專利名稱：用于調(diào)整背光亮度的方法和系統(tǒng)的制作方法
用于調(diào)整背光亮度的方法和系統(tǒng)
背景技術(shù)：
許多電子裝置具有液晶顯示器(LCD)面板以用于顯示灰度級或者
彩色圖像。LCD面板的色彩深度和對比度受到LCD電子器件的控制范 圍和液晶性能的限制。正在持續(xù)地尋求對于LCD色彩深度和對比度的 改進。


為了詳細說明本發(fā)明的示例性實施例，現(xiàn)在參照附圖，其中 圖1圖解了根據(jù)實施例的系統(tǒng)； 圖2圖解了根據(jù)實施例的計算機；
圖3示出了根據(jù)實施例的液晶顯示器(LCD)面板的亮度級曲線并且
圖4示出了根據(jù)實施例的方法。
符號和命名在下面的描述和權(quán)利要求書中使用某些術(shù)語來指代特 定的系統(tǒng)部件。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，計算機公司可以用不同的名 稱來指代部件。本文獻不打算區(qū)別名稱上不同而功能相同的部件。在下 面的討論中和在權(quán)利要求書中，以開放的方式來使用術(shù)語"包括"和"包 含"，因此術(shù)語"包括"和"包含"應(yīng)當(dāng)被解釋為表示"包括，但是不 限于..."。而且，術(shù)語"耦合"旨在表示間接的、直接的、光學(xué)的或者 無線的電連接。因此，如果第一裝置耦合到第二裝置，那么該連接可以 是通過直接電連接、通過經(jīng)由其他裝置和連接的間接電連接、通過光學(xué) 電連接或者通過無線的電連接。
具體實施例方式
下面的討論針對本發(fā)明的各個實施例。雖然這些實施例的一個或多 個可能是優(yōu)選的，但是所公開的實施例不應(yīng)當(dāng)被解釋或者以其他方式被 使用為限制包括權(quán)利要求書的本公開的范圍。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將 明白，下面的說明具有廣泛的應(yīng)用，并且任何實施例的討論僅意味著是 該實施例的示例，而不打算暗示包括權(quán)利要求書的本公開的范圍被限于該實施例。
實施例基于動態(tài)控制的背光燈來增強液晶顯示器(LCD)面板的色 彩深度和/或?qū)Ρ榷?。在至少一些實施例中，可以對于在LCD面板上顯 示的連續(xù)幀調(diào)整背光亮度級。發(fā)光二極管(LED)是背光燈的示例，其 足夠迅速地反應(yīng)以調(diào)整每個連續(xù)幀的背光亮度級。可替代地可以使用現(xiàn) 在已知或者以后開發(fā)的其他快速響應(yīng)背光燈。
圖1圖解了根據(jù)實施例的系統(tǒng)100。如圖所示，系統(tǒng)100包括具有 LED背光燈104的LCD面板102。 LED背光燈104由LED驅(qū)動器106 控制。如圖所示，視頻控制器108向LED驅(qū)動器106提供LED亮度控 制信號(LEDCTRL)。在至少一些實施例中，對于在LCD面板102上 顯示的每個幀可調(diào)整LEDCTRL。作為示例，視頻控制器108可以接收 和分析圖像幀數(shù)據(jù)，以確定要在LCD面板102上顯示的圖像(或者該 圖像的某些像素)的亮度級。 一旦視頻控制器108已經(jīng)確定了該圖像的 亮度級，就將LEDCTRL輸出到LED驅(qū)動器106。換句話說，LEDCTRL 是每個圖像的亮度級的函數(shù)。
在一些實施例中，視頻控制器108通過分析每個幀像素的亮度值并 且確定幀像素的最小亮度值(MINLUM)來確定圖像的亮度級。幀像素 的MINLUM通常可以在第 一值(MINLUM低)和第二值(MINLUM高) 的范圍之間。在已經(jīng)確定了 MINLUM后，視頻控制器108產(chǎn)生用于LED 驅(qū)動器106的LEDCTRL。在至少一些實施例中，LEDCTRL是多位(例 如8位)數(shù)字信號。作為示例，如果MINLUM = MINLUM低，則LEDCTRL 可以是OOOOOOOO (最小或者無LED輸出)。如果MINLUM = MINLUM 高，貝'J LEDCTRL可以是11111111 (最大LED輸出)。如果MINLUM 在MINLUM低和MINLUM高之間，貝'J LEDCTRL可以是在00000000和 11111111之間的對應(yīng)值。
在一些實施例中，視頻控制器108通過分析每個幀像素的亮度值并 且確定幀像素的最大亮度值(MAXLUM)來確定圖像的亮度級。幀像 素的MAXLUM通?？梢栽诘?一值(MAXLUM低)和第二值(MAXLUM 高)的范圍之間。在已經(jīng)確定了 MAXLUM后，視頻控制器108產(chǎn)生用 于LED驅(qū)動器106的LEDCTRL。在至少一些實施例中，LEDCTRL是 多位(例如8位)數(shù)字信號。作為示例，如果MAXLUM-MAXLUM低， 則LEDCTRL可以是00000000(最小或者無LED輸出)。如果MAXLUM-MAXLUM高，則LEDCTRL可以是11111111 (最大LED輸出)。如 果MAXLUM在MAXLUM低和MAXLUM高之間，則LEDCTRL可以是 在00000000和11111111之間的對應(yīng)值。
在一些實施例中，視頻控制器108通過分析每個幀像素的亮度值并 且確定幀像素的平均亮度值(AVGLUM)來確定圖像的亮度級。幀像素 的AVGLUM通常可以在第一值(AVGLUM低)和第二值(AVGLUM高) 的范圍之間。在已經(jīng)確定了 AVGLUM后，視頻控制器108產(chǎn)生用于LED 驅(qū)動器106的LEDCTRL。在至少一些實施例中，LEDCTRL是多位(例 如8位)數(shù)字信號。作為示例，如果AVGLUM = AVGLUM低，則LEDCTRL 可以是00000000 (最小或者無LED輸出)。如果AVGLUM = AVGLUM 高，則LEDCTRL可以是11111111 (最大LED輸出)。如果AVGLUM 在AVGLUM低和AVGLUM高之間，貝'J LEDCTRL可以是在00000000和 11111111之間的對應(yīng)值。在至少一些實施例中，LEDCTRL可以是每個 圖像的幀像素的MINLUM、 MAXLUM和/或AVGLUM的函數(shù)。其他因 素也可以影響LEDCTRL (例如用戶輸入、MINLUM、 MAXLUM或 AVGLUM的高/低值的不同集合)。用于確定圖像亮度級的過程例如可 以基于所實現(xiàn)的LCD面板硬件而改變。
如圖所示，視頻控制器108也向LCD面板102輸出色彩細節(jié)亮度 控制信號(CDCTRL)。在至少一些實施例中，CDCTRL是多位信號(例 如24位)，其控制LCD面板102的LCD光孔徑(light aperture )。通 過向LCD面板102提供CDCTRL和向LED驅(qū)動器106提供LEDCTRL， 視頻控制器108提高LCD面板102的感知色彩深度。作為示例，如果 CDCTRL是24位信號并且LEDCTRL是8位信號，則LCD面板102的 有效色彩深度是32位。
圖2圖解了根據(jù)實施例的計算機200。計算機200可以代表具有LCD 面板230的手持裝置、桌上型計算機或者膝上型計算機。如圖所示，LCD 面板230包括LCD控制器板232。在至少一些實施例中，LCD控制器板 232基于前述的CDCTRL信號來控制LCD面板230的LCD光孔徑。
如圖所示，在LCD面板230的至少一側(cè)提供LED背光燈222。 LED 背光燈222由LED驅(qū)動器220供電以向LCD面板230提供光。LED驅(qū) 動器220基于前面討論的LEDCTRL信號來向LED背光燈222輸出不同 的電壓電平或者電流電平。如圖所示，處理器202向LCD控制器板232提供CDCTRL信號， 并且向LED驅(qū)動器220提供LEDCTRL信號。處理器202可以是視頻控 制器或者能夠產(chǎn)生適當(dāng)?shù)腃DCTRL和LEDCTRL信號的另 一 處理器。在 替代實施例中，通過分開的處理器或視頻控制器來提供CDCTRL和 LEDCTRL信號。
在至少一些實施例中，處理器202耦合到存儲器204，存儲器204 存儲應(yīng)用程序206、幀緩沖器208、色彩細節(jié)指令210和LED亮度指令 212。在至少一些實施例中，應(yīng)用程序206包括操作系統(tǒng)、多媒體應(yīng)用 程序或者可被處理器202執(zhí)行的其他應(yīng)用程序。當(dāng)被執(zhí)行時，應(yīng)用程序 206使得在LCD面板230上顯示圖像。
在至少一些實施例中，幀緩沖器208從諸如應(yīng)用程序206的源接收 圖像。幀緩沖器208中的圖像被處理器202周期性地訪問并被發(fā)送到 LCD面板230以進行顯示。在幀緩沖器208中存儲的圖像使用該圖像的 每個像素的色彩值和/或亮度值來表示。
在至少一些實施例中，色彩細節(jié)指令210使得處理器202檢查在幀 緩沖器208中存儲的圖像并且向LCD控制器板232輸出控制LCD光孔 徑的CDCTRL信號。作為示例，處理器202可以檢查圖像的每個像素的 色彩值，并且輸出CDCTRL信號以相應(yīng)地控制LCD光孔徑。在一些實 施例中，色彩細節(jié)指令210使得處理器202能夠提高或者降低CDCTRL 信號的分辨率(用于表示所述信號的位的數(shù)量)。例如，可以基于在幀 緩沖器208中存儲的色彩值的分辨率或者LCD面板230的分辨率來適 配CDCTRL信號的分辨率。替代地，色彩細節(jié)指令210可以使得處理器 202能夠為CDCTRL值保持固定分辨率，即使在幀緩沖器208中存儲的 像素的色彩值分辨率更高或者更低(例如不同的應(yīng)用程序可以產(chǎn)生不同 的色彩值分辨率)也是如此。另外，色彩細節(jié)指令210可以使得處理器 202能夠基于正與計算機200 —起使用的LCD面板230的能力來輸出不 同分辨率的CDCTRL信號。
在至少一些實施例中，LED亮度指令212使得處理器202檢查在幀 緩沖器208中存儲的圖像，并且向LED驅(qū)動器220輸出LEDCTRL信號。 作為示例，處理器202可以檢查圖像的每個像素的亮度值，并且輸出 LEDCTRL信號以相應(yīng)地控制LED亮度級。如上所述，LEDCTRL信號 可以基于每個圖像幀的MINLUM、 MAXLUM和/或AVGLUM計算。其他因素也可以影響LEDCTRL(例如用戶輸入、MINLUM、 MAXLUM或 AVGLUM的高/低值的不同集合)。如果處理器202更新在LCD面板 230上顯示的每個幀的CDCTRL和LEDCTRL信號，則提高LCD面板 230的感知色彩深度和/或?qū)Ρ榷取?br> 圖3示出了根據(jù)實施例的液晶顯示器(LCD)面板的亮度級曲線圖。 如圖所示，在LCD面板上的圖像內(nèi)容的動態(tài)亮度范圍在最小黑色級和 最大白色級的范圍之間。構(gòu)成動態(tài)亮度范圍的級的數(shù)量是CDCTRL級和 LEDCTRL級的組合。
如圖3中所示，可能存在最小LCD原生(native)亮度級，其對應(yīng) 于如果CDCTRL級處于最小并且LEDCTRL級處于最大則可以實現(xiàn)的最 低LCD亮度級。換句話說，如果LED亮度最大化并且LCD光孔徑最小 化，則LCD面板將具有被稱為最小LCD原生亮度級的某個亮度。為了 實現(xiàn)LCD面板的更大對比度和色彩深度，可以對于每個幀調(diào)整CDCTRL 和LEDCTRL信號兩者。動態(tài)亮度范圍的分辨率(可能級的數(shù)量)基于 由CDCTRL和LEDCTRL提供的控制級的數(shù)量而改變。
圖4圖解了才艮據(jù)實施例的方法400。如圖所示，方法400包括向 LCD面板提供色彩細節(jié)控制信號(塊402 )。在至少一些實施例中，色 彩細節(jié)控制信號控制LCD面板的LCD光孔徑，并且對應(yīng)于前面討論的 CDCTRL信號。在塊404,提供LED控制信號來控制LCD面板的LED 背光燈的亮度。在至少一些實施例中，LED控制信號對應(yīng)于前面討論的 LEDCTRL信號，并且可以對于在LCD面板上顯示的每個幀進行更新。 在塊406,對于由LCD面板顯示的每個幀選擇性地更新色彩細節(jié)控制信 號和LED控制信號。
權(quán)利要求
1.一種顯示系統(tǒng)(200)，包括處理器(202)；耦合到所述處理器(202)的液晶顯示器(LCD)面板(230)；以及用于該LCD面板(230)的背光燈(222)，所述背光燈(222)具有可調(diào)整的背光亮度，其中，所述處理器(202)使得在所述LCD面板(230)上顯示多個連續(xù)圖像幀，并且其中，對于每個所述圖像幀選擇性地調(diào)整背光亮度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的顯示系統(tǒng)(200 ),其中，所述LCD面板(230)的亮度基于與每個圖像幀相關(guān)聯(lián)的色彩細節(jié)控制信號和背光控制信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的顯示系統(tǒng)(200),其中，所述背光燈(222)包括發(fā)光二極管(LED)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的顯示系統(tǒng)(200),還包括耦合到所述處理器(202 )的系統(tǒng)存儲器(204 ),所述系統(tǒng)存儲器(204 )包括背光控制指令(212 ),所述背光控制指令(212 )當(dāng)被執(zhí)行時使得所述處理器(202 )檢查每個圖像幀的像素亮度值并且輸出背光控制信號以基于所述像素亮度值來調(diào)整背光亮度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的顯示系統(tǒng)(200),其中，所述背光控制信號基于對于每個圖像幀確定的最小像素亮度值、對于每個幀確定的最大像素亮度值和對于每個幀確定的平均像素值中的至少 一個。
6. —種方法，包括提供連續(xù)圖像幀以顯示在液晶顯示器(LCD)面板(230)上；并且對于每個所述圖像幀選擇性地調(diào)整所述LCD面板(230 )的背光亮度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，還包括從每個圖像幀提取信息，以確定背光亮度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，還包括分析每個圖像幀的像素亮度值并且基于所述像素亮度值來調(diào)整背光亮度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，還包括基于色彩細節(jié)控制信號和背光控制信號來為每個幀控制LCD面板(230)的色彩深度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，對于每個所述圖像幀選擇性地調(diào)整所述LCD面板(230)的背光亮度包括調(diào)整發(fā)光二極管(LED)的亮度。
全文摘要
提供了一種顯示系統(tǒng)(200)，所述顯示系統(tǒng)(200)具有處理器(202)；以及耦合到所述處理器(202)的液晶顯示器(LCD)面板(230)。所述顯示系統(tǒng)(200)也包括用于LCD面板(230)的背光燈(222)，所述背光燈(222)具有可調(diào)整的背光亮度。所述處理器(202)使得在所述LCD面板(230)上顯示多個連續(xù)圖像幀。對于每個所述圖像幀選擇性地調(diào)整背光亮度。
文檔編號G02F1/133GK101675376SQ200880014151
公開日2010年3月17日 申請日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者B·N·凱羅爾, P·M·赫普曼 申請人:惠普開發(fā)有限公司