的背光的亮度。
文檔編號G09G3/34GK101783115SQ201010003329
公開日2010年7月21日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者申俊浩 申請人:Lg電子株式會社