TWI486938B - 顯示設備及其背光控制方法 - Google Patents

Description

顯示設備及其背光控制方法

本發明涉及一種電子設備，尤其涉及一種顯示設備及其背光控制方法。

通常，液晶電視機的背光模組提供的背光亮度是恒定的，其不會因為顯示圖像的不同而改變，即不論液晶電視機顯示的是明亮的場景還是黑暗的場景，背光模組均提供的相同亮度的背光。這樣，當液晶顯示器顯示明亮的場景時人眼接收的光通量大，而在顯示黑暗的場景時人眼接收的光通量小。如果顯示的圖像不停在明亮的場景和黑暗的場景之間切換時，人眼的瞳孔將會不斷地大幅度縮放從而引起眼睛疲勞。

有鑑於此，有必要提供一種可以緩解眼睛疲勞的顯示設備。

另外，還有必要提供一種可以緩解眼睛疲勞的背光控制方法。

一種顯示設備，包括用於顯示圖像的顯示單元、用於為顯示單元提供背光的背光模組、記憶體、亮度計算單元、查找單元和背光調整單元；所述記憶體用於存儲圖像亮度值和背光調整係數之間的對應關係；所述亮度計算單元用於計算當前顯示圖像的亮度值；所述查找單元用於根據亮度計算單元計算的圖像的亮度值在記 憶體中查找當前顯示圖像對應的背光調整係數；所述背光調整單元根據查找單元的得到背光調整係數調整背光模組的亮度。

一種背光控制方法，用於根據顯示設備顯示的圖像控制顯示設備的背光，所述顯示設備包括用於顯示圖像的顯示單元、背光模組和記憶體；所述背光模組用於為顯示單元提供背光；所述記憶體用於存儲圖像亮度值與背光調整係數之間的對應關係；所述背光控制方法包括如下步驟：計算當前顯示圖像的亮度值；根據計算的圖像的亮度值在記憶體中查找當前顯示圖像的亮度值對應的背光調整係數；使用當前背光調整係數來調整背光模組的亮度。

上述顯示設備及其背光控制方法可以根據顯示單元顯示的圖像來控制背光模組的亮度，以使人眼接收的光通量變化都比較小而不會導致瞳孔不斷地大幅度縮放，達到緩解眼睛疲勞的目的。

100‧‧‧顯示設備

110‧‧‧顯示單元

120‧‧‧背光模組

130‧‧‧記憶體

150‧‧‧亮度計算單元

170‧‧‧查找單元

190‧‧‧背光調整單元

192‧‧‧計算模組

194‧‧‧比較模組

196‧‧‧調整模組

S801-S817‧‧‧背光控制方法步驟

圖1為一較佳實施方式的顯示設備的模組圖。

圖2為圖像的亮度值與背光調整係數之間的關係示意圖。

圖3為一較佳實施方式的背光控制方法的流程圖。

如圖1所示，顯示設備100包括用於顯示圖像的顯示單元110、背光模組120、記憶體130、亮度計算單元150、查找單元170和背光調整單元190。在本實施方式中，顯示設備100為液晶電視機。

背光模組120用於為顯示單元110提供背光，以使用戶可以清楚地觀看到顯示單元110顯示的圖像。背光模組120通常會設置一個基準亮度S。在本實施方式中，背光模組120可以為LED背光源。

記憶體130用於存儲圖像亮度值B和背光調整係數G之間的對應關係。如圖2所示，圖像亮度值B可以根據用戶的需求劃分成預定數量個等級。每個圖像亮度等級對應一個背光調整係數G。在本實施方式中，圖像的亮度值B劃分為100個等級。背光調整係數G對應設置為0.00至1.00。

亮度計算單元150用於計算當前顯示圖像的亮度值B。在本實施方式中，圖像的亮度值B為圖像中所有圖元亮度值的總和。在其他實施方式中，圖像的亮度值B也可以為圖像中所有圖元亮度值的平均值。

查找單元170用於根據亮度計算單元150計算的圖像的亮度值B所對應的等級在記憶體130中查找當前顯示圖像對應的背光調整係數G。

背光調整單元190根據查找單元170的得到背光調整係數G調整背光模組120的亮度。在本實施方式中，背光調整係數G隨著圖像亮度值B的增大而減小，背光模組120的亮度為其基準亮度S和背光調整係數G的乘積。這樣，當顯示的圖像為明亮的場景時，背光模組120的亮度將會通過背光調整係數G下調。當顯示的圖像為黑暗的場景時，背光模組120的亮度將會通過背光調整係數G上調。從而，無論顯示單元110顯示的圖像是明亮和黑暗的，人眼接收的光通量變化都比較小而不會導致瞳孔不斷地大幅度縮放，達到緩解眼睛疲勞的目的。

然而，當顯示單元110快速切換亮度差異大的圖像時，背光調整單元190調整背光亮度可能會造成畫面的閃爍或者畫面亮度的振盪感。為了減少畫面閃爍和畫面亮度的振盪感，背光調整單元190還需對背光模組120使用的背光調整係數G作進一步調整，對應地，背光調整單元190進一步包括計算模組192、比較模組194和調整模組196。

計算模組192用於計算當前顯示圖像之前的第一預定數量N個圖像的背光調整係數G的第一平均值A1。第一預定數量N可以根據用戶的需求設定，也可以在顯示設備100出廠前有專業的設計師設定。

比較模組194用於比較當前顯示圖像對應的背光調整係數G和第一平均值A1。如果當前顯示圖像的背光調整係數G小於第一平均值A1且第一平均值A1與當前顯示圖像的背光調整係數G之間的差值大於第一預定值P1，則認為顯示單元110顯示的圖像的亮度是由暗變亮的且變化幅度比較大，人眼的瞳孔會縮小，比較模組194輸出第一信號。如果當前顯示圖像的背光調整係數G大於第一平均值A1且當前顯示圖像的背光調整係數G與第一平均值A1之間的差值大於第一預定值P1，則認為顯示單元110顯示的圖像的亮度是由亮變暗的且變化幅度比較大，人眼的瞳孔會放大，比較模組194輸出第二信號。

計算模組192還用於回應第一信號計算當前顯示圖像之前的第二預定數量L個圖像的背光調整係數G的第二平均值A2，和回應第二信號計算當前顯示圖像之前的第三預定數量M個圖像的背光調整係數G的第二平均值A2。第二預定數量L為第一平均值A1和當前顯 示圖像的背光調整係數G之間的差值的函數。第三預定數量M為當前顯示圖像的背光調整係數G和第一平均值A1之間的差值的函數。由於人眼瞳孔縮小速度比較快而放大的速度比較慢，所以第二預定數量L小於或者等於第一預定數量N，而第三預定數量M則大於或者等於第一預定數量N。

比較模組194還用於比較當前顯示圖像的背光調整係數G和第二平均值A2之間的差值是否大於第二預定值P2。如果當前顯示圖像的背光調整係數G和第二平均值A2之間的差值大於第二預定值P2，則認為圖像亮度變化過於劇烈，調整模組196直接使用當前背光調整係數G來調整背光模組120的亮度，以免造成畫面的閃爍和畫面亮度的振盪。同時將當前顯示圖像之前的第一預定數量N個圖像對應的背光調整係數G均調整為當前背光調整係數G。如果當前顯示圖像的背光調整係數G和第二平均值A2之間的差值小於或者等於第二預定值P2，則認為圖像亮度變化不大，調整模組196將使用第二平均值A2替換當前背光調整係數G來調整背光模組120的亮度。

如圖3所示，一種背光控制方法用於根據顯示設備顯示的圖像控制顯示設備的背光。所述顯示設備包括顯示單元、背光模組和記憶體。顯示單元用於顯示圖像。背光模組用於為顯示單元提供背光，以使用戶可以清楚地觀看到顯示單元顯示的圖像。背光模組通常會設置一個基準亮度S。該記憶體用於存儲圖像亮度值B與背光調整係數G之間的對應關係。如圖2所示，圖像亮度值B可以根據用戶的需求劃分成預定數量個等級。每個圖像亮度等級對應一個背光調整係數G。在本實施方式中，圖像的亮度值B劃分為100 個等級。背光調整係數G對應設置為0.00至1.00。

步驟S801，計算當前顯示圖像的亮度值B。在本實施方式中，圖像的亮度值B為圖像中所有圖元亮度值的總和。在其他實施方式中，圖像的亮度值B也可以為圖像中所有圖元亮度值的平均值。

步驟S803，根據計算的圖像的亮度值B所對應的等級在記憶體中查找當前顯示圖像的亮度值對應的背光調整係數G。

步驟S805，計算當前顯示圖像之前的第一預定數量N個圖像的背光調整係數G的第一平均值A1。第二預定數量N可以根據用戶的需求設定，也可以在顯示設備出廠前有專業的設計師設定。

步驟S807，比較當前顯示圖像對應的背光調整係數G與第一平均值A1。如果當前顯示圖像的背光調整係數G小於第一平均值A1且第一平均值A1與當前顯示圖像的背光調整係數G之間的差值大於第一預定值P1，則認為顯示單元顯示的圖像的亮度是由暗變亮的且變化幅度比較大，人眼的瞳孔會縮小，進入步驟S809。如果當前顯示圖像的背光調整係數G大於第一平均值A1且當前顯示圖像的背光調整係數G與第一平均值A1之間的差值大於第一預定值P1，則認為顯示單元顯示的圖像的亮度是由亮變暗的且變化幅度比較大，人眼的瞳孔會放大，進入步驟S811。

步驟S809，計算當前顯示圖像之前的第二預定數量L個圖像的背光調整係數G的第二平均值A2。第二預定數量L為第一平均值A1和當前顯示圖像的背光調整係數G之間差值的函數。

步驟S811，計算當前顯示圖像之前的第三預定數量M個圖像的背光調整係數G的第二平均值A2。第三預定數量M為當前顯示圖像的 背光調整係數G和第一平均值A1之間的差值的函數。由於人眼瞳孔縮小速度比較快而放大的速度比較慢，所以第二預定數量L小於或者等於第一預定數量N，而第三預定數量M則大於或者等於第一預定數量N。

步驟S813，比較當前顯示圖像對應的背光調整係數G與第二平均值A2的差值是否大於第二預定值P2。如果比較當前顯示圖像對應的背光調整係數G與第二平均值A2之間的差值大於第二預定值P2，則認為圖像亮度變化過於劇烈，進入步驟S815。如果比較當前顯示圖像對應的背光調整係數G與第二平均值A2之間的差值小於或者等於第二預定值P2，則認為圖像亮度變化不大，進入步驟S817。

步驟S815，使用當前背光調整係數G來調整背光模組的亮度，以免造成畫面的閃爍和畫面亮度的振盪。同時將當前顯示圖像之前的第一預定數量N個圖像對應的背光調整係數G均調整為當前背光調整係數G。

步驟S817，使用第二平均值A2替換當前背光調整係數G來調整背光模組的亮度。

上述顯示設備100和背光控制方法可以根據顯示單元110顯示的圖像來控制背光模組120的亮度，以使人眼接收的光通量變化都比較小而不會導致瞳孔不斷地大幅度縮放，達到緩解眼睛疲勞的目的。另外，背光調整單元190還可以根據圖像亮度的變化控制背光調整係數來降低亮度差異大的圖像快速切換而導致的畫面閃爍或者畫面亮度的振盪感。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在援依本案創作精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

100‧‧‧顯示設備

110‧‧‧顯示單元

120‧‧‧背光模組

130‧‧‧記憶體

150‧‧‧亮度計算單元

170‧‧‧查找單元

190‧‧‧背光調整單元

192‧‧‧計算模組

194‧‧‧比較模組

196‧‧‧調整模組

Claims (13)

1. 一種顯示設備，包括用於顯示圖像的顯示單元和用於為顯示單元提供背光的背光模組，其改良在於：所述顯示設備還包括記憶體、亮度計算單元、查找單元和背光調整單元；所述記憶體用於存儲圖像亮度值和背光調整係數之間的對應關係；所述亮度計算單元用於計算當前顯示圖像的亮度值；所述查找單元用於根據亮度計算單元計算的圖像的亮度值在記憶體中查找當前顯示圖像對應的背光調整係數；所述背光調整單元根據查找單元的得到背光調整係數調整背光模組的亮度，其中，所述背光調整單元包括計算模組、比較模組和調整模組；所述計算模組用於計算當前顯示圖像之前的第一預定數量個圖像對應的背光調整係數的第一平均值；所述比較模組用於比較當前顯示圖像的背光調整係數和第一平均值；如果當前顯示圖像的背光調整係數小於第一平均值且第一平均值與當前顯示圖像的背光調整係數之間的差值大於第一預定值，則比較模組發出第一信號：所述計算模組還用於回應第一信號計算當前顯示圖像之前的第二預定數量個圖像的背光調整係數的第二平均值；所述比較模組還用於比較當前顯示圖像的背光調整係數和第二平均值之間的差值是否大於第二預定值，並在背光調整係數和第二平均值之間的差值大於第二預定值時，調整模組將使用當前背光調整係數來調整背光模組的亮度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示設備，其中，如果背光調整係數和第二平均值之間的差值小於或者等於第二預定值，則調整模組使用第二平均值替換當前背光調整係數來調整背光模組的亮度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示設備，其中，如果背光調整係數和第二平均值之間的差值大於第二預定值時，則將當前顯示圖像之前的第一預 定數量的圖像對應的背光調整係數替換為當前背光調整係數。
4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示設備，其中，所述第二預定數量小於或者等於第一預定數量。
5. 一種顯示設備，包括用於顯示圖像的顯示單元和用於為顯示單元提供背光的背光模組，其改良在於：所述顯示設備還包括記憶體、亮度計算單元、查找單元和背光調整單元；所述記憶體用於存儲圖像亮度值和背光調整係數之間的對應關係；所述亮度計算單元用於計算當前顯示圖像的亮度值；所述查找單元用於根據亮度計算單元計算的圖像的亮度值在記憶體中查找當前顯示圖像對應的背光調整係數；所述背光調整單元根據查找單元的得到背光調整係數調整背光模組的亮度，其中，所述背光調整單元包括計算模組、比較模組和調整模組；所述計算模組用於計算當前顯示圖像之前的第一預定數量個圖像對應的背光調整係數的第一平均值；所述比較模組用於比較當前顯示圖像的背光調整係數和第一平均值；如果當前顯示圖像的背光調整係數大於第一平均值且當前顯示圖像的背光調整係數與第一平均值之間的差值大於第一預定值，則比較模組發出第二信號；所述計算模組還用於回應第二信號計算當前顯示圖像之前的第三預定數量個圖像的背光調整係數的第二平均值；所述比較模組還用於比較當前顯示圖像的背光調整係數和第二平均值之間的差值是否大於第二預定值，並在背光調整係數和第二平均值之間的差值大於第二預定值時，則調整模組將使用當前背光調整係數來調整背光模組的亮度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示設備，其中，如果背光調整係數和第二平均值之間的差值小於或者等於第二預定值，則調整模組將使用第二平均值替換當前背光調整係數來調整背光模組的亮度。
7. 如申請專利範圍第5項所述之顯示設備，其中，如果背光調整係數和第二平均值之間的差值大於第二預定值時，則將當前顯示圖像之前的第一預 定數量的圖像對應的背光調整係數替換為當前背光調整係數。
8. 如申請專利範圍第5項所述之顯示設備，其中，第三預定數量大於或者等於第一預定數量。
9. 一種背光控制方法，用於根據顯示設備顯示的圖像控制顯示設備的背光，所述顯示設備包括用於顯示圖像的顯示單元、背光模組和記憶體；所述背光模組用於為顯示單元提供背光；所述記憶體用於存儲圖像亮度值與背光調整係數之間的對應關係；所述背光控制方法包括如下步驟：計算當前顯示圖像的亮度值；根據計算的圖像的亮度值在記憶體中查找當前顯示圖像的亮度值對應的背光調整係數；計算當前顯示圖像之前的第一預定數量個圖像的背光調整係數的第一平均值；比較當前顯示圖像對應的背光調整係數與第一平均值；如果當前顯示圖像的背光調整係數小於第一平均值且第一平均值與當前顯示圖像的背光調整係數之間的差值大於第一預定值，則計算當前顯示圖像之前的第二預定數量個圖像的背光調整係數的第二平均值；比較當前顯示圖像對應的背光調整係數與第二平均值的差值是否大於第二預定值；如果比較當前顯示圖像對應的背光調整係數與第二平均值之間的差值大於第二預定值，則執行使用當前背光調整係數來調整背光模組的亮度。
10. 如申請專利範圍第9項所述之背光控制方法，其中，如果比較當前顯示圖像對應的背光調整係數與第二平均值之間的差值小於或者等於第二預定值，則使用第二平均值替換當前背光調整係數來調整背光模組的亮度。
11. 如申請專利範圍第9項所述之背光控制方法，其中，所述背光控制方法還包括如下步驟： 如果當前顯示圖像的背光調整係數大於第一平均值且當前顯示圖像的背光調整係數與第一平均值之間的差值大於第一預定值，則計算當前顯示圖像之前的第三預定數量個圖像的背光調整係數的第二平均值；比較當前顯示圖像對應的背光調整係數與第二平均值的差值是否大於第二預定值；如果比較當前顯示圖像對應的背光調整係數與第二平均值之間的差值大於第二預定值，則執行使用當前背光調整係數來調整背光模組的亮度的步驟。
12. 如申請專利範圍第11項所述之背光控制方法，其中，如果比較當前顯示圖像對應的背光調整係數與第二平均值之間的差值小於或者等於第二預定值，則使用第二平均值替換當前背光調整係數來調整背光模組的亮度。
13. 如申請專利範圍第11項所述之背光控制方法，其中，所述第二預定數量小於或者等於第一預定數量，而第三預定數量則大於或者等於第一預定數量。