CN111354317A - 显示装置及用于监测显示装置之方法 - Google Patents

Abstract

本揭露关于显示装置及用于监测显示装置之方法。一显示设备系被提供。所述显示装置包含显示单元、背光模块、光传感器及控制器。所述背光模块位于所述显示单元之第一侧上。所述光传感器位于不同于所述第一侧之所述显示单元之第二侧上。所述光传感器背对所述显示单元以用于侦测包含环境光及来自所述显示单元之反射光的光，并产生第一亮度值。所述控制器基于所述第一亮度值而判定显示装置是否发生故障。

Description

显示装置及用于监测显示装置之方法

技术领域

本揭露关于一种显示装置及一种用于操作该显示装置之方法。更明确地说，本揭露关是一种显示装置及一种用于监测显示装置是否正常工作之方法。

背景技术

因显示装置广泛使用于不同环境中，如何确保显示装置在恶劣条件下之可靠性及稳健性已成为重要的议题。举例而言，若显示装置安置于户外，显示装置可能曝露于日光、风及雨。户外操作条件可造成许多问题，诸如背光模块或显示单元之劣化及显示装置组件之意外关闭。

综上所述，需要提供一种具有自我侦测能力之显示装置，以确保显示装置正常工作。对于显示装置之管理员或所有者或广告商而言亦需要监测显示装置是否正常工作。

发明内容

在根据某些实施例之一态样中，显示装置包含显示单元、背光模块、光传感器及控制器。背光模块位于所述显示单元之第一侧上。所述光传感器位于不同于所述第一侧之所述显示单元之第二侧上。所述光传感器背对所述显示单元以用于侦测包含环境光及来自所述显示单元之反射光的光，并产生第一亮度值。所述控制器基于所述第一亮度值判定显示装置是否发生故障。

在一较佳实施例中，所述控制器进一步基于所述第一亮度值控制所述背光模块。

在根据某些实施例之一态样中，用于监测一显示装置之一方法包含侦测包含环境光及来自所述显示单元之反射光的光；基于所述经侦测光产生一第一亮度值；及基于所述第一亮度值判定显示装置是否发生故障。

在一较佳实施例中，所述方法进一步包含基于所述第一亮度值控制所述显示装置之背光。

亦考虑本揭露之其他态样及实施例。前述发明内容及以下实施方式并非意谓将本揭露限于任何特定实施例，而是仅意谓描述本揭露之一些实施例。

附图说明

为了更好地理解本揭露之一些实施例的本质及目标，应参考与附图结合的以下实施方式。在图式中，除非另外指定，否则相同或功能上相同的组件给与相同参考编号。

图1绘示根据本揭露之某些实施例的显示装置。

图2绘示根据本揭露之某些实施例的显示装置及透明板。

图3是根据本揭露之某些实施例之用于监测显示装置的流程图。

图4是根据本揭露之某些实施例之用于监测显示装置的流程图。

图5A是根据本揭露之某些实施例之用于监测显示装置的流程图。

图5B绘示根据本揭露之某些实施例的图帧(frame)。

图6是根据本揭露之某些实施例之用于监测显示装置的流程图。

主要组件符号说明：

1、1a：显示设备

2：透明板

11：保护板

12：显示单元

13：背光模块

14：传感器件

15：控制器

16：通讯模块

101、102、103、201、202、203、204、301、302、303、304、305、401、402、403、404、405、406、407：操作

511：图帧

512、513：部分

具体实施方式

图1绘示根据本揭露之某些实施例的显示装置1。如图1所示，显示装置1包含保护板11、显示单元12、背光模块13、传感器件14、控制器15及通讯模块16。显示单元12包含显示区域121及非显示区域122。显示区域121可被非显示区域122包围。通讯模块16可经由有线连结及/或无线链接与任何外部装置通讯。控制器15电连接至显示单元12、背光模块13、传感器件14及/或通讯模块16，且与显示单元12、背光模块13、传感器件14及/或通讯模块16通讯。在某些实施例中，控制器15可控制显示单元12、背光模块13、传感器件14及通讯模块16。

显示单元12可包含液晶层。在某些实施例中，背光模块13可为包含复数个光源及用于安装该等光源之背光组件的直下式背光模块(direct backlight module)。举例而言，光源可为复数个LED，其等置于背光组件之前表面以提供用于显示单元12之背光照明。在某些实施例中，背光模块13可为包含用于侧照明之光源及导光板的侧光式背光模块(edge-lit backlight module)。显示单元12、背光模块13或其两者中可包含一或多个光学膜，该等光学膜例如可为光漫射器、光反射器、亮度增强膜或其两者或多者之组合。欲被使用之光学膜的类型及数目不以此处为限。

在一实施例中，传感器件14是置于显示单元12上。传感器件14是置于显示单元12之非显示区域122上而非置于显示区域121上。因此，传感器件14将不会阻挡显示区域121之部分。在一实施例中，传感器件14经安置以背对显示单元12并面向保护板11。保护板11可由钢化玻璃或其他具有更高强度的透明材料制成。

传感器件14可侦测或量测光的大小并产生相应之亮度值。在某些实施例中，传感器件14可为光侦测器或光传感器。传感器件14可侦测或量测来自不同来源的光，诸如穿过保护板11之环境光以及由背光模块13发射穿过显示单元12且被保护板11反射的光。因此，由传感器件14所产生之亮度值可呈现显示装置1所放置环境的亮度以及由显示装置本身发射之光的亮度。因此，传感器件14可被用于侦测环境光及用于判定显示装置是否正常工作。传感器件14可为任何能够侦测或量测光之大小的器件，并不以上述实施例为限。举例而言，传感器件14可为影像撷取器件，诸如相机模块。

控制器15可基于由传感器件14所产生之亮度值而控制背光模块13。控制器15可基于环境光的亮度而调整背光模块13。举例而言，若环境非常亮，由传感器件14产生之亮度值可能持续高于临限值一段时间(如10分钟)。在此情形下，控制器15可控制背光模块13以增加其亮度，使得观看者可以轻易看见显示之影像。另一方面，若环境非常暗，由传感器件14产生之亮度值可能持续低于另一临限值一段时间(如10分钟)。在其情形下，控制器15可控制背光模块13以减少其亮度，以节省电源并避免强光。此外，控制器15可判断显示装置1是否正常工作，详细叙述将于与图3至图5相关之段落提供。

图2绘示根据本揭露之某些实施例的显示装置1a。图2所示之显示装置1a与图1所示之显示装置1相似。图2中显示设备1a之组件具有与图1中之显示装置1相同组件符号者表示两者为相同或相似之组件。因此，不在此重复赘述该等组件之其等详细说明于此处不重复。图2与图1不同之处主要在于显示设备1a是放置在透明板2的后面。透明板2可为商店之窗的玻璃板，因此并非显示装置1a之一部分。虽然显示装置1a是置于透明板2之后方，在某些实施例中，显示单元12仍可包含位于相对于背光模块13之另一侧上的一保护层(未图示)。

在一实施例中，传感器件14面向透明板2且背对显示单元12。传感器件14能够侦测或量测光的大小并产生相应之亮度值。传感器件14可侦测或量测来自不同来源的光，诸如穿过透明板2之环境光以及由背光模块13发射穿过显示单元12且被透明板2反射的光。因传感器件14可侦测来自背光模块13及显示单元1而被透明板2反射的光，传感器件14可用以判断显示装置是否正常工作。更甚者，如前所述，因为传感器件14可侦测环境光，由传感器件14产生之亮度值可用以调整背光模块13。

需注意，虽然在图1及图2中传感器件14是安装于显示单元12上，传感器件14亦可嵌入于显示单元12中、附接至显示单元12之边缘、安装于显示装置1(或1a)之外壳上或以其他方法安置使传感器件14可以侦测由透明板2或保护板11反射之光。

除了感测环境光，传感器件14与控制器15组合亦可用以判断显示装置1(或1a)是否正常工作。举例而言，若背光模块13损坏且显示单元12正常工作，则显示装置1(或1a)的亮度将变得非常低且观看者可能无法看到所显示的内容。在这种情况下，传感器件14仅能侦测或测量环境光，且所产生的亮度值将长时间(例如10分钟)保持在低水平且几乎恒定的值。因此，控制器15可以基于所生成的亮度值判定显示装置已经发生故障。

图3是根据本揭露之某些实施例之用于监视显示装置的流程图。在某些实施例中，图3中的流程图是由显示装置1(或1a)之控制器15执行。在显示装置1(或1a)的操作期间，传感器件14侦测或测量光并产生相应的亮度值。传感器件14可在不同时间生成亮度值。由传感器件14产生的亮度值可表示为与时间相关的函数。例如，由传感器件14产生的亮度值可表示为：

V(t)，其中t为时间。

在操作101中，控制器15从传感器件14获得亮度值V(t)。在操作102中，控制器15判定亮度V(t)是否小于临限值T1达一预配置时间段。如果是，则控制器15判定显示装置发生故障(操作103)；否则，控制器15再次执行操作101。例如，如果时间段被设置为10分钟并且每秒获得亮度值，如果600个连续亮度值低于临限值T1，则控制器15可判定显示装置1(或1a)的亮度太低。在某些实施例中，操作102可以下列不等式判定：

对于自(t1-m+1)至t1之范围中的每一个t，V(t)<T1，其中t1表示当前时间，且m是一整数且是基于该预配置时间段及获得亮度值之速率所决定。

否则，控制器15判定显示装置1(或1a)正常工作并继续执行操作101。

在某些实施例中，临限值T1是预配置之值。在某些其他实施例中，临限值T1基于亮度值Vw和Vb而决定，其中Vw是显示单元12显示白色影像时的亮度值，Vb是显示单元12显示黑色影像时的亮度值。在某些实施例中，临限值T1等于：

C1*(Vw-Vb)+Vb，其中C1介于0与1之间。

Vw和Vb可以在显示装置1(或1a)的初始化阶段期间或在显示装置1(或1a)的正常操作期间产生。在某些实施例中，Vw和Vb是固定值，并且临限值T1是预配置的。因此，可以在显示装置的操作期间跳过临限值T1的计算。

图4是根据本揭露之某些实施例之用于监视显示装置的流程图。图4中的流程图是由显示装置1(或1a)的控制器15执行。在显示装置1(或1a)的操作期间，传感器件14侦测或测量光并产生相应的亮度值。传感器件14可以在不同时间生成亮度值。由传感器件14产生的亮度值可以表示为与时间相关的函数。例如，传感器件14产生的亮度值可表示为：

V(t)，其中t为时间。

在操作201中，控制器15从传感器件14获得亮度值V(t)。在操作202中，控制器15计算过去一段时间的平均亮度值Va(t)。在某些实施例中，平均亮度值Va(t)是V(t-n+1)到V(t)的平均值，其中n是预配置之整数。在操作203中，控制器15判定V(t)和Va(t)之间的差值是否小于一临限值T2达一预配置时间段。在某些实施例中，操作203可以下列不等式判定：

对于自(t2-m+1)至t2之范围中的每一个t，|V(t)-Va(t)|<T2，其中t2表示当前时间，且m是一整数且是基于该预配置之时间段及获得亮度值之速率所决定。例如，若预先配置时间段为10秒并且每2毫秒获得亮度值，则m等于5,000。

V(t)和Va(t)之间的差值小于临限值T2达一预配置时间段则意味着所显示的内容可能为静止的。这可能是由于显示单元的故障(例如，静止图像)或背光模块的故障引起的。因此，如果V(t)和Va(t)之间的差值小于临限值T2达一预配置时间段，则控制器15判定显示装置发生故障(即，操作204)。否则，控制器15判定显示装置1(或1a)正常工作并继续执行操作201。如果控制器15判定显示装置1(或1a)发生故障，则控制器15可以进一步通过通讯模块16警示远程用户。

在某些实施例中，临限值T2是预配置的值。在某些其他实施例中，临限值T2是基于亮度值Vw和Vb而决定，其中Vw是显示单元12显示白色影像时的亮度值，Vb是当显示单元12显示黑色影像时的亮度值。在某些实施例中，临限值T2等于：

C2*(Vw-Vb)，其中C2介于0与1之间。

在某些实施例中，亮度值Vw和Vb是在操作201之前就预先配置。由于临限值T2在操作201之前就预先配置，所以在显示装置1(或1a)的操作期间可以跳过临限值T2的计算。在某些实施例中，Vw和Vb可以在显示装置1(或1a)的初始化阶段期间或在显示装置1(或1a)的正常操作期间产生。

图5A是根据本公开之某些实施例之用于监视显示装置的流程图。图5A中之流程图是由显示装置1(或1a)的控制器15执行。当操作显示装置1(或1a)(例如，显示影像或影片)时，传感器件14侦测或测量光并产生相应的亮度值。传感器件14可以在不同时间或不同图帧产生亮度值。由传感器件14产生的亮度值可以表示为与时间相关联的函数或者与图帧序数相关联的函数。例如，传感器件14产生的亮度值可表示为：

V(t)，其中t为时间或图帧序数。

在操作301中，控制器15从感测装置14获得亮度值V(t)。

当显示装置1(或1a)显示影像或影片，显示装置1(或1a)可将背光模块13关闭短暂时间。在某些实施例中，背光模块13关闭的短暂时间可以是一图帧周期之一部分。当显示装置1(或1a)在没有背光的情形下被操作时(例如显示影像或影片)，传感器件14侦测或测量光并产生相对的亮度值。传感器件14可在不同时间或不同图帧产生没有背光的亮度值。由传感器件14所产生没有背光的亮度值可被表示为与时间相关联之函数或与图帧序数相关联的函数。例如，传感器件14产生的亮度值可表示为：

Vnb(t)，其中t为时间或图帧序数。

在操作302中，控制器15从感测装置14获得亮度值Vnb(t)。

图5B绘示根据本揭露之某些实施例的图帧周期511。在图5B中，图帧周期511被分割为两个部分512及513。在某些实施例中，背光模块13在部分512中未被关闭，且背光模块13在部分513中被关闭。在某些实施例中，操作301是在部分512中执行，且操作302是在部分513中执行。在某些实施例中，操作301在每一图帧中执行。在某些实施例中，操作301在每隔数个图帧执行一次。在某些实施例中，操作302在每一图帧中执行。在某些实施例中，操作302在每隔数个图帧执行一次。因为操作301可不在每一图帧中执行，如果没有获得新的亮度值V(t)，当前的亮度值V(t)等于最近获得的亮度值V(t)。同理，因为操作302可不在每一图帧中执行，如果没有获得新的亮度值Vnb(t)，当前的亮度值Vnb(t)等于最近获得的亮度值Vnb(t)。

再次参考图5A，在操作303中，控制器15从V(t)及Vnb(t)之间的差值获得亮度值Vr(t)。

在操作304中，控制器15判定Vr(t)及Vr(t-1)(即当前时间的Vr值及先前时间的Vr值)之间的差值是否小于临限值T3达一预配置时间段、达一预配置次数或达预配置图帧周期数。在某些实施例中，操作303之可由以下不等式表示：

对于自(t3-m+1)至t3之范围中的每一个t，|Vr(t)-Vr(t-1)|<T3，其中t3表示当前时间，且m是一整数且是基于该预配置时间段及获得亮度值之速率所决定。例如，若预先配置时间段为10秒并且每2毫秒获得亮度值，则m等于5,000。

Vr(t)和Vr(t-1)之间的差值小于临限值T3达一预配置时间段意味着所显示的内容可能为静止的。这可能是由于显示单元的故障(例如，静止图像)或背光模块的故障引起的。因此，如果Vr(t)和Vr(t-1)之间的差值小于临限值T3达一预配置时间段，则控制器15判定显示装置发生故障(即，操作305)。否则，控制器15判定显示装置1(或1a)正常工作并继续执行操作301。如果控制器15判定显示装置1(或1a)发生故障，则控制器15可以进一步通过通讯模块16警示远程用户。

在某些实施例中，临限值T3是预配置的值。在某些其他实施例中，临限值T3是基于亮度值Vw和Vb而确定，其中Vw是显示单元12显示白色影像时的亮度值，Vb是当显示单元12显示黑色影像时的亮度值。在某些实施例中，临限值T3等于：

C3*(Vw-Vb)，其中C3是介于0与1之间。

在某些实施例中，亮度值Vw及Vb是在操作301之前预配置。由于临限值T3是在操作301之前预配置，则在显示装置1(或1a)的操作期间可以跳过临限值T3的计算。在某些实施例中，Vw及Vb可在显示装置1(或1a)之初始化阶段期间产生或在显示装置1(或1a)之正常操作期间产生。

图6是根据本揭露之某些实施例之用于监测显示装置1(或1a)的流程图。图6之流程可是由显示装置1(或1a)之控制器15执行。在某些实施例中，图6所示操作是在显示装置1(或1a)开机时执行或可与图3、图4或图5A所示操作合并。在操作401中，控制器15控制显示单元12以显示一白色影像。当显示单元12显示白色影像时，传感器件14侦测或测量光以产生亮度值Vw。在操作402中，控制器15从传感器件14获得亮度值Vw。在操作403中，控制器15控制显示单元以显示一黑色影像。当显示单元12显示黑色影像时，传感器件14侦测或测量光以产生亮度值Vb。在操作404中，控制器15从传感器件14获得亮度值Vb。一般而言，亮度值Vw是大于亮度值Vb。

在操作405中，控制器15判定Vw及Vb之间的差值是否小于临限值T4。若Vw及Vb之间的差值不小于临限值T4，控制器15判定显示装置1(或1a)之环境有利于侦测从透明板2或保护板11反射之光(即操作406)。此环境可利于图3、图4或图5A所示之操作。在根据本揭露之某些实施例中，若Vw及Vb之间的差值小于临限值T4，控制器15判定显示装置1(或1a)之环境不利于侦测从透明板2或保护板11反射之光(即操作407)。此环境可不利于图3、图4或图5A所示之操作。

在根据本揭露之某些实施例中，操作405之结果可被用以判定显示装置1(或1a)是否正常工作。若Vw及Vb之间的差值不小于临限值T4，控制器15判定显示装置1(或1a)正常工作(即操作406)。若Vw及Vb之间的差值小于临限值T4，控制器15判定显示装置1(或1a)发生故障(即操作407)。举例来说，如果显示单元12故障或如果背光模块13故障，所显示的影像可能不会改变。因此，Vw及Vb之间的差值可能小于临限值T4，且被判定为显示装置1(或1a)发生故障。控制器15可进一步通过通讯模块16警示远程用户。

在某些实施例中，临限值T4是基于值Vwp及Vbp而确定。值Vwp是指当显示装置1(或1a)正常显示白色影像时的亮度值。值Vbp是指当显示装置1(或1a)正常显示黑色影像时的亮度值。值Vwp及Vbp可为预配置之值，或可为由控制器15所获得之Vw的平均值及Vb的平均值。在某些实施例中，临限至T4等于：

C4*(Vwp-Vbp)，其中C4介于0至1之间。

在某些实施例中，操作405可以下列不等式判定：

(Vw-Vb)<C4*(Vwp-Vbp)。

在某些实施例中，临限值T4为预配置。因此，可以跳过计算临限值T4的操作。

除非上下文另外明确地规定，否则如本文中所使用，单数术语「一(a/an)」及「该」可包括复数个指代物。举例而言，除非上下文另外明确地规定，否则对电子器件之参考可包括多个电子器件。

如本文中所使用，术语「连接(connect/connected/connection)」系指操作耦接或链接。可例如经由另一组件集合将经连接组件直接地或间接地彼此耦接。

另外，有时在本文中按范围格式呈现量、比率及其他数值。应理解，此类范围格式系为便利及简洁起见而使用，且应灵活地理解为不仅包括明确指定为范围限制之数值，且亦包括涵盖于彼范围内之所有个别数值或子范围，如同明确指定每一数值及子范围一般。

尽管本揭露已参看其特定实施例进行描述及说明，但此等描述及说明并不为限制性的。熟习此项技术者应理解，在不脱离如由所附申请专利范围定义的本揭露之真实精神及范畴的情况下，可作出各种改变且可取代等效物。说明可不必按比例绘制。归因于制造程序及容限，本揭露中之艺术再现与实际装置之间可存在区别。可存在并未特定说明的本揭露之其他实施例。应将本说明书及附图视为说明性而非限制性的。可作出修改，以使特定情形、材料、物质组成、方法或制程适应于本揭露之目标、精神及范畴。所有此类修改意欲在此随附之申请专利范围之范畴内。虽然已参考按特定次序执行之特定操作来描述本文中所揭示之方法，但应理解，在不脱离本揭露之教示的情况下，可组合、再细分或重新定序此等操作以形成等效方法。因此，除非本文中另外特定地指示，否则操作之次序及分组并非本揭露之限制。

Claims (19)

1.一种显示装置，其包含：

显示单元；

背光模块，其位于所述显示单元之第一侧上；

光传感器，其位于不同于所述第一侧之所述显示单元之第二侧上，所述光传感器背对所述显示单元以用于侦测包含环境光(ambient light)以及由该背光模块产生且来自所述显示单元方向之反射光的光，并产生第一亮度值；及

控制器，其基于所述第一亮度值而判定所述显示装置是否发生故障。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中若所述第一亮度值低于第一临限值达一段时间，所述控制器判定所述显示装置发生故障。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其中若所述第一亮度值以及所述第一亮度值过去一段时间之平均值之间的差值低于第二临限值达一段时间，所述控制器判定所述显示装置发生故障。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其中：

当所述背光模块关闭时，所述光传感器侦测光并产生第二亮度值；

所述控制器基于所述第一亮度值及所述第二亮度值之間的一差值判定当前时间之第三亮度值；

若所述当前时间之所述第三亮度值以及过去时间之所述第三亮度值之间的差值低于第三临限值达一段时间，所述控制器判定所述显示装置发生故障。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述控制器进一步基于所述第一亮度值控制所述背光模块。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述光传感器位于所述显示单元上及所述显示单元之显示区域之外。

7.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述显示装置被置于透明板后方，且所述反射光系由所述透明板反射。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其进一步包含在所述显示单元之所述第二侧上之保护板，且所述反射光系由所述保护板反射。

9.根据权利要求4所述的显示装置，其中当所述显示单元显示白色影像时所述光传感器侦测第四亮度值，当所述显示单元显示黑色影像时所述光传感器侦测第五亮度值，所述第三临限值系基于所述第四亮度值及所述第五亮度值而判定。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其中所述第三临限值等于所述第四亮度值以及所述第五亮度值之间的差值的一部分。

11.根据权利要求9所述的显示装置，其中所述控制器进一步经组态以基于所述第四亮度值及所述第五亮度值之间的差值以及第四临限值判定所述显示装置之环境。

12.一种用于监测显示装置之方法，所述方法包含：

侦测包含环境光以及由该背光模块产生且来自所述显示装置方向之反射光的光；

基于所述经侦测光产生第一亮度值；及

基于所述第一亮度值而判定所述显示装置是否发生故障。

13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包含若所述第一亮度值低于第一临限值达一段时间，判定所述显示装置发生故障。

14.根据权利要求12所述的方法，其进一步包含若所述第一亮度值以及所述第一亮度值过去一段时间之平均值之间的差值低于第二临限值达一段时间，判定所述显示装置发生故障。

15.根据权利要求12所述的方法，其进一步包含：

藉由当所述显示装置之背光模块关闭时侦测光而产生第二亮度值；

基于所述第一亮度值及所述第二亮度值判定当前时间之第三亮度值；

若所述当前时间之所述第三亮度值与先前时间之所述第三亮度值之间的差值低于第三临限值达一段时间，判定所述显示装置发生故障。

16.根据权利要求12所述的方法，其进一步包含基于所述第一亮度值控制所述显示装置之背光。

17.根据权利要求15所述的方法，其进一步包含：

当所述显示装置显示白色影像时侦测第四亮度值；

当所述显示装置显示黑色影像时侦测第五亮度值；及

基于所述第四亮度值及所述第五亮度值判定所述第三临限值。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第三临限值等于所述第四亮度值以及所述第五亮度值之间的差值的一部分。

19.根据权利要求17所述的方法，其进一步包含基于所述第四亮度值以及所述第五亮度之间的差值以及第四临限值而判定所述显示装置之环境。

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