專利名稱：Lc顯示器窗口亮度的提高的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括顯示裝置和計算機的系統(tǒng)，其中顯示裝置具有用于對顯示信號進行顯示的液晶顯示器，計算機用于產(chǎn)生顯示信號和增強控制信號用于指示液晶顯示器上預定區(qū)域所需的增強。本發(fā)明還涉及適用于這種系統(tǒng)的顯示器。
背景技術(shù)：
從市場上的菲利浦計算機監(jiān)視器中，特征顯亮(lightframeTM)是公知的。這個特征使用戶可以在顯示設備的屏幕上選擇其中應該提高亮度的區(qū)域。如果在該區(qū)域上顯示自然信息，則這是特別有利的。自然信息包括通常具有比諸如文本的合成信息更低分辨率的照片和影片。通過提高亮度，可以顯著提高這種低分辨率信息的感知質(zhì)量，同時不應該增加高分辨率合成信息的亮度以避免模糊不清。通常，該區(qū)域是由操作系統(tǒng)和/或通過在操作系統(tǒng)上運行的應用程序而產(chǎn)生的窗口或一部分窗口。
在陰極射線管中，提高的亮度可以通過局部地增加陰極射線管中高亮度區(qū)的束流來實現(xiàn)。
在液晶顯示器中，最大亮度由背光的光輸出確定。如果必須增加預定區(qū)域的光輸出，則必須增加背光的光輸出，預定區(qū)域外部的數(shù)據(jù)必須適于保持亮度在預定區(qū)域外部基本不變。
典型的背光燈驅(qū)動器結(jié)構(gòu)在US-A-6078302中公開了。燈單元由燈驅(qū)動器電路間歇性地驅(qū)動，該燈驅(qū)動器電路是給背光單元提供最佳驅(qū)動電流的電流源。燈驅(qū)動電路經(jīng)控制開關(guān)給燈單元提供電流。驅(qū)動電流調(diào)節(jié)器控制該開關(guān)，以便進行驅(qū)動電流的脈寬控制。驅(qū)動電流調(diào)節(jié)器可以經(jīng)亮度控制輸入由用戶手動調(diào)節(jié)。
由于電流控制結(jié)構(gòu)和燈的內(nèi)在行為，在需要改變產(chǎn)生的光量時難以達到燈的快速響應時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能以受控方式改變其產(chǎn)生的光的特性的背光單元。
本發(fā)明的第一方案提供一種權(quán)利要求1所要求保護的系統(tǒng)。本發(fā)明的第二方案提供一種權(quán)利要求7所要求保護的顯示裝置。有利實施例被限定在從屬權(quán)利要求中。
在LCD監(jiān)視器中的顯亮(Light Frame)實現(xiàn)中，通過調(diào)節(jié)驅(qū)動面板的數(shù)據(jù)，只有熒光屏上的部分圖像必須是高亮的，而熒光屏的其余部分必須是黯淡的。本發(fā)明基于以下認識為了減小由用戶感覺到的切換效果，在大致等于黯淡過程所需時間的時間期間內(nèi)，必須增加由背光產(chǎn)生的光量。一般情況下，燈的光變化的形狀應該與LCD相對于時間的傳輸變化的改變相匹配。缺點是黯淡過程比目前可獲得的背光驅(qū)動電路的響應快(或慢)。因此，本發(fā)明介紹了一種獲得與數(shù)據(jù)的黯淡過程的過渡時間和形狀相匹配的、由背光單元的燈產(chǎn)生的光的過渡時間和過渡形狀的方式，以便使非高亮區(qū)的用戶感覺到的切換效果最小。因此，根據(jù)燈和LCD的行為，燈電流的控制可以是增加的或減少的。這樣，如果燈行為相對于LCD單元太慢，則必須增加電流，反之亦然。
該系統(tǒng)包括具有液晶顯示器的顯示裝置和產(chǎn)生要顯示在液晶顯示器上的顯示信號的計算機。計算機還產(chǎn)生表示液晶顯示器上預定區(qū)域的所需增強的增強控制信號。預定區(qū)域?qū)徊糠诛@示信號。預定區(qū)域可以是一個或多個窗口，這些窗口甚至可以疊加和可以通過操作系統(tǒng)或應用程序來產(chǎn)生。增強可以是增加亮度或適應的白色或其它特征。
顯示裝置還包括具有背光燈的背光系統(tǒng)，以便照亮液晶顯示器。燈驅(qū)動器電路驅(qū)動背光燈，以便在增強控制信號表示需要增強時改變產(chǎn)生的光的性能。例如，燈光的性能可以是亮度或色溫。
信號控制器接收顯示信號和增強控制信號以適于顯示信號，以便當增強控制信號表示需要增強時，獲得預定區(qū)域外部的顯示信號的基本未改變的顯示。通過這種方式，在預定區(qū)域的外部，光性能的改變通過適應顯示信號來補償。因而，預定區(qū)域外部的(所感覺的)信息顯示基本上獨立于增強控制信號的狀態(tài)。
燈驅(qū)動器包括耦合到燈驅(qū)動器電路的增強器(booster)，用于控制光的性能的變化。因此，增強器控制燈驅(qū)動器，以便通過匹配非高亮顯示區(qū)的改變的方式，改變光的性能。
例如，在燈比LCD單元更慢的系統(tǒng)中，沒有增強器，產(chǎn)生的燈亮度將需要幾秒的時間到達其最后穩(wěn)定狀態(tài)水平。這產(chǎn)生幾個問題。
首先，在需要較高亮度的區(qū)域外部，通過緩慢適應顯示信號難以補償燈的光輸出的緩慢增加。燈的響應取決于使用的燈的特性，并且取決于燈的實際狀態(tài)(例如其溫度)。此外，由于液晶顯示器的單元的非線性行為，補償難以進行。
其次，當被選部分的顯示信息需要幾秒時間來增強時，用戶將會變得困惑。通常，用戶將在被選部分上移動鼠標指向器，激活鼠標按鈕，并期望立刻響應。如果響應時間太慢和反應需要幾秒鐘發(fā)生，則用戶可能斷定他操作有誤，或者顯亮特征沒有正常工作。通過增大，只需要幾毫秒的時間改變亮度。因而，通過根據(jù)本發(fā)明的燈控制，顯亮特征將給最終用戶更深刻的印象，因為高亮區(qū)的光變化可以在非常短的時間內(nèi)實現(xiàn)。優(yōu)選地，當需要增加光輸出時，增強器使附加的電流流過燈，或者當需要減小光輸出時，增強器使減少的電流流過燈。這種附加的或減少的電流量使燈更快或更慢地達到穩(wěn)定狀態(tài)亮度值。通過這種方式，控制燈，以便由背光產(chǎn)生的光量以受控方式增加，因而，用戶不必注意預定區(qū)域外部的區(qū)域中的過渡，因為通過數(shù)據(jù)的適應補償了背光的改變的光輸出。
這種附加的/減少的電流的量和形狀可以是幾個參數(shù)如溫度、初始和最終所希望亮度值等的函數(shù)。
本發(fā)明的這些和其它方案將在下面參照實施例進行說明。


在附圖中圖1表示根據(jù)本發(fā)明的計算機和顯示裝置的系統(tǒng)，圖2表示根據(jù)本發(fā)明的背光單元的實施例，圖3表示根據(jù)本發(fā)明的背光單元的實施例，說明其操作的波形圖，和圖4表示根據(jù)本發(fā)明的背光單元的另一實施例。
具體實施例方式
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的計算機和顯示裝置的系統(tǒng)。這個實施例涉及由于燈的行為比LCD單元更慢而燈必須被增大的情況。計算機COM提供顯示信號DS，該顯示信號將要顯示在具有液晶顯示器LCD的顯示裝置DAP上。計算機COM還產(chǎn)生增強控制信號ECS，該增強控制信號ECS表示液晶顯示器LCD上預定區(qū)域PA需要增加的亮度。增強控制信號可以嵌入在顯示信號DS中，并由信號控制器SCO進行解碼。預定區(qū)域PA例如是如圖所示的由操作系統(tǒng)或應用程序產(chǎn)生的窗口W1。該窗口部分被窗口W2覆蓋。
顯示裝置DAP還包括具有背光燈BLL的背光單元BLU，背光燈為液晶顯示器LCD照明。燈驅(qū)動器電路LDC驅(qū)動背光燈BLL，以便當增強控制信號ECS表示需要增加亮度時改變產(chǎn)生的光的性能。
信號控制器SCO接收顯示信號DS和增強控制信號ECS，從而產(chǎn)生適應的顯示信號ADS，以便當增強控制信號ECS表示需要增強時，獲得預定區(qū)域PA外部的基本不變的顯示。適應的顯示信號ADS被提供給液晶顯示器LCD。通過這種方式，在預定區(qū)域PA的外部，通過適應顯示信號DS來補償亮度變化。
燈驅(qū)動器電路LDC包括適應背光燈BLL的驅(qū)動以控制亮度變化的增強器BO。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的背光單元的實施例。
增強器BO包括微分器DIF，它接收增強控制信號ECS以便提供微分的控制信號CCS。在優(yōu)選實施例中，增強控制信號ECS可由為其添加了增強控制信號ECS的用戶可調(diào)亮度控制信號BCS代替。
加法器AD將微分的控制信號CCS加到電流控制信號CSS上。電流控制信號CSS確定提供給燈BLL的穩(wěn)定狀態(tài)電流IL。
反饋元件FN與燈BLL串聯(lián)設置，以便提供表示燈電流IL的反饋信號FBS。減法器SU從加法器AD的輸出信號中減去反饋信號FBS，以便向電流控制器CUD提供錯誤信號ES。
電流控制器CUD經(jīng)可控開關(guān)CSW向燈BLL提供燈電流IL?？煽亻_關(guān)CSW的開/關(guān)轉(zhuǎn)換由脈寬調(diào)制器PWM控制。脈寬調(diào)制器PWM產(chǎn)生脈寬控制信號PWC，該脈寬調(diào)制信號PWC具有取決于用戶可控亮度控制信號BCS的占空比。
在穩(wěn)定狀態(tài)下，流過燈BLL的電流IL由電流控制信號CSS確定。電流IL確定由燈BLL發(fā)射的光的亮度。因此，當可控開關(guān)CSW閉合時，電流IL精確地保持在所希望的值是很重要的。通過電流反饋回路將電流保持在由電流控制信號CSS表示的所希望的值，其中電流反饋回路包括減法器SU、電流控制器CUD和反饋元件FN。通常，反饋元件FN是電阻器，通過該電阻器電流IL產(chǎn)生作為反饋信號FBS的反饋電壓。減法器SU將流過燈BLL的實際測量電流IL與由電流控制信號CSS表示的所希望的電流相對比，以便以公知方式控制電流控制器CUD，以精確地保持電流IL在所希望的值。
燈BLL的亮度由可控開關(guān)CSW的占空比控制。只在開關(guān)CSW閉合期間電流IL流過燈BLL。如果這個時間相對于開關(guān)CSW打開的時間很短(占空比小)，則亮度低。通常，產(chǎn)生用戶可控亮度控制信號BCS的用戶可控亮度輸入經(jīng)脈寬調(diào)制器PWM控制占空比。
因此斷定，通過控制占空比獲得實際的燈亮度值。在燈BLL的開狀態(tài)期間，電流IL由閉合的控制回路在所希望的標稱值調(diào)整，該所希望的標稱值對于不同燈類型可以是不同的。
在顯亮應用中，背光燈亮度必須從一個值轉(zhuǎn)換到另一個值。如前面所述的，需要所產(chǎn)生亮度的快速和可控響應時間。微分器DIF將增強控制信號ECS微分，以便獲得與施加于增強控制信號ECS的階躍成比例的微分的控制信號CCS。增強控制信號ECS在功能上與亮度控制信號BCS相關(guān)。流過燈BLL的電流IL將增大一段很短的時間，因而將更早地到達由亮度控制信號BCS設定的新亮度值。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的背光單元的實施例，說明操作的波形圖。圖3示出了增強控制信號ECS、微分的控制信號CCS、和燈BLL的亮度LBR。
在時刻t1之前，增強控制信號ECS，其在這種情況下為亮度控制信號BCS，具有表示第一亮度級的值(不需要增強)。增強控制信號ECS為零，亮度LBR具有級B1。
在時刻t1，增強控制信號ECS進行跳躍J并到達表示第二亮度級的值(增強，本例中為更高的亮度)。在不增大的情況下，微分的控制信號CCS保持零，在亮度LBR達到第二級B2之前需要相對長的時間，如波形UB所示。微分的控制信號CCS表示微分的增強控制信號ECS。通過增大，作為微分的增強控制信號ECS的微分控制信號CCS示出了尖峰。該尖峰在流過燈BLL的電流IL中產(chǎn)生相應的尖峰，并且將更快地到達第二亮度級，如部分虛線的波形BO所示的。
在時刻t2，以同樣的方式，燈BLL的亮度LBR在短時間內(nèi)減小。
由此斷定，通常情況下，如果增強控制信號ECS是亮度控制信號BCS，并在預定區(qū)域PA內(nèi)需要更高亮度，則通過增加占空比來增加燈BLL的穩(wěn)定狀態(tài)亮度。通過暫時增大流過燈BLL的電流IL可以獲得光輸出中的快速轉(zhuǎn)變。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的背光單元的另一實施例。
在本實施例中，微控制器MCU單獨地接收增強控制信號ECS或者從顯示信號DS中取回它。微控制器MCU產(chǎn)生亮度控制信號BCS，或者如圖所示，直接產(chǎn)生脈寬控制信號PWC和電流控制信號CSS。電流控制信號通常是模擬信號，并可以通過過濾由微控制器MCU產(chǎn)生的高頻脈寬調(diào)制信號而很容易地獲得。此外，微控制器MCU具有輸入以接收物理參數(shù)PHP，如面板或/和燈溫度、和/或LCD單元的行為。
任選地，微控制器MCU可接收反饋信號FBS和提供錯誤信號ES。通過這種方式，可以實現(xiàn)完全地數(shù)字控制回路，但是這需要模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以是外部的或嵌入在微控制器MCU中。
微控制器MCU知道整個系統(tǒng)的物理參數(shù)PHP。在即使用相同的元件組裝的不同的制造監(jiān)視器當中，由于標稱值的擴展，這些參數(shù)PHP可以不同。優(yōu)選地，在制造工藝的最后階段測量參數(shù)PHP，并且將其儲存在存儲器件MEM中，該存儲器件MEM可以嵌入在微控制器MCU中。當MCU認識到必須將亮度從一個值改變到另一值時，它產(chǎn)生合適的脈寬控制信號PWC和電流控制信號CSS，以便符合LCD單元的傳輸變化。由微控制器MCU產(chǎn)生的這些信號將取決于所希望的亮度跳躍，并且可能與由MCU接收的參數(shù)PHP相關(guān)。
應該注意的是，上述實施例只是示意性的，并不限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求書的范圍的情況下可以設計各種替換實施例。例如，燈BLL可以是單個燈，或者可以包括多個燈。反饋元件FN可以是電流互感器?？梢约恿翈讉€區(qū)域。這些區(qū)域可以具有非矩形形狀。
在權(quán)利要求書中，位于括號內(nèi)的任何參考標記不構(gòu)成為對權(quán)利要求的限制。術(shù)語“包括”不排除該權(quán)利要求中列舉的以外的其它元件或步驟的存在。在元件前面的術(shù)語“一”不排除存在多個這樣的元件。本發(fā)明可以借助包括幾個不同元件的硬件和借助合適的編程計算機來實施。在表示幾個裝置的器件權(quán)利要求中，這些裝置中的幾個裝置可以由一個和硬件的相同項目來體現(xiàn)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中引證某些測量值并不表示不能有利地使用這些測量值的組合。
權(quán)利要求
1.一種包括顯示裝置(DAP)和計算機(COM)的系統(tǒng)，所述計算機(COM)用于產(chǎn)生顯示信號(DS)和增強控制信號(ECS)，所述增強控制信號(ECS)表示在顯示裝置(DAP)的顯示屏上的預定區(qū)域(PA)內(nèi)顯示信號(DS)的所需增強，所述顯示裝置(DAP)包括液晶顯示器(LCD)，具有背光燈(BLL)的背光單元(BLU)，用于產(chǎn)生光以照亮液晶顯示器(LCD)，燈驅(qū)動器電路(LDC)，用于驅(qū)動背光燈(BLL)，以便當增強控制信號(ECS)表示需要增強時改變所發(fā)射光的性能，和信號控制器(SCO)，用于接收顯示信號(DS)和增強控制信號(ECS)，以便為液晶顯示器(LCD)提供適應的顯示信號(ADS)，從而獲得液晶顯示器(LCD)的適應發(fā)射，其中燈驅(qū)動器電路(LDC)包括增強器(BO)，用于接收增強控制信號(ECS)以便使光的性能改變與液晶顯示器(LCD)的適應發(fā)射相匹配，從而當增強控制信號(ECS)表示需要增強時，獲得在預定區(qū)域(PA)外部的顯示信號(DS)的基本不變的顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于光的性能是其亮度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征在于燈驅(qū)動器電路(LDC)包括用于產(chǎn)生經(jīng)過背光燈(BLL)的電流(IL)的電流發(fā)生器(CUD)，增強器(BO)包括用于向電流發(fā)生器(CUD)提供電流控制信號(CCS)的裝置(DIF)，以便當增強控制信號(ECS)表示預定區(qū)域(PA)的亮度的所需增強時，使經(jīng)過背光燈(BLL)的電流(IL)適應。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征在于燈驅(qū)動器電路(LDC)包括脈寬調(diào)制器(PWM)，用于產(chǎn)生具有占空比的脈寬控制信號(PWC)，所述占空比取決于用戶可控亮度控制信號(BCS)，電流驅(qū)動器(CUD)、開關(guān)裝置(CSW)和背光燈(BLL)的串聯(lián)設置，所述電流驅(qū)動器(CUD)具有用于接收輸入信號(ES)的輸入和當開關(guān)裝置(CSW)閉合時用于向背光燈(BLL)提供預定電流(IL)的輸出，所述開關(guān)裝置(CSW)具有用于接收脈寬控制信號(PWC)的控制輸入，以便確定開關(guān)裝置(CSW)的開和關(guān)次數(shù)，和增強器(BO)還包括用于將增強控制信號(ECS)微分的微分器(DIF)，從而獲得微分的控制信號(CCS)，和用于將微分的控制信號(CCS)加到電流控制信號(CSS)以提供輸入信號(ES)的加法器(AD)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征在于燈驅(qū)動器電路(LDC)包括用于接收物理參數(shù)(PHP)的微控制器(MCU)，所述物理參數(shù)(PHP)表示液晶顯示器(LCD)的傳輸行為和/或燈(BLL)的光發(fā)射，以便確定電流控制信號(CCS)和/或脈寬控制信號(PWC)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征在于燈驅(qū)動器電路(LDC)包括微控制器(MCU)和存儲器(MEM)，所述存儲器(MEM)包括物理參數(shù)(PHP)的存儲數(shù)據(jù)，所述物理參數(shù)(PHP)表示液晶顯示器(LCD)的傳輸行為和/或燈(BLL)的光發(fā)射。
7.一種顯示裝置，包括液晶顯示器(LCD)，具有背光燈(BLL)的背光單元(BLU)，用于產(chǎn)生光以照亮液晶顯示器(LCD)，燈驅(qū)動器電路(LDC)，用于驅(qū)動背光燈(BLL)以便當增強控制信號(ECS)表示需要增強時，改變所發(fā)射光的性能，和信號控制器(SCO)，用于接收顯示信號(DS)和增強控制信號(ECS)，從而向液晶顯示器(LCD)提供適應的顯示信號(ADS)，以便獲得液晶顯示器(LCD)的適應傳輸，其中燈驅(qū)動器電路(LDC)包括增強器(BO)，用于接收增強控制信號(ECS)，以使光的性能改變與液晶顯示器(LCD)的適應傳輸相匹配，以便當增強控制信號(ECS)表示需要增強時獲得預定區(qū)域(PA)外部的顯示信號(DS)的基本不變的顯示。
全文摘要
在LCD監(jiān)視器中，通過使背光(BLU)產(chǎn)生更多的光，使所顯示信息的預定部分(PA)加亮。通過調(diào)整驅(qū)動面板(LCD)的視頻數(shù)據(jù)，將預定區(qū)域(PA)外部的區(qū)域保持在基本不變的亮度。增強器(BO)適于控制燈(BLL)，以便由背光(BLU)產(chǎn)生的光量以受控和可預知方式增加，使用戶不會注意到預定區(qū)域(PA)外部的區(qū)域中亮度的過渡。
文檔編號G09G5/14GK1647148SQ03807610
公開日2005年7月27日 申請日期2003年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月2日
發(fā)明者G·帕斯奎里尼, C·卡薩勒 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司